sa 2024/08/28 286

Mga linear na suplay ng kuryente

Sa mundo ng electronics, ang mga suplay ng kuryente ay ang mga aparato na tinitiyak na ang lahat ay tumatakbo nang maayos at tama.Kabilang sa iba't ibang mga uri na magagamit, ang mga linear na supply ng kuryente ay kilala para sa pagbibigay ng isang matatag at maaasahang daloy ng koryente na may napakaliit na ingay.Ipapaliwanag ng artikulong ito kung paano gumagana ang mga linear power supply, kung anong mga bahagi ang ginawa nila, at kung saan sila ay pinaka -kapaki -pakinabang.Inihahambing din namin ang mga ito sa iba pang mga uri ng mga suplay ng kuryente, na tinutulungan kang maunawaan kung bakit pinili pa rin sila para sa ilang mga sitwasyon, kahit na mas bago, mas maraming mga pagpipilian na mahusay na enerhiya ay magagamit.

Catalog

Larawan 1: Linear Power Supply

Ano ang isang linear na supply ng kuryente?

Ang isang linear na supply ng kuryente ay isang uri ng aparato ng kuryente na nagbibigay ng isang matatag at pare -pareho na output ng boltahe sa pamamagitan ng patuloy na pag -aayos ng paglaban.Iniiwasan ng pamamaraang ito ang paggamit ng mabilis na paglipat, ginagawa itong mas simple at mainam para sa paghahatid ng malinis at maaasahang kapangyarihan sa iba't ibang mga elektronikong aparato.

Ang proseso ay nagsisimula sa isang sistema ng feedback na patuloy na sinusuri ang boltahe ng output.Ang boltahe na ito ay inihambing sa isang itinakdang boltahe ng sanggunian gamit ang isang pagkakaiba -iba ng amplifier, isang circuit na tumutulong na matiyak ang kawastuhan.Kung ang output boltahe ay naiiba sa sanggunian, ang amplifier ay bumubuo ng isang signal upang iwasto ang pagkakaiba.Kinokontrol ng signal na ito ang isang bahagi na tinatawag na Pass Element, na maaaring maging isang transistor o isang field-effect transistor (FET).Ang elemento ng pass ay gumagana tulad ng isang variable na risistor, pag -aayos ng paglaban nito upang mapanatili ang boltahe sa tamang antas.

Halimbawa, kung ang pagtaas ng boltahe ng input, ang elemento ng pass ay nagdaragdag ng paglaban nito upang maiwasan ang pagtaas ng boltahe ng output.Sa kabilang banda, kung bumababa ang boltahe ng pag -input, binababa ng elemento ng pass ang paglaban nito upang payagan ang mas maraming kasalukuyang, tinitiyak na ang boltahe ng output ay mananatiling matatag.

Tinitiyak ng patuloy na pagsasaayos na ang supply ng kuryente ay naghahatid ng isang pare -pareho na boltahe, kahit na ang mga pagbabago sa boltahe o pag -load ay nagbabago.Ang pagiging simple ng linear power supply ay ginagawang maaasahan at gumagawa ng napakaliit na ingay ng elektrikal, na kapaki -pakinabang para sa mga aparato na nangangailangan ng matatag na kapangyarihan.Gayunpaman, ang ganitong uri ng supply ng kuryente ay karaniwang hindi gaanong mahusay dahil ang labis na enerhiya ay pinakawalan bilang init, na nangangahulugang maaaring mangailangan ng mas malaking mga sistema ng paglamig at gumamit ng mas maraming lakas.

Mga bahagi ng isang linear na supply ng kuryente

Larawan 2: Mga sangkap ng isang linear na supply ng kuryente

Transformer ng Input ng Power Supply

Sa isang linear na supply ng kuryente, ang transpormer ay ang unang sangkap na nakikipag -ugnay sa kapangyarihan ng AC mula sa mga mains.Ang pangunahing trabaho nito ay ang Baguhin ang boltahe sa isang antas na angkop para sa aparato, alinman sa pamamagitan ng pagbaba nito (na mas karaniwan) o pagtaas nito, depende sa mga pangangailangan ng aparato.Nagbibigay din ang transpormer ng proteksyon sa pamamagitan ng paghihiwalay ng suplay ng kuryente mula sa mga mains, binabawasan ang panganib ng mga panganib sa kuryente.Sa mas mataas na mga aplikasyon ng kuryente, ang transpormer ay maaaring maging malaki, na pinatataas ang pangkalahatang sukat at bigat ng suplay ng kuryente.Depende sa kung paano dinisenyo ang supply ng kuryente, maaaring magkaroon ng transpormer Isa o higit pang pangalawang paikot -ikot Upang makagawa ng iba't ibang mga boltahe ng output.

