Soorten voedingen

Probeer Ons Instrument Voor Het Oplossen Van Problemen





Gereguleerde voedingen verwijst meestal naar een voeding die een verscheidenheid aan uitgangsspanningen kan leveren die nuttig zijn voor het testen van elektronische schakelingen op een bank, mogelijk met continue variatie van de uitgangsspanning of slechts enkele vooraf ingestelde spanningen. Bijna alle elektronische apparaten die in elektronische circuits worden gebruikt, hebben een gelijkstroombron nodig om te kunnen werken. Een gereguleerde stroomvoorziening bestaat in wezen uit een gewone stroomvoorziening en een spanningsregelaar. De output van een gewone voeding wordt naar de spanningsregelaar gevoerd die de uiteindelijke output levert. De uitgangsspanning blijft constant, ongeacht variaties in de AC-ingangsspanning of variaties in de uitgangsstroom (of belasting), maar de amplitude wordt gevarieerd afhankelijk van de belastingvereiste.

Enkele van deze soorten voedingen worden hieronder besproken.




SMPS

Het streven van de industrie naar meer verkleinende, lichtere en productievere elektronische systemen heeft geleid tot de ontwikkeling van de SMPS, niets anders dan Switch Mode Power Supply. Er zijn enkele topologieën die normaal worden gebruikt om SMPS te actualiseren. Een geschakelde voeding is een elektronische voeding die een schakelende regelaar bevat om elektrisch vermogen efficiënt om te zetten. Door gebruik te maken van hoge schakelfrequenties worden de afmetingen van de vermogenstransformator en bijbehorende filtercomponenten in de SMPS drastisch verkleind in vergelijking met de lineaire. DC-naar-DC-converters en DC-naar-AC-converters behoren tot de categorie SMPS.

In een lineair regulatorcircuit daalt de overtollige spanning van de ongeregelde gelijkstroomingangsvoeding over een serie-element en daarom is er vermogensverlies evenredig met deze spanningsval, terwijl in een geschakelde schakeling het ongeregelde deel van de spanning wordt verwijderd door de schakelwerking te moduleren. verhouding. De schakelverliezen in moderne schakelaars (zoals: MOSFET's) zijn veel minder vergeleken met het verlies in het lineaire element.



De meeste elektronische DC-belastingen worden gevoed door standaard stroombronnen. Helaas komen standaard bronspanningen mogelijk niet overeen met de niveaus die worden vereist door microprocessors, motoren, LED's of andere belastingen, vooral wanneer de bronspanning niet wordt geregeld zoals batterijbronnen en andere DC- en AC-bronnen.

SMPS-blokschema:

Geschakelde-voeding-blokschema

Het belangrijkste idee achter een schakelende voeding (SMPS) kan gemakkelijk worden begrepen uit het concept van conceptuele uitleg van een DC-DC-omzetter. Als de systeeminvoer wisselstroom is, is de eerste fase het omzetten naar gelijkstroom. Dit heet rectificatie. De SMPS met een DC-ingang heeft geen rectificatietrap nodig. Veel nieuwere SMPS zullen een speciaal Power Factor Correction (PFC) -circuit gebruiken. Door de sinusvormige golf van de AC-ingang te volgen, kunnen we de ingangsstroom maken. En het gelijkgerichte signaal wordt gefilterd door de condensator van het ingangsreservoir om de ongeregelde gelijkstroomingangsvoeding te produceren. De ongeregelde DC-voeding wordt gegeven aan een hoogfrequente schakelaar. Voor hogere frequenties zijn componenten met meer niveaucapaciteit en inductantie vereist. Hierbij kunnen MOSFET's worden gebruikt als synchrone gelijkrichters, deze hebben zelfs nog lagere geleidende spanningsvallen. De hoge schakelfrequentie, schakelt de ingangsspanning over de primaire van de voedingstransformator. De aandrijfpulsen hebben normaal gesproken een vaste frequentie en een variabele inschakelduur. De output van de secundaire transformator wordt gelijkgericht en gefilterd. Vervolgens wordt het naar de uitgang van de voeding gestuurd. Regeling van de uitgang om een ​​gestabiliseerde DC-voeding te bieden, wordt uitgevoerd door het besturings- of feedbackblok.


De meeste SMPS. Systemen werken op basis van pulsbreedtemodulatie met vaste frequentie, waarbij de duur van de aan-tijd van de aandrijving naar de stroomschakelaar cyclus voor cyclus wordt gevarieerd. Het pulsbreedte-signaal dat aan de schakelaar wordt gegeven, is omgekeerd evenredig met de output van de uitgangsspanning. De oscillator wordt bestuurd door de spanningsterugkoppeling van een gesloten lusregelaar. Dit wordt meestal bereikt door een kleine pulstransformator of een opto-isolator te gebruiken, waardoor het aantal componenten wordt verhoogd. In een SMPS hangt de stroomuitgang af van het ingangsvermogenssignaal, de gebruikte opslagelementen en circuittopologieën, en ook van het patroon dat wordt gebruikt om de schakelelementen aan te sturen. Door LC-filters te gebruiken, worden de uitgangsgolfvormen gefilterd.

