Není žádným tajemstvím, že provoz zařízení, na kterém je zatížen, závisí na správné volbě napájecího zdroje (dále jen PSU), jeho konstrukci a kvalitě provedení. Zde se pokusím hovořit o hlavních bodech výběru, výpočtu, návrhu a použití napájecích zdrojů.

1. Výběr zdroje napájení

Prvním krokem je jasně pochopit, co přesně bude připojeno k napájení. Zajímá nás především zatěžovací proud. To bude hlavní bod technických specifikací. Na základě tohoto parametru bude vybrán obvod a základna prvku. Uvedu příklady zátěží a jejich průměrný odběr proudu

1. LED světelné efekty (20-1000mA)

2. Světelné efekty na miniaturních žárovkách (200mA-2A)

3. Světelné efekty na výkonných lampách (až 1000A)

4. Miniaturní polovodičové rádiové přijímače (100-500mA)

5. Přenosné audio zařízení (100mA-1A)

6. Autorádia (až 20A)

7. Automobilový UMZCH (přes 12V linku až 200A)

8. Stacionární polovodič UMZCH (s výstupním výkonem ne vyšším než 1 kW do 40 A)

9. Trubice UMZCH (10mA-1A – anoda, 200mA-8A – vlákno)

10. Trubkové HF transceivery [koncový stupeň ve třídě C se vyznačuje nejvyšší účinností] (s výkonem vysílače do 1 kW, do 5A – anoda, do 10A – vlákno)

11. Polovodičové HF transceivery, CB (s výkonem vysílače až 100W, 1 – 5A)

12. Elektronkové VHF radiostanice (s výkonem vysílače do 50W, do 1A – anoda, do 3A – vlákno)

13. Polovodičové VHF vysílačky (až 5A)

14. Polovodičové televizory (až 5A)

15. Počítačové vybavení, kancelářské vybavení, síťová zařízení [LAN rozbočovače, přístupové body, modemy, routery] (500mA – 30A)

16. Nabíječky baterií (až 10A)

17. Řídicí jednotky pro domácí spotřebiče (do 1A)

Nutno podotknout, že u mnoha zařízení může odběr proudu při provozu výrazně kolísat. Jedná se o UMZCH, transceivery (zejména v telegrafním režimu), výkonné SDU. Při výběru zdroje byste se proto měli zaměřit nikoli na průměrný odběr proudu a už vůbec ne na proud v tichém režimu, ale na špičkový odběr. Pro napájení analogové elektroniky s příkonem do 500W doporučuji lineární zdroje. Navíc jsou vícekanálové (s několika výstupními napětími). Obvody s velkým odběrem proudu se zpravidla obejdou bez stabilizace napětí. Měli byste také věnovat pozornost oddělení napětí. To se týká především audio zařízení a radiokomunikačních zařízení. V některých případech může být dokonce vyžadováno galvanické oddělení mezi obvody (např. při navrhování Hi-End lamp UMZCH galvanické oddělení anodových obvodů zabrání vlivu koncového stupně na napěťový zesilovač. Blokuje také parazitní zpětnou vazbu na napájecím zdroji). Jak se to dělá, bude popsáno níže. Pro výkonnější analogová zařízení, stejně jako jakákoliv digitální zařízení, můžeme doporučit spínané zdroje, protože tepelné podmínky a hmotnostní a rozměrové charakteristiky lineárních zdrojů takového napájení jsou velmi žádoucí. Obecně platí, že výkonné komponenty zařízení nejsou na napájení nijak zvlášť náročné, ale provoz protihlukových slaboproudých komponent do značné míry závisí na kvalitě napájení. Pojďme se tedy podívat na krmítko zevnitř.

