Regulerte strømforsyninger refererer vanligvis til en strømforsyning som er i stand til å levere en rekke utgangsspenninger som er nyttige for benktesting av elektroniske kretser, muligens med kontinuerlig variasjon av utgangsspenningen, eller bare noen forhåndsinnstilte spenninger. Nesten alle elektroniske enheter som brukes i elektroniske kretser, trenger en likestrømskilde for å fungere. En regulert strømforsyning består i hovedsak av en vanlig strømforsyning og en spenningsregulerende enhet. Utgangen fra en vanlig strømforsyning mates til den spenningsregulerende enheten som gir den endelige utgangen. Utgangsspenningen forblir konstant uavhengig av variasjoner i vekselstrøminngangsspenningen eller variasjoner i utgangsstrømmen (eller belastningen), men dens amplitude varieres i henhold til belastningskravet.
Noen av disse typer strømforsyninger er omtalt nedenfor.
SMPS
Industrien driver til mer diminutive, lettere og mer produktive elektronikksystemer har bedt om fremgangen til SMPS, ingenting annet enn Switch Mode Power Supply. Det er noen topologier som vanligvis brukes til å aktualisere SMPS. En strømforsyning med slått modus er en elektronisk strømforsyning som inneholder en bryterregulator for å konvertere elektrisk kraft effektivt. I dette ved å benytte høye svitsjefrekvenser, blir størrelsen på effekttransformatoren og tilhørende filtreringskomponenter i SMPS dramatisk redusert i forhold til den lineære. DC til DC-omformere og DC til AC-omformere tilhører kategorien SMPS.
I en lineær regulatorkrets faller overskytende spenning fra den ikke-regulerte likestrøminngangsforsyningen over et serieelement, og det er følgelig strømtap proporsjonalt med dette spenningsfallet, mens i den omkoblede moduskretsen fjernes den uregulerte delen av spenningen ved å modulere bryteren. forhold. Koblingstapene i moderne brytere (som: MOSFETs) er mye mindre sammenlignet med tapet i det lineære elementet.
De fleste elektroniske DC-belastninger leveres fra standard strømkilder. Dessverre kan standard kildespenninger ikke stemme overens med nivåene som kreves av mikroprosessorer, motorer, lysdioder eller andre belastninger, spesielt når kildespenningen ikke er regulert som batterikilder og andre likestrømskilder.
SMPS-blokkskjema:
Hovedideen bak en switch mode power supply (SMPS) kan lett forstås fra konseptet med konseptuell forklaring av en DC-DC-omformer. Hvis systeminngangen er AC, er første trinn å konvertere til DC. Dette kalles utbedring. SMPS med DC-inngang krever ikke utbedringstrinnet. Mange nyere SMPS vil bruke en spesiell PFC-krets (Power Factor Correction). Ved å følge den sinusformede bølgen til AC-inngangen, kan vi gjøre inngangen gjeldende. Og rettet signal blir filtrert av inngangsreservoar kondensatoren for å produsere den uregulerte DC inngangsforsyningen. Den uregulerte likestrømstilførselen gis til høyfrekvensbryteren. For høyere frekvenser kreves komponenter med mer nivåkapasitans og induktans. I denne MOSFET kan brukes som synkrone likerettere, disse har enda lavere ledende trinnspenningsfall. Den høye svitsjefrekvensen bytter inngangsspenningen over primærstrømstransformatoren. Drivpulsene er normalt fast frekvens og variabel driftssyklus. Utgangen fra den sekundære transformatoren korrigeres og filtreres. Deretter sendes den til utgang fra strømforsyningen. Regulering av utgangen for å gi en stabilisert likestrømforsyning utføres av kontroll- eller tilbakemeldingsblokken.
De fleste SMPS. Systemer opererer på en fast frekvens pulsbreddemodulasjonsbasis, hvor varigheten av på-tidspunktet for stasjonen til strømbryteren varieres syklus for syklus. Pulsbreddesignalet gitt til bryteren er omvendt proporsjonalt med utgangen fra utgangsspenningen. Oscillatoren styres av spenningstilbakemeldingen fra en lukket sløyfe-regulator. Dette oppnås vanligvis ved å bruke en liten pulstransformator eller en opto-isolator, og dermed legge til komponenttellingen. I en SMPS avhenger utgangsstrømmen av inngangssignalet, lagringselementene og kretstopologiene som brukes, og også av mønsteret som brukes til å drive koblingselementene. Ved å bruke LC-filtre blir utgangsbølgeformene filtrert.