Voordelen van SMPS:

  • Hogere efficiëntie doordat de schakeltransistor weinig vermogen dissipeert
  • Lagere warmteontwikkeling door hoger rendement
  • Kleiner van formaat
  • Lichter gewicht
  • Verminderde harmonische terugkoppeling naar de voedingsleiding

Toepassingen van SMPS:

  • Persoonlijke computers
  • Werktuigmachines
  • Beveiligingssystemen

Samen met SMPS wordt hieronder een ander circuit voor gereguleerde toevoer en back-updoeleinden besproken.

Lineaire voedingen

Voeding werkbank met back-up

beeld

Een werkbankvoeding is een DC-voedingseenheid die verschillende gereguleerde DC-spanningen kan leveren die wordt gebruikt voor testen of probleemoplossing. Er is een eenvoudig circuit van geregelde stroomvoorziening met batterijback-up ontworpen dat kan worden gebruikt als stroomvoorziening op de werkbank. Het levert 12 volt, 9 volt en 5 volt gereguleerde gelijkstroom om prototypes van stroom te voorzien tijdens het testen of het oplossen van problemen. Het heeft ook een back-upbatterij om het werk voort te zetten als de stroom uitvalt. Er is ook een indicatie voor een lage batterijspanning om de batterijstatus te bevestigen.

Het bestaat uit drie hoofdsecties:

Een gelijkrichter en een filtereenheid die het AC-signaal omzet in een gereguleerd DC-signaal met behulp van de combinatie van transformator, diodes en condensatoren.

Een batterij die als alternatief wordt gebruikt, die kan worden opgeladen tijdens de hoofdstroomvoorziening en kan worden gebruikt als stroombron als er geen stroomvoorziening is.

Een acculaadindicator die een indicatie geeft van het opladen en ontladen van de accu.

Een 14-0-14, 500 mA transformator, gelijkrichterdiodes D1, D2 en afvlakcondensator C1-vorm het voedingsgedeelte ​Wanneer de netspanning beschikbaar is, voorspelt D3 voorwaartse voorspanning en levert meer dan 14 volt gelijkstroom aan IC1, die dan gereguleerde 12 volt geeft die van de uitgang kan worden afgetapt. Tegelijkertijd geeft IC2 gereguleerde 9 volt en IC3 gereguleerde 5 volt vanaf hun uitgangen.

Als back-up wordt een 12 volt 7,5 Ah oplaadbare batterij gebruikt. Als er netstroom beschikbaar is, laadt hij op via D3 en R1. R1 beperkt de laadstroom. Om overladen te voorkomen, is de druppelladenmodus veilig als de voeding gedurende lange tijd is uitgeschakeld en de batterij niet wordt gebruikt. De laadstroom zal ongeveer 100-150 mA bedragen. Wanneer de netspanning uitvalt, D3 voorwaartse voorspanning en D4 voorwaartse voorspanning en de batterij neemt de belasting over. Een UPS-batterij is een ideale keuze.

Werkbank-voeding-met-back-up

Zenerdiode ZD en de PNP-transistor T1 vormen de indicator voor lage batterijspanning. Dit soort opstelling wordt gebruikt in omvormers om de lage batterijstatus aan te geven. Wanneer de accuspanning hoger is dan 11 volt, geleidt Zener en houdt de basis van T1 hoog zodat deze uitgeschakeld blijft. Wanneer de batterijspanning onder 11 volt daalt, wordt de zener uitgeschakeld en T1 voorwaartse voorspanning. (Zenerdiode geleidt alleen als de spanning erdoorheen hoger is dan 1 volt of hoger dan de nominale spanning. Dus hier geleidt de zenerdiode van 10 volt alleen als de spanning hoger is dan 11 volt.) LED licht op om aan te geven dat de batterij moet worden opgeladen. VR1 stelt het juiste uitpunt van de Zener in. Laad de batterij volledig op en meet de klemspanning. Als deze hoger is dan 12 volt, stel de wisser van de preset VR1 dan in de middelste stand en draai deze iets totdat de LED uitgaat. Draai de preset niet tot het uiterste. Batterij moet altijd voldoende spanning bevatten boven 12 volt (volledig opgeladen batterij zal ongeveer 13,8 volt aangeven), dan krijgt alleen IC1 voldoende ingangsspanning.

1

Zelf schakelende voeding Gratis schakelschema

In dit schakelschema, gegeven een gereguleerd voedingscircuit dat, hoewel een vaste spanningsregelaar U1-LM7805 niet alleen een variabele geeft, maar ook automatische uitschakeling Kenmerken. Dit wordt bereikt door een potentiometer die is aangesloten tussen de gemeenschappelijke klem van de regelaar-IC en aarde. Voor elke toename van 100 ohm in de in-circuitwaarde van de weerstand van potentiometer RV1, neemt de uitgangsspanning toe met 1 volt. De output varieert dus van 3,7 V tot 8,7 V (rekening houdend met een val van 1,3 volt over diodes D7 en D8).

