Bộ nguồn là bộ phận phần cứng dùng để biến đổi nguồn điện cung cấp từ ổ cắm thành nguồn điện sử dụng được cho nhiều bộ phận bên trong thiết bị điện. Mọi nguồn cung cấp năng lượng đều phải thúc đẩy tải của nó, được kết nối với nó. Tùy thuộc vào thiết kế của nó, một đơn vị cung cấp điện có thể nhận được năng lượng từ các loại nguồn năng lượng khác nhau, như hệ thống truyền tải năng lượng điện , hệ thống cơ điện như máy phát điện và máy phát điện, bộ chuyển đổi năng lượng mặt trời, thiết bị lưu trữ năng lượng như pin và tế bào nhiên liệu, hoặc nguồn cung cấp năng lượng khác. Có hai loại nguồn điện tồn tại, nguồn AC và DC. Dựa trên thông số kỹ thuật về điện của thiết bị điện, thiết bị có thể sử dụng nguồn AC hoặc nguồn DC.
Nguồn điện là gì?
Bộ nguồn có thể được định nghĩa vì nó là một thiết bị điện dùng để cung cấp điện cho các tải điện. Chức năng chính của thiết bị này là thay đổi dòng điện từ nguồn thành điện áp, tần số và dòng điện chính xác để cung cấp cho tải. Đôi khi, những nguồn cung cấp năng lượng này có thể được đặt tên là bộ chuyển đổi năng lượng điện. Một số loại vật tư là các phần tải riêng biệt, trong khi một số loại khác được chế tạo thành các thiết bị mà chúng kiểm soát.
Sơ đồ khối cung cấp điện
Mạch nguồn được sử dụng trong các thiết bị điện & điện tử khác nhau. Các mạch cung cấp điện được phân thành nhiều loại khác nhau dựa trên công suất mà chúng sử dụng để cung cấp cho các mạch hoặc thiết bị. Ví dụ, các mạch dựa trên vi điều khiển nói chung là mạch cung cấp nguồn được điều chỉnh 5V DC (RPS), có thể được thiết kế với sự trợ giúp của phương pháp khác nhau để thay đổi nguồn từ 230V AC sang 5V DC.
Sơ đồ khối cung cấp điện và từng bước chuyển đổi từ 230V AC sang 12V DC được thảo luận dưới đây.
- Một biến áp bước xuống chuyển đổi AC 230V thành 12v.
- Bộ chỉnh lưu cầu được sử dụng để thay đổi AC thành DC
- Một tụ điện được sử dụng để lọc các gợn sóng xoay chiều và cung cấp cho bộ điều chỉnh điện áp.
- Cuối cùng bộ điều chỉnh điện áp điều chỉnh điện áp thành 5V và cuối cùng, một diode chặn được sử dụng để lấy dạng sóng xung.
Sơ đồ khối cung cấp điện
Phân loại nguồn điện và các loại khác nhau của nó
Ở đây chúng ta sẽ thảo luận về các loại nguồn cung cấp điện khác nhau đã tồn tại trên thế giới thị trường. Bảng dưới đây cho biết các loại nguồn cấp cơ bản cho các điều kiện sau.
OUTPUT = DC | OUTPUT = AC | |
INPUT = AC |
|
|
INPUT = DC |
|
|
Nguồn điện xoay chiều có thể thay đổi
Các điện áp xoay chiều khác nhau được tạo ra bằng cách sử dụng máy biến áp. Máy biến áp có thể có nhiều cuộn dây hoặc vòi, trong trường hợp đó thiết bị sử dụng công tắc để chọn các mức điện áp khác nhau. Ngoài ra, một máy biến áp biến đổi (máy biến áp tự động điều chỉnh) có thể được sử dụng để liên tục thay đổi điện áp. Một số nguồn cung cấp AC thay đổi được bao gồm đồng hồ đo để theo dõi điện áp, dòng điện và / hoặc nguồn.
Nguồn điện xoay chiều có thể thay đổi
Cung cấp điện tuyến tính không được kiểm soát
Nguồn điện không được kiểm soát bao gồm một máy biến áp hạ bậc, bộ chỉnh lưu, tụ lọc và một điện trở chảy. Đây là loại nguồn, vì tính đơn giản, ít tốn kém nhất và đáng tin cậy nhất cho các yêu cầu công suất thấp. Nhược điểm chính là điện áp đầu ra không cố định. Nó sẽ thay đổi theo điện áp đầu vào và dòng tải, và gợn sóng không thích hợp cho các ứng dụng điện tử. Có thể giảm độ gợn sóng bằng cách thay đổi tụ lọc sang bộ lọc LC (tụ điện cảm ứng), nhưng chi phí sẽ cao hơn.
