Джерело живлення 12в і 24в: принцип дії, вибір

1. Принцип дії
2. принципові схеми
3. Випрямлячі напруги
4. різновиди
5. Вибір джерела живлення
6. Згідно зі схемою зміни напруги
7. Згідно області застосування

Наша сеть партнеров Banwar

Джерелом живлення називається електрообладнання, що застосовується для відтворення електричної енергії або перетворення її основних характеристик.

Джерело живлення 12в 10а часто використовується в побутових умовах. Він дозволяє заряджати акумуляторні батареї, забезпечувати роботу приладів освітлення, бути елементом джерела безперебійного живлення комп'ютера. Якість питомого джерела впливає на якість його роботи або на саму роботу пристрою.

Принцип дії

Щоб зрозуміти принцип роботи джерела живлення, необхідно розглянути структурну схему (рис.1). Вона складається з:

Мал. 1 Джерело живлення 12 вольт

• Випрямляча мережевого (СВ). Виробляє трансформацію змінного струму в постійний. Таким чином він забезпечує згладжування імпульсів напруг.
• Перетворювача високочастотного (ВЧП). Його основне завдання - перетворення напруги постійного в змінну. При цьому:
  • утворюється прямокутна форма імпульсів;
  • можна досягти необхідної амплітуди сигналу.
• Елемент для випрямлення напруги (ВН). Виконує згладжування величини напруги. У деяких різновидах схем даний блок відсутній, тим самим даючи можливість вступати до електричного струму на елемент згладжування, з'єднаний навантажувальні фрагментом ланцюга.
• Системний блок управління (СУ). При правильному зборі такої схеми для джерела живлення на 12V, можна отримати досить високий коефіцієнт корисної дії, близько 80-95%.

принципові схеми

Для вибору схеми потрібно вибрати базові елементи, на яких вона буде заснована:

1. перетворювач високочастотний;
2. елемент випрямлення напруги.

Високочастотний трансформатор - елемент ланцюга, де задіюється трансформатор (рис. 2)

Мал. 2 Схема високочастотного трансформатора

Така схема є однією з найпростіших, але при цьому має й певні недоліки:

1. необхідно збільшувати амплітуду імпульсів для отримання великої потужності струму;
2. використання трансформатора великих розмірів, так як в основі лежить приватна петля магнітного гістерезису.

З вищезазначених недоліків, схема може бути застосована часто у малопотужних приладів.

Випрямлячі напруги

Такі елементи поділяються на 3 види (рис. 3):

Мал. 3 Різновиди схем випрямлячів напруги

1. Однополуперіодна. Одна і найпростіших схем, які використовуються мала кількість напівпровідників. До її недоліків відноситься високий імпульс величини напруги на виході.
2. З нульовою точкою. Має пристрій з високим коефіцієнтом випрямлення. Мінусом цієї схеми можна назвати - мережевий трансформатор, що створює великі габаритні розміри.
3. Мостова схема. Аналогічна з пунктом 2, за винятком відсутності трансформаторного перетворювача. Замість нього задіюється фільтр ємнісний. Але даний елемент має на виході дуже великий імпульс струму.

Розглянувши різновиди робочих схем джерел, варто відзначити, що пристрої кожної схеми будуть гарантовано працювати коректно при правильному виборі і підключенні всіх елементів ланцюга.

різновиди

Живляться джерела (ІП) діляться на два великі види:

• ІП первинні. Основне їхнє завдання полягає в перетворенні багатьох видів енергії в електричну. Приклади де використовуються такі датчики:
  • гідроелектростанції (трансформація енергії води в електричну);
  • акумуляторні батареї;
  • пристосування паливні (в електроенергію перетворюється хімічна енергія);
  • установки, що працюють на дизельному паливі (в даному випадку відбувається зміна хімічної енергії в механічну, потім - в електричну енергію);
• ІП вторинні. Самі не є пристроями для генерування енергії, а лише перетворять надходять сигнали, при цьому забезпечують задані параметри, частоти, напруги, імпульсів напруги. До таких пристроїв можна віднести:
  • ДБЖ (джерела безперебійного живлення);
  • прилади стабілізації напруги;
  • випрямлячі;
  • пристрою зміни напруги.

