Что такое блок питания на схеме

Обновлено: 21.11.2024

Почти всем основным бытовым электронным схемам требуется преобразование нерегулируемого переменного тока в постоянный постоянный для работы электронного устройства. Все устройства будут иметь определенный предел мощности, и электронные схемы внутри этих устройств должны обеспечивать постоянное напряжение постоянного тока в пределах этого предела. Этот источник постоянного тока регулируется и ограничивается по напряжению и току. Но питание от сети может колебаться и может легко вывести из строя электронное оборудование, если оно не будет должным образом ограничено. Эта работа по преобразованию нерегулируемого переменного тока (AC) или напряжения в ограниченный постоянный ток (DC) или напряжение, чтобы сделать выход постоянным независимо от колебаний на входе, выполняется регулируемой цепью питания.

Все активные и пассивные электронные устройства будут иметь определенную рабочую точку постоянного тока (точка Q или точка покоя), и эта точка должна быть достигнута источником питания постоянного тока.

Источник питания постоянного тока практически преобразуется в каждую ступень электронной системы. Таким образом, общим требованием для всех этих фаз будет источник питания постоянного тока. Все маломощные системы могут работать от аккумулятора. Но при длительной эксплуатации устройств аккумуляторы могут оказаться дорогими и сложными. Лучше всего использовать нерегулируемый источник питания — комбинацию трансформатора, выпрямителя и фильтра. Схема показана ниже.

Нерегулируемый источник питания — схема

Как показано на рисунке выше, для снижения уровня напряжения до необходимого устройства используется небольшой понижающий трансформатор. В Индии источник питания 1 Ø доступен при напряжении 230 вольт. На выходе трансформатора имеется пульсирующее синусоидальное переменное напряжение, которое с помощью выпрямителя преобразуется в пульсирующее постоянное напряжение. Этот выход подается на схему фильтра, которая уменьшает пульсации переменного тока и пропускает компоненты постоянного тока. Но есть определенные недостатки в использовании нерегулируемого источника питания.

Недостатки нерегулируемого источника питания

<р>1. Плохая регулировка — когда нагрузка меняется, выходной сигнал не кажется постоянным. Выходное напряжение изменяется на большую величину из-за огромного изменения тока, потребляемого от источника питания. В основном это связано с высоким внутренним сопротивлением блока питания (>30 Ом).

<р>2. Изменения в сети переменного тока – Максимальные отклонения в сети переменного тока составляют плюс-минус 6% от ее номинального значения. Но это значение может быть выше в некоторых странах (180-280 вольт). Когда значение выше, выходное напряжение постоянного тока будет сильно отличаться.

<р>3. Изменение температуры. Использование полупроводниковых приборов в электронных устройствах может привести к изменению температуры.

Эти колебания выходного напряжения постоянного тока могут привести к неточной или неустойчивой работе или даже неисправности многих электронных схем. Например, в генераторах будет смещаться частота, в передатчиках выходной сигнал искажается, а в усилителях рабочая точка смещается, вызывая нестабильность смещения.

Все вышеперечисленные проблемы решаются с помощью стабилизатора напряжения, который используется совместно с нерегулируемым блоком питания. Таким образом, пульсации напряжения значительно уменьшаются. Таким образом, блок питания становится регулируемым блоком питания.

Внутренняя схема регулируемого источника питания также содержит определенные схемы ограничения тока, которые помогают цепи питания не поджариваться из-за непреднамеренных цепей. В настоящее время во всех источниках питания используются микросхемы для уменьшения пульсаций, улучшения регулирования напряжения и расширения возможностей управления. Также доступны программируемые источники питания, обеспечивающие дистанционное управление, что полезно во многих случаях.

РЕГУЛИРУЕМОЕ ПИТАНИЕ

Регулируемый источник питания – это электронная схема, предназначенная для обеспечения постоянного постоянного напряжения заданного значения на клеммах нагрузки независимо от колебаний сетевого напряжения или изменений нагрузки.

Регулируемый источник питания — блок-схема

Регулируемый источник питания по существу состоит из обычного источника питания и устройства регулирования напряжения, как показано на рисунке. Выходной сигнал от обычного источника питания подается на устройство регулирования напряжения, которое обеспечивает конечный выходной сигнал. Выходное напряжение остается постоянным независимо от изменений входного напряжения переменного тока или изменений выходного тока (или тока нагрузки).

