Typer af strømforsyninger

Regulerede strømforsyninger refererer normalt til en strømforsyning, der er i stand til at levere en række udgangsspændinger, der er nyttige til bænktestning af elektroniske kredsløb, muligvis med kontinuerlig variation af udgangsspændingen eller bare nogle forudindstillede spændinger. Næsten alle elektroniske enheder, der bruges i elektroniske kredsløb, har brug for en jævnstrømskilde for at fungere. En reguleret strømforsyning består i det væsentlige af en almindelig strømforsyning og en spændingsregulerende enhed. Outputtet fra en almindelig strømforsyning føres til den spændingsregulerende enhed, der giver den endelige output. Udgangsspændingen forbliver konstant, uanset variationer i vekselstrømsindgangsspændingen eller variationer i udgangsstrømmen, men dens amplitude varieres i henhold til belastningskravet.

Nogle af disse typer strømforsyninger diskuteres nedenfor.

SMPS

Industrien kører til mere diminutive, lettere og mere produktive elektroniksystemer har bedt om fremskridt i SMPS, intet andet end Switch Mode Power Supply. Der er nogle topologier, der normalt bruges til at aktualisere SMPS. En strømforsyning med omskiftet tilstand er en elektronisk strømforsyning, der indeholder en omskifteregulator til effektivt at konvertere elektrisk strøm. I dette ved at anvende høje omskiftningsfrekvenser reduceres størrelsen på effekttransformatoren og de tilknyttede filtreringskomponenter i SMPS dramatisk sammenlignet med den lineære. DC til DC-omformere og DC til AC-omformere hører til SMPS-kategorien.

I et lineært regulatorkredsløb falder overskydende spænding fra den uregulerede jævnstrømsforsyning over et serieelement, og der er derfor strømsvigt i forhold til dette spændingsfald, mens i ikke-reguleret kredsløb fjernes den uregulerede del af spændingen ved at modulere switch-duty forhold. Skiftetabene i moderne switches (som: MOSFETs) er meget mindre sammenlignet med tabet i det lineære element.

Størstedelen af ​​elektroniske jævnstrømsbelastninger leveres fra standard strømkilder. Desværre kan standard kildespændinger muligvis ikke matche de niveauer, der kræves af mikroprocessorer, motorer, lysdioder eller andre belastninger, især når kildespændingen ikke reguleres som batterikilder og andre jævnstrøms- og vekselstrømskilder.

SMPS-blokdiagram:

Hovedideen bag en switch mode strømforsyning (SMPS) kan let forstås ud fra begrebet konceptuel forklaring af en DC-DC konverter. Hvis systemindgangen er AC, er det første trin at konvertere til DC. Dette kaldes berigtigelse. SMPS med DC-input kræver ikke afhjælpningstrinnet. Mange nyere SMPS bruger et specielt PFC-kredsløb (Power Factor Correction). Ved at følge den sinusformede bølge af AC-indgangen kan vi gøre indgangen strøm. Og rettet signal filtreres af inputreservoir kondensatoren for at producere den uregulerede DC-inputforsyning. Den uregulerede jævnstrømsforsyning gives til højfrekvent switch. For højere frekvenser kræves komponenter med mere niveau kapacitans og induktans. I denne MOSFET kan bruges som synkrone ensrettere, disse har endnu lavere ledende trin spændingsfald. Den høje omskiftningsfrekvens skifter indgangsspændingen over den primære effektstransformator. Drevimpulser er normalt fast frekvens og variabel driftscyklus. Outputtet fra den sekundære transformer udbedres og filtreres. Derefter sendes det til output fra strømforsyningen. Regulering af output for at tilvejebringe en stabiliseret DC-forsyning udføres af kontrol- eller feedbackblokken.

De fleste SMPS. Systemer fungerer på en fast frekvenspulsbreddemodulationsbasis, hvor varigheden af ​​drevet til drevet til afbryderen varieres på cyklus for cyklus. Impulsbreddesignalet, der gives til kontakten, er omvendt proportionalt med output fra udgangsspændingen. Oscillatoren styres af spændingsfeedback fra en lukket kredsløbsregulator. Dette opnås normalt ved hjælp af en lille impulstransformator eller en opto-isolator, hvilket føjes til komponenttællingen. I en SMPS afhænger udgangsstrømmen af ​​indgangssignalet, de anvendte lagringselementer og kredsløbstopologier og også af det mønster, der bruges til at drive omskifterelementerne. Ved hjælp af LC-filtre filtreres outputbølgeformerne.