Rectifier

Kapag naayos na ng transpormer ang boltahe, ang kapangyarihan ng AC ay kailangang ma -convert sa kapangyarihan ng DC, na ginagawa ng rectifier.Ang rectifier ay isang mahalagang bahagi ng suplay ng kuryente, at nagmumula ito sa iba't ibang mga pag -setup. Rectification ng Half-Wave Gumagamit ng isang solong diode upang mai -convert lamang ang isang kalahati ng AC cycle sa DC, na ginagawang mas mahusay at paggawa ng mas maraming pagbabagu -bago sa output, na mas mahirap makinis. Full-wave Rectification ay mas mahusay at gumagamit ng parehong mga halves ng AC cycle.Maaari itong gawin sa isang sentro na naka-tapp na transpormer at dalawang diode o may isang tulay na rectifier setup na gumagamit ng apat na diode.Ang tulay na rectifier ay mas madalas na ginagamit sa mga modernong disenyo dahil mas mahusay ito.Karaniwang ginagamit ng mga modernong rectifier Semiconductor diode Tulad ng mga diode ng PN junction o Schottky diode.Ang mga diode ng Schottky ay madalas na pinili dahil nawalan sila ng mas kaunting boltahe kapag ang kasalukuyang dumadaan sa kanila, na ginagawang mas mahusay, kahit na maaari nilang pahintulutan ang ilang kasalukuyang tumagas at magkaroon ng isang mas mababang boltahe na threshold bago sila masira.

Smoothing capacitor

Matapos i -convert ng rectifier ang AC sa DC, ang output ay hindi perpektong makinis at naglalaman ng mga pagbabago sa boltahe na hindi kanais -nais para sa karamihan ng mga elektronikong circuit.Ang smoothing capacitor ay tumutulong sa Kahit na ang mga pagbabagu -bago na ito sa pamamagitan ng pagsingil sa panahon ng mataas na mga punto ng naayos na alon at paglabas ng singil kapag bumaba ang alon.Nakakatulong ito sa Panatilihing mas matatag ang boltahe ng DC.Bagaman ang kapasitor ay lubos na binabawasan ang pagbabagu -bago, hindi ito ganap na tinanggal ang mga ito.Ang kakayahan ng kapasitor upang mabawasan ang mga pagbabagu -bago ay nakasalalay sa laki nito at ang halaga ng kasalukuyang pag -load ay kinakailangan.

Regulator ng Boltahe

Ang boltahe regulator ay ang pangunahing sangkap ng isang linear na supply ng kuryente, na tinitiyak na ang output boltahe ay mananatiling matatag kahit na ang boltahe ng input o ang mga pagbabago sa pag -load.Mayroong dalawang pangunahing uri ng mga linear regulators: Shunt Regulator at Series Regulator.

Ang shunt regulator ay hindi gaanong karaniwan at gumagana sa pamamagitan ng paglalagay ng isang variable na sangkap sa buong pag -load, na sumisipsip ng labis na kasalukuyang upang mapanatili ang matatag na boltahe ng output.Ang ganitong uri ng regulator ay ginagamit kapag kinakailangan ang tumpak na kontrol ng boltahe, kahit na hindi ito masyadong mahusay.Dahil sa mas mababang kahusayan nito, karaniwang ginagamit lamang ito sa mga tiyak na sitwasyon.

Ang serye ng regulator ay ang pinaka -malawak na ginagamit na uri ng linear regulator.Sa pag -setup na ito, ang isang variable na pagtutol ay inilalagay sa serye na may pag -load, at ang control circuit ay inaayos ang paglaban upang mapanatili ang nais na boltahe ng output.Ang pagiging simple at pagiging epektibo ng serye ng regulator ay ginagawang isang tanyag na pagpipilian para sa maraming mga guhit na disenyo ng suplay ng kuryente.Nagbibigay ito ng mahusay na kontrol sa boltahe na may medyo prangka na disenyo, na ginagawang angkop para sa isang malawak na hanay ng mga gamit.

