Что такое выходное напряжение
Параметры выходного напряжения в импульсных источниках питания MEAN WELL
В большинстве случаев для выбора источника питания достаточно двух основных параметров – выходное напряжение и выходной ток, которые определяют мощность источника питания. Такое упрощение возможно для ряда нагрузок, где допускается варьирование выходных параметров источника питания в достаточно широких пределах. Однако для оценки применимости блока питания в конкретных условиях эксплуатации компания MEAN WELL приводит ряд дополнительных параметров выходного напряжения, которые можно или следует учитывать при выборе:
Отклонение напряжения
Отклонение напряжения (Voltage Tolerance) – относительная величина (выражается в процентах), характеризует возможное и допустимое отклонение от номинального уровня. Как правило, это величина учитывает дополнительные отклонения стабильности по входу (сети) и выходу и позволяет оценить максимальное отклонение напряжения от номинального значения.
Пульсации и шум
Пульсации и шум (Ripple and Noise) – абсолютная величина (выражается, как правило, в мВ) размаха напряжения, характеризующая частотные компоненты в выходном напряжении постоянного тока в импульсных источниках питания. Пульсации возникают как следствие выпрямления входного напряжения сети в выпрямителе блока питания; частота пульсаций равна удвоенной частоте сети. Шум – это вторая частотная компонента, возникает за счет работы ключевых элементов БП в импульсном режиме.
Стабильность по входу/сети
Стабильность по входу/сети (Line Regulation) – относительная величина, характеризует изменение выходного напряжения при изменении входного напряжения в допустимом диапазоне. То есть параметр стабильность по входу позволяет оценить качество работы импульсного источника питания в условиях нестабильной сети. Определяется по формуле:
Стабильность по выходу
Стабильность по выходу (Load Regulation) – относительная величина, характеризует изменение выходного напряжения при изменении нагрузки на трех уровнях – минимальная нагрузка, максимальная, и половина. То есть параметр стабильность по выходу позволяет оценить качество работы импульсного источника питания в условиях нестабильной или вариативной нагрузки, подключенной к блоку питания. Определяется по формуле:
Значения параметров выходного напряжения в импульсных источниках питания зависят от применяемой топологии, мощности, ширины ряда выходных напряжений в серии и назначения блоков питания. Так, например, для светодиодных источников питания малой мощности APV-12 характерны невысокие параметры:
А для блоков питания на DIN-рейку серии EDR-120 значения параметров уже значительно лучше и соответствуют значениям для серий блоков питания промышленного применения:
Диапазоны входных и выходных рабочих напряжений ОУ. Устраняем путаницу
Статья является частью руководства, посвященного практическим аспектам и особенностям проектирования электроники с использованием операционных усилителей (ОУ) – от выбора типа ОУ до тайных приемов опытного разработчика и хитростей отладки. Руководство написано Брюсом Трампом, инженером-разработчиком с почти тридцатилетним стажем, успевшим до Texas Instruments поработать в легендарной компании Burr-Brown. В настоящее время Трамп является ведущим блогером информационного ресурса Texas Instruments “E2E” по аналоговой тематике и готовит к печати книгу об операционных усилителях.
Мы будем публиковать перевод руководства Трампа на нашем сайте регулярно, дважды в месяц.
У разработчиков зачастую возникают вопросы по поводу допустимых значений питающих напряжений, диапазонов входных и выходных напряжений операционных усилителей (ОУ). Я попытаюсь прояснить ситуацию, чтобы устранить часто возникающую путаницу.
Во-первых, у обычного ОУ нет вывода земли. Стандартный операционный усилитель «не знает», какой потенциал считать нулевым. Таким образом, ОУ не различает, работает он с биполярным питанием (dual supply, ±) или с однополярным (single power supply). Схема будет прекрасно функционировать, пока значения питающих, а также входных и выходных напряжений будут находиться в рамках допустимых диапазонов.
Есть три наиболее важных диапазона рабочих напряжений:
Схема на рисунке 1 является типовой для ОУ с биполярным питанием. Однако использовать однополярное питание также возможно, если не выходить за границы разрешенных диапазонов напряжений.
