ELN2

ELN2

Porovnajte analógové a impulzné zdroje z rôznych hľadísk. Nakreslite schému vybraného impulzného zdroja a popíšte ju.

SPÍNANÉ ZDROJE

• Pretože klasický analógový stabilizovaný zdroj má malú účinnosť (asi30 %), veľkú hmotnosť a rozmery, používajú sa u moderných spotrebičov spínané zdroje.
• Impulzné regulovateľné zdroje (swichted mode power supply) majú zhruba desaťkrát menšiu hmotnosť, trikrát menší objem a väčšiu účinnosť (~ 85 %).
• Vysoká účinnosť je dosahovaná náhradou odporovej regulácie spínaním, tj. rýchlym odpojovaním a pripojovaním zdroja k spotrebiču.
• Spínacími prvkami sú tyristory alebo tranzistory. Pokiaľ je potreba zmenšiť rozmery a hmotnosť zdroja, je potrebné zvýšiť kmitočet striedavého napätia.
• Napätie s vysokým kmitočtom možno transformovať miniatúrnym impulzným transformátorom s feritovým jadrom. Taktiež filtračné obvody majú malé rozmery.

Princíp činnosti spínaného zdroja popisuje obr. 6.29.

Obr. 6.29 Bloková schéma spínaného zdroja

Striedavé napätie 230 V/50 Hz sa najskôr usmerní a vyfiltruje.

Potom sa rozseká spínacím tranzistorom. Kmitočet spínania býva 20 až 100 kHz.

Premenné napätie sa transformuje impulzným transformátorom a rýchlym usmerňovačom sa usmerní. Vyfiltrované napätie sa sníma a v komparátore sa porovná s referenčnou hodnotou. Pri prípadnej odchýlke sa mení buď kmitočet, alebo častejšie četnosť (frekvencia) spínania tak, aby sa výstupné napätie stabilizovalo na požadovanú hodnotu. Pretože riadiaca slučka sa vracia na primárnu stranu transformátora, musí byť z bezpečnostných dôvodov galvanicky oddelená. To sa rieši buď ďalším transformátorom, alebo častejšie optočlenmi.

Spínané zdroje majú aj svoje nevýhody, medzi ktoré patria:

• vyššia cena,
• zložitosť,
• pomalšie reakcie na zmeny a prípadne i vysokofrekvenčné rušenie.

Najčastejšie sa tieto zdroje používajú pre veľké prúdy a malé napätia (napr. v počítačoch).

Príklad funkčného zapojenia spínaného zdroja (pre jednoduchosť bez riadiaceho obvodu) je na obr. 6.30.

Obr. 6.30 Príklad zapojenia spínaného zdroja

Činnosť:

Spínaný tranzistor VT je riadený (spínaný) impulzným napätím z riadiaceho obvodu. Pri zopnutí dôjde k zmene prúdu ako v primárnom, tak aj v sekundárnom vinutí impulzného transformátora. Výstupné napätie je dané vzájomnou polaritou oboch vinutí a usmerňovacou diódou VD5. V obrázku nie sú pre jednoduchosť zakreslené riadiace obvody (viď obr. 6.29), ktoré zaisťujú výrobu impulzného napätia, jeho kmitočet, prípadne početnosť spínania, sú riadené veľkosťou výstupného napätia.

Kontrolné otázky – test T5:

1. Aké časti má napájací zdroj?

2. Čo spôsobuje kolísanie napätia na výstupe usmerňovača?

3. Aké súčiastky sú používané v usmerňovačoch?

4. Vymenujte druhy jednofázových usmerňovačov!

5. Koľko percent výkonu sa prenesie do záťaže jednocestným usmerňovačom?

6. Čo spôsobí kondenzátor na výstupe usmerňovača?