Advertorial

< VorigeAfbeelding 1 van 1Volgende >

Omvormer, spanningsdeler, lineaire stabilisator - wat moet ik kiezen?

Elk elektronisch apparaat heeft de juiste voedingsbron nodig. In de meeste gevallen steken we simpelweg een stekker in het stopcontact. Helaas is het zo dat er maar weinig apparaten zijn die worden gevoed door 230V wisselstroom die uit het stopcontact komt, omdat apparaten veel vaker gelijkspanning met een veel lagere potentiaal nodig hebben om correct te functioneren. Om daarin te kunnen voorzien, ontwerpen fabrikanten van apparatuur vaak zeer complexe voedingsonderdelen of rusten ze het apparaat uit met een poort waar u het uiteinde van een klassieke losse voeding kunt aansluiten. Het kan ook gebeuren dat een apparaat meerdere spanningen met verschillende waarden nodig heeft om goed te kunnen werken. In dat geval moeten de ontwikkelaars de ingangsspanning dienovereenkomstig verlagen of soms verhogen.

Drie voedingsmethoden: omvormer, spanningsdeler, lineaire stabilisator
In principe bestaan er drie voedingsmethoden: het voedingselement kan gebaseerd zijn op een spanningsdeler, lineaire stabilisator of omvormer. Elk van deze methoden zorgt voor een verlaging van de spanning, maar alleen omvormers kunnen die ook verhogen.

Spanningsverdeler
De eerste methode die u kunt tegenkomen om een voedingselement uit te voeren zijn componenten op basis van een spanningsdeler. De werking van zo'n component berust op de wet van Ohm en verdeelt de spanning over de verschillende weerstanden. Door hun waarde te manipuleren, kunt u een willekeurige spanning op de uitgang verkrijgen, maar die zal altijd lager zijn dan de ingangsspanning. Deze voedingsmethode kent echter een aantal nadelen. De eerste daarvan is de stroomcapaciteit - een spanningsverdeler is opgebouwd uit weerstanden, waarvan het vermogen meestal bijzonder klein is. Een hogere stroomsterkte zal de weerstanden zeer snel laten doorbranden. U kunt natuurlijk weerstanden met een hoger vermogen gebruiken, maar daardoor stijgt de prijs van de component aanzienlijk. Een ander belangrijk nadeel is dat de verdeler altijd is ontworpen op basis van een concrete waarde van de ingangsspanning. Als die groter of kleiner wordt, verandert ook de uitgangsspanning.


Schema van een eenvoudige spanningsverdeler.

Lineaire stabilisatoren
Lineaire stabilisatoren zijn de tweede mogelijkheid waarmee u de ingangsspanning kunt verlagen. Ze worden meestal geproduceerd als elementen met drie pootjes. U komt ze vaak tegen in gebruiksapparatuur. Hun taak is heel eenvoudig - zorgen voor een vaste spanningswaarde op de uitgang, onafhankelijk van de ingangsspanning. Uiteraard moet de ingangsspanning hoger zijn dan de uitgangspanning. Elementen van dit type hebben een lage prijs, maar ze geven veel warmte af. Elke lineaire stabilisator moet het verschil tussen de ingangsspanning en de gewenste uitgangspanning omzetten in warmte. Dit heeft tot gevolg dat het element zelfs bij lage stromen zeer snel opwarmt, zodat het gebruik van extra koellichamen noodzakelijk is. Uiteraard betekent dit dat u voor deze oplossing een hogere prijs betaalt.

 
Lineaire stabilisator: L7805ACV

Spanningsomvormers
De derde mogelijkheid om een voedingssysteem te implementeren is om het te baseren op een spanningsomvormer . Zo'n systeem bestaat uit verschillende basiselementen: een spoel, een schakeltransistor, condensatoren, weerstanden en een siliciumdiode. Zoals u ziet, is de spanningsomvormer een veel complexer apparaat in vergelijking met de eerder gepresenteerde oplossingen. Er bestaan verschillende soorten die de uitgangsspanning zowel kunnen verhogen als verlagen ten opzichte van de ingangsspanning.


