Блог відображає технологічні інновації, які ми вводимо в країну, з практичної точки зору, що дозволяє миттєво впроваджувати їх.

джерела живлення

Усі електронні пристрої, видно з попередніх записів, що складають категорію "Основні електронніЇх потрібно годувати, щоб функціонувати. Як пасивні компоненти (резистори, конденсатори тощо), так і активні компоненти (ті, що мають нелінійну характеристику, такі як транзистор), по суті, є споживачами енергії. Отже, існування якогось іншого компонента, здатного забезпечити таке живлення, є необхідним, саме тому буде запропоновано вступ до джерел живлення

На рисунку 1 ми можемо побачити найпоширеніші джерела, зліва представлено лінійне джерело, тоді як з правого боку ми бачимо переключене джерело, про яке ми поговоримо пізніше.

Тут важливо уточнити, що термін "джерело”Влада може призвести до певного непорозуміння. Хоча багато разів вважається, що саме це джерело генерує потужність для роботи певної схеми, правда полягає в тому, що джерело, в свою чергу, має живитись. Власне кажучи, джерело живлення не генерує електричного струму, а перетворює певний тип струму в інший відповідний для живлення ланцюга. Таким чином, джерела перетворюють змінний струм (придатний для розподілу) у постійний струм низької напруги. Цей тип джерел є найпоширенішим при роботі з електронними схемами.

Типи шрифтів та їх обмеження

Можна сказати, що найпоширенішими джерелами електронного обертання є джерела напруги. Хоча використання джерел струму є загальним для поляризації активних компонентів у інтегральній схемі, навряд чи можна знайти джерело такого типу у вигляді пристрою в лабораторії електроніки. Таким чином, ми присвятимо себе лише згадці про джерела напруги, що, як вказує його назва, джерело напруги має підтримувати постійну вихідну напругу при будь-якому значенні навантаження, яке він подає. Таким чином, на малюнку 2 з'являється джерело 5 В, що забезпечує живлення навантаженні з еквівалентним опором 1 КОм, тобто джерело буде генерувати інтенсивність електричного струму:

і потужність, яку надаватиме схема, буде такою:

Тепер, якщо ми змінимо навантаження на один з 10 Ом, як це показано на малюнку 2, значення інтенсивності та потужності, що генеруються джерелом, зміняться:

Для досягнення цієї незалежності вихідної напруги зі струмом, який вимагає навантаження, джерела живлення використовують a лінійний регулятор, що є не що інше, як компонент з майже вертикальним співвідношенням ВАХ, тобто практично постійної напруги для будь-якого значення інтенсивності. Ці лінійні регулятори можуть бути різних видів, від таких, що базуються на транзисторах, і до стабілітронів. Саме завдяки використанню цих лінійних регуляторів і називається такий тип живлення лінійні джерела живлення. Логічно, що той факт, що джерело забезпечує постійний рівень напруги, не означає, що він здатний генерувати довільно високі потужності. Кожне джерело має обмеження максимальної потужності, яке воно здатне подавати до навантаження, вище якого може існувати ризик пошкодження внутрішніх компонентів джерела.

Етапи лінійного живлення

Блок живлення, що забезпечує певний рівень постійної напруги від змінного струму розподілу, повинен складатися щонайменше з 3 основних ступенів, які перетворення, випрямлення, Y відфільтровано. Поєднання цих фаз забезпечує напругу постійного струму, що залежить від значення струму, що подається джерелом. Тобто, залежно від навантаження, яка підключена до джерела живлення, вихідна напруга може змінюватися. Ця залежність не підходить для джерела напруги, яке за визначенням повинно забезпечувати значення напруги на своїх затискачах, незалежно від поданого струму (за умови, що потужність, що генерується джерелом, знаходиться в межах максимальних параметрів). Для цього в блоки живлення вводиться четверта стадія регулювання (рисунок 3). Для цього лінійні регулятори, звідки походить назва лінійні джерела живлення або навіть лінійно регульовані джерела живлення.

1. Трансформація: Завданням етапу трансформації є адаптація рівня електричного сигналу від розподілу до рівня, необхідного для наступних етапів. Компонентом, який виконує цю функцію, є трансформатор, утворений об'єднанням двох або більше котушок, символом яких є символ, показаний на малюнку 4.