Fordeler med SMPS:
- Økt effektivitet fordi koblingstransistoren forsvinner lite strøm
- Lavere varmeproduksjon på grunn av høyere effektivitet
- Mindre i størrelse
- Lettere vekt
- Redusert harmonisk tilbakemelding til strømforsyningen
Anvendelser av SMPS:
- Personlige datamaskiner
- Maskinverktøyindustri
- Sikkerhetssystemer
Sammen med SMPS blir en annen krets for regulert forsynings- og sikkerhetskopieringsformål diskutert nedenfor.
Lineære strømforsyninger
Arbeidsbenk strømforsyning med backup
En arbeidsbenkstrømforsyning er en likestrømforsyningsenhet som kan gi forskjellige regulerte DC-spenninger som brukes til test eller feilsøking. En enkel krets med regulert strømforsyning med batteribackup er designet som kan brukes som arbeidsbenkstrømforsyning. Det gir 12 volt, 9 volt og 5 volt regulert DC for å drive prototyper under testing eller feilsøking. Den har også batteribackup for å fortsette arbeidet hvis strømmen svikter. Indikasjon for lavt batteri er også gitt for å bekrefte batteristatus.
Den består av tre store seksjoner:
En likeretter og en filterenhet som konverterer AC-signalet til regulert DC-signal ved hjelp av kombinasjonen av transformator, dioder og kondensatorer.
Et batteri som brukes som et alternativ, som kan lades under hovedstrømforsyningen og brukes som strømkilde i tilfelle fravær av hovedforsyning.
En batteriladningsindikator som gir en indikasjon på batteriets lading og utladning.
En 14-0-14, 500 mA transformator, likeretterdioder D1, D2 og glatt kondensator C1 strømforsyningsseksjonen . Når strømforsyningen er tilgjengelig, påvirker D3 fremover og gir mer enn 14 volt DC til IC1, som deretter gir regulerte 12 volt som kan tappes fra utgangen. Samtidig gir IC2 regulerte 9 volt og IC3 regulerte 5 volt fra deres utganger.
Et 12 volt 7,5 Ah oppladbart batteri brukes som sikkerhetskopi. Når nettstrøm er tilgjengelig, lades den via D3 og R1. R1 begrenser strømmen for lading. For å forhindre overlading, hvis strømforsyningen er slått på lenge og batteriet ikke bruker, er Trickle-lademodus trygg. Ladestrømmen vil være rundt 100-150 mA. Når strømmen svikter, reverserer D3 forspenninger og D4 forspenninger, og batteriet tar belastningen. Et UPS-batteri er et ideelt valg.
Zener-diode ZD og PNP-transistoren T1 danner indikatoren for lavt batteri. Denne typen ordning brukes i omformere for å indikere status for lavt batterinivå. Når batterispenningen er over 11 volt, leder Zener og holder T1-basen høy slik at den forblir av. Når batterispenningen synker under 11 volt, slås Zener av og T1 forspennes. (Zener-diode leder bare når spenningen gjennom den er over 1 volt eller høyere enn nominell spenning. Så her leder 10 volt zener bare hvis spenningen er over 11 volt.) LED lyser deretter for å indikere behovet for batterilading. VR1 justerer det riktige av-punktet til Zener. Lad batteriet helt opp og mål terminalspenningen. Hvis det er over 12 volt, justerer du viskeren til den forhåndsinnstilte VR1 i midtposisjon, og vri den litt til LED slukker. Ikke snu forhåndsinnstillingen til ytterpunktene. Batteriet skal alltid inneholde tilstrekkelig spenning over 12 volt (Fulladet batteri vil vise rundt 13,8 volt), så bare IC1 får tilstrekkelig inngangsspenning.
Selvbrytende strømforsyningsdiagram
I dette kretsskjemaet gitt en regulert strømforsyningskrets at selv om en fastspenningsregulator U1-LM7805 ikke bare gir en variabel, men også automatisk slå av egenskaper. Dette oppnås med et potensiometer som er koblet mellom regulatorens IC-terminal og jord. For hvert trinn på 100 ohm i kretsverdien til motstanden til potensiometer RV1 øker utgangsspenningen med 1 volt. Dermed varierer utgangen fra 3,7V til 8,7V (med tanke på 1,3-volts fall over dioder D7 og D8).