Рис. 1. Диапазоны входных и выходных напряжений типового ОУ с биполярным питанием (dual supply)
На рисунке 2 представлен так называемый ОУ с однополярным питанием (single-supply op amp). Для него допустимое синфазное напряжение может быть равно размаху напряжения питания, а зачастую даже выходит за его границы. Это позволяет использовать такой ОУ в широком перечне схем, которые работают с близкими к нулю потенциалами. ОУ, который не заявлен как усилитель с однополярным питанием, на самом деле также способен работать в однополярной конфигурации в некоторых схемах, однако реальный однополярный усилитель оказывается более универсальным.
Рис. 2. Диапазоны входных и выходных напряжений типового ОУ с однополярным питанием (single-supply op amp)
В буферной схеме с коэффициентом усиления G = 1 такой ОУ обеспечивает потенциал выхода на 0,5 В выше уровня отрицательного напряжения питания за счет ограничения выходного диапазона и на 2,2 В ниже значения положительного напряжения питания за счет ограничения входного синфазного напряжения.
На рисунке 3 показан rail-to-rail ОУ. Вход rail-to-rail способен работать со входными напряжениями, равными или даже превосходящими уровни питающих напряжений. Выход типа rail-to-rail подразумевает, что выходные напряжения ОУ максимально близки к значениям напряжений питания, и обычно отличаются от них всего на 10…100 мВ. Некоторые ОУ обозначают только как усилители с выходом типа «rail-to-rail» и не упоминают о входных характеристиках, показанных на рисунке 3. Технологию «Rail-to-rail» чаще всего применяют для ОУ с однополярным питанием 5 В и ниже, чтобы максимально эффективно использовать ограниченный диапазон питающих напряжений.
Рис. 3. Диапазоны входных и выходных напряжений типового rail-to-rail ОУ
Усилители rail-to-rail весьма привлекательны благодаря менее жестким ограничениям диапазонов используемых напряжений, однако они не всегда являются оптимальным выбором. Как правило, приходится искать компромиссы с учетом значений других параметров. Именно для этого и нужны разработчики аналоговых схем.
Список опубликованных глав
Перевел Вячеслав Гавриков по заказу АО КОМПЭЛ
Блок питания
Что такое блок питания
Блок питания — это какой-либо узел радиоэлектронного устройства, который обеспечивает необходимым питанием какое-либо устройство. Все вы знаете, что для работы радиоэлектронных устройств нужно питание, которые они получают извне. То есть все радиоэлектронные устройства так или иначе потребляют электрический ток. Каждому радиоэлектронному устройству требуется конкретное напряжение и мощность, поэтому, блоки питания «заточены» именно под конкретное устройство. Именно поэтому встречается огромное множество различных блоков питания и для каждого устройства оно свое.
Характеристики блока питания
Итак, каждый отдельный блок питания обладает своими характеристиками и параметрами. Ниже перечислим их основные параметры.
Тип выходного напряжения
В основном радиоэлектронные устройства питаются переменным и постоянным током. Поэтому, блоки питания могут выдавать переменное или постоянное напряжение. В большинстве случаев используется именно постоянное напряжение.
К блокам питания с постоянным выходным напряжением можно отнести компьютерные блоки питания
а также различные зарядные устройства для ваших гаджетов.
К блокам питания с переменным напряжением можно отнести трансформаторы
А также инверторы. Инверторы — это устройства, которые из постоянного напряжения делают переменное напряжение.
Выходное напряжение
Блок питания выдает какое-либо определенное напряжение, которое требуется для какого-либо конкретного устройства. Поэтому, самый главный параметр — это напряжение в Вольтах, которое выдает блок питания.
Например, для зарядки наших смартфонов требуется блок питания с постоянным напряжение в 5 Вольт, а для того, чтобы горела автомобильная лампочка, нам потребуется блок питания с напряжением в 12 Вольт.
