Zasilacze stanowią źródła napięcia zasilania dla układów elektronicznych i cyfrowych. Wymagania związane z dostarczaniem dużej energii sprawiają, że stosowane układy muszą być dostosowane pod kątem mocy i napięcia wyjściowego do wymagań zasilanego urządzenia, przy czym napięcie wyjściowe może być niestabilizowane lub stabilizowane. Wyróżnia się dwie grupy zasilaczy:

• zasilacz liniowy (klasyczny, rys. $5.1$a), który zbudowany jest z transformatora sieciowego obniżającego napięcie, układu prostowniczego (najczęściej mostek Graetza), filtrów wygładzających oraz stabilizatora liniowego (najczęściej stosuje się układy monolityczne serii LMx$17$ i LM$78$xx – np. LM$317$, LM$7805$),

• zasilacz impulsowy (rys. $5.1$b), w którym regulacja napięcia wyjściowego odbywa się dzięki cyfrowemu układowi sterowania, przełączającemu z wysoką częstotliwością odpowiedni tranzystor; stosowane jest sterowanie poprzez modulację PWM (ang. Pulse Width Modulation).

Zasilacz impulsowy to urządzenie zbudowane w oparciu o przetwornicę napięcia, której zadaniem jest zmiana wartości natężenia i napięcia w sposób odpowiadający wymaganiom zasilanego odbiornika (z możliwie najmniejszymi stratami mocy).

Główne zalety zasilaczy impulsowych w porównaniu do zasilaczy transformatorowych:

— małe rozmiary oraz niewielka masa, w stosunku do przenoszonej mocy,
— wysoka sprawność nawet powyżej $90\%$,
— odporność na zakłócenia z sieci i krótkie zaniki napięcia,
— mała pojemność kondensatorów filtrujących dla wysokich częstotliwości,
— prosta obsługa różnych wyjść napięciowych, niski koszt wytworzenia.

R1KW5J59JXWSY

Ilustracja przedstawia zasilacz impulsowy stosowany do zasilania wzmacniaczy antenowych za pośrednictwem separatorów zasilania. Jest to obudowa z tworzywa sztucznego z wtyczką, która jest zintegrowana z kablem na końcu którego znajduje się wtyk.

• Typ: impulsowy

• Napięcie wejściowe: AC $100$...$230$ V $50/60$ Hz

• Napięcie wyjściowe: DC $12$ V

• Max. prąd wyjściowy: $300$ mA

Zasilaczem impulsowym jest również zasilacz jednostki centralnej komputera.

R2DpkrtigPfWr

Zdjęcie przedstawia wnętrze zasilacza komputerowego wykonanego w topologii half‑bridge (półmostek). Literami oznaczono najważniejsze elementy. Wszystkie zamontowane są na płytce drukowanej. Pierwszy to mostek prostowniczy. Jest to płytka umieszczona na płycie drukowanej. Składa się z diod, które przekształcają prąd zmienny na stały. Kolejny element oznaczony literą B to kondensator. Są dwa kondensatory i znajdują się obok mostka. Mają cylindryczny kształt i pomagają w wygładzaniu napięcia i redukowaniu zakłóceń. Literą C oznaczono transformator. Jest to urządzenie elektryczne składające się z uzwojeń nawiniętych na żelaznym rdzeniu. Ma kształt prostopadłościanu. Zamontowany jest na płytce nieopodal kondensatorów. Ma za zadanie transformować napięcie zasilające na pożądaną wartość napięcia wyjściowego. Dławiki to elementy magnetyczne służące do filtrowania i wygładzania prądu. Mają postać cylindrycznych elementów z nawiniętym na nich drutem miedzianym. Ostatni z zaznaczonych elementów to kondensator filtrów napięć wyjściowych. Jest ich kilka, mają cylindryczny kształt i różne wielkości. Pomagają w wygładzaniu prądu i redukcji zakłóceń. Są to elementy umieszczone na wyjściu zasilacza. We wnętrzu zasilacza przebiegają również wiązki przewodów. Z uwagi na różne napięcie przewodzące, posiadają powłoki w kolorach niebieskim i czarnym a także pomarańczowym, zielonym i białym.

