Регулисана напајања обично се односе на напајање способно за напајање различитих излазних напона корисних за испитивање електронских кола на столу, могуће уз континуирано варирање излазног напона или само неке унапред подешене напоне. Готово свим електронским уређајима који се користе у електронским колима је потребан извор једносмерне струје за рад. Регулисано напајање се у основи састоји од обичног извора напајања и уређаја за регулацију напона. Излаз из обичног извора напајања доводи се на уређај за регулацију напона који даје коначни излаз. Излазни напон остаје константан, без обзира на варијације улазног напона наизменичне струје или промене излазне (или оптерећења) струје, али његова амплитуда варира у складу са захтевима оптерећења.
Неке од ових врста напајања су размотрене у наставку.
СМПС
Индустријски напор ка мањим, лакшим и продуктивнијим електроничким системима подстакао је напредак СМПС-а, ништа друго до напајање у режиму прекидача. Постоје неке топологије које се обично користе за актуелизацију СМПС. Преклопно напајање је електронско напајање које укључује прекидачки регулатор за ефикасно претварање електричне енергије. У томе се применом високих преклопних фреквенција, величине енергетског трансформатора и припадајућих компонената за филтрирање у СМПС драматично смањују у поређењу са линеарним. Претварачи једносмерне у једносмерну струју и претварачи једносмерне у једносмерну струју спадају у категорију СМПС.
У линеарном регулаторном колу прекомерни напон из нерегулисаног напајања једносмерном струјом пада преко серијског елемента и због тога долази до губитка снаге пропорционално овом паду напона, док се у колу са преклопљеним режимом нерегулисани део напона уклања модулацијом рада прекидача однос. Прекидачки губици у модерним прекидачима (попут МОСФЕТ-ова) су много мањи у поређењу са губицима у линеарном елементу.
Већина електронских једносмерних оптерећења напаја се из стандардних извора напајања. Нажалост, стандардни напонски извори се можда неће подударати са нивоима потребним за микропроцесоре, моторе, ЛЕД диоде или друга оптерећења, посебно када напон извора није регулисан попут извора батерија и других извора једносмерне и наизменичне струје.
Блок дијаграм СМПС:
Главна идеја која стоји иза прекидачког напајања (СМПС) може се лако разумети из концепта концептуалног објашњења претварача једносмерне и једносмерне струје. Ако је системски улаз АЦ, прва фаза је претварање у једносмерну. То се назива исправљање. СМПС са једносмерним улазом не захтева фазу исправљања. Многи новији СМПС ће користити специјални круг за корекцију фактора снаге (ПФЦ). Пратећи синусни талас улаза наизменичне струје, можемо направити улазну струју. А исправљени сигнал филтрира улазни кондензатор резервоара да би се произвело нерегулисано напајање једносмерном струјом. Нерегулисано напајање једносмерном струјом даје се високофреквентном прекидачу. За веће фреквенције потребне су компоненте с већим нивоом капацитивности и индуктивности. У овом се МОСФЕТ-ови могу користити као синхрони исправљачи, они имају чак и ниже проводне степене напона. Висока фреквенција укључивања, пребацује улазни напон на примар примарног напајања. Погонски импулси су обично фиксне фреквенције и променљиви радни циклус. Излаз секундарног трансформатора је исправљен и филтриран. Затим се шаље на излаз напајања. Регулација излаза како би се обезбедило стабилизовано напајање једносмерном струјом врши се помоћу блока управљања или повратне спреге.
Већина СМПС. Системи раде на основи модулације ширине импулса са фиксном фреквенцијом, где се трајање укључења погона до прекидача напајања мења циклус по циклус. Сигнал ширине импулса који се даје прекидачу обрнуто је пропорционалан излазу излазног напона. Осцилатор се контролише повратним напоном напона регулатора затворене петље. То се обично постиже употребом малог импулсног трансформатора или оптичког изолатора, што доводи до додавања броја компонената. У СМПС, проток излазне струје зависи од улазног сигнала снаге, елемената за складиштење и топологија склопа, а такође и од обрасца који се користи за погон преклопних елемената. Коришћењем ЛЦ филтера излазни таласни облици се филтрирају.
