Klasyfikacja zasilacza i jego różne typy

Klasyfikacja zasilacza i jego różne typy

Zasilacz jest częścią sprzętu używaną do przekształcania energii dostarczanej z gniazdka w energię użytkową do wielu części wewnątrz urządzenia elektrycznego. Każde źródło energii musi napędzać swoje obciążenie, które jest do niego podłączone. W zależności od konstrukcji zasilacz może pozyskiwać energię z różnych typów źródeł energii, np systemy przesyłu energii elektrycznej , systemy elektromechaniczne, takie jak generatory i alternatory, konwertery energii słonecznej, urządzenia do magazynowania energii, takie jak akumulator i ogniwa paliwowe, lub inne źródła zasilania. Istnieją dwa rodzaje zasilaczy: AC i DC. W oparciu o specyfikacje elektryczne urządzenia elektrycznego może ono korzystać z zasilania prądem przemiennym lub stałym.



Co to jest zasilacz?

Zasilacz można zdefiniować, ponieważ jest to urządzenie elektryczne używane do dostarczania energii elektrycznej odbiornikom elektrycznym. Główną funkcją tego urządzenia jest zmiana prądu elektrycznego ze źródła na dokładne napięcie, częstotliwość i prąd w celu zasilania obciążenia. Czasami, te zasilacze można nazwać konwerterami energii elektrycznej. Niektóre rodzaje dostaw są oddzielnymi częściami ładunków, podczas gdy inne są wytwarzane w urządzeniach, którymi sterują.


Schemat blokowy zasilacza

Obwód zasilania jest używany w różnych urządzeniach elektrycznych i elektronicznych. Obwody zasilające są podzielone na różne typy w zależności od mocy, jaką wykorzystują do dostarczania obwodów lub urządzeń. Na przykład obwody oparte na mikrokontrolerze to ogólnie obwody zasilacza regulowanego 5 V DC (RPS), które można zaprojektować za pomocą różnych metod zmiany napięcia z 230 V AC na 5 V DC.





Schemat blokowy zasilania oraz krok po kroku konwersja napięcia 230V AC na 12V DC omówiono poniżej.

  • Transformator obniżający napięcie zamienia napięcie 230 V AC na 12 V.
  • Mostek prostowniczy służy do zmiany AC na DC
  • Kondensator służy do filtrowania tętnień prądu przemiennego i podaje do regulatora napięcia.
  • Wreszcie regulator napięcia reguluje napięcie do 5 V i na koniec stosuje się diodę blokującą do pobierania pulsującego przebiegu.
Schemat blokowy zasilacza

Schemat blokowy zasilacza



Klasyfikacja zasilacza i jego różne typy

Tutaj omówimy różne typy zasilaczy, które istniały na rynku. Poniższa tabela przedstawia podstawowe typy zasilaczy dla następujących warunków.

WYJŚCIE = DC

WYJŚCIE = AC

INPUT = AC

  • Brodawka ścienna
  • Zasilacze laboratoryjne
  • Ładowarka
  • Transformator izolacyjny
  • Zmienne zasilanie AC
  • Zmieniacz częstotliwości

INPUT = DC

  • Konwerter DC-DC
  • Falownik
  • Generator
  • UPS

Zmienny zasilacz AC

Różne napięcia AC są generowane za pomocą transformatora. Transformator może mieć wiele uzwojeń lub odczepów, w którym to przypadku przyrząd wykorzystuje przełączniki do wyboru różnych poziomów napięcia. Alternatywnie można zastosować transformator zmienny (regulowany autotransformator) do ciągłej zmiany napięć. Niektóre zmienne zasilacze prądu przemiennego są dołączone do mierników do monitorowania napięcia, prądu i / lub mocy.


Zmienny zasilacz AC

Zmienny zasilacz AC

Nieregulowany liniowy zasilacz

Nieregulowane zasilacze zawierają transformator obniżający napięcie, prostownik, kondensator filtrujący i rezystor upustowy. Ten typ zasilacza, ze względu na prostotę, jest najmniej kosztowny i najbardziej niezawodny przy niskich wymaganiach mocy. Główną wadą jest to, że napięcie wyjściowe nie jest stałe. Będzie się zmieniać w zależności od napięcia wejściowego i prądu obciążenia, a tętnienie nie jest odpowiednie do zastosowań elektronicznych. Tętnienie można zmniejszyć, zmieniając kondensator filtra na filtr LC (cewka-kondensator), ale koszt staje się wyższy.

