A tápegység a hardver azon része, amelyet arra használnak, hogy a kimenetről biztosított energiát az elektromos eszköz belsejében sok részre hasznos energiává alakítsa. Minden energiaellátásnak meg kell hajtania a hozzá kapcsolódó terhelést. Tervétől függően egy tápegység különféle energiaforrásokból nyerhet energiát, például elektromos energiaátviteli rendszerek , elektromechanikus rendszerek, például generátorok és generátorok, napenergia-átalakítók, energiatároló eszközök, például akkumulátor és üzemanyagcellák, vagy más tápegységek. Kétféle tápegység létezik, váltóáramú és egyenáramú tápegység. Az elektromos készülék elektromos specifikációi alapján használhat váltakozó áramot vagy egyenáramot.
Mi az a tápegység?
Az áramellátás meghatározható, mivel ez egy elektromos eszköz, amelyet elektromos terhelések áramellátására szolgáltatnak. Ennek az eszköznek a fő feladata az, hogy az áramot az áramforrásról a feszültségre, a frekvenciára és az áramra változtassa a terhelés biztosítása érdekében. Néha, ezeket a tápegységeket elektromos áramátalakítóként lehet nevezni. Bizonyos típusú kellékek különálló darabok, míg mások az általuk vezérelt készülékekbe vannak beépítve.
Tápegység blokk diagram
A tápfeszültség áramkört különféle elektromos és elektronikus eszközökben használják. Az áramellátási áramkörök különböző típusokba sorolhatók az áramkörök vagy eszközök biztosításához felhasznált teljesítmény alapján. Például a mikrokontroller alapú áramkörök általában az 5 V DC szabályozott tápegység (RPS) áramkörök, amelyeket különböző módszerrel lehet megtervezni az áram 230 V AC-ról 5 V DC-re történő váltására.
Az áramellátás blokkdiagramját és a 230 V AC és 12 V DC egyenletes átalakítását az alábbiakban tárgyaljuk.
- Lépcsős transzformátor alakítja a 230 V váltakozó áramot 12 V-ra.
- A híd egyenirányító az AC váltakozására változik
- Az AC hullámai szűrésére kondenzátort használnak, amely a feszültségszabályozóhoz jut.
- Végül a feszültségszabályozó a feszültséget 5 V-ra állítja, és végül egy blokkoló diódát használnak a pulzáló hullámforma felvételére.
Tápegység blokk diagram
Az áramellátás osztályozása és különféle típusai
Itt megvitatjuk a különböző típusú tápegységeket, amelyek léteztek a piaci világban. Az alábbi táblázat ismerteti a tápegységek alapvető típusait a következő körülményekhez.
KIMENET = DC | KIMENET = AC | |
BEMENET = AC |
|
|
BEMENET = DC |
|
|
Változtatható váltóáramú tápegység
A különböző váltakozó feszültségeket egy transzformátor segítségével generálják. A transzformátor több tekercs vagy csap lehet, ebben az esetben a műszer kapcsolókkal választja ki a különböző feszültségszinteket. Alternatív megoldásként változó transzformátor (állítható autotranszformátor) használható a feszültségek folyamatos változtatására. Néhány változó váltakozó áramú tápegységet tartalmaznak a mérők a feszültség, az áram és / vagy az energia ellenőrzésére.
Változtatható váltóáramú tápegység
Szabályozatlan lineáris tápegység
A nem szabályozott tápegységek tartalmaznak egy visszalépő transzformátort, egyenirányítót, szűrőkondenzátort és légtelenítő ellenállást. Ez a fajta tápegység az egyszerűség miatt a legkevésbé költséges és a legmegbízhatóbb alacsony energiaigény esetén. A fő hátrány az, hogy a kimeneti feszültség nem állandó. A bemeneti feszültségtől és a terhelési áramtól függően változik, és a hullámosság nem alkalmas elektronikus alkalmazásokhoz. A hullámosság csökkenthető úgy, hogy a szűrő kondenzátorát LC (induktor-kondenzátor) szűrőre cseréljük, de a költségek tovább nőnek.
Szabályozatlan lineáris tápegység
Bemeneti transzformátor
A bemeneti transzformátort arra használják, hogy a bejövő hálózati feszültséget a tápegység szükséges szintjére konvertálja. Ez elkülöníti a kimeneti áramkört a hálózati tápfeszültségtől is. Itt használjuk a lelépő transzformátor .