Omvormer: OKY3497-5

Waarom is het de moeite waard om te kiezen voor spanningsomvormer?
Spanningsomvormers kenmerken zich door een eigenschap die bijzonder nuttig is bij het ontwerpen van elektronische apparaten - efficiëntie. Zoals u al eerder heeft gezien is het grote nadeel van lineaire stabilisatoren hun vermogensverlies. Omvormers zijn op dit gebied aanzienlijk zuiniger. Elke spanningsomvormer heeft een parameter die is gedefinieerd als efficiëntie. Deze wordt uitgedrukt in een percentage en betreft de verhouding tussen het uitgangsvermogen en het vermogen dat wordt afgenomen van de bron. Met andere woorden: als het apparaat een efficiëntie heeft van 80%, betekent dit dat 20% verdwijnt in de vorm van warmte die hoofdzakelijk wordt afgegeven aan de transistor en de spoel. Het is echter goed om te weten dat efficiëntie geen vaste waarde heeft en afhankelijk is van de bedrijfsomstandigheden van de omvormer. Het gaat hierbij hoofdzakelijk om de voedingsspanning, uitgangspunt en belastingsstroom.
Ondanks hun voordelen hebben spanningsomvormers ook een nadeel - interferentie. Door zijn ontwerp en werkingsprincipe is de uitgangsspanning van de omvormer niet perfect constant. Dit kan een probleem zijn als u een systeem wilt voeden dat een ideale vaste spanning nodig heeft. In dat geval moet u een RC-filter op de uitgang van de omvormer plaatsen.
Spanningsomvormers kunnen dankzij hun kleine formaat en hoge efficiëntie vrijwel overal worden toegepast. Bij het ontwerpen van een apparaat is het dan ook de moeite waard om te kiezen voor dit type element.

Spanningsomvormer - hoe werkt hij?
Een spanningsomvormer is een schakelend element dat simpel gezegd de spanning verlaagt door hem om te schakelen (afwisselend in- en uitschakelen). Dit proces verloopt zo snel dat het de werking van het gevoede apparaat of systeem niet verstoort. Het besturingselement voor bovengenoemd schakelen in DC/DC-omvormers is meestal een MOSFET-transistor . Om echter te zorgen voor vaste spanning op de uitgang van het apparaat, zijn extra componenten nodig, zoals condensatoren en een spoel (smoorspoel). Terwijl de condensatoren hier alleen als filters fungeren, heeft het inductieve element de taak om energie op te slaan terwijl het apparaat werkt, om die later weer af te geven. Bovendien moet het omvormercircuit een siliciumdiode bevatten om de richting van de stroom te regelen.

Spanningsomvormers: soorten
Op de markt is een aantal soorten spanningsomvormers verkrijgbaar, de populairste hiervan zijn:

• step-down (buck) omvormer - die de spanning verlaagt;
• step-up (boost) omvormer - die de spanning verhoogt;
• step-up/down (SEPIC) omvormer - het apparaat kan de uitgangspanning zowel verhogen als verlagen

Omvormer: OKY3497-4

Daarnaast bestaan er nog andere constructies, de interessantste daarvan zijn:

• forward omvormer (pass-through omvormer) - een type DC/DC-omvormer die is gebaseerd op een transformator. Het is een eentrapselement - de energie die uit de bron wordt gehaald, wordt in realtime naar de uitgang overgebracht. Dankzij het gebruik van een transformator maakt een voeding van het type forward galvanische scheiding van de ingang en uitgang mogelijk. Pass-through omvormers worden gebruikt in schakelende voedingen waarvan het vermogen niet meer dan een paar honderd watt bedraagt, alsmede in inverter-lasapparaten.
• flybackomvormer - een type DC/DC-omzetter waarin ook galvanische scheiding van de ingang en uitgang is toegepast. Het is een tweetrapsapparaat, in de eerste cyclus wordt de energie opgeslagen in het magnetische veld van de spoel om die in de tweede cyclus weer af te geven. Dit type wordt meestal toegepast in schakelende voedingen met een laag vermogen.

