Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
HeluKabel Akademia WiedzyHeluKabel Akademia Wiedzy
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Co to jest źrodło napięciowe? Co to jest źródło prądowe?

stabilizator 11 Mar 2020 20:01 1647 8
  • Źródło napięciowe

    Co to jest źrodło napięciowe? Co to jest źródło prądowe?
    Rysunek 1. Idealne źródło napięciowe.

    Zasilacze (i wszelkiego rodzaju źródła zasilania, jak baterie czy akumulatory), z którymi mamy do czynienia na co dzień, mają przeważnie charakter napięciowy. Inaczej: są to zasilacze typu napięciowego. Oznacza to, że na ich wyjściu utrzymuje się napięcie o określonej wartości, lub chociaż zawierające się w określonych granicach, jak w przypadku np. akumulatora samochodowego. To, ile prądu pobierzemy z takiego zasilacza, nie obchodzi go (w zakresie wydajności prądowej źródła): może to być 1 mA, może być 0,1 A lub nawet 3 A. W przypadku np. akumulatora należy się liczyć ze spadkiem napięcia wyjściowego przy zwiększającym się prądzie pobieranym ze źródła, w zależności od rezystancji wewnętrznej źródła (a także np. przewodów połączeniowych). Pokazuje to rysunek 2.

    Co to jest źrodło napięciowe? Co to jest źródło prądowe?
    Rysunek 2. Rzeczywiste źródło napięciowe.

    Jego zadaniem jest utrzymanie napięcia, a prąd wynika z parametrów odbiornika (w uproszczeniu rezystancji odbiornika). Oczywiście, taka zależność obowiązuje w granicach prawidłowego działania zasilacza, czyli pobór prądu nie może przekraczać tzw. wydajności prądowej, podanej na jego obudowie. Można to przyrównać do ciśnienia wody w rurach: jeżeli tylko kilku użytkowników w bloku korzysta z wody, wodociągi mogą utrzymać je na stałym poziomie. Jeżeli jednak wszyscy mieszkańcy zechcą jednocześnie napełniać wanny, zmywać i robić pranie, ciśnienie może spaść, ponieważ podaż wody przez pompy będzie niewystarczająca.

    Źródło prądowe

    Co to jest źrodło napięciowe? Co to jest źródło prądowe?
    Rysunek 3. Idealne źródło prądowe.

    Zasilacz typu prądowego (zwany też zasilaczem prądowym) działa w mniej intuicyjny sposób, gdyż wymusza przepływ prądu o określonym natężeniu między swoimi zaciskami wyjściowymi, regulując napięcie wyjściowe. Nie obchodzi go przy tym, jakiego napięcia będzie musiał użyć: czy będzie to 0,5 V czy 20 V. Jego zadaniem jest wymusić np. 20 mA. Podobnie jak w poprzednim przykładzie, zasilacz prądowy ma określony zakres zmian napięcia, jakie może wykorzystać do wymuszania określonego prądu.
    Można to sobie wyobrazić - jako krasnoludka, który patrzy na amperomierz włączony w obwód wyjściowy i kręci gałką zasilacza, zmieniając napięcie. Jeżeli prąd spada, podnosi napięcie. Kiedy stanie się on zbyt wysoki, obniża je. Należy przy tym pamiętać, że zasilacz, który stoi przy krasnoludku, również ma ograniczony zakres napięć wyjściowych, co nie pozwala na utrzymanie zadanego prądu dla dużych wartości rezystancji obciążenia. Widać to na rysunku 4.

    Co to jest źrodło napięciowe? Co to jest źródło prądowe?
    Rysunek 4. Rzeczywiste źródło prądowe.

    W rzeczywistych zasilaczach krasnoludka zastępuje się układem elektronicznym ze względu na deficyt krasnoludków w hurtowniach :)
    Zasilacze tego typu można spotkać w oświetleniu, głównie do zasilania diod LED. Takie diody powinny mieć ustalony prąd, a nie napięcie, można je przez to łączyć w szeregi. Jednak sumaryczne napięcie przewodzenia tych diod nie może być wyższe niż maksymalne napięcie, jakie może wytworzyć zasilacz prądowy.

    "Autor: Michał Kurzela / Futrzaczek"
    "Korekta: stabilizator"

    Cool! Ranking DIY
    Can you write similar article? Send message to me and you will get SD card 64GB.
    About Author
    stabilizator
    Editor
    Offline 
  • HeluKabel Akademia WiedzyHeluKabel Akademia Wiedzy
  • #2
    jarek_lnx
    Level 43  
    Warto zwrócić uwagę że w przypadku większości zasilaczy prądowych do LED, nie powinno się odłączać obciążenia podczas pracy, ani kluczować go tranzystorem sterowanym PWM. Kiedy odłączamy obciążenie, regulator podnosi napięcie do maksymalnego, jeśli zasilacz ma powolną pętle sprzężenia zwrotnego, albo duży kondensatora na wyjściu, to po ponownym podłączeniu LEDa, zostanie on spalony, zanim układ regulacji zdąży obniżyć napięcie i wyregulować prąd.

