Elektronika – Zdroje a meniče
1. 2. 2013
Ing. Jozef Klus
2012
USMERŇOVAČE A MENIČE
OBSAH TEMATICKÉHO CELKU
Ò
Ò
Ò
Ò
Ò
Ò
Ò
Ò
Ò
Ò
Ò
Ò
Ing. Jozef Klus
Blokové zapojenie sieťového napájacieho zdroja
Jednocestný a dvojcestný usmerňovač, základné
zapojenia
Mostíkové zapojenie usmerňovačov
Riadené usmerňovače
Zapojenie filtrov v usmerňovačoch
Zdvojovače a násobiče napätia
Stabilizátor napätia so Zenerovou diódou
Zapojenie stabilizátora napätia s IO
Spínané sieťové zdroje
Impulzné zdroje, princíp a použitie
Meniče jednosmerného prúdu
Striedavé meniče
1
Elektronika – Zdroje a meniče
1. 2. 2013
BLOKOVÉ ZAPOJENIE SIEŤOVÉHO NAPÁJACIEHO
ZDROJA
BLOKOVÉ ZAPOJENIE SIEŤOVÉHO NAPÁJACIEHO
ZDROJA
Ò
Sieťové napájacie zdroje:
É väčšina
elektronických zariadení potrebuje pre
svoju činnosť jednosmerné napätie
É jednosmerné napätie môžeme získať pomocou:
Ð suchých
článkov
Ð akumulátorových batérií
Ð zo striedavého napätia (napr. rozvodnej siete
230V~/50Hz) pomocou sieťových napájacích zdrojov
Ing. Jozef Klus
2
Elektronika – Zdroje a meniče
1. 2. 2013
BLOKOVÉ ZAPOJENIE SIEŤOVÉHO NAPÁJACIEHO
ZDROJA
Ò
Striedavé sieťové napätie sa:
É transformátorom
TR upraví na požadovanú veľkosť,
É usmerňovačom U sa usmerní,
É vyhladzovacím filtrom F sa vyhladí a
É stabilizátorom S sa stabilizuje.
BLOKOVÉ ZAPOJENIE SIEŤOVÉHO NAPÁJACIEHO
ZDROJA
Ò
Základné obvody lineárneho zdroja
É usmerňovače -
sú obvody, ktoré premieňajú
striedavé sieťové napätie na jednosmerné
É stabilizátory - sú obvody, ktoré udržujú stále napätie
alebo prúd pri zmenách vstupu (kolísanie siete),
alebo pri zmenách odberu do záťaže
Ing. Jozef Klus
3
Elektronika – Zdroje a meniče
1. 2. 2013
BLOKOVÉ ZAPOJENIE SIEŤOVÉHO NAPÁJACIEHO
ZDROJA
Lineárny napájací zdroj – používa sa pre
napájanie jednoduchších obvodov.
Ò V moderných spotrebičoch sa používajú
spínané napájacie zdroje - impulzné
regulovateľné zdroje
Ò
É majú
približne 10x menšiu hmotnosť
É 3x menší objem
É a väčšiu účinnosť (asi 85% oproti lineárnym,
ktoré majú činnosť asi 30%).
BLOKOVÉ ZAPOJENIE SIEŤOVÉHO NAPÁJACIEHO
ZDROJA
Ò
Súčiastky usmerňovačov
É kremíkové
plošné diódy
É tyristory
É selénové
Ing. Jozef Klus
prvky, elektrónky (už sa nepoužívajú)
4
Elektronika – Zdroje a meniče
1. 2. 2013
BLOKOVÉ ZAPOJENIE SIEŤOVÉHO NAPÁJACIEHO
ZDROJA
Ò
Rozdelenie usmerňovačov
É jednofázové
Ð jednocestné
Ð dvojcestné
Ð mostíkové
É trojfázové
Ð jednocestné
Ð mostíkové
É riadené
(tyristor)
– umožňujú riadiť výstupné napätie
BLOKOVÉ ZAPOJENIE SIEŤOVÉHO NAPÁJACIEHO
ZDROJA
Ò
Použitie usmerňovačov
É elektronika,
ktorá vyžaduje JS napájacie U
(zosilňovače, počítače, rádia, ...)
