L'alimentatore è la parte dell'hardware che viene utilizzata per convertire la potenza fornita dalla presa in potenza utilizzabile per molte parti all'interno di un dispositivo elettrico. Ogni fonte di energia deve guidare il suo carico, che è ad essa collegato. A seconda del suo design, un alimentatore può ottenere energia da vari tipi di fonti di energia, come sistemi di trasmissione dell'energia elettrica , sistemi elettromeccanici come generatori e alternatori, convertitori di energia solare, dispositivi di accumulo di energia come batterie e celle a combustibile o altri alimentatori. Esistono due tipi di alimentatori, AC e DC. In base alle specifiche elettriche del dispositivo elettrico, potrebbe utilizzare alimentazione CA o CC.
Cos'è un alimentatore?
L'alimentatore può essere definito come un dispositivo elettrico utilizzato per fornire alimentazione elettrica a carichi elettrici. La funzione principale di questo dispositivo è cambiare la corrente elettrica da una sorgente alla tensione, frequenza e corrente precise per alimentare il carico. A volte, questi alimentatori possono essere denominati come convertitori di energia elettrica. Alcuni tipi di forniture sono pezzi separati di carico, mentre altri sono fabbricati negli apparecchi che controllano.
Diagramma a blocchi dell'alimentatore
Il circuito di alimentazione è utilizzato in vari dispositivi elettrici ed elettronici. I circuiti di alimentazione sono classificati in diversi tipi in base alla potenza che utilizzano per fornire circuiti o dispositivi. Ad esempio, i circuiti basati su microcontrollore sono generalmente circuiti di alimentazione regolata a 5 V CC (RPS), che possono essere progettati con l'aiuto di metodi diversi per modificare la potenza da 230 V CA a 5 V CC.
Di seguito viene discusso lo schema a blocchi dell'alimentatore e la conversione graduale da 230 V CA a 12 V CC.
- Un trasformatore step-down converte la 230V AC in 12V.
- Il raddrizzatore a ponte viene utilizzato per cambiare AC in DC
- Un condensatore viene utilizzato per filtrare le ondulazioni AC e fornisce al regolatore di tensione.
- Infine il regolatore di tensione regola la tensione a 5V e, infine, viene utilizzato un diodo di blocco per prendere la forma d'onda pulsante.
Diagramma a blocchi dell'alimentatore
Classificazione dell'alimentazione e dei suoi diversi tipi
Qui discuteremo diversi tipi di alimentatori che sono esistiti nel mondo del mercato. La tabella seguente indica i tipi di alimentazione di base per le seguenti condizioni.
USCITA = DC | USCITA = AC | |
INGRESSO = AC |
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INGRESSO = DC |
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Alimentazione CA variabile
Le diverse tensioni CA vengono generate utilizzando un trasformatore. Il trasformatore può avere più avvolgimenti o prese, nel qual caso lo strumento utilizza interruttori per selezionare i diversi livelli di tensione. In alternativa, è possibile utilizzare un trasformatore variabile (autotrasformatore regolabile) per variare continuamente le tensioni. Alcuni alimentatori CA variabili sono inclusi misuratori per monitorare la tensione, la corrente e / o l'alimentazione.
Alimentazione CA variabile
Alimentazione lineare non regolamentata
Gli alimentatori non regolati contengono un trasformatore step-down, un raddrizzatore, un condensatore di filtro e una resistenza di spurgo. Questo tipo di alimentazione, per semplicità, è il meno costoso e il più affidabile per requisiti di bassa potenza. Lo svantaggio principale è che la tensione di uscita non è costante. Varierà con la tensione di ingresso e la corrente di carico e l'ondulazione non è adatta per applicazioni elettroniche. L'ondulazione può essere ridotta cambiando il condensatore di filtro con un filtro LC (induttore-condensatore), ma il costo aumenta.
