Klassifizierung des Netzteils und seiner verschiedenen Typen

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Das Netzteil ist der Teil der Hardware, der verwendet wird, um den von der Steckdose bereitgestellten Strom in nutzbaren Strom in viele Teile innerhalb eines elektrischen Geräts umzuwandeln. Jede Energieversorgung muss ihre an sie angeschlossene Last antreiben. Abhängig von seiner Konstruktion kann ein Netzteil Energie aus verschiedenen Arten von Energiequellen beziehen, wie z elektrische Energieübertragungssysteme , elektromechanische Systeme wie Generatoren und Lichtmaschinen, Solarstromrichter, Energiespeicher wie eine Batterie und Brennstoffzellen oder eine andere Stromversorgung. Es gibt zwei Arten von Netzteilen: AC- und DC-Netzteile. Basierend auf den elektrischen Spezifikationen des elektrischen Geräts kann Wechselstrom oder Gleichstrom verwendet werden.

Was ist ein Netzteil?

Die Stromversorgung kann als elektrisches Gerät definiert werden, mit dem elektrische Lasten elektrisch versorgt werden. Die Hauptfunktion dieses Geräts besteht darin, den elektrischen Strom von einer Quelle auf die genaue Spannung, Frequenz und den genauen Strom zu ändern, um die Last zu versorgen. Manchmal, diese Netzteile kann als Stromrichter bezeichnet werden. Einige Arten von Verbrauchsmaterialien sind separate Ladungsstücke, während andere in den von ihnen gesteuerten Geräten verarbeitet werden.




Blockschaltbild der Stromversorgung

Der Stromversorgungskreis wird in verschiedenen elektrischen und elektronischen Geräten verwendet. Die Stromversorgungsschaltungen werden basierend auf der Leistung, die sie zur Bereitstellung von Schaltungen oder Geräten verwenden, in verschiedene Typen eingeteilt. Beispielsweise sind die auf Mikrocontrollern basierenden Schaltkreise im Allgemeinen RPS-Schaltkreise (5 V DC Regulated Power Supply), die mit Hilfe verschiedener Verfahren zum Ändern der Leistung von 230 V AC auf 5 V DC ausgelegt werden können.

Das Blockschaltbild der Stromversorgung und die schrittweise Umwandlung von 230 V AC in 12 V DC werden nachstehend erläutert.



  • Ein Abwärtstransformator wandelt die 230 V AC in 12 V um.
  • Der Brückengleichrichter wird verwendet, um Wechselstrom in Gleichstrom umzuwandeln
  • Ein Kondensator filtert die Wechselstromwelligkeiten und gibt sie an den Spannungsregler weiter.
  • Schließlich regelt der Spannungsregler die Spannung auf 5 V und schließlich wird eine Sperrdiode verwendet, um die pulsierende Wellenform aufzunehmen.
Blockschaltbild der Stromversorgung

Blockschaltbild der Stromversorgung

Klassifizierung des Netzteils und seiner verschiedenen Typen

Hier werden wir verschiedene Arten von Stromversorgungen diskutieren, die es auf dem Markt gibt. In der folgenden Tabelle sind die grundlegenden Arten von Netzteilen für die folgenden Bedingungen aufgeführt.

AUSGANG = DC

AUSGANG = AC

INPUT = AC

  • Wandwarze
  • Bench Netzteile
  • Akkuladegerät
  • Isolationstransformator
  • Variable Wechselstromversorgung
  • Frequenzwechsler

INPUT = DC

  • DC / DC-Wandler
  • Wandler
  • Generator
  • UPS

Variable Wechselstromversorgung

Die verschiedenen Wechselspannungen werden mit einem Transformator erzeugt. Der Transformator kann mehrere Wicklungen oder Abgriffe haben. In diesem Fall verwendet das Instrument Schalter, um die verschiedenen Spannungspegel auszuwählen. Alternativ kann ein variabler Transformator (einstellbarer Spartransformator) verwendet werden, um die Spannungen kontinuierlich zu variieren. Einige variable Wechselstromversorgungen enthalten Messgeräte zur Überwachung von Spannung, Strom und / oder Leistung.


Variable Wechselstromversorgung

Variable Wechselstromversorgung

Ungeregelte lineare Stromversorgung

Ungeregelte Netzteile enthalten einen Abwärtstransformator, einen Gleichrichter, einen Filterkondensator und einen Entlüftungswiderstand. Diese Art der Stromversorgung ist aufgrund ihrer Einfachheit für kostengünstige Anforderungen am kostengünstigsten und zuverlässigsten. Der Hauptnachteil ist, dass die Ausgangsspannung nicht konstant ist. Sie variiert mit der Eingangsspannung und dem Laststrom, und die Welligkeit ist nicht für elektronische Anwendungen geeignet. Die Welligkeit kann verringert werden, indem der Filterkondensator gegen ein LC-Filter (Induktor-Kondensator) ausgetauscht wird, aber die Kosten werden höher.