Предности СМПС:
- Већа ефикасност јер прелазни транзистор расипа мало снаге
- Нижа производња топлоте због веће ефикасности
- Мање величине
- Лакша тежина
- Смањена хармоничка повратна спрега у доводну мрежу
Примене СМПС:
- Лични рачунари
- Индустрије алатних машина
- Сигурносни системи
Заједно са СМПС-ом, у наставку се говори о другом колу за регулисано напајање и резервну сврху.
Линеарна напајања
Напајање радног стола са резервном
Напајање радног стола је једносмерна јединица за напајање која може да обезбеди различите регулисане једносмерне напоне која се користи у сврху тестирања или решавања проблема. Дизајнирано је једноставно коло регулисаног напајања са резервном батеријом које се може користити као напајање радног стола. Даје 12 волти, 9 волти и 5 волти регулисаног једносмерног напона за напајање прототипа током тестирања или решавања проблема. Такође има резервну батерију за наставак рада ако нестане напајања. Такође се пружа индикација празне батерије да би се потврдио статус батерије.
Састоји се од три главна дела:
Исправљач и јединица за филтрирање која претвара наизменични сигнал у регулисани једносмерни сигнал помоћу комбинације трансформатора, диода и кондензатора.
Батерија која се користи као алтернатива и која се може пунити током главног напајања и користити као извор енергије у случају одсуства главног напајања.
Индикатор напуњености батерије који показује напуњеност и пражњење батерије.
Трансформатор 14-0-14, 500 мА, исправљачке диоде Д1, Д2 и кондензатор за заглађивање Ц1 одељак за напајање . Када је мрежно напајање доступно, Д3 унапред одступа и даје више од 14 волти једносмерне струје до ИЦ1, који затим даје регулисаних 12 волти који се могу одвојити од његовог излаза. Истовремено, ИЦ2 даје регулисаних 9 волти, а ИЦ3 регулираних 5 волти са својих излаза.
Као резервна се користи 12-волтна пуњива батерија од 7,5 Ах. Када је мрежно напајање доступно, пуни се преко Д3 и Р1. Р1 ограничава струју за пуњење. Да бисте спречили прекомерно пуњење, ако је напајање дуже време укључено и батерија не користи, режим пуњења је сигуран. Струја пуњења биће око 100-150 мА. Када мрежно напајање престане, Д3 преусмеравају уназад и Д4 унапред, а батерија преузима терет. УПС батерија је идеалан избор.
Зенер диода ЗД и ПНП транзистор Т1 чине индикатор празне батерије. Овакав распоред се користи у претварачима за указивање на стање слабе батерије. Када је напон акумулатора изнад 11 волти, Зенер проводи и одржава базу Т1 високом, тако да остаје искључена. Када напон акумулатора падне испод 11 волти, Зенер се искључује и Т1 одступа унапред. (Зенер диода проводи само када је напон кроз њу већи од 1 волта или већи од њеног номиналног напона. Дакле, овде 10-волтни зенер спроводи само ако је напон већи од 11 волти.) ЛЕД лампица тада светли да укаже на потребу за пуњењем батерије. ВР1 подешава тачну тачку искључења Зенера. Напуните батерију до краја и измерите њен терминални напон. Ако је изнад 12 волти, подесите брисач унапред подешеног ВР1 у средњи положај и мало га окрените док се ЛЕД не искључи. Не окрећите унапред подешено на крајње крајеве. Батерија увек треба да има довољан напон изнад 12 волти (Потпуно напуњена батерија показат ће око 13,8 волта), тада само ИЦ1 добија довољан улазни напон.
Дијаграм круга са самосталним пребацивањем напајања
У овом дијаграму кола, дато је регулисано коло напајања које иако регулатор фиксног напона У1-ЛМ7805 не даје само променљиву већ и аутоматско искључивање Карактеристике. То се постиже потенциометром који је повезан између заједничког терминала ИЦ регулатора и масе. За сваких 100 ома повећања вредности отпора потенциометра РВ1 у кругу, излазни напон се повећава за 1 волт. Дакле, излаз варира од 3,7 В до 8,7 В (узимајући у обзир пад од 1,3 волта на диодама Д7 и Д8).
