adaptor de alimentare

A adaptor de alimentare (Engleză: Power Supply Unit, PSU) este un dispozitiv sau ansamblu autonom pentru alimentarea cu energie a dispozitivelor sau ansamblurilor care necesită tensiuni și curenți diferiți de cei furnizați de rețeaua electrică. Tensiunea de ieșire și curentul maxim de ieșire pot fi fixe sau variabile.

Cuprins

specii

Sursele de alimentare sunt împărțite în surse de comutare și surse de alimentare pentru transformatoare; acesta din urmă este încă reglementat și nereglementat. Toate sunt disponibile în diferite modele, în funcție de scop.

Astăzi, sursele de comutare sunt utilizate în mare măsură - dar nu exclusiv -. Acestea sunt operate la frecvențe mai mari decât frecvența rețelei - valorile tipice sunt cuprinse între câțiva 10 kHz și câțiva 100 kHz. Acest lucru permite utilizarea transformatoarelor mai mici și mai ușoare și un grad mai mare de eficiență cu aceeași ieșire. Practic toate sursele de alimentare cu comutare asigură una reglementată Tensiune continuă sau unul reglementat Curent continuu. Există surse de alimentare speciale care pot fi acționate numai sub sarcină, deoarece cu conexiuni deschise s-ar acumula o tensiune atât de mare încât s-ar distruge singură. În funcție de tip, acestea variază fie frecvența de comutare, fie raportul lățimii impulsurilor, ceea ce evită pierderile de energie. Deși necesită mai multe componente decât sursele de alimentare pentru transformatoare, acestea sunt acum mai mult decât competitive datorită costurilor crescute ale materiilor prime și ale prețurilor la energie.

Sursele de alimentare ale transformatoarelor au o structură mai simplă decât sursele de alimentare în modul comutator, așa cum se arată în figura din dreapta: Acestea conțin un transformator (1), a cărui înfășurare primară este alimentată direct cu tensiunea de curent alternativ a rețelei de energie electrică și frecvența de rețea. Convertește tensiunea la valoarea sau valorile de ieșire necesare și asigură izolarea galvanică de la rețea. Autotransformatoarele pot fi utilizate pentru surse de alimentare fără izolare galvanică. Tensiunea alternativă secundară a transformatorului este convertită într-o tensiune directă prin intermediul unui redresor (2) și a unui condensator de netezire (3), următorul regulator liniar (4) asigură tensiunea de ieșire constantă, cu pierderile de căldură necesare. Deoarece regulatorul liniar (4) nu este utilizat pentru sursele de alimentare nereglementate, acestea nu furnizează o tensiune de ieșire constantă, dar pot fi produse în mod rentabil cu mai puține componente. Uneori, sursele de alimentare nereglementate ale transformatorului constau doar din transformatorul de rețea, acestea emit apoi tensiune alternativă.

Sursele de alimentare pentru curent constant sub forma unei surse de curent constant sunt mai rare. Acestea sunt obligate, de exemplu, să acționeze lasere semiconductoare sau în încărcătoare pentru a încărca acumulatori. În plus, sursele de alimentare universale de laborator pot fi utilizate în acest mod de operare.

Proiecte

Sursele de alimentare sunt oferite în diferite modele, în funcție de utilizarea intenționată și de puterea de ieșire care trebuie furnizată:

Surse de alimentare plug-in

Pachetele de alimentare sunt pachete de alimentare care formează o unitate cu mufa de alimentare. Sunt folosite pentru servicii mici; Aici, mic înseamnă mai puțin de 10 W cu un design convențional și mai puțin de 50 W cu surse de alimentare în modul comutat. Mufa pentru conectarea la rețeaua de curent alternativ este integrată în carcasa unității de alimentare. Ieșirea de joasă tensiune este de obicei condusă la dispozitivul care trebuie furnizat printr-un cablu, dar există și tipuri care au o priză pe partea de joasă tensiune, de ex. Încărcătoare USB.

Datorită designului și proliferării lor, care poate fi greu de conținut, sursele de alimentare plug-in sunt uneori numite în glumă "Negii de perete" desemnat. În traducerea germană a cărții lui Douglas Adams Salmon in Doubt sunt numite „Bammeldinger” denotă [1], pe de o parte, din cauza numeroaselor variații ale nivelurilor de curent, a tensiunilor electrice și a conectorilor și a dificultății de a combina fără erori o unitate de alimentare plug-in și dispozitivul asociat.