Выходная мощность
Каждый блок питания наряду с выходным напряжением также должен уметь выдавать в нагрузку и требуемую силу тока. Хочу напомнить, что мощность постоянного тока рассчитывается по формуле P=IU, где P — это мощность, I — сила тока, U — напряжение. Следовательно, мощный блок питания должен уметь выдавать и большую силу тока, если от этого потребует нагрузка. Рассчитать максимальную силу тока, которую способен выдавать такой блок в нагрузку, вы можете по формуле I=P/U. Но чаще всего силу тока пишут также на самой этикетке блока питания.
Те, кто занимается компьютерами, знают, что на самом компьютерном блоке питания на этикетке написана мощность, которую может выдать блок питания. Поэтому, геймеры берут очень мощный блок питания, так как железо мощного компьютера потребляет очень много электрической энергии.
Трансформаторный блок питания
Трансформаторный блок питания уже почти не используется в современной электронике, так как состоит из громоздкого трансформатора, что делает такой блок питания тяжелым и крупногабаритным. Схема трансформаторного блока питания до боли простая.
На такой схеме в давние времена собирались почти все блоки питания во всем мире. Такая схема отличалась своей надежностью и неприхотливостью. Здесь мы видим трансформатор, диодный мост и конденсатор. Как работает эта схема, я писал еще в этой статье.
На базе этой схемы можно собрать себе самый простой блок питания с регулировкой от 1,2 Вольта и до 37 Вольт и с выходной силой тока до 1,5 Ампер. Его я описывал еще в этой статье.
схема самого простого блока питания
У меня он до сих пор лежит на рабочем столе и служит верой и правдой
Также этот же самый принцип я применил при сборке самого простого зарядного устройства для автомобиля. Подробнее можете ознакомиться по этой ссылке.
самая простая схема зарядного устройства для авто
Импульсный блок питания
Импульсный блок питания строится намного сложнее, но зато обладает также своими плюсами. Это меньшие массо-габаритные свойства, по сравнению с трансформаторным блоком питания. Но здесь также есть и свои минусы. Это большее количество радиоэлементов, по сравнению с трансформаторным блоком питания, а также могут быть шумы на выходе. Поэтому, качественные акустические системы и усилители питаются на трансформаторном блоке питания. Да, там есть некоторые пульсации, но их намного проще отфильтровать, чем высокочастотные шумы импульсного блока питания.
Хотя в импульсном блоке питания и имеются трансформаторы, но они здесь рассчитаны на высокую частоту, что делает их небольшими и недорогими.
Лабораторный блок питания
Лабораторный блок питания — это такое устройство, которые может выдавать значение напряжение в каком-либо диапазоне, который установит пользователь.
Мой лабораторник выглядит вот так.
Итак подробнее, обратите внимание на обозначение в правом верхнем углу. Там написано PS-1502DD. Как же расшифровать данную запись?
Описание лабораторного блока питания
PS — Power supply — что с английского означает «блок питания».
1502 — характеристики данного блока. Первые две цифры показывают максимальное напряжение которое может выдать этот блок, в нашем случае 15 вольт, а последние две цифры, это максимальная сила тока, которую может выдать в нагрузку этот блок, то есть 2 ампера. Под нагрузкой понимается либо лампочка, либо резистор, либо любое другое устройство, потребляющее электрическую энергию.
DD — цифровая индикация как для тока, так и для напряжения (ну те, два окошечка на блоке, на котором он показывает значения напряжения и тока).
Включение блока производится кнопкой «POWER». Справа окошко индикации напряжения. Там я выставил 8,5 вольт, а слева окошко индикации силы тока.
Крутилки слева направо:
Как применять в работе
Продемонстрируем работу блока питания на вентиляторе от компьютера. Вентилятор — это разновидность нагрузки, наряду с лампочками и резисторами. Как мы видим, на нем написано DC 12V 0,18А. Это значит, что для питания вентилятора нам требуется 12 Вольт. Пишут, что ток потребления этого вентилятора 0,18А или говоря русским языком, 180 миллиампер. Так ли это? А давайте проверим!
Выставляем 12 Вольт и цепляемся к вентилятору. Красный — плюс, черный — минус.