Ungeregelte lineare Stromversorgung

Ungeregelte lineare Stromversorgung

Eingangstransformator

Der Eingangstransformator wird verwendet, um die eingehende Netzspannung auf den erforderlichen Pegel der Stromversorgung umzuwandeln. Es trennt auch den Ausgangsstromkreis von der Netzversorgung. Hier verwenden wir eine Abwärtstransformator .

Gleichrichter

Der Gleichrichter, mit dem das eingehende Signal von einem Wechselstromformat in Roh-Gleichstrom umgewandelt wird. Bitte beachten Sie diese Links. Verschiedene Arten von Gleichrichtern sind verfügbar Halbwellengleichrichter und Vollweggleichrichter .

Filterkondensator

Der gepulste Gleichstrom vom Gleichrichter wird dem Glättungskondensator zugeführt. Dadurch werden die unerwünschten Wellen im gepulsten Gleichstrom entfernt.

Entlüftungswiderstand

Der Entlüftungswiderstand wird auch als Drain-Widerstand für die Stromversorgung bezeichnet. Es ist über die Filterkondensatoren angeschlossen, um die gespeicherte Ladung abzuleiten, damit die Stromversorgung nicht gefährlich wird.

Programmierbares Netzteil

Diese Art der Stromversorgung ermöglicht die Fernsteuerung für den Betrieb über einen analogen Eingang, ansonsten digitale Schnittstellen wie GPIB oder RS232. Die gesteuerten Eigenschaften dieser Versorgung umfassen Strom, Spannung, Frequenz. Diese Art von Verbrauchsmaterialien wird in einer Vielzahl von Anwendungen wie der Herstellung von Halbleitern, Röntgengeneratoren, der Überwachung des Kristallwachstums und automatisierten Gerätetests verwendet.

Im Allgemeinen verwenden diese Arten von Netzteilen einen wesentlichen Mikrocomputer zum Steuern und Überwachen des Betriebs eines Netzteils. Ein Netzteil mit einer Computerschnittstelle verwendet standardmäßige (oder) proprietäre Kommunikationsprotokolle und eine Gerätesteuerungssprache wie SCPI (Standardbefehle für programmierbare Instrumente).

Computer-Netzteil

Das Netzteil in einem Computer ist der Teil der Hardware, der zum Umwandeln des von der Steckdose gelieferten Stroms in nutzbaren Strom für die verschiedenen Teile des Computers verwendet wird. Es wandelt den Wechselstrom in Gleichstrom um

Es steuert auch die Überhitzung durch Steuern der Spannung, die je nach Stromversorgung manuell oder automatisch geändert werden kann. Das Netzteil oder Netzteil wird auch als Stromrichter oder Netzteil bezeichnet.

In einem Computer sind die internen Komponenten wie Gehäuse, Motherboards und Netzteile in verschiedenen Konfigurationen und Größen erhältlich, die als Formfaktor bezeichnet werden. Alle diese drei Komponenten müssen gut aufeinander abgestimmt sein, damit sie angemessen zusammenarbeiten können.

Geregelte lineare Stromversorgung

Geregelte lineare Stromversorgungen sind mit Ausnahme der geregelten linearen Stromversorgungen identisch ein 3-poliger Regler wird anstelle des Entlüftungswiderstands verwendet. Das Hauptziel dieser Versorgung besteht darin, die Last mit der erforderlichen Gleichstromversorgung zu versorgen. Die Gleichstromversorgung verwendet eine Wechselstromversorgung als Eingang. Unterschiedliche Anwendungen erfordern unterschiedliche Niveaus von Attributspannungen, aber heutzutage liefern die Gleichstromversorgungen eine genaue Ausgangsspannung. Und diese Spannung wird durch eine elektronische Schaltung so geregelt, dass sie über einen weiten Bereich von Ausgangslasten eine konstante Ausgangsspannung liefert.

Blockschaltbild der geregelten Stromversorgung

Blockschaltbild der geregelten Stromversorgung

Hier ist das grundlegende Schaltbild für die geregelte lineare Stromversorgung unten angegeben.

Geregelte lineare Stromversorgung

Geregelte lineare Stromversorgung

Zu den Hauptmerkmalen dieses Netzteils gehören die folgenden.

  • Der Wirkungsgrad dieses Netzteils liegt zwischen 20 und 25%
  • Die in diesem Netzteil verwendeten magnetischen Materialien sind CRGO-Kern oder Stalloy.
  • Es ist zuverlässiger, weniger komplex und sperrig.
  • Es gibt eine schnellere Antwort.