Zasilacz laboratoryjny to urządzenie, które pozwala na regulowanie w czasie rzeczywistym parametrów zasilania danych urządzeń. Zasilacz taki przydaje się podczas sprawdzania układów zasilających w potencjalnie uszkodzonych urządzeniach elektronicznych, zasilania całych urządzeń lub tylko poszczególnych bloków czy elementów (również po wymontowaniu modułu z urządzeń).

Przykładowy opis katalogowy zasilacza laboratoryjnego znajdziemy na stronie firmy TME: Zasilacze laboratoryjne Axiomet o napięciu do 120 V.

R10SZk1VTS3CN

Przedstawiony na grafice model to zasilacz laboratoryjny, który reguluje parametry zasilania urządzeń. Obudowa ma kształt prostopadłościanu. Górną część zajmuje ekran wyświetlacza cyfrowego. Poniżej widoczny jest panel z przyciskami. Przycisk OK otoczony jest czterema strzałkami nawigacji. Obok znajduje się pokrętło i przycisk on off, który pozwala na wygodne włączanie i wyłączanie zasilacza. Jest także przycisk Power i trzy okrągłe wejścia. Jedno do podłączania przewodu o ujemnym napięciu, drugie do podłączania przewodu o dodatnim napięciu i trzecie do podłączenia przewodu uziemiającego.

Silnie odkształcone napięcie przemienne, przerwy w dostawach energii, znacząca zawartość harmonicznych o częstotliwościach radiowych i inne zaburzenia wymuszają stosowanie dodatkowych urządzeń przetwarzających energię przemysłowej sieci zasilania na inną formę o wymaganych parametrach elektrycznych.

Gwarancja jakości napięcia zasilania jest realizowana przez zastosowanie przekształtników energoelektronicznych nazywanych zasilaczami UPS (ang. Uninterruptible Power Supply).

W podstawowej wersji (rys. $5.5$) zasilacz UPS wyposażony jest w akumulatory (bateria), które ładowane są, gdy urządzenie podłączone jest do sieci elektrycznej „Wejście sieci 1” oraz układy przełączające „BY‑PASS” podłączone są do tej samej sieci poprzez „Wejście sieci 2”.  Prostownik podłączony do sieci zmienia prąd przemienny na prąd stały, jednocześnie ładując baterię. W przypadku zaniku napięcia sieciowego UPS zasila urządzenia zewnętrzne, wykorzystując energię z akumulatorów (falownik zmieniający prąd stały w prąd przemienny). Jednocześnie napięcie przemienne z falownika jest monitorowane oraz filtrowane w układzie „Transformator i filtry”.

Tabela 11. Przykładowe porównanie parametrów zasilaczy UPS o różnych mocach

Współpraca zasilaczy UPS z mikrosieciami DC ma podstawowe znaczenie dla zapewnienia ciągłości zasilania wrażliwych odbiorników, takich jak centrale telekomunikacyjne lub serwerownie.

Poniżej przedstawiono schemat zasilacza napięcia gwarantowanego UPS, w którym energia elektryczna może być dostarczana do obciążenia na trzy sposoby:

• z sieci zasilania, po jej przetworzeniu w zasilaczu napięcia gwarantowanego UPS (tor prostownik–falownik),

• z mikrosieci napięcia DC przy przerwie w sieci napięcia przemiennego,

• z sieci przemysłowej napięcia AC.

RstgTTfYMlQjG

Grafika przedstawia UPS Powerline 33 Green T. Jest to urządzenie o kształcie prostopadłościanu, które utrzymuje zasilanie w przypadku braku prądu. Ma baterię, która dostarcza energię, inwerter, który przekształca energię z baterii na tę, którą potrzebują urządzenia, oraz zabezpieczenia, które chronią przed przepięciami i innymi zagrożeniami. Wszystkie te elementy są zamknięte w jednym urządzeniu, które można podłączyć do innych urządzeń, aby nie traciły zasilania, podczas braku prądu.

Grafika interaktywna pt. „Budowa funkcjonalna urządzeń elektronicznych”DxNpUNQ6RGrafika interaktywna pt. „Budowa funkcjonalna urządzeń elektronicznych”

Wróć do spisu treściD15XOHD4MWróć do spisu treści

Powrót do materiału głównegoDDc7oBa11Powrót do materiału głównego