Unitatea de alimentare este partea hardware-ului care este utilizată pentru a converti puterea furnizată de la priză în energie utilizabilă în mai multe părți din interiorul unui dispozitiv electric. Fiecare sursă de energie trebuie să-și conducă sarcina, care este conectată la aceasta. În funcție de proiectarea sa, o unitate de alimentare poate obține energie din diferite tipuri de surse de energie, cum ar fi sistemele de transmisie a energiei electrice, sistemele electromecanice, cum ar fi generatoarele și alternatoarele, convertoarele de energie solară, dispozitivele de stocare a energiei, cum ar fi o baterie și celule de combustibil, sau altele alimentare electrică. Există două tipuri de surse de alimentare, sursa de curent alternativ și curent continuu. Pe baza specificațiilor electrice ale dispozitivului electric, acesta poate utiliza curent alternativ sau curent continuu.

Ce este o sursă de alimentare?

Sursa de alimentare poate fi definită deoarece este un dispozitiv electric utilizat pentru a furniza alimentare electrică sarcinilor electrice. Funcția principală a acestui dispozitiv este schimbarea curentului electric de la o sursă la tensiunea, frecvența și curentul exact pentru alimentarea sarcinii. Uneori, aceste surse de alimentare pot fi denumite convertoare de energie electrică. Unele tipuri de consumabile sunt bucăți separate, în timp ce altele sunt fabricate în aparatele pe care le controlează.

Diagrama blocului de alimentare

Circuitul de alimentare este utilizat în diferite dispozitive electrice și electronice. Circuitele de alimentare sunt clasificate în diferite tipuri în funcție de puterea pe care o utilizează pentru asigurarea circuitelor sau dispozitivelor. De exemplu, circuitele bazate pe microcontroler sunt, în general, circuite de alimentare cu energie regulată de 5V DC (RPS), care pot fi proiectate cu ajutorul unei metode diferite de schimbare a puterii de la 230V AC la 5V DC.

Schema bloc a sursei de alimentare și conversia pas cu pas a 230V AC la 12V DC sunt discutate mai jos.

  • Un transformator treptat transformă 230V AC în 12v.
  • Redresorul de punte este folosit pentru a schimba AC la DC
  • Un condensator este utilizat pentru a filtra undele de curent alternativ și dă regulatorul de tensiune.
  • În cele din urmă, regulatorul de tensiune reglează tensiunea la 5V și, în cele din urmă, este utilizată o diodă de blocare pentru a lua forma de undă pulsatorie.
surselor
Diagrama blocului de alimentare

Clasificarea sursei de alimentare și diferitele sale tipuri

Aici vom discuta despre diferite tipuri de surse de alimentare care au existat pe piața mondială. Tabelul de mai jos prezintă tipurile de bază de surse de alimentare pentru următoarele condiții.

IEȘIRE = DC

IEȘIRE = AC

INTRARE = ​​AC

INTRARE = ​​DC

Alimentare variabilă de curent alternativ

Diferitele tensiuni de curent alternativ sunt generate prin utilizarea unui transformator. Transformatorul poate avea mai multe înfășurări sau robinete, caz în care instrumentul folosește comutatoare pentru a selecta diferitele niveluri de tensiune. Alternativ, un transformator variabil (autotransformator reglabil) poate fi utilizat pentru a varia continuu tensiunile. Unele surse variabile de curent alternativ sunt incluse contoare pentru a monitoriza tensiunea, curentul și/sau puterea.

Sursă de alimentare liniară nereglementată

Sursele de alimentare nereglementate conțin un transformator, redresor, condensator de filtrare și un rezistor de purjare. Acest tip de sursă de alimentare, datorită simplității, este cel mai puțin costisitor și cel mai fiabil pentru cerințe de energie redusă. Principalul dezavantaj este că tensiunea de ieșire nu este constantă. Acesta va varia în funcție de tensiunea de intrare și curentul de încărcare, iar ondulația nu este potrivită pentru aplicații electronice. Ondulația poate fi redusă prin schimbarea condensatorului filtrului la un filtru LC (inductor-condensator), dar costul devine mai mare.

