Приветствую всех, кто с паяльником. Сегодня мы поговорим на темы, для начинающих. Современный мир электроники, весьма интересен, но не стоит забывать и о том, что нужны источники питания, для практически всех схем, что собираются обычными радиолюбителями. На эту тему существует множество статей, но нет статьи, которая описывает все эти компоненты и приводит примеры для применения всего этого разнообразия. Как говорится "статья-шпаргалка" для начинающих.
Типы питания по выбору источников
Источниками электрической энергии можно назвать все, что может поделиться этой энергией. Например батарейка. Но источники питания делятся на два огромных типа (в некоторых старых источниках на три).
1. Источники с переменным током. Для понимания что это вообще такое, нужно сначала понять, что такое переменный ток. Простым языком, это ток, который то движется от источника и потребителю в одном направлении, то в противоположном. На графике осцилографа мы видим синусоиду, с частотой - с которой используется ток. В РФ принято использование частоты в 50 Гц. То есть за секунду, ток совершает 50 колебаний. Соответственно самым простым источником переменного тока является электросеть, но там напряжение составляет (на территории РФ) 220 в. Ввиду того, что переменный ток, на графике может находится как в положительной, так и в отрицательной плоскости графика, то у него нет полярности. Но есть понятия, которые применяются в электрической цепи.
1. Провод по которому идет ток - фаза
2. Провод по которому уходит ток на источник (например трансформатор) - ноль.
Но встречается и многофазный тип подключения, но на другое напряжение. 380В. В некотором смысле - этот ток самый востребованный, но можно встретить и устройства, которые требуют меньшего напряжение 0 - 24 В, но все равно требует переменного тока.
2. Источники с постоянным током. Постоянный ток - это электрический ток, который не изменяется с течением времени. Самым простым и исторически первым примером можно назвать гальванический элемент, или батарейку. Также имеются аккумуляторы и источники, которые выдают постоянный ток (выпрямленный).
3. Источники импульсного тока. Импульсный ток - это разновидность тока, при котором наблюдается явление пульсации, но не меняется направление. Иными словами, это промежуточное состояние между переменным и постоянным током. Применяется повсеместно. Какие импульсы встречаются? В основном прямоугольные, экспоненциальные, треугольные и пилообразные. Но количество видов импульсного тока весьма разнообразно. Применяются не только в источниках питания, но и в медицине.
Типы питания по полярности
Также можно разделить на однополярные и двухполярные. Объяснить этот феномен очень просто, однополярное питание, берем обычную батарейку и измеряем ее напряжение на мультиметр, получаем примерно 1,3 В. Берем 2 батарейки и подключаем последовательно, но между ними ставим третий отвод. Этот отвод будет общий, тот что на плюсе сборке +1,3, тот что на минусе сборке -1,3, так и получается двухполярное питание. Применяется не часто, но имеет место быть особенно в области микроэлектронике и для питания различных усилителей, которые собраны на основе интегральных схем. Но как быть, если нужно подать с блока питания, который однополярный, двухполярное питание? А выход есть всегда, существуют схемы, которые могут превратить однополярное питание в двухполярное. Самая простая схема превращения, это обычный резисторный делитель напряжения. Возьмем, для начала напряжение, которое нам необходимо получить и силу тока. Например, усилитель класса B без настройки по напряжению. Таким образом, от одной кроны мы сможем правильно питать оба транзистора. На такой схеме можно собирать различные сборки двухполярного питания, но необходимо знать несколько параметров, это рабочее напряжение (в таком случае, нужно увеличить входное в двое), и рабочую силу тока (нужно для выбора ограничивающих резисторов). Таким образом получаем двухполярную подачу питания. Также можно пропустить питание через конденсаторы (особенно важно для усилителей).
Из этого можно получить и то, что даже самое лучшее устройство питания, может улучшаться и дорабатываться за счет некоторых интересных схем. И можно получить даже самый крутой источник питания из самого простого. Но это уже другая история, которая пишется отдельно.
Лабораторные источники питания
К лабораторным источникам питания можно отнести лабораторные аккумуляторы и лабораторные блоки питания. Лабораторный аккумулятор, или лабораторная аккумуляторная батарея - это собственно автономный заряжаемый источник питания, как правило не превышающий 24 В и имеющий в своем арсенале возможность настройки как напряжения, так и силы тока. Такие устройства применяются редко, и как правило в полевых условиях, в испытаниях схем на прочность при превышении напряжения и силы тока. Такие эксперименты как правило производятся "в полях", то есть подальше от людей с соблюдением всех правил противопожарной опасности. Питание подается на изделие специальным высоковольтным кабелем, чтобы в случае превышения предельных значений не перегрузить цепь. На выходе данного устройства также устанавливается предохранитель, ограничивающий ток. На случай перегруза аккумуляторной батареи. Вот про такую батарею будет отдельная подробная статья.
Лабораторный блок питания, стационарное подобие аккумуляторной батареи, только отличается тем, что для питания использует сеть. Его можно сделать сразу для двухполярного и однополярного питания. Но стоит помнить то, что нужно специально сделать переключатель использования питания, на случай перегруза цепи. Дело как раз в том, что двухполярное питание в 2 раза ниже однополярного. В лабораторном источнике питания на выходе полностью стабилизированный сигнал, что позволяет его использовать для заряда различных видов аккумуляторов (кроме свинцовых, но и для них можно сделать дополнение). Также как и лабораторная аккумуляторная батарея, лабораторный блок питания может использовать точную настройку по напряжению и нагрузке. Но некоторые разработчики, как правило при самостоятельном изготовлении, делают таки ЛБП, которые могут выдавать переменный ток, постоянный ток, импульсный ток, и настройку грубой и точной настройки напряжения. Так удобнее. Последнее время особой популярностью пользуются модульные сборки блоков питания на основе импульсных блоков для компьютера (ноутбука или советского компьютера), повышающие преобразователи (они есть с настройкой не только напряжения но и нагрузки), вывод вольтметра и амперметра на приборную панель и вуаля, практически готовое устройство. Но и тут можно доработать таким образом, что получится "красиво". А разрабатывать "с нуля" позволит получить как грубую настройку напряжения, так и самую важную, тонкую.
И заканчивая статью о питании, хочется отметить тот факт, что многие профессионалы могут меня сейчас закидать тухлыми яйцами, но некоторые теоретические начала лучше высказывать, чтобы было понятно начинающим. Поиск информации порой затягивается. Что мешает в возможности получить ответ как можно быстрее.
И вот, логическое завершение статьи. В завершении, прошу соблюдать правила безопасности и полярности. Вам гениальных самоделок, и хорошего настроения. До новых встреч.