Rozdíl mezi klasickým a spínaným zdrojem

[Priby]

Mohl by jste mi prosím někdo polopatě vysvětlit, jaký je rozdíl mezi klasickým a spínaným zdrojem. Myslím, že tomu rozumím, ale nejsem si jist zda v tom mám zcela jasno.
Díky všem.

[Jirka84835751]

Ne, nejsem jistě z těch nejznalejších, přesto zkusím presentovat svůj lajcký pohled, už také proto, že občas se je snažím nejen pochopit :
v klasickém zdroji hlavní součástí je trafo - plechy různého provedení a materiálu = účinnost -, které odděluje síťové napětí od požadovaného (je jedno jestli vyšší nebo nižší), pracovní frekvence 50Hz, účinnost je celkem nízká ve srovnání se spínaným (impulzním) zdrojem, požadované výstupní napětí je relativně konstantní - dané převodem U1/U2, nemluvím o způsobu regulace Uvýst. ; spínaný zdroj nepotřebuje klasické plechy (tlumivky z kvalitnějších feritů atd), pracovní frekvence v kHz, jejich účinnost je podstatně vyšší, je schopný pracovat v širokém rozsahu U napájecího, výstupní napětí stabilnější, poměr dosažený výkon vs.cena je podstatně výhodnější - ekonomičtější, atd. Názorným příkladem tohoto zdroje jsou napajecí obvody "UPSALA" např. v novějších televizorech naší známé Tesly. Samozřejmně příkladů je spousta, jistě jsou mezi námi znalejší a mají fundovanější výklad. Snad se rozproudí diskuze i na toto zajímavé téma.
Dodám ještě odkaz, z kterého nechci jen citovat. T si každý počte osobně:
http://www.hw.cz/Teorie-a-praxe/ART1876 ... droje.html

[breta1]

Pokusím se to také alespoň trochu laicky (s určitým zjednodušením) vysvětlit.
Možná by bylo vhodné na začátku objasnit, proč se stále více používají spínané zdroje, když jsou obvodově mnohem složitější a "zranitelnější", zejména na přepětí, jsou potíže s jejich odrušením atd.
Prakticky jediné možné řešení účinného přenosu výkonu a transformaci napětí ve zdrojích je přes magnetický obvod (trafo). Zatím lidstvo nic lepšího nevymyslelo. Používají se feromagnetické materiály , pro síťové kmitočty na bázi železných plechů, pro vyšší kmitočty na bázi feritu. Omezujícím faktorem je v obou případech dovolená maximální velikost magnetické indukce B, která vlastně pak nepřímo určuje objem železa (feritu) a tím jeho rozměry a hmotnost v závislosti na výkonu, který požadujeme přenést.
Protože u železných trafoplechů je Bmax až 1,5T, kdežto u feritů jen Bmax 0,5T, zdálo by se, že je vhodné vždy používat železo. Pomineme-li ale fakt, že v železe s rostoucím kmitočtem rostou i ztráty (plechy se ohřívají), důležitější je ale fakt, že Bmax je nepřímo úměrné frekvenci f. U síťového kmitočtu s tím nic nenaděláme, ten je 50Hz, ale u spínaného zdroje si ho můžeme zvolit.
Magnetický tok Bmax se vždy celý uzavírá přes magnetické jádro (střední sloupek s vinutím) s průřezem S.
A teď pozor – platí, že S=konst/Bmax*f
Takže pokud použijeme stejnou Bmax, (my sice víme, že u feritu je cca 3x menší, ale teď to zjednodušme) ale zvýšíme např. frekvenci z 50Hz na 50kHz, můžeme si dovolit tisíckrát zmenšit střední sloupek jádra a tím i celé jádro. A protože navíc ještě přibližně platí, že přenesený výkon je úměrný čtverci té plochy S, je vidět, že objem a hmotnost jádra můžeme pro stejný přenesený výkon dramaticky snížit. Stačí např. kouknout, jak je maličké to hlavní spínací trafo v PC zdroji s výkonem 500W a porovnat s klasickým síťovým 500W trafem!
A to je hlavní rozdíl oproti klasickému síťovému trafu , to je to „kouzlo“, proč používat spínané zdroje.

Pozn.
Možná, že by si problematika spínaných zdrojů zasloužila i samostanou rubriku...

[Priby]

Tomu říkám vyčerpávající odpověď. Každopádně, proč sem se vůbec ptal. Doma mi odešlo trafo od dětské chůvičky, která byla poměrně drahá. Po rozebrání jsem zjistil, že se jedná o klasické trafo a ne o spínaný zdroj. Tak by mě zajímalo, proč k chůvičce vyšší cenové kategorie dávají trafo klasické a ne spínaný zdroj, který je už dnes naprosto všude.

Takže moje otázka - kdybych si měl pořídit adaptér do sítě výstup 5V, 500mA, který je neustále zapojený. Nezajímala by mě pořizovací cena ani velikost. Které řešení je lepší?

[breta1]

Na takové trvalé použití bych volil určitě malé síťové trafo.
Jenže pozor- dneska se prodává kdeco, můžeš narazit na nějakého čínského šmejda a vyhoří ti byt. Ale poctivě udělané trafo je věčné, snese krátkodobě velké špičky, může být trvale zapojeno a na takové malé výkony ti jeho rozměry a váha nevadí.
Životnost spínaného zdroje je vždycky omezená a je silně závislá na kvalitě použitých součástek, zejména elektrolytů v kritických místech. Můžeš si být téměř jistý, že ti po mnoha letech (neříkám po kolika) určitě nepojede....

[Priby]

Ještě poslední věc, jak je to se spotřebou bez zátěže? Klasické trafo něco málo bere neustále i když na druhé straně vinutí není odběr, ale spínaný zdroj?

[breta1]

Dobře navržený i několikasetwattový spínaný zdroj může naprázdno odebírat jen jednotky wattů.
Některé výrobky přecházejí při nečinnosti do stand-by režimu, kdy spotřeba dále výrazně klesá.
Nová legislativa navíc tlačí výrobce nových zařízení k dalšímu snižování tohoto příkonu a též ke kvalitnějšímu odrušení.