Toiteallika klassifikatsioon ja selle erinevad tüübid

Toiteallikas on osa riistvarast, mida kasutatakse pistikupesast saadava energia muundamiseks kasutatavaks elektriseadme paljudeks osadeks. Iga energiavarustus peab juhtima oma koormust, mis on sellega ühendatud. Sõltuvalt selle konstruktsioonist võib toiteallikas saada energiat erinevat tüüpi energiaallikatest, näiteks elektrienergia ülekandesüsteemid , elektromehaanilised süsteemid nagu generaatorid ja generaatorid, päikeseenergia muundurid, energiasalvestusseadmed nagu aku ja kütuseelemendid või muu toiteallikas. Toiteallikaid on kahte tüüpi, vahelduv- ja alalisvoolu toiteallikad. Elektriseadme elektriliste spetsifikatsioonide põhjal võib see kasutada vahelduvvoolu või alalisvoolu.

Mis on toiteallikas?

Toiteallikat saab määratleda, kuna see on elektriseade, mida kasutatakse elektriliste koormuste toitmiseks. Selle seadme peamine ülesanne on muuta elektrivoolu allikast koormuse tarnimiseks täpseks pingeks, sageduseks ja vooluks. Mõnikord need toiteallikad saab nimetada elektrimootoriteks. Mõni tüüpi tarvikud on eraldi koormatükid, samas kui teised on valmistatud seadmetest, mida nad kontrollivad.

Toiteallika plokkskeem

Toiteallikat kasutatakse erinevates elektri- ja elektroonikaseadmetes. Toiteallikad liigitatakse erinevat tüüpi vastavalt võimsusele, mida nad kasutavad vooluahelate või seadmete pakkumiseks. Näiteks on mikrokontrolleril põhinevad vooluahelad tavaliselt 5 V alalisvooluga reguleeritud toiteallikad (RPS), mida saab kavandada erineva meetodi abil toite muutmiseks 230 V vahelduvvoolult 5 V alalisvoolule.

Toiteallika plokkskeemi ja 230 V vahelduvvoolu 12 V alaliseks muutmist käsitletakse allpool.

• Astmeline trafo muudab 230V vahelduvvoolu 12v-ks.
• Silla alaldit kasutatakse vahelduvvoolu muutmiseks alalisvooluks
• Kondensaatorit kasutatakse vahelduvvoolu lainete filtreerimiseks ja see annab pinge regulaatorile.
• Lõpuks reguleerib pinge regulaator pinge 5 V-ni ja lõpuks kasutatakse pulseeriva lainekuju võtmiseks blokeerimisdioodi.

Toiteallika plokkskeem

Toiteallika klassifikatsioon ja selle erinevad tüübid

Siinkohal käsitleme erinevat tüüpi toiteallikaid, mis on turul valitsenud. Allpool olevas tabelis on toodud toiteallikate põhitüübid järgmiste tingimuste jaoks.

Muutuva vahelduvvoolu toide

Erinevad vahelduvpinge tekitatakse trafo abil. Trafo võib olla mitu mähist või kraani, sellisel juhul kasutab seade erinevate pingetasemete valimiseks lüliteid. Alternatiivina võib pingete pidevaks muutmiseks kasutada muutuvat trafot (reguleeritav autotrafo). Mõned muutuva vahelduvvoolu toiteallikad on varustatud pinge, voolu ja / või võimsuse jälgimiseks mõeldud arvestitega.

Muutuva vahelduvvoolu toide

Reguleerimata lineaarne toiteallikas

Reguleerimata toiteallikad sisaldavad astmelist trafot, alaldit, filtri kondensaatorit ja tühjendustakisti. Seda tüüpi toiteallikad on lihtsuse tõttu kõige vähem kulukad ja usaldusväärsemad madala energiatarbe korral. Peamine puudus on see, et väljundpinge pole konstantne. See varieerub sisendpingest ja koormusvoolust ning pulsatsioon ei sobi elektrooniliste rakenduste jaoks. Pulssi saab vähendada, kui vahetada filtri kondensaator LC (induktor-kondensaator) filtriks, kuid hind muutub suuremaks.

