Jenis Catu Daya

Catu daya yang diatur biasanya mengacu pada catu daya yang mampu memasok berbagai tegangan keluaran yang berguna untuk pengujian bangku sirkuit elektronik, mungkin dengan variasi terus menerus dari tegangan keluaran, atau hanya beberapa tegangan preset. Hampir semua perangkat elektronik yang digunakan pada rangkaian elektronik membutuhkan sumber daya dc untuk beroperasi. Catu daya yang diatur pada dasarnya terdiri dari catu daya biasa dan perangkat pengatur tegangan. Keluaran dari catu daya biasa diumpankan ke perangkat pengatur tegangan yang menyediakan keluaran akhir. Tegangan keluaran tetap konstan terlepas dari variasi tegangan masukan ac atau variasi arus keluaran (atau beban) tetapi amplitudo bervariasi sesuai dengan kebutuhan beban.

Beberapa jenis catu daya ini dibahas di bawah.

SMP

Dorongan industri untuk sistem elektronik yang lebih kecil, lebih ringan dan lebih produktif telah mendorong kemajuan SMPS, tidak lain adalah Switch Mode Power Supply. Ada beberapa topologi yang biasa digunakan untuk mengaktualisasikan SMP. Catu daya mode-sakelar adalah catu daya elektronik yang menggabungkan regulator pengalih untuk mengubah daya listrik secara efisien. Dalam hal ini dengan menggunakan frekuensi sakelar tinggi, ukuran transformator daya dan komponen penyaringan terkait di SMP secara dramatis berkurang dibandingkan dengan linier. Konverter DC ke DC dan konverter DC ke AC termasuk dalam kategori SMPS.

Dalam rangkaian regulator linier, tegangan berlebih dari suplai input dc yang tidak diatur turun melintasi elemen seri dan karenanya ada kehilangan daya secara proporsional dengan penurunan tegangan ini, sedangkan dalam rangkaian mode sakelar bagian tegangan yang tidak diatur dihapus dengan memodulasi tugas sakelar perbandingan. Kerugian switching pada sakelar modern (seperti: MOSFET) jauh lebih sedikit dibandingkan dengan kerugian pada elemen linier.

Mayoritas beban DC elektronik dipasok dari sumber daya standar. Sayangnya, tegangan sumber standar mungkin tidak sesuai dengan level yang diperlukan oleh mikroprosesor, motor, LED, atau beban lainnya, terutama bila tegangan sumber tidak diatur seperti sumber baterai dan sumber DC serta AC lainnya.

Diagram Blok SMP:

Gagasan utama di balik catu daya mode sakelar (SMPS) dapat dengan mudah dipahami dari konsep penjelasan konseptual konverter DC-DC. Jika input sistem adalah AC maka tahap pertama adalah mengubah ke DC. Ini disebut rektifikasi. SMP dengan input DC tidak memerlukan tahap perbaikan. Banyak SMPS yang lebih baru akan menggunakan sirkuit koreksi faktor daya (PFC) khusus. Dengan mengikuti gelombang sinusoidal dari masukan AC, kita dapat membuat arus masukan. Dan sinyal yang diperbaiki disaring oleh kapasitor reservoir input untuk menghasilkan suplai input DC yang tidak diatur. Pasokan DC yang tidak diatur diberikan ke sakelar frekuensi tinggi. Untuk frekuensi yang lebih tinggi, diperlukan komponen dengan kapasitansi dan induktansi yang lebih tinggi. Dalam MOSFET ini dapat digunakan sebagai penyearah sinkron, ini bahkan memiliki penurunan tegangan tahap konduksi yang lebih rendah. Frekuensi switching tinggi, mengalihkan tegangan input melintasi primer transformator daya. Pulsa drive biasanya frekuensi tetap dan siklus tugas variabel. Output dari transformator sekunder diperbaiki dan disaring. Kemudian dikirim ke output catu daya. Pengaturan output untuk menyediakan suplai Dc yang stabil dilakukan oleh blok kontrol atau umpan balik.

Kebanyakan SMP. Sistem beroperasi pada basis modulasi lebar pulsa frekuensi tetap, di mana durasi waktu saat penggerak ke sakelar daya bervariasi berdasarkan siklus demi siklus. Sinyal lebar pulsa yang diberikan ke sakelar berbanding terbalik dengan keluaran tegangan keluaran. Osilator dikendalikan oleh umpan balik tegangan dari regulator loop tertutup. Ini biasanya dicapai dengan menggunakan trafo pulsa kecil atau opto-isolator, sehingga menambah jumlah komponen. Dalam sebuah SMP, aliran arus keluaran bergantung pada sinyal daya masukan, elemen penyimpanan dan topologi rangkaian yang digunakan, dan juga pada pola yang digunakan untuk menggerakkan elemen sakelar. Dengan menggunakan filter LC, bentuk gelombang keluaran disaring.

