Electronică de bază - diferite tipuri de surse de alimentare
În articolele anterioare, am discutat despre componentele electronice pasive, cum ar fi rezistențele, condensatoarele, inductoarele și transformatoarele. Componentele pasive sunt deosebit de utile în proiectarea diferitelor circuite analogice.
Distracția reală a electronicii moderne începe cu semiconductorii și electronica digitală. Electronica se referă la semnale (sub formă de tensiune sau curent) și la procesarea semnalelor de către componente și circuite. Electronica cu semiconductori este posibilă prin procesarea semnalelor electronice ca valori binare (0 și 1 sau Low și High). Această aplicație a electronicii semiconductoare pentru a procesa semnale ca valori binare duce la implementarea logicii booleene sub formă de electronică digitală. Astfel, a început utilizarea electronicii pentru „Calcul”. În curând, inginerii și cercetătorii au conceput modalități de măsurare a diferitelor mărimi fizice, convertindu-le în semnale electrice analogice și digitalizând aceste semnale analogice în valori digitale. De asemenea, au conceput modalități de a converti semnalele digitale în semnale electrice analogice echivalente. Acum, computerele pot interacționa și pot răspunde la lumea fizică.
Cea mai mare parte a electronicii moderne este despre „calculul electronic” și aplicațiile sale în lumea reală. Calculul electronic, combinat cu tehnologiile de afișare și dispozitivele electronice de intrare/ieșire duce la dezvoltarea computerelor de uz general. Calculul electronic, combinat cu diverse tehnologii de comunicare, duce la dezvoltarea tehnologiilor de telecomunicații, televiziune și internet. Calculul electronic, combinat cu comunicația și senzorii fără fir, duce la dezvoltarea electronice și a dispozitivelor portabile mobile. Calculul electronic combinat cu senzori și actuatori duce la dezvoltarea de aplicații precum sisteme încorporate, robotică și automatizare.
Dar, înainte de a începe călătoria nesfârșită a semiconductorilor și a electronicii digitale, va fi mai bine să aveți o înțelegere de bază a surselor de alimentare. Este sursa de alimentare care dă viață oricărui circuit sau dispozitiv electronic. Fiecare circuit sau dispozitiv electronic trebuie, în esență, să aibă o secțiune de alimentare sau poate fi necesar să se conecteze sub formă de sarcină cu un circuit extern de alimentare.
Sursa de energie electrică poate fi liniile electrice de transport (electricitate de rețea), sistemele electromecanice (alternatoare și generatoare), energia solară sau dispozitivele de stocare precum celulele și bateriile. Sursele de alimentare sunt convertoare de energie care convertesc puterea electrică de la o sursă la tensiune, curent și frecvență adecvate unui circuit de încărcare. Sursa de energie electrică poate fi AC sau DC. La fel ca generatoarele și rețeaua electrică, electricitatea furnizează curent alternativ, în timp ce bateriile și dispozitivele solare alimentează curent continuu. Un circuit de alimentare poate introduce puterea de la o sursă de curent alternativ sau continuu, iar puterea de ieșire de curent alternativ sau curent continuu poate fi convertită pentru a se potrivi cu o sarcină. Deci, circuitele de alimentare pot fi clasificate ca surse de la AC la AC, AC la DC, DC la DC și DC la AC.
Diferite surse de alimentare CA-AC includ surse variabile de curent alternativ, transformatoare de izolare și schimbătoare de frecvență. Sursele de alimentare AC-DC sunt cele mai frecvente. Unele dintre sursele de alimentare de la AC la DC includ o sursă de alimentare DC liniară nereglementată, o sursă de alimentare DC cu reglare liniară (sursă de alimentare pe bancă), o sursă de alimentare cu reglare prin comutare și o sursă de alimentare cu reglare prin ondulare. Sursele de alimentare pe bază de baterii, sursele de energie solară și convertoarele DC-DC sunt exemple de surse de alimentare DC-DC. Sursele de alimentare pe bază de baterii și sursele de energie solară sunt utilizate pentru alimentarea directă a circuitelor electronice, în timp ce convertoarele DC-DC sunt utilizate în general pentru conversia intrării DC la niveluri diferite pentru a alimenta circuite diferite în același dispozitiv, mai degrabă decât pentru a utiliza diferite AC-to Surse de curent continuu pentru a obține un nivel diferit de tensiune/curent. Invertoarele, generatoarele și UPS-urile sunt în mod obișnuit surse de alimentare de la DC la AC.
Alimentare variabilă de curent alternativ
Sursele de alimentare variabile de curent alternativ sunt proiectate folosind transformatoare sau autotransformatoare reglabile. Acestea sunt utilizate pentru a converti nivelurile de tensiune AC-AC. Un transformator cu înfășurări multiple sau robinete poate fi utilizat pentru a proiecta o astfel de sursă de energie, altfel poate fi utilizat un autotransformator reglabil. Aceste surse convertesc tensiunea și nivelurile de curent alternativ, în timp ce frecvența sursei de energie rămâne neschimbată.
Schimbătoare de frecvență
Schimbătoarele de frecvență sunt utilizate pentru a converti frecvența puterii de curent alternativ. Acestea pot fi proiectate folosind dispozitive electromecanice, cum ar fi un set de motoare-generator sau cu ajutorul unui set de redresoare-invertoare. Redresorul convertește mai întâi curent alternativ în curent continuu, iar apoi invertorul convertește curent continuu în curent alternativ cu frecvențe diferite.