2. Bezpečnostní pravidla

Nezapomínejme, že napájecí zdroj je v každém zařízení (snad kromě televizoru) nejvyšší složkou napětí. Nebezpečí navíc nepředstavuje pouze průmyslová elektrická síť (220V). Napětí v anodových obvodech lampového zařízení může dosáhnout desítek a dokonce stovek (v rentgenových instalacích) kilovoltů (tisíce voltů). Proto musí být všechny vysokonapěťové oblasti (včetně společného vodiče) izolovány od krytu. Každý, kdo položil nohu na systémovou jednotku a dotkl se baterie, to dobře ví. Elektrický proud může být nebezpečný nejen pro lidi a zvířata, ale i pro samotné zařízení. To znamená poruchy a zkraty. Tyto jevy nejen poškozují rádiové komponenty, ale jsou také velmi nebezpečné pro požár. Narazil jsem na některé izolační konstrukční prvky, které byly v důsledku vysokého napětí proraženy a vypáleny na dřevěné uhlí a neshořely úplně, ale v kanálku. Uhlí vede proud a tím vytváří zkrat (dále zkrat) do pouzdra. Navíc zvenčí není vidět. Proto by mezi dvěma vodiči připájenými k desce měla být vzdálenost přibližně 2 mm na volt. Pokud mluvíme o smrtelných napětích, pak musí být kryt vybaven mikrospínači, které automaticky deaktivují zařízení, když je stěna odstraněna z nebezpečné oblasti konstrukce. Konstrukční prvky, které se během provozu velmi zahřívají (radiátory, výkonná polovodičová a vakuová zařízení, rezistory s výkonem nad 2W), je nutné z desky odstranit (nejlepší varianta) nebo nad ni alespoň zvednout. Rovněž není dovoleno dotýkat se krytů topných rádiových prvků, s výjimkou případů, kdy je druhým prvkem teplotní čidlo prvního. Takové prvky není dovoleno plnit epoxidovou pryskyřicí nebo jinými sloučeninami. Dále musí být zajištěno proudění vzduchu do oblastí s vysokým ztrátovým výkonem a v případě potřeby nucené chlazení (až po chlazení odpařováním). Tak. Dohnal jsem strach, teď o práci.

ČTĚTE VÍCE
Je nutné hydroizolovat základy uvnitř domu?

3. Ohmův a Kirchhoffův zákon byly a budou základem pro vývoj jakéhokoli elektronického zařízení.

3.1. Ohmův zákon pro část obvodu

5-187-1.png

Síla proudu v sekci obvodu je přímo úměrná napětí aplikovanému na sekci a nepřímo úměrná odporu sekce. Na tomto principu je založena činnost všech omezovacích, zhášecích a předřadných odporů.

Tento vzorec je dobrý, protože „U“ může znamenat jak napětí na zátěži, tak napětí v části obvodu zapojeného do série se zátěží. Máme například žárovku 12V/20W a zdroj 17V, ke kterému potřebujeme tuto žárovku připojit. Potřebujeme rezistor, který sníží 17V na 12.

Ilustrace Ohmova zákona

Obr

Takže víme, že když jsou prvky zapojeny do série, napětí na nich se mohou lišit, ale proud je vždy stejný v jakékoli části obvodu. Vypočítejme proud spotřebovaný žárovkou:

5-187-3.png

5-187-4.png

To znamená, že přes rezistor protéká stejný proud. Jako napětí bereme úbytek napětí na zhášecím rezistoru, protože je to skutečně stejné napětí, které působí na tento rezistor ()

5-187-5.png

5-187-6.png

Z výše uvedeného příkladu je zcela zřejmé, že. Navíc to platí nejen pro rezistory, ale například i pro reproduktory, pokud si spočítáme, jaké napětí je potřeba přivést na reproduktor o daném výkonu a odporu, aby tento výkon vyvinul.

3.2. Ohmův zákon pro úplný obvod

Než k němu přistoupíme, musíme jasně pochopit fyzikální význam vnitřního a výstupního odporu. Předpokládejme, že máme nějaký zdroj EMF. Vnitřní (výstupní) odpor je tedy imaginární odpor zapojený do série s ním.

Ohmův zákon pro kompletní obvod

Obr

Ve skutečnosti ve zdrojích proudu přirozeně takové odpory nejsou, ale generátory mají odpor vinutí, zásuvky mají odpor vodičů, baterie mají odpor elektrolytu a elektrody atd. Při připojení zátěže se tento odpor chová úplně stejně jako sériově zapojený odpor.

5-187-8.png

kde: ε – EMF
I – síla proudu
R – zátěžová odolnost
r – odpor vnitřního zdroje

Ze vzorce je zřejmé, že s rostoucím vnitřním odporem výkon klesá v důsledku úbytku vnitřního odporu. To lze také vidět z Ohmova zákona pro část řetězu.