Alimentare cu comutare

Între timp, aproape toate sursele de alimentare plug-in sunt proiectate ca surse de alimentare cu comutare, care nu numai că sunt semnificativ mai ușoare și mai mici decât sursele de alimentare ale transformatorului, dar au și un consum mai mic de energie la ralanti și sunt mai eficiente în exploatare. În plus, tensiunea de ieșire este mai stabilă decât în cazul surselor de alimentare convenționale nestabilizate. De regulă, acestea sunt rezistente la scurtcircuit și, datorită unei intrări cu gamă largă cuprinsă între 85 V și 250 V, pot fi acționate la toate tensiunile de rețea comune din lume. Cu toate acestea, datorită frecvențelor de comutare ridicate care apar în interior, acestea generează mai multe interferențe în rețeaua electrică, ceea ce face necesare măsuri de suprimare a interferențelor. Pierderea de energie fără sarcină a fost legal limitată la 1 watt de către UE.

O varietate de conectori și tensiuni sunt utilizate la conectarea la dispozitivul care urmează să fie furnizat. Unele prize de conexiune sunt standardizate mecanic, dar se adaugă în mod regulat noi variante specifice producătorului. Mufele și polaritatea lor nu sunt standardizate, astfel încât fiecare dispozitiv necesită de obicei propria sa sursă de alimentare. În cazul pachetelor de alimentare pentru telefoane mobile, o priză USB a fost acum standardizată în toată Europa pentru clasa de dispozitive smartphone (standardul european EN 62684: 2010). [2] Mufele goale și mufele jack pot fi găsite pe multe dispozitive, primele fiind preferabile mufelor jack, deoarece acestea din urmă provoacă temporar un scurtcircuit atunci când sunt conectate și ar trebui să fie conectate sau deconectate numai atunci când unitatea de alimentare este moartă.

Alimentare transformator

În trecut, construcțiile simple constând dintr-un transformator, redresor și condensator de filtrare au fost utilizate în multe surse de alimentare plug-in, a căror eficiență electrică este mult sub 50% la sarcină maximă. Astăzi se găsesc doar în cazuri speciale. Cu excepția dispozitivelor marcate cu „stabilizat”, nu există regulator de tensiune, se obțin diferite tensiuni de ieșire prin comutarea robinetelor de înfășurare ale transformatorului. Tensiunile în circuit deschis ale dispozitivelor nereglementate sunt adesea mult mai mari decât tensiunea nominală specificată. Transformatoarele conțin o siguranță termică auto-resetabilă sau neretabilizabilă, acestea din urmă devenind inutilizabile după suprasarcină. Sursele de alimentare conectate cu o ieșire de tensiune alternativă conțin un singur transformator.

Sursele de alimentare ale transformatoarelor sunt deseori concepute pentru o greutate redusă și costuri reduse, folosind la maximum miezul de fier, care este, de asemenea, adesea de o calitate inferioară, ceea ce înseamnă că mai mulți wați sunt scoși din rețeaua electrică chiar și fără un consumator conectat sau fără consum de energie. Circumstanța de mai sus a adus sursele de alimentare plug-in în criticile ecologiștilor. În 1998, BUND a calculat într-o campanie media că o centrală nucleară de dimensiuni medii ar putea fi salvată deconectând/scoțând în mod constant toate sursele de alimentare (nu doar sursele de alimentare conectate) ale dispozitivelor electrice care nu funcționează în țările vorbitoare de limbă germană.

Marcaje

Se utilizează următoarele marcaje:

Polaritate: Unitățile de alimentare cu curent continuu au polaritate pozitivă sau negativă, care este marcată cu simbolurile prezentate în ilustrația adiacentă și corespunde polarității polului interior al mufei și prizei. Polaritatea unității de alimentare trebuie să se potrivească cu cea a dispozitivului acționat cu acesta pentru a preveni deteriorarea (de obicei distrugerea întregului dispozitiv).
„Stabilizat” înseamnă că tensiunea de ieșire își păstrează valoarea nominală chiar și la ralanti. (Se găsește numai pe sursele de alimentare ale transformatorului.)
Ieșire: xx volți ⎓ înseamnă tensiune rectificată, filtrată; conține componente de tensiune alternativă, când ralanti, tensiunea de ieșire crește uneori semnificativ peste tensiunea nominală.
Ieșire: xx volți AC sau

înseamnă ieșire de tensiune alternativă (de exemplu, pentru lumini de zână).

Specificația tensiunii este urmată de specificația curentului maxim tras sau puterea de ieșire.

Există, de asemenea, simboluri și pictograme:

Coș de gunoi tăiat: conform Ordonanței electronice privind deșeurile, dispozitivele dezafectate nu aparțin deșeurilor reziduale
Pătrat dublu: izolație de protecție a pieselor sub tensiune
Casă stilizată: pentru a fi utilizată numai în interior
Marca CE: o marcă liberă pentru Uniunea Europeană. Prin aplicarea marcajului CE, persoana care introduce produsul pe piață confirmă faptul că produsul respectă directivele UE specifice produsului.
Cercuri suprapuse separate printr-o linie: separare de protecție între rețea și tensiune de ieșire (tensiune extra-joasă de siguranță)

Dispozitive independente

Surse de alimentare cu tensiune fixă

Pentru o putere medie (10-200 W) există o gamă largă de surse de alimentare cu tensiuni de ieșire comune (una sau mai multe tensiuni directe sau alternative) sub formă de unități externe care sunt alimentate printr-un cablu de alimentare care este parțial conectat la dispozitiv și consumatorul printr-o linie de ieșire alimentarea cu mufa dispozitivului.

