Elikatze-iturri
Elektronikan, elikatze iturria edo elikadura iturria karga elektriko bati energia elektrikoa ematen dion gailu bat da. Elikadura iturriaren funtzio nagusia energia elektriko mota bat beste energia elektriko mota batera bihurtzea da; iturriaren sarreran eskuragarri dagoen energia mota, iturriaren irteeran kargarentzat egokia izango den energia mota bihurtzea. Adibidez, ordenagailu baten elikatze iturriak hornidura elektrikoko korronte alternoa hartzen du sarreran, eta irteeran korronte zuzeneko tentsio konstantedun hainbat iturri ditu, ordenagailuaren tentsio beharrizan desberdinak asetzeko. Elikatze iturri batzuk gailu autonomoak dira, eta beste batzuk gailu haundiago batean barneratuak doaz bere kargarekin batera, ordenagailuetan eta kontsumoko gailu elektronikoetan, adibidez.
Elikatze iturriek energia iturriren batetik hartu behar dute energia elektrikoa, bai elikatuko duten kargari emateko eta baita elikadura iturriak berak bere lana egiteko. Diseinuaren arabera, elikatze iturriek energia iturri mota desberdinetatik lor dezakete energia, hornidura elektrikotik, baterietatik, sorgailu elektriko edo alternadoreetatik, eguzki-energia bihurgailuetatik, edo beste iturriren batetik.
Elikatze iturri guztiek energia sarrera bat daukate, energia iturritik energia hartzeko, eta energia irteera bat edo gehiago, kargari energia emateko. Elikatze iturri gehienetan sarrera eta irteera hauek konektore elektrikoak, edo beste zirkuituetara konexio elektriko zuzenak dira. Batzuetan enegia sarrera edo irteera harigabeko energia transferentzia bitartez izan daiteke. Energia sarrera eta irteerataz gain, elikatze iturri batzuk beste sarrera eta irteera mota batzuk izan ditzekete, monitorizazio eta kontrol funtzioak betetzeko adibidez.
Sailkapen orokorra
Funtzionala
Elikatze iturriak hainbat eratan sailkatu daitezke, tartean ezaugarri funtzionalen arabera. Adibidez, elikatze iturri erregulatu bat irteerako tentsio edo korronte konstantea mantentzen dituen iturri bat da, sarrerako tentsioan edo kargaren korrontean aldaketak egon arren. Erregulatu gabeko elikatze iturri batek, ostera, sarrerako tentsioa edo kargaren korrontea aldatzerakoan irteeran aldaketa esanguratsuak izan ditzake. Elikatze iturri doigarrietan irteerako tentsio edo korrontea programatu egin daiteke, bai kontrol mekanikoen bitartez, zein iturriaren kontrol sarrera baten bitartez. Elikatze iturri erregulatu doigarri bat bai erregulatua eta baita doigarria da. Elikatze iturri isolatu batek bere energi irteera sarrerarekiko isolatuta dauka; beste elikatze iturri batzuk, ostera, sarrera eta irteeran konexio komun bat partekatzen dute.
Mekanikoa
Elikatze iturriak paketatze mekanikoaren arabera sailkatu daitezke. Mahaigaineko elikatze iturriak unitate independienteak dira, eta zirkuitu elektrikoak aztertu eta garatzeko erabiltzen dira, beste batzuren artean. Marko irekidun elikatze iturriek itxidura partziala daukate, batzuetan muntatzeko euskarria bat baino ez dutelarik. Hauek beste makina edo ekipamendu batzuen barnean joaten dira. Rackean muntatzeko elikatze iturriak rack estandarretan era seguruan muntatzeko diseinatuak daude.
Energia eraldatzeko metodoaren arabera
Elikatze iturriak linealak edo kommutatuak izan daitezke. Elikatze iturri linealek sarrerako energia zuzenean eraldatzen dute, energia eraldatzen duten osagai aktibo guztiek berauen operazio zona linealetan eginten dutelarik lan. Elikatze iturri kommutatuetan sarrerako energia korronte zuzeneko edo korronte alternoko pultsuetan bihurtzen da prozesatu aurretik, nagusiki modu ez-linealean operatzen duten osagaiekin —adibidez, denbora gehiena kortean edo asetuta ematen duten transistoreekin—.
