Všetky elektronické zariadenia potrebujú pre svoju činnosť elektrickú energiu. Táto energia je dodávaná z napájacích zdrojov napätia a prúdu. Prevažná väčšina elektronických zariadení potrebuje pre svoju činnosť zdroj jednosmerného napätia a prúdu. Prenosné elektronické zariadenia sa napájajú z batérií a to buď z tzv. suchých článkov ( nazývaných tiež primárne zdroje energie ) alebo z akumulátorov ( nazývaných tiež sekundárne zdroje energie.) Zariadenia, ktoré nie sú určené na prenášanie, využívajú pre zabezpečenie energie pre svoju činnosť energetickú rozvodnú sieť striedavého napätia a prúdu ( u nás 220 V / 50 Hz.) Je prirodzené, že na to, aby bolo možné napájať elektronické zariadenia z energetickej rozvodnej siete je potrebné striedavé napätie tejto siete upraviť nie len jeho veľkosťou, ale ho aj premeniť na jednosmerné napätie. Na tento účel nám slúžia sieťové napájacie zdroje. Jednoduchá bloková schéma sieťového napájacieho zdroja je na nasledujúcom obrázku.

     Ako z obrázku vidno, celý sieťový napájací zdroj môžeme rozdeliť na niekoľko blokov, z ktorých každý má svoje špecifické vlastnosti a zároveň výrazným spôsobom ovplyvňuje vlastnosti jednosmerného napájacieho zdroja ako celku.

• Prvým blokom v spomínanom reťazci je transformátor. Ten zabezpečuje zmenu veľkosti napätia energetickej rozvodnej siete 220V/50Hz na prijateľnú hodnotu potrebnú pre napájanie daného elektronického zariadenia. Vlastnostiam a návrhu transformátora sa v tejto téme nebudeme venovať, pretože touto problematikou sa zaoberá predmet “Silnoprúdové zariadenia”.

• Druhým blokom v reťazci je usmerňovač. Ten je pripojený k sekundárnemu vinutiu sieťového transformátora a je realizovaný v súčasnosti výhradne kremíkovými usmerňovacími diódami ( voľakedy to boli usmerňovacie selénové články alebo germániové usmerňovacie diódy, ktorých vlastnosti boli výrazne horšie ako vlastnosti dnešných kremíkových diód.) V závislosti od toho, koľkými usmerňovacími cestami prechádza prúd získaný na sekundárnej strane transformátora, poznáme jednocestné, dvojcestné a v silnoprúdovej elektrotechnike aj viaccestné usmerňovače. Jednocestné usmerňovače využívajú na usmernenie striedavého napätia a prúdu jednu usmerňovaciu diódu. Dvojcestné usmerňovače delíme na dvojcestné usmerňovače so súmerným sekundárnym vinutím transformátora ( v praxi označovaný skrátene len ako “Dvojcestný usmerňovač”), tie používajú dve usmerňovacie diódy a dvojcestné usmerňovače v mostíkovom zapojení, tie používajú na usmernenie štyri usmerňovacie diódy ( mostíkové zapojenie diód voláme tiež “Graetzov mostík.”)


     Pretože diódy umožňujú prietok prúdu len v jednom smere, má usmernené napätie U_o len jednu polaritu. Činnosť diód a časový priebeh usmerneného napätia a  prúdu závisí na konkrétnom zapojení usmerňovača a  na odoberanom prúde. Ako vidno na obrázku vyššie, za usmerňovačom získavame síce jednosmerné, ale pulzujúce napätie a prúd. Jeho kmitočet je pri jednocestnom usmernení rovný frekvencii energetickej rozvodnej siete, t.j. 50 Hz a pri dvojcestnom usmernení je rovný dvojnásobnej frekvencii energetickej rozvodnej siete, t.j. 100 Hz. Takéto pulzujúce jednosmerné napätie nie je vhodné pre napájanie väčšiny elektronických zariadení ( takéto pulzujúce napätie môžeme použiť napríklad pre napájanie jednoduchých stmievačov realizovaných tyristormi.)

