Elektronska vezja napajamo iz primarnih napetostnih virov, ki so vse vrste kemičnih baterij, ki jih po izpraznitvi ne moremo več napolniti, iz sekundarnih virov, kamor spadajo vse vrste akumulatorjev (svinčevi, NiCd, NiMh, LiIon…) in iz omrežja. Pri prenosnih napravah smo prisiljeni uporabiti baterije ali akumulatorje, večina naprav pa je še vedno napajana iz omrežja. Kakorkoli že napajamo naša vezja, se bomo vedno srečali s problemom, kako zagotoviti kvalitetno in stabilno enosmerno napetost.
Takšna napajalna napetost je predpogoj za pravilno delovanje elektronskih naprav in zelo pomembno je, da poznamo načine, kako načrtovati vezja, da so vezja za zagotavljanje primerne napajalne napetosti vključena v celotno shemo že od vsega začetka. Začeli bomo z napajanjem iz omrežja, ki je začetnikom običajno videti najbolj zapleteno, vendar lahko ob poznavanju osnovnih zakonitosti, ki veljajo na tem področju, postane načrtovanje takšnih napajalnikov zgolj rutina. Vsak napajalnik je sestavljen iz transformatorja, usmerniškega vezja in vezja za stabilizacijo napetosti.
Transformator
Srce omrežnega napajalnika je transformator. Ta ima po eni strani funkcijo ločevanja primarne (omrežne) in sekundarne napetosti, ki jo lahko varno uporabljamo ter funkcijo transformiranja (pretvarjanja) visoke omrežne napetosti na primarni strani v nižjo napetost glede na naše potrebe na sekundarni strani. Transformator je električna naprava, ki ima izredno visok izkoristek, običajno nad 90 % in s pomočjo indukcije pretvarja električno energijo, ki vstopa na primarnem navitju v električno energijo na sekundarnem navitju. Kakšno je razmerje med vhodno in izhodno napetostjo, je neposredno odvisno od razmerja števila ovojev na primarni in sekundarni strani. Če je razmerje ovojev na primer 10:1, bomo pri primarni napetosti 230 V na sekundarnem navitju dobili 23 V, pri razmerju 20:1 pa 11,5 V. Shemo tega primera imamo narisano na sliki1, že kar pri prvi shemi pa bomo začeli na primarni strani transformatorja risati varovalko, ki ščiti transformator pred prevelikim tokom, na primer takrat, kadar na sekundarni strani slučajno pride do kratkega stika.
Transformator »deluje« le v izmeničnih tokokrogih, saj se lahko le ob izmeničnem toku skozi primarno navitje v jedru transformatorja ustvari magnetno polje, ki na sekundarnem navitju inducira neko napetost.
Čeprav je mogoče kupiti tudi transformatorje za spajkanje neposredno v tiskano vezje, začetnikom nikakor ne bi priporočal njihove uporabe. Vezje mora biti v ta namen posebno skrbno načrtovano, da je varno za uporabo in da ustreza standardom, ki veljajo na področju gradnje naprav, ki so napajane iz omrežja. Za promet s takšnimi napravami je potrebno opraviti tudi določene ateste, s katerimi proizvajalec dokazuje, da je njegov izdelek varen za uporabo in v skladu s predpisi. Najprimernejši za uporabo v samogradnjah so transformatorji s sponkami ali le s priključnimi žicami (iz sekundarnega navitja), ki jih prispajkamo v naše usmerniško vezje. Primarne priključke moramo zaščititi pred neposrednim dotikom z mehansko prepreko ali s primernim izolacijskim materialom. Teh priključkov nikoli ne puščamo neizoliranih, ker je dotik teh priključkov smrtno nevaren!
Elektronika za začetnike – Napajanje elektronskih vezij I. (17)
2011_SE183_43