На приведенном ниже рисунке показана полная схема регулируемого источника питания с последовательным стабилизатором на транзисторах в качестве регулирующего устройства. Каждая часть схемы подробно объясняется.

Трансформер

Понижающий трансформатор используется для понижения напряжения от входного переменного тока до требуемого напряжения электронного устройства. Это выходное напряжение трансформатора настраивается путем изменения коэффициента трансформации трансформатора в соответствии со спецификациями электронного устройства. Вход трансформатора представляет собой сеть переменного тока 230 В, а выход подается на мостовую схему выпрямителя.

Схема двухполупериодного выпрямителя

FWR состоит из 4 диодов, которые выпрямляют выходное переменное напряжение или ток от транзистора до эквивалентного постоянного значения. Как следует из названия, FWR выпрямляет обе половины входного переменного тока. Выход выпрямленного постоянного тока подается на вход схемы фильтра.

Цепь фильтра

Схема фильтра используется для преобразования выходного постоянного тока FWR с высокими пульсациями в содержимое постоянного тока без пульсаций. Фильтр ∏ используется для устранения пульсаций сигналов.

Кратко

Переменное напряжение, обычно 230 В_rms, подключается к трансформатору, который преобразует это переменное напряжение в уровень, необходимый для получения постоянного напряжения на выходе. Затем мостовой выпрямитель обеспечивает двухполупериодное выпрямленное напряжение, которое первоначально фильтруется фильтром ∏ (или CLC) для получения напряжения постоянного тока. Результирующее постоянное напряжение обычно имеет некоторую пульсацию или изменение напряжения переменного тока. Схема регулирования использует этот вход постоянного тока для обеспечения напряжения постоянного тока, которое не только имеет гораздо меньшее напряжение пульсаций, но и остается постоянным, даже если входное постоянное напряжение несколько изменяется или изменяется нагрузка, подключенная к выходному постоянному напряжению. Регулируемый источник постоянного тока подается через делитель напряжения.

Регулируемый блок питания — схема

Часто для работы электронных схем требуется более одного напряжения постоянного тока. Один источник питания может обеспечить столько напряжений, сколько требуется, используя делитель напряжения (или потенциала), как показано на рисунке. Как показано на рисунке, делитель потенциала представляет собой одиночный резистор с ответвлениями, подключенный к выходным клеммам источника питания. Резистор с ответвлениями может состоять из двух или трех резисторов, соединенных последовательно через источник питания. На самом деле, в качестве делителя напряжения можно также использовать стабилизирующий резистор.

Характеристики блока питания

Существуют различные факторы, определяющие качество источника питания, такие как напряжение нагрузки, ток нагрузки, регулирование напряжения, регулирование источника, выходное сопротивление, подавление пульсаций и т. д. Некоторые из характеристик кратко описаны ниже:

<р>1. Регулирование нагрузки — регулирование нагрузки или эффект нагрузки — это изменение регулируемого выходного напряжения при изменении тока нагрузки от минимального до максимального значения.

Vno-load относится к напряжению нагрузки без нагрузки

Vfull-load относится к напряжению нагрузки при полной нагрузке.

Из приведенного выше уравнения мы можем понять, что когда возникает Vno-load, сопротивление нагрузки бесконечно, то есть выходные клеммы разомкнуты. Полная нагрузка возникает, когда сопротивление нагрузки имеет минимальное значение, при котором стабилизация напряжения теряется.

<р>2. Минимальное сопротивление нагрузки. Сопротивление нагрузки, при котором источник питания обеспечивает номинальный ток полной нагрузки при номинальном напряжении, называется минимальным сопротивлением нагрузки.

Значение Ifull-load, ток полной нагрузки никогда не должно превышать значение, указанное в техническом описании источника питания.

<р>3. Регулирование источника/линии. На блок-схеме входное линейное напряжение имеет номинальное значение 230 В, но на практике здесь наблюдаются значительные колебания сетевого напряжения переменного тока. Поскольку это сетевое напряжение переменного тока является входным для обычного источника питания, отфильтрованный выход мостового выпрямителя почти прямо пропорционален сетевому напряжению переменного тока.

Стабилизация источника определяется как изменение регулируемого выходного напряжения для заданного диапазона напряжения лжи.