Nieregulowany liniowy zasilacz

Nieregulowany liniowy zasilacz

Transformator wejściowy

Transformator wejściowy służy do konwersji przychodzącego napięcia sieciowego do wymaganego poziomu zasilania. Oddziela również obwód wyjściowy od zasilania sieciowego. Tutaj używamy transformator obniżający napięcie .

Prostownik

Prostownik używany do konwersji przychodzącego sygnału z formatu AC na surowy DC. Proszę odnieść się do tych linków, dostępne są różne typy prostowników prostownik półfalowy i prostownik pełnookresowy .

Kondensator filtra

Pulsujący prąd stały z prostownika jest podawany do kondensatora wygładzającego. Usunie niechciane tętnienia w pulsującym DC.

Rezystor odpowietrzający

Rezystor odpowietrzający jest również znany jako rezystor drenujący zasilania. Jest on połączony z kondensatorami filtrującymi, aby odprowadzić zgromadzony ładunek, dzięki czemu zasilanie systemu zasilania nie jest niebezpieczne.

Programowalny zasilacz

Ten typ zasilania umożliwia zdalne sterowanie jego pracą przez wejście analogowe, w przeciwnym razie interfejsy cyfrowe, takie jak GPIB lub RS232. Kontrolowane właściwości tego zasilania obejmują prąd, napięcie, częstotliwość. Tego typu materiały są wykorzystywane w szerokim zakresie zastosowań, takich jak wytwarzanie półprzewodników, generatory promieniowania rentgenowskiego, monitorowanie wzrostu kryształów, automatyczne testowanie aparatów.

Ogólnie rzecz biorąc, tego typu zasilacze wykorzystują niezbędny mikrokomputer do sterowania, a także monitorowania działania zasilacza. Zasilacz wyposażony w interfejs komputera wykorzystuje standardowe (lub) zastrzeżone protokoły komunikacyjne i język sterowania urządzeniem, taki jak SCPI (standardowe polecenia dla instrumentów programowalnych)

Zasilanie komputera

Zasilacz w komputerze jest częścią sprzętu używaną do zmiany zasilania dostarczanego z gniazdka na energię użytkową dla różnych części komputera. Zamienia prąd przemienny na prąd stały

Kontroluje również przegrzanie poprzez sterowanie napięciem, które może modyfikować ręcznie lub automatycznie w zależności od źródła zasilania. Zasilacz lub zasilacz jest również nazywany konwerterem mocy lub zasilaczem.

W komputerze wewnętrzne komponenty, takie jak obudowy, płyty główne i zasilacze, są dostępne w różnych konfiguracjach, rozmiarach, które są znane jako współczynnik kształtu. Wszystkie te trzy komponenty muszą być dobrze dopasowane, aby odpowiednio ze sobą współpracowały.

Regulowany liniowy zasilacz

Regulowane zasilacze liniowe są takie same jak nieregulowane zasilacze liniowe z wyjątkiem tego regulator z 3 zaciskami jest używany zamiast rezystora upustowego. Głównym celem tego zasilania jest zapewnienie wymaganego poziomu prądu stałego do obciążenia. Zasilacz DC wykorzystuje zasilanie AC jako wejście. Różne aplikacje wymagają różnych poziomów napięć atrybutów, ale obecnie zasilacze prądu stałego zapewniają dokładne napięcie wyjściowe. Napięcie to jest regulowane przez obwód elektroniczny, dzięki czemu zapewnia stałe napięcie wyjściowe w szerokim zakresie obciążeń wyjściowych.

Schemat blokowy regulowanego zasilacza

Schemat blokowy regulowanego zasilacza

Oto podstawowy schemat obwodu regulowanego liniowego zasilacza podany poniżej.

Regulowany liniowy zasilacz

Regulowany liniowy zasilacz

Główne cechy tego zasilacza to:

  • Sprawność tego zasilacza waha się od 20 do 25%
  • Materiały magnetyczne użyte w tym zasilaczu to rdzeń CRGO lub Stalloy.
  • Jest bardziej niezawodny, mniej złożony i nieporęczny.
  • Daje szybszą odpowiedź.

Do głównych zalet zasilacza liniowego należy niezawodność, prostota, niski koszt oraz niski poziom hałasu. Oprócz tych zalet istnieją pewne wady, takie jak

Są one najlepsze w przypadku kilku zastosowań o niskim poborze mocy, w wyniku czego, gdy wymagana jest duża moc, wady stają się wyraźniejsze. Wady tego zasilacza obejmują dużą utratę ciepła, rozmiar i niski poziom wydajności. Zawsze, gdy zasilacz liniowy jest używany w zastosowaniach o dużej mocy, wymaga dużych komponentów do zarządzania mocą.