Als er geen belasting is aangesloten op de uitgangsklemmen, dan is de voeding dat hij zichzelf uitschakelt. Dit wordt bereikt met behulp van transistoren Q1 en Q2, diodes D7 en D8 en condensator C2. Wanneer een belasting aan de uitgang is aangesloten, is een potentiaalval over de diodes D7 en D8 (ongeveer 1,3V) voldoende om transistors Q2 en Q1 te laten geleiden. Als gevolg hiervan wordt het relais bekrachtigd en blijft het in die toestand zolang de belasting aangesloten blijft. Tegelijkertijd wordt condensator C2 opgeladen tot ongeveer 7-8 volt via transistor Q2. Maar als de belasting (een lamp hier in serie met S2) wordt losgekoppeld, wordt transistor Q2 afgesneden. Condensator C2 is echter nog steeds geladen en begint te ontladen via de basis van transistor Q1. Na enige tijd (die in principe wordt bepaald door de waarde van C2) valt relais RL1 af, waardoor de netvoeding naar primair van transformator TR1 wordt uitgeschakeld. Om de stroom weer aan te zetten, moet schakelaar S1 Drukknop even worden ingedrukt. De vertraging bij het uitschakelen van de voeding hangt rechtstreeks af van de condensatorwaarde.

Er werd een transformator met een secundaire spanning van 12 V-0 V, 250 mA gebruikt, maar deze kan niettemin worden gewijzigd volgens de vereisten van de gebruiker (tot maximaal 30 V en een stroomsterkte van 1 ampère). Voor het trekken van meer dan 300mA stroom, moet de regulator IC worden uitgerust met een kleine koellichaam boven een mica-isolator. Wanneer de secundaire spanning van de transformator boven 12 volt (RMS) stijgt, moet potentiometer RV1 opnieuw worden gedimensioneerd. Ook moet de nominale spanning van het relais vooraf worden bepaald.

Variabele voeding met LM338

DC-voeding is vaak vereist om elektronische apparaten van stroom te voorzien. Hoewel sommige een gereguleerde voeding vereisen, zijn er veel toepassingen waarbij de uitgangsspanning moet worden gevarieerd. Variabele voeding is degene waarbij we de uitgangsspanning kunnen aanpassen aan de vereisten. Variabele voeding kan in veel toepassingen worden gebruikt, zoals het toepassen van variabele spanning op DC-motoren, het toepassen van variabele spanningen op DC-DC-omvormers met hoge spanning om de versterking aan te passen, enz. Het wordt meestal gebruikt in testen van elektronische projecten ​

Het belangrijkste onderdeel van een variabele voeding is elke regelaar waarvan de output kan worden aangepast met behulp van elk middel, zoals een variabele weerstand. Regulator-IC's zoals LM317 bieden een instelbare spanning van 1,25 tot 30V. Een andere manier is om LM33 IC te gebruiken.

Hier wordt een eenvoudig variabel voedingscircuit gebruikt dat LM33 gebruikt, wat een hoogspanningsregelaar is.

LM 338 is de hoogspanningsregelaar die een stroom van meer dan 5 ampère aan de belasting kan leveren. Uitgangsspanning van de regelaar kan worden aangepast van 1,2 volt tot 30 volt. Er zijn slechts twee externe weerstanden nodig om de uitgangsspanning in te stellen. LM 338 behoort tot de LM 138-familie die verkrijgbaar is in een pakket met 3 terminals. Het kan worden gebruikt in toepassingen zoals regelbare stroomtoevoer, constante stroomregelaar, acculaders enz. Een variabele stroomtoevoer met hoge stroom is essentieel voor het testen van versterkercircuits met hoog vermogen, tijdens probleemoplossing of onderhoud. Hierdoor kan de voeding worden gebruikt met hoge transiënte belastingen en startsnelheden onder volledige belasting. De overbelastingsbeveiliging blijft functioneel, zelfs als de stelpen per ongeluk wordt losgekoppeld.

LM-338-PINS

Circuit Beschrijving

Het basiscircuit bestaat uit de volgende onderdelen:

  1. Een trapsgewijze transformator om een ​​daling van de wisselspanning van 230V te veroorzaken.
  2. Een gelijkrichtermodule om het AC-signaal gelijk te richten.
  3. Een afvlakkende elektrolytcondensator om het DC-signaal uit te filteren en de AC-rimpelingen te verwijderen.
  4. LM338
  5. Een variabele weerstand

Werking van het circuit

De variabele voeding met behulp van de LM338 positieve spanningsregelaar wordt hieronder weergegeven. Het vermogen is afkomstig van een 0-30 volt 5 ampère step-down transformator. De 10 ampère gelijkrichtermodule corrigeert de lage spanning AC naar DC die rimpelvrij wordt gemaakt door de afvlakcondensator C1. Condensator C2 en C3 verbeteren de tijdelijke reacties. De uitgangsspanning is via de Pot VR1 in te stellen op de gewenste spanning van 1,2 volt tot 28 volt. D1 beschermt tegen C4 en D2 beschermt tegen C3 wanneer uitgeschakeld. Regulator vereist koellichaam.

Vout = 1,2 V (1+ VR1 / R1) + I AdjVR1.

Variabele-voeding-gebruik