Spanningsomvormer: waar moet u op letten bij uw keuze?
De keuze van een geschikte omvormer is vooral afhankelijk van het ontworpen apparaat. Als u een klein, draagbaar apparaat ontwerpt, moet u letten op miniatuuromvormers. In grotere apparatuur kunt u omvormers toepassen van grotere afmetingen en met een ingebouwd koellichaam dat de warmteafvoer vergemakkelijkt. Verder moet u vaststellen welk type omvormer u nodig heeft - step-up, step-down of step-up/down.
Als u het energieverlies zoveel mogelijk wilt beperken, is het de moeite waard om te kiezen voor spanningsomvormers met het hoogste rendement. Standaard ligt de efficiëntie van dit type apparaten tussen 80-95%. Daarnaast is het ook belangrijk om aandacht te besteden aan de basisparameters van de omvormer, zoals de maximale uitgangsstroom, het bereik van de uitgangsspanning en het bereik van de ingangsspanning.

De bron van deze tekst vndt u hier .

Afdrukken | Mail door

Meer nieuws van Transfer Multisort Elektronik B.V.

> Gevlochten aardingsband
> Optische kabel - alles wat u...
Toon volledig overzicht

Meer advertorials

> Zonebewaking met Pilz rada...
> Hoe meet ik stroomverbruik...
Toon volledig overzicht

Column / Opinie

Een kopermijn in de straat?

Hoe de keuze voor een mooi uiterlijk tot teleurstelling kan leiden

Bio-based

Toon alle columns / opinies

Bedrijf in beeld

ICAPE Group ; Expert services supplier of customized PCBs and technical parts.

AVE Added Value Electronics

Bent u voldoende vertrouwd met PCB-ontwerp?

Vacatures

Alliander - Arnhem
Teamleider Elektra
Stuur uitvoerders en (administratieve) ondersteuners aan als een ware inspiratiebron. Je zet de verandering in beweging als teamleider uitvoering elektra bij Alliander. Hoe? Door de focus te leggen op presenteren en leren. Je vertaalt onze ambitie en het jaarplan door naar concrete KPI's en realistische verbeterpunten voor jouw team. Natuurlijk met de nadruk op hun voortgang, veiligheid, resultaten, efficiëntie en de gemaakte kosten. Tegelijkertijd werk je veel samen met 5 andere collega-teamleiders. Samen zijn jullie in staat om de uitdagingen van de energietransitie zorgvuldig aan te pakken.
Lees meer >>

Alliander - Arnhem
Crisismanager Energie
Als Crisismanager Energie vervul je een sleutelrol binnen de afdeling Liander Klant & Control (LKC), de storingsverkeerstoren van Liander. Hier hebben we het overzicht over wat er gebeurt in ons verzorgingsgebied en monitoren we of events zich kunnen ontwikkelen tot crises. Grote en langdurige verstoringen in de energievoorziening leiden namelijk tot flinke maatschappelijke impact: we zijn als samenleving in grote mate afhankelijk van energie. Gelukkig is onze storingsorganisatie zo professioneel ingericht, dat ze de meeste incidenten snel kunnen afhandelen. Het is dus niet altijd crisis! 
Lees meer >>

ASML - Veldhoven
Global Customer Support Expertise @ ASML
Are you looking for a challenge that has technical complexity? Are you willing to focus om optimizing customer performance? Do you have the required strong interpersonal skills to connect on every level and to influence without power? Then a role within our Customer Support organization could be the right spot for you! After a system (EUV or DUV machine) is shipped to a customer abroad, the real ‘magic' begins. Thousands of our engineers worldwide are dedicated to a simple goal: making sure that the lithography systems at our customers' sites are running smoothly, 24/7. That makes Customer Support (CS) vital to our success.  Read more >>

