á 2024/08/28 302

Línulegar aflgjafar

Í heimi rafeindatækni eru aflgjafa tækin sem tryggja að allt gangi vel og rétt.Meðal mismunandi gerða sem til eru eru línulegar aflgjafar þekktir fyrir að veita stöðugt og áreiðanlegt rafmagnstreymi með mjög litlum hávaða.Þessi grein mun útskýra hvernig línulegar aflgjafar virka, hvaða hlutar þeir eru gerðir og hvar þeir eru gagnlegastir.Við munum einnig bera þau saman við aðrar tegundir aflgjafa, sem hjálpa þér að skilja hvers vegna þær eru enn valin fyrir ákveðnar aðstæður, jafnvel þó að nýrri og orkunýtnari valkostir séu í boði.

Vörulisti

Mynd 1: Línulegt aflgjafa

Hvað er línuleg aflgjafa?

Línuleg aflgjafa er tegund aflbúnaðar sem veitir stöðuga og stöðuga spennuframleiðslu með því að stilla stöðugt viðnám.Þessi aðferð forðast notkun skjótra rofa, sem gerir hana einfaldari og tilvalin til að skila hreinum og áreiðanlegum krafti til ýmissa rafeindatækja.

Ferlið byrjar með endurgjöfarkerfi sem stöðugt skoðar framleiðsluspennuna.Þessi spenna er borin saman við ákveðna viðmiðunarspennu með því að nota mismunadrifara, hringrás sem hjálpar til við að tryggja nákvæmni.Ef framleiðsla spenna er frábrugðin tilvísuninni, býr magnari merki til að leiðrétta mismuninn.Þetta merki stjórnar hluta sem kallast Pass þátturinn, sem gæti verið smári eða vettvangsáhrif smári (FET).Pass þátturinn virkar eins og breytilegur viðnám og stillir viðnám sitt til að halda spennunni á réttu stigi.

Til dæmis, ef inntaksspenna eykst, eykur Pass þátturinn viðnám sitt til að koma í veg fyrir að framleiðsla spenna hækkar.Á hinn bóginn, ef inntaksspennan minnkar, lækkar Pass þátturinn viðnám sitt til að leyfa meiri straum og tryggir að framleiðsla spenna haldist stöðug.

Þessi stöðugu aðlögun tryggir að aflgjafinn skilar stöðuga spennu, jafnvel þegar inntaksspenna eða álagsbreytingar.Einfaldleiki línulegs aflgjafa gerir það áreiðanlegt og framleiðir mjög lítinn rafmagns hávaða, sem er gagnlegt fyrir tæki sem þurfa stöðugan kraft.Hins vegar er þessi tegund aflgjafa yfirleitt minna skilvirk vegna þess að auka orkan losnar sem hiti, sem þýðir að það gæti þurft stærra kælikerfi og notar meiri kraft.

Hluti af línulegri aflgjafa

Mynd 2: Íhlutir línulegs aflgjafa

Aflgjafainntakspennu

Í línulegri aflgjafa er spenni fyrsti þátturinn sem hefur samskipti við AC afl frá rafmagninu.Aðalstarf þess er að Breyttu spennunni að stigi sem hentar tækinu, annað hvort með því að lækka það (sem er algengara) eða auka það, allt eftir þörfum tækisins.Spenni veitir einnig vernd með því að aðgreina aflgjafann frá rafmagni og draga úr hættu á rafhættu.Í hærri orkuforritum getur spenni verið nokkuð stór, sem eykur heildarstærð og þyngd aflgjafa.Það fer eftir því hvernig aflgjafinn er hannaður, spenni getur haft Ein eða fleiri efri vinda Til að framleiða mismunandi framleiðsluspennu.

Réttari

Þegar spennirinn hefur aðlagað spennuna þarf að breyta AC aflinu í DC afl, sem er gert af afriðara.Afleiðingin er mikilvægur hluti aflgjafa og það kemur í mismunandi uppsetningum. Hálfbylgjuleiðrétting notar staka díóða til að umbreyta aðeins helmingi AC hringrásarinnar í DC, sem gerir það minna skilvirkt og framleiðir meiri sveiflur í framleiðslunni, sem er erfiðara að slétta út. Fullbylgjuleiðrétting er skilvirkari og notar báða helminga AC hringrásarinnar.Þetta er hægt að gera með miðju spenni og tveimur díóða eða með brúarafréttasetningu sem notar fjóra díóða.Brúarafritari er oftar notaður í nútíma hönnun vegna þess að hann er skilvirkari.Nútímalögur nota venjulega hálfleiðari díóða Eins og PN Junction Diodes eða Schottky Diodes.Schottky díóða er oft valinn vegna þess að þeir missa minni spennu þegar straumur fer í gegnum þá, sem gerir þá skilvirkari, þó þeir geti leyft einhverjum straumi að leka og hafa lægri spennuþröskuld áður en þeir brotna niður.