И он у нас начинает вращаться. Смотрим на показания. Ну да! Все сходится! Вентилятор у нас потребляет ровнехонько 180 миллиампер!
Хотелось бы отметить, что некоторые электронщики сами делают блоки питания для собственных нужд. Например, вот схемка простого блока питания, собранного лично мной.
Где купить лабораторный блок питания
Также вы всегда можете приобрести сразу готовый на Алиэкпрессе 30 Вольт 5 Ампер, что вполне хватит начинающему и среднему электронщику. Очень приятные отзывы вот у такого.
Также я находил очень неплохой по этой ссылке:
Выдает также 30 Вольт 5 Ампер.
В наших магазинах я встречал такие блоки с ценником только более 5000 руб.
Выходное напряжение операционного усилителя: схемы, характеристики
При практическом использовании операционного усилителя необходимо учитывать, что различные факторы могут существенно влиять на его выходное напряжение.
Влияние синфазного напряжения на выходное напряжение.
Обратимся к схеме (рис. 1.141), в которой имеется только синфазный сигнал uсф(uдиф= 0). Изобразим типичный график зависимости uвых от uсф для операционного усилителя (рис. 1.142).
Если модуль |uсф| сравнительно мал, то синфазный сигнал слабо влияет на напряжение u вых. Иначе его влияние, как следует из графика, может быть очень существенным. Если синфазный сигнал оказывается чрезмерно большим по модулю, то операционный, усилитель может выйти из строя.
Коэффициенты Kсф и K ос сф могут быть как положительными, так и отрицательными. Но в справочных данных обычно указывают модули этих коэффициентов. Модуль коэффициента Kсф обычно близок к единице, поэтому модуль коэффициента Kос сф обычно такого же порядка, что и коэффициент K. Коэффициент Kос сф часто измеряют в децибелах, обозначая его в этом случае через Kос сфдБ:Kос сф дБ= 20 · log | Kос сф|Например, для операционного усилителя типа К140УД1Б при напряжении питания ±12,6 В синфазный сигнал uсф должен лежать в пределах −6 …+6 В. Для этого усилителя коэффициент Kос сфдБ: не меньше 60 дБ. Это означает, что модуль |Kос сф| не меньше 1000.
Влияние входных токов на выходное напряжение.
Рассмотрим схему с операционным усилителем, во входной цепи которого включены два резистора (рис. 1.143).
В этой схеме источники входных сигналов отсутствуют, однако входные токи i+и i− для реальных операционных усилителей не равны нулю. Эти токи могут быть в зависимости от типа операционного усилителя и положительными, и отрицательными.
Даже если выполняется равенство i+= i−, но сопротивления R + и R− различны, разность падений напряжения на этих сопротивлениях будет воспринята усилителем как дифференциальный сигнал и вызовет появление напряжения на нагрузке.
Поэтому стремятся к тому, чтобы эквивалентные сопротивления цепей, подключенных к инвертирующему и неинвертирующему входам, были одинаковыми. К сожалению, токи i+= i− не всегда одинаковы, и это является еще одной причиной нарушения режима работы операционного усилителя.
Влияние температуры, напряжения питания и времени (старения) на выходное напряжение.
Влияние указанных факторов проявляется в том, что под их воздействием изменяется напряжение смещения Uсм. Для приближенной оценки этого влияния можно считать, что напряжение Uсм может изменяться следующим образом:
выходное напряжение
3.9 выходное напряжение (output voltage); Ua:Напряжение на выходных зажимах измерительной аппаратуры, с которых эта аппаратура должна или может выдавать электрическую энергию.
3.7 выходное напряжение: Выходное напряжение, выраженное, как среднеквадратичное (RMS) значение (не пиковое значение).
3.1.9 выходное напряжение (output voltage) Ua: Напряжение на выходных зажимах измерительной аппаратуры, с которых эта аппаратура выдает или может выдавать электрическую энергию.
