adapter

A adapter (Angolul: Power Supply Unit, PSU) egy független eszköz vagy modul, amely energiát szolgáltat azokhoz az eszközökhöz vagy modulokhoz, amelyek eltérő feszültséget és áramot igényelnek, mint amit az elektromos hálózat biztosít. A kimeneti feszültség és a maximális kimeneti áram lehet fix vagy változtatható.

Tartalomjegyzék

faj

A tápegységek kapcsoló és transzformátor tápegységekre vannak felosztva; ez utóbbi még mindig szabályozott és szabályozatlan. A céltól függően mindegyik különféle kivitelben kapható.

Ma a kapcsoló tápegységeket nagyrészt - de nem kizárólag - használják. A hálózati frekvenciánál magasabb frekvenciákon működnek - a tipikus értékek néhány 10 kHz és néhány 100 kHz közötti tartományban vannak. Ez lehetővé teszi kisebb és könnyebb transzformátorok használatát és nagyobb hatékonyságot ugyanazzal a kimenettel. Gyakorlatilag minden kapcsoló tápegység szabályozott DC feszültség vagy szabályozott Egyenáram. Vannak speciális tápegységek, amelyek csak terheléssel működtethetők, mert nyitott csatlakozások esetén olyan nagy feszültség keletkezik, hogy tönkreteszi önmagát. Típustól függően változhatnak a kapcsolási frekvencia vagy az impulzusszélesség aránya, ami elkerüli az energiaveszteségeket. Bár több alkatrészre van szükségük, mint a transzformátor tápegységeire, a megnövekedett nyersanyagköltségek és az energiaárak miatt ma már több mint versenyképesek.

A transzformátor tápegységei egyszerűbb felépítésűek, mint a kapcsolóüzemű tápegységek, amint azt a jobb oldali ábra mutatja: Tartalmaznak egy transzformátort (1), amelynek elsődleges tekercsét közvetlenül a hálózati váltakozó feszültség és a hálózati frekvencia táplálja. Átalakítja a feszültséget a kívánt kimeneti értékre vagy értékekre, és biztosítja a galvanikus leválasztást a hálózattól. Az autotranszformátorok galvanikus leválasztás nélküli tápegységekhez használhatók. A transzformátor szekunder váltakozó feszültségét egy egyenirányító (2) és egy simító kondenzátor (3) segítségével egyenfeszültséggé alakítják, a következő lineáris szabályozó (4) biztosítja az állandó kimeneti feszültséget, a szükséges hőveszteségekkel. Mivel a lineáris szabályozót (4) nem használják a szabályozatlan tápegységeknél, ezek nem biztosítanak állandó kimeneti feszültséget, hanem költséghatékonyan és kevesebb alkatrésszel állíthatók elő. Néha a szabályozatlan transzformátor tápegységei csak a hálózati transzformátorból állnak, ekkor váltakozó feszültséget bocsátanak ki.

Az állandó áram áramellátása állandó áramforrás formájában ritkábban fordul elő. Például félvezető lézerekkel vagy töltőkben kell működtetniük az akkumulátorok töltését. Továbbá univerzális laboratóriumi tápegységek is használhatók ebben az üzemmódban.

Tervek

A tápegységeket a kivitel céljától és kimeneti teljesítményétől függően különböző kivitelben kínálják:

Dugaszolható tápegységek

A tápegységek olyan tápegységek, amelyek egységet alkotnak a tápcsatlakozóval. Kis szolgáltatásokra használják őket; A kicsi itt kevesebb mint 10 W-ot jelent hagyományos kialakítással és kevesebb, mint 50 W-ot kapcsolt üzemmódú tápegységekkel. A váltóáramú hálózathoz való csatlakozás dugója a tápegység házába van beépítve. A kimeneti alacsony feszültséget általában az eszközön keresztül vezetik kábelen keresztül, de vannak olyan típusok is, amelyeknek alacsony feszültségű oldalán van aljzata, pl. USB töltők.

A dugaszolható tápegységeket időnként tréfásan nevezik "Fali szemölcs" kijelölt. Douglas Adams Salmon in kétség című könyvének német fordításában őket hívják "Bammeldinger" utal az [1] -re, egyrészt az áramszint, az elektromos feszültség és a csatlakozók sokféle eltérése, valamint a dugaszolható tápegység és a kapcsolódó eszköz hibamentes összekapcsolása miatt.

Kapcsolóüzemű tápegység

Időközben szinte az összes dugaszolható tápegységet kapcsolt üzemmódú tápegységként tervezik, amelyek nemcsak jelentősen könnyebbek és kisebbek, mint a transzformátorok, de alapjáraton alacsonyabb az energiafogyasztásuk, és hatékonyabban működnek. Ezenkívül a kimeneti feszültség stabilabb, mint a nem stabilizált hagyományos tápegységek esetén. Rendszerint rövidzárlatbiztosak, és a 85 V és 250 V közötti széles tartományú bemenetnek köszönhetően a világ összes szokásos hálózati feszültségén működtethetők. Azonban a magas bekapcsolási frekvenciák miatt nagyobb interferenciát generálnak az elektromos hálózatban, ami szükségessé teszi az interferencia elnyomását. A terhelés nélküli energiaveszteséget az EU jogilag 1 wattra korlátozta.