Keuntungan dari SMP:

• Efisiensi lebih besar karena transistor switching menghilangkan sedikit daya
• Pembangkitan panas yang lebih rendah karena efisiensi yang lebih tinggi
• Ukurannya lebih kecil
• Bobot yang lebih ringan
• Mengurangi umpan balik harmonik ke suplai utama

Aplikasi SMP:

• Komputer pribadi
• Industri perkakas mesin
• Sistem keamanan

Bersama dengan SMPS sirkuit lain untuk pasokan dan tujuan cadangan yang diatur dibahas di bawah ini.

Catu Daya Linear

Catu daya bangku kerja dengan cadangan

Catu daya bangku kerja adalah unit catu daya DC yang dapat memberikan tegangan DC yang diatur berbeda yang digunakan untuk tujuan pengujian atau pemecahan masalah. Sirkuit sederhana catu daya teregulasi dengan cadangan baterai telah dirancang yang dapat digunakan sebagai catu daya meja kerja. Ini memberikan 12 volt, 9 volt dan 5 volt DC yang diatur untuk memberi daya pada prototipe saat pengujian atau pemecahan masalah. Ini juga memiliki baterai cadangan untuk melanjutkan pekerjaan jika listrik mati. Indikasi baterai rendah juga disediakan untuk mengkonfirmasi status baterai.

Ini Terdiri dari Tiga Bagian Utama:

Penyearah dan unit filter yang mengubah sinyal AC menjadi sinyal DC yang diatur menggunakan kombinasi transformator, dioda, dan kapasitor.

Baterai digunakan sebagai alternatif, yang dapat diisi ulang selama suplai daya utama dan digunakan sebagai sumber daya jika suplai utama tidak ada.

Indikator pengisian baterai yang memberikan indikasi pengisian dan pengosongan baterai.

Trafo 14-0-14, 500 mA, penyearah dioda D1, D2 dan kapasitor penghalus bentuk C1 bagian catu daya . Ketika daya listrik tersedia, D3 bias maju dan menyediakan lebih dari 14 volt DC ke IC1 yang kemudian memberikan 12 volt yang diatur yang dapat disadap dari outputnya. Pada saat yang sama, IC2 memberikan 9 volt yang diatur dan IC3 diatur 5 volt dari outputnya.

Baterai isi ulang 12 volt 7,5 Ah digunakan sebagai cadangan. Saat daya listrik tersedia, pengisian daya melalui D3 dan R1. R1 membatasi arus untuk pengisian. Untuk mencegah pengisian yang berlebihan, jika catu daya dinyalakan untuk waktu yang lama dan baterai tidak digunakan, mode pengisian Trickle aman. Arus pengisian akan berkisar 100-150 mA. Ketika daya listrik mati, bias balik D3 dan bias maju D4 dan baterai mengambil beban. Baterai UPS adalah pilihan yang ideal.

Dioda Zener ZD dan T1 transistor PNP membentuk indikator baterai rendah. Jenis pengaturan ini digunakan di Inverter untuk menunjukkan status baterai rendah. Ketika tegangan baterai di atas 11 volt, Zener menghantarkan dan menjaga basis T1 tetap tinggi sehingga tetap mati. Ketika tegangan baterai turun di bawah 11 volt, Zener mati dan T1 bias maju. (Dioda zener bekerja hanya ketika tegangan yang melewatinya di atas 1 volt atau lebih tinggi dari tegangan pengenalnya. Jadi di sini zener 10 volt hanya bekerja jika tegangan di atas 11 volt.) LED kemudian menyala untuk menunjukkan perlunya pengisian baterai. VR1 menyesuaikan titik mati yang benar dari Zener. Isi daya baterai hingga penuh dan ukur tegangan terminalnya. Jika di atas 12 volt, sesuaikan wiper dari VR1 preset di posisi tengah, dan putar sedikit hingga LED mati. Jangan mengubah Preset sampai batas ekstrim. Baterai harus selalu mengandung tegangan yang cukup di atas 12 volt (Baterai yang terisi penuh akan menunjukkan sekitar 13,8 volt) maka hanya IC1 yang mendapat tegangan input yang cukup.

Diagram Sirkuit Gratis Self Switching Power Supply

Pada diagram rangkaian ini, diberikan rangkaian catu daya yang diatur meskipun regulator tegangan tetap U1-LM7805 tidak hanya memberikan variabel tetapi juga mati otomatis fitur. Hal ini dicapai dengan adanya potensiometer yang dihubungkan antara terminal umum IC regulator dan ground. Untuk setiap kenaikan 100-ohm dalam nilai rangkaian resistansi potensiometer RV1, tegangan keluaran meningkat sebesar 1 volt. Dengan demikian, output bervariasi dari 3,7V hingga 8,7V (dengan mempertimbangkan penurunan 1,3 volt di dioda D7 dan D8).

