Основна електроніка - різні типи джерел живлення
У попередніх статтях ми обговорювали пасивні електронні компоненти, такі як резистори, конденсатори, котушки індуктивності та трансформатори. Пасивні компоненти особливо корисні при проектуванні різних аналогових схем.
Справжня забава сучасної електроніки починається з напівпровідників та цифрової електроніки. Електроніка - це все про сигнали (у формі напруги або струму) та обробці сигналів компонентами та схемами. Напівпровідникова електроніка стає можливою завдяки обробці електронних сигналів у вигляді двійкових значень (0 та 1, або низького та високого). Це застосування напівпровідникової електроніки для обробки сигналів у вигляді двійкових значень призводить до реалізації булевої логіки у вигляді цифрової електроніки. Так почалося використання електроніки для «обчислень». Незабаром інженери та дослідники розробили способи вимірювання різних фізичних величин шляхом перетворення їх в аналогові електричні сигнали та оцифрування цих аналогових сигналів у цифрові значення. Вони також розробили способи перетворення цифрових сигналів в еквівалентні аналогові електричні сигнали. Тепер комп’ютери також можуть взаємодіяти і реагувати на фізичний світ.
Більшість сучасної електроніки стосується «електронних обчислень» та їх застосування в реальному світі. Електронні обчислення в поєднанні з технологіями відображення та електронними пристроями вводу/виводу ведуть до розвитку комп'ютерів загального призначення. Електронні обчислення в поєднанні з різними комунікаційними технологіями призводять до розвитку телекомунікаційних, телевізійних та Інтернет-технологій. Електронні обчислення в поєднанні з бездротовим зв'язком та датчиками призводять до розвитку мобільної електроніки та пристроїв, що носяться. Електронні обчислення в поєднанні з датчиками та виконавчими механізмами призводять до розробки таких програм, як вбудовані системи, робототехніка та автоматизація.
Але перед тим, як ми почнемо нескінченну подорож напівпровідникової та цифрової електроніки, буде краще ознайомитись із джерелами живлення. Саме джерело живлення дає життя будь-якій електронній схемі або пристрою. Кожна електронна схема або пристрій по суті повинна мати секцію живлення або, можливо, доведеться підключатися як навантаження до зовнішньої схеми електроживлення.
Джерелом електричної енергії можуть бути лінії електропередачі (електрична мережа), електромеханічні системи (генератори змінного струму та генератори), сонячна енергія або накопичувальні пристрої, такі як елементи та батареї. Джерела живлення - це перетворювачі енергії, які перетворюють електричну потужність від джерела до напруги, струму та частоти, придатної для ланцюга навантаження. Джерелом електричної енергії може бути змінне або постійне струм. Як і генератори та електромережі, електроенергія забезпечує живлення змінного струму, тоді як батареї та сонячні пристрої забезпечують постійне струм. Схема джерела живлення може вводити потужність від джерела змінного або постійного струму, а також виводити потужність змінного або постійного струму, перетворену відповідно до навантаження. Отже, схеми живлення можна класифікувати як джерела змінного струму, постійного струму, постійного струму та постійного струму.
Різні джерела живлення змінного та змінного струму включають змінні джерела змінного струму, ізоляційні трансформатори та перетворювачі частоти. Джерела змінного та постійного струму є найпоширенішими. Деякі джерела живлення змінного та постійного струму включають нерегульоване лінійне живлення постійного струму, лінійне регульоване джерело постійного струму (стендове живлення), перемикання регульованих джерел живлення та пульсаційне регульоване джерело живлення. Блоки живлення на основі акумуляторів, сонячні джерела та перетворювачі постійного та постійного струму є прикладами джерел постійного струму. Джерела живлення на основі батареї та сонячні джерела живлення використовуються для безпосереднього живлення електронних схем, тоді як перетворювачі постійного струму в постійний струм, як правило, використовуються для перетворення вхідного постійного струму на різні рівні для живлення різних схем в одному пристрої, а не для використання різного змінного струму до Джерела постійного струму для отримання різних рівнів напруги/струму. Інвертори, генератори та ДБЖ зазвичай використовуються як джерела постійного та змінного струму.
Змінний блок живлення змінного струму
Змінні джерела живлення змінного струму розроблені з використанням трансформаторів або регульованих автотрансформаторів. Вони використовуються для перетворення рівнів напруги змінного та змінного струму. Для проектування такого джерела живлення може бути використаний трансформатор з декількома обмотками або кранами, інакше можна використовувати регульований автотрансформатор. Ці джерела живлення перетворюють рівні змінної напруги та струму, тоді як частота джерела живлення залишається незмінною.
Перетворювачі частоти
Перетворювачі частоти використовуються для перетворення частоти змінного струму. Вони можуть бути спроектовані за допомогою електромеханічних пристроїв, таких як двигун-генераторний агрегат, або за допомогою випрямляльно-інверторного набору. Випрямляч спочатку перетворює змінний струм в постійний, а потім інвертор перетворює постійний струм назад в змінний на різних частотах.