<р>4. Выходное сопротивление. Регулируемый источник питания представляет собой очень жесткий источник постоянного напряжения. Это означает, что выходное сопротивление очень мало. Несмотря на то, что внешнее сопротивление нагрузки варьируется, напряжение нагрузки практически не изменяется. Идеальный источник напряжения имеет выходное сопротивление, равное нулю.

<р>5. Подавление пульсаций — регуляторы напряжения стабилизируют выходное напряжение в зависимости от изменений входного напряжения. Пульсация эквивалентна периодическому изменению входного напряжения. Таким образом, регулятор напряжения ослабляет пульсации, возникающие при нерегулируемом входном напряжении. Поскольку в стабилизаторе напряжения используется отрицательная обратная связь, искажения уменьшаются на тот же коэффициент, что и коэффициент усиления.

Вы ищете множество схем блоков питания, верно?

Потому что различные электронные проекты должны использовать их в качестве источника энергии.

Но иногда вам может понадобиться сэкономить время и почерпнуть несколько идей.

Кроме того, их легко строить и они дешевы.

3 источника питания для электронных устройств

Это маленькое приложение, которым легко пользоваться где угодно. Но обычно они низковольтные.

Они лучше всего подходят для слаботочных сетей.

Но для большой нагрузки. Что мы должны использовать?

Аккумуляторы лучше отвечают. Повторное использование много раз, чтобы сэкономить много денег.

Мне нравится, когда мои дети их используют. Потому что это безопасно для него.

Мы можем использовать его как солнечную энергию напрямую в нашей схеме.

Нам нравится использовать его как солнечное зарядное устройство для перезаряжаемой батареи.

Мой сын любит делать солнечный свет.

Мы используем линию переменного тока, ее основной адаптер переменного тока, как блок питания. Они компактнее и проще в использовании, чем батарея.

Мы можем применить их к различным выходным напряжениям и токам.

Когда мы в доме. мы должны использовать их вместо батарей и солнечных батарей, это сэкономит наши деньги.

Внимание:

Мы должны использовать его осторожно. Безопасность прежде всего! Это очень полезно, но также может убить вас!

Зачем использовать линейный блок питания?

Существует много видов цепей питания. Но их всех можно разделить на две группы.

Линейный блок питания
Переключение режима питания

Как работает линейка?

Во-первых, подача переменного напряжения на силовой трансформатор для повышения или понижения напряжения.

Затем преобразуется в напряжение постоянного тока.

А затем применительно к системе цепи регулятора.

Он сохраняет напряжение и ток для нагрузки.

Как работает импульсный блок питания

Без трансформатора: питание переменного тока напрямую преобразуется в постоянное напряжение без трансформатора.

Высокая частота: это постоянное напряжение преобразуется в высокочастотный сигнал переменного тока.

Затем схема регулятора внутри вырабатывает желаемое напряжение и ток.

Импульсные источники питания постоянного тока Linear VS

В таблице ниже сравниваются различные параметры линейной и переключающей формы.

Мне нравится линейный блок питания.

простая принципиальная схема
тихо
высокостабильный, прочный и прочный
низкий уровень шума, пульсаций, задержки и электромагнитных помех.

Какой тип переключения прямо противоположен.
ОБНОВЛЕНИЕ: теперь я также люблю переключать источники питания постоянного тока
Читайте также: как это работает
Возможно, вам это понравится вместе со мной.

Изучение блока питания

Я знаю, что вы не хотите терять время, хотите быстро создать схему снабжения. Но ждать. Если вы новичок.

Нужно хотя бы раз изучить его принципы работы. Чтобы уменьшить количество ошибок И правильно выбрать схему, Я хочу легко увидеть вашу жизнь.

Изучите принцип работы стабилизатора постоянного напряжения. Хотя я не люблю сложности. Но каждому проекту нужна хорошая стабильность. Итак, это необходимо. Мы должны использовать его и понимать!
Изучите защиту от перегрузки и короткого замыкания — давайте узнаем о последовательном стабилизаторе напряжения на транзисторах с защитой от короткого замыкания и перегрузки. И как это уменьшает пульсацию.
Как работает схема питания операционного усилителя 741 — посмотрите! Как работает датчик напряжения ошибки. Схема с использованием транзисторов. См. примеры схем регулятора переменного напряжения с использованием 741 и 2N3055. —Легко учиться

8 верхних цепей питания

На нашем сайте есть много схем блока питания. Мы не можем показать вам все. Таким образом, для экономии вашего времени смотрите списки ниже.