Sursă de alimentare liniară nereglementată

Transformator de intrare

Transformatorul de intrare este utilizat pentru a converti tensiunea liniei de intrare în jos la nivelul necesar al sursei de alimentare. De asemenea, izolează circuitul de ieșire de sursa de alimentare. Aici folosim un transformator cu trepte.

Redresor

Redresorul folosit pentru a converti semnalul de intrare dintr-un format AC în DC brut. Vă rugăm să consultați aceste linkuri. Diferite tipuri de redresoare disponibile sunt redresoare pe jumătate de undă și redresoare cu undă completă.

Condensator filtru

DC-ul pulsat de la redresor este alimentat la condensatorul de netezire. Acesta va elimina undele nedorite din DC pulsat.

Rezistor de purjare

Rezistorul de spălare este, de asemenea, cunoscut sub numele de rezistor de scurgere a sursei de alimentare. Este conectat la condensatoarele de filtrare pentru a scurge încărcarea stocată, astfel încât alimentarea sistemului de alimentare să nu fie periculoasă.

Sursă de alimentare programabilă

Acest tip de sursă de alimentare permite controlul de la distanță pentru funcționarea sa prin intrare analogică, altfel interfețe digitale precum GPIB sau RS232. Proprietățile controlate ale acestei surse includ curent, tensiune, frecvență. Aceste tipuri de consumabile sunt utilizate într-o gamă largă de aplicații, cum ar fi fabricarea de semiconductori, generatoare de raze X, monitorizarea creșterii cristalelor, testarea automată a aparatelor.

În general, aceste tipuri de surse de alimentare utilizează un microcomputer esențial pentru controlul și monitorizarea funcționării unei surse de alimentare. O sursă de alimentare furnizată cu o interfață de computer utilizează protocoale standard (sau) de comunicații proprii și un limbaj de control al dispozitivului, cum ar fi SCPI (comenzi standard pentru instrumente programabile)

Alimentare computer

Unitatea de alimentare a unui computer este partea hardware-ului care este utilizată pentru schimbarea puterii furnizate de la priză în energie utilizabilă pentru mai multe părți ale computerului. Convertește curentul alternativ în curent continuu

De asemenea, controlează supraîncălzirea prin controlul tensiunii, care se poate modifica manual sau automat pe baza sursei de alimentare. Alimentatorul sau unitatea de alimentare este, de asemenea, numit ca un convertor de putere sau un pachet de alimentare.

Într-un computer, componentele interne, cum ar fi carcasele, plăcile de bază și sursele de alimentare, toate sunt disponibile în diferite configurații, dimensiuni cunoscute sub numele de factor de formă. Toate aceste trei componente trebuie să fie potrivite pentru a funcționa corespunzător împreună.

Alimentare liniară reglementată

Sursele de alimentare liniare reglementate sunt aceleași ca sursa de alimentare liniară nereglementată, cu excepția faptului că un regulator cu 3 terminale este utilizat în locul rezistorului de purjare. Scopul principal al acestei surse este de a furniza nivelul necesar de putere DC sarcinii. Sursa de curent continuu utilizează o sursă de curent alternativ ca intrare. Diferite aplicații necesită niveluri diferite de tensiuni ale atributelor, dar în prezent sursele de alimentare DC asigură o tensiune de ieșire precisă. Și această tensiune este reglată de un circuit electronic, astfel încât să ofere o tensiune de ieșire constantă pe o gamă largă de sarcini de ieșire.

Diagrama blocului de alimentare cu energie reglementată

Aici schema circuitului de bază pentru sursa de alimentare liniară reglementată prezentată mai jos.

Alimentare liniară reglementată

Principalele caracteristici ale acestei surse de alimentare includ următoarele.

  • Eficiența acestei surse de alimentare variază de la 20 la 25%
  • Materialele magnetice utilizate în această sursă de alimentare sunt miez CRGO sau Stalloy.
  • Este mai fiabil, mai puțin complex și mai voluminos.
  • Oferă un răspuns mai rapid.