É pohony na JS motory (priemysel, lokomotívy,
električky)
É elektrolýza
É zváračky
É nabíjačky akumulátorov
É meracie prístroje
É laboratórne zdroje
Ing. Jozef Klus
5
Elektronika – Zdroje a meniče
1. 2. 2013
JEDNOCESTNÝ A DVOJCESTNÝ USMERŇOVAČ,
ZÁKLADNÉ ZAPOJENIA
JEDNOCESTNÝ USMERŇOVAČ
Prúd Iz prechádza do záťaže len keď je na anóde A väčšie
napätie ako na katóde K.
Záťažou Rz prechádza usmernený pulzujúci prúd Iz.
U2 je str. U na sekundári transformátora a Ud je
usmernené U za diódou.
Ing. Jozef Klus
6
Elektronika – Zdroje a meniče
1. 2. 2013
JEDNOCESTNÝ USMERŇOVAČ
É Dióda
prepúšťa len kladné časti striedavého
sínusového napätia.
É Prúd tečie do záťaže len jednou cestou – preto sa
volá jednocestný usmerňovač.
JEDNOCESTNÝ USMERŇOVAČ
U2 = priebeh
napätia pred
diódou
Ud = pulzujúce
napätie za
diódou
Iz = priebeh prúdu
do záťaže
Ing. Jozef Klus
7
Elektronika – Zdroje a meniče
1. 2. 2013
JEDNOCESTNÝ USMERŇOVAČ
S KONDENZÁTOROM
Ò
Vznikne vložením kondenzátora za diódu,
paralelne k záťaži.
JEDNOCESTNÝ USMERŇOVAČ
S KONDENZÁTOROM
Prechodom prúdu diódou
sa nabíja kondenzátor a to
len v úseku periódy, keď
napätie na anóde diódy je
väčšie ako napätie na
kondenzátore.
Napätie na záťaži kolíše
počas nabíjania a
vybíjania kondenzátora
okolo strednej hodnoty Ud.
Toto zvlnenie má
amplitúdu Uzv a je o to
menšie, čím menší je
zaťažovací prúd Iz
Ing. Jozef Klus
8
Elektronika – Zdroje a meniče
1. 2. 2013
DVOJCESTNÝ USMERŇOVAČ
Sekundárne vinutie má vyvedený
stred, ktorý sa uzemní.
Výstupné napätie U2 a U2´ sú
voči sebe fázovo posunuté o
180°.
Prúd prechádza striedavo
diódam D1 a D2. Diódou D1
prechádza kladná polvlna
napätia U2 a v rovnakej dobe je
dióda D2 zatvorená a naopak.
Prúd prechádza záťažou v
obidvoch polperiódach.
DVOJCESTNÝ USMERŇOVAČ
U2 = napätie pred
diódami
Ud = usmernené napätie
za diódami – bez
kondenzátora
Ud+C = usmernené
napätie za diódami – s
kondenzátorom
Pulzovanie prúdu má dvojnásobnou sieťovou frekvenciu
a zvlnenie je približne polovičné ako u jednocestného usmerňovača.
Ing. Jozef Klus
9
Elektronika – Zdroje a meniče
1. 2. 2013
MOSTÍKOVÉ ZAPOJENIE USMERŇOVAČOV
MOSTÍKOVÉ ZAPOJENIE USMERŇOVAČOV
Transformátor má len jednoduché vinutie.
Ò Diódy sú dvakrát menej namáhané, pretože sú
vždy po dvoch v sérii. Musí ich však byť dvakrát
viac.
Ò
Ing. Jozef Klus
10
Elektronika – Zdroje a meniče
1. 2. 2013
MOSTÍKOVÉ ZAPOJENIE USMERŇOVAČOV
Ò
Priebehy napätia sú rovnaké ako pri
dvojcestnom usmerňovači.
Ò
Toto zapojenie sa využíva najviac.
Ò
Je známy aj pod menom Graetzov mostík.
