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.

> Noviteiten van Schurter voor...
> Automatiseringselementen van...
Toon volledig overzicht

Meer advertorials

> Voedingen voor ledverlicht...
> Piher Sensing Systems - Mo...
Toon volledig overzicht

Column / Opinie

De kracht van standaardisering

Zachte heelmeesters maken stinkende wonden

Wat is meer?

Toon alle columns / opinies

Energietechniek

Lees hier nieuws rond het thema Energietechniek.

Vacatures

Alliander
Uitvoerder Elektrotechniek
Als Uitvoerder Elektro ben je klant- en resultaatgericht door een goed overzicht te hebben over de lopende werkzaamheden. Dit doe je door zowel met klanten, aannemers en collega's goed en duidelijk te communiceren en verwachtingen te managen. Er wordt van jou verwacht dat je storingen veilig en zo snel mogelijk oplost met jouw team van monteurs. Daarnaast verzorg je ook het onderhoud van het Liander net.
Lees meer >>

ASML - Veldhoven
Experienced Electrical Integration Engineer
Are you an experienced electrical engineer? And do you like to execute measurements on Electrical test set-ups & prototypes? Then our position of Electrical Integrator will be very interesting for you!
Learn more about this job >>
Application form >>

ASML - Veldhoven  
Electrical Design Engineer
Are you an experienced electrical design engineer? Do you like to design complicated electrical systems? You'd better contact us today! As an Electrical Design Engineer, you design and maintain interconnections between boards, racks, cabinets, interconnect PCBA's, sensors and actuators.
Learn more about this job >>
Application form >>

ASML - Veldhoven
Management Assistant
Does assisting top managers in a dynamic, high demanding, international environment energize you? Then ASML is what you are looking for! Every day you use technology that contains microchips. From smartphones and laptops, to washing machines, credit cards and cars. ASML is the world leader of advanced technology systems for the semiconductor industry. Due to our growth we are continuously searching for new talent. We like to welcome pro-active team players and strong communicators who can deliver high quality services to our Management Support Organization (MSO). You will be part of a creative, dynamic work environment with encouraging management assistants. We have multiple opportunities for junior, mid-level and senior candidates.
Read more >>
Application form >>

AE Sensors - Dordrecht
Sales engineer
AE Sensors BV is een groothandel die ook totaaloplossingen levert en ontwikkelt. Wij zoeken een techneut die met passie voor elektronica en sensoren graag problemen oplost en uitdagingen zoekt. Daarnaast is flexibiliteit een absolute pré. Het kan zijn dat je op het ene moment op een offshore platform, een zeegaand schip of een kraan in de Rotterdamse haven staat, maar een paar uur later in de clean room van een chip machine fabrikant.
Lees meer >>

Advertorial

VanLien/ABB Noodverlichting wijst de weg
Test je kennis & win een slipcursus!
Het doel van noodverlichting is eenvoudig: zorgen voor een veilige uitweg. Hoe regel je dat? Wat weet jij over noodverlichting? Test je kennis in de WegWijsQuiz van VanLien/ABB Noodverlichting. Je maakt dan kans op een slipcursus op Circuit Zandvoort. Naar de Quiz! >>

Sponsored content

    
Connectoren en lintkabels van het merk CONNFLY
Overzicht van het aanbod voor toepassingen in de productie en industrie. Lees meer >>

advertorial

Sinds 1999 waarborgt ICAPE Group de toelevering van printen en op maat gemaakte technische onderdelen voor grote spelers in de globale elektronica-industrie. Met bijna 3000 actieve klanten ontwikkelt het Franse bedrijf zich tot een van de gevestigde wereldleiders in zijn sector.

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?

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

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.