Cung cấp điện tuyến tính không được kiểm soát
Biến áp đầu vào
Biến áp đầu vào được sử dụng để biến đổi điện áp đường dây đến xuống mức yêu cầu của nguồn điện. Nó cũng cách ly mạch đầu ra khỏi nguồn cung cấp đường dây. Ở đây chúng tôi đang sử dụng biến áp bước xuống .
Chỉnh lưu
Bộ chỉnh lưu được sử dụng để chuyển đổi tín hiệu đến từ định dạng AC thành DC thô. Vui lòng tham khảo các liên kết này, Các loại chỉnh lưu khác nhau có sẵn chỉnh lưu nửa sóng và chỉnh lưu toàn sóng .
Tụ lọc
DC tạo xung từ bộ chỉnh lưu được đưa đến tụ điện làm mịn. Nó sẽ loại bỏ các gợn sóng không mong muốn trong DC xung.
Điện trở Bleeder
Điện trở Bleeder còn được gọi là điện trở xả nguồn. Nó được kết nối qua các tụ lọc để tiêu hao điện tích dự trữ của chúng để nguồn cung cấp hệ thống điện không gây nguy hiểm.
Nguồn điện lập trình
Loại bộ nguồn này cho phép điều khiển từ xa hoạt động của nó thông qua đầu vào tương tự, nếu không thì các giao diện kỹ thuật số như GPIB hoặc RS232. Các thuộc tính được kiểm soát của nguồn cung cấp này bao gồm dòng điện, điện áp, tần số. Những loại vật tư này được sử dụng trong một loạt các ứng dụng như chế tạo chất bán dẫn, máy phát tia X, theo dõi sự phát triển của tinh thể, kiểm tra thiết bị tự động.
Nói chung, các loại bộ nguồn này sử dụng một máy vi tính cần thiết để điều khiển cũng như giám sát hoạt động của bộ nguồn. Nguồn điện được cung cấp với giao diện của máy tính sử dụng các giao thức giao tiếp tiêu chuẩn (hoặc) độc quyền và ngôn ngữ điều khiển thiết bị như SCPI (tiêu chuẩn-lệnh-cho-công cụ có thể lập trình)
Nguồn điện máy tính
Bộ cấp nguồn trong máy tính là một phần của phần cứng được sử dụng để thay đổi nguồn điện được cung cấp từ ổ cắm thành nguồn điện có thể sử dụng cho một số bộ phận của máy tính. Nó biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều
Nó cũng kiểm soát quá nhiệt thông qua kiểm soát điện áp, có thể sửa đổi thủ công hoặc tự động dựa trên nguồn điện. PSU hoặc bộ cấp nguồn còn được gọi là bộ chuyển đổi điện năng hoặc bộ nguồn.
Trong một máy tính, các thành phần bên trong như vỏ máy, bo mạch chủ và bộ nguồn đều có sẵn ở các cấu hình, kích thước khác nhau được gọi là hệ số hình thức. Tất cả ba thành phần này phải được kết hợp tốt để hoạt động thích hợp với nhau.
Cung cấp điện tuyến tính điều chỉnh
Bộ nguồn tuyến tính có điều chỉnh giống như bộ nguồn tuyến tính không được điều chỉnh ngoại trừ một bộ điều chỉnh 3 đầu cuối được sử dụng thay thế cho điện trở chảy. Mục đích chính của nguồn cung cấp này là cung cấp mức công suất DC cần thiết cho tải. Nguồn điện một chiều sử dụng nguồn điện xoay chiều làm đầu vào. Các ứng dụng khác nhau yêu cầu các mức điện áp thuộc tính khác nhau, nhưng ngày nay các bộ nguồn DC cung cấp điện áp đầu ra chính xác. Và điện áp này được điều chỉnh bởi một mạch điện tử để nó cung cấp điện áp đầu ra không đổi trên một loạt các tải đầu ra.
Sơ đồ khối cung cấp điện được điều chỉnh
Dưới đây là sơ đồ mạch cơ bản cho Nguồn điện tuyến tính được điều chỉnh dưới đây.
Cung cấp điện tuyến tính điều chỉnh
Các tính năng chính của bộ nguồn này bao gồm những điều sau đây.
- Hiệu suất của bộ nguồn này nằm trong khoảng từ 20 đến 25%
- Vật liệu từ tính được sử dụng trong bộ nguồn này là lõi CRGO hoặc Stalloy.
- Nó đáng tin cậy hơn, ít phức tạp và cồng kềnh hơn.
- Nó cung cấp một phản hồi nhanh hơn.
Những ưu điểm chính của nguồn điện tuyến tính bao gồm độ tin cậy, đơn giản, chi phí thấp và mức độ tiếng ồn thấp. Cùng với những lợi ích này, có một số nhược điểm như
Đây là cách tốt nhất cho một số ứng dụng công suất thấp, do đó khi yêu cầu công suất cao thì các nhược điểm trở nên rõ ràng hơn. Những nhược điểm của bộ nguồn này bao gồm sự thất thoát nhiệt cao, kích thước và mức hiệu suất thấp. Bất cứ khi nào nguồn điện tuyến tính được sử dụng trong các ứng dụng công suất cao, nó đòi hỏi các thành phần lớn để quản lý nguồn điện.