RIADENÉ USMERŇOVAČE
Ing. Jozef Klus
11
Elektronika – Zdroje a meniče
1. 2. 2013
RIADENÉ USMERŇOVAČE
Ak sa namiesto usmerňovacích diód použijú
tyristory, môžeme veľkosť usmerneného
napätia plynule meniť od nuly do maximálnej
hodnoty.
Ò Otváranie tyristorov
zaisťuje
riadiaci obvod.
Ò
RIADENÉ USMERŇOVAČE
Tyristor je schopný (podľa
typu) usmerňovať kladné,
alebo záporné polvlny
striedavého napätia.
Tyristor sa otvorí v okamihu,
keď riadiaca elektróda
dostane impulz pre otvorenie.
Fázovým posunutím impulzu oproti striedavému napätiu
môžeme riadiť strednú hodnotu usmerneného napätia (od nuly
až po maximálnu hodnotu pri jednocestnom usmernení).
Ing. Jozef Klus
12
Elektronika – Zdroje a meniče
1. 2. 2013
RIADENÉ USMERŇOVAČE
Plynulou zmenou riadiaceho uhla α
sa plynule mení stredná hodnota
usmerneného napätia UdAV
ZAPOJENIE FILTROV V USMERŇOVAČOCH
Ing. Jozef Klus
13
Elektronika – Zdroje a meniče
1. 2. 2013
ZAPOJENIE FILTROV V USMERŇOVAČOCH
Ò
JS napätie z usmerňovača nie je vhodné pre
napájanie elektronických obvodov
É obsahuje
striedavú zložku (zvlnenie)
É prenáša sa ako rušivé napätie
É veľkosť zvlnenia vyjadruje činiteľ zvlnenia φZV
ZAPOJENIE FILTROV V USMERŇOVAČOCH
Ò
Ing. Jozef Klus
Aby sa zmenšilo zvlnenie usmerneného
napätia, musí sa filtrovať
14
Elektronika – Zdroje a meniče
1. 2. 2013
ZAPOJENIE FILTROV V USMERŇOVAČOCH
Ò
Druhy vyhladzovacích filtrov
É pasívne
É aktívne
ZAPOJENIE FILTROV V USMERŇOVAČOCH
Ò
Pasívne vyhladzovacie filtre
É RC
filter
Ð najjednoduchší
filter
Ð používa sa v jednoduchých zapojeniach
Ð málo účinný
Ing. Jozef Klus
15
Elektronika – Zdroje a meniče
1. 2. 2013
ZAPOJENIE FILTROV V USMERŇOVAČOCH
É LC
filter
Ð namiesto
R je indukčnosť L
Ð je zložitejší (nutná cievka), ale účinnejší ako RC filter
Ð cievka uplatňuje striedavý odpor XL=2πfL voči striedavej
zložke, ale voči jednosmernej je nulový
ZAPOJENIE FILTROV V USMERŇOVAČOCH
Ò
Aktívny vyhladzovací filter
É filter
sa skladá z pasívneho RC člena a výkonového
tranzistora v zapojení so spoločnou bázou
É má malé rozmery
É má malý činiteľ zvlnenia
Ing. Jozef Klus
16
Elektronika – Zdroje a meniče
1. 2. 2013
ZDVOJOVAČE A NÁSOBIČE NAPÄTIA
ZDVOJOVAČE A NÁSOBIČE NAPÄTIA
Násobič napätia je menič napätia zostavený
z diód a kondenzátorov , ktorý mení striedavé
napätie na jednosmerné napätie o
niekoľkonásobne vyššej hodnote.
Ò Používajú sa keď treba získať vyššie JS napätie
(rádovo stovky voltov až jednotky kilovoltov) ako
je max. hodnota napätia na sekundárnom
vinutí napájacieho transformátora.
Ò Sú vhodné pre malé zaťažovacie prúdy (rádovo
mA).