Базові завдання питомих джерел:

1. трансформація сигналу напруги;
2. передача потужності сигналу, що поступає;
3. протекція згідно струму і напруги;
4. управління всіма параметрами пристрою;
5. забезпечення стабільності напруги.

Головна характеристика джерела живлення - потужність. В системі СІ величина потужності вимірюється в Ватах (Вт / W). Потужність прямо пропорційна струмовим значенням і обернено пропорційна напрузі. Для наочності формула потужності має вигляд - Вт = В х А. Де «В» - вольт (одиниця напруги), «А» - ампер (одиниця сили струму).

Якщо живиться блок працює з величиною напруги - 12 В і значенням постійного струму - 10А, то потужність відповідно до вищезгаданої формули буде 120 Вт. І також можна зробити зворотні розрахунки. Якщо потужність питомого блоку 60 Вт, то в такому випадку ми маємо наступні параметри струму і напруги - 12 вольт 5 ампер.

У системах відеоспостереження можуть використовуватися автономне джерело живлення 12В, також можливий джерело живлення 24В. Як пристосувань для харчування камер, можуть застосовуватися блоки живлення різних величин потужності.

Вибір джерела живлення

Вибрати необхідне джерело живлення можна за двома критеріями:

Згідно зі схемою зміни напруги

Такий різновид вибору джерела, в свою чергу, ділиться на два різновиди:

1. за допомогою схеми трансформації;
2. за допомогою схеми імпульсної.

Тривалий час на ринку електронних пристроїв широко були популярні джерела трансформаторного виду. Вони мають просту конструкцію, не витратний і швидкий ремонт. Але при цьому їх габарити можуть бути досить великими. Вага лише одного трансформаторного елемента може становити базовий вага всього пристрою. Такого роду прилад працює, використовуючи промислову частоту 50 - 60 Гц при напрузі 220 - 240 V. На виході відтворюються сигнали підвищеної частоти, які потім змінюються через випрямні схеми, а також схеми фільтрації.

Дуже вигідно використовувати портативні джерела живлення, оскільки вони мають набагато менші габаритні розміри, але при цьому мають більш складної принциповою схемою. Їх ремонт також набагато затратнее в порівнянні з трансформаторними, і плюс до всього такі прилади можуть виступати високочастотними шумами.

Згідно області застосування

Такі пристрої застосовуються в:

1. адаптери мережних;
2. металевих корпусах блоків живлення;
3. на друкованій платі.

Блок живлення для побутового використання має джерело з напругою 5 В і величиною струму 1,5 А. БП з металевими корпусами мають відмінності:

1. використовують значні величини струмів;
2. мають вентиляцію і надійний металевий корпус;
3. малі конструктивні розміри;
4. постійне вихідна напруга;
5. постійний максимальний струм.

Для забезпечення електричною енергією величезного числа світлодіодних елементів напругою 24 V, може підійти джерело живлення, з параметрами 12 Вольт, 20 - 30 Ампер в металевому корпусі.

Вартість блоків живлення може залежати від їх конструктивних особливостей: принципової схеми, стабільністю роботи, відсутність перешкод. Найчастіше блоки з імпульсними перешкодами застосовуються в ІП, трансформують постійна напруга мережі в регульоване.

На ринках електронної техніки представлені блоки двох видів:

• багатоканальні;
• одноканалние.

Більшість різновидів мають вихід з постійною напругою і висновок регульований.

Отримана інформація дозволить не тільки підібрати потрібний джерело живлення по всім заданим параметрам, але також вибрати необхідні деталі і зробити збір всієї конструкції самостійно.