Fordele ved SMPS:

• Større effektivitet, fordi skiftetransistoren spreder lidt strøm
• Lavere varmeproduktion på grund af højere effektivitet
• Mindre størrelse
• Lettere vægt
• Reduceret harmonisk feedback til forsyningsnettet

Anvendelser af SMPS:

• Personlige computere
• Værktøjsmaskiner industrier
• Sikkerhedssystemer

Sammen med SMPS diskuteres et andet kredsløb til reguleret forsynings- og sikkerhedskopieringsformål nedenfor.

Lineære strømforsyninger

Arbejdsbænk strømforsyning med backup

En arbejdsbænkes strømforsyning er en jævnstrømsforsyningsenhed, som kan levere forskellige regulerede jævnstrømsspændinger, der bruges til test eller fejlfinding. Der er designet et simpelt kredsløb med reguleret strømforsyning med batteribackup, der kan bruges som en strømforsyning til arbejdsbænken. Det giver 12 volt, 9 volt og 5 volt reguleret jævnstrøm til power prototyper under test eller fejlfinding. Det har også et batteribackup for at fortsætte arbejdet, hvis strømmen svigter. Der er også indikation for lavt batteri for at bekræfte batteristatus.

Den består af tre store sektioner:

En ensretter og en filterenhed, der konverterer AC-signalet til reguleret DC-signal ved hjælp af kombinationen af ​​transformer, dioder og kondensatorer.

Et batteri, der anvendes som et alternativ, som kan genoplades under hovedstrømforsyningen og bruges som strømkilde i tilfælde af fravær af hovedforsyning.

En batteriopladningsindikator, der giver en indikation af batteriets opladning og afladning.

En 14-0-14, 500 mA transformer, ensretterdioder D1, D2 og udjævningskondensator C1 form strømforsyningssektionen . Når strømforsyningen er tilgængelig, forspændes D3 fremad og leverer mere end 14 volt DC til IC1, som derefter giver regulerede 12 volt, der kan tappes fra dens output. Samtidig giver IC2 reguleret 9 volt og IC3 reguleret 5 volt fra deres output.

Der bruges et 12 volt genopladeligt batteri som backup. Når strømmen er tilgængelig, oplades den via D3 og R1. R1 begrænser strømmen til opladning. For at forhindre overopladning, hvis strømforsyningen er skiftet i lang tid, og batteriet ikke bruger, er Trickle-opladningstilstand sikker. Opladningsstrømmen vil være omkring 100-150 mA. Når strømforsyningen svigter, forspændes D3 forspændinger og D4 forspændinger fremad, og batteriet tager belastningen. Et UPS-batteri er et ideelt valg.

Zener-diode ZD og PNP-transistoren T1 danner indikatoren for lavt batteri. Denne form for arrangement bruges i omformere til at indikere status for lavt batteriniveau. Når batterispændingen er over 11 volt, leder Zener og holder bunden af ​​T1 høj, så den forbliver slukket. Når batterispændingen falder til under 11 volt, slukkes Zener og T1 fremadspændes. (Zener-diode udfører kun, når spændingen igennem den er over 1 volt eller højere end dens nominelle spænding. Så her udfører 10 volt zeneren kun, hvis spændingen er over 11 volt.) LED lyser derefter for at indikere behovet for batteriopladning. VR1 justerer det korrekte frakoblingspunkt for Zener. Oplad batteriet helt og mål dets terminalspænding. Hvis det er over 12 volt, skal du justere viskeren til den forudindstillede VR1 i midterposition og dreje den let, indtil LED slukker. Drej ikke Preset til de yderste ender. Batteriet skal altid indeholde tilstrækkelig spænding over 12 volt (fuldt opladet batteri viser omkring 13,8 volt), så kun IC1 får tilstrækkelig indgangsspænding.

Selvskiftende strømforsyningsdiagram

I dette kredsløbsdiagram, givet et reguleret strømforsyningskredsløb, at selvom en fastspændingsregulator U1-LM7805 ikke kun giver en variabel, men også automatisk slukning funktioner. Dette opnås med et potentiometer, der er forbundet mellem regulatorens IC-terminal og jord. For hver stigning på 100 ohm i in-circuit-værdien af ​​modstanden af ​​potentiometer RV1 øges udgangsspændingen med 1 volt. Således varierer output fra 3,7V til 8,7V (under hensyntagen til 1,3 volt fald på tværs af dioder D7 og D8).