Ò
Ing. Jozef Klus
17
Elektronika – Zdroje a meniče
1. 2. 2013
ZDVOJOVAČE A NÁSOBIČE NAPÄTIA
Ò
Sériový zdvojovač napätia - polvlnný zdvojovač
É
napätie na RZ je napätie na C2, ktorý je nabitý kladnou
polvlnou str. U cez C1 a D2 a zároveň napätie z C1, ktorý
sa nabil počas zápornej polvlny str. U – napätia sa
sčítajú a na RZ je dvojnásobné U maximálneho U
sekundárneho vinutia transformátora
ZDVOJOVAČE A NÁSOBIČE NAPÄTIA
Ò
Sériový ztrojovač napätia - polvlnný násobič troma
je to podobný obvod ako polvlnný zdvojovač
É pribudol ďalší stupeň (C3 a D3), ktorý zvýši výstupné
napätie na celkové 3U napätie (obdobne 4U,5U,...)
É je to mäkký zdroj
É
Ing. Jozef Klus
18
Elektronika – Zdroje a meniče
1. 2. 2013
ZDVOJOVAČE A NÁSOBIČE NAPÄTIA
Ò
Paralelný zdvojovač napätia
É využíva
obidve polvlny napájacieho napätia
É pri kladnej polvlne sa nabíja C1 a pri zápornej sa
nabíja C2
É výstupné napätie sa rovná súčtu napätí na
kondenzátoroch
ZDVOJOVAČE A NÁSOBIČE NAPÄTIA
Ò
Ing. Jozef Klus
4 stupňový násobič napätia
19
Elektronika – Zdroje a meniče
1. 2. 2013
ZDVOJOVAČE A NÁSOBIČE NAPÄTIA
Ò
Využitie
É lacná
a malá náhradka za transformátor tam, kde
je malý odber prúdu pri vysokom napätí (napr.
elektronické lapače hmyzu)
É staršie televízory používajú násobič napätia ako
zdroj predpätia pre obrazovku
É vo fyzike a všade tam kde je potrebné jednoducho
vyrobiť jednosmerné vysoké napätie
STABILIZÁTOR NAPÄTIA
Ing. Jozef Klus
20
Elektronika – Zdroje a meniče
1. 2. 2013
STABILIZÁTOR NAPÄTIA
Ò
Funkcia stabilizátorov
É udržujú
stále napätie na záťaži pri kolísajúcom
napätí zdroja alebo pri zmenách zaťažovacieho
prúdu na záťaži
Ò
Druhy stabilizátorov podľa činnosti
É parametrické
(so Zenerovou diódou)
É spätnoväzobné (tranzistorové)
STABILIZÁTOR NAPÄTIA
Ò
Činiteľ stabilizácie K
É charakterizuje
vlastnosti stabilizátora
É vyjadruje ako je stabilizátor schopný zmenšiť
kolísanie napätia na výstupe pri konštantnej záťaži
pri kolísajúcom vstupnom napätí
É RZ
je konštantný pripojený na výstup stabilizátora
É U1 a ΔU1 – vstupné veličiny, U2 a ΔU2 – výstupné vel.
Ing. Jozef Klus
21
Elektronika – Zdroje a meniče
1. 2. 2013
STABILIZÁTOR NAPÄTIA SO ZENEROVOU DIÓDOU
Ò
Stabilizátor napätia so Zenerovou diódou
É je
to parametrický stabilizátor, vhodný len pre malé
odoberané prúdy (~ 10 mA)
É je tvorený Zenerovou diódou a predradným
odporom RS
É využívajú k svojej činnosti
priebeh VA charakter.
Zenerovej diódy
É pri veľkej zmene prúdu
nastáva len malá zmena napätia
É napätie na záťaži U2 je stále a je rovné UZ bez
ohľadu na kolísanie vstup. napätia stabilizátora U1
STABILIZÁTOR NAPÄTIA SO ZENEROVOU DIÓDOU
É Činnosť
stabilizátora
Ð zvýšené
napätie U1 spôsobí
prudký nárast záverného
prúdu diódou
Ð z toho dôvodu vznikne na RS
zvýšený úbytok napätia , ktorý
zníži napätie U2
Ð vysvetlenie javu je vo VA
charakteristike Zenerovej diódy a
rezistora RS
Ð dióda pracuje v režime, ktorý
určuje pracovný bod P, ktorý
určuje napätie na dióde a prúd
diódou v závernom smere
Ing. Jozef Klus
22
Elektronika – Zdroje a meniče
1. 2. 2013
STABILIZÁTOR NAPÄTIA SO ZENEROVOU DIÓDOU
É VA
charakt. rezistora RS – spojnica bodov A a B
É bod A je max. prúd pri výstupe
obvodu do skratu
U2=0 IMAX=U1/RS
É bod B je pri nulovom prúde – výstup je naprázdno
(bez záťaže) U2=U1 a I=0
É pre rôzne veľkosti U1 tvorí charakt.