Egyenirányító
Az egyenirányító, amelyet az AC formátumból érkező jel nyers DC-vé alakítására használnak. Kérjük, olvassa el ezeket a hivatkozásokat. Különböző típusú egyenirányítók állnak rendelkezésre félhullámú egyenirányító és teljes hullámú egyenirányító .
Szűrő kondenzátor
Az egyenirányítóból pulzált egyenáramot a simító kondenzátorba táplálják. Eltávolítja a nem kívánt hullámokat a pulzáló DC-ben.
Légtelenítő ellenállás
A Bleeder Resistor tápellátó lefolyó ellenállásként is ismert. A szűrőkondenzátorokon keresztül csatlakozik a tárolt töltetük lemerítéséhez, így az áramellátás nem veszélyes.
Programozható tápegység
Ez a típusú tápegység lehetővé teszi a távirányítást analóg bemeneten keresztül, egyébként digitális interfészeken keresztül, például GPIB vagy RS232. Ennek a tápnak a vezérelt tulajdonságai közé tartozik az áram, a feszültség, a frekvencia. Az ilyen típusú kellékeket sokféle alkalmazásban használják, például félvezetők gyártásában, röntgengenerátorokban, a kristálynövekedés nyomon követésében, automatizált készülékek tesztelésében.
Általában az ilyen típusú tápegységek egy elengedhetetlen mikrokomputert használnak az áramellátás vezérléséhez és ellenőrzéséhez. A számítógép interfészével ellátott tápegység szabványos (vagy) saját kommunikációs protokollokat és olyan eszközvezérlő nyelvet használ, mint az SCPI (szabványos parancsok-programozható eszközökhöz)
Számítógép tápegysége
A számítógép tápegysége az a hardver része, amelyet arra használnak, hogy a konnektorból táplált energiát a számítógép több részében hasznosítható energiává változtassa. Átalakítja a váltakozó áramot egyenárammá
A túlmelegedést a feszültség szabályozásával is szabályozza, amely manuálisan vagy automatikusan módosulhat az áramellátás alapján. A PSU-t vagy a tápegységet átalakítóként vagy tápegységként is hívják.
A számítógépen a belső alkatrészek, mint például tokok, alaplapok és tápegységek, különböző konfigurációkban állnak rendelkezésre, méretben, amelyek formaként ismertek. Mindhárom komponensnek jól illeszkednie kell ahhoz, hogy megfelelően működjön együtt.
Szabályozott lineáris tápegység
A szabályozott lineáris tápegységek megegyeznek a szabályozatlan lineáris tápegységekkel, kivéve 3 terminálos szabályozó a légtelenítő ellenállás helyett használják. Ennek az ellátásnak a fő célja a terheléshez szükséges egyenáramú energia biztosítása. Az egyenáramú tápegység bemenetként váltakozó áramú tápegységet használ. A különböző alkalmazások eltérő szintű feszültségeket igényelnek, de manapság az egyenáramú tápegységek pontos kimeneti feszültséget biztosítanak. Ezt a feszültséget pedig egy elektronikus áramkör szabályozza, így állandó kimeneti feszültséget biztosít a kimeneti terhelések széles tartományában.
Szabályozott tápegység blokk diagram
Itt található a szabályozott lineáris tápegység alábbi kapcsolási rajza.
Szabályozott lineáris tápegység
A tápegység főbb jellemzői a következők.
- Ennek a tápegységnek a hatékonysága 20-25% között mozog
- Az ebben a tápegységben használt mágneses anyagok a CRGO mag vagy a Stalloy.
- Megbízhatóbb, kevésbé összetett és terjedelmes.
- Gyorsabb választ ad.
A lineáris tápellátás fő előnyei közé tartozik a megbízhatóság, az egyszerűség, az alacsony költség és a zajszint alacsony. Ezen előnyök mellett vannak olyan hátrányok is, mint pl
Ezek a legalkalmasabbak több kis fogyasztású alkalmazáshoz, ennek eredményeként, ha nagy teljesítményre van szükség, a hátrányok egyértelműbbé válnak. Ennek a tápegységnek a hátrányai közé tartozik a magas hő-, méret- és alacsony hatékonyságveszteség. Amikor lineáris tápegységet használnak nagy teljesítményű alkalmazásokban, az alkatrészek kezeléséhez nagy alkatrészek szükségesek.
