Tápegységek

Bizonyos elektromos berendezések üzemeltetésekor szükség van valamilyen tápegységre. Vannak termékek, például LED fényforrások, amelyeket a gyártó már a gyártási folyamatban tápegységgel szerel és vannak olyan eszközök amelyekhez a felszerelés, beüzemelés során mi magunk, vagy ha nem vagyunk a téma szakértői akkor a megfelelő szakember kell a tápegységet kiválassza, hozzákapcsolja.

Mi az a tápegység?

A tápegység egy olyan elektronikai eszköz amely a rendelkezésre álló tápfeszültséget a fogyasztó számára megfelelő jellegűre alakítja.

A tápegység leggyakrabban a hálózati 230Voltos váltakozó feszültséget alakítja valamilyen kisebb egyenfeszültségé. Konkrét eset, hogy amikor egy LED szalagot szeretnénk egy konyhai pult fölé szerelni akkor nagy valószínűséggel valamilyen 12 Voltos (esetleg 24 Voltos) típust fogunk beszerezni, de a lakásokban nem gyakori hogy 12 Voltos egyenáramú hálózat is ki lenne építve. Az európai lakásokban általában 230 Voltos hálózati feszültség van jelen viszont a LED szalagnak ez nem megfelelő, ezért ilyen esetekben tápegység használata szükséges.

A tápegységeken feltüntetett adatok:

A következő adatok egy váltakozó bementi feszültségű és egyenáramot előállító stabilizált kimeneti feszültséget biztosító tápegység adatai. Bemeneti feszültség, ami lehet egy fix érték (pl. 230 Volt), vagy egy feszültségtartomány (180-260 Volt). Amennyiben a bementi feszültség egy fix érték akkor annak túllépése esetén (tehát ha a megadottnál magasabb feszültséget kapcsolunk rá) az eszköz tönkremehet (nagy valószínűséggel tönkre is megy). Áramfelvétel. Ez az eszköz maximális áramfelvétele, maximális kimeneti terhelés esetén. Ennyit fogyaszt az eszköz ha a megadott (megengedett) maximális terhelésen használjuk (pl. 2A). Kimeneti feszültség. A tápegység kimeneti feszültsége (pl. 12V), amivel táplálhatjuk a fogyasztót (pl. LED szalagot). Kimeneti áram. Amper-ben megadott érték (4A), a tápegység kimenetén megjelenő maximális áram, a megengedett legmagasabb terhelés esetén. Kimeneti teljesítmény. A kimeneti feszültség és kimeneti áram szorzata, egy érték amelynek mértékegysége a Watt (pl. 48W).

Tápegység vagy LED trafó?

A válasz egyértelműen az hogy tápegység, olyan, hogy LED trafó nem létezik, ez a LED fényforrások üzemeltetéséhez használatos tápegységek hétköznapi köznyelvi (hibás) megnevezése.

LED tápegység

Mi az a trafó, vagy transzformátor?

A trafó, a transzformátor rövidített szlenges megnevezése. A transzformátor egy olyan kéttekercses egység amelynek bementi tekercsét primer-nek, kimeneti tekercsét pedig szekunder-nek nevezzük.

Transzformátor

A transzformátor csak váltakozó bementi feszültség átalakítására alkalmas és kimenetén a bemeneti feszültséggel, valamint frekvenciával arányos váltakozó feszültség jelenik meg.

A transzformátor sok modern tápegység alapja.

Mi az LED driver?

A LED driver is egy tápegység. Általában akkor nevezik a LED fényforrások tápegységét driver-nek, ha az kifejezetten az adott fényforráshoz lett tervezve. A driver magyar neve meghajtó, de tulajdonképpen ez is egy tápegység, amely azt a célt hivatott szolgálni, hogy a bementi feszültséget a fogyasztó számára megfelelő jellegűvé alakítsa.

LED driver

A LED driver-eken sok esetben kimeneti feszültség tartományt adnak meg és egy fix kimeneti teljesítményt (pl. 30-42V. 45W), ez a felirat nem hiba, mivel ezek a tápegységek fix kimeneti teljesítményt állítanak be úgy hogy a kimeneti feszültséget a megadott tartományon belül addig emelik, amíg elérik a gyártó által beállított (kívánt) terhelést.

Ha a tápegység címkéjén (adatlapján) kimeneti feszültségtartomány van megadva és fix teljesítmény akkor az egy áramgenerátoros tápegység.

Mi az az áramgenerátoros tápegység?

Az áramgenerátoros tápegységek általában kapcsolóüzemű tápegységek és a kimeneti áramuk állandó az által, hogy a rákapcsolt fogyasztóra jutó feszültséget a megadott tartományon belül addig emeli amíg eléri a kívánt kimeneti teljesítményt (bekapcsolást követő néhány milliszekundum alatt beáll a kívánt értékre), természetesen a fogyasztó hőingadozásából adódó változások esetén a tápegység korrigálja a kimeneti feszültséget akár pozitív akár negatív irányba, hogy a fogyasztóra jutó teljesítménye mindig azonos legyen.

Ezek tápegységek nem használhatóak például a hagyományos LED szalagokhoz, mivel azok a szalagra szerelt korlátozó ellenállásaik révén úgy vannak felépítve, hogy fix feszültséget igényelnek a megfelelő működéshez és a szalag hossza határozza meg a szükséges teljesítményt, a felvett áramot.

Mean Well áramgenerátoros tápegység

Azon LED lámpatestek esetében, amelyek beépített fényforrást tartalmaznak, már a gyártás pillanatában ismert a fényforrások pontos fogyasztása, áramfelvétele (például LED panelek esetén) ezért ezek esetében célszerűbb a szükséges teljesítményre (áramfelvételre) optimalizálni a tápegységet.