Reguleerimata lineaarne toiteallikas

Sisendtrafo

Sisendtrafot kasutatakse sissetuleva liini pinge teisendamiseks vajalikule toiteallikale. Samuti isoleerib see väljundkontuuri vooluvõrgust. Siin kasutame a astmelülitrafo .

Alaldi

Alaldi, mida kasutatakse vahelduvvoolu formaadist sissetuleva signaali teisendamiseks alalisvooluks. Vaadake neid linke. Saadaval on erinevat tüüpi alaldid poollaine alaldi ja täislaine alaldi .

Filtri kondensaator

Alaldi pulseeritud alalisvool juhitakse silumiskondensaatorisse. See eemaldab pulseeritud alalisvoolu soovimatud lainetused.

Väljalasketakisti

Bleeder Resistor on tuntud ka kui toiteallika äravoolutakisti. See on ühendatud kogu filtri kondensaatoritega, et tühjendada nende salvestatud laeng, nii et elektrisüsteemi toiteallikas pole ohtlik.

Programmeeritav toiteallikas

Seda tüüpi toiteallikas lubab kaugjuhtimist analoogsisendi kaudu, muidu digitaalsete liideste kaudu, näiteks GPIB või RS232. Selle toite kontrollitavad omadused hõlmavad voolu, pinget, sagedust. Seda tüüpi tarvikuid kasutatakse paljudes rakendustes, näiteks pooljuhtide tootmine, röntgengeneraatorid, kristallide kasvu jälgimine, automatiseeritud seadmete testimine.

Üldiselt kasutavad seda tüüpi toiteallikad nii toiteallika juhtimiseks kui ka töö jälgimiseks olulist mikroarvutit. Arvuti liidesega varustatud toiteallikas kasutab standardseid (või) patenteeritud sideprotokolle ja seadme juhtimiskeelt nagu SCPI (programmeeritavate instrumentide standardkäsklused)

Arvuti toiteallikas

Arvuti toiteallikas on riistvara osa, mida kasutatakse pistikupesast tarnitud toite muutmiseks arvuti mitme osa jaoks kasutatavaks toiteallikaks. See muudab vahelduvvoolu alalisvooluks

Samuti kontrollib see ülekuumenemist, reguleerides pinget, mis võib toiteallikast sõltuvalt muuta käsitsi või automaatselt. PSU-d või toiteallikat nimetatakse ka toitemuunduriks või toiteplokiks.

Arvutis on sisemised komponendid, näiteks korpused, emaplaadid ja toiteallikad, kõik saadaval erinevates konfiguratsioonides, mida nimetatakse vormiteguriks. Kõik need kolm komponenti peavad sobima, et koos töötada.

Reguleeritud lineaarne toiteallikas

Reguleeritud lineaarsed toiteallikad on samad kui reguleerimata lineaarsed toiteallikad, välja arvatud see 3-klemmiline regulaator kasutatakse tühjendustakisti asemel. Selle toiteallika peamine eesmärk on tagada koormusele vajalik alalisvoolu tase. Alalisvooluallikas kasutab sisendina vahelduvvooluallikat. Erinevad rakendused nõuavad erinevat tüüpi atribuutide pingeid, kuid tänapäeval tagavad alalisvoolu toiteallikad täpse väljundpinge. Ja seda pinget reguleerib elektrooniline vooluring, nii et see tagab püsiva väljundpinge laias väljundkoormuste vahemikus.

Reguleeritud toiteallika plokkskeem

Siin on allpool toodud reguleeritud lineaarse toiteallika põhiskeem.

Reguleeritud lineaarne toiteallikas

Selle toiteallika peamised omadused hõlmavad järgmist.

• Selle toiteallika efektiivsus on vahemikus 20–25%
• Magnetmaterjalid, mida selles toiteallikas kasutatakse, on CRGO südamik või Stalloy.
• See on usaldusväärsem, vähem keeruline ja mahukas.
• See annab kiirema reageerimise.