Simítás
Miután kijavította egy váltakozó áramú jelből, az egyenáramot meg kell simítani a változó feszültségszint eltávolítása érdekében. Erre a célra általában nagy értékű kondenzátorokat használnak.
Feszültségszabályozó
A lineáris szabályozónak van egy aktív (BJT vagy MOSFET) átengedő eszköze (sorozat vagy sönt), amelyet nagy erősítésű differenciál erősítő vezérel. Összehasonlítja a kimeneti feszültséget egy pontos referenciafeszültséggel, és beállítja az áteresztő eszközt az állandó szintű kimeneti feszültség fenntartása érdekében. A lineáris tápegységeknek két fő típusa van. További információ erről Különböző típusú feszültségszabályozók működési elvvel .
Sorozatszabályozó
Ez a lineáris tápegységek legszélesebb körében használt szabályozója. Ahogy a neve is mutatja, egy soros elem kerül az áramkörbe, amint az az alábbi ábrán látható, és ellenállása a vezérlő elektronikán keresztül változott annak biztosítása érdekében, hogy a vett kimeneti feszültség megfelelő legyen.
A sorozatfeszültség-szabályozó vagy a sorozat-szabályozó fogalma
Söntszabályozó
A söntszabályozót kevésbé használják a fő elemként a feszültségszabályozón belül. Ebben egy változó elemet helyezünk el a terhelésen, az alábbiak szerint. Van egy forrásellenállás, amely sorba van helyezve a bemenettel, és a söntszabályozót változtatják annak biztosítása érdekében, hogy a terhelésen átmenő feszültség állandó maradjon.
Söntfeszültség-szabályozó visszacsatolással
Kapcsoló üzemmódú tápegység (SMPS)
Az SMPS rendelkezik egyenirányítóval, szűrőkondenzátorral, soros tranzisztorral, szabályozóval, transzformátorral, de bonyolultabb, mint a többi általunk tárgyalt tápegység.
Kapcsoló üzemmódú tápegység
A fent bemutatott vázlat egyszerű blokkvázlat. A váltóáramú feszültséget szabályozatlan egyenfeszültségre igazítják a soros tranzisztorral és a szabályozóval. Ezt az egyenáramot állandó nagyfrekvenciás feszültségre aprítják, amely lehetővé teszi a transzformátor méretének drámai csökkentését, és sokkal kisebb áramellátást tesz lehetővé. Az ilyen típusú tápellátás hátránya, hogy az összes transzformátort egyedi gyártásnak kell alávetni, és az áramellátás bonyolultsága nem alkalmas alacsony termelésű vagy gazdaságos kis teljesítményű alkalmazásokra. Kérjük, olvassa el ezt a linket Tudjon meg mindent az SMPS-ről .
Kapcsoló üzemmódú tápegység (SMPS)
Szünetmentes tápegység (UPS)
A UPS egy tartalék áramforrás, amely áramkimaradás vagy ingadozás esetén elegendő időt biztosít a rendszer szabályos leállításához vagy egy készenléti generátor beindításához. A UPS általában újratölthető akkumulátorokból, valamint áramérzékelő és kondicionáló áramkörökből áll. Ezenkívül olvassa el az UPS kapcsolási rajzát és a különféle típusokat. Kérjük, olvassa el ezt a linket a további információkért UPS áramkör diagram és munka .
Szünetmentes tápegység (UPS)
DC tápegység
Az egyenáramú tápegység egyenletes egyenfeszültséget biztosít a terheléséhez. A terve alapján az egyenáramú tápellátás vezérelhető egy egyenáramú tápellátásból vagy egy olyan váltakozó áramú tápegységből, mint az elektromos hálózat.
DC tápegység
Ez a különféle típusú tápegységekről szól, amelyek lineáris tápegységeket, kapcsolási üzemmódú tápellátást, megszakítás nélküli tápegységeket tartalmaznak. Továbbá az elektronika és a elektromos projektek vagy az áramellátás típusaival kapcsolatos bármilyen információ szabadon visszajelezhet, hogy javaslatait, észrevételeit megtehesse az alábbi megjegyzés részben.