rezistora RS rovnobežné priamky
É spojením A a B získame VA charakt. rezistora, ktorá
pretína VA charakt. diódy v pracovnom bode P
STABILIZÁTOR NAPÄTIA SO ZENEROVOU DIÓDOU
Ò
Rezistor RS, ktorý nám určuje potrebný prúd
Zenerovou diódou vypočítame podľa vzťahu
,
Ò
Ing. Jozef Klus
0,1.
parametre Zenerovej diódy (IDmax, UDmin a UDmax)
sú udávané v katalógovom liste
23
Elektronika – Zdroje a meniče
1. 2. 2013
SPÄTNOVÄZOBNÝ STABILIZÁTOR NAPÄTIA
stabilizátory s tranzistorom a Zenerovou diódou
Ò JS napätie na záťaži sa porovnáva so stálym U
na Zenerovej dióde
Ò odchýlka U sa zosilní a privedie na tranzistor,
ktorí sa zatvára, alebo otvára a tak udržuje
stále napätie na záťaži
Ò podľa II. Kirch. zákona
platí UZ=UBE+U2
Ò
SPÄTNOVÄZOBNÝ STABILIZÁTOR NAPÄTIA
UZ NA Zenerovej dióde je stále
Ò zmena výstupného napätia U2 spôsobí podľa
vzťahu UZ=UBE+U2 zmenu UBE
Ò
ak U2 poklesne, zvýši sa UBE, tranzistor sa viac otvorí, čo
spôsobí nárast napätia U2
É ak U2 vzrastie, zníži sa UBE, tranzistor sa viac zatvorí, čo
spôsobí pokles napätia U2
É tranzistor sa chová tak, že pôsobí proti zmene
výstupného napätia a tým ho stabilizuje
É
Ò
Ing. Jozef Klus
hlavná výhoda – možnosť odoberať väčší prúd
(prúd je daný max. dovoleným prúdom tranzistora)
a možnosť regulovať výstupné napätie
24
Elektronika – Zdroje a meniče
1. 2. 2013
ZAPOJENIE STABILIZÁTORA NAPÄTIA S IO
ZAPOJENIE STABILIZÁTORA NAPÄTIA S IO
stabilizátor U vo forme integrovaného obvodu (IO)
Ò výhody:
Ò
jednoduché zapojenie
É veľká stabilita výstupného napätia (pri veľkých zmenách
vstup. U, výstupného I a vplyvu teploty)
É možnosť odoberať veľký prúd
É regulovať výstupné napätie
É obsahujú poistku pre obmedzenie výstupného prúdu
É majú vnútornú ochranu proti prúdovému, prepäťovému a
teplotnému preťaženiu
É
Ing. Jozef Klus
25
Elektronika – Zdroje a meniče
1. 2. 2013
ZAPOJENIE STABILIZÁTORA NAPÄTIA S IO
Ò
použitie – napájanie moderných elektronických
obvodov a zariadení (hlavne číslicová a
výpočtová technika)
ZAPOJENIE STABILIZÁTORA NAPÄTIA S IO
Ò
Integrované monolitické stabilizátory
É Bloková schéma vnútorného zapojenia
monolitického stabilizátora MAA723
REF - teplotne kompenzovaný zdroj referenčného U
ZOS - zosilňovač regulačnej odchýlky
T16 - prúdová ochrana
T15 - regulovaný koncový tranzistor
Niektoré charakteristické údaje:
Rozsah vstupného napätia:
Rozsah výstupného napätia:
Rozdiel medzi vst. a výst. napätím
Maximálny výstupný prúd:
Referenčné napätie:
Ing. Jozef Klus
U1 = 9,5 ÷ 40V
U2 = 2 ÷ 37V
U2 - U1 = 3 ÷ 38V
I2max = 150mA
Uref = 6,95 ÷ 7,35V
26
Elektronika – Zdroje a meniče
1. 2. 2013
ZAPOJENIE STABILIZÁTORA NAPÄTIA S IO
Ò