Slétta þétti

Eftir að afriðari breytir AC í DC er framleiðslan ekki fullkomlega slétt og inniheldur sveiflur í spennu sem eru ekki æskilegar fyrir flestar rafrásir.Sléttandi þétti hjálpar til við að Jafnvel út þessar sveiflur Með því að hlaða upp á háum stöðum leiðréttra bylgjulögunar og losunar hleðslu þegar bylgjulögunin lækkar.Þetta hjálpar til Haltu DC spennunni stöðugri.Þrátt fyrir að þéttarinn dragi mjög úr sveiflunum, fjarlægir hann þær ekki alveg.Geta þéttarins til að draga úr þessum sveiflum veltur á stærð hans og núverandi straumi sem álagið þarfnast.

Spenna eftirlitsstofn

Spennustýringin er aðalþáttur línulegs aflgjafa og tryggir að framleiðsla spenna haldist stöðug jafnvel þó að innspenna eða álagið breytist.Það eru tvær megin gerðir af línulegum eftirlitsaðilum: SHUNT REGULATOR og Series Regulator.

SHUNT eftirlitsstofninn er sjaldgæfari og virkar með því að setja breytilegan íhlut yfir álagið, sem gleypir aukastraum til að halda framleiðsluspennunni stöðugum.Þessi tegund eftirlitsstofnanna er notuð þegar þörf er á nákvæmri stjórn á spennunni, jafnvel þó að það sé ekki mjög duglegt.Vegna minni skilvirkni er það venjulega aðeins notað við sérstakar aðstæður.

Series eftirlitsstofninn er mest notaða gerð línulegs eftirlitsaðila.Í þessari uppsetningu er breytileg viðnám sett í röð með álaginu og stjórnrásin aðlagar viðnám til að viðhalda viðkomandi framleiðsluspennu.Einfaldleiki og árangur seríunnar eftirlitsstofnanna gerir það að vinsælum vali fyrir marga línulega aflgjafahönnun.Það veitir góða spennustýringu með tiltölulega einföldum hönnun, sem gerir það hentugt fyrir margs konar notkun.

Kostir og gallar línulegra aflgjafa

Kostir

Línulegar orkubirgðir hafa nokkra ávinning, sérstaklega við aðstæður þar sem stöðugleiki og hljóðlát rekstur er nauðsynlegur.Einn helsti ávinningurinn er að þeir skapa Mjög lítill hávaði.Ólíkt því að skipta um aflgjafa sem kveikja og slökkva hratt á straumnum, halda línulegum aflgjafa straumnum stöðugt.Þessi skortur á skjótum rofi þýðir að þeir skapa ekki mikið rafsegul truflun, sem gerir þá að góðu vali fyrir viðkvæm rafeindatæki eins og hljóðkerfi, lækningatæki og tæki sem þurfa nákvæmar mælingar.

Annar ávinningur er þeirra Áreiðanleg frammistaða.Línulegar aflgjafar hafa verið til í langan tíma og tækni þeirra er vel þekkt og áreiðanleg.Vegna þess að þeir hafa verið notaðir í svo mörg ár er frammistaða þeirra stöðug og vel skilin.Verkfræðingar og hönnuðir geta treyst á þessar birgðir til að vinna stöðugt, sem er mjög gagnlegt við aðstæður þar sem áreiðanleiki er nauðsyn.

Ókostir

Samt sem áður hafa línulegar aflgjafar nokkra galla, aðallega þegar kemur að því hversu vel þeir nota orku og stærð þeirra.Einn stærsti gallinn er þeirra Lítil skilvirkni.Þessar birgðir nota venjulega aðeins um 50% af inntaksorkunni á áhrifaríkan hátt, þar sem hinn helmingurinn er til spillis, venjulega sem hiti.Þessi litla skilvirkni gerist vegna þess að framboð stjórnar spennunni með því að losna við auka orku, sem sóar mikilli orku.