Вы можете настроить выходное напряжение от 1,25 В до 30 В при 1,5 А. Мне это нравится. Потому что… Это просто и дешево.

Например, вы можете использовать его вместо батареи 1,5 В.

Вы часто видите эту схему во многих приборах.Это довольно старая схема, но такая полезная.

Потому что… Это очень просто с одним транзистором, стабилитроном и резистором. Выходное напряжение зависит от стабилитрона.

Если вам нужно питание 12 В, используйте стабилитрон на 12 В. Ты это можешь. Я тебе верю!

Многие схемы фиксированных регуляторов 5В,6В,9В,10В,12В 1А с использованием серии IC-78xx

Это популярный фиксированный стабилизатор постоянного тока на 1 А, простой и дешевый.

Регулятор напряжения LM350

Иногда мне нужно использовать источник переменного напряжения 3A.

LM317 не может мне помочь.

Это лучший линейный [email protected]. Выходное напряжение составляет от 1,25 до 25 В.

Мы редко используем ток 3 А, который может регулировать выходное напряжение от 0 В до 30 В.

Это лучший выбор.

В качестве известной микросхемы регулятора используется LM723.

Если вам нужно использовать выходное напряжение выше 30 В или отрегулировать от 0 В до 50 В.

Вы можете использовать его. У них есть ключевые компоненты, LM723 и транзистор 2SC5200 более высокого напряжения.

Также полная защита от перегрузки.

Если поторопиться и нет печатной платы. Эта идея может быть хорошей. Вы можете легко и дешево собрать адаптер 12 В 2 А.

Используя молоток и улитку на деревянной доске. Кроме того, чтобы узнать больше.

Если вам нужно использовать много схем с операционным усилителем.

Например, предусилитель с регулировкой тембра и многое другое. Они должны использовать источник питания +/- 15 В.

У нас есть 3 схемы для вас. Продолжить чтение >>

В категориях много схем: Блок питания.

Другие цепи линейного источника питания

Фиксированный регулятор напряжения: 1,5 В, 3 В, 6 В, 9 В, 12 В

Низкое напряжение

Адаптер USB 5 В на 1,5 В/3 В постоянного тока (преобразует выходное напряжение USB в 1,5 В или 3 В)

Блоки питания 5В Цифровые блоки питания

Цифровой регулятор постоянного тока Если вы ищете источник питания 5 В постоянного тока для цифровой схемы. Но у вас есть источник 12В, аккумулятор. Я покажу вам преобразователь с 12 В на 5 В, понижающий регулятор. Во многом для использования это зависит от имеющихся у вас деталей и других приспособлений. Рекомендовать
Блок питания Raspberry pi 5V 3A с 3 идеями, которые вы можете сделать.

9 вольт

Низкое падение напряжения

Простота и идеи

Схема регулируемого источника питания

Что такое переменный источник питания? Проще говоря, это источник питания, который может регулировать выходное напряжение или ток. Но он по-прежнему имеет те же характеристики, что и стационарный регулируемый источник питания. Он будет поддерживать стабильное напряжение при любой нагрузке.

Меньше 1А

Выходной ток 2А

Выходной ток 3A

Высокий ток (до 5 А)

Высокое напряжение (до 100 В)

Двойной рельсовый регулятор и несколько напряжений

Безтрансформатор

3 схемы бестрансформаторного питания
Регулятор постоянного тока 5 В без трансформатора с использованием полевого МОП-транзистора + обновление

Постоянный источник тока

Схемы питания импульсного режима

Это импульсные источники питания постоянного тока. Чтобы были идеи по созданию проектов или инструментов. Потому что они имеют небольшие размеры и дешевле, чем линейные блоки питания.

На моем сайте появилось много каналов. Пока друзья не сказали, что сложно смотреть схемы или проекты так, как он хочет.

Особый импульсный источник питания постоянного тока очень полезен. В приведенном ниже списке представлены идеи по созданию отличного источника питания, который компактен и экономит деньги.Для применения или обучения.

Итак, эти схемы я собираю для удобства доступа к интересующим меня проектам. Также они могут быть полезны и вам.

Примеры схем

Регулятор переключения режима

Преобразователь постоянного тока в постоянный

ПОЛУЧАТЬ ОБНОВЛЕНИЯ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ

Я всегда стараюсь упростить изучение электроники .

