Aplikácie a výhody zdrojov striedavého jednosmerného prúdu

Tento článok opisuje aplikácie a výhody zdrojov striedavého jednosmerného prúdu (DC/DC spínané zdroje).

Zdroje sú bežne používané v domácich spotrebičoch, ako aj v priemyselných zostavách, ako sú telekomunikačné stojany, a sú vybavené frekvenčnými meničmi, ktoré umožňujú regulovať výstupné napätie a prúd. Výhody zdrojov striedavého jednosmerného prúdu zahŕňajú vysokú účinnosť, nízku spotrebu energie a nižšie prevádzkové náklady.

Aplikácie striedavých jednosmerných napájacích zdrojov

Spínané napájacie zdroje v domácich spotrebičoch, ako sú osobné počítače, sú často vybavené univerzálnymi vstupmi, čo znamená, že môžu prijímať napájanie zo sieťových zdrojov na celom svete. Môže však byť potrebné manuálne prepínanie rozsahu napätia. Spínané napájacie zdroje dokážu spracovať široký rozsah napájacích napätí a frekvencií.

Vzhľadom na ich vysoký počet boli nabíjačky mobilných telefónov vždy všeobecne citlivé na náklady. Prvé nabíjačky boli lineárne napájacie zdroje, ale keď sa vyžadovali nové úrovne účinnosti, okamžite sa prešlo na lacnú konštrukciu SMPS s konvertorom s krúžkovou tlmivkou. V poslednom čase požiadavky na nízku potrebu výkonu bez záťaže v aplikácii spôsobili, že sa veľmi široko používa flyback topológia. Riadiace jednotky s primárnym snímaním na strane pomáhajú aj pri znižovaní súčtu materiálov tým, že eliminujú súčiastky so sekundárnym snímaním na strane, ako sú optočleny.

Spínaný napájací zdroj sa využíva aj na konverziu DC/DC. Vo vozidlách, kde ťažké nákladné vozidlá používajú menovité napätie 24 V DC pre kľukové zdroje, môže byť 12 V pre príslušenstvo zabezpečené prostredníctvom DC/DC spínaných zdrojov. To má výhodu v tom, že batérie sa používajú v polohách 12V (s využitím polovičných článkov), v ktorých sú všetky záťaže 12V rovnomerne rozdelené na všetky 24V články batérie.

V priemyselných zostavách, ako sú telekomunikačné stojany, sa môže prideliť veľa energie pri nízkych jednosmerných napätiach (napríklad zo záložných batériových systémov) a samostatné zariadenia budú vybavené spínanými zdrojmi DC/DC, ktoré budú dodávať akékoľvek požadované napätia.

Bežné využitie spínaných zdrojov je ako zdroje veľmi nízkeho napätia pre osvetlenie a na toto použitie sa niekedy označujú ako „elektronické transformátory“.

Spínané napájacie zdroje sú často vybavené frekvenčnými meničmi, ktoré umožňujú regulovať výstupné napätie a prúd. Frekvenční měniče umožňujú konverziu vstupného striedavého napätia na výstupné jednosmerné napätie s rôznymi úrovňami napätia a prúdu. Vďaka nim môžu byť spínané zdroje využívané v rôznych aplikáciách, ako sú napríklad zdroje pre LED osvetlenie, v automobilovom priemysle alebo pri telekomunikačných systémoch. Frekvenčné meniče tiež umožňujú zvýšenie účinnosti zdrojov, čo vedie k nižšej spotrebe energie a nižším prevádzkovým nákladom.

V aplikáciách, kde je veľkým faktorom cena a nie až tak účinnosť, sa používajú lineárne napájacie zdroje, pretože majú relatívne jednoduchú konštrukciu a menej komponentov ako spínané zdroje. Kapacitné napájacie zdroje sa pre svoju jednoduchosť uplatňujú pri malých výkonových záťažiach, ako sú LED diódy a malé projekty typu „urob si sám“.