Når der ikke er tilsluttet nogen belastning på tværs af dens udgangsterminaler, er forsyningen, at den slukker for sig selv. Dette opnås ved hjælp af transistorer Q1 og Q2, dioder D7 og D8 og kondensator C2. Når en belastning er tilsluttet ved udgangen, er det potentielle fald over dioderne D7 og D8 (ca. 1,3V) tilstrækkeligt til at transistorer Q2 og Q1 kan lede. Som et resultat får relæet energi og forbliver i denne tilstand, så længe belastningen forbliver forbundet. Samtidig oplades kondensator C2 til omkring 7-8 volt potentiale gennem transistor Q2. Men når belastningen (en lampe her i serie med S2) frakobles, afbrydes transistoren Q2. Imidlertid er kondensator C2 stadig opladet, og den begynder at aflade gennem transistoren Q1. Efter et stykke tid (som grundlæggende bestemmes af værdien C2) er relæ RL1 frakoblet, hvilket slukker for netindgangen til primær af transformator TR1. For at genoptage strømmen igen skal kontakten S1 trykknap trykkes et øjeblik. Forsinkelsen med at slukke for strømforsyningen varierer direkte med kondensatorværdien.

En transformer med en sekundær spænding på 12V-0V, 250mA blev brugt, den kan alligevel ændres efter brugerens krav (op til 30V maksimum og 1-ampere strømværdi). For at trække mere end 300 mA strøm skal regulator IC være udstyret med en lille køleplade over en glimmerisolator. Når transformatorens sekundære spænding stiger ud over 12 volt (RMS), skal potentiometer RV1 re-dimensioneres. Relæspændingsklassificeringen skal også være forudbestemt.

Variabel strømforsyning ved hjælp af LM338

Der kræves ofte jævnstrømsforsyning for at drive elektroniske enheder. Mens nogle kræver en reguleret strømforsyning, er der mange applikationer, hvor udgangsspændingen skal varieres. Variabel strømforsyning er den, hvor vi kan justere udgangsspændingen i henhold til kravene. Variabel strømforsyning kan bruges i mange applikationer som at anvende variabel spænding på jævnstrømsmotorer, anvende variable spændinger på højspændings jævnstrømsomformere til at justere forstærkningen osv. Den bruges hovedsagelig i afprøvning af elektroniske projekter .

Hovedkomponenten i en variabel strømforsyning er en hvilken som helst regulator, hvis output kan justeres på enhver måde som en variabel modstand. Regulator IC'er som LM317 giver en justerbar spænding fra 1,25 til 30V. En anden måde er at bruge LM33 IC.

Her anvendes et simpelt variabelt strømforsyningskredsløb ved hjælp af LM33, som er en højspændingsregulator.

LM 338 er den høje strøm spændingsregulator, der kan levere et overskud på 5 ampere strøm til belastningen. Udgangsspændingen fra regulatoren kan justeres fra 1,2 volt til 30 volt. Det kræver kun to eksterne modstande for at indstille udgangsspændingen. LM 338 tilhører LM 138-familien, som fås i 3 terminalpakker. Den kan bruges i applikationer såsom justerbar strømforsyning, konstant strømregulator, batteriopladere osv. En høj strøm variabel forsyning er afgørende for at teste højeffektforstærkerkredsløb under fejlfinding eller service. Dette gør det muligt at bruge strømforsyningen med høje forbigående belastninger, og hastigheder starter under fuld belastning. Beskyttelsen mod overbelastning forbliver funktionel, selvom justeringsstiften ved et uheld frakobles.

Kredsløbsbeskrivelse

Grundkredsløbet består af følgende dele:

1. En nedtrapningstransformator forårsager et fald i vekselstrømsspænding på 230V.
2. Et ensrettermodul til at rette op på AC-signalet.
3. En udjævnende elektrolytkondensator til at filtrere jævnstrømssignalet ud og fjerne vekselstrøder.
4. LM338
5. En variabel modstand

Arbejde i kredsløbet

Den variable strømforsyning ved hjælp af LM338 positiv spændingsregulator er vist nedenfor. Effekten er afledt af en 0-30 volt 5 ampere trin ned transformer. 10 ampers ensrettermodulet korrigerer lavvolts AC til DC, som gøres krusningsfri af udjævningskondensatoren C1. Kondensator C2 og C3 forbedrer de forbigående reaktioner. Udgangsspænding kan justeres gennem potten VR1 til den ønskede spænding fra 1,2 volt til 28 volt. D1 beskytter mod C4 og D2 beskytter mod C3, når den er slukket. Regulator kræver køleplade.

Vout = 1,2V (1+ VR1 / R1) + I AdjVR1.