Zasilacz

Zasilacz to urządzenie, które dopasowuje dostępne napięcie do potrzeb zasilanego układu lub urządzenia. W audio znakomita większość zasilaczy zamienia napięcie zmienne z sieci energetycznej (w Polsce i większości krajów europejskich jest to 230V/50Hz, w Kanadzie i USA 120V/60Hz) na napięcie stałe właściwe dla konkretnego układu.

Ze względów konstrukcyjnych zasilacze stosowane w sprzęcie audio dzielimy na dwie grupy. Jedne to zasilacze transformatorowe, nazywane też liniowymi. W sprzęcie audio zasilacze liniowe są rozwiązaniem bardziej tradycyjnym i powszechnie stosowanym. Druga grupa to zasilacze impulsowe, zwane też niekiedy beztransformatorowymi, choć jest to określenie nieścisłe, a nawet mylące. Poza audio, praktycznie we wszelkich dziedzinach elektroniki stosowanie zasilaczy impulsowych stało się normą. Zasilacze impulsowe charakteryzują się wyższą sprawnością i mniejszymi gabarytami, ale mają bardziej skomplikowaną budowę i mogą być źródłem wysokoczęstotliwościowych zakłóceń.

Zasilacze często przeznaczone są do pracy z konkretnym napięciem i konkretną częstotliwością napięcia wejściowego (z dopuszczalną tolerancją). Część zasilaczy ma możliwość przestawiania w różne tryby pracy, co pozwala dopasować się do różnych, przewidzianych przez konstruktora wariantów napięcia zasilającego. Produkuje się też zasilacze uniwersalne, zdolne do pracy z napięciami i/lub częstotliwościami zmieniającymi się w szerokim zakresie wartości. Zasilacze uniwersalne zdolne bez zmiany ustawień obsługiwać zróżnicowane napięcia wejściowe występują tylko w technice impulsowej.

Konstrukcja typowego zasilacza transformatorowego jest prosta. Składa się on z transformatora (zmiana wartości napięcia), prostownika (zazwyczaj mostek Graetz'a) i układu filtrującego. Układ filtrujący zwykle opiera się na zastosowaniu kondensatorów, ale mogą też być stosowane cewki. Oprócz wymienionych elementów potrzebnych do realizacji podstawowej funkcji zasilacza, stosuje się też często elementy dodatkowe. Mogą to być dodatkowe kondensatory do poprawy jakości zasilacza, czy rezystory do rozładowania kondensatorów po odłączeniu zasilania.

Typowy zasilacz liniowy nigdy nie daje stałego napięcia na wyjściu. Napięcie to ma tętnienia i jest zależne od prądu pobieranego przez zasilane układy. Z tego względu dodatkowo stosuje się nieraz stabilizację napięcia. Zasilacz stabilizowany (nazywany nieraz błędnie zasilaczem regulowanym, od angielskiego terminu regulated power supply) ma źródło napięcia odniesienia, układ śledzący napięcie na wyjściu zasilacza i układ dynamicznie regulujący wielkość dostarczanego do obciążenia prądu. Zasilacze stabilizowane są często stosowane dla układów audio niskiej mocy, natomiast bardzo mało jest wzmacniaczy mocy wykorzystujących stabilizację zasilania. Na rynku dostępne są liczne wyspecjalizowane układy scalone pozwalające łatwo zrealizować proste zasilacze stabilizowane dla małych mocy.

Zasilacze impulsowe mają bardziej skomplikowaną konstrukcję, ze znacznie większą ilością elementów elektronicznych. Obecnie są dostępne specjalizowane układy scalone do zasilaczy impulsowych. W zasilaczu impulsowym napięcie wejściowe jest prostowane i wstępnie filtrowane, następnie układ kluczujący przetwarza je na sygnał o wysokiej częstotliwości (zwykle od kilkudziesięciu do kilkuset kHz). Napięcie zmienne o wysokiej częstotliwości jest podawane na uzwojenie pierwotne transformatora. Napięcie z uzwojenia wtórnego transformatora jest prostowane i wygładzane przez cewki i kondensatory. Transformator w zasilaczu impulsowym pracuje na wysokich częstotliwościach i dzięki temu może być znacznie mniejszy niż pracujący z częstotliwością 50Hz lub 60Hz transformator w zasilaczu liniowym.