Transistornetzteile sind eine der gebräuchlichsten Methoden, um verschiedene elektronische Geräte mit Strom zu versorgen. Sie werden häufig in der Funkkommunikation, Lichttechnik, Computern, Audio- und Videogeräten sowie in vielen anderen Bereichen der Technik eingesetzt. Das Wesen der Arbeit von zweipoligen Netzteilen besteht darin, das Wechselstromnetz in ein Gleichstromnetz umzuwandeln, das für die Stromversorgung elektronischer Geräte benötigt wird.
Die Haupttypen von Schaltkreisen für bipolare Netzteile an Transistoren sind unipolare und bipolare Schaltkreise. Eine unipolare Schaltung ist die einfachste und billigste Methode, um Wechselstrom in Gleichstrom umzuwandeln. In dieser Schaltung wird nur ein Halbleitergerät verwendet - ein Transistor. Eine solche Schaltung hat jedoch einige Nachteile, einschließlich der geringen Stabilität der Ausgangsspannung und des hohen Energieverlustes.
Eine bipolare Schaltung ist eine komplexere und effizientere Methode, um Wechselstrom in Gleichstrom umzuwandeln. In dieser Schaltung werden zwei Halbleitervorrichtungen verwendet - ein Transistor und eine Diode. Die bipolare Schaltung bietet eine stabilere Ausgangsspannung und weniger Energieverlust, was sie zu einer attraktiveren Wahl für die meisten elektronischen Geräte macht.
Es ist wichtig zu beachten, dass jedes der Schaltkreise von bipolaren Netzteilen seine eigenen Merkmale und Funktionsprinzipien hat. Abhängig von den spezifischen Anforderungen und Betriebsbedingungen des elektronischen Geräts kann das am besten geeignete Stromversorgungsschema ausgewählt werden. Die richtige Wahl der Schaltung ermöglicht eine stabile und effiziente Stromversorgung für den Betrieb des Geräts.
Arten von Schaltkreisen für bipolare Netzteile
Es gibt verschiedene Arten von Schaltkreisen für bipolare Netzteile, mit denen verschiedene elektronische Geräte mit Strom versorgt werden können. Jedes dieser Systeme hat seine eigenen Merkmale und Arbeitsprinzipien.
1. Schema mit gemeinsamem Emitter: Dieses Schema ist am häufigsten und am einfachsten zu implementieren. Darin ist ein Verstärkungstransistor zwischen der Stromversorgung und der Last verbunden. Dabei wird das Steuersignal an die Basis des Transistors angelegt und das Ausgangssignal wird vom Kollektor entfernt. Eine gemeinsame Emitter-Schaltung bietet eine hohe Verstärkung und einen niedrigen Eingangsimpedanz.
2. Schema mit gemeinsamer Basis: In dieser Schaltung ist ein Verstärkungstransistor zwischen dem Kollektor und der Stromversorgung verbunden und die Last ist zwischen der Basis und dem Kollektor verbunden. Das Eingangssignal wird an den Emitter-Übergang gesendet und das Ausgangssignal wird von der Basis entfernt. Eine gemeinsame Basisschaltung hat einen hohen Eingangsimpedanz, aber eine geringe Verstärkung im Vergleich zu einer gemeinsamen Emitter-Schaltung.
3. Schema mit gemeinsamem Kollektor: Diese Schaltung wird auch als "Emitter-Repeater-Schaltung" bezeichnet. Darin ist ein Verstärkungstransistor zwischen der Basis und der Last verbunden und der Kollektor ist mit einer Stromquelle verbunden. Das Eingangssignal wird an die Basis gesendet und das Ausgangssignal wird vom Emitter entfernt. Eine gemeinsame Kollektorschaltung bietet einen hohen Ausgangsimpedanz und eine Verstärkung in der Nähe einer Einheit.
Jedes Schema hat seine eigenen Vor- und Nachteile, und die Auswahl eines bestimmten Schemas hängt von den Anforderungen des jeweiligen Systems und seinen Parametern ab. Unabhängig von der gewählten Schaltung sorgen die zweipoligen Netzteile an Transistoren jedoch für eine stabile und effiziente Stromversorgung elektronischer Geräte.
Spannungsmultiplikator
Das Hauptelement des Spannungsmultiplikators ist eine Reihe von in Reihe geschalteten Dioden und Kondensatoren, die eine Spannungsverdopplungskette bilden. Der Prozess des Spannungsmultiplikators besteht darin, die Ladungsrichtung bei jeder Periode des Eingangssignals zu wechseln. Jede Betriebszeit des Spannungsmultiplikators verdoppelt die Ausgangsspannung.
Die Dioden im Spannungsmultiplikator bieten eine einseitige Leitfähigkeit, sodass nur einer der Kondensatoren bei jedem Umschalten der Ladungsrichtung aufgeladen werden kann. Kondensatoren speichern Energie und erhöhen die Ausgangsspannung bei jeder Umschaltung.
Um die Ausgangsspannung des Multiplikators zu erhöhen, können Sie dem Multiplikator eine weitere Kette von Dioden und Kondensatoren hinzufügen. Dies wird die Spannung zusätzlich verdoppeln und eine noch größere Ausgangsspannung erhalten.
Der Spannungsmultiplikator wird häufig in verschiedenen Geräten verwendet, die eine hohe Spannung erfordern, z. B. in Lasertherapiesystemen, Mikroprozessorversorgungssystemen und anderen elektronischen Geräten. Es bietet eine effiziente und stabile Stromversorgung mit hoher Spannung.
Impulswandler
Das Funktionsprinzip des Impulswandlers basiert auf der Verwendung eines zyklischen Prozesses zum Laden und Entladen des Kondensators. Während des Ladens des Kondensators erhalten die Schaltungselemente des Umrichters Energie von der Stromquelle und ermöglichen die Ansammlung von Energie im Kondensator. Dann wird der Kondensator durch die Last entladen und die Energie wird vom Kondensator zurück zur Stromversorgung zurückgeführt.
Impulswandler haben gegenüber klassischen Linearwandlern mehrere Vorteile. Einer der Hauptvorteile ist ein hoher Wirkungsgrad (Wirkungsgrad). Durch den zyklischen Lade- und Entladevorgang des Kondensators wird keine Energie in Form von Wärme verbraucht und der angegebene Koeffizient erreicht signifikant hohe Werte.
Die Impulswandler ermöglichen auch die Arbeit mit unterschiedlichen Spannungen und Strömen, dank unterschiedlicher Einstellmechanismen. Dies macht sie vielseitig einsetzbar und in einer Vielzahl von elektronischen Geräten und Systemen anwendbar.
Es ist wichtig zu beachten, dass Impulswandler in der Lage sind, Geräusche und Störungen im elektrischen Stromkreis zu erzeugen. Aus diesem Grund werden die Pulswandler oft durch Filter ergänzt, die das Rauschen reduzieren und die Signalqualität verbessern.
