Note de proiectare a sursei de alimentare - MCI Transformer Corporation
Ghid de aplicare a alimentării de bază
Există patru tipuri de bază de surse de alimentare utilizate:
- Liniar nereglementat
- Liniar reglementat
- Feroresonant
- Mod de comutare
Diferențele dintre cele patru tipuri includ ieșirea constantă a tensiunii, eficiența costurilor, dimensiunea, greutatea și ondularea. Acest ghid explică fiecare tip de alimentare, descrie principiul de funcționare și prezintă avantajele și dezavantajele fiecăruia.
1. Sursă de alimentare liniară nereglementată
Sursele de alimentare nereglementate conțin patru componente de bază: un transformator, redresor, condensator de filtrare și un rezistor de purjare.
Acest tip de sursă de alimentare, datorită simplității sale, este cel mai puțin costisitor și cel mai fiabil pentru cerințe de energie reduse. Dezavantajul este că tensiunea de ieșire nu este constantă. Acesta va varia în funcție de tensiunea de intrare și curentul de încărcare, iar ondulația nu este potrivită pentru aplicații electronice. Ripple-ul poate fi redus prin schimbarea condensatorului filtrului la un filtru IC (inductor-condensator), dar costul pentru a face această modificare ar face utilizarea sursei de alimentare liniare reglementate o alegere mai economică.
2. Alimentare liniară reglementată
O sursă de alimentare liniară reglată este identică cu sursa de alimentare liniară nereglementată, cu excepția faptului că un regulator cu 3 terminale este utilizat în locul rezistorului de purjare.
Alimentarea liniară reglementată rezolvă toate problemele alimentării nereglementate, dar nu este la fel de eficientă, deoarece regulatorul cu 3 terminale va disipa puterea în exces sub formă de căldură care trebuie să fie inclusă în proiectarea sursei. Tensiunea de ieșire are o ondulație neglijabilă, o reglare a sarcinii foarte mică și o fiabilitate ridicată, făcându-l astfel o alegere ideală pentru utilizare în aplicații electronice cu putere redusă.
3. Surse de alimentare feroresonante
O sursă de alimentare ferorezonantă este foarte asemănătoare cu o sursă de alimentare nereglementată, cu excepția caracteristicilor transformatorului ferorezonant.
Transformatorul ferorezonant va furniza o tensiune de ieșire constantă pe o mare variație a tensiunii de intrare a transformatorului. Problemele legate de utilizarea unei surse de alimentare feroresonante includ faptul că este foarte sensibilă la ușoare modificări ale frecvenței liniei și nu ar putea fi comutabilă de la 50 Hz la 60 Hz și că transformatoarele disipează mai multă căldură decât transformatoarele convenționale. Aceste surse de alimentare sunt mai grele și vor avea mai mult zgomot audibil din rezonanța transformatorului decât sursele de alimentare liniare reglementate.
4. Sursele de alimentare în modul comutare
Alimentarea cu comutare are un redresor, condensator de filtru, tranzistor de serie, regulator, transformator, dar este mai complicat decât celelalte surse de alimentare pe care le-am discutat. Schema de mai jos este o diagramă bloc simplă și nu reprezintă toate componentele din sursa de alimentare.
Tensiunea AC este rectificată la o tensiune DC nereglementată, cu tranzistorul de serie și regulatorul. Acest DC este mărunțit la o tensiune constantă de înaltă frecvență, care permite reducerea dramatică a dimensiunii transformatorului și permite o sursă de alimentare mult mai mică. Dezavantajele acestui tip de alimentare sunt că toate transformatoarele trebuie să fie personalizate, iar complexitatea sursei de alimentare nu se pretează la producții reduse sau aplicații economice de putere redusă.
Circuite de rectificare pentru surse de alimentare liniare reglementate
Din descrierea noastră anterioară, o sursă de alimentare liniară reglementată este cel mai economic design pentru o putere redusă, un nivel redus și o reglare redusă, care este adecvată pentru aplicații electronice. În această secțiune vom explica cele patru circuite de rectificare de bază care sunt utilizate:
- Half Wave
- Full Wave Center Atins
- Podul Full Wave
- Dual complementar
1. Circuite Half Wave
Deoarece un filtru de intrare a condensatorului atrage doar curent din circuitul de rectificare în impulsuri scurte, frecvența impulsurilor este la jumătate din cea a unui circuit cu undă completă, prin urmare, curentul de vârf al acestor impulsuri este atât de mare încât acest circuit nu ar fi recomandat pentru DC putere mai mare de 1/2 watt.
2. Circuite completate cu centru de undă completă
Un redresor cu undă completă folosește doar jumătate din înfășurarea transformatorului la un moment dat. Curentul nominal secundar al transformatorului ar trebui să fie de 1,2 ori curentul continuu al sursei de alimentare. Tensiunea secundară a transformatorului ar trebui să fie de aproximativ 8 ori tensiunea continuă a sursei de alimentare nereglementate pe fiecare parte a robinetului central sau transformatorul ar trebui să fie de 1,6 ori în VCC.