Mga kalamangan at kawalan ng mga linear na suplay ng kuryente

Kalamangan

Ang mga linear power supply ay may maraming mga benepisyo, lalo na sa mga sitwasyon kung saan kinakailangan ang katatagan at tahimik na operasyon.Isa sa mga pangunahing benepisyo ay ang paglikha nila napakaliit na ingay.Hindi tulad ng paglipat ng mga supply ng kuryente na lumiliko sa kasalukuyang at off nang mabilis, ang mga linear na supply ng kuryente ay nagpapanatili ng kasalukuyang dumadaloy na patuloy.Ang kakulangan ng mabilis na paglipat ay nangangahulugan na hindi sila lumikha ng maraming pagkagambala sa electromagnetic, na ginagawa silang isang mahusay na pagpipilian para sa pinong mga elektronikong aparato tulad ng mga audio system, medikal na kagamitan, at mga instrumento na nangangailangan ng tumpak na mga sukat.

Ang isa pang pakinabang ay ang kanilang maaasahang pagganap.Ang mga linear na suplay ng kuryente ay nasa loob ng mahabang panahon, at ang kanilang teknolohiya ay kilalang-kilala at maaasahan.Dahil maraming taon na itong ginamit, ang kanilang pagganap ay pare-pareho at naiintindihan.Ang mga inhinyero at taga -disenyo ay maaaring umasa sa mga suplay na ito upang gumana nang palagi, na kung saan ay lubos na kapaki -pakinabang sa mga sitwasyon kung saan ang pagiging maaasahan ay kinakailangan.

Mga Kakulangan

Gayunpaman, ang mga linear na supply ng kuryente ay may ilang mga drawbacks, higit sa lahat pagdating sa kung gaano kahusay ang paggamit nila ng enerhiya at ang kanilang laki.Ang isa sa mga pinakamalaking drawbacks ay ang kanilang mababang kahusayan.Ang mga suplay na ito ay karaniwang gumagamit lamang ng halos 50% ng enerhiya ng pag -input nang epektibo, kasama ang iba pang kalahati na nasayang, karaniwang bilang init.Ang mababang kahusayan na ito ay nangyayari dahil ang supply ay kumokontrol sa boltahe sa pamamagitan ng pag -alis ng labis na enerhiya, na nag -aaksaya ng maraming enerhiya.

Ang nasayang na enerhiya na ito ay humahantong sa isa pang problema: Henerasyon ng init .Ang enerhiya na hindi ginagamit ay lumilikha ng init, na kailangang pinamamahalaan upang mapanatili ang power supply at konektado na aparato mula sa pagkasira.Ito ay madalas na nangangahulugang pagdaragdag ng mga dagdag na bahagi tulad ng mga heat sink o paglamig ng mga tagahanga, na maaaring gawing mas kumplikado ang disenyo at dagdagan ang mga gastos.

Panghuli, ang mga linear na suplay ng kuryente ay mas malaki at mas mabigat kaysa sa paglipat ng mga suplay ng kuryente.Kailangan nila ng mga malalaking transformer upang mabawasan ang boltahe at karagdagang mga bahagi upang pamahalaan ang init, na ginagawang malaki ang mga suplay ng kuryente na ito.Maaari itong maging isang malaking kawalan sa mga sitwasyon kung saan mahalaga ang puwang at timbang, tulad ng sa portable o compact na aparato.

Mga aplikasyon ng mga linear na supply ng kuryente

Larawan 3: Ang mga aplikasyon ng mga linear na supply ng kuryente

Ang mga linear na supply ng kuryente, habang hindi kasing enerhiya tulad ng kanilang paglipat ng mga katapat, ay madalas na pinili para sa mga tiyak na sitwasyon kung saan kinakailangan ang isang matatag at walang ingay na output na output.Ang mga power supply na ito ay partikular na kapaki -pakinabang sa mga kapaligiran kung saan kinakailangan ang matatag at malinis na kapangyarihan nang walang mga pagkagambala na maaaring dumating kasama ang paglipat ng mga suplay ng kuryente.

Sa mga kagamitan sa audio-visual, ang mga linear na supply ng kuryente ay lubhang kapaki-pakinabang para sa mga de-kalidad na audio amplifier at sensitibong aparato ng audio.Nagbibigay ang mga ito ng isang maayos at matatag na output ng boltahe, na mahalaga para sa pagpapanatiling buo ang kalidad ng tunog.Ang paglipat ng mga suplay ng kuryente ay maaaring magpapakilala ng ingay at mga spike na maaaring makagambala sa mga signal ng audio, na humahantong sa tunog na pagbaluktot o hindi kanais -nais na pagkagambala.Dahil dito, ang mga linear na suplay ng kuryente ay ginustong sa mga high-end na audio system kung saan mahalaga na panatilihing dalisay at malinaw ang kalidad ng tunog.