Làm mịn
Sau khi được chỉnh lưu từ tín hiệu AC, DC cần được làm mịn để loại bỏ mức điện áp thay đổi. Các tụ điện có giá trị lớn thường được sử dụng cho mục đích này.
Bộ điều chỉnh điện áp
Bộ điều chỉnh tuyến tính có thiết bị vượt qua (BJT hoặc MOSFET) tích cực (nối tiếp hoặc shunt) được điều khiển bởi bộ khuếch đại vi sai có độ lợi cao. Nó so sánh điện áp đầu ra với điện áp tham chiếu chính xác và điều chỉnh thiết bị vượt qua để duy trì điện áp đầu ra ở mức không đổi. Có hai loại nguồn điện tuyến tính chính. Đọc thêm về Các loại bộ điều chỉnh điện áp khác nhau với nguyên lý làm việc .
Bộ điều chỉnh dòng
Đây là bộ điều chỉnh được sử dụng rộng rãi nhất cho các bộ nguồn tuyến tính. Như tên của nó, một phần tử nối tiếp được đặt trong mạch như thể hiện trong hình dưới đây và điện trở của nó thay đổi thông qua thiết bị điện tử điều khiển để đảm bảo rằng điện áp đầu ra chính xác được tạo ra cho dòng điện được sử dụng.
Khái niệm về Bộ điều chỉnh điện áp dòng hoặc Bộ điều chỉnh dòng qua
Bộ điều chỉnh Shunt
Bộ điều chỉnh shunt ít được sử dụng rộng rãi như phần tử chính trong bộ điều chỉnh điện áp. Trong đó, một phần tử biến đổi được đặt trên tải như hình dưới đây. Có một điện trở nguồn được đặt nối tiếp với đầu vào và bộ điều chỉnh shunt được thay đổi để đảm bảo rằng điện áp trên tải không đổi.
Bộ điều chỉnh điện áp Shunt với phản hồi
Nguồn cung cấp chế độ chuyển đổi (SMPS)
SMPS có bộ chỉnh lưu, tụ lọc, bóng bán dẫn nối tiếp, bộ điều chỉnh, biến áp, nhưng phức tạp hơn các bộ nguồn khác mà chúng ta đã thảo luận.
Chế độ chuyển đổi Nguồn cung cấp
Sơ đồ hiển thị ở trên là một sơ đồ khối đơn giản. Điện áp xoay chiều được chỉnh lưu thành điện áp một chiều không điều chỉnh, với bóng bán dẫn nối tiếp và bộ điều chỉnh. DC này được cắt thành điện áp tần số cao không đổi, cho phép giảm kích thước của máy biến áp một cách đáng kể và cho phép cung cấp năng lượng nhỏ hơn nhiều. Nhược điểm của loại nguồn cung cấp này là tất cả các máy biến áp phải được chế tạo theo yêu cầu và sự phức tạp của nguồn điện không phù hợp với các ứng dụng sản xuất thấp hoặc tiết kiệm điện. Vui lòng tham khảo liên kết này để Biết tất cả về SMPS .
Nguồn cung cấp chế độ chuyển đổi (SMPS)
Nguồn điện liên tục (UPS)
UPS là nguồn điện Dự phòng, trong trường hợp mất điện hoặc biến động, cho phép đủ thời gian để hệ thống tắt có trật tự hoặc để máy phát điện dự phòng khởi động. UPS thường bao gồm một ngân hàng pin có thể sạc lại và mạch điện điều hòa và cảm biến nguồn. Hơn nữa, đọc về sơ đồ mạch UPS và các loại khác nhau, vui lòng tham khảo liên kết này để đọc thêm về Sơ đồ mạch UPS và hoạt động .
Nguồn điện liên tục (UPS)
Nguồn điện DC
Nguồn điện một chiều là nguồn cung cấp điện áp một chiều phù hợp cho tải của nó. Dựa trên kế hoạch của nó, nguồn điện một chiều có thể được điều khiển từ nguồn điện một chiều hoặc từ nguồn điện xoay chiều như nguồn điện lưới.
Nguồn điện DC
Đây là tất cả về các loại nguồn cung cấp khác nhau, bao gồm nguồn điện tuyến tính, nguồn điện chế độ chuyển đổi, nguồn điện liên tục. Hơn nữa, để triển khai điện tử và dự án điện hoặc mọi thông tin liên quan đến các loại bộ nguồn rơi miễn phản hồi để các bạn góp ý, nhận xét trong phần bình luận bên dưới.
