Regulierte Stromversorgung: Schaltplan & Arten
Was ist eine geregelte Stromversorgung?
Eine geregelte Stromversorgung wandelt unregulierte Wechselstrom (Wechselstrom) in einen konstanten Gleichstrom (Gleichstrom). Eine geregelte Stromversorgung wird verwendet, um sicherzustellen, dass die Ausgabe auch bei Veränderungen der Eingabe konstant bleibt.
Eine geregelte Gleichstromversorgung wird auch als lineare Stromversorgung bezeichnet, sie ist ein eingebetteter Schaltkreis und besteht aus verschiedenen Blöcken.
Die geregelte Stromversorgung akzeptiert eine Wechselstrom-Eingabe und gibt einen konstanten Gleichstrom-Ausgang. Die folgende Abbildung zeigt den Blockdiagramm einer typischen geregelten Gleichstromversorgung.
Die grundlegenden Bausteine einer geregelten Gleichstromversorgung sind wie folgt:
Ein Spannungsabfall-Transformator
Ein Rechteckrichter
Ein Gleichstromfilter
Ein Regler
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Funktionsweise einer geregelten Stromversorgung
Spannungsabfall-Transformator
Ein Spannungsabfall-Transformator verringert die Spannung vom Netzwechselstrom auf das erforderliche Spannungsniveau. Das Wicklungsverhältnis des Transformators wird so justiert, dass der gewünschte Spannungswert erreicht wird. Der Ausgang des Transformators wird als Eingang für den Rechteckrichterschaltkreis verwendet.
Rektifizierung
Ein Rechteckrichter ist ein elektronischer Schaltkreis, bestehend aus Dioden, die den Rektifizierungsprozess durchführen. Rektifizierung ist der Prozess, bei dem ein Wechselspannung oder -strom in eine entsprechende Gleichspannung (Gleichstrom) umgewandelt wird. Die Eingabe eines Rechteckrichters ist Wechselstrom, während seine Ausgabe ein unidirektionaler pulsierender Gleichstrom ist.
Obwohl ein Halbwellenrechteckrichter technisch verwendet werden könnte, sind seine Verlustleistungen im Vergleich zu einem Vollwellenrechteckrichter signifikant höher. Daher wird ein Vollwellenrechteckrichter oder ein Brückenrechteckrichter verwendet, um beide Halbwelle des Wechselstroms zu rektifizieren (Vollwellenrektifizierung). Die folgende Abbildung zeigt einen Vollwellenbrückenrechteckrichter.
Ein Brückenrechteckrichter besteht aus vier p-n-Junktion-Dioden, die in der oben gezeigten Art verbunden sind. In der positiven Halbwelle der Versorgungsspannung ist die induzierte Spannung an der Sekundärseite des elektrischen Transformators, also VMN, positiv. Daher ist Punkt E positiv im Vergleich zu F. Dioden D3 und D2 sind rückwärts polarisiert und Dioden D1 und D4 sind vorwärts polarisiert. Die Diode D3 und D2 wirken als offene Schalter (praktisch gibt es einige Spannungsabfälle) und Dioden D1 und D4 wirken als geschlossene Schalter und beginnen zu leiten. Daher erscheint eine rektifizierte Wellenform am Ausgang des Rechteckrichters, wie in der ersten Abbildung gezeigt. Wenn die induzierte Spannung an der Sekundärseite, also VMN, negativ ist, dann sind D3 und D2 vorwärts polarisiert, während die anderen beiden rückwärts polarisiert sind, und eine positive Spannung erscheint am Eingang des Filters.
Gleichstromfiltrierung
Die rektifizierte Spannung vom Rechteckrichter ist eine pulsierende Gleichspannung mit sehr hohem Rauschanteil. Aber das ist nicht, was wir wollen, wir wollen eine reinen, rauschfreien Gleichspannungs-Wellenform. Daher wird ein Filter verwendet. Es werden verschiedene Arten von Filtern verwendet, wie z.B.