Die Hauptvorteile der linearen Stromversorgung sind Zuverlässigkeit, Einfachheit, niedrige Kosten und ein geringer Geräuschpegel. Neben diesen Vorteilen gibt es einige Nachteile wie

Diese sind am besten für mehrere Anwendungen mit geringem Stromverbrauch geeignet, da die Nachteile deutlicher werden, wenn eine hohe Leistung erforderlich ist. Zu den Nachteilen dieses Netzteils gehören ein hoher Wärme-, Größen- und Wirkungsgradverlust. Wenn in Hochleistungsanwendungen ein lineares Netzteil verwendet wird, sind große Komponenten erforderlich, um die Leistung zu verwalten.

Glätten

Nach dem Gleichrichten von einem Wechselstromsignal muss der Gleichstrom geglättet werden, um den variierenden Spannungspegel zu entfernen. Zu diesem Zweck werden im Allgemeinen Kondensatoren mit großem Wert verwendet.

Spannungsregler

Ein Linearregler verfügt über eine aktive Durchlassvorrichtung (BJT oder MOSFET) (Serie oder Shunt), die von einem Differenzverstärker mit hoher Verstärkung gesteuert wird. Es vergleicht die Ausgangsspannung mit einer genauen Referenzspannung und stellt die Durchlassvorrichtung so ein, dass eine Ausgangsspannung mit konstantem Pegel aufrechterhalten wird. Es gibt zwei Haupttypen von linearen Netzteilen. Lesen Sie mehr über Verschiedene Arten von Spannungsreglern mit Funktionsprinzip .

Serienregler

Dies ist der am häufigsten verwendete Regler für lineare Stromversorgungen. Wie der Name schon sagt, wird ein Serienelement in der Schaltung platziert, wie in der folgenden Abbildung gezeigt, und sein Widerstand wird über die Steuerelektronik variiert, um sicherzustellen, dass die richtige Ausgangsspannung für den aufgenommenen Strom erzeugt wird.

Konzept des Serienspannungsreglers oder des Serienpassreglers

Konzept des Serienspannungsreglers oder des Serienpassreglers

Nebenschlussregler

Der Nebenschlussregler wird weniger häufig als Hauptelement innerhalb eines Spannungsreglers verwendet. Dabei wird ein variables Element wie unten gezeigt über die Last gelegt. Es gibt einen Source-Widerstand, der in Reihe mit dem Eingang geschaltet ist, und der Shunt-Regler wird variiert, um sicherzustellen, dass die Spannung an der Last konstant bleibt.

Shunt-Spannungsregler mit Rückmeldung

Shunt-Spannungsregler mit Rückmeldung

Schaltnetzteil (SMPS)

Das SMPS verfügt über einen Gleichrichter, einen Filterkondensator, einen Serientransistor, einen Regler und einen Transformator, ist jedoch komplizierter als die anderen von uns diskutierten Netzteile.

Schaltnetzteil

Schaltnetzteil

Das oben gezeigte Schema ist ein einfaches Blockdiagramm. Die Wechselspannung wird mit dem Serientransistor und dem Regler auf eine ungeregelte Gleichspannung gleichgerichtet. Dieser Gleichstrom wird auf eine konstante Hochfrequenzspannung zerlegt, wodurch die Größe des Transformators drastisch reduziert werden kann und eine viel kleinere Stromversorgung möglich ist. Die Nachteile dieser Art der Versorgung bestehen darin, dass alle Transformatoren nach Maß gefertigt werden müssen und die Komplexität der Stromversorgung nicht für Anwendungen mit geringer Produktion oder wirtschaftliche Anwendungen mit geringem Stromverbrauch geeignet ist. Bitte verweisen Sie auf diesen Link Alles über SMPS wissen .

Schaltnetzteil (SMPS)

Schaltnetzteil (SMPS)

Unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV)

Die USV ist eine Backup-Stromquelle, die bei Stromausfall oder Schwankungen genügend Zeit für ein ordnungsgemäßes Herunterfahren des Systems oder für den Start eines Standby-Generators bietet. Die USV besteht normalerweise aus einer Reihe wiederaufladbarer Batterien und Stromerfassungs- und Konditionierungsschaltungen. Lesen Sie außerdem den USV-Schaltplan und verschiedene Typen. Weitere Informationen finden Sie unter diesem Link USV-Schaltplan und Funktionsweise .

Unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV)

Unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV)

Gleichstromquelle

Ein Gleichstromnetzteil liefert seiner Last eine konstante Gleichspannung. Basierend auf seinem Plan kann eine Gleichstromversorgung von einer Gleichstromversorgung oder von einer Wechselstromversorgung wie dem Stromnetz gesteuert werden.

Gleichstromquelle

Gleichstromquelle

Hier geht es um verschiedene Arten von Netzteilen, darunter lineare Netzteile, Schaltnetzteile und unterbrechungsfreie Netzteile. Darüber hinaus zur Implementierung von Elektronik und elektrische Projekte oder Informationen zu den Arten der Stromversorgung fielen frei, um Ihr Feedback zu geben, um Ihre Vorschläge, Kommentare im Kommentarbereich unten zu geben.