Category Archives: Zasilacze

Parametry

Zasilacz, jak każde urządzenie elektryczne charakteryzuje się kilkoma, a nawet kilkunastoma parametrami, które doskonale go opisują i na podstawie których są one dobierane dla konkretnych urządzeń czy układów. Parametry takie możemy podzielić na dwie grupy. Pierwszą grupę stanowią parametry pierwotne. Określają one sygnały i właściwości wejściowe zasilacza. Czyli za ich pomocą możemy określić, jaki sygnał można doprowadzić do danego zasilacza. W praktyce są to między innymi napięcia wejściowe, częstotliwość, pobór mocy, prąd rozruchu i tego typu parametry. Najważniejsze jest jednak napięcie oraz wartość prądu. Drugą grupę stanowią parametry tak zwane wtórne. Te parametry charakteryzują z kolei właściwości zasilacza, a konkretnie sygnału, który jest na jego wyjściu. Czyli opisują sygnał, który uzyskujemy kosztem pracy tych układów. Parametry te są bardzo istotne, ponieważ zły ich dobór może uszkodzić urządzenia elektroniczne z nimi współpracujące. W praktyce parametry te to: napięcie wyjściowe, częstotliwość lub prąd stały, znamionowy oraz prąd maksymalny. Pobór prądu, dokładność stabilizacji, współczynnik tętnień, rodzaj i skuteczność zabezpieczeń. Te ostatnie mogą być temperaturowe, przepięciowe oraz prądowe.

Podział

Wiemy już, że zasilacze możemy podzielić, ze względu na ich położenie. Oznacza to, że mogą być zasilacze wewnętrzne, które są umieszczone wewnątrz urządzenia, a nawet w jego układach, a także zasilacze zewnętrzne, które możemy zauważyć jako puszka na kablu lub na wtyczce do kontaktu. Ponadto możemy je podzielić, ze względu na rodzaj energii, którą pobierają lub oddają. Pod tym względem wyróżniamy zasilacze sieciowe (najpopularniejsze), przetwornikowe, bateryjno-akumulatorowe (również bardzo popularne). Innym podziałem jest podział, ze względu na przeznaczenie zasilaczy. Podział ten jest bardzo prosty i zasilacze są następujące: laboratoryjne, wewnętrzne, awaryjne. Ich nazwa sama określa zastosowanie takich zasilaczy. Ponadto innym, bardzo popularnym podziałem zasilaczy, jest podział ze względu na dokładność parametrów wyjściowych. Zasilaczy takich jest kilka, najpopularniejsze z nich to zasilacze stabilizowane, niestabilizowane, zabezpieczające, niezabezpieczające, regulowane oraz nieregulowane. Jak widać jest kilka par zasilaczy, które różnią się podobnymi cechami. Jeśli chodzi o zasilacze regulowane, możemy za pomocą specjalnego przełącznika, lub potencjometru przestawiać wartość wyjściową w odpowiednim zakresie.

Pojęcie techniczne

Dla elektroników i elektryków zasilacze są czymś więcej niż urządzeniami zmieniającymi parametry prądu, jaki otrzymują z sieci energetycznej. Są to urządzenia służące do zaopatrywania innych urządzeń elektrycznych w energię o ściśle określonych parametrach. W większości są to układy analogowe. Najczęściej spotykanym zasilaczem jest zasilacz prądu stałego. Składa się on zazwyczaj z transformatora sieciowego, prostownika oraz filtru. W prostowniku wykorzystuje się elementy elektronowe, charakteryzujące się jednokierunkowym prądem przewodzenia. Są to zazwyczaj najczęściej diody oraz tyrystory. Takie zastosowanie tych elementów elektronicznych powoduje, że napięcie mierzone na wyjściu jest napięciem tętniącym o składowej stałej różnej od zera. Przypomnijmy, że na wejściu podajemy napięcie przemienne. Filtr służy z kolei do odfiltrowania tych tętnień. Dzięki temu uzyskujemy żądaną wartość napięcia oraz prądu stałego. Zdarza się bowiem, że elementy prostownicze mogą być narażone na przeciążenia, w takim wypadku zabezpiecza się je specjalnymi układami. Zakres mocy takich urządzeń jest naprawdę imponujący. Wiemy już więc, z czego tak konkretnie składa się zasilacz.

