Stromquellen befinden sich in Computern, IP-Kameras, Zugangskontrollsystemen, IP-Pagern und Türsprechern. Es ist einer der am meisten unterschätzten Teile eines Computersystems. Ein Netzteil ist ein Gerät, mit dem Energie aus einer Steckdose in Energie umgewandelt wird, die in vielen Teilen eines elektrischen Geräts verwendet werden kann.
Jedes Netzteil muss die angeschlossene Last tragen zu ihr. Je nach Ausführung kann ein Netzteil Strom aus vielen verschiedenen Quellen beziehen, einschließlich Stromübertragungssystemen und -systemen elektromechanisch wie Generatoren und Wechselrichter, Solarwechselrichter, Energiespeicher wie Batterien und Brennstoffzellen oder andere Energiequellen.
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Was ist ein Netzteil?
Ein Netzteil ist ein Gerät, das Netzstrom in Strom umwandelt, der von einem Gerät wie einem Computer verwendet werden kann. Eine Stromquelle wandelt Wechselstrom (AC) in Gleichstrom um (DC) liefert ein konstantes Niveau der Ausgangsspannung und regelt oder hält die Ausgangsspannung unter verschiedenen Lastbedingungen aufrecht.
Es „füttert“ eigentlich nicht die Energie, sondern konvertiert oder modifiziert es für die Verwendung in einem elektronischen Gerät. Beispielsweise wandelt ein Computer-Netzteil 120 VAC in eine niedrige Spannung von 5 VDC oder 12 VDC um.
Das Netzteil muss auch die Ausgangsspannung so regeln, dass sie nicht mehr als ein paar Prozent schwankt. Ebenfalls Enthält normalerweise einen Strombegrenzungsschalter das schießt hoch (wie ein Sicherung) wenn ein übermäßiger Laststrom festgestellt wird. Dies schützt das Ladegerät vor Beschädigungen.
Teile eines Netzteils
Das Netzteil besteht aus vier Hauptteilen.
- Transformator: Stellen Sie die Wechselspannung auf einen für die Stromquelle geeigneten Wert ein.
- Gleichrichter: Wandelt das Wechselstromsignal so um, dass es immer positiv ist (Gleichstrom).
- Filter: Unterdrückt Signalunregelmäßigkeiten.
- Regler: Passt die DC-Ausgangsspannung an, um den gewünschten Pegel (12 VDC) beizubehalten. Hält trotz Laständerungen eine konstante Spannung aufrecht.
Klassifizierung von Netzteilen und ihren verschiedenen Typen
Hier werden wir die verschiedenen diskutieren Arten von Netzteilen die auf dem Weltmarkt existiert haben.
1. Variable Wechselstromversorgung
Verwendung eines Transformators ermöglicht die Erzeugung mehrerer Wechselspannungen. Ein Transformator kann mehrere Wicklungen oder Abgriffe haben. In diesem Fall verwendet das Gerät Schalter, um verschiedene Spannungspegel auszuwählen.
Ein einstellbarer Leistungstransformator (einstellbarer Spartransformator) kann ebenfalls verwendet werden, um die Spannung gleichmäßig zu variieren. Einige variable Wechselstromversorgungen Meter einschließen zur Steuerung von Spannung, Strom und / oder Leistung.
2. Ungeregelte lineare Stromversorgung
Ungeregelte Netzteile enthalten einen Abwärtstransformator, einen Gleichrichter, einen Filterkondensator und einen Luftwiderstand. Aufgrund seiner Einfachheit ist diese Art von Schriftart Essen ist das billigste und zuverlässigste für kleinen Energiebedarf.
Der Hauptnachteil ist, dass die Ausgangsspannung nicht konstant ist; variiert mit der Eingangsspannung und dem Laststrom und die Welligkeit ist nicht für elektronische Anwendungen geeignet. Die Welligkeit kann reduziert werden Ersetzen des Filterkondensators durch einen LC-Filter (induktiver Kondensator), aber die Kosten steigen.