Смотри также родственные термины:
36 выходное напряжение (операционного усилителя):
Напряжение между выходом операционного усилителя и общим выводом
91. Выходное напряжение высокого уровня микросборки ЦМД U 1 вых
Выходное напряжение высокого уровня
Значение напряжения высокого уровня на выходе микросборки ЦМД при считывании информации
72. Выходное напряжение высокого уровня оптоэлектронного переключателя
Выходное напряжение высокого уровня
High-level output voltage
39. Выходное напряжение высокого уровня цифрового приемного оптоэлектронного модуля
Выходное напряжение высокого уровня
Значение выходного напряжения цифрового приемного оптоэлектронного модуля, соответствующее принимаемой мощности высокого уровня
92. Выходное напряжение низкого уровня микросборки ЦМД U 0 вых
Выходное напряжение низкого уровня
Значение напряжения низкого уровня на выходе микросборки ЦМД при считывании информации
73. Выходное напряжение низкого уровня оптоэлектронного переключателя
Выходное напряжение низкого уровня
Low-level output voltage
40. Выходное напряжение низкого уровня цифрового приемного оптоэлектронного модуля
Выходное напряжение низкого уровня
Значение выходного напряжения цифрового приемного оптоэлектронного модуля, соответствующее принимаемой мощности низкого уровня
34. Выходное напряжение приемного оптоэлектронного модуля
Выходное напряжение ПРОМ
Значение выходного напряжения приемного оптоэлектронного модуля, вызванного принимаемым оптическим сигналом, в заданном режиме эксплуатации, на заданной нагрузке
Полезное
Смотреть что такое «выходное напряжение» в других словарях:
выходное напряжение — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN out voltageoutput voltage … Справочник технического переводчика
выходное напряжение — išėjimo įtampa statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. output voltage vok. Ausgangsspannung, f rus. выходное напряжение, n pranc. tension de sortie, f … Automatikos terminų žodynas
выходное напряжение — išėjimo įtampa statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Įtampa, esanti elektrinio arba elektroninio įtaiso išėjoje. atitikmenys: angl. output voltage vok. Ausgangsspannung, f rus. выходное напряжение, n pranc. tension de sortie … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
выходное напряжение — išėjimo įtampa statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. output voltage vok. Ausgangsspannung, f rus. выходное напряжение, n pranc. tension de sortie, f … Fizikos terminų žodynas
выходное напряжение интегральной микросхемы — выходное напряжение Напряжение на выходе интегральной микросхемы в заданном режиме. Обозначение Uвых UO [ГОСТ 19480 89] Тематики микросхемы Синонимы выходное напряжение … Справочник технического переводчика
выходное напряжение покоя интегральной микросхемы — выходное напряжение покоя Постоянное напряжение на выходе интегральной микросхемы с невключенным входом или с нулевым входным сигналом. Обозначение U0вых UOQ [ГОСТ 19480 89] Тематики микросхемы Синонимы выходное напряжение покоя … Справочник технического переводчика
выходное напряжение высокого уровня интегральной микросхемы — выходное напряжение высокого уровня Обозначение U1вых UOH [ГОСТ 19480 89] Тематики микросхемы Синонимы выходное напряжение высокого уровня … Справочник технического переводчика
выходное напряжение высокого уровня оптоэлектронного переключателя — выходное напряжение высокого уровня U1вых UOH [ГОСТ 27299 87] Тематики полупроводниковые приборы Обобщающие термины параметры оптопар, оптоэлектронных коммутаторов и оптоэлектронных переключателей Синонимы выходное напряжение высокого уровня EN… … Справочник технического переводчика
выходное напряжение высокого уровня цифрового приемного оптоэлектронного модуля — выходное напряжение высокого уровня Значение выходного напряжения цифрового приемного оптоэлектронного модуля, соответствующее принимаемой мощности высокого уровня. [ГОСТ 26599 85] Тематики волоконно оптические системы передачи Синонимы выходное… … Справочник технического переводчика
выходное напряжение низкого уровня интегральной микросхемы — выходное напряжение низкого уровня Обозначение U0вых UOL [ГОСТ 19480 89] Тематики микросхемы Синонимы выходное напряжение низкого уровня … Справочник технического переводчика