Tutorial de alimentare nereglementată - SparkFun Electronics
Nivel de abilități: începător
de | 08 august 2008 | 28 de comentarii
Introducere
Hei! De ce negul meu de perete de 9V produce 14V?!
Am scris acest tutorial pentru a vă arăta interiorul unui neg de perete și pentru a explica de ce uneori puteți măsura o tensiune mai mare decât cea specificată pe eticheta negului de perete.
Pe o sursă de alimentare nereglementată, negi de perete, adaptor de curent alternativ, cărămidă sau orice altceva doriți să o numiți, vedeți de obicei două specificații:
INTRARE: AC 120V 60Hz 6W
IEȘIRE: DC 6V 300mA
Specificațiile de intrare sunt directe, atâta timp cât vă aflați în SUA folosind alimentarea de la o priză obișnuită de perete. Dar despre ieșire?
Dacă măsurați ieșirea în circuit deschis cu un multimetru pe un dispozitiv care specifică ieșirea așa cum se arată mai sus, ce credeți că ar trebui să obțineți?
Răspuns mut: aproximativ 6V și cel puțin 300mA. Dreapta. GRESIT!
De fapt, veți obține adesea o tensiune mult mai mare. Tensiunea mai mare poate face ravagii în sistemul dvs. dacă nu intenționați pentru aceasta. Acest comportament de la o sursă nereglementată este normal și în acest tutorial veți afla de ce specificațiile de ieșire nu se află aproape de ieșirea reală a circuitului deschis. În plus, voi arăta cât de nereglementată este cu adevărat aprovizionarea. Ieșirea spune DC, dar în unele circumstanțe, ieșirea poate fi departe de DC pură.
Curajul sursei de alimentare nereglementată
Să ne uităm mai întâi la internele unei surse de alimentare nereglementate. Acum, nu voi trece în revistă funcționalitatea în detaliu a fiecărei componente, există o grămadă de resurse pe web care descriu modul în care funcționează aceste lucruri. Iată schema și o scurtă descriere a componentelor pe care le-ați putea găsi:
Aceasta este schema pentru sursa de alimentare pe care am desfăcut-o. În stânga este locul în care conectați unitatea la perete și în dreapta este locul în care conectați unitatea la intrarea de alimentare a sistemului.
Semnalul de curent alternativ al prizei de perete va vedea mai întâi un circuit de întrerupere termic utilizat pentru a proteja alimentarea dacă există o sarcină mare atașată care atrage prea mult curent. Acesta este un nivel de protecție adăugat frumos care nu se găsește în toate negii de perete, ci doar în cele frumoase.
Apoi, aveți o singură fază, bobină divizată de tip shell (bobină shell), transformator cu trepte. Observați că bobina de sârmă din bobina primară este mai subțire și conține mai multe rotații decât bobina secundară (transformator descendent).
Un redresor centrat cu undă completă utilizând două diode. Alimentarea are, de asemenea, găuri de montare în PCB pentru ceea ce pare a fi un redresor de punte pentru tensiuni de ieșire mai mari utilizând același transformator. În plus, există un condensator simplu de filtrare pentru a netezi semnalul rectificat.
De ce obțineți 10 volți la o sursă de 6VDC?
Pe scurt, atunci când măsurați tensiunea în circuit deschis a acestui exemplu negii de perete de 6V, obțineți aproximativ 10V. În această situație, curentul curge foarte puțin prin bobina secundară a sursei de alimentare și, prin urmare, nu scade prea mult tensiunea. Când o sarcină sau circuitul dvs. este atașat la ieșirea sursei, există o cădere de tensiune. Transformatorul va avea o cădere de tensiune de la circuitul deschis 10V, conform Legii lui Ohm.
Într-o abordare mai detaliată, sursa de alimentare va avea în mod ideal un circuit echivalent Thevenin (o sursă de tensiune și o anumită rezistență generală), care este atașat la un rezistor de sarcină care provoacă o cădere de tensiune. Iată în mod ideal cum arată circuitul cu o sarcină atașată:
Din aceasta obțineți o buclă KVL de:
V0 este constant, deoarece există o tensiune specifică indusă de transformator. Cu toate acestea, curentul de încărcare nu este constant.
O măsurătoare cu circuit deschis (fără sarcină) curge foarte puțin și curentul de alimentare are în mod inerent o rezistență mică (aproximativ 4 Ohmi), astfel încât curentul de sarcină, ILoad, înmulțit cu rezistența Thevenin, R0, este aproape de zero și sarcina tensiunea este aproape echivalentă cu tensiunea Thevenin, V0. Obțineți aproximativ 10V din ecuația de mai sus.