Я люблю электронные схемы. Я соберу много схемотехники, чтобы научить своего сына и пригодится всем. Спасибо за вашу поддержку.

Источник питания — это электрическое устройство, которое преобразует электрический ток, поступающий от источника питания, например, от электросети, в значения напряжения и тока, необходимые для питания нагрузки, такой как двигатель или электронное устройство.< /p>

Задачей блока питания является питание нагрузки надлежащим напряжением и током. Ток должен подаваться контролируемым образом — и с точным напряжением — к широкому диапазону нагрузок, иногда одновременно, не позволяя изменениям входного напряжения или других подключенных устройств влиять на выход.

Источник питания может быть внешним, что часто встречается в таких устройствах, как ноутбуки и зарядные устройства для телефонов, или внутренним, например в более крупных устройствах, таких как настольные компьютеры.

Источник питания может быть регулируемым или нерегулируемым. В регулируемом источнике питания изменения входного напряжения не влияют на выходное. С другой стороны, в нерегулируемом источнике питания выход зависит от любых изменений на входе.

Единственное, что объединяет все источники питания, это то, что они берут электроэнергию от источника на входе, каким-то образом преобразуют ее и передают на нагрузку на выходе.

Мощность на входе и выходе может быть переменного тока (AC) или постоянного тока (DC):

Постоянный ток (DC) возникает, когда ток течет в одном постоянном направлении. Обычно это происходит от батарей, солнечных элементов или преобразователей переменного тока в постоянный. Постоянный ток является предпочтительным типом питания для электронных устройств.
Переменный ток (AC) возникает, когда электрический ток периодически меняет свое направление. Переменный ток — это метод, используемый для доставки электроэнергии по линиям электропередачи в дома и на предприятия.

Поэтому, если переменный ток используется в вашем доме, а постоянный ток необходим для зарядки телефона, вам понадобится блок питания переменного/постоянного тока, чтобы преобразовывать поступающее переменное напряжение. от электросети к напряжению постоянного тока, необходимому для зарядки аккумулятора вашего мобильного телефона.

Что такое переменный ток (AC)

Первым шагом при проектировании любого источника питания является определение входного тока. И в большинстве случаев источником входного напряжения электросети является переменный ток.

Типичной формой волны переменного тока является синусоида (см. рис. 1).`

Рисунок 1. Форма волны переменного тока и основные параметры

Есть несколько показателей, которые необходимо учитывать при работе с блоком питания переменного тока:

Пиковое напряжение/ток: максимальное значение амплитуды, которое может достичь волна.
Частота. Количество циклов волны в секунду. Время, необходимое для завершения одного цикла, называется периодом.
Среднее напряжение/ток: среднее значение всех точек, которые принимает напряжение в течение одного цикла. В чисто переменном токе без наложенного постоянного напряжения это значение будет равно нулю, поскольку положительная и отрицательная половины компенсируют друг друга.
Среднеквадратичное значение напряжения/тока: оно определяется как квадратный корень из среднего за один цикл квадрата мгновенного напряжения. В чистой синусоидальной волне переменного тока ее значение можно рассчитать с помощью уравнения (1): $$V_ \over \sqrt 2 $$
Его также можно определить как эквивалентную мощность постоянного тока, необходимую для получения того же эффекта нагрева. Несмотря на его сложное определение, он широко используется в электротехнике, поскольку позволяет найти действующее значение переменного напряжения или тока. Из-за этого его иногда обозначают как V_AC.
Фаза: угловая разница между двумя волнами. Полный цикл синусоиды делится на 360°, начиная с 0°, с пиками на 90° (положительный пик) и 270° (отрицательный пик) и дважды пересекая начальную точку, на 180° и 360°. Если две волны нанесены вместе, и одна волна достигает своего положительного пика в то же время, когда другая достигает своего отрицательного пика, тогда первая волна будет на 90 °, а вторая волна будет на 270 °; это означает, что разность фаз составляет 180°. Эти волны считаются противофазными, так как их значения всегда будут иметь противоположные знаки. Если разность фаз равна 0 °, мы говорим, что две волны совпадают по фазе.

Переменный ток (AC) — это способ передачи электроэнергии от генерирующих объектов к конечным потребителям. Он используется для передачи электроэнергии, поскольку в процессе транспортировки электричество необходимо несколько раз преобразовать.