Uzwojenia, przekładnia i podział transformatorów

Uzwojenia naszych transformatorów zazwyczaj nie są połączone galwanicznie. Uzwojenie, do którego doprowadzamy źródło energii elektrycznej nazywamy uzwojeniem pierwotnym. Z kolei uzwojenie, do którego doprowadzony jest odbiornik energii jest nazywany uzwojeniem wtórnym. Istniej także bardzo ważne pojęcie, które definiuje pracę takiego transformatora, jest to przekładnia zwojowa transformatora. Pod tym pojęciem rozumiemy stosunek liczby zwojów uzwojenia pierwotnego do liczby zwojów uzwojenia wtórnego. Transformatory możemy podzielić na dwie grupy. Pierwsze z nich to transformatory powietrzne. Mają one uzwojenie nawinięte na rdzeniu z metalu nie ferromagnetycznego. Sprzężenie magnetyczne w takich układach zazwyczaj nie jest duże i zależy od budowy uzwojenia. Drugim rodzajem transformatorów, jak nie trudno się domyśleć są transformatory z rdzeniem ferromagnetycznym. W takim wypadku uzwojenia są nawinięte na rdzeń z materiału ferromagnetycznego. Stosowane są głównie w elektroenergetyce. Dzielą się one na rdzeniowe i płaszczowe. Rdzeń ferromagnetyczny w niektórych transformatorach może być ruchomy, co pozwala nam zwiększać i zmniejszać niektóre parametry takich właśnie transformatorów.

Prostownik

Z kolei prostownik, czyli inaczej mówiąc zawór eklektyczny w naszym układzie to nic innego jak element obwodu elektrycznego, który charakteryzuje się jednostronnym przewodzeniem. Oznacza to w praktyce, że elementy dobrze przewodzą tylko w jednym kierunku (na przykład dioda). Są więc to elementy niesymetryczne. Prostowniki możemy podzielić na pół falowe, czyli jedno połówkowe. W takich prostownikach napięcie podlega prostowaniu tylko pół okresu każdej fazy. Drugą grupą prostowników są prostowniki cało falowe, czyli dwu połówkowe. Jest to prostownik, w którym napięcie podlega prostowaniu w czasie dwóch pół okresów. Inną grupę prostowników możemy podzielić na prostowniki jednofazowe oraz prostowniki wielofazowe. Przykładem takiego przewodnika może być znany wszystkim elektronikom mostek Gretz’a. Składa się on z czterech diod, które są ułożone na przemian parami. Zastosowanie takiego układu spowoduje, że na wyjściu uzyskamy napięcie tętniące. Podstawowymi prostownikami są więc różnego rodzaju diody oraz tyrystory. Diody mogą być ułożone w różnej kombinacji w zależności od prostownika.

Wprowadzenie

Bardzo często spotykanymi urządzeniami w naszych domach są zasilacze, nawet, gdy my nie zdajemy sobie sprawy. Mają one tą właściwość, że pobierają napięcie z naszych sieci energetycznych, czyli o wartości około dwustu trzydziestu woltów i zamieniają je na odpowiedni dla danego urządzenia. Gdzie możemy znaleźć zasilacze? Dosłownie w każdym urządzeniu elektrycznym i mogą mieć one dwie postaci. Wbudowaną, czyli zasilacz znajduje się w samym urządzeniu i jest on jego częścią. Często wręcz jego układ jest wpleciony w układ samego urządzenia. Takich właśnie zasilaczy my swoim okiem nie zauważymy, a występują one między innymi w telewizorach, sprzęcie grającym czy nawet komputerach (te już są bardziej widoczne i są zbudowane jednak na innej zasadzie). Istnieją także zasilacze zewnętrzne, które są już bardziej widoczne. Mogą to być między innymi ładowarki naszych telefonów komórkowych, zasilacze telewizyjne do anten, które wzmacniają sygnał czy nawet pozornie same kable do drukarek czy innych urządzeń, które po drodze jednak mają małą skrzynkę (lub znajduje się ona we wtyczce). Zmieniają one napięcie oraz inne parametry prądu na takie, jakie potrzebują konkretne urządzenia. Jest to przykładowo najczęściej około dwunastu woltów.

Transformator

Podstawowym elementem zasilaczy jest transformator (wyjątek stanowią zasilacze komputerów). Transformatory są to urządzenia, w których następuję przekazywanie energii elektrycznej z jednego obwodu zamkniętego do drugiego obwodu zamkniętego. Odbywa się to za pośrednictwem pola elektromagnetycznego. Budowa takiego urządzenia jest bardzo prosta. Składa się ona bowiem z uzwojeń. Najczęściej liczba tych uzwojeń to dwa, istnieją jednak transformatory, które mają większą ich ilość. Są one z kolei sprzężone magnetycznie. Transformatory są bardzo zróżnicowane pod względem wielkości. Najmniejsze z nich mogą być milimetrowych rzędów wielkości. Największe, stosowane między innymi w elektrowniach czy innych tego typu przedsiębiorstwach mają wielkość kilkunastu metrów sześciennych. Możemy je porównać do pokoju mieszkania. Transformatory, które znajdują się w naszych zasilaczach są bardzo małe, mają one od kilku minimetrów do kilku centymetrów wielkości. Zazwyczaj zmieniają one napięcie z dwustu trzydziestu na około pięć do dwunastu woltów. Jednak wartości te mogą być bardzo zróżnicowane, w zależności od tego, jakie napięcie potrzebuje dane urządzenie.