Alimentazione lineare non regolamentata
Trasformatore di ingresso
Il trasformatore di ingresso viene utilizzato per convertire la tensione di linea in ingresso fino al livello richiesto dell'alimentazione. Inoltre isola il circuito di uscita dalla rete. Qui stiamo usando un file trasformatore step-down .
Raddrizzatore
Il raddrizzatore utilizzato per convertire il segnale in ingresso da un formato AC in DC grezzo. Fare riferimento a questi collegamenti, sono disponibili diversi tipi di raddrizzatori raddrizzatore a semionda e raddrizzatore a onda intera .
Condensatore di filtro
La corrente continua pulsata dal raddrizzatore viene inviata al condensatore di livellamento. Rimuoverà le increspature indesiderate nella CC pulsata.
Resistenza di spurgo
Il resistore di spurgo è anche noto come resistenza di drenaggio dell'alimentazione. È collegato attraverso i condensatori di filtro per scaricare la carica immagazzinata in modo che l'alimentazione del sistema di alimentazione non sia pericolosa.
Alimentatore programmabile
Questo tipo di alimentazione consente il controllo remoto del suo funzionamento tramite ingresso analogico altrimenti interfacce digitali come GPIB o RS232. Le proprietà controllate di questa alimentazione includono corrente, tensione, frequenza. Questi tipi di forniture sono utilizzati in un'ampia gamma di applicazioni come la fabbricazione di semiconduttori, generatori di raggi X, monitoraggio della crescita dei cristalli, test di apparati automatizzati.
In genere, questi tipi di alimentatori utilizzano un microcomputer essenziale per controllare e monitorare il funzionamento di un alimentatore. Un alimentatore dotato di un'interfaccia del computer utilizza protocolli di comunicazione standard (o) proprietari e un linguaggio di controllo del dispositivo come SCPI (comandi standard per strumenti programmabili)
Alimentazione del computer
L'alimentatore in un computer è la parte dell'hardware che viene utilizzata per modificare la potenza fornita dalla presa in potenza utilizzabile per le diverse parti del computer. Converte la corrente alternata in corrente continua
Controlla anche il surriscaldamento attraverso il controllo della tensione, che può variare manualmente o automaticamente in base all'alimentazione. L'alimentatore o l'alimentatore è anche chiamato convertitore di alimentazione o alimentatore.
In un computer, i componenti interni come case, schede madri e alimentatori sono tutti disponibili in diverse configurazioni, dimensioni note come fattore di forma. Tutti questi tre componenti devono essere ben abbinati per funzionare insieme in modo appropriato.
Alimentazione lineare regolata
Gli alimentatori lineari regolati sono gli stessi dell'alimentatore lineare non regolato tranne per questo un regolatore a 3 terminali viene utilizzato al posto della resistenza di spurgo. Lo scopo principale di questa alimentazione è fornire il livello di alimentazione CC richiesto al carico. L'alimentatore CC utilizza un'alimentazione CA come ingresso. Applicazioni diverse richiedono diversi livelli di tensioni di attributi, ma oggigiorno gli alimentatori CC forniscono una tensione di uscita precisa. E questa tensione è regolata da un circuito elettronico in modo da fornire una tensione di uscita costante su un'ampia gamma di carichi di uscita.
Schema a blocchi dell'alimentatore regolato
Di seguito è riportato lo schema del circuito di base per l'alimentatore lineare regolato.
Alimentazione lineare regolata
Le caratteristiche principali di questo alimentatore includono quanto segue.
- L'efficienza di questo alimentatore varia dal 20 al 25%
- I materiali magnetici utilizzati in questo alimentatore sono CRGO core o Stalloy.
- È più affidabile, meno complesso e ingombrante.
- Fornisce una risposta più rapida.
I principali vantaggi dell'alimentatore lineare includono affidabilità, semplicità, basso costo e basso livello di rumore. Insieme a questi vantaggi, ci sono alcuni svantaggi come
Questi sono i migliori per diverse applicazioni a bassa potenza, di conseguenza quando è richiesta una potenza elevata gli svantaggi si trasformano in più chiaramente. Gli svantaggi di questo alimentatore includono un'elevata perdita di calore, dimensioni e basso livello di efficienza. Ogni volta che l'alimentatore lineare viene utilizzato in applicazioni ad alta potenza, richiede componenti di grandi dimensioni per gestire l'alimentazione.
