Napájací zdroj
Napájací zdroj, (v praxi aj menej presný pojem napájanie), je elektronický obvod, ktorý zabezpečuje elektrickú energiu požadovaných parametrov (obvykle s konštantným napätím) pre napájaný elektronický obvod; obvykle premenou elektrickej energie z iného zdroja.
Lineárne zdroje
Stabilizácia napätia u základného druhu lineárnych zdrojov sa dosahuje tak, že k obvodu napájanému z nestabilizovaného zdroja vyššieho napätia cez vhodný rezistor je paralelne zapojený prvok, ktorého voltampérová charakteristika vykazuje prudký nárast prúdu pri požadovanom napätí. Takýmto prvkom je Zenerova dióda, ktorá sa vyrába v širokom rozsahu prahových napätí. Podobnú vlastnosť má aj bežná usmerňovacia dióda, tá však má prahové napätie dané použitým základným materiálom (u kremíka cca 0,7 V).
Nedostatkom zdroja so Zenerovou diódou je pomerne zlá stabilita výstupného napätia, pomerne malý prúdový rozsah, a najmä malá účinnosť, keďže sa elektrická energia mení na teplo v sériovom rezistore aj v samotnej Zenerovej dióde.
Moderné lineárne zdroje (obvykle vo forme integrovaného obvodu) používajú namiesto sériového rezistora prvok s premenlivou impedanciou (tranzistor v lineárnom režime), ktorý je regulovaný spätnou väzbou na základe rozdielu výstupného napätia a konštantného napätia z vnútornej referencie (založenej na obvode s diódou, ale s malým konštantným odberom).
Typickým predstaviteľom lineárnych zdrojov sú integrované obvody typu 78xx (napr. 7805 je zdroj napätia 5V) a ich odvodeniny.
Nevýhodou lineárnych zdrojov je ich nízka účinnosť (a keďže stratový výkon sa mení v integrovanom obvode na teplo, aj potreba chladenia), najmä v prípade keď je veľký rozdiel vstupného a výstupného napätia a ide o veľké prúdy. Nevýhodou je niekedy aj to, že výstupné napätie je vždy nižšie ako vstupné. Výhodou je ich nízka cena, malé rozmery, ľahká použiteľnosť, a bezproblémovosť z hľadiska rušenia navonok aj do napájaného obvodu.
Spínané zdroje
Spínané zdroje využívajú spínací prvok (tranzistor), ktorý pomerne vysokou frekvenciou (desiatky kHz a viac) periodicky zopína a rozpína vstupné napätie do obvodu pozostávajúceho z kombinácie cievky, kondenzátora a diódy. Vhodnou kombináciou týchto prvkov je možné dosiahnuť zníženie napätia (tzv. step-down, alebo buck regulator) aj zvýšenie napätia (tzv. step-up, boost regulator).
Iným druhom spínaných zdrojov je zdroj s transformátorom a následným diódovým usmerňovačom, kde sa využívajú výhodné vlastnosti (menšie rozmery transformátora pri veľkých prúdoch, menšie magnetické straty) moderných magnetických materiálov (ferity) pri vysokých frekvenciách.
Zmenou frekvencie a striedy spínania je možné v týchto zapojeniach dosiahnuť zmenu výstupného napätia. Súčasťou zdroja je preto obvod (obvykle v podobe integrovaného obvodu), ktorý zabezpečuje zmenu frekvencie alebo striedy (príp. oboch) na základe spätnej väzby z výstupného napätia tak, aby sa zabezpečilo stabilné výstupné napätie pri rozličnom zaťažení.
Keďže spínané zdroje pracujú s pravouhlými priebehmi napätí a prúdov, majú tendenciu vyžarovať elektromagnetické vlny v širokom spektre frekvencií. Pri ich konštrukcii a použití je preto potrebné zachovávať zásady elektromagnetickej kompatibility (EMC).
Sieťové zdroje
Sieťové zdroje čerpajú energiu z bežnej elektrickej distribučnej siete. Vstupom je preto striedavé napätie frekvencie 50 – 60 Hz v rozsahu 110 – 240 V. Je preto potrebné pri ich konštrukcii aj výrobe dodržiavať príslušné elektrotechnické a bezpečnostné normy.
Sieťové zdroje sa konštruujú buď s bežným transformátorom a následným usmerňovačom a lineárnym stabilizátorom, alebo ako spínané zdroje s transformátorom.
Menšie sieťové zdroje sa často nazývajú adaptér.