Principalele avantaje ale alimentării liniare includ fiabilitatea, simplitatea, costul redus, iar nivelul de zgomot este scăzut. Alături de aceste beneficii, există unele dezavantaje, cum ar fi

Acestea sunt cele mai bune pentru mai multe aplicații cu putere redusă, ca rezultat atunci când este necesară o putere mare; dezavantajele se transformă mai clar. Dezavantajele acestei surse de alimentare includ o pierdere ridicată de căldură, dimensiune și nivel scăzut de eficiență. Ori de câte ori sursa de alimentare liniară este utilizată în aplicații cu putere mare; necesită componente mari pentru a gestiona puterea.

Netezire

Odată rectificat de la un semnal de curent alternativ, DC-ul trebuie să fie netezit pentru a elimina nivelul de tensiune diferit. În acest scop se folosesc în general condensatori cu valoare mare.

Regulator de voltaj

Un regulator liniar are un dispozitiv de trecere activ (BJT sau MOSFET) (serie sau șunt) controlat de un amplificator diferențial cu câștig ridicat. Compară tensiunea de ieșire cu o tensiune de referință precisă și reglează dispozitivul de trecere pentru a menține un nivel constant de tensiune de ieșire. Există două tipuri principale de surse de alimentare liniare. Citiți mai multe despre diferite tipuri de regulatoare de tensiune cu principiul de funcționare.

Regulator de serie

Acesta este cel mai utilizat regulator pentru surse de alimentare liniare. După cum sugerează și numele, un element de serie este plasat în circuit așa cum se arată în figura de mai jos, iar rezistența sa a variat prin intermediul electronicii de control pentru a se asigura că este generată tensiunea de ieșire corectă pentru curentul luat.

Conceptul regulatorului de tensiune în serie sau al regulatorului în serie

Regulator de șunt

Regulatorul de șunt este mai puțin utilizat ca element principal într-un regulator de tensiune. În aceasta, un element variabil este plasat peste sarcină așa cum se arată mai jos. Există un rezistor sursă plasat în serie cu intrarea, iar regulatorul de șunt este variat pentru a vă asigura că tensiunea pe sarcină rămâne constantă.

Regulator de tensiune de șunt cu feedback

Alimentare cu modul de comutare (SMPS)

SMPS are un redresor, condensator de filtru, tranzistor de serie, regulator, transformator, dar este mai complicat decât celelalte surse de alimentare pe care le-am discutat.

Modul de comutare Sursa de alimentare

Schema de mai sus este o diagramă bloc simplă. Tensiunea AC este rectificată la o tensiune DC nereglementată, cu tranzistorul de serie și regulatorul. Acest DC este tăiat la o tensiune constantă de înaltă frecvență, care permite reducerea dramatică a dimensiunii transformatorului și permite o sursă de alimentare mult mai mică. Dezavantajele acestui tip de alimentare sunt că toate transformatoarele trebuie să fie făcute la comandă, iar complexitatea sursei de alimentare nu se pretează la producții reduse sau aplicații economice cu putere redusă. Vă rugăm să consultați acest link pentru a afla totul despre SMPS.

Alimentare cu modul de comutare (SMPS)

Alimentare neîntreruptibilă (UPS)

UPS-ul este o sursă de alimentare de rezervă care, în caz de pană de curent sau de fluctuații, permite suficient timp pentru o oprire ordonată a sistemului sau pentru pornirea unui generator de așteptare. UPS-ul constă de obicei dintr-un banc de baterii reîncărcabile și circuite de detectare și condiționare a puterii. Mai mult, citiți despre schema circuitului UPS și despre diferitele tipuri, vă rugăm să consultați acest link pentru a afla mai multe despre schema și funcționarea circuitului UPS.

Alimentare neîntreruptibilă (UPS)

Alimentare DC

O sursă de curent continuu este una care asigură o tensiune continuă continuă la sarcina sa. Pe baza planului său, o sursă de curent continuu ar putea fi controlată de la o sursă de curent continuu sau de la o sursă de curent alternativ, precum rețeaua de alimentare.

Alimentare DC

Este vorba despre diferite tipuri de surse de alimentare, care includ surse de alimentare liniare, sursă de alimentare în modul de comutare, sursă de alimentare neîntreruptă. În plus, pentru a implementa proiecte electronice și electrice sau orice informații referitoare la tipurile de surse de alimentare, nu ați putut oferi feedback pentru a vă oferi sugestii, comentarii în secțiunea de comentarii de mai jos.