#09 Prvky rozvádzača | Elektrický zdroj

Elektrický napájací zdroj je v podstate elektrický obvod zabezpečujúci elektrickú energiu v určitých, požadovaných parametroch pre elektronické obvody. Obvykle je transformovaná elektrická energia z iných el. zdrojov. Napájacie elektrické zdroje môžeme rozdeliť do niekoľkých kategórií:

• Sieťové
• Lineárne
• Spínané

Elektrický zdroj: Sieťové zdroje

Elektrickú energiu zvyčajne čerpajú z bežnej elektrickej siete a teda vstupom je striedavé napätie (50-60hz) s rozsahom 110-240V. Pri ich výrobe je tým pádom potrebné dodržiavať príslušné bezpečnostné a elektrotechnické normy.

Sieťové elektrické zdroje sú zvyčajne konštruované z bežného transformátora s usmerňovačom a lineárnym stabilizátorom, alebo ako spínané zdroje s transformátorom. Malé sieťové zdroje často nazývame „adaptér“.

Elektrický zdroj: Lineárne zdroje

U tohto zdroja sa využíva vhodný rezistor a paralelne zapojený prvok (zenerová dioda), ktorého voltampérova charakterisitka vykazuje prudký nárast prúdu pri požadovanom napätí.  Zenerova dioda sa vyrába v širokom rozsahu prahových napätí a podobnú vlastnosť majú aj bežné usmerňovacie diody, tie však majú prahové napätie dané použitým základným materiálom.

Moderné lineárne zdroje zvyčajne používajú namiesto sériového rezistora prvok s premenlivou impedanciou, ktorý je regulovaný spätnou väzbou na základe rozdielu vstupného napätia a konštantného napätia z vnútornej referencie.

Medzi nevýhody lineárnych zdrojov patrí zlá stabilita výstupného napätia,  malý prúdový rozsah a hlavne účinnosť, keďže mení elektrickú energiu na teplo v rezistore aj samotnej zenerovej dióde ( je potreba zabezpečiť dostatočné chladenie). Medzi ďalšie nevýhody patrí to, že výstupné napätie je vždy nižšie ako vstupné.

Naopak výhodou je ich nízka cena, ľahká použiteľnosť, malé rozmery.

Spínané zdroje

Využívajú spínací prvok (tranzistor) a vysokú frekvenciu (desiatky kHz) ktorou periodicky zopína a rozpína vstupné napätie do obvodu zloženého z kombinácie cievky, kondenzátora a diódy. Vhodnou kombináciou týchto prvkov sa dá dosiahnuť zníženie napätia (tzv. step down alebo buck regulator), ale aj zvýšenie napätia ( tzv. step up alebo boost regulator).

Spínacie zdroje môžu byť zložené aj s transformátorom a následným diódovým usmerňovačom. V takýchto spínacích zdrojoch sa využívajú výhodné vlastnoti moderných magnetických materiálov pri vysokých frekvenciách ( menšie rozmery pri veľkých prúdoch, menšie magnetické straty)

Zmeny výstupného napätia je možné dosiahnuť zmenením frekvencie a striedy spínania. Preto býva súčasťou zdroja obvod (zvyčajne integrovaný) zabezpečujúci zmenu frekvencie alebo striedy na základe spätnej väzby z výstupného napätia tak aby bolo zabezpečené stabilné vstupné napätia pri rôznych zaťaženiach.

Spínacie zdroje môžu vyžarovať elektromagnetické vlny v širokom spektre frekvencií, preto je potrebné pri ich konštrukcii a použitý dodržať zásady elektromagnetickej kompatibility!