Eingangstransformator
Der Eingangstransformator wird verwendet, um die Eingangsleitungsspannung umzuwandeln bei der erforderlichen Leistung. Es trennt auch den Ausgangsstromkreis vom Stromnetz. Hier wird ein Abwärtstransformator verwendet.
Gleichrichter
Ein Gleichrichter wird verwendet, um das Eingangssignal von AC in DC umzuwandeln. Es gibt verschiedene Arten von Gleichrichtern, Halbwellengleichrichter und Vollweggleichrichter.
Filterkondensator
Der gepulste Gleichstrom vom Gleichrichter wird in einen Kondensator eingeführt Interferenzunterdrückung. Beseitigen Sie unerwünschte Pulsationen durch gepulsten Gleichstrom.
Abflusswiderstand
Auch Blutungsresistenz wird Widerstand gegen Leistungsverlust genannt. Wird an Filterkondensatoren angeschlossen, um die angesammelte Ladung abzuleiten und die Stromversorgung nicht zu stören.
3. Programmierbare Netzteile
Diese Art der Stromversorgung ermöglicht die Fernsteuerung über einen analogen Eingang oder digitale Schnittstellen wie GPIB oder RS232. Die gesteuerten Eigenschaften dieses Netzteils sind Strom, Spannung und Frequenz.
Diese Art von Netzteilen werden in verschiedenen Anwendungen eingesetztwie Halbleiterherstellung, Röntgengeneratoren, Überwachung des Kristallwachstums und automatisierte Gerätetests.
Typischerweise sind diese Arten von Netzteilen Verwenden Sie einen großen Mikrocomputer um den Betrieb des Netzteils zu regeln und zu steuern. Ein Computerschnittstellen-Netzteil verwendet Standard- (oder proprietäre) Kommunikationsprotokolle und Instrumentensteuerungssprachen wie z SCPI (Standardbefehle für programmierbare Instrumente).
4. Stromversorgung des Computers
Die Stromversorgung eines Computers ist der Teil eines Geräts, der elektrische Energie aus einer Steckdose in nützliche Energie für verschiedene Teile des Computers umwandelt. Wandelt Wechselstrom in Gleichstrom um.
Ebenfalls steuert die Überhitzung Durch Einstellen der Spannung, die je nach Stromquelle manuell oder automatisch umgeschaltet werden kann. Ein Netzteil oder ein Stromrichter werden auch als Wandler oder Netzteile bezeichnet.
In einem Computer gibt es die internen Komponenten wie Gehäuse, Motherboards und Netzteile in verschiedenen Konfigurationen und Größen, die als Formfaktor bezeichnet werden. Diese drei Komponenten müssen so dimensioniert sein, dass sie gut zusammenarbeiten.
5. Einstellbare lineare Netzteile
Einstellbare lineare Netzteile sind die gleichen wie Netzteile linear ungeregeltaußer dass ein 3-poliger Regler anstelle eines Luftwiderstands verwendet wird. Der Hauptzweck dieser Stromversorgung besteht darin, die von der Last benötigte Dauerspannung bereitzustellen.
Das Gleichstromnetzteil verwendet das Wechselstromnetzteil als Eingang. Die verschiedenen Anwendungen erfordern unterschiedliche Spannungspegel Zuschreibung, aber Gleichstromversorgungen liefern genaue Ausgangsspannung.
Diese Spannung wird von elektronischen Schaltungen gesteuert, um eine konstante Ausgangsspannung über einen weiten Bereich von Ausgangslasten bereitzustellen.
Eigenschaften
Das Hauptmerkmale dieser Quelle Fütterung sind wie folgt.
- Der Wirkungsgrad dieses Netzteils liegt zwischen 20 und 25%.
- Die in diesem Netzteil verwendeten magnetischen Materialien sind CRGO- oder Stalloy-Kern.
- Es ist zuverlässiger, weniger kompliziert und sperrig.
- Bietet eine schnellere Reaktionszeit.
