RP-Energie-Lexikon - Spínaný zdroj, funkčný princíp, výhody, nevýhody, použitie,
Definícia: napájací zdroj, v ktorom zohrávajú ústrednú úlohu elektronické spínače prevádzkované na relatívne vysokej frekvencii
Všeobecnejší pojem: napájanie
Originálna tvorba: 19.09.2020; posledná zmena: 20.09.2020
Konvenčný napájací zdroj obvykle pozostáva z transformátora napájaného zo siete, ktorý môže nasledovať usmerňovač, filtračný kondenzátor a niekedy aj ďalšie prvky, napr. B. na presnejšiu stabilizáciu výstupného napätia. Naproti tomu spínače prevádzkované na relatívne vysokej frekvencii hrajú ústrednú úlohu v spínanom zdroji napájania; transformátor, ktorý je tiež zvyčajne zahrnutý, pracuje s frekvenciou ďaleko nad sieťovou frekvenciou.
Niekedy sa stretneme s napájacím zdrojom transformátora; väčšina spínaných zdrojov napájania však obsahuje aj transformátor, aj keď menší, iného typu.
Funkčný princíp typického spínaného zdroja
Najbežnejšie sú primárne spínané zdroje, ktoré sú štruktúrované zhruba takto:
- Pre prevádzku so sieťovým napätím (striedavé napätie) sa najskôr používa usmerňovač a filtračný kondenzátor. Z toho sa získava napríklad usmernené napätie približne 320 V v sieti 230 V, niečo pod špičkovou hodnotou striedavého napätia. (Vysoká stabilita a malé zvlnenie generovaného jednosmerného napätia sa zvyčajne nevyžaduje.)
- Nasleduje elektronický prepínač založený na jednom alebo viacerých tranzistoroch (tiež MOSFET alebo IGBT), ktorý zapína a vypína napätie na vysokej frekvencii (často rádovo 100 kHz).
- Teraz je prevádzkovaný transformátor na to určený. Na rozdiel od transformátorov určených pre sieťovú frekvenciu je tento pre daný výkon relatívne malý a nie je vybavený železným jadrom, ale skôr feritovým jadrom, pretože inak by mohlo dôjsť k vysokým stratám železa.
- Sekundárne napätie tohto transformátora je zase usmernené (často Schottkyho diódami), filtrované elektrolytickým kondenzátorom a často viac alebo menej opatrne filtrované proti vysokofrekvenčným rušivým napätiam.
- Aby sa zaistilo, že požadované výstupné napätie zostane stabilné bez ohľadu na presné vstupné napätie a prúdovú silu, je regulované elektronicky - zvyčajne vyššie uvedeným elektronickým spínačom. Napríklad sa môže zodpovedajúcim spôsobom meniť doba trvania zapínacích impulzov. Presná stratégia riadenia a jej presnosť závisí okrem iného od závisí od požiadaviek dodaných spotrebiteľov. Na prenos spínacích signálov sa často používa optočlen, aby sa udržala elektrická izolácia výstupu zo siete.
Všetku elektroniku, s výnimkou prvého usmerňovača, možno označiť ako prevodník DC/DC.
Podrobnosti o spínaní a regulácii napätia je možné navrhnúť podľa rôznych stratégií v závislosti od okolností (výstupný výkon, výstupné napätie, ďalšie požiadavky). Používajú sa napríklad spätné prevodníky, prevodníky toku s jednou koncovkou a prevodníky toku typu push-pull.
V niektorých prípadoch nie sú opravy a tienenie potrebné, pretože to nie je potrebné pre spotrebiteľa - napríklad v napájacích zdrojoch pre halogénové žiarovky.
V určitých prípadoch nie je potrebný transformátor, stačí tlmivka. To samozrejme vylučuje možnosť galvanického oddelenia, ktoré sa vo všetkých prípadoch nevyžaduje.
Porovnanie s konvenčnými zdrojmi napájania
V porovnaní s klasickým zdrojom napájania (ako je stručne popísané vyššie) majú spínacie zdroje obvykle nasledujúce významné výhody:
Na druhej strane existujú nasledujúce nevýhody:
V ďalších aspektoch neexistujú žiadne zásadné výhody ani nevýhody:
Aplikácie spínaných zdrojov
Spínané zdroje napájania sú dnes veľmi populárne v širokej škále aplikácií, pretože ponúkajú významné výhody vrátane relatívne nízkych výrobných nákladov. Nájdete ich na jednej strane ako samostatné zdroje napájania z. B. pre tieto aplikácie:
Obrázok 1: Jednotka napájania notebooku. Napriek svojim kompaktným rozmerom (11,5 cm na dĺžku) môže tento spínaný zdroj dodať až 72 W.
