Zasilacze stabilizowane i niestabilizowane to kluczowe elementy współczesnej elektroniki, które pełnią ważną rolę w dostarczaniu prądu stałego do różnych urządzeń elektrycznych. Zasilacz stabilizowany utrzymuje napięcie wyjściowe na stałym poziomie, zapewniając niezawodność i jakość zasilania, szczególnie w przypadku urządzeń wrażliwych na zmiany napięcia. Z kolei zasilacz niestabilizowany oferuje prostszą konstrukcję i jest bardziej elastyczny w dostosowywaniu się do różnych napięć wyjściowych, choć może generować zakłócenia, które mogą być niekorzystne dla niektórych urządzeń. Wybór między nimi zależy od potrzeb konkretnej aplikacji i jej wymagań, co warto uwzględnić, aby zapewnić optymalne zasilanie dla elektronicznych urządzeń. Jak wybrać odpowiedni zasilacz? Podpowiadamy w artykule.
- Czym są zasilacze stabilizowane?
- Czym są zasilacze niestabilizowane?
- Główne różnice pomiędzy zasilaczami stabilizowanymi a niestabilizowanymi
- Zalety i wady zasilaczy stabilizowanych i niestabilizowanych
- Który zasilacz wybrać?
Czym są zasilacze stabilizowane?
Zasilacz stabilizowany to urządzenie, które służy do zasilania prądem stałym (prąd, który płynie zawsze w tym samym kierunku i ma stałą wartość napięcia i natężenia) urządzeń elektrycznych.
Przetwarza napięcie przemienne sieci (prąd, który zmienia swój kierunek i wartość w sposób okresowy) na napięcie stałe o wymaganej wartości, a następnie utrzymuje je na stałym poziomie, niezależnie od zmian napięcia wejściowego, obciążenia lub temperatury.
Zasilacz stabilizowany składa się z kilku podstawowych elementów, które opisujemy poniżej.
Transformator, którego zadaniem jest obniżanie napięcia przemiennego sieci do niższej wartości, np. 12 V. Zmienia napięcie prądu przemiennego za pomocą dwóch nawiniętych cewek, zwanych uzwojeniami pierwotnym i wtórnym, połączonych ze sobą za pomocą rdzenia magnetycznego. Liczba zwojów uzwojenia wtórnego jest mniejsza niż liczba zwojów uzwojenia pierwotnego, co powoduje obniżenie napięcia.
Prostownik zmienia napięcie przemienne na napięcie stałe. Jest układem diod, które przepuszczają prąd tylko w jednym kierunku. Dzięki temu napięcie przemienne, które zmienia swój kierunek, jest zamieniane na napięcie stałe, które płynie zawsze w tym samym kierunku. Prostownik może być jednopołówkowy (składa się z jednej diody), dwupołówkowy (składa się z dwóch diod) lub mostkowy (składa się z czterech diod, które tworzą tzw. mostek Graetza).
Filtr, który wygładza napięcie stałe. Układ kondensatorów i cewek, które redukują tętnienia napięcia (niewielkie zmiany wartości napięcia stałego, które są spowodowane przez pozostałości napięcia przemiennego po prostowaniu). Sprawia, że napięcie stałe jest bardziej gładkie i stabilne.
Stabilizator utrzymuje napięcie stałe na stałym poziomie. Porównuje napięcie wyjściowe z napięciem odniesienia i reguluje element sterujący, np. tranzystor, aby skompensować ewentualne odchylenia. Stabilizator zapobiega zmianom napięcia wyjściowego spowodowanym przez zmiany napięcia wejściowego, prądu obciążenia lub temperatury. Może być liniowy, co oznacza, że pracuje w stanie liniowym, czyli częściowo przewodzącym. Taki stabilizator ma prostą budowę i niskie zakłócenia, ale ma też niską sprawność i dużą stratę mocy na elemencie sterującym. Drugi rodzaj stabilizatora to impulsowy, który pracuje w stanie przełączania, czyli w pełni przewodzącym lub zablokowanym. Taki stabilizator ma złożoną budowę i wysokie zakłócenia, ale ma też wysoką sprawność i małą stratę mocy na elemencie sterującym.
Czym są zasilacze niestabilizowane?
Zasilacz niestabilizowany służy do zasilania prądem stałym urządzeń elektronicznych. Przetwarza napięcie przemienne sieci na napięcie stałe o żądanej wartości, ale nie utrzymuje go na stałym poziomie, lecz dopuszcza jego zmiany w zależności od zmian napięcia wejściowego, obciążenia lub temperatury.
Zasilacz niestabilizowany składa się z dwóch podstawowych elementów, które opisujemy poniżej.
Transformator lub przetwornica napięcia, których zadaniem jest obniżanie lub zwiększanie napięcia przemiennego sieci do żądanej wartości, np. 12 V. Przetwornica napięcia to urządzenie, które zmienia napięcie prądu przemiennego za pomocą układu elektronicznego, który przełącza prąd z wysoką częstotliwością, np. kilkaset kHz. Może mieć różne konfiguracje.