Elikatze iturri motak
Korronte zuzeneko elikatze iturria
Korronte zuzeneko elikatze iturriak kargari tentsio egonkor bat —positibo ala negatiboa— ematen dio. Diseinuaren arabera, korronte zuzeneko elikatze iturria korronte zuzenarekin edo korronte alternoarekin —hornidura elektrikoko korrontearekin— elikatu daiteke. Tentsio erreguladore lineala daukan elikatze iturria elikatze iturria erregulatua da; bestela erregulatu gabeko elikatze iturria da.
Korronte alterno-korronte zuzen iturria (AC-to-DC)
* Transformadorea: tentsio maila egokitzen du.
* Uhin osoko artezgailua: korronte alternoa korronte zuzen bihurtzen du.
* iragazkia: kondentsadoreak uhin forma leuntzen du.
* Kargako erresistentzia: kargari eman ahal zaion korrontea mugatzen du.
Korronte zuzeneko elikatze iturri batzuk hornidura elektrikoa erabiltzen ditu energi iturri bezala. Elikatze iturri hauek batzutan transformadore bat daukate sarrerako tentsioa tentsio haundiago edo txikiago batera bihurtzeko. Transformadoreak emandako tentsio alternoa artezgailu batekin tentsio zuzen aldakorra bihurtzen da, eta tentsio aldakor hau iragazki elektroniko baten bitartez erregulatu gabeko tentsio zuzen bihurtzen da. Iragazkiak korronte alternoaren tentsio aldaketa gehienak —baina ez guztiak— kentzen ditu; gelditzen den tentsio gorabehera apurra kizkurdura deitzen da. Karga elektrikoak kizkurdurarekiko duen tolerantziaren araberakoa izango da elikadura iturraren iragazkiaren balio minimoa. Erabilpen batzuetan kizkurdura haundia onartzen da eta iragazkia ez da beharrezkoa. Adibidez, bateriak kargatzeko elikatze iturri batzutan nahikoa da korronte alternoko sarrerari transformadore bat eta diodo bakarreko artezgailua ezartzea, eta kargari emango zaion korrontea mugatuko duen erresistentzia bat honekin seriean.
Erreguladore lineala
Erreguladore lineal edo egonkorgailuaren funtzioa kizkirduradun tentsio aldakorra tentsio txikiago konstante zehatz batera bihurtzea da. Honetaz gain, askotan korrontea mugatzeko funtzioa ere badu, elikatze iturria eta karga izorratu ditzakeen korronte haundiegiengandik babesteko.
Elikatze iturrien erabilpen askotan irteera tentsio konstantea behar da, baina energia iturri askok ematen duten tentsioa kargaren inpedantziaren arabera aldatzen da. Are gehiago, erregulatu gabeko korronte zuzeneko elikatze iturri bat energia iturria denean, honen irteerako tentsioa sarrerako tentsioa aldatuz ere aldatzen da. Hau saihesteko, elikatze iturri batzuk tentsio erreguladore lineal bat erabiltzen dute balio egonkor batekin, sarrerako tentsioarekiko eta kargaren inpedantziarekiko menpekotasunik gabe. Erreguladore linealek kizkurdura txikitu dezakete, eta baita zarata elektrikoen eragina irteerako tentsioan.
Korronte alternoko elikatze iturria
Korronte alternoko elikatze iturriak orokorrean hornidura elektrikoko tentsioa hartu eta aukerautako tentsiora beheratzen du.
Elikatze iturri kommutatua
A: zubi-artezgailua;
B: sarrerako iragazki kondentsadoreak;
B eta C hartean: transformadoareren primarioaren bero disipatzailea;
C: transformadorea;
C eta D hartean: transformadoreren sekundarioaren bero disipatzailea;
D: irteerako iragazki harila;
E: irteerako iragazki kondentsadoreak;
E azpiko haril eta kondentsadore horia sarrerako iragazki gehigarriak dira, zuzenean tentsio sarrerari konektatuak daude eta ez dira zirkuitu nagusiko parteak.