2. Випрямлення: Етап перетворення змінює амплітуду змінного вхідного сигналу, але цей сигнал все ще змінюється. Лінійні джерела живлення повинні подавати постійний струм на електронні схеми, тому необхідний певний тип пристроїв, здатних здійснити це перетворення. Цей пристрій називається випрямляч. Існує багато класів випрямлячів, які ми побачимо нижче, хоча всі вони базуються на діодах (будь то напівпровідникові діоди, вакуумні діоди, газові клапани тощо). Здається логічним, що це має бути так, оскільки діод компонент, що дозволяє пропускати струм лише в одному напрямку, що робить його ідеальним для перетворення змінного струму (який циркулює в обох напрямках) у постійний струм (який тече лише в одному).

2.1 Напівхвильовий випрямляч: Найпростіший можливий випрямляч називається напівхвильовим випрямлячем. Вхідний змінний струм проходить через діод і подає навантаження. Якщо діод є ідеальним, то в середині циклу напруга Проти є позитивним (позитивний напівперіод), діод буде прямо поляризований і, отже, дозволить пропускати струм, що надходить в анод і виходить з катода. Протягом другої половини циклу (негативна половина циклу) він буде інверсно поляризованим і буде поводитися як розімкнута ланцюг. Струм, який буде проходити через навантаження, завжди матиме позитивні значення, або те саме, лише одне відчуття. На малюнку 5 показано сигнал змінної напруги, що генерується джерелом.

2.2 Повно хвильовий випрямляч: Напівхвильові випрямлячі мають той недолік, що випрямлений сигнал є нульовим протягом середини циклу, що призводить до нижчої ефективної вихідної напруги. Щоб уникнути цього, їх можна використовувати повноволнові випрямлячі, як показано на малюнку 6.a. Під час позитивного напівперіоду струм буде протікати через діоди D1 і D3, тоді як під час від'ємного напівперіоду він протікатиме через D2 і D4. В обох випадках електричний струм проходить через навантаження в одному напрямку, породжуючи інтенсивність із формою хвилі, як показано на малюнку 6.b. Цей монтаж називається діодний міст, і єдиним його недоліком є ​​необхідність чотирьох діодів замість одного.

Рис. 6. Вихід повноволнового випрямляча

3. Фільтрування: На виході каскаду випрямлення сигнал напруги, хоча і завжди позитивний, продовжує змінюватися з частотою, рівною змінному вхідному сигналу. Тому цей сигнал не підходить для живлення електронних схем, які потребують постійного рівня напруги живлення. Тому для усунення цієї частотної складової необхідний етап фільтрації. Найпростіший фільтр складається з конденсатора, розміщеного паралельно навантаженню, як показано на малюнку 7. Таким чином можна припустити, що конденсатор буде поводитися як розімкнута ланцюг для прямої складової, тоді як для змінної складової це буде робити як коротке замикання. Таким чином, при змінному струмі навантаження буде замикатися на землю (тобто амплітуда змінного виходу буде дорівнювати нулю), отже, лише безпосередня складова напруги досягне навантаження.

4. Регулювання: Вихід каскаду фільтрації забезпечує постійний рівень напруги для певного значення опору навантаження, тож де виникає потреба в додатковому ступені регулювання? До цього часу вважалося, що компоненти нашого джерела були повністю позбавлені паразитарної стійкості; За цих обставин корисність етапу регулювання може бути найкращим варіантом для нашого джерела, таким чином ми завершуємо процес створення базового лінійного джерела, як ми бачимо на малюнку 8.

Рис. 8 Схема лінійного джерела

З іншого боку, слід зазначити, що існують не лише лінійні джерела, оскільки, хоча є й інші, які використовують лінійний регулятор, вони не є лінійними належним чином, це переключені джерела. Відмінність від попередніх полягає у тому, як вхідний змінний струм масштабується до відповідних значень напруги для решти каскадів джерела. У той час як лінійні джерела, в строгому розумінні, використовують трансформатор, що працює на вхідному змінному сигналі, комутовані джерела підвищують частоту цього змінного сигналу за допомогою серії транзисторів, які дуже швидко змінюються між своїми зонами відсічення та насичення; Цей дуже високочастотний сигнал можна пізніше модифікувати набагато меншим (і дешевшим) трансформатором, але ми побачимо цю тему в наступному дописі, оскільки тема є широкою, і варто мати свій власний запис, тому наразі це буде все з введенням джерел живлення.

Не забудьте стежити за нами в наших соціальних мережах.