Mi az a feszültséggenerátoros tápegység?

A feszültség generátoros tápegység egy olyan kapcsolóüzemű tápegység amelynek kimenete fix feszültségszint leadásra lett tervezve. Ezek a leggyakoribb általános célú modern tápegységek.

Egy hagyományos 12 Voltos LED szalag esetén általában három LED chip és egy ellenállás van sorba kötve és fix feszültségű táplálást igényel, mivel a szalagból felhasználásakor lehet rövidebb lehet hosszabb szakasz kerül egy tápegységre (a kivitelezéstől függően), ezért ebben az esetben a fix feszültség megfelelő szinten tartása szükséges.

Feszültséggenerátoros tápegység

A feszültséggenerátoros tápegységek paraméterei között a kimeneti értékekre vonatkozó adatok között szerepel a kimeneti feszültség ami egyetlen érték (nem tartomány), ez lehet például 12 Volt és a kimenet maximális terhelhetősége, ez lehet például 45W.

Mi az a kapcsolóüzemű tápegység?

A kapcsolóüzemű tápegység (SMPS) egy olyan elektronikus eszköz amely a hagyományos transzformátoros tápegységekhez hasonló felépítésű, de a belső transzformátor primer tekercse elé egy szabályozható oszcillátort építenek amit a transzformátor szekunder feszültsége vezérel.

A visszacsatolás lehetővé teszi, a bemeneti (elektromos hálózatból érkező) feszültségingadozások rövid időn belüli kompenzálását bizonyos tartományon belül, ezáltal egy ingadozó hálózati feszültségből is képes előállítani viszonylag stabil kimeneti jelet.

Kapcsolóüzemű tápegység

Egyes kapcsolóüzemű tápegységek bemeneti feszültségszintre a fent említett visszacsatolásos rendszer miatt oly mértékben kompenzáltak, hogy átalakítás, illetve átkapcsolás nélkül használhatóak mind 110 Voltos mind a 230 Voltos hálózati feszültségről.

A kapcsolóüzemű tápegységek belső tekercse lehet önindukciós elem vagy transzformátor, amely a meghajtó oszcillátorból érkező nagyfrekvenciás meghajtás miatt sokkal kisebbre méretezhető ezáltal a termék összsúlya jóval alulmarad a hagyományos tápegységek súlyánál.

A kapcsolóüzemű tápegységek felépítéstől függően lehetnek feszültséggenerátorosak vagy áramgenerátorosak, bizonyos típusok táplálhatóak mind váltakozó-, mind egyenáramról, valamint tartalmazhatnak különféle kiegészítő mint például rövidzárlat-, és túlterhelés elleni védelem rendelkezhetnek többszörös kimeneti feszültségstabilizáló egységekkel, zavarszűrő egységekkel, mind a bemeneti mind a kimeneti oldalon.

Ezeknek a termékeknek a számos előnyük mellett egyik hátrányuk a szórt elektromágneses tér amely bizonyos kommunikációs- és híradástechnikai eszközök zavarát okozhatják, valamint a bonyolult felépítés.

Galvanikus leválasztás nélküli tápegységek

Mi az a galvanikus leválasztás? Amikor egy tápegységben a transzformátor egyik oldalára rákapcsoljuk a hálózati 230 voltos feszültséget, akkor a szekunder tekercsben feszültség indukálódik, de a két áramkör nincs egymással galvanikus kapcsolatban, nem köti össze vezető vagy félvezető elem a két áramkört, függetlenül attól hogy a két oldalon milyen egyéb kiegészítő elektronika dolgozik. Az ilyen tápegységek kimenetei a hálózatról galvanikusan leválasztott. A 230V hálózatról táplált de galvanikusan leválasztott kisfeszültségű tápegységek kimenetének egyetlen ponton történő érintése nem balesetveszélyes, de azok a tápegységek amelyekben nincs galvanikus leválasztás, tehát a bemenet és a kimenet valamilyen vezető vagy félvezető elemen keresztül kapcsolatban van egymással azok kimenetének egyetlen pontját megérintve és elszenvedhetünk súlyos vagy akár halálos áramütést is.

A galvanikusan nem leválasztott tápegységek egyik típusában egy sorosan kapcsolt kondenzátor felel a feszültség csökkentésért, másik változatban tranzisztor, vagy egy integrált áramkör végzi a feszültség csökkentést, stabilizálást.

Hol használható ilyen galvanikusan nem leválasztott tápegység? Az ilyen típusú áramkörök, általában egyszerű és ebből kifolyólag olcsó tápegységek, de ezek kimeneti feszültségét (akkor is ha az csupán 10-20 Volt) érintés védelmi szempontból ugyan úgy kell kezelni mint a 230 Voltos hálózat bármelyik pontját.

Galvanikus leválasztás nélküli tápegység

Szerencsére ilyen tápegységekkel a kereskedelemben nagyon ritkán találkozhatunk, mivel ezeket csak egyes fényforrások belsejében használják, amelyek sok esetben nem is bonthatóak, mint például a reflektorok, ahol a LED chipekre kapcsolt kisfeszültségű vezetéket is védő-földelővezeték kísér és a termék teljes burkolata a zöld-sárga védőföldelő vezetékkel egybekapcsolt, vagy a készülék teljes burkolata műanyag. Léteznek azonban olyan piaci márkanév nélküli készre szerelt 230 Voltos-nak nevezett LED szalagok, amelyek vezetékeire a gyártó ilyen tápegységet szerelt, ezek használata életveszélyes is lehet.