Elikatze iturri kommutatuetan —switched-mode power supply, SMPS— hornidura elektrikoko korronte alternoko sarrera zuzenean arteztu egiten da eta gero iragaztu, tentsio zuzena lortzeko. Ondoren tentsio hau kommutazio elektronikoko zirkuituen bitartez kommutazioan piztu-itzaltzen da maiztasun haundian. Honela korronte alterno bat sortzen da, maiztasun haundiko transformadore batetik edo induktore batetik pasatuko dena. Kommutazioa maistasun oso haundian egiten da —orokorrean 10kHz-1MHz—, era honetan hornidura elektrikoko maiztasunean lan egiten duten elikatze iturri linealek erabiltzen dituztenak baino transformadore eta kondentsadore iragazki askoz txikiago, arinago eta merkeagoak erabili daitezkeelarik. Induktorearen edo transformadorearen sekundarioaren ondoren, maiztasun haundiko korronte alternoa arteztu eta iragaztu egiten da irteerako tentsio zuzena lortzeko. Elikatze iturriak era egokian isolatutako maiztasun haundiko transformadorea erabiltzen badu, iturriaren irteera hornidura elektrikoarekiko isolatua egongo da; ezaugarri hau askotan funtsezkoa da segurtasunari begira.
Elikatze iturri kommutatuak orokorrean erregulatuak dira, eta irteera tentsioa konstante mantentzeko, elikatze iturriak kargak erabilitako korrontea monitoratzen duen feedback-kontrola —berrelikadura— erabiltzen du. Kommutazioaren lan zikloa haunditu egiten da potentzia eskaera haunditzen den neurrian.
Elikatze iturri kommutatuek askotan segurtasun ezaugarriak barneratzen dituzte, halanola korronte mugatzea edo palanka zirkuituak (crowbar), gailua eta erabiltzailea kalte elektrikoetatik babesteko. Korronte haundiko potentzia galtze ez-normal bat antzematen bada, elikatze iturri kommutatuak zirkuitu-labur bat dela ulertu eta bere burua itzali dezake kalteak egin aurretik. Ordenagailuen elikatze iturri askok txartel nagusiari bidaltzen zaion tentsio maila egoki seinale bat ematen dute; txartel nagusiak seinale hau ez badu jasotzen ez da lanean hasten, eta honela tentsio ez egokiekin lan egitea ekiditen da.
Elikatze iturri kommutatuek irteerako korronte minimoarentzat muga absolutu bat daukate. Potentzia maila batetik gora bakarrik egin dezakete lan, eta puntu horren azpitik ez dute funtzionatzen. Karga gabeko egoeran, potentzia mozte zirkuituaren maiztasunak abiadura oso haundia hartzen du, transformadore isolatuak Tesla haril baten antzera jokatuko duelarik, eta tentsio oso altuko pikoen ondorioz kalteak sortu. Babes zirkuitudun elikatze iturri kommutatuak, abiarazterakoan kargarik ez dutela antzematen badute era azkarrean itzaltzen dira. Elikatze iturriari fikziozko karga bat (dummy load) edo bonbilla bat gehitu ahal zaio karga primario bat konektatuta ez daukanean.
Elikatze iturri programagarria
Elikatze iturri programagarria urruneko kontrol bitartez operatu daiteke, sarrera analogiko edo interfaze digital bat erabiliz. Kontrolatutako ezaugarrien hartean tentsioa eta korrontea egon daitezke, eta korronte alternoko elikadura iturrietan, maiztasuna. Hainbat erabilpen dauzkate, tartean ekipamenduaren azterketa automatikoa, kristalizazio prozesuen jarraipena eta X izpien sorgailuak.
Elikatze iturri programagarriek mikrokonputagailu bat erabiltzen dute iturriaren operazioa kontrolatu eta monitoratzeko. Ordenagailuarekin konektatzeko interfazea duten elikatze iturri programagarriek komunikazio protokolo jabedunak edo protokolo eta gailuak kontrolatzeko lengoaia estandarrak erabili ditzateke.