3.3 Kirchhoffovo pravidlo nás bude zajímat jediné: součet proudů vstupujících do obvodu je roven proudu (součtu proudů), který z něj odchází. Tito. bez ohledu na zatížení a bez ohledu na to, z kolika větví se skládá, bude síla proudu v jednom z napájecích vodičů rovna síle proudu ve druhém vodiči. Ve skutečnosti je tento závěr zcela zřejmý, pokud mluvíme o uzavřeném okruhu.

Vše se zdá být jasné se zákony proudění. Pojďme se podívat, jak to vypadá v reálném hardwaru.

4. Nádivka

Všechny napájecí zdroje jsou do značné míry podobné designem a základnou prvků. To je způsobeno skutečností, že celkově plní stejné funkce: změna napětí (vždy), usměrnění (nejčastěji), stabilizace (často), ochrana (často). Nyní se podívejme na způsoby, jak tyto funkce implementovat.

4.1. Změna napětí nejčastěji realizované pomocí různých transformátorů. Tato možnost je nejspolehlivější a nejbezpečnější. Existují také beztransformátorové napájecí zdroje. Ke snížení napětí využívají kapacitu kondenzátoru zapojeného do série mezi zdroj proudu a zátěž. Výstupní napětí takových napájecích zdrojů zcela závisí na zatěžovacím proudu a jeho přítomnosti. I při krátkodobém odstavení zátěže takové zdroje selžou. Kromě toho mohou pouze snížit napětí. Proto takové zdroje pro napájení REA nedoporučuji. Zaměřme se tedy na transformátory. Lineární zdroje využívají transformátory s frekvencí 50 Hz (frekvence průmyslové sítě). Transformátor se skládá z jádra, primárního vinutí a několika sekundárních vinutí. Střídavý proud vstupující do primárního vinutí vytváří magnetický tok v jádře. Tento tok, jako magnet, indukuje emf v sekundárních vinutích. Napětí na sekundárním vinutí je určeno počtem závitů. Poměr počtu závitů (napětí) sekundárního vinutí k počtu závitů (napětí) primárního vinutí se nazývá transformační poměr (η). Je-li η>1 transformátor se nazývá zvyšovací transformátor, jinak – klesající transformátor. Existují transformátory s η=1. Takové transformátory nemění napětí a slouží pouze pro galvanická izolace řetězy (obvody se považují za galvanicky izolované, pokud nemají přímý společný elektrický kontakt. Přestože jimi protékající proudy na sebe mohou působit. Například “Modrý Zub“nebo žárovka a solární baterie přivedená k ní nebo rotor a stator elektromotoru nebo neonová lampa přivedená k anténě vysílače). Proto nemá smysl je používat v napájení. Impulsní transformátory pracují na stejném principu, jen s tím rozdílem, že nejsou napájeny napětím přímo ze zásuvky. Nejprve se převede na impulsy vyšší frekvence (obvykle 15-20 kHz) a tyto impulsy se přivedou na primární vinutí transformátoru. Opakovací frekvence těchto pulzů se nazývá frekvence konverze pulzního napájení. S rostoucí frekvencí se zvyšuje indukční reaktance cívky, takže vinutí pulzních transformátorů obsahuje méně závitů ve srovnání s lineárními. Díky tomu jsou kompaktnější a lehčí. Pulzní zdroje se však vyznačují vyšší mírou rušení, horšími tepelnými podmínkami a jsou složitější v návrhu obvodu, tudíž méně spolehlivé.

ČTĚTE VÍCE
Jak dlouho může čerpací stanice fungovat bez přerušení?

4.2. Rovnání zahrnuje přeměnu střídavého (pulsního) proudu na stejnosměrný proud. Tento proces spočívá v rozkladu kladných a záporných půlvln na jejich příslušné póly. Existuje poměrně mnoho schémat, které vám to umožňují. Podívejme se na ty, které se používají nejčastěji.

4.2.1. Quatterbridge

Obvod půlvlnného usměrňovače

Obr

Nejjednodušší obvod půlvlnného usměrňovače. Funguje následovně. Kladná půlvlna prochází diodou a nabíjí C1. Záporná půlvlna je blokována diodou a obvod se zdá být přerušený. V tomto případě je zátěž napájena vybitím kondenzátoru. Je zřejmé, že pro provoz při 50 Hz musí být kapacita C1 relativně velká, aby byla zajištěna nízká úroveň zvlnění. Proto se obvod používá především ve spínaných zdrojích kvůli vyšší pracovní frekvenci.

