Vonalas tápegységek
Letöltheti a pdf verziót itt.
Ennek a szövegnek az a célja, hogy megadja a lineáris tápegység megtervezéséhez szükséges alapvető információkat, anélkül, hogy elmélyülne (nem más, mint a szükséges) az egyes alkatrészek működésének elméletében. A szöveg a következő pontokra oszlik:
Bármely elektronikus áramkörre energiára van szükség a működéshez, ezt az energiát beszerezhetjük akkumulátorból vagy az elektromos hálózaton keresztül. Az elektromos hálózat által szolgáltatott feszültség váltakozó (AC), és általában messze meghaladja a szükséges feszültséget, ezért olyan elektronikus áramkört kell beillesztenünk, amely a hálózat feszültségét és áramának típusát (Spanyolországban 230 V AC) átalakítja a feszültségre és áram típusa (AC vagy DC), amelyre az áramkörünkben szükségünk van. Ezt az áramkört tápegységnek nevezzük
Alapvetően kétféle tápegység létezik, a lineáris, amelyek transzformátorral csökkentik az elektromos hálózat feszültségszintjét az áramkörünkben a szükséges szintre, és azok a kapcsolt források, amelyek tranzisztorokon és tekercseken alapuló áramköröket használnak a kapcsolásban a csökkentés érdekében a feszültség.feszültség. A lineáris táp előnyei az egyszerűsége és az, hogy kevesebb elektromágneses zajt generálnak, hátrányai a nagyobb méret és az alacsonyabb hatékonyság (több energiát juttatnak el hő formájában, mint a kommutált források).
A következő ábrán láthatjuk a lineáris tápegység felépítését:
A diagramon láthatjuk, hogy a tápegység különféle modulokból áll, amelyek meghatározott funkcióval rendelkeznek. A téma következő pontjaiban tanulmányozzuk ezeket a modulokat.
A dugó, a kapcsok vagy bármilyen fizikai eszköz alkotja, amely lehetővé teszi számunkra, hogy az áramellátást az elektromos hálózathoz csatlakoztassuk. A dugasz kiválasztásakor figyelembe kell venni azokat a paramétereket, amelyek támogatják a hálózati feszültséget (230v 50Hz) és az áramot, amelyet az áramkör elfogyaszt. Ugyanezeket a paramétereket fogjuk használni a tápkábel kiválasztásához.
Ha az áramellátásunk meghibásodna és rövidzárlata lenne, akkor ez az áramfogyasztás nagyon erős növekedését eredményezné, ennek az emelkedésnek a következményei kiszámíthatatlanok, mivel ha túl magas lenne, akkor otthonunk és akár az épület automatikus működését is megtehetnénk. ugrás, és ha viszonylag kicsi lenne, akkor az áramkörünk hőmérsékletét tűz okozhatja. A biztosíték olyan eszköz, amely amikor a rajta átfolyó áram nagyobb, mint a névleges áram, megolvad, megszakítva az áramellátást. A biztosítékunk kiválasztásához kiszámítandó alapvető paraméter a névleges áram. A dokumentum 6. pontjában ismertetjük a biztosíték névleges áramának kiszámítását.
Ez az eszköz nem feltétlenül szükséges, mivel funkciója az esetleges elektromágneses zavarok kiküszöbölése, amelyek az elektromos hálózatból eljuthatnak az áramellátásunkba, de használata elengedhetetlen, ha a berendezésünket immunitássá akarjuk tenni az ilyen interferenciák ellen. Bár a hálózati szűrőt magunk is elkészíthetjük, a legjobb, ha kereskedelmi szűrőt vásárolunk, mivel ezeket tesztelték, hogy megfeleljenek az EMI szabványoknak.
A transzformátor egy olyan elektronikus eszköz, amely lehetővé teszi számunkra, hogy a váltakozó bemeneti feszültséget különböző értékű váltakozó kimeneti feszültséggé alakítsuk át. A transzformátorok legfőbb előnye a nagy teljesítmény. A 2. ábrán látható egy transzformátor diagramja
A primer tekercsen átáramló váltakozó áram mágneses fluxust indukál, amely a magon keresztül kering, váltakozó feszültséget váltva ki a szekunderben. Az 1. és 2. tekercs mágneses fluxusa, feltéve, hogy nincs veszteség, az egyenletek szerint fejezhetjük ki:
Mivel a fluxus a két tekercsben megegyezik, ha az első egyenletet elosztjuk a másodikkal, akkor:
Ez az egyenlet azt mondja nekünk, hogy a bemeneti és a kimeneti feszültség kapcsolatát a tekercsek fordulatszáma között fennálló kapcsolat adja. Ezt az r relációt üres transzformációs relációnak nevezzük.
Amint azt korábban mondtuk, a transzformátor nagyon kevés veszteséggel járó eszköz, így azt mondhatjuk, hogy az elsődleges teljesítmény egyenlő lesz a másodlagos teljesítményével (ha elveszítették volna az elsődleges teljesítményét, akkor a másodlagos teljesítmény plusz a veszteségek ereje). Ez lehetővé teszi számunkra, hogy kiegyenlítsük az elsődleges és a másodlagos potenciált a következő egyenlet szerint:
Ez az egyenlet nagyon hasznos az áramellátás biztosítékának névleges áramának kiszámításához, mert ha például van egy transzformátorunk, amelynek primer feszültsége 230 V, a szekunder részében pedig 9 V, és a szekunderben 1 A-t fogyasztunk, akkor kiszámíthatjuk az intenzitást az elsődleges a következők szerint:
Ez azt jelenti, hogy az elsődleges esetben 39 mA-nél nagyobb biztosítékot kell elhelyeznünk ahhoz, hogy ellenállhassunk ennek az intenzitásnak a szekunderben. A piacon nincs végtelen sokféle biztosíték, ezért meg kell keresni azt a standard értéket, amely a legközelebb áll a számított értékhez.
Bár azt mondtuk, hogy a transzformátor teljesítménye nagyon magas, ez az érték nem 100%, és ezért mindig vannak veszteségek, amelyek nőnek, amikor növeljük a szekunderben fogyasztott intenzitást, ez a szekunder és fázis eltolás a bemeneti és kimeneti jel között. Mindenesetre, ha nem lépjük túl a transzformátor áramát, ezek az egyenletek tökéletesen érvényesek.
A transzformátorok általában két bemeneti terminállal rendelkeznek az elsődleges tekercseléshez, amelyben a 230 V-ot csatlakoztatjuk, a szekunderben azonban 3 alapvető konfigurációt találunk:
· Másodlagos tekercselés: Ebben az esetben csak két kivezetés van a szekunder számára, amelyeken keresztül megkapjuk a kimeneti feszültséget. Ilyen például a 230v/12v és 1A transzformátor.
· Közbenső csapos tekercs: A szekunder 3 terminállal rendelkezik, amelyekben a harmadik aljzat a szekunder tekercs közepén van összekötve. Ilyen például egy 230v/12v + 12v és 1A transzformátor.