Etenik gabeko elikatze iturria (UPS)
Etenik gabeko elikatze iturriak —uninterruptible power supply, UPS— energia iturri bi edo gehiagotatik hartzen du aldi berean. Orokorrean hornidura elektrikotik zuzenean hartzen du energia, aldi berean bateria bat kargatzen duelarik. Hornidura elektrikoan tentsio erorketaren bat balego, segiduan bateria jarriko litzake energia ematen, eta kargak ez luke etenaldirik jasango. Ordenagailuen instalazio baten, erabiltzaileak ordenagailua era ordenatu baten itzaltzeko aukera izango luke. Beste UPS batzuk barne-errekuntzako motor bat edo turbina bat erabili dezake sistema bati energia era jarraian emateko, Hornidura elektrikoko energiarekin paraleloan. Motorez eragindako sorgailua orokorrean atsedenean legoke, baina beharrezkoa balitz segundu gutxitan potentzia osoan la egiteko moduan, ezinbesteko ekipamenduak etenik gabe funtzionamenduan mantenduz. Honelako egiturak hospitale eta telefono zentraletan aurkitu daitezke.
Goi tentsioko elikatze iturria
Goi-tentsioko elikatze iturriek ehundaka edo milaka volteko irteera tentsioa eamten dute. Irteeran konektore berezia dute, arku elektrikoak, isolatzailearen hutsak edo erabiltzailearekin nahigabeko kontaktuak ekiditeko. Goi-tentsioko elikatze iturri batzuk irteerako tentsioa kontrolatzeko sarrera analogiko bat dute, eta honela goi-tentsioko anplifikadore bezala jokatu dezakete, banda zabalera oso mugatuarekin bada ere. Goi-tentsioko elikatze iturriak ekipamendu batzutan elektroi eta ioi sortak azeleratu eta manipulatzeko erabiltzen dira —X izpi sorgailuetan eta mikroskopio elektronikoean adibidez—, eta beste ahinbat erabilpenetan, elektroforesian eta elektrostatikan adibidez.
Espezifikazioak
Elikatze iturri zehatz baten egokitasuna erabilpen zehatz baterako iturriaren hainbat ezaugarriren araberakoa da. Ezaugarri hauek elikatze iturriaren espezifikazioetan zerrendatzen dira. Elikatze iturri baten ohiko espezifikazio batzuk hurrengoak dira:
- Sarrera tentsio mota —korronte zuzena ala alternoa— eta maila tartea.
- Energia eraldatzearen errendimendua.
- Kargari eman ahal dion tentsio eta korrontea.
- Irteerako tentsioaren egonkortasuna sarrera tentsio eta karga baldintza aldakorrekin.
- Zenbat denboran eman ahal duen energia gailua birkargatu gabe —energia iturri eramangarriak erabiltzen dituzten elikatze iturrietan—.
- Operazio eta biltegiratze tenperatura mailak.
Elikatze iturrien erabilpen zehatz batzuk
Ordenagailuen elikatze iturriak
Ordenagailuentzako elikatze iturri modernoak elikatze iturri konmutatuak dira, hornidura elektrikoko korronte alternoa hartu eta hainbat irteerako tentsio ematen dituztenak. Elikatze iturri kommutatuek iturri linealak ordezkatu dituzte, merkeagoak, arinagoak eta txikiagoak direlako.
Hornidura elektrikoko adaptadoreak (AC adapter)
Hornidura elektrikoko adaptadoreak edo hormako adaptadoreak hornidura elektrikoko korronte alternoa hartu eta gailu elektroniko txikientzat tentsio zuzeneko irteera ematen dute. Era askotakoak daude. Askotan tentsio edo polaritate desberdinentzat konektore mota berbera daukate, edo konektore desberdina tentsio berdinarentzat. Adaptadore unibertsalak galdutako edo izorratutako adaptadoreak ordezkatzeko balio dute; hauek tentsio eta polaritatea hautatzeko aukera ematen dute, eta konektore desberdinak izaten dituzte. Ordezkatze adaptadore hauek jatorrizko adaptadorearen tentsio berbera eman behar dute, eta, gutxienez, jatorrizko adaptadorearen korronte berbera.
Soldadurako elikatze iturriak
Arku-soldaketan elektrizitatea erabiltzen da metalezko pieza biren gainazala urtu eta eta hauek elkartzeko. Elektrizitatea soldaketarako elikatze iturriak ematen du, eta korronte zuzen edo alternokoa izan daiteke. Arku-soldaketak korronte haundiak behar ditu, 100 eta 350 anpere tarteko balioak ohikoak izanik.