4.2.2 Polomůstek (Latour-Delon-Grenachere zdvojovač)

Schéma polovičního mostu

Obr

Princip činnosti je podobný jako u čtvrtinového můstku, pouze zde jsou zapojeny do série. Kladná půlvlna prochází VD1 a nabíjí C1. Na záporné půlvlně se VD1 uzavře a C1 se začne vybíjet a záporná půlvlna prochází VD2. Mezi katodou VD1 a anodou VD2 se tedy objeví napětí, které je 2x vyšší než napětí sekundárního vinutí transformátoru (obr. 4a). Tento princip lze použít ke stavbě rozdělit БП. Toto je název pro napájecí zdroje, které produkují 2 napětí, která mají stejnou velikost, ale opačného znaménka (obr. 4b). Neměli bychom však zapomínat, že se jedná o 2 čtvrtinové můstky zapojené do série a kapacity kondenzátorů musí být dostatečně velké (vycházíme alespoň z 1000 μF na 1A proudového odběru).

4.2.3. Celý most

Nejběžnější obvod usměrňovače má nejlepší zatěžovací charakteristiky s minimální úrovní zvlnění a lze jej použít v unipolárních (obr. 5a) i dělených zdrojích (obr. 5b).

Můstkové usměrňovače

Obr

Obrázek 5c,d ukazuje činnost můstkového usměrňovače.

Jak již bylo zmíněno, různé obvody usměrňovače se vyznačují různými hodnotami faktoru zvlnění. Přesný výpočet usměrňovače obsahuje těžkopádné výpočty a v praxi je zřídka nutný, proto se omezíme na přibližný výpočet, který lze provést pomocí tabulky

Článek se bude zabývat výběrem napájecího zdroje (který se připojuje do sítě 230V nebo 400V AC).
Zdrojem se rozumí jak samostatné zařízení (adaptér), tak i součást zařízení. Transformátorový zdroj je zdroj založený na nízkofrekvenčním transformátoru. Impulsním rozumíme napájecí zdroj s obvodem pro generování vysokofrekvenčních impulsů a vysokofrekvenčním transformátorem (tlumivka v případě flybacku).

ČTĚTE VÍCE
Do kterého rohu mám dát překlad na garážová vrata?

Zařízení tedy navrhujete nebo už nějaké máte a potřebujete napájet ze sítě, tzn. potřebovat napájení. Jaký zdroj zvolit: transformátor nebo pulzní? Zde nelze jednoznačně odpovědět, každý typ napájecího zdroje má své výhody, nevýhody a vlastnosti, o kterých budeme hovořit v tomto článku.

Porovnáme a vybereme napájecí zdroj podle následujících hlavních kritérií:

— odpojení od sítě;
— pulsace a interference;
— stabilita výstupního napětí.

Odpojení od sítě

Předpokládá se, že zvolený zdroj zajišťuje galvanické oddělení od sítě. Který z těchto dvou typů napájecích zdrojů zajistí maximální izolaci?
Na první pohled je volba zřejmá – transformátorový zdroj, protože spínaný zdroj obsahuje Y kondenzátor (nebo dokonce několik) mezi vstupem a výstupem.

Teoreticky napájecí zdroj transformátoru poskytuje úplnou izolaci od sítě, ale v praxi tomu tak vždy není, zejména u toroidních transformátorů.

Při výrobě toroidních transformátorů se sekundární vinutí navine na primární a mezi nimi se vytvoří parazitní kondenzátor. V tomto případě je na parazitní kondenzátor přivedeno střídavé síťové napětí.
Bohužel výrobci hodnotu mezivinutí kapacity transformátorů nijak nenormalizují a lze ji zjistit až skutečným měřením „na místě“. Obecným trendem je, že čím vyšší výkon (velikost) transformátoru, tím vyšší kapacita mezi vinutími. Na hodnotu mezivinutí kapacity má kromě velikosti transformátoru vliv i kvalita izolace.