Электрические генераторы производят напряжение около 40 000 В или 40 кВ. Затем это напряжение повышается до значений от 150 кВ до 800 кВ, чтобы снизить потери мощности при передаче электрического тока на большие расстояния. Как только он достигает места назначения, напряжение снижается до 4–35 кВ. Наконец, прежде чем ток достигнет отдельных пользователей, он снижается до 120 В или 240 В, в зависимости от местоположения.

Все эти изменения напряжения были бы либо сложными, либо очень неэффективными для постоянного тока (DC), поскольку линейные трансформаторы зависят от колебаний напряжения для передачи и преобразования электрической энергии, поэтому они могут работать только с переменным током (AC).

Линейный и импульсный источник питания переменного/постоянного тока

Линейный источник питания переменного/постоянного тока

Линейный блок питания переменного/постоянного тока имеет простую конструкцию.

При использовании трансформатора входное напряжение переменного тока (AC) снижается до значения, более подходящего для предполагаемого применения. Затем пониженное напряжение переменного тока выпрямляется и преобразуется в напряжение постоянного тока, которое фильтруется для дальнейшего улучшения качества сигнала (рис. 2).

Рисунок 2. Блок-схема линейного блока питания переменного/постоянного тока

Конструкция традиционного линейного источника питания переменного/постоянного тока с течением времени развивалась, улучшаясь с точки зрения эффективности, диапазона мощности и размера, но эта конструкция имеет некоторые существенные недостатки, которые ограничивают ее интеграцию.

Огромным ограничением линейного источника питания переменного/постоянного тока является размер трансформатора. Поскольку входное напряжение преобразуется на входе, необходимый трансформатор должен быть очень большим и, следовательно, очень тяжелым.

На низких частотах (например, 50 Гц) необходимы большие значения индуктивности для передачи большого количества энергии от первичной обмотки к вторичной. Это требует больших сердечников трансформатора, что делает миниатюризацию этих источников питания практически невозможной.

Другим ограничением линейных источников питания переменного/постоянного тока является стабилизация напряжения большой мощности.

В линейном источнике питания переменного/постоянного тока используются линейные стабилизаторы для поддержания постоянного напряжения на выходе. Эти линейные регуляторы рассеивают любую дополнительную энергию в виде тепла. При малой мощности особых проблем не представляет. Однако при высокой мощности тепло, которое регулятор должен рассеивать для поддержания постоянного выходного напряжения, очень велико, и для этого потребуется установка очень больших радиаторов.

Переключение источника питания переменного/постоянного тока

Новая методология проектирования была разработана для решения многих проблем, связанных с проектированием линейных или традиционных источников питания переменного/постоянного тока, включая размер трансформатора и регулирование напряжения.

Импульсные источники питания теперь возможны благодаря развитию полупроводниковых технологий, особенно благодаря созданию мощных MOSFET-транзисторов, которые могут включаться и выключаться очень быстро и эффективно, даже при наличии больших напряжений и токов.< /p>

Переключаемый источник питания переменного/постоянного тока позволяет создавать более эффективные преобразователи энергии, которые больше не рассеивают избыточную мощность.

Источники питания переменного/постоянного тока, разработанные с использованием импульсных преобразователей мощности, называются импульсными источниками питания. Импульсные блоки питания переменного/постоянного тока имеют несколько более сложный метод преобразования мощности переменного тока в постоянный.

При переключении источников питания переменного тока входное напряжение больше не снижается; скорее, он выпрямляется и фильтруется на входе. Затем постоянное напряжение проходит через прерыватель, который преобразует напряжение в последовательность высокочастотных импульсов. Наконец, волна проходит через еще один выпрямитель и фильтр, который преобразует ее обратно в постоянный ток (DC) и устраняет любую оставшуюся составляющую переменного тока (AC), которая может присутствовать перед достижением выхода (см. рис. 3).

При работе на высоких частотах индуктор трансформатора способен передавать больше мощности, не достигая насыщения, а это означает, что сердечник может становиться все меньше и меньше. Таким образом, трансформатор, используемый при переключении источников питания переменного/постоянного тока для уменьшения амплитуды напряжения до заданного значения, может быть в несколько раз меньше размера трансформатора, необходимого для линейного источника питания переменного/постоянного тока.

Рисунок 3. Блок-схема импульсного блока питания переменного/постоянного тока

Как и следовало ожидать, у этого нового метода проектирования есть некоторые недостатки.