Sa mga kagamitan sa laboratoryo, ang pagkakaroon ng pare -pareho at tumpak na kapangyarihan ay napakahalaga.Ang mga aparato tulad ng mga suplay ng kuryente sa laboratoryo, na ginagamit upang magbigay ng matatag at tumpak na mga output ng boltahe, ay madalas na umaasa sa regulasyon ng linear.Ang katatagan na inaalok ng mga linear na suplay ng kuryente ay nagsisiguro na ang boltahe ay nananatiling pare -pareho, na napakahalaga sa mga pang -eksperimentong at pagsubok na mga kapaligiran kung saan kahit na ang mga maliliit na pagbabago ay maaaring humantong sa hindi tamang mga resulta.Ang mga suplay ng kuryente na ito ay idinisenyo upang maihatid ang malinis, walang lakas na ingay, na kinakailangan para sa mga sensitibong pagsukat at mga eksperimento na nangangailangan ng isang mataas na antas ng kawastuhan.

Ang mga linear na supply ng kuryente ay idinisenyo upang maihatid ang pare -pareho na boltahe na may kaunting ingay, na ginagawang perpekto ang mga ito para sa mga sitwasyon kung saan ang kalidad ng kapangyarihan ay direktang nakakaapekto kung gaano kahusay ang isang aparato.Habang hindi sila maaaring maging kasing enerhiya tulad ng paglipat ng mga supply ng kuryente, ang kanilang kakayahang magbigay ng matatag at malinis na kapangyarihan ay ginagawang kapaki-pakinabang lalo na sa mga tiyak, mga sensitibong application na sensitibo.Ang kanilang paggamit sa audio-visual at kagamitan sa laboratoryo ay nagpapakita kung paano ang kalidad ng kapangyarihan ay gumaganap ng isang pangunahing papel sa pagpapanatili ng pagganap at kawastuhan sa mga setting na ito.

Paghahambing sa iba pang mga uri ng supply ng kuryente

Ang mga linear na supply ng kuryente ay ginagamit upang baguhin ang elektrikal na enerhiya mula sa isang form patungo sa isa pa, karaniwang nagiging alternating kasalukuyang (AC) sa direktang kasalukuyang (DC).Mayroong maraming mga uri ng mga suplay ng kuryente, bawat isa ay may sariling mga katangian:

Larawan 4: Unregulated linear power supply

Ang mga unregulated linear power supply ay ang pinaka pangunahing uri.Nag -convert sila ng AC sa DC ngunit walang anumang mga dagdag na tampok upang mapanatiling matatag ang boltahe.Nangangahulugan ito na maaaring magbago ang boltahe ng output kung nagbabago ang boltahe ng input o kung nagbabago ang halaga ng kapangyarihan (ang pag -load) ay nagbabago.Kung ang boltahe ng input ay tumaas, ang boltahe ng output ay aakyat din, at kung tumataas ang pag -load, maaaring bumaba ang output boltahe.Dahil dito, ang mga suplay ng kuryente na ito ay hindi perpekto para sa mga aparato na nangangailangan ng isang matatag na boltahe upang gumana nang maayos.

Larawan 5: Ferroresonant Power Supply

Ang mga suplay ng kapangyarihan ng ferroresonant ay gumagamit ng isang espesyal na pamamaraan na kinasasangkutan ng mga magnetic field upang mapanatili ang matatag na boltahe ng output.Ginagawa nila ito sa isang kumbinasyon ng isang transpormer at isang resonant circuit.Ang mga magnetikong katangian ng transpormer ay nakakatulong na mapanatili ang isang matatag na boltahe ng output, kahit na nagbabago ang boltahe ng input o pag -load.Ang mga power supply ay mayroon ding built-in na proteksyon laban sa biglaang mga spike ng kuryente, na ginagawang maaasahan ang mga ito sa mga lugar kung saan hindi matatag ang supply ng kuryente.Gayunpaman, kadalasan ang mga ito ay malaki at mabigat, na maaaring maging isang disbentaha sa mga sitwasyon kung saan ang laki at timbang.