Utilizarea surselor de alimentare externe spre deosebire de sursele de alimentare integrate în dispozitiv oferă producătorilor de dispozitive câteva avantaje importante:

Prin utilizarea surselor de alimentare externe achiziționate, standardizate, se evită costurile și riscurile de dezvoltare. În plus față de aspectele pur funcționale, aceasta se referă în primul rând la aspectele de siguranță și compatibilitate electromagnetică, care contribuie semnificativ la efortul de dezvoltare al unei unități de alimentare cu energie electrică.
Sursele de alimentare externe sunt articole standardizate produse în serie, care sunt fabricate și oferite foarte ieftin, ceea ce are un efect pozitiv asupra costurilor generale ale dispozitivului.
Adaptarea dispozitivului la rețelele de alimentare specifice țării este redusă la o selecție adecvată a unității de alimentare externe.
Evaluarea și verificarea dispozitivelor care funcționează cu surse de alimentare externe în ceea ce privește conformitatea acestora cu reglementările legale aplicabile, de ex. B. în contextul aprobării unui produs, este de obicei semnificativ mai puțin costisitor decât pentru dispozitivele cu surse de alimentare integrate, deoarece tensiunea de rețea periculoasă nu este introdusă în dispozitivul în sine.
O unitate de alimentare aprobată poate fi utilizată pentru mai multe dispozitive de tensiune foarte mică.

Acest design (de exemplu, pentru imprimante sau laptopuri) are, de asemenea, rareori un comutator de alimentare, astfel încât puțină energie poate fi economisită folosind benzi de soclu comutabile. Cu toate acestea, imprimantele cu jet de cerneală, în special, efectuează adesea un autotest complex după o deconectare completă a rețelei, în care o cantitate mare de cerneală este irosită inutil.

Alimentatoare de laborator

Așa-numitele surse de alimentare de laborator, numite și surse de alimentare de laborator, sunt dispozitive care pot fi operate într-o varietate de moduri. De obicei, acestea au o limitare de tensiune reglabilă continuu și o limitare de curent reglabilă, precum și un afișaj de curent și tensiune.

Alimentare incorporata

Cu ieșiri mai mari (peste 100 W), unitățile de alimentare cu energie din cadrul dispozitivelor sau dulapurilor de comutare sunt deseori concepute ca ansambluri sau dispozitive încorporate. Cerințele pentru protecția contactului sunt apoi mai mici. Pe de altă parte, totuși, integrarea sursei de alimentare crește cerințele de securitate pentru dispozitivul general, deoarece acum este de ex. B. în ceea ce privește protecția de contact, distanța de fluaj și rezistența la supratensiune sau împământarea de protecție trebuie să îndeplinească cerințele care au fost plasate anterior doar pe sursa de alimentare separată.

Dispozitivele încorporate sau sursele de alimentare încorporate sunt, de asemenea, adesea utilizate atunci când sunt necesare tensiuni multiple, cum ar fi computerele, televizoarele, înregistratoarele video, aparatele de fax sau imprimantele laser.

Convertor de comutare DC

Pachetele de alimentare sunt, de asemenea, utilizate în rețelele de tensiune continuă (aeronave, autovehicule, sisteme solare) atunci când tensiunile trebuie transformate sau este necesară o tensiune alternativă. Cu toate acestea, acestea nu sunt denumite de obicei o unitate de alimentare.

Un exemplu sunt sursele de alimentare încorporate în amplificatoare audio puternice pentru funcționarea în rețeaua de tensiune de la bordul vehiculului, care generează tensiuni de multe ori mai mari de ± 40 V pentru etapele de ieșire de la 12 V (rețea de la bord). Acolo se utilizează surse de alimentare DC/DC cu comutare, care conțin un invertor și un transformator cu rectificare ulterioară.

Elicopterele de curent continuu sunt utilizate în gama de putere redusă (sub 5 W) ca module hibride încapsulate pentru alimentarea izolată electric a componentelor.

Aplicațiile tipice sunt interfețele de linie ale modemurilor telefonice sau ale plăcilor de rețea, plăcilor de computer moderne și plăcilor grafice puternice, care își generează tensiunile de funcționare cât mai aproape de consumator din tensiunile furnizate de unitatea de alimentare a computerului. convertor punct-de-încărcare ).

Invertoarele generează tensiune de curent alternativ din rețelele de tensiune continuă, de ex. B. ca adaptor de alimentare plug-in la autovehicule sau instalat permanent în rețelele de tensiune directă ale sistemelor solare.