Například níže uvedená fotografie ukazuje výsledky měření kapacity mezi vinutími různých toroidních transformátorů. Kapacita byla měřena RLC metrem E7-22 při frekvenci 120 Hz.


U transformátorů tvaru W jsou obvykle primární a sekundární vinutí rozděleny do samostatných sekcí, takže hodnota kapacity mezi vinutími je mnohem menší.

Vraťme se ke spínání zdrojů. Typická hodnota kapacity Y kondenzátoru mezi vstupem a výstupem je 2,2 nF. Často se můžete setkat s vyšší hodnotou do 4,7 nF, méně často s nižší hodnotou 1 nF.
Napájecí zdroj na výkonném toroidním transformátoru mezi vstupem a výstupem tak může mít kapacitu srovnatelnou nebo dokonce větší než u kvalitního spínaného zdroje. Současně je známá přítomnost kapacity ve spínaném zdroji, ale tato vlastnost toroidního transformátoru není obvykle nikde uvedena.

Proč je tento kontejner „škodlivý“?
Za prvé, parazitní potenciál na výstupu vzhledem k zemi. Tento potenciál může být desítky voltů a pokud se dotknete výstupu napájecího zdroje (nebo jím napájeného zařízení) uzemněnou páječkou nebo jednoduše rukou, dojde k poruše zařízení.

U spínaných napájecích zdrojů, aby se snížil výstupní potenciál vzhledem k zemi a dále se snížilo rušení, jsou mezi výstupem a zemí instalovány kondenzátory. Doporučená celková kapacita kondenzátorů není větší než 20 nF.

Vzhledem k tomu, že uvedené kondenzátory nejsou instalovány ve všech spínaných zdrojích a hodnota mezivinutí kapacity pro toroidní transformátory není standardizována, doporučuje se při jejich použití zkontrolovat přítomnost parazitního potenciálu na výstupu. K tomu lze použít multimetr v režimu měření střídavého napětí a při zapnutém zdroji vzít jednu sondu do ruky (nebo ji připojit k zemi) a druhou připojit k výstupu zdroje.

Dalším negativním dopadem vinutí kapacity je pronikání síťového šumu. Spínané zdroje jsou v tomto případě ve výhodnější poloze, protože Ve většině případů mají nainstalovaný vstupní filtr. Tento filtr zabraňuje vstupu rušení do sítě ze spínaného zdroje a naopak.

Celkový. Při výběru zdroje, pokud požadujete maximální izolaci od sítě, je lepší použít transformátorový zdroj s jádrem III a oddělenými vinutími. Je třeba vzít v úvahu, že W transformátor má větší rozptylové pole a může indukovat rušení 50 Hz. V některých zvláště citlivých zařízeních jsou instalovány dva toroidní transformátory v sérii, což zajišťuje vysokou izolaci a nízké rušení 50 Hz.

ČTĚTE VÍCE
Která pračka spotřebuje méně elektřiny?

Zvlnění a rušení

Pojmy zvlnění a interference jsou si velmi blízké a mohou mít různé výklady. V tomto článku se zvlnění týká kolísání napětí / proudu způsobené přírodními procesy. Rušením se rozumí kolísání napětí/proudu (přepětí) způsobené různými „parazitními“ jevy. Například: kolísání napětí na výstupu zdroje za usměrňovačem a LC filtrem – zvlnění. Napěťové rázy způsobené spínacími spínači jsou rušení. Jiný příklad: kolísání napětí na výstupu zdroje transformátoru za usměrňovačem a filtrem o frekvenci 100 Hz – zvlnění indukované rozptylovým polem – kolísání napětí v obvodu – rušení. Zhruba řečeno, rušení je nepřirozené (rušivé) kolísání napětí.
Tato klasifikace nemusí být zcela vědecká a správná, umožňuje nám však zjednodušit prezentaci materiálu.