Þetta sóa orka leiðir til annars vandamáls: hitamyndun .Orkan sem er ekki notuð skapar hita, sem þarf að stjórna til að halda aflgjafa og tengdum tækjum frá því að skemmast.Þetta þýðir oft að bæta við aukahlutum eins og hitavask eða kælingu viftur, sem getur gert hönnunina flóknari og aukið kostnað.

Að síðustu, línuleg aflgjafa er stærri og þyngri en að skipta um aflgjafa.Þeir þurfa stóra spennara til að draga úr spennu og viðbótarhlutum til að stjórna hita, sem gerir þessar orkubirgðir fyrirferðarmiklar.Þetta getur verið mikill ókostur við aðstæður þar sem rými og þyngd eru mikilvæg, svo sem í flytjanlegum eða samningur tækjum.

Forrit af línulegum aflgjafa

Mynd 3: Forrit af línulegum aflgjafa

Línulegar aflgjafir, þó að þeir séu ekki eins orkunýtnir og hliðstæða þeirra, eru oft valdir við sérstakar aðstæður þar sem stöðugur og hávaðalaus afköst er nauðsynleg.Þessar orkubirgðir eru sérstaklega gagnlegar í umhverfi þar sem stöðug og hreinn kraftur er nauðsynlegur án truflana sem geta fylgt með að skipta um aflgjafa.

Í hljóð- og myndbúnaði eru línulegar aflgjafar mjög gagnlegar fyrir hágæða hljóð magnara og viðkvæm hljóðbúnað.Þeir veita sléttan og stöðuga spennuframleiðslu, sem er mikilvægt til að halda hljóðgæðum ósnortnum.Að skipta um aflgjafa getur stundum kynnt hávaða og toppa sem geta truflað hljóðmerki, sem leiðir til hljóðröskunar eða óæskilegra truflana.Vegna þessa eru línulegar aflgjafar ákjósanlegar í hágæða hljóðkerfi þar sem mikilvægt er að halda hljóðgæðunum hreinum og skýrum.

Í rannsóknarstofubúnaði er það mjög mikilvægt að hafa stöðugan og nákvæman kraft.Tæki eins og aflgjafa rannsóknarstofu, sem eru notuð til að veita stöðugar og nákvæmar spennuframleiðslur, treysta oft á línulega reglugerð.Stöðugleikinn sem línuleg aflgjafa býður upp á tryggir að spenna er áfram stöðug, sem er mjög mikilvæg í tilrauna- og prófunarumhverfi þar sem jafnvel litlar breytingar geta leitt til rangra niðurstaðna.Þessar aflgjafar eru hannaðar til að skila hreinum, hávaðalausum krafti, sem er þörf fyrir viðkvæmar mælingar og tilraunir sem krefjast mikillar nákvæmni.

Línulegar aflgjafar eru hannaðar til að skila stöðugri spennu með lágmarks hávaða, sem gerir þær fullkomnar fyrir aðstæður þar sem gæði aflsins hefur bein áhrif á hversu vel tæki virkar.Þó að þeir séu kannski ekki eins orkunýtnir og að skipta um aflgjafa, gerir getu þeirra til að veita stöðugan og hreinan kraft þá sérstaklega gagnlega í sérstökum, hávaða viðkvæmum forritum.Notkun þeirra í hljóð- og sjón- og rannsóknarstofubúnaði sýnir hvernig aflgæði gegna lykilhlutverki við að viðhalda afköstum og nákvæmni í þessum stillingum.

Samanburður við aðrar tegundir aflgjafa

Línulegar aflbirgðir eru notaðar til að breyta raforku úr einu formi í annað, venjulega breyta skiptisstraumi (AC) í beinan straum (DC).Það eru til nokkrar tegundir af aflgjafa, hver með sín eigin einkenni:

Mynd 4: Óreglulegar línulegar aflgjafar

Óreglulegar línulegar aflgjafar eru grunngerðin.Þeir umbreyta AC í DC en hafa enga auka eiginleika til að halda spennunni stöðugum.Þetta þýðir að framleiðsla spenna getur breyst ef inntaksspenna breytist eða ef aflmagnið sem notað er (álagið) breytist.Ef inntaksspennan hækkar mun framleiðsla spenna einnig hækkar og ef álagið eykst gæti framleiðsla spenna lækkað.Vegna þessa eru þessar orkubirgðir ekki tilvalnar fyrir tæki sem þurfa stöðug spennu til að virka rétt.