Levigante
Una volta rettificato da un segnale AC, il DC deve essere livellato per rimuovere il livello di tensione variabile. A questo scopo vengono generalmente utilizzati condensatori di grande valore.
Regolatore di tensione
Un regolatore lineare ha un dispositivo di passaggio attivo (BJT o MOSFET) (serie o shunt) controllato da un amplificatore differenziale ad alto guadagno. Confronta la tensione di uscita con una tensione di riferimento precisa e regola il dispositivo di passaggio per mantenere una tensione di uscita di livello costante. Esistono due tipi principali di alimentatori lineari. Per saperne di più Diversi tipi di regolatori di tensione con principio di funzionamento .
Regolatore di serie
È il regolatore più utilizzato per alimentatori lineari. Come suggerisce il nome, un elemento in serie viene inserito nel circuito come mostrato nella figura sottostante e la sua resistenza varia tramite l'elettronica di controllo per garantire che venga generata la tensione di uscita corretta per la corrente presa.
Concetto di regolatore di tensione in serie o regolatore di passaggio in serie
Regolatore shunt
Il regolatore shunt è meno diffuso come elemento principale all'interno di un regolatore di tensione. In questo, un elemento variabile viene posizionato attraverso il carico come mostrato di seguito. C'è un resistore sorgente posto in serie con l'ingresso e il regolatore shunt viene variato per assicurarsi che la tensione ai capi del carico rimanga costante.
Regolatore di tensione shunt con feedback
Alimentatore Switch Mode (SMPS)
L'SMPS ha un raddrizzatore, un condensatore di filtro, un transistor in serie, un regolatore, un trasformatore, ma è più complicato degli altri alimentatori di cui abbiamo discusso.
Alimentatore a commutazione
Lo schema mostrato sopra è un semplice diagramma a blocchi. La tensione CA viene raddrizzata a una tensione CC non regolata, con il transistor in serie e il regolatore. Questa corrente continua viene tagliata a una tensione ad alta frequenza costante che consente di ridurre drasticamente le dimensioni del trasformatore e consente un'alimentazione molto più piccola. Gli svantaggi di questo tipo di alimentazione sono che tutti i trasformatori devono essere realizzati su misura e la complessità dell'alimentazione non si presta ad applicazioni a bassa produzione o economiche a bassa potenza. Fare riferimento a questo collegamento a Scopri tutto sugli SMPS .
Alimentatore Switch Mode (SMPS)
Gruppo di continuità (UPS)
L'UPS è una fonte di alimentazione di backup che, in caso di interruzione di corrente o fluttuazioni, consente un tempo sufficiente per uno spegnimento ordinato del sistema o per l'avvio di un generatore in standby. L'UPS è costituito solitamente da un banco di batterie ricaricabili e circuiti di rilevamento e condizionamento dell'alimentazione. Inoltre, leggi lo schema elettrico dell'UPS e i diversi tipi, fai riferimento a questo link per saperne di più Schema elettrico e funzionamento dell'UPS .
Gruppo di continuità (UPS)
Alimentazione DC
Un alimentatore CC è uno che fornisce una tensione CC costante al suo carico. In base al suo piano, un alimentatore CC potrebbe essere controllato da un alimentatore CC o da un alimentatore CA come la rete elettrica.
Alimentazione DC
Si tratta di diversi tipi di alimentatori che includono alimentatori lineari, alimentatori a commutazione, alimentatori ininterrotti. Inoltre, per implementare l'elettronica e progetti elettrici o qualsiasi informazione riguardante i tipi di alimentazione è stata lasciata libera di dare il tuo feedback per dare i tuoi suggerimenti, commenti nella sezione commenti qui sotto.