ASML - Veldhoven
System Install Coordinator
Do you want to be responsible for monitoring and ensuring a smooth installation process of our advanced lithographic systems at our clients, all over the world? Become a system install coordinator at ASML and help to build some of the most amazing, complex machines that you will ever see! This means a lot of traveling (60- 80% of the time), continuous learning and being surrounded by many different cultures and work environments. Will you take on this life-changing opportunity? So, are you in possession of a technical bachelor's or master's degree? Apply now as a system install coordinator and directly contribute to decreasing the global microchip-shortage! Read more >>

ABB b.v. - Rotterdam Waalhaven
Medeweker Elektronica Werkplaats
De Elektronica Werkplaats houdt zich bezig met diverse reparaties op het gebied van elektronica. De producten die gerepareerd dienen te worden kunnen printplaten zijn van draadloze afstandsbesturingen, PLC systemen en generator regelingen. Maar ook onderdelen van toerenregelingen voor elektromotoren. Lees meer >>

Murrelektronik Nederland
Accountmanager Eindhoven/Limburg
Heb jij commerciële flair én ben je technisch onderlegd? Dan is dit een functie voor jou.
Door jouw kennis van techniek samen met een gezonde dosis energie ben jij dé aangewezen gesprekspartner voor onze klanten in de machinebouw en het visitekaartje voor Murrelektronik in jouw regio. Lees meer >>

Murrelektronik Nederland
Accountmanager Midden Nederland
Heb jij commerciële flair én ben je technisch onderlegd? Dan is dit een functie voor jou.
Door jouw kennis van techniek samen met een gezonde dosis energie ben jij dé aangewezen gesprekspartner voor onze klanten in de machinebouw en het visitekaartje voor Murrelektronik in jouw regio. Lees meer >>

Sponsored content

Piher Sensing Systems - Montagepotentiometers
Overzicht van SMD- en THT-componenten uit onze voorraad.
Potentiometers vormen een essentieel onderdeel van veel elektronische schakelingen . Ze worden vaak gebruikt voor nauwkeurige ijking en afstelling van schakelingen - vooral voordat het apparaat aan consumenten of industriële afnemers wordt geleverd.

Lees meer >>

advertorial

De kwaliteitseisen voor printplaten worden steeds hoger omdat de betrouwbaarheid van de elektronische apparatuur gegarandeerd moet worden. De kwaliteitseisen worden vaak bepaald door de toepassing en de omgeving waarin ze gebruikt worden.

Advertorials

RS Components Nederland:
De rol van sensoren in IIoT - Sensoren zijn een sleuteltechnologie geworden. Lees in deze gratis whitepaper alles over de cruciale rol van slimme sensoren in het Industrial Internet of Things en lees meer over IIoT op de themapagina van RS Components.

Transfer Multisort Elektronik:
Hoe meet ik stroomverbruik - kom te weten hoe u zelf uw stroomverbruik thuis kunt meten!

RS Components Nederland:
Tussen leverancier en klant
RS Components is meer dan een webshop

Transfer Multisort Elektronik:
DC-spanningsomvormer - welke te kiezen?

Binder Nederland B.V.:
M16-connectoren
De perfecte oplossing voor toepassingen die veel contacten vereisen

Acal BFi:
5G voor uw project?
5G is er, maar wanneer kunnen we echt beginnen?

Transfer Multisort Elektronik:
Optische kabel - alles wat u moet weten

RS Components Nederland:
Als de winkel om de hoek
RS Components neemt veel werk uit handen

Transfer Multisort Elektronik:
Leds voor sterilisatie met UV-C-licht

lees e-totaal digitaal

Lees hier de meest recente editie van e-totaal magazine!
U scrollt eenvoudig door de verschillende artikelen en via de actieve hyperlinks komt u direct in contact met de verschillende leveranciers en adverteerders.

Veel leesplezier!

Wilt u de papieren editie gratis ontvangen, vul dan uw gegevens in via het contact formulier .

Nieuwsbrief

Ontvang wekelijks het laatste nieuws uit uw vakgebied. Meld u hier aan voor de gratis nieuwsbrief. U wordt dan ook op de hoogte gehouden van het verschijnen van de nieuwe
e-zines.

Volg e-totaal

Agenda

Klik hier voor de complete agenda.