• Práve z hore uvedeného dôvodu sa za blok usmerňovača zaraďuje tretí blok, blok filtrov. Úlohou filtrov je vyhladiť toto pulzujúce napätie a minimalizovať prítomnosť prvej harmonickej pulzujúceho napätia a prúdu. V úlohe filtrov môžeme použiť filtračný kondenzátor, alebo dolnopriepustný filter tvorený integračným článkom RC alebo LC. Na výstupe filtra však nedostávame úplne vyhladené jednosmerné napätie, ale na tomto napätí je superponované určité malé striedavé napätie – napätie zvlnenia U_zv. Veľkosť tohto napätia zvlnenia U_zv závisí od kvality filtra a od odoberaného prúdu.


     Aj napriek výraznému vyhladeniu výstupného jednosmerného napätia sa toto napätie nemôže použiť pre napájanie niektorých obvodov nf a vf techniky ( predzosilňovacie stupne nf zosilňovačov, oscilátory, zmiešavače, vstupné obvody vf zosilňovačov, demodulátory a pod.)



• Aby sme získali jednosmerné napätie vhodné na napájanie vyššie spomínaných obvodov, musíme za blok filtrov zaradiť ešte blok stabilizátora napätia alebo prúdu. Stabilizátor má zaistiť v medziach technických možností a podľa požiadaviek nemennosť výstupného napätia alebo prúdu pri rôznom odbere prúdu a pri kolísaní usmerneného zvlneného napätia na výstupe bloku filtrov. Najrozšírenejšie stabilizátory napätia a prúdu sú sériové stabilizátory so spojitou reguláciou, no v súčasnosti sa stále viac začínajú používať energeticky výhodnejšie stabilizátory s nespojitou reguláciou.

     Na záver úvodnej časti tejto témy je potrebné poznamenať, že stredná hodnota jednosmerného napätia  U_o  na výstupe bloku usmerňovača a tiež na výstupe bloku filtrov závisí od spôsobu zapojenia usmerňovača, od veľkosti usmerňovaného napätia a odoberaného prúdu  I_o, od hodnôt použitých súčiastok a vnútorného odporu celého zapojenia.
     Vnútorný odpor sa spravidla určuje pre jednu usmerňovaciu cestu a nazýva sa odpor fázy usmerňovača R_f. Tvorí ho vnútorný odpor usmerňovacej diódy R_D zapojenej do usmerňovacej cesty a vnútorný odpor transformátora R_tr, ktorý sa skladá z odporu sekundárneho vinutia R_s a z odporu primárneho vinutia R_p, pretransformovaného na sekundárnu stranu transformátora. Teda výsledný odpor fázy R_f  je daný vzťahom :

kde je prevod sieťového transformátora.

     V nasledujúcich podtémach si rozoberieme a popíšeme všetky tri základné zapojenia usmerňovačov a to jednocestné, dvojcestné a mostíkové zapojenie. Pri rozbore jednotlivých zapojení si budeme hlavne všímať veľkosť strednej hodnoty usmerneného napätia  U_o  a prúdu  I_o , t.j. ich strednú hodnotu jednosmernej zložky, veľkosť napätia zvlnenia U_zv a podmienky pre výber diód použitých v jednotlivých zapojeniach usmerňovačov. Niektoré špecifické vlastnosti spomenieme pri konkrétnom type usmerňovača.
     Pre jednoduchšie vzájomné porovnanie jednotlivých typov usmerňovačov urobíme najprv rozbor usmerňovačov zaťažených len odporovou záťažou, teda bez použitia filtračného kondenzátora a potom rozbor usmerňovačov s použitím filtračného ( vyhladzovacieho ) kondenzátora  s pripojenou odporovou záťažou.