Переключение преобразователей мощности переменного/постоянного тока может создавать значительный уровень шума в системе, который необходимо устранить, чтобы исключить его присутствие на выходе. Это создает потребность в более сложной схеме управления, что, в свою очередь, усложняет конструкцию. Тем не менее, эти фильтры состоят из компонентов, которые можно легко интегрировать, поэтому это не оказывает существенного влияния на размер блока питания.

Трансформаторы меньшего размера и повышенная эффективность регулятора напряжения при переключении источников питания переменного/постоянного тока являются причиной того, что теперь мы можем преобразовывать переменное напряжение 220 В со среднеквадратичным значением в напряжение постоянного тока 5 В с помощью преобразователя мощности, который умещается на ладони.

В таблице 1 приведены различия между линейными и импульсными источниками питания переменного/постоянного тока.

Таблица 1. Линейные и импульсные источники питания

Однофазные и трехфазные источники питания

Источник переменного тока (AC) может быть однофазным или трехфазным:

Трехфазный источник питания состоит из трех проводников, называемых линиями, по каждому из которых протекает переменный ток (AC) той же частоты и амплитуды напряжения, но с относительной разницей фаз 120°, или одной трети цикл (см. рис. 4). Эти системы наиболее эффективны при подаче больших объемов электроэнергии и поэтому используются для доставки электроэнергии от генерирующих объектов в дома и на предприятия по всему миру.
Однофазный источник питания является предпочтительным методом подачи тока в отдельные дома или офисы, чтобы равномерно распределить нагрузку между линиями. При этом ток течет от питающей линии через нагрузку, затем обратно по нулевому проводу. Этот тип питания используется в большинстве установок, за исключением крупных промышленных или коммерческих зданий. Однофазные системы не могут передавать столько энергии на нагрузку и более подвержены перебоям в подаче электроэнергии, но однофазное питание также позволяет использовать гораздо более простые сети и устройства.

Рисунок 4. Форма сигнала трехфазного источника питания переменного тока

Существует две конфигурации для передачи электроэнергии через трехфазный источник питания: конфигурация треугольника $(\Delta)$ и звезда (Y), которые также называются треугольником и звездой соответственно.

Основное различие между этими двумя конфигурациями заключается в возможности добавления нейтрального провода (см. рис. 5).

Соединения треугольником обеспечивают большую надежность, но соединения Y могут обеспечивать два разных напряжения: фазное напряжение, которое представляет собой однофазное напряжение, подаваемое в дома, и линейное напряжение для питания больших нагрузок. Связь между фазным напряжением (или фазным током) и линейным напряжением (или линейным током) в Y-конфигурации заключается в том, что амплитуда линейного напряжения (или тока) в √3 раза больше, чем амплитуда фазы.

Поскольку стандартная система распределения электроэнергии должна подавать питание как к трехфазным, так и к однофазным системам, большинство сетей распределения электроэнергии имеют три линии и нейтраль. Таким образом, как дома, так и промышленное оборудование могут быть подключены к одной и той же линии электропередачи. Таким образом, конфигурация Y чаще всего используется для распределения электроэнергии, тогда как конфигурация треугольника обычно используется для питания трехфазных нагрузок, таких как большие электродвигатели.

Рис. 5. Трехфазные конфигурации Y и Delta

Напряжение, при котором электросеть поставляет своим пользователям однофазную электроэнергию, имеет различные значения в зависимости от географического положения. Вот почему очень важно проверить диапазон входного напряжения блока питания перед его покупкой или использованием, чтобы убедиться, что он предназначен для работы в электросети вашей страны. В противном случае вы можете повредить блок питания или подключенное к нему устройство.

В таблице 2 сравниваются напряжения сети в разных регионах мира.

*В Японии есть две частоты в национальной сети из-за того, что электрификация началась в конце 19 века. В западном городе Осака поставщики электроэнергии закупили генераторы на 60 Гц в США, а в Токио, на востоке Японии, они купили немецкие генераторы на 50 Гц. Обе стороны отказались менять свою частоту, и по сей день в Японии все еще есть две частоты: 50 Гц на востоке и 60 Гц на западе.