Када ниједно оптерећење није повезано преко његових излазних терминала, напајање је самоискључивање. То се постиже уз помоћ транзистора К1 и К2, диода Д7 и Д8 и кондензатора Ц2. Када је на излаз прикључено оптерећење, пад потенцијала на диодама Д7 и Д8 (приближно 1,3 В) довољан је за провођење транзистора К2 и К1. Као резултат, релеј се напаја и остаје у том стању све док је оптерећење повезано. У исто време, кондензатор Ц2 се пуни на потенцијал од око 7-8 волти кроз транзистор К2. Али када је оптерећење (овде лампица у серији са С2) искључено, транзистор К2 је одсечен. Међутим, кондензатор Ц2 је и даље напуњен и почиње да се празни кроз базу транзистора К1. После неког времена (што се у основи одређује вредностом Ц2), релеј РЛ1 се искључује, што искључује мрежни улаз на примарни трансформатор ТР1. Да бисте поново покренули напајање, прекидач С1 треба на тренутак притиснути. Кашњење у искључивању напајања директно варира у зависности од вредности кондензатора.
Коришћен је трансформатор са секундарним напоном од 12В-0В, 250мА, који се ипак може променити према захтеву корисника (максимално до 30В и струја од 1 ампера). За цртање струје веће од 300 мА, регулатор ИЦ мора бити опремљен малим хладњаком преко изолатора од лискуна. Када се секундарни напон трансформатора повећа преко 12 волти (РМС), потенциометар РВ1 мора да се поново димензионише. Такође, треба унапред одредити назив напона релеја.
Променљиво напајање помоћу ЛМ338
За напајање електронских уређаја често је потребно напајање једносмерном струјом. Иако неки захтевају регулисано напајање, постоји много примена у којима излазни напон треба да варира. Варијабилно напајање је оно где излазни напон можемо прилагодити према захтевима. Варијабилно напајање се може користити у многим апликацијама попут примене променљивог напона на једносмерне моторе, примене променљивих напона на високонапонске ДЦ-ДЦ претвараче за подешавање појачања итд. Највише се користи у тестирање електронских пројеката .
Главна компонента у променљивом напајању је било који регулатор чији се излаз може подесити на било који начин попут променљивог отпорника. ИЦ-ови регулатора попут ЛМ317 пружају подесиви напон од 1,25 до 30В. Други начин је коришћење ЛМ33 ИЦ.
Овде се користи једноставан променљиви круг напајања који користи ЛМ33 који је регулатор јаког напона.
ЛМ 338 је регулатор јаке струје напона који може да доведе оптерећење у вишак од 5 ампера. Излазни напон регулатора може се подесити са 1,2 на 30 волти. За подешавање излазног напона потребна су само два спољна отпорника. ЛМ 338 припада породици ЛМ 138 која је доступна у 3 терминална пакета. Може се користити у апликацијама као што су подесиво напајање, регулатор константне струје, пуњачи батерија итд. Снажно напајање променљивом струјом је неопходно за тестирање кругова појачала велике снаге, током решавања проблема или сервисирања. Ово омогућава употребу напајања са великим привременим оптерећењима и брзинама које се покрећу под пуним оптерећењем. Заштита од преоптерећења остаје функционална чак и ако се иглица за подешавање случајно одвоји.
Опис кола
Основно коло се састоји из следећих делова:
- Корак према доле трансформатор који узрокује пад наизменичног напона од 230В.
- Исправљачки модул за исправљање наизменичног сигнала.
- Кондензатор за заглађивање електролита за филтрирање једносмерног сигнала и уклањање мрешкања наизменичне струје.
- ЛМ338
- Променљиви отпорник
Рад круга
Доле је приказано променљиво напајање помоћу ЛМ338 позитивног регулатора напона. Снага се добија од силазног трансформатора од 0-30 волти и 5 ампера. Исправљачки модул од 10 ампера исправља нисконапонски наизменични на једносмерну струју, што чини таласастим кондензатором Ц1 слободним. Кондензатори Ц2 и Ц3 побољшавају пролазне реакције. Излазни напон се може подесити кроз Пот ВР1 на жељени напон од 1,2 до 28 В. Д1 штити од Ц4, а Д2 од Ц3 када је искључен. Регулатор захтева хладњак.
Воут = 1,2 В (1+ ВР1 / Р1) + И АдјВР1.
