Ghid de aplicare a alimentării de bază

Există patru tipuri de bază de surse de alimentare utilizate:

sursei

  • Liniar nereglementat
  • Liniar reglementat
  • Feroresonant
  • Mod de comutare

Diferențele dintre cele patru tipuri includ ieșirea constantă a tensiunii, eficiența costurilor, dimensiunea, greutatea și ondularea. Acest ghid explică fiecare tip de alimentare, descrie principiul de funcționare și prezintă avantajele și dezavantajele fiecăruia.

1. Sursă de alimentare liniară nereglementată

Sursele de alimentare nereglementate conțin patru componente de bază: un transformator, redresor, condensator de filtrare și un rezistor de purjare.

Acest tip de sursă de alimentare, datorită simplității sale, este cel mai puțin costisitor și cel mai fiabil pentru cerințe de energie reduse. Dezavantajul 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. Ripple-ul poate fi redus prin schimbarea condensatorului filtrului la un filtru IC (inductor-condensator), dar costul pentru a face această modificare ar face utilizarea sursei de alimentare liniare reglementate o alegere mai economică.

2. Alimentare liniară reglementată

O sursă de alimentare liniară reglată este identică cu sursa de alimentare liniară nereglementată, cu excepția faptului că un regulator cu 3 terminale este utilizat în locul rezistorului de purjare.

Alimentarea liniară reglementată rezolvă toate problemele alimentării nereglementate, dar nu este la fel de eficientă, deoarece regulatorul cu 3 terminale va disipa puterea în exces sub formă de căldură care trebuie să fie inclusă în proiectarea sursei. Tensiunea de ieșire are o ondulație neglijabilă, o reglare a sarcinii foarte mică și o fiabilitate ridicată, făcându-l astfel o alegere ideală pentru utilizare în aplicații electronice cu putere redusă.

3. Surse de alimentare feroresonante

O sursă de alimentare ferorezonantă este foarte asemănătoare cu o sursă de alimentare nereglementată, cu excepția caracteristicilor transformatorului ferorezonant.

Transformatorul ferorezonant va furniza o tensiune de ieșire constantă pe o mare variație a tensiunii de intrare a transformatorului. Problemele legate de utilizarea unei surse de alimentare feroresonante includ faptul că este foarte sensibilă la ușoare modificări ale frecvenței liniei și nu ar putea fi comutabilă de la 50 Hz la 60 Hz și că transformatoarele disipează mai multă căldură decât transformatoarele convenționale. Aceste surse de alimentare sunt mai grele și vor avea mai mult zgomot audibil din rezonanța transformatorului decât sursele de alimentare liniare reglementate.

4. Sursele de alimentare în modul comutare

Alimentarea cu comutare 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. Schema de mai jos este o diagramă bloc simplă și nu reprezintă toate componentele din sursa de alimentare.

Tensiunea AC este rectificată la o tensiune DC nereglementată, cu tranzistorul de serie și regulatorul. Acest DC este mărunțit 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 personalizate, iar complexitatea sursei de alimentare nu se pretează la producții reduse sau aplicații economice de putere redusă.

Circuite de rectificare pentru surse de alimentare liniare reglementate

Din descrierea noastră anterioară, o sursă de alimentare liniară reglementată este cel mai economic design pentru o putere redusă, un nivel redus și o reglare redusă, care este adecvată pentru aplicații electronice. În această secțiune vom explica cele patru circuite de rectificare de bază care sunt utilizate:

      • Half Wave
      • Full Wave Center Atins
      • Podul Full Wave
      • Dual complementar

1. Circuite Half Wave

Deoarece un filtru de intrare a condensatorului atrage doar curent din circuitul de rectificare în impulsuri scurte, frecvența impulsurilor este la jumătate din cea a unui circuit cu undă completă, prin urmare, curentul de vârf al acestor impulsuri este atât de mare încât acest circuit nu ar fi recomandat pentru DC putere mai mare de 1/2 watt.

2. Circuite completate cu centru de undă completă

Un redresor cu undă completă folosește doar jumătate din înfășurarea transformatorului la un moment dat. Curentul nominal secundar al transformatorului ar trebui să fie de 1,2 ori curentul continuu al sursei de alimentare. Tensiunea secundară a transformatorului ar trebui să fie de aproximativ 8 ori tensiunea continuă a sursei de alimentare nereglementate pe fiecare parte a robinetului central sau transformatorul ar trebui să fie de 1,6 ori în VCC.

3. Podul Full Wave

Circuitul de rectificare a punții cu undă completă este cel mai eficient din punct de vedere al costului, deoarece necesită un transformator nominal VA mai mic decât un redresor cu undă completă. Într-o punte cu undă completă, întregul transformator secundar este utilizat la fiecare jumătate de ciclu, spre deosebire de centrul cu undă completă care utilizează doar jumătate din secundar la fiecare jumătate de ciclu. Curentul nominal secundar al transformatorului ar trebui să fie de 1,8 ori curentul continuu al sursei de alimentare. Tensiunea secundară a transformatorului ar trebui să fie de aproximativ 8 ori tensiunea continuă a sursei de alimentare nereglementată.

4. Redresor dublu complementar

Un redresor dublu complementar este utilizat pentru a furniza o ieșire continuă pozitivă și negativă de aceeași tensiune. În majoritatea cazurilor, curentul negativ este semnificativ mai mic decât cerințele de curent pozitiv, astfel încât relația de tensiune și curent alternativ cu tensiunea și curentul continuu ar trebui să fie aceeași cu centrul de undă complet atins descris mai devreme.