A szállítandó eszközhöz való csatlakozáskor a csatlakozók és feszültségek széles választékát használják. Néhány csatlakozódugó mechanikusan szabványosított, de rendszeresen új gyártóspecifikus változatokat adnak hozzá. A csatlakozók és polaritásuk nincs szabványosítva, így minden eszköznek általában saját áramellátásra van szüksége. A mobiltelefonok tápegységei esetében az egész Európában USB-csatlakozót szabványosítottak az okostelefonok eszközosztályára (EN 62684: 2010 európai szabvány). [2] Üreges dugók és csatlakozódugók sok eszközön megtalálhatók, az előbbi előnyben részesíti az aljzat dugóit, mivel az utóbbi átmenetileg rövidzárlatot okoz bekötéskor, és csak akkor szabad őket csatlakoztatni vagy leválasztani, ha a tápegység feszültségmentes.

Transzformátor tápegysége

Korábban transzformátorból, egyenirányítóból és szűrőkondenzátorból álló egyszerű konstrukciókat használtak sok dugaszolható tápegységben, amelyek elektromos hatásfoka teljes terhelésnél jóval 50% alatt van. Ma csak különleges esetekben fordulnak elő. A "stabilizált" jelöléssel ellátott eszközök kivételével nincs feszültségszabályozó, a kimeneti feszültségek eltérőek a transzformátor tekercselő csapjainak átkapcsolásával. A szabályozatlan eszközök nyitott áramkörű feszültségei gyakran jóval magasabbak, mint a megadott névleges feszültség. A transzformátorok önbeálló vagy nem visszaállítható hőbiztosítékot tartalmaznak, utóbbi túlterhelés után használhatatlanná válik. A váltakozó feszültségű kimenettel rendelkező tápegységek csak egy transzformátort tartalmaznak.

A transzformátoros tápegységeket gyakran alacsony súly és alacsony költségek miatt tervezik, maximálisan kihasználják a vasmagot, amely szintén gyakran gyengébb minőségű, ami azt jelenti, hogy több wattot húznak le az elektromos hálózatról még csatlakoztatott fogyasztó nélkül vagy áramfogyasztás nélkül is. A fenti körülmény bekapcsolta a tápegységeket a környezetvédők kritikájába. 1998-ban a BUND egy médiakampányban kiszámította, hogy egy közepes méretű atomerőmű megtakarítható azáltal, hogy következetesen leválasztja/kihúzza az összes olyan elektromos készüléket (nem csak dugaszolható tápegységet), amely nem működik a német ajkú országokban.

Jelölések

A következő jelöléseket használják:

Polaritás: Az egyenáramú tápegységek pozitív vagy negatív polaritással rendelkeznek, amely a szomszédos ábrán látható szimbólumokkal van jelölve, és megfelel a dugó és az aljzat belső pólusának polaritásának. A tápegység polaritásának meg kell egyeznie a vele működtetett eszközével, hogy megakadályozza a károsodást (általában a teljes eszköz megsemmisülését).
A „stabilizált” azt jelenti, hogy a kimeneti feszültség alapjáraton is megtartja névleges értékét. (Csak a transzformátor tápegységein található.)
Kimenet: xx volt rect egyenirányított, szűrt feszültséget jelent; váltakozó feszültségű komponenseket tartalmaz, amikor alapjáraton a kimeneti feszültség időnként jelentősen meghaladja a névleges feszültséget.
Kimenet: xx volt AC vagy

váltakozó feszültségű kimenetet jelent (pl. tündérlámpákhoz).

A feszültségspecifikációt követi a maximális lehúzható áram vagy a kimenő teljesítmény specifikációja.

Vannak szimbólumok és piktogramok is:

Áthúzott szemetes: az elektronikus hulladékokról szóló rendelet szerint a használaton kívüli eszközök nem tartoznak a maradék hulladékhoz
Dupla négyzet: a feszültség alatt álló alkatrészek védőszigetelése
Stilizált ház: csak beltéri használatra
CE-jelölés: Ingyenes védjegy az Európai Unió számára. A CE-jelölés elhelyezésével a terméket forgalomba hozó személy megerősíti, hogy a termék megfelel a termékspecifikus európai uniós irányelveknek.
Átfedő körök, vonallal elválasztva: védő elválasztás a hálózat és a kimeneti feszültség között (biztonsági extra alacsony feszültség)

Önálló eszközök

Állandó feszültségű tápegységek

Közepes teljesítményű (10–200 W) áramellátás széles skálája létezik közös kimeneti feszültséggel (egy vagy több közvetlen vagy váltakozó feszültség) külső egységek formájában, amelyeket tápkábelen keresztül táplálnak, amely részben a készülékbe van csatlakoztatva, és a fogyasztót kimenő vezetéken keresztül. ellátás eszközdugóval.