Mynd 5: Ferroresonant aflgjafa

Ferroresonant aflgjafa notar sérstaka tækni sem felur í sér segulsvið til að halda framleiðsluspennunni stöðugum.Þeir gera þetta með blöndu af spennum og resonant hringrás.Seguleiginleikar spennirinn hjálpa til við að viðhalda stöðugri framleiðsluspennu, jafnvel þó að inntaksspenna eða álagsbreytingar.Þessar aflgjafir hafa einnig innbyggða vernd gegn skyndilegum krafti toppa, sem gerir þær áreiðanlegar á stöðum þar sem aflgjafinn er ekki stöðugur.Hins vegar eru þau venjulega stór og þung, sem getur verið galli við aðstæður þar sem stærð og þyngdarefni.

Mynd 6: Skipta um aflgjafa (SMP)

Skiptahamur aflgjafa (SMP) er hannaður til að vera skilvirkari en línulegar aflgjafar.Þeir virka með því að kveikja hratt og slökkva á inntaksafl með því að nota rafræna rofa eins og smára.Þessi aðferð gerir þeim kleift að umbreyta krafti á skilvirkari hátt, sem þýðir að þeir framleiða minni hita og hægt er að gera þær minni og léttari.Hins vegar, vegna háhraða rofans, geta SMPs búið til rafmagns hávaða, sem gæti truflað önnur rafeindatæki í nágrenninu.SMP eru einnig flóknari í hönnun og getur verið erfiðara að laga ef eitthvað fer úrskeiðis.

Niðurstaða

Línulegar aflgjafir eru enn valinn við aðstæður þar sem stöðugt er þörf á stöðugu og hávaða aflgjafa.Einföld hönnun þeirra og áreiðanleg frammistaða gerir þá að uppáhaldi á svæðum eins og hljóðbúnaði og rannsóknarstofuprófum.Samt sem áður hafa þeir skipt um orkunýtni og stærð, svo það er mikilvægt að hugsa um hvað þú ert að nota þá.Þegar við berum saman línulegar aflgjafa við aðrar gerðir verður það ljóst að þó að þær séu ekki alltaf mest orkusparandi valkosturinn, þá þýðir geta þeirra til að skila hreinu og stöðugu krafti að þeir eru enn gagnlegir í tækniheiminum í dag.Með því að skilja þennan mun geturðu tekið betri ákvarðanir þegar þú velur réttan aflgjafa fyrir sérstakar þarfir þínar.

Algengar spurningar [FAQ]

1. Hvar eru línulegar aflgjafar notaðir?

Línulegar aflgjafar eru almennt notaðar í umhverfi þar sem mjög þörf er á stöðugu og lágu hávaða.Þetta felur í sér hágæða hljóðbúnað, lækningatæki, rannsóknarstofutæki og nákvæmni mælingarverkfæri, þar sem jafnvel lítill rafhljóð getur truflað notkun eða nákvæmni búnaðarins.

2. Hver er skilvirkni línulegs aflgjafa?

Skilvirkni línulegs aflgjafa er yfirleitt lítil, oft um 50% eða minna.Þetta er vegna þess að aflgjafinn stjórnar spennu með því að dreifa umfram orku sem hita, sem hefur í för með sér verulegt orkutap.

3. Hverjir eru kostir og gallar línulegs aflgjafa?

Helsti kosturinn við línulega aflgjafa er geta þess til að veita hreinan, stöðugan og lítinn hávaða kraft, sem er tilvalið fyrir viðkvæma rafeindatækni.Ókostirnir fela í sér litla skilvirkni, stór stærð vegna þörf fyrir hitaleiðni og auka orkan sem sóað er sem hiti.

4. Hverjir eru ókostir línulegs spennueftirlits?

Ókostir línulegs spennu eftirlitsstofnana fela í sér litla skilvirkni, þar sem það sóar miklum krafti sem hita og vanhæfni þess til að stíga upp spennu, sem þýðir að það getur aðeins dregið úr spennu frá inntaksstiginu.Að auki geta þeir þurft stóran hitavask eða kælikerfi til að stjórna hitanum sem framleiddur er, sem gerir þá fyrirferðarmikla.

5. Hver er skilvirkasta tegund aflgjafa?

Skilvirkasta tegund aflgjafa er rofinn aflgjafa (SMP).Það notar hátíðni skiptingu til að umbreyta afl með lágmarks orkutapi, sem leiðir til mun meiri skilvirkni miðað við línulegar aflgjafa.