Cum se specifică transformatorul

Utilizarea unei surse de alimentare liniare reglementate este de a oferi o tensiune de ieșire constantă pe o varietate de sarcini și, de asemenea, o variație a tensiunii de intrare. Toate calculele noastre pentru a determina transformatorul corect vor presupune că tensiunea de intrare poate varia de la 95 la 130V și nu va modifica ieșirea sursei noastre.

Formula utilizată pentru a determina tensiunea alternativă necesară de la transformator este următoarea:

      • Vdc = Tensiunea de ieșire
      • Vreg = Căderea de tensiune a regulatorului = 3c
      • Pungă = Cadere de tensiune pe diode = 1,25V
      • Vrip = Tensiunea de ondulare = 10% din Vdc
      • Vnom = 115V
      • Vlowline = 95V
      • .9 = Eficiența redresorului

Am rezumat toate calculele pentru trei circuite de rectificare de bază în tabelul de mai jos:

Circuit de rectificare RMS VOLTAGE (VOLTS) RMS CURENT (AMPS)
Atingeți Full-Wave Center Vac C.T. = 2.092 x Vdc ​​+ 8.08 IAC = IDC x 1.2
Podul Full-Wave Vac = 1.046 x VDC + 4.04 IAC = IDC x 1,8
Dual complementar VAC CT = 2.092 X VDC = 8.08 IAC = IDC x 1,8

Există regulatoare cu pierderi reduse care au o scădere de .5V în loc de 3V, dar nu sunt luate în considerare în acest moment din cauza disponibilității.

EXEMPLE:

Exemplul nr. 1:

Este necesară o sursă de alimentare liniară reglată pentru 5VDC la 1 ADC cu un primar de 115V sau 230V și nu știți dacă ar trebui să fie conectat la centru cu undă completă sau un pod cu undă completă.

Atingeți centrul Full-Wave
Vac C.T. = 2.092 x Vdc ​​+ 8.08 Iac = Idc x 1.2
Vac C.T. = 2.092 x 5 + 8.08 Iac + 1 x 1.2
Vac C.T. = 18,54 C.T. Iac = 1.2
VA = 18,54 x 1,2 = 22,5

Opțiunile posibile pentru transformatoare sunt:
4-02-6020 Suport pentru PC UL
4-05-4020 Profil redus
4-07-6020 Suport șasiu UL
4-42-3020 Suport PC VDE
4-44-6020 Suport PC VDE
4-47-3020 Suport șasiu VDE
4-49-4020 Suport șasiu VDE

Podul Full-Wave
Vac = 1.046 x Vdc ​​+ 5,23 Iac = Idc x 1.8
Vac = 1.046 x Vdc ​​+ 5,23 Iac = 1 x 1,8
Vac = 10,46 Iac = 1,8
VA = 10,46x 1,8 = 18,83

Opțiunile posibile pentru transformator sunt:
4-02-6010 Suport pentru PC UL
4-05-4010 Profil redus
4-07-6010 Suport șasiu UL
4-42-3010 Suport PC VDE
4-47-6010 Suport PC VDE
4-47-3010 Suport șasiu VDE
4-49-4010 Suport șasiu VDE

Exemplul 2:

Este necesară o sursă de alimentare liniară reglată pentru 12 VDC la 250MA DC cu o singură tensiune primară 115 V și o punte cu undă completă este circuitele de rectificare pe care le veți utiliza.

Podul Full-Wave
Vac = 1.046 x Vdc ​​+ 4.04 Iac = Idc x 1.8
Vac = 1.046 x 12 + 4.04 Iac = .25 x 1.8
Vac = 16,59 Iac = .45
VA = 16,59 x .45 = 7,47

Opțiunile posibile pentru transformator sunt:
4-01-5020 Suport pentru PC UL
4-03-4020 Suport pentru PC UL
05-05-3020 Suport pentru PC cu profil redus UL
4-06-5020 Suport șasiu UL
04-41-2020 Suport PC VDE
4-44-5020 Suport PC VDE
4-4-2020 Suport șasiu VDE

Cu sursele de alimentare, asigurați-vă că regulatorul ales s-a scufundat în mod adecvat pentru a disipa puterea la încărcarea completă a liniei mari.

Exemplul nr. 3:

Este necesară o sursă de alimentare liniară reglată pentru ± 15VDC la 50MA cu un primar de 115 volți.

Complementare dublă:
Vac CT = 2.092 x Vdc ​​x 8.08 Iac = Idc x 1.8
Vac CT = 2.092 x 15 + 8.08 Iac = .050 x 1.8
Vac CT = 39,46 Iac = .090
VA = 39,46 x .090 = 3,55

Opțiunile posibile pentru transformator sunt:
4-01-4036 Suport pentru PC UL
4-03-3040 Suport pentru PC UL
05-04-2040 Suport pentru PC cu profil redus UL
4-06-4036 Suport șasiu UL
4-44-4036 Suport PC VDE

Să ne uităm acum la modul în care regulatorul va disipa căldura în condiții mai proaste, linia înaltă (= 130V) și sarcina maximă. Regulatorul disipă puterea în exces sub formă de căldură. Un regulator are doar o cantitate maximă de putere pe care o poate disipa înainte ca protecția termică internă să o oprească. Dacă o sursă de alimentare de 5VDC, 1AMP poate funcționa la 95V RMS, regulatorul va trebui să disipeze 5,95 wați la linia de încărcare completă (vezi calculul de mai jos).