Die Hauptvorteile von linearen Netzteilen sind Zuverlässigkeit, Einfachheit, niedrige Kosten und geringes Rauschen. Neben diesen Vorteilen gibt es jedoch auch einige Nachteile.
Sie eignen sich besser für verschiedene Anwendungen mit geringem Stromverbrauch. Wenn jedoch eine hohe Leistung erforderlich ist, werden die Nachteile größer.
Die Nachteile Von diesen Netzteilen sind hoher Wärmeverlust, Größe und geringer Wirkungsgrad. Bei Verwendung von linearen Netzteilen in Hochleistungsanwendungen werden große Komponenten benötigt, um diese anzutreiben.
Filter
Nach dem Gleichrichten eines Wechselstromsignals es ist notwendig, den Strom zu glätten Mach weiter Spannungsschwankungen zu beseitigen. Hierfür werden häufig große Kondensatoren verwendet.
Spannungsregler
Ein Linearregler besteht aus einem aktiven Gerät (BJT oder MOSFET) mit einer Bandbreite (seriell oder Shunt), die von einem Differenzverstärker mit hoher Verstärkung gesteuert wird.
Vergleichen Sie die Ausgangsspannung mit einer genauen Referenzspannung und stellt das Bandpassgerät ein eine konstante Ausgangsspannung zu erzeugen. Es gibt zwei Grundtypen von linearen Netzteilen.
Serienregler
Dies ist der am häufigsten in linearen Netzteilen verwendete Regler. Wie der Name schon sagt, die Schaltung enthält eine seriell angeschlossene Komponente und sein Widerstand wird durch die Reglerelektronik variiert, um die richtige Ausgangsspannung für den verbrauchten Strom bereitzustellen.
Shunt-Regler
Der Shunt-Regler wird weniger als Hauptelement innerhalb eines Spannungsreglers verwendet. Darin wird ein variables Element über die Last gelegt. Es gibt einen Quellwiderstand, der in Reihe mit dem Eingang und dem Regler-Shunt geschaltet ist wird variiert, um sicherzustellen, dass die Spannung während der gesamten Last bleibt es konstant.
6. Schaltnetzteil (SMPS)
Das SMPS verfügt jedoch über einen Gleichrichter, einen Filterkondensator, einen Serientransistor, einen Regler und einen Transformator ist komplexer als die anderen Netzteile das haben wir kommentiert.
Das obige Diagramm ist ein einfaches Blockdiagramm. Die Wechselspannung wird mittels eines Reaktanztransistors und eines Reglers auf eine ungeregelte Gleichspannung gleichgerichtet. Diese kontinuierliche Spannung ist in eine hochfrequente Gleichspannung unterteiltDadurch können ein viel kleinerer Transformator und ein viel kleineres Netzteil verwendet werden.
Der Nachteil dieser Art der Stromversorgung ist, dass alle Transformatoren speziell angefertigt werden müssen und die Komplexität der Stromversorgung Nicht für Anwendungen mit geringem Stromverbrauch geeignet oder niedriger Strom.
7. Unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV)
Ein Wechselrichter ist eine Standby-Stromquelle, die genügend Zeit für ein normales Herunterfahren eines Systems oder für den Betrieb eines Standby-Generators bei Stromausfall oder Überlastung bietet.
Eine USV ist in der Regel bestehend aus einem Akkupack und Schaltkreisen Erkennung und Leistungskonditionierung.
8. Gleichstromversorgung
Ein Gleichstromnetzteil ist ein Netzteil, das seine Last mit einer konstanten Gleichspannung versorgt. Je nach Zeitpunkt kann eine Gleichstromversorgung erfolgen von einem DC-Netzwerk geliefert oder von einem Wechselstromnetzwerk, z. B. einer Netzwerkstromquelle.
Wir sprechen über verschiedene Arten von Netzteilen, wie lineare Netzteile, Schaltnetzteile und unterbrechungsfreie Netzteile.
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