- Pre notebooky aj napriek maximálnemu výstupnému výkonu viac ako 100 W v niektorých prípadoch existujú pomerne kompaktné a ľahké a tak ľahko prenosné zdroje napájania, ktoré bez problémov fungujú v širokom rozsahu napájacích napätí.
- Pre malé zariadenia sú dnes bežné USB napájacie zdroje vo forme zásuvných napájacích zdrojov s výstupným napätím 5 V, pričom moderné zariadenia s vyšším výstupným výkonom dokážu dodávať aj podstatne vyššie napätie.
Na druhej strane je veľa spínacích zdrojov v zariadeniach trvale nainštalovaných (zvyčajne nie sú zvonku viditeľné). Týka sa to napríklad počítačov, televízorov a monitorov, elektronických predradníkov pre žiarivky a LED svetiel.
Otázky a komentáre čitateľov
Môžu byť spotrebiče s jednosmerným motorom (napr. Vŕtačka s 18 V batériou) prevádzkované na spínaný zdroj napájania?
V zásade áno, pokiaľ nie je súčasná spotreba (ani pri naštartovanom motore!) Príliš vysoká.
Tu môžete navrhnúť otázky a komentáre na zverejnenie a zodpovedanie. Autor knihy RP-Energie-Lexikon rozhodne o prijatí podľa určitých kritérií. V podstate ide o to, že záležitosť je predmetom širokého záujmu.
Ak tu získate pomoc, možno budete chcieť láskavosť vrátiť darom, ktorým podporíte ďalší rozvoj energetického slovníka.
Ochrana údajov: Nezadávajte sem žiadne osobné údaje. Aj tak by sme ich nezverejnili a čoskoro by sme ich vymazali. Prečítajte si tiež naše pravidlá ochrany osobných údajov.
Ak potrebujete osobnú spätnú väzbu alebo radu od autora, napíšte mu ho e-mailom.
Odoslaním vyjadrujete súhlas so zverejnením svojich záznamov tu v súlade s našimi pravidlami.
Pozri tiež: napájanie
ako aj ďalšie položky v kategórii elektrická energia
Rozumel som všetkému?
Otázka: Spínané napájacie zdroje generujú silnejšie harmonické v elektrickej sieti ako bežné napájacie zdroje?
Otázka: Prečo sú spínané zdroje zvyčajne obzvlášť energeticky efektívne?
Správne odpovede: (b) a (c)
Ak sa vám tento web páči, dajte o tom vedieť svojim priateľom a kolegom - napr. B. prostredníctvom sociálnych médií kliknutím sem:
Tieto tlačidlá zdieľania sú nastavené spôsobom, ktorý je priateľský k ochrane údajov!
Kód odkazov na iné webové stránky
Ak chcete umiestniť odkaz na tento článok inde (napr. Na svoje webové stránky, sociálne médiá, diskusné fóra alebo Wikipedia), kód nájdete tu. Takéto odkazy môžu napr. B. byť veľmi užitočné pre slovné vysvetlenia.
Odkaz HTML na tento článok:
S obrázkom ukážky (pozri rámček priamo nad týmto):
Ak si myslíte, že je vhodné umiestniť na Wikipédiu odkaz, napr. B. v časti „== Webové odkazy ==“:
Sprievodca vykurovaním tepelným čerpadlom
Náš nový sprievodca vykurovaním tepelným čerpadlom podrobne vysvetľuje, aké výhody vám vykurovanie tepelným čerpadlom prináša za akých okolností, aké máte možnosti, aké kritériá môžete použiť na výber toho správneho a ktorým chybám by ste sa mali vyhnúť. V niektorých prípadoch sa tepelné čerpadlo javí ako nie najlepšie riešenie.
Prečítajte si tiež rôzne články o lexikónoch:
Prosím, odovzdajte ho všetkým, ktorí sa zaujímajú o tepelné čerpadlá!