Návrh stabilizátoru pre výstupné napätie U2 = 2 ¸ 7 V
ZAPOJENIE STABILIZÁTORA NAPÄTIA S IO
Ò
Monolitické integrované výkonové stabilizátory
É trojsvorkové
s pevným výstupným napätím
É zo súčasného sortimentu ako príklad
Označenie
MA 7805
MA 7812
MA 7815
MA 7824
Ing. Jozef Klus
Rozsah
Priem.hodnota
hodnoty
Hodnota
Max.hodnota
výst. napätia výst. napätia skrat. prúdu výst. prúdu
[V]
[V]
[A]
[A]
5
12
15
24
4,4 ¸ 5.2
11,5 ¸ 12,5
14,4 ¸ 15,6
23 ¸ 25
0,75
0,35
0,23
0,15
2,2
2,2
2,2
2,2
Max.hodnota
strat. výkonu
[W]
15
15
15
15
27
Elektronika – Zdroje a meniče
1. 2. 2013
ZAPOJENIE STABILIZÁTORA NAPÄTIA S IO
Ò
príklady zapojenia
É s pevným výstupným napätím
É pre
nastaviteľné výstupné napätie UO
ZAPOJENIE STABILIZÁTORA NAPÄTIA S IO
Ò
Ing. Jozef Klus
Iný typ trojsvorkového stabilizátora s
nastaviteľným napätím
28
Elektronika – Zdroje a meniče
1. 2. 2013
SPÍNANÉ SIEŤOVÉ ZDROJE
SPÍNANÉ SIEŤOVÉ ZDROJE
Ò
Oproti klasickým (lineárnym) zdrojom majú:
É vysokú
Ò
Ò
Ing. Jozef Klus
účinnosť (až 90%)
É malú hmotnosť (iný transformátor)
É malé rozmery
É nevýhoda - pri ich činnosti vznikajú silné rušivé
signály
Spínané zdroje sa niekedy označujú aj ako impulzovo
regulované zdroje
Riadiace obvody sú tvorené integrovaným obvodom
29
Elektronika – Zdroje a meniče
1. 2. 2013
SPÍNANÉ SIEŤOVÉ ZDROJE
Ò
Bloková schéma napájacieho zdroja so spojitou
reguláciou
F – filtre; U – usmerňovače; Sp – spínač;
TR – transformátor; ZV – spätná väzba
SPÍNANÉ SIEŤOVÉ ZDROJE
Ò
Princíp činnosti:
É str.
sieťové U sa po prechode cez odrušovací filter
F0 usmerní usmerňovačom U1 a filtrom F1 sa
vyhladí
É spínačom Sp sa premení na striedavé napätie
vyššej frekvencie napr. 22kHz (obdĺžnikový priebeh
U)
É transformátorom TR upraví na požadovanú veľkosť
É usmerňovačom U2 sa usmerní a filtrom F2 sa
vyhladí
Ing. Jozef Klus
30
Elektronika – Zdroje a meniče
1. 2. 2013
SPÍNANÉ SIEŤOVÉ ZDROJE
É výstupné
U sa stabilizuje ovplyvňovaním funkcie
spínača cez obvod spätnej väzby ZV v impulznej
forme
É pri odchýlke výstupného U sa zmenou šírky
spínacieho impulzu zabezpečí stabilizácia
výstupného napätia
MENIČE JEDNOSMERNÉHO PRÚDU
Ing. Jozef Klus
31
Elektronika – Zdroje a meniče
1. 2. 2013
MENIČE JEDNOSMERNÉHO PRÚDU
Ò
DC/DC meniče
É menia
JS prúd na JS prúd s iným napätím alebo
polaritou
Ò
Typ meniča
É so
striedavým medzistupňom
É blokujúci menič
É priepustný menič
MENIČE JEDNOSMERNÉHO PRÚDU
Ò
Typ riadenia
É riadenie
medzistupňa
É riadenie šírky impulzov
É riadenie kmitočtu impulzov
Ing. Jozef Klus
32
Elektronika – Zdroje a meniče
1. 2. 2013
MENIČE JEDNOSMERNÉHO PRÚDU
Ò
Menič JS prúdu s medzistupňom
É
É
É
vstupné JS napätie U1 je premenené meničom na striedavé UM a to je