Przetwornica podwyższająca zwiększa napięcie wyjściowe w stosunku do napięcia wejściowego, np. z 5 V na 12 V. Wykorzystuje do tego element przełączający, np. tranzystor, który włącza i wyłącza prąd z wysoką częstotliwością oraz cewkę i kondensator, gromadzące i oddające energię. Ma wysoką sprawność i pozwala na zasilanie urządzeń o większym napięciu z mniejszych źródeł, np. baterii.
Innym rodzajem jest przetwornica obniżająca napięcie, która zmniejsza napięcie wyjściowe w stosunku do napięcia wejściowego, np. z 12 V na 5 V. Również wykorzystuje ona element przełączający, np.cewkę i kondensator, ale w innej konfiguracji. Pozwala na zasilanie urządzeń o mniejszym napięciu z większych źródeł, np. akumulatora.
Kolejnym rodzajem jest przetwornica izolująca, która nie zmienia wartości napięcia, ale zapewnia izolację galwaniczną pomiędzy obwodami wejściowym i wyjściowym. Wykorzystuje transformator, który przenosi energię za pomocą pola magnetycznego, bez fizycznego połączenia. Zapobiega przepływowi prądu upływnego i chroni urządzenia przed przepięciami i zakłóceniami.
Prostownik zmienia napięcie przemienne na napięcie stałe. Prostownik może być jednopołówkowy, dwupołówkowy lub mostkowy, w zależności od liczby i sposobu połączenia diod.
Główne różnice pomiędzy zasilaczami stabilizowanymi a niestabilizowanymi
Zasilacz stabilizowany utrzymuje stałe napięcie na wyjściu, niezależnie od zmian napięcia wejściowego, obciążenia lub temperatury, dzięki zastosowaniu układu stabilizatora, który reguluje element sterujący, np. tranzystor. Zasilacz niestabilizowany nie posiada takiego układu i napięcie wyjściowe zależy od napięcia wejściowego i prądu obciążenia.
Zasilacz stabilizowany zapewnia lepszą jakość i niezawodność zasilania urządzeń elektrycznych, które są wrażliwe na zmiany napięcia, np. urządzenia radiokomunikacyjne, komputery, odbiorniki, wzmacniacze itp. Zasilacz niestabilizowany może powodować uszkodzenia lub zakłócenia takich urządzeń.
Zasilacz stabilizowany jest trochę droższy i bardziej skomplikowany w budowie niż zasilacz niestabilizowany, ponieważ wymaga dodatkowych elementów i układów elektronicznych.
Zalety i wady zasilaczy stabilizowanych i niestabilizowanych
Zasilacze stabilizowane mają niski poziom tętnienia i szumu napięcia, co oznacza, że napięcie wyjściowe jest gładkie i nie zawiera zakłóceń, które mogłyby uszkodzić lub zaburzyć pracę urządzenia. Kolejną zaletą jest fakt, że mają szybki czas reakcji przejściowej – zasilacz szybko dostosowuje się do zmian w sieci, utrzymując stałe napięcie wyjściowe. Jednak są mało wydajne energetycznie, zużywają więcej energii, ponieważ jest ona tracona na elementach regulacyjnych i stabilizujących.
Zasilacze niestabilizowane są proste w konstrukcji i łatwiejsze w ewentualnej naprawie, dają możliwość zasilania urządzeń o różnych napięciach, ale mają wysoki poziom tętnienia, szumu napięcia, czyli napięcie wyjściowe jest nierówne i zawiera zakłócenia, które mogą uszkodzić lub zaburzyć pracę urządzeń nieprzystosowanych do tego typu zasilaczy. Mają także wolną reakcję przejściową – wolno dostosowują się do zmian w sieci, co powoduje spadki napięcia wyjściowego. A ponieważ napięcie wyjściowe zasilacza zmienia się wraz ze zmianami napięcia sieci, są zależne od napięcia wyjściowego sieci i obciążenia prądu.
Który zasilacz wybrać?
Wybór zasilacza zależy od tego, do jakiego urządzenia chcesz go użyć. Jeśli potrzebujesz zasilania dla urządzeń elektronicznych, które wymagają dokładnego i stałego napięcia, np. komputerów, telewizorów, wzmacniaczy, odbiorników radiowych, ładowarek akumulatorów itp., to lepiej wybrać zasilacz stabilizowany.
Jeśli natomiast chcesz zasilać urządzenia elektryczne, które nie są wrażliwe na zmiany napięcia lub prądu, np. żarówek, grzałek, silników, wentylatorów itp., to możesz użyć zasilacza niestabilizowanego.
Ponadto zasilacz stabilizowany ma większą sprawność i mniejsze tętnienia napięcia wyjściowego niż zasilacz niestabilizowany.
Podsumowując: zasilacze stabilizowany i niestabilizowane to dwa różne rodzaje urządzeń, które służą do zasilania. Każdy z nich ma swoje wady i zalety, które należy wziąć pod przy wyborze. Należy pamiętać o ich różnicach, by dopasować zasilacz do naszego sprzętu.
Zapoznaj się z naszą ofertą!