    Istnieją wyjątki od reguły -ale stosunkowo nieliczne, gdzie wolno odłączać obciążenie podczas pracy, albo kluczować PWM.
  • HeluKabel Akademia WiedzyHeluKabel Akademia Wiedzy
  • #3
    maciek.mr
    Level 11  
    @jarek_lnx, a jak wygląda sprawa z kluczowaniem sterowników led (a dokładnie kluczowanie jego wyjścia), takich jak nt PT4115? One mają zabezpieczenie przed przerwą w obwodzie.
    I zabezpieczenie prądowe, gdzie prąd nie może wzrosnąć powyżej założonej wartości.

    Jeśli już musimy kluczować, to jak zrealizować takie kluczowanie?
  • #4
    jarek_lnx
    Level 43  
    maciek.mr wrote:
    @jarek_lnx, a jak wygląda sprawa z kluczowaniem sterowników led (a dokładnie kluczowanie jego wyjścia), takich jak nt PT4115? One mają zabezpieczenie przed przerwą w obwodzie.
    Tu jest dobrze, bo w szeregu z LEDem jest cewka cewka uniemożliwia szybkie zmiany prądu, także jakbyś odłączył obciążenie to po ponownym podłączeniu nic złego się nie stanie, zresztą układ ma wejście dim dla sygnału PWM.

    Problem o którym pisałem wystąpi w konstrukcjach takich jak poniższa, przetwornica CC/CV, choć jest tu funkcja stabilizacji prądu, to jest ona dobudowana do układu stabilizacji napięcia.
    Co to jest źrodło napięciowe? Co to jest źródło prądowe?
  • #5
    _lazor_
    Moderator of Designing
    Większość zasilaczy prądowych w sumie to zasilacz napięciowy z zmienną rezystancją (w postaci tranzsystora). Prawdziwy zasilacz prądowy powinien w stanie rozwarcia dawać teoretycznie nieskończone napięcie ;)

    W sumie najprostrzymi przykładami źródła prądowego jest przekładnik prądowy, którego nie należy pozbawiać obciążenia, gdyż może doprowadzić to do jego uszkodzenia.
  • #6
    jarek_lnx
    Level 43  
    _lazor_ wrote:
    Większość zasilaczy prądowych w sumie to zasilacz napięciowy z zmienną rezystancją (w postaci tranzsystora).
    Trochę prawda, trochę nie.
    Zasilacze sieciowe z wyjściem prądowym zazwyczaj zbudowane są jak typowy zasilacz napięciowy, mają kondensator na wyjściu, tu odłączanie i odłączanie obciążenia podczas pracy jest szkodliwe.

    Kiedy mowa o liniowych źródłach prądowych, to tranzystor bipolarny ma charakterystykę źródła prądowego, więc nawet przy dynamicznych zmianach typu kluczowanie PWM będzie działać poprawnie.

    Gorzej jest ze źródłami prądowymi na MOSFETach, tu po odłączeniu obciążenia bramka zostanie naładowana, po ponownym podłączeniu będzie niekontrolowany wzrost prądu.
  • #7
    lukiiiii
    Level 27  
    jarek_lnx wrote:
    nie powinno się odłączać obciążenia podczas pracy,


    Czy podłączenie rezystora powiedzmy 1k równolegle rozwiązuje problem?
  • #8
    CYRUS2
    Level 41  
    jarek_lnx wrote:
    Kiedy mowa o liniowych źródłach prądowych, to tranzystor bipolarny ma charakterystykę źródła prądowego, więc nawet przy dynamicznych zmianach typu kluczowanie PWM będzie działać poprawnie.
    Tak właśnie jest .
    Prąd kolektora nie zależy od napięcia Uce.
    To samo dotyczy lampy pentody.
    Dlatego tranzystor i lampa pentoda nie tłumią obwodów rezonasowych we wzmacniaczach.
  • #9
    jarek_lnx
    Level 43  
    lukiiiii wrote:
    Czy podłączenie rezystora powiedzmy 1k równolegle rozwiązuje problem?
    Nie. Przy takiej konstrukcji zasilaczy (duży kondensator na wyjściu i powolna pętla sprzężenia zwrotnego) nie istnieje proste rozwiązanie problemu, a ponieważ taka konstrukcja jest popularna, należy założyć że odłączanie i podłączanie wyjścia jest niedozwolone.

    Budując własny zasilacz można by zbudować konstrukcję w której nie było by takich problemów. Łącząc zalety liniowego regulatora tranzystorowego - szybkość, z zaletami zasilacza impulsowego - duża sprawność, ale takiej konstrukcji nie spotkasz w żadnym fabrycznym zasilaczu, bo nie jest to "ficzer" na którym dało by się zarobić.