Når ingen belastning er koblet over utgangsterminalene, er forsyningen at den slår seg av. Dette oppnås ved hjelp av transistorer Q1 og Q2, dioder D7 og D8 og kondensator C2. Når en belastning er koblet til utgangen, er potensiell fall over diodene D7 og D8 (ca. 1,3 V) tilstrekkelig for at transistorer Q2 og Q1 skal lede. Som et resultat får reléet energi og forblir i den tilstanden så lenge lasten forblir tilkoblet. Samtidig blir kondensator C2 ladet til rundt 7-8 volt potensial gjennom transistor Q2. Men når lasten (en lampe her i serie med S2) kobles fra, blir transistoren Q2 kuttet av. Imidlertid er kondensator C2 fortsatt ladet, og den begynner å tømmes gjennom transistoren Q1. Etter en stund (som i utgangspunktet bestemmes av verdien av C2), er relé RL1 frakoblet, som slår av strøminngangen til primæren til transformator TR1. For å gjenoppta strømmen, bør bryteren S1 Trykk på knappen trykkes et øyeblikk. Forsinkelsen i å slå av strømmen varierer direkte med kondensatorverdien.
En transformator med en sekundær spenning på 12V-0V, 250mA ble brukt, den kan likevel endres i henhold til brukerens behov (opptil 30V maks. Og 1 ampere strømstyrke). For å trekke mer enn 300 mA strøm må regulator IC være utstyrt med en liten varmeavleder over en glimmerisolator. Når transformatorens sekundære spenning øker utover 12 volt (RMS), må potensiometeret RV1 dimensjoneres på nytt. Reléspenningsverdien bør også være forhåndsbestemt.
Variabel strømforsyning ved bruk av LM338
DC-strømforsyning er ofte nødvendig for å drive elektroniske enheter. Mens noen krever en regulert strømforsyning, er det mange applikasjoner der utgangsspenningen må varieres. Variabel strømforsyning er den der vi kan justere utgangsspenningen i henhold til kravene. Variabel strømforsyning kan brukes i mange applikasjoner, som å påføre variabel spenning på likestrømsmotorer, påføre variabel spenning på høyspent DC-likestrømsomformere for å justere forsterkningen osv. Den brukes mest i testing av elektroniske prosjekter .
Hovedkomponenten i en variabel strømforsyning er en hvilken som helst regulator hvis utgang kan justeres på noen måte som en variabel motstand. Regulator ICs som LM317 gir en justerbar spenning fra 1,25 til 30V. En annen måte er å bruke LM33 IC.
Her brukes en enkel variabel strømforsyningskrets som bruker LM33, som er en høyspenningsregulator.
LM 338 er høyspent spenningsregulator som kan levere et overskudd på 5 ampere strøm til lasten. Utgangsspenningen fra regulatoren kan justeres fra 1,2 volt til 30 volt. Det krever bare to eksterne motstander for å stille utgangsspenningen. LM 338 tilhører LM 138-familien som er tilgjengelig i 3 terminalpakker. Den kan brukes i applikasjoner som justerbar strømforsyning, konstant strømregulator, batteriladere etc. En høy strøm variabel forsyning er viktig for å teste høyeffektforsterkerkretser, under feilsøking eller service. Dette gjør at strømforsyningen kan brukes med høy forbigående belastning og hastigheter starter opp under full belastning. Overbelastningsbeskyttelsen forblir funksjonell selv om justeringspinnen kobles ut ved et uhell.
Kretsbeskrivelse
Grunnkretsen består av følgende deler:
- En trappetransformator som forårsaker et fall i vekselstrøm på 230V.
- En likerettermodul for å rette på AC-signalet.
- En utjevnende elektrolyttkondensator for å filtrere ut likestrømssignalet og fjerne vekselstråler.
- LM338
- En variabel motstand
Arbeid av kretsen
Den variable strømforsyningen ved bruk av LM338 positiv spenningsregulator er vist nedenfor. Effekten er avledet fra en 0-30 volt 5 ampere trinn ned transformator. Den 10 ampere likerettermodulen korrigerer lavvolts AC til DC som blir rippelfri av glattkondensatoren C1. Kondensator C2 og C3 forbedrer de forbigående responsene. Utgangsspenningen kan justeres gjennom potten VR1 til ønsket spenning fra 1,2 volt til 28 volt. D1 beskytter mot C4 og D2 beskytter mot C3 når den er slått av. Regulator krever kjøleribbe.
Vout = 1,2V (1+ VR1 / R1) + I AdjVR1.