Ketika tidak ada beban yang dihubungkan melintasi terminal outputnya, maka suplai akan mati sendiri. Ini dicapai dengan bantuan transistor Q1 dan Q2, dioda D7 dan D8, dan kapasitor C2. Ketika beban dihubungkan pada output, potensi penurunan dioda D7 dan D8 (sekitar 1,3V) cukup untuk transistor Q2 dan Q1 untuk berjalan. Akibatnya, relai mendapat energi dan tetap dalam keadaan itu selama beban tetap terhubung. Pada saat yang sama, kapasitor C2 dibebankan ke sekitar 7-8 volt potensial melalui transistor Q2. Tetapi ketika beban (lampu di sini dalam seri dengan S2) diputus, transistor Q2 terputus. Namun, kapasitor C2 masih diisi dan mulai mengalir melalui basis transistor Q1. Setelah beberapa waktu (yang pada dasarnya ditentukan oleh nilai C2), relai RL1 tidak diberi energi, yang mematikan input utama ke primer transformator TR1. Untuk melanjutkan daya lagi, saklar S1 Tombol tekan harus ditekan sebentar. Penundaan dalam mematikan catu daya bervariasi secara langsung dengan nilai kapasitor.

Trafo dengan tegangan sekunder 12V-0V, 250mA digunakan, namun dapat diubah sesuai kebutuhan pengguna (maksimum hingga 30V dan nilai arus 1-ampere). Untuk menarik arus lebih dari 300mA, IC regulator harus dilengkapi dengan heat sink kecil di atas insulator mika. Jika tegangan sekunder transformator meningkat melebihi 12 volt (RMS), potensiometer RV1 harus diubah ukurannya. Selain itu, peringkat tegangan relai harus ditentukan sebelumnya.

Variabel Power Supply menggunakan LM338

Catu daya DC sering kali diperlukan untuk memberi daya pada perangkat elektronik. Sementara beberapa memerlukan catu daya yang diatur, ada banyak aplikasi di mana tegangan keluaran perlu divariasikan. Catu daya variabel adalah tempat kita dapat mengatur tegangan keluaran sesuai dengan kebutuhan. Catu daya variabel dapat digunakan dalam banyak aplikasi seperti menerapkan tegangan variabel ke motor DC, menerapkan tegangan variabel ke konverter DC-DC tegangan tinggi untuk mengatur penguatan, dll. Hal ini banyak digunakan di menguji proyek elektronik .

Komponen utama dalam catu daya variabel adalah regulator yang outputnya dapat disesuaikan menggunakan cara apa pun seperti resistor variabel. IC regulator seperti LM317 memberikan tegangan yang dapat disesuaikan dari 1,25 hingga 30V. Cara lainnya adalah dengan menggunakan IC LM33.

Di sini digunakan rangkaian catu daya variabel sederhana menggunakan LM33 yang merupakan pengatur tegangan arus tinggi.

LM 338 adalah pengatur tegangan arus tinggi yang dapat mensuplai kelebihan arus 5 ampere ke beban. Tegangan keluaran dari regulator dapat diatur dari 1,2 volt menjadi 30 volt. Ini hanya membutuhkan dua resistor eksternal untuk mengatur tegangan keluaran. LM 338 milik keluarga LM 138 yang tersedia dalam 3 paket terminal. Ini dapat digunakan dalam aplikasi seperti catu daya yang dapat disesuaikan, pengatur arus konstan, pengisi daya baterai, dll. Catu variabel arus tinggi penting untuk menguji sirkuit penguat daya tinggi, selama pemecahan masalah atau servis. Hal ini memungkinkan catu daya untuk digunakan dengan beban transien tinggi dan kecepatan mulai dalam kondisi beban penuh. Perlindungan beban berlebih tetap berfungsi meskipun pin penyetel terputus secara tidak sengaja.

Deskripsi Sirkuit

Sirkuit dasar terdiri dari bagian-bagian berikut:

1. Trafo Step down menyebabkan penurunan tegangan ac 230V.
2. Modul penyearah untuk memperbaiki sinyal AC.
3. Kapasitor elektrolit smoothing untuk menyaring sinyal dc dan menghilangkan riak ac.
4. LM338
5. Sebuah resistor variabel

Bekerja di Sirkuit

Catu daya variabel menggunakan regulator tegangan positif LM338 ditunjukkan di bawah ini. Daya tersebut berasal dari trafo step down 0-30 volt 5 ampere. Modul penyearah 10 amp memperbaiki tegangan AC rendah ke DC yang dibuat bebas riak oleh kapasitor penghalus C1. Kapasitor C2 dan C3 meningkatkan respons transien. Tegangan output dapat diatur melalui Pot VR1 ke tegangan yang diinginkan dari 1.2 volt hingga 28 volt. D1 melindungi dari C4 dan D2 melindungi dari C3 saat dimatikan. Regulator membutuhkan heat sink.

Vout = 1.2V (1+ VR1 / R1) + I AdjVR1.