Nejprve se vypořádejme s pulzacemi.
V případě transformátorového zdroje je zvlnění výstupního napětí obvykle vyšší než u spínaného (stabilizovaného) zdroje. To je způsobeno nízkou frekvencí napěťových impulsů na výstupu usměrňovače napájení transformátoru. Nízkofrekvenční zvlnění napájecího zdroje transformátoru je však účinně potlačeno analogovými obvody (operační zesilovače, lineární stabilizátory atd.). Frekvence zvlnění spínaného zdroje je desítky a dokonce stovky kilohertzů. Stupeň potlačení takovýchto vysokofrekvenčních vlnění v napájení analogových obvodů je mnohem menší a mohou „pronikat“ do jejich výstupu. Například v obvodu vstupní cesty ADC na operačním zesilovači může zvlnění napájecího zdroje překrývat užitečný signál. Pro potlačení vysokofrekvenčního zvlnění v napájecích obvodech operačních zesilovačů se často používají RC filtry: rezistor s odporem 10-100 Ohmů a keramický kondenzátor o kapacitě 0,1-10 μF. Pokud je nutné snížit zvlnění spínaného zdroje v silovém obvodu, pak se používají přídavné LC filtry.

S rušením je situace mnohem horší.
Pokud lze velikost zvlnění více či méně analyzovat ve fázi návrhu, pak je obtížné odhadnout velikost interference.

U transformátorového napájení vzniká rušení svodovým polem transformátoru, u toroidních transformátorů je menší au transformátorů tvaru W větší. Tímto rušením trpí zejména analogové obvody, které zpracovávají nízkoúrovňové signály (přesné multimetry, audio zesilovače, rádiová zařízení). Pro potlačení rušení od nízkofrekvenčního transformátoru se používají stínící pláště (plášť) z oceli nebo cínu.

U spínaných zdrojů vzniká hlavní šum při spínání tranzistorů a obnově diod. Potlačování těchto interferencí je velmi široké a dosti nudné téma. Mnohem užitečnější bude zvažovat topologie (typy) spínaných zdrojů z hlediska generování šumu.

Spínané zdroje Flyback jsou z hlediska rušení nejhorší volbou. Tyto spínané napájecí zdroje jsou mimo jiné nejvíce náchylné na silný pulzní šum. K návrhu a výběru takového zdroje je třeba přistupovat opatrněji, zvláště pokud se jeho výkon pohybuje v desítkách wattů.

Polomůstkové a celomůstkové spínané zdroje jsou nejlepší volbou z hlediska rušení. Zdroje této topologie mají obvykle nižší hlučnost. Speciálním případem polomůstkových a můstkových spínaných zdrojů jsou rezonanční obvody, ve kterých jsou tranzistory spínány při nulovém napětí nebo proudu, díky čemuž je výsledné rušení minimální.

Jiné topologie spínaných zdrojů zaujímají mezipolohu mezi obvody flyback a half-bridge (most).
Tato klasifikace by neměla být brána doslovně, množství rušení silně závisí na implementaci a při špatném provedení může rezonanční obvod „šumit“ více než dobře navržený a vyrobený flyback.

Celkový. Při výběru zdroje je třeba vzít v úvahu, že rušení od spínaných zdrojů je větší než od transformátorových, ale rušení od spínaných zdrojů je vyšší frekvence (obvykle desítky megahertzů) a krátkého trvání. Pokud je rušení z transformátorové jednotky slyšet v doslovném smyslu, pak rušení ze spínaných zdrojů lze vidět pouze osciloskopem. To neznamená, že rušení ze spínaných zdrojů lze ignorovat, jeho silná úroveň může narušit činnost digitálních obvodů a způsobit rušení rádia. Je ale třeba mít na paměti, že v mnoha případech nevýznamná míra rušení dobře navrženým spínaným zdrojem nemá zásadní vliv na provoz zařízení (a sousedních zařízení).

Stabilita výstupního napětí

Vybereme zdroj pro konkrétní zařízení a ten má rozsah vstupního napětí, při kterém bude správně fungovat.

ČTĚTE VÍCE
K čemu lze screening využít?

Napětí na výstupu napájecího zdroje transformátoru se může ve značném rozsahu měnit. Změny napětí jsou způsobeny jak změnami napájecího napětí, tak změnami zátěže. Závislost výstupního napětí na zátěži je zvláště silná u transformátorů s nízkým výkonem.

Uvažujme příklad transformátorové jednotky na transformátoru TP-121-4.
Zdrojová data:
— jmenovité výstupní napětí transformátoru při volnoběhu 16,4V;
— jmenovité výstupní napětí transformátoru při zatížení je 11,2V.
— odchylka síťového napětí +-10 % (GOST 29322-2014).