Wygładzanie

Po wyprostowaniu z sygnału AC, DC musi zostać wygładzone, aby usunąć zmieniający się poziom napięcia. W tym celu na ogół stosuje się kondensatory o dużej wartości.

Regulator napięcia

Regulator liniowy ma aktywne (BJT lub MOSFET) urządzenie przepustowe (szeregowe lub bocznikowe) sterowane przez wzmacniacz różnicowy o dużym wzmocnieniu. Porównuje napięcie wyjściowe z precyzyjnym napięciem odniesienia i dostosowuje urządzenie przepustowe, aby utrzymać stały poziom napięcia wyjściowego. Istnieją dwa główne typy zasilaczy liniowych. Przeczytaj więcej o Różne typy regulatorów napięcia z zasadą działania .

Regulator szeregowy

To najczęściej używane regulatory do zasilaczy liniowych. Jak sama nazwa wskazuje, element szeregowy jest umieszczony w obwodzie, jak pokazano na poniższym rysunku, a jego rezystancja zmienia się za pośrednictwem elektroniki sterującej, aby zapewnić wytwarzanie prawidłowego napięcia wyjściowego dla pobieranego prądu.

Koncepcja regulatora napięcia szeregowego lub regulatora szeregowego przepustowości

Koncepcja regulatora napięcia szeregowego lub regulatora szeregowego przepustowości

Regulator bocznikowy

Regulator bocznikowy jest rzadziej stosowany jako główny element regulatora napięcia. W tym przypadku element zmienny jest umieszczany w poprzek obciążenia, jak pokazano poniżej. Jest rezystor źródłowy umieszczony szeregowo z wejściem, a regulator bocznikowy jest zmieniany, aby upewnić się, że napięcie na obciążeniu pozostaje stałe.

Bocznikowy regulator napięcia ze sprzężeniem zwrotnym

Bocznikowy regulator napięcia ze sprzężeniem zwrotnym

Zasilacz impulsowy (SMPS)

SMPS ma prostownik, kondensator filtrujący, tranzystor szeregowy, regulator, transformator, ale jest bardziej skomplikowany niż inne zasilacze, które omówiliśmy.

Zasilacz impulsowy

Zasilacz impulsowy

Przedstawiony powyżej schemat jest prostym schematem blokowym. Napięcie przemienne jest prostowane do nieregulowanego napięcia stałego za pomocą tranzystora szeregowego i regulatora. Ten prąd stały jest przerywany do stałego napięcia o wysokiej częstotliwości, co umożliwia radykalne zmniejszenie rozmiaru transformatora i pozwala na znacznie mniejsze zasilanie. Wady tego typu zasilania polegają na tym, że wszystkie transformatory muszą być wykonane na zamówienie, a złożoność zasilania nie nadaje się do zastosowań o niskiej produkcji lub ekonomicznych zastosowaniach o małej mocy. Proszę odnieść się do tego linku Dowiedz się wszystkiego o SMPS .

Zasilacz impulsowy (SMPS)

Zasilacz impulsowy (SMPS)

Zasilacz bezprzerwowy (UPS)

UPS to zapasowe źródło zasilania, które w przypadku awarii lub wahań zasilania zapewnia wystarczającą ilość czasu na uporządkowane zamknięcie systemu lub uruchomienie rezerwowego generatora. UPS składa się zwykle z zestawu akumulatorów oraz obwodów wykrywających i kondycjonujących moc. Przeczytaj również o schemacie obwodu UPS i różnych typach, skorzystaj z tego łącza, aby dowiedzieć się więcej Schemat obwodu UPS i działanie .

Zasilacz bezprzerwowy (UPS)

Zasilacz bezprzerwowy (UPS)

Zasilacz

Zasilacz DC to taki, który zapewnia stałe napięcie DC do swojego obciążenia. W oparciu o swój plan, zasilacz prądu stałego może być sterowany z zasilacza prądu stałego lub z zasilacza prądu przemiennego, takiego jak sieć elektryczna.

Zasilacz

Zasilacz

Chodzi o różne typy zasilaczy, które obejmują zasilacze liniowe, zasilacze impulsowe, zasilacze bezprzerwowe. Ponadto do wdrażania elektroniki i projekty elektryczne lub jakiekolwiek informacje dotyczące typów zasilaczy mogą swobodnie przekazywać swoją opinię, aby przekazać sugestie, komentarze w sekcji komentarzy poniżej.