A külső tápegységek használata a készülékbe integrált tápegységekkel szemben néhány fontos előnyt kínál az eszközgyártóknak:

Vásárolt, szabványosított külső tápegységek használatával elkerülhetők a fejlesztési költségek és a kockázatok. A tisztán funkcionális szempontok mellett ez elsősorban a biztonság és az elektromágneses összeférhetőség szempontjait érinti, amelyek jelentősen hozzájárulnak egy tápegység fejlesztési erőfeszítéseihez.
A külső tápegységek szabványosított sorozatgyártású termékek, amelyeket nagyon olcsón gyártanak és kínálnak, ami pozitív hatással van az eszköz összköltségére.
A készüléknek az országspecifikus elektromos hálózatokhoz való igazodása a külső tápegység megfelelő megválasztására korlátozódik.
A külső tápegységekkel működő eszközök értékelése és ellenőrzése a vonatkozó jogszabályi előírásoknak való megfelelésük szempontjából, pl. B. a termékjóváhagyás kapcsán általában lényegesen olcsóbb, mint az integrált tápegységgel rendelkező készülékek esetében, mert a veszélyes hálózati feszültséget nem vezetik be magába az eszközbe.
Jóváhagyott tápegység használható több extra alacsony feszültségű eszközhöz.

Ez a kialakítás (pl. Nyomtatókhoz vagy laptopokhoz) szintén ritkán rendelkezik hálózati kapcsolóval, így a kapcsolható aljzatsávok segítségével némi energia megtakarítható. Különösen a tintasugaras nyomtatók azonban a teljes hálózati szétkapcsolás után gyakran végeznek bonyolult öntesztet, amelyben nagy mennyiségű tinta pazarolódik feleslegesen.

Laboratóriumi tápegységek

Az úgynevezett laboratóriumi tápegységek, más néven laboratóriumi tápegységek, különféle módon működtethető eszközök. Rendszerint folyamatosan állítható feszültségkorlátozással és állítható áramkorlátozással, valamint áram- és feszültségkijelzővel rendelkeznek.

Beépített tápegység

Nagyobb teljesítmény (100 W fölött) esetén az eszközök vagy kapcsolószekrények tápegységeit gyakran szerelvényként vagy beépített eszközként tervezik. Az érintésvédelemre vonatkozó követelmények ekkor alacsonyabbak. Másrészt azonban az áramellátás integrálása növeli a teljes készülék biztonsági követelményeit, mivel ez B. az érintésvédelem tekintetében a kúszófeszültség-távolságoknak és a túlfeszültség-ellenállásnak vagy a védőföldelésnek meg kell felelnie azoknak a követelményeknek, amelyeket korábban csak a külön tápegységre helyeztek.

Beépített eszközöket vagy beépített tápegységeket is gyakran használnak, ha több feszültségre van szükség, például számítógépekben, televíziókban, videofelvevőkben, faxgépekben vagy lézernyomtatókban.

DC kapcsoló átalakító

A tápegységeket közvetlen feszültségű hálózatokban (repülőgépek, gépjárművek, napelemes rendszerek) is használják, amikor a feszültségeket átalakítani kell, vagy váltakozó feszültségre van szükség. Ezeket azonban általában nem tápegységnek nevezik.

Ilyen például a jármű fedélzeti feszültséghálózatán történő működéshez szükséges erős hangerősítőkbe épített tápegység, amely 12 V-tól (fedélzeti hálózat) a kimeneti fokozatokhoz gyakran ± 40 V-nál nagyobb feszültséget generál. DC/DC kapcsolt üzemmódú tápegységeket használnak ott, amelyek invertert és transzformátort tartalmaznak, majd azt utólagosan kiigazítják.

Az egyenáramú szecskázókat alacsony fogyasztású tartományban (5 W alatt) kapszulázott hibrid modulokként használják az alkatrészek elektromosan szigetelt tápellátásához.

Jellemző alkalmazások a telefonmodemek vagy hálózati kártyák vonali interfészei, a modern PC alaplapok és a nagy teljesítményű grafikus kártyák, amelyek működési feszültségüket a lehető legközelebb hozzák a fogyasztóhoz a PC tápegység által szolgáltatott feszültségekből. terhelés-átalakító ).

Az inverterek váltakozóáramú feszültséget generálnak egyenfeszültségű hálózatokból, pl. B. dugaszolható hálózati adapterként gépjárművekben vagy állandóan beépítve a napelemes rendszerek egyenes feszültségű hálózataiba.