Zasady działania zasilaczy elektrycznych

Wszystkie urządzenia elektryczne potrzebują źródła zasilania, niezbędnego do ich prawidłowego działania. To oczywiste. Podobnie jak to, że źródłem tym najczęściej jest sieć elektryczna. Za pomocą odpowiedniego kabla podłączamy urządzenie do prądu – i voilà! Okazuje się jednak, że dla prawidłowego działania niezbędny jest zasilacz elektryczny, który przemienia prąd przemienny w prąd stały. Przyjrzyjmy się bliżej zasadom jego działania.

Energia elektryczna powinna być dostarczana do urządzenia zgodnie z jego specyfikacją. W przeciwnym razie może ulec trwałemu uszkodzeniu. Istotną rolę odgrywają więc zasilacze – które we właściwy sposób przetwarzają energię elektryczną na zgodną z parametrami danego urządzenia. Zasilacze dzieją się na dwa podstawowe rodzaje: liniowe i impulsowe.

Zasilacz liniowy

Zasilacz liniowy, zwany również tradycyjnym lub transformatorowym składa się z trzech zasadniczych elementów: transformatora, układu prostująco-filtrującego oraz stabilizatora napięcia. W pierwszej kolejności napięcie zmienne jest obniżane przez transformator do wartości nieco wyższej niż wymagane na wyjściu napięcie stałe. Następnie obniżone napięcie jest prostowane oraz stabilizowane – tak, aby na wyjściu z zasilacza uzyskać stałe napięcie o określonej wartości. Tego typu zasilacze służą zwykle do zasilania urządzeń elektrycznych o niskim napięciu.

Tradycyjne zasilacze coraz częściej zastępowane są zasilaczami impulsowymi. Firmy produkujące nowoczesne urządzenia praktycznie nie wykorzystują już do zasilania zasilaczy liniowych. Ich zaletą jest niewątpliwie prosta konstrukcja, jednak ze względu na straty mocy spowodowane wytwarzaniem ciepła i duże rozmiary stosowane są obecnie jedynie w projektach amatorskich lub specjalistycznych zastosowaniach laboratoryjnych – w mniejszym stopniu powodują zakłócenia elektromagnetyczne. Aktualnie naszą komórkę lub komputer zasila prawdopodobnie zasilacz impulsowy – które zasada działania jest nieco inna.

Zasilacz impulsowy

Nowoczesne zasilacze zbudowane są w oparciu o przetwornicę napięcia. W pierwszej kolejności napięcie jest prostowane i wygładzane, a napięcie stałe otrzymywane jest od razu – ma ono jednak wyższą niż wymaganą wartość. Następnym krokiem jest filtrowanie przez cewki i kondensatory, które poprzez tranzystor przekazują prąd do transformatora. Jest on jednak zdecydowanie mniejszy i lżejszy niż w zasilaczu tradycyjnym, a jego moc jest zdecydowanie większa. Obniżone napięcie jest ponownie wygładzane i prostowane, aby uzyskać optymalną wartość napięcia wyjściowego. Jeżeli występują nieprawidłowości informacje przekazywane są do tranzystora, który reguluje średnią wartość napięcia dostarczaną do transformatora. W zasilaczach wysokiej jakości układ impulsowy pracuje bardzo szybko, dzięki czemu utrzymana jest stabilność napięcia wyjściowego.

Z tego względu nowoczesne zasilacze impulsowe wypierają zasilacze transformatorowe. Są mniejsze, a przede wszystkim bardziej wydajne. Dzięki rozwojowi technologii możliwe jest stworzenie zasilaczy impulsowych, które do prawidłowego działania potrzebują minimalnej liczby elementów.

Co jeszcze warto wiedzieć o zasilaczach?

Każdy zasilacz posiada określoną sprawność, czyli informację jaki procent mocy może skutecznie wykorzystać. Nie ma jeszcze zasilaczy, których sprawność wynosiłaby 100% - zawsze jakiś procent mocy zostaje utracony. Sprawność zasilaczy tradycyjnych wynosi około 50%, zaś zasilaczy liniowych około 85%. W przypadku konieczności zakupu nowego zasilacza lepiej zdecydować się na ten o większej sprawności i lepszej jakości – dzięki temu nie będziemy ryzykowali zwiększonych rachunków za prąd oraz możliwości uszkodzenia urządzenia. Wysokiej klasy osprzęt elektroniczny znajdziemy w ofercie hurtowni elektrycznej Elektrotek. W przypadku zasilaczy nie warto oszczędzać – pozorna oszczędność może wiązać się później z wysokimi kosztami naprawy urządzenia elektrycznego podpiętego do niewłaściwego zasilacza.

Pamiętajmy również, że urządzenia elektryczne, także zasilacze, nie lubią wysokiej temperatury. Praca w podwyższonej temperaturze może spowodować skrócenie żywotności, a nawet uszkodzenie. Zasilacze wysokiej jakości posiadają wbudowany czujnik temperatury, który uniemożliwia przegrzanie się wnętrza układu. Jednak dla własnego komfortu powinniśmy również zadbać o to, by nie umieszczać zasilacza w pobliżu źródeł ciepła.