Cos'è l'alimentatore switching (SMPS)
Un SMPS, acronimo di Switched-Mode Power Supply, è un tipo di alimentatore comunemente utilizzato nel settore dell'illuminazione. È progettato per convertire in modo efficiente l'energia elettrica da una forma all'altra utilizzando dispositivi di commutazione come transistor o MOSFET. A differenza degli alimentatori lineari tradizionali, un SMPS funziona ad alta frequenza, consentendo una maggiore efficienza di conversione dell'energia e riducendo le dimensioni e il peso del dispositivo. alimentazione.
Il funzionamento di un SMPS prevede diverse fasi:
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- Nel primo stadio, l'alimentazione CA in ingresso viene raddrizzata e filtrata per produrre un segnale CC. Ciò avviene mediante un raddrizzatore e componenti di filtraggio che convertono l'alimentazione CA in una forma di corrente continua utilizzabile.
- Il secondo stadio di un SMPS prevede la commutazione ad alta frequenza, dove un interruttore ad alta frequenza elabora il segnale CC, creando un segnale CC pulsante ad alta frequenza. Questo funzionamento ad alta frequenza consente una conversione efficiente dell'energia e contribuisce ulteriormente alle dimensioni e al peso ridotti dell'alimentatore.
- Il terzo stadio di un SMPS comprende un trasformatore di potenza. Il segnale CC ad alta tensione viene ridotto a un segnale CC di livello adeguato. Il trasformatore svolge un ruolo cruciale nella conversione e nell'isolamento della tensione, garantendo che la tensione di uscita corrisponda al livello desiderato.
- Nel quarto stadio, il segnale CC a gradino viene raddrizzato e filtrato per ottenere un'uscita CC stabile e costante. Questo stadio è essenziale per mantenere una tensione di uscita stabile, priva di fluttuazioni o disturbi.
- Lo stadio finale di un SMPS è il circuito di controllo. Questo circuito monitora la tensione di uscita e regola dinamicamente l'interruttore ad alta frequenza per mantenere un flusso di uscita continuo della tensione desiderata. Il circuito di controllo è responsabile della regolazione della tensione di uscita e del suo mantenimento all'interno dell'intervallo specificato.
Domande frequenti
Cosa fa l'SMPS
Come altri tipi di alimentatori, un alimentatore SMPS trasferisce l'energia da una presa di corrente CA a un dispositivo CC. Tuttavia, ciò che distingue l'SMPS è la sua capacità di regolare la tensione di uscita. È in grado di regolare la tensione di uscita per garantire una produzione costante, indipendentemente dalle fluttuazioni del carico.
Cosa significa SMPS in ambito elettrico
Gli alimentatori switching (SMPS), noti anche come alimentatori a commutazione, sono ampiamente utilizzati nei sistemi elettrici per una conversione efficiente dell'energia. Prendono un ingresso CA dalla tensione di rete e lo convertono in un'uscita CC a bassa tensione.
Quali sono i due tipi di SMPS?
Gli SMPS possono essere classificati in due tipi: convertitori non isolati e convertitori isolati, in base alla loro topologia circuitale.
L'SMPS è un convertitore CA-CC
In generale, un SMPS funziona convertendo la tensione alternata di partenza in tensione continua attraverso un raddrizzatore e un filtro di ingresso. Successivamente, un chopper viene utilizzato per "spezzettare" la tensione CC, generando una serie di impulsi ad alta frequenza a onda quadra (da 20 kHz a 10 MHz) all'ingresso dell'avvolgimento primario del trasformatore.
L'SMPS è necessario?
Lo scopo principale di un alimentatore switching (Switched Mode Power Supply, SMPS) è quello di convertire la tensione CA o CC non regolata in una tensione CC regolata adatta a dispositivi elettronici come i computer. Questa conversione è necessaria perché i computer e altri dispositivi elettronici richiedono un'alimentazione stabile ed efficiente.
Perché l'SMPS si danneggia
Sporcizia e sostanze estranee, come il fumo di sigaretta e la polvere di casa, possono danneggiare un SMPS. Inoltre, il surriscaldamento e la mancanza di ventilazione sono cause comuni di guasti agli SMPS. Per evitare che ciò accada, è importante assicurarsi che la ventilazione sia libera da polvere e ingombri. È inoltre consigliabile evitare di tenere la CPU in una scrivania chiusa.
Come controllare l'alimentatore SMPS
Mentre la misurazione della tensione può essere effettuata facilmente con l'aiuto di un trasformatore di isolamento, un metodo più efficace è quello di utilizzare una sonda differenziale per le misure di alta tensione. Le sonde differenziali sono dotate di due ingressi e sono progettate specificamente per misurare la differenza di tensione tra questi ingressi.
In che modo l'SMPS è diverso dal normale alimentatore di corrente
Un SMPS si distingue da un alimentatore lineare per il metodo di conversione della tensione CA primaria nella tensione CC di uscita. Invece di affidarsi a un approccio lineare, l'SMPS impiega un transistor di potenza per generare una tensione ad alta frequenza che viene successivamente fatta passare attraverso un trasformatore compatto e filtrata per eliminare qualsiasi rumore CA.
Quale dispositivo viene utilizzato negli SMPS
Negli SMPS, l'inverter utilizza la tecnica PWM. L'uscita dell'inverter viene quindi convertita in corrente continua mediante l'uso di un raddrizzatore a diodi. Poiché l'inverter funziona ad alta frequenza, le ondulazioni della tensione di uscita CC possono essere facilmente filtrate utilizzando piccoli componenti di filtro.
Quale interruttore viene utilizzato negli SMPS
Come altri alimentatori, un SMPS trasferisce l'energia da una fonte di corrente continua o alternata (spesso la rete elettrica) a carichi in corrente continua, come un personal computer, convertendo le caratteristiche di tensione e corrente. Utilizza un convertitore a commutazione ad alta frequenza che converte la corrente continua in corrente continua.
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