Lineaarse toiteallika peamisteks eelisteks on töökindlus, lihtsus, madal hind ja müratase on madal. Nende eeliste kõrval on mõned puudused, näiteks

Need sobivad kõige paremini mitmete väikese energiatarbega rakenduste jaoks, seetõttu, kui vajatakse suurt võimsust, muutuvad puudused selgemaks. Selle toiteallika puudused hõlmavad suurt soojuse kadu, suurust ja madala efektiivsusega taset. Alati, kui suure võimsusega rakendustes kasutatakse lineaarset toiteallikat, on toite juhtimiseks vaja suuri komponente.

Silumine

Pärast vahelduvvoolu signaalist parandamist tuleb alalisvool muutuva pingetaseme eemaldamiseks siluda. Selleks kasutatakse tavaliselt suure väärtusega kondensaatoreid.

Pinge regulaator

Lineaarsel regulaatoril on aktiivne (BJT või MOSFET) läbiseade (seeria või šunt), mida juhib suure võimendusega diferentsiaalvõimendi. See võrdleb väljundpinget täpse võrdluspingega ja reguleerib möödamisseadet püsiva väljundpinge säilitamiseks. Lineaarseid toiteallikaid on kahte tüüpi. Loe lähemalt Erinevad tööpõhimõttega pingeregulaatorite tüübid .

Seeria regulaator

See on lineaarsete toiteallikate jaoks kõige sagedamini kasutatavad regulaatorid. Nagu nimigi osutab, asetatakse vooluahelasse seeriaelement, nagu on näidatud allpool joonisel, ja selle takistus varieerus juhtelektroonika kaudu, et tagada võetud voolu jaoks õige väljundpinge.

Seeriapinge regulaatori või seeriapääsu regulaatori kontseptsioon

Šundi regulaator

Šundiregulaatorit kasutatakse pingeregulaatori põhielemendina vähem. Selles paigutatakse koormale muutuv element, nagu allpool näidatud. Sisendiga on järjestikku paigutatud allikatakisti ja šundiregulaatorit muudetakse, et veenduda, et koormuse pinge püsib konstantsena.

Šundpinge regulaator tagasisidega

Lülitusrežiimi toiteallikas (SMPS)

SMPS-il on alaldi, filtrikondensaator, seeriatransistor, regulaator, trafo, kuid see on keerulisem kui muud meie arutatud toiteallikad.

Lülitusrežiimi toiteallikas

Ülaltoodud skeem on lihtne plokkskeem. Vahelduvvoolu pinge alaldatakse reguleerimata alalisvoolupingeks jadatransistori ja regulaatoriga. See alalisvool tükeldatakse konstantseks kõrgsageduslikuks pingeks, mis võimaldab trafo suurust dramaatiliselt vähendada ja võimaldab palju väiksemat toiteallikat. Seda tüüpi toiteallikate puuduseks on see, et kõik trafod peavad olema eritellimusel valmistatud ja toiteallika keerukus ei sobi madala tootmise või ökonoomsete väikese võimsusega rakenduste jaoks. Palun vaadake seda linki Tea kõike SMPS-i kohta .

Lülitusrežiimi toiteallikas (SMPS)

Katkematu toiteallikas (UPS)

UPS on varuvarustuse allikas, mis elektrikatkestuse või kõikumise korral annab piisavalt aega süsteemi korrektseks väljalülitamiseks või ooterežiimi generaatori käivitamiseks. UPS koosneb tavaliselt laetavate patareide pangast ning toite- ja konditsioneerimisahelatest. Lisaks lugege UPSi skeemi ja erinevaid tüüpe. Lisateabe saamiseks vaadake seda linki UPSi vooluringi skeem ja töö .

Katkematu toiteallikas (UPS)

Alalisvoolu toide

Alalisvoolu toiteallikas on selle koormusele ühtlane alalispinge. Selle alusplaani põhjal võib alalisvoolu toiteallikat juhtida alalisvooluallikast või vahelduvvooluallikast nagu elektrivõrk.

Alalisvoolu toide

See kõik puudutab erinevat tüüpi toiteallikaid, mis hõlmavad lineaarseid toiteallikaid, lülitusrežiimi toiteallikat, katkematut toiteallikat. Lisaks rakendada elektroonikat ja elektriprojektid või mis tahes teave toiteallika tüüpide kohta langes vabalt, et anda tagasisidet, et anda oma soovitusi ja kommentaare allpool olevas kommentaaride osas.