následne usmerňovačom usmernené na výstupné JS napätie U2
aby bolo možné výstupné napätie regulovať používa sa riadený spínaný
usmerňovač
ak je potrebné galvanické oddelenie, použije sa oddeľovací
transformátor
MENIČE JEDNOSMERNÉHO PRÚDU
Ò
Regulátor JS prúdu
É menič
bez medzistupňa
É ako spínací prvok sa používa
tranzistor alebo tyristor
Ð ak
je spínač zopnutý (tranzistor je
otvorený), vedie prúd, ktorý
preteká záťažou
Ð ak je rozpojený, prúd nepreteká
Ð stredná hodnota JS prúdu je
regulovaná pomerom času
zopnutého a rozopnutého stavu
obvodu
Ing. Jozef Klus
33
Elektronika – Zdroje a meniče
1. 2. 2013
MENIČE JEDNOSMERNÉHO PRÚDU
Ò
Spôsoby riadenia regulátorov JS prúdu
É pri
pulznom riadení spínacích regulátorov sú
riadené šírkou impulzov (PWM), alebo zmenou
kmitočtu impulzov (PFM)
Pulzná šírková
Pulzná kmitočtová
modulácia PWM
modulácia PFM
MENIČE JEDNOSMERNÉHO PRÚDU
na rovnakom princípe pracujú aj pevne
nastavené neregulované meniče JS napätia
(DC/DC meniče)
Ò používajú sa v zariadeniach, kde je potrebné
napríklad z napätia +15 V získať napätie +5 V
pre napájanie číslicových obvodov
Ò
Ing. Jozef Klus
34
Elektronika – Zdroje a meniče
1. 2. 2013
STRIEDAVÉ MENIČE
STRIEDAVÉ MENIČE DC/AC
Ò
Striedavé meniče menia JS prúd na striedavý prúd
takto vyrobený str. prúd má rovnaké vlastnosti ako vo
verejnej elektrickej sieti
É mení napr. JS prúd z batérie na striedavý (220 V, 50 Hz
resp. iné hodnoty)
É výkon od 100 W – 100kW
É
Ò
Delia sa na:
rotačné meniče
(JS motor spojený so str. generátorom), už sa používajú
málo
É statické meniče
typický príklad: UPS, meniče solárnych článkov
É
Ing. Jozef Klus
35
Elektronika – Zdroje a meniče
1. 2. 2013
STRIEDAVÉ MENIČE DC/AC
Ò
UPS – jednotka prúdového
zabezpečenia pri výpadku siete
Ò
Princíp trojfázového meniča
STRIEDAVÉ MENIČE AC/AC
Striedavý menič premieňa striedavý prúd daných
parametrov na striedavý prúd iných parametrov
(napätie, frekvencia).
Ò
Rozdelenie striedavých meničov:
É podľa
počtu fáz – jednofázové a trojfázové
É podľa spôsobu riadenia – fázovo riadené a
impulzovo riadené
Ing. Jozef Klus
36
Elektronika – Zdroje a meniče
1. 2. 2013
STRIEDAVÉ MENIČE AC/AC
Jednofázový striedavý menič napätia – odporová
záťaž
STRIEDAVÉ MENIČE AC/AC
Trojfázové striedavé meniče napätia
Ing. Jozef Klus
37
Elektronika – Zdroje a meniče
1. 2. 2013
STRIEDAVÉ MENIČE AC/AC
Použitie:
Ò riadenie výkonu elektrotepelných zariadení
É elektrické
odporové pece
É tepelné spotrebiče v domácnosti
STRIEDAVÉ MENIČE AC/AC
É riadenie
svietivosti
É riadenie otáčok asynchrónnych motorov
Ð pohony
čerpadiel, ventilátorov, motor domácich
spotrebičov
Ing. Jozef Klus
38
Download

Elektronika - Zdroje a meniče