Как упоминалось ранее, трехфазное питание используется не только для транспорта, но и для питания больших нагрузок, таких как электродвигатели или зарядка больших аккумуляторов. Это связано с тем, что параллельное питание в трехфазных системах может передавать гораздо больше энергии на нагрузку и может делать это более равномерно из-за перекрытия трех фаз (см. рис. 6).

Рисунок 6. Передача электроэнергии в однофазной (слева) и трехфазной (справа) системах

Например, при зарядке электромобиля количество энергии, которое вы можете передать аккумулятору, определяет скорость его зарядки.

Однофазные зарядные устройства подключаются к сети переменного тока (AC) и преобразуются в постоянный ток (DC) внутренним преобразователем переменного тока в постоянный (также называемым бортовым зарядным устройством). Мощность этих зарядных устройств ограничена сетью и розеткой переменного тока.

Ограничение зависит от страны, но обычно составляет менее 7 кВт для розетки на 32 А (в ЕС 220 x 32 А = 7 кВт). С другой стороны, трехфазные источники питания преобразуют мощность переменного тока в постоянный извне и могут передавать более 120 кВт на батарею, обеспечивая сверхбыструю зарядку.

Обзор

Источники питания переменного/постоянного тока повсюду. Основная задача источника питания переменного/постоянного тока заключается в преобразовании переменного тока (AC) в стабильное напряжение постоянного тока (DC), которое затем можно использовать для питания различных электрических устройств.

Переменный ток используется для передачи электроэнергии по всей электрической сети, от генераторов до конечных потребителей. Цепь переменного тока (AC) может быть сконфигурирована как однофазная или трехфазная система. Однофазные системы проще и могут обеспечивать достаточно энергии для питания всего дома, но трехфазные системы могут обеспечивать гораздо большую мощность более стабильным образом, поэтому они часто используются для подачи электроэнергии в промышленных целях.

Разработка эффективного блока питания переменного/постоянного тока — непростая задача, поскольку современные рынки требуют мощных, чрезвычайно эффективных и миниатюрных блоков питания, способных поддерживать эффективность в широком диапазоне нагрузок.

Методы проектирования источников питания переменного/постоянного тока со временем менялись. Линейные блоки питания переменного/постоянного тока ограничены по размеру и эффективности, поскольку они работают на низких частотах и регулируют выходную температуру, рассеивая избыточную энергию в виде тепла. Напротив, импульсные источники питания стали чрезвычайно популярными, поскольку в них используются импульсные стабилизаторы для преобразования переменного тока в постоянный. Импульсные блоки питания работают на более высоких частотах и преобразовывают электроэнергию гораздо эффективнее, чем в предыдущих конструкциях, что позволило создать мощные блоки питания переменного/постоянного тока размером с ладонь.

Судя по блок-схеме, основной источник питания состоит из четырех элементов, а именно трансформатора, выпрямителя, фильтра и регулятора, вместе взятых. Выход источника постоянного тока используется для обеспечения постоянного напряжения постоянного тока на нагрузке.

Блок питания — это часть аппаратного обеспечения, которое используется для преобразования энергии, подаваемой из розетки, в полезную мощность для многих частей внутри электрического устройства. Каждый источник энергии должен управлять своей нагрузкой, которая к нему подключена. . Существует два типа источников питания: источник переменного и постоянного тока. ">]" data-testid="answer_box_list">

Ответ:

Новые вопросы по физике

Упражнение 6: Если вы на моем месте Инструкции: Напишите две (2) профилактические стратегии, которые, по вашему мнению, могут сработать в каждой из приведенных ниже ситуаций. Пример 1. сближение семейных отношений 1. Переживание смерти любимого человека 2. 1. Ул. Травматическое дорожно-транспортное происшествие 2. . Разрушенная семья 2. 1. IV. Издевательства со стороны одноклассников -2. .

091 Две гармонические звуковые волны одинаковой амплитуды, одинаковой фазы и почти равных угловых частот w1, и мы накладываем друг на друга и формируем биения. Покажите, что … результирующая волна колеблется с угловой частотой (w1+w2/2) и ее амплитуда не постоянна во времени. (Примите x = 0 для каждой волны)

Что более катастрофично (хуже): парниковые газы или озоновая дыра? Заявить свое мнение. Определите по крайней мере одно экологическое и одно социальное последствие… в своем объяснении каждой экологической проблемы. ЛУЧШИЙ ОТВЕТ ПОЛУЧАЕТ САМЫЙ УМНЫЙ

Читайте также: