IZVORI NAPAJANJA

Tehničko veleučilište u ZagrebuElektrotehnički odjel

Stipe Predanić8.12.2016

Elektronička računala i računalna oprema

Zašto?

● Velik problem je odlučiti se kako napajati uređaje (istosmjernom strujom)

● Problem je često lako rješiv kad se koriste komunikacijski sustavi (npr. korištenje USB komunikacije koja daje 5V)

● kako napajati uređaj koji treba funkcionirati samostalno i neovisno?

Baterije

● Ako se radi o neovisnom prenosnom uređaju, potrebne su baterije

● različit pristup:– punjive

● olovne, NiCd, NiMH, Li-ion, LiPo (Li-poly),

– jednokratne● alkalne, cink-karbon, litijske

Baterije

Gustoća energije(Wh/kg)

Životni vijek (do 80%

kapaciteta)

Brzo punjenje

Samopražnjenje / Mjesec (sobna

temperatura)

Napon ćelije

Struja pri opterećenju

- maksimalna- optimalna

Cijena (US$)

U upotrebi

od

NiCd 45-80 500-1500 1h 20% 1,25V 20C1C

$50(7.2V)

1950

NiMH 60-120 300-500 2-4h 30% 1.25V 5C0.5C ili manje

$60(7.2V)

1990

Lead Acid 30-50 200-300 8-16h 5% 2V 5C 0.2C

$25(6V)

1970

Li-ion 110-160 500-1000 2-4h 10% 3.6V >2C1C ili manje

$100(7.2V)

1991

LiPo 100-130 300-500 2-4h cca 10% 3.6V >2C1C ili manje

$100(7.2V)

1999

Baterije

Baterije

Baterije

● pri odabiru baterija potrebno je obratiti pozornost na– napon članka (ili serijski spojenih članaka)

– kapacitet članka (ili baterije)

– maksimalnu struju članka (baterije)

– radnu temperaturu

AC/DC pretvorba

● Za pretvorbu s 220V na napone koji se koriste u ugradbenim uređajima potreban je transformator

● iza malog transformatora potrebno je "ispeglati" struju s izmjenične na istosmjernu

● često upotrebljavano poluvalno ili punovalno ispravljanje– punovalno ispravljanje – Greatzov most

AC/DC pretvorba

Reguliranje napona

● Bez obzira koje je napajanje, potrebno je regulirati napon u predviđenim granicama za rad mikroupravljača i periferije

● Napon se može regulirati– pasivnim metodama (loše)

– aktivnim metodama● prema dole (linearni regulatori napona)

– ulazni napon barem 1.5V iznad izlaznog– jeftinije

● prema gore (step-up, boost regulator) – ulazni napon je manji od izlaznog– skuplje

Reguliranje napona – zener dioda

Reguliranje napona – linearni regulator

● najpopularnije: 78xx i 79xx serije

Reguliranje napona – linearni regulator

● LM317 – upravljivi izlazni napon

Reguliranje napona – step-up

● izlazni napon veći od ulaznog● energija se "skuplja" u kondenzatoru ili

zavojnici

Radni napon mikroupravljača

● Uobičajeni radni napon mikroupravljača je 3.3V ili 5V– potrebno je paziti pri radu s perifernim uređajima

– no, postoji tolerancija unutar koje neki uređaji mogu funkcionirati

● često povezano i s rasponom frekvencija u kojima mikroupravljač može ispravno raditi

● povezano i s minimalnom strujom potrebnom za rad mikroupravljača (bez obzira na spojene ulazne ili izlazne uređaje)

Radni napon 16F628

Radni napon Atmega 328

Brownout

● Mikroupravljači često imaju sustav koji detektira kratkotrajnu razliku u naponu, iako je i dalje iznad minimalnog nužnog napona za rad – brownout– kod većine mikroupravljača moguće je isključiti

reagiranje na brownout

– ako postoji briga kako će napajanje mikroupravljača pasti ispod dopuštene razine, potrebno je staviti kondenzator na nožicu napajanja mikroupravljača

● ovaj postupak je preporučen čak i ako je brownout isključen

● decoupling kondenzator

Decoupling kondenzator

● Postavljanje kondenzatora čim bliže mikroupravljaču smanjuje utjecaj drugih komponenti te ostalih smetnji u napajanju mikroupravljača