Maximální napětí na výstupu napájecího zdroje bude v klidovém stavu při maximálním síťovém napětí. Uvažujeme Uout = 16,4*1,1*1,4 = 25,3V.
Minimální napětí na výstupu zdroje bude při maximální zátěži a minimálním síťovém napětí. Uvažujeme Uout = 11,2*0,9*1,4=14,1V. Ve skutečnosti při zatížení bude napětí ještě nižší kvůli poklesu napětí na diodách a kvůli skutečnosti, že skutečná amplituda proudových impulsů ve vinutí bude vyšší než jmenovité hodnoty (kapacita usměrňovače je nabíjené krátkými pulzy), a proto bude úbytek napětí na vinutích vyšší než vypočtené.

Z výpočtu vyplývá, že napětí na výstupu transformátorového zdroje se výrazně mění v závislosti na zátěži a síťovém napětí, v uvažovaném příkladu téměř dvakrát. Pokud chcete získat stabilnější (pevné) napětí, pak je nutné použít další stabilizátory napětí. Při použití lineárních stabilizátorů dochází vlivem velkého rozptylu vstupního napětí ke značným tepelným ztrátám. Při použití pulzních snižujících převodníků jsou ztráty výrazně nižší, ale zvětšují se rozměry a náklady a přidává se potřeba dodatečného filtrování zvlnění vf pro citlivé analogové obvody.

Napětí na výstupu spínaného zdroje je stabilizované (pokud se jedná o stabilizovaný zdroj a ne „elektronický transformátor“ na IR2153), při změně zátěže nebo napětí sítě se výstupní napětí mírně mění. Pokud má blok několik výstupů, pak se stabilizační obvod uzavře podle nejvýkonnějšího z nich a poté se podmíněně stabilizují zbývající (další) kanály. Napětí na přídavných výstupech se mění v závislosti na zátěži, ale tyto změny nejsou tak výrazné jako u transformátorové jednotky, obvykle kolísání napětí nepřesahuje +-0,5V a pokud jsou tyto výkyvy kritické, lze nainstalovat další stabilizátor, a jmenovité napětí lze zvolit tak, aby tepelné ztráty byly zanedbatelné.

Celkový. Napětí na výstupu transformátorového zdroje se výrazně mění v závislosti na napětí sítě a zatížení, zejména u jednotek s nízkým výkonem. U spínaných zdrojů je výstupní napětí pro hlavní kanál (přes který je uzavřen stabilizační obvod) stabilizováno a změna napětí v dalších kanálech je nevýznamná. To vám umožní snížit celkový počet stabilizátorů v okruhu a v některých případech je úplně odstranit.

Závěr

Při výběru napájecího zdroje se doporučuje dodržovat následující pravidla.

Transformátorové zdroje jsou výhodné pro napájení zařízení s nízkou spotřebou, která vyžadují dobré galvanické oddělení od sítě, minimální zvlnění a rušení. Při použití transformátorových zdrojů je třeba počítat s výraznou změnou výstupního napětí při změně síťového napětí a zátěže. Transformátor ve tvaru W poskytuje větší galvanické oddělení od sítě ve srovnání s toroidním, ale má větší rozptylové pole a může vyžadovat stínění v citlivých obvodech.

Spínané zdroje je třeba vybírat pečlivě a upřednostňovat kvalitní a osvědčené modely. Rušení z dobře navržených a vyrobených spínaných zdrojů nebude mít ve většině případů na zařízení významný dopad. Při napájení analogových obvodů může na jejich výstup pronikat vysokofrekvenční zvlnění spínaných zdrojů, v těchto případech se používají přídavné RC nebo LC filtry. Při výběru výkonného spínaného zdroje (více než 100W) by měla být dána přednost polomůstkovým a mostovým topologiím.

Obecně závěr z článku je, že spínané zdroje jsou ve většině případů lepší než transformátorové. Při současné úrovni technologie to platí, pokud je spínaný zdroj kvalitní. Ale pro jednorázová nebo maloobjemová zařízení se z hlediska nákladů na vývoj může ukázat jako výhodnější transformátorový zdroj se všemi svými nedostatky, zejména ve spojení se snižujícím stabilizátorem.