Larawan 6: Switch Mode Power Supply (SMPS)

Ang Switch Mode Power Supplies (SMP) ay idinisenyo upang maging mas mahusay kaysa sa mga linear na supply ng kuryente.Nagtatrabaho sila sa pamamagitan ng mabilis na paglipat ng lakas ng pag -input at off gamit ang mga electronic switch tulad ng mga transistor.Ang pamamaraang ito ay nagbibigay -daan sa kanila upang mai -convert ang kapangyarihan nang mas mahusay, na nangangahulugang gumawa sila ng mas kaunting init at maaaring gawing mas maliit at mas magaan.Gayunpaman, dahil sa paglipat ng high-speed, ang mga SMP ay maaaring lumikha ng ingay ng elektrikal, na maaaring makagambala sa iba pang mga elektronikong aparato sa malapit.Ang mga SMP ay mas kumplikado din sa disenyo at maaaring maging mas mahirap ayusin kung may mali.

Konklusyon

Ang mga linear power supply ay pa rin isang go-to choice sa mga sitwasyon kung saan ang isang matatag at walang ingay na suplay ng kuryente ay lubos na kinakailangan.Ang kanilang simpleng disenyo at maaasahang pagganap ay ginagawang paborito sa kanila sa mga lugar tulad ng audio kagamitan at pagsubok sa lab.Gayunpaman, mayroon silang mga trade-off sa mga tuntunin ng kahusayan at laki ng enerhiya, kaya mahalaga na mag-isip tungkol sa kung ano ang ginagamit mo sa kanila.Kung ihahambing namin ang mga linear na suplay ng kuryente sa iba pang mga uri, malinaw na, habang hindi nila palaging ang pinaka-pagpipilian na nagse-save ng enerhiya, ang kanilang kakayahang maghatid ng malinis at pare-pareho ang kapangyarihan ay nangangahulugang kapaki-pakinabang pa rin sila sa mundo ng tech ngayon.Sa pamamagitan ng pag -unawa sa mga pagkakaiba -iba na ito, maaari kang gumawa ng mas mahusay na mga pagpapasya kapag pumipili ng tamang supply ng kuryente para sa iyong mga tiyak na pangangailangan.

Madalas na Itinanong [FAQ]

1. Saan ginagamit ang mga linear power supply?

Ang mga linear power supply ay karaniwang ginagamit sa mga kapaligiran kung saan ang matatag at mababang-ingay na kapangyarihan ay lubos na kinakailangan.Kasama dito ang de-kalidad na kagamitan sa audio, mga aparatong medikal, mga instrumento sa laboratoryo, at mga tool sa pagsukat ng katumpakan, kung saan kahit na ang maliit na ingay ng elektrikal ay maaaring makagambala sa operasyon o kawastuhan ng kagamitan.

2. Ano ang kahusayan ng linear power supply?

Ang kahusayan ng isang linear na supply ng kuryente ay karaniwang mababa, madalas sa paligid ng 50% o mas kaunti.Ito ay dahil kinokontrol ng power supply ang boltahe sa pamamagitan ng pag -dissipate ng labis na enerhiya bilang init, na nagreresulta sa makabuluhang pagkawala ng enerhiya.

3. Ano ang mga pakinabang at kawalan ng isang linear na supply ng kuryente?

Ang pangunahing bentahe ng isang linear na supply ng kuryente ay ang kakayahang magbigay ng malinis, matatag, at mababang-ingay na kapangyarihan, na mainam para sa sensitibong elektronika.Kasama sa mga kawalan ang mababang kahusayan, malaking sukat dahil sa pangangailangan para sa pagwawaldas ng init, at ang labis na enerhiya na nasayang bilang init.

4. Ano ang mga kawalan ng linear boltahe regulator?

Ang mga kawalan ng isang linear boltahe regulator ay may kasamang mababang kahusayan, dahil nasasayang ang maraming kapangyarihan bilang init, at ang kawalan ng kakayahang umakyat sa boltahe, nangangahulugang maaari lamang itong mabawasan ang boltahe mula sa antas ng pag -input.Bilang karagdagan, maaari silang mangailangan ng malalaking heat sink o mga sistema ng paglamig upang pamahalaan ang init na ginawa, na ginagawang malaki ang mga ito.

5. Ano ang pinaka mahusay na uri ng supply ng kuryente?

Ang pinaka-mahusay na uri ng supply ng kuryente ay ang switch-mode power supply (SMPs).Gumagamit ito ng high-frequency na paglipat upang mai-convert ang kapangyarihan na may kaunting pagkawala ng enerhiya, na nagreresulta sa mas mataas na kahusayan kumpara sa mga linear power supply.