Инверторы напряжения
Тенденции микроминиатюризации и снижения энергопотребления радиоэлектронных устройств привели к необходимости создания источников питания, построенных по нетрадиционным схемам.
Основным ограничением трансформаторных (традиционных) блоков питания являются масса и габариты сетевого трансформатора: чем выше потребляемая мощность нагрузки, тем выше масса и габариты сетевого трансформатора.
Существенно уменьшить массо-габаритные характеристики блока питания можно, если повысить частоту питающего напряжения, как это делается в авиационной технике, где используется бортовая сеть 115 В 400 Гц.
Из-за невозможности изменять частоту сети, используется схема бестрансформаторного включения выпрямителя с дальнейшим преобразованием (инвертированием) постоянного (выпрямленного) напряжения (рис.1.13).
Основным элементом такого блока питания является инвертор, который представляет собой высокочастотный генератор с внешним возбуждением или самовозбуждением (например, автогенератор с индуктивной обратной связью и насыщающимся сердечником, двухтактный блокинг – генератор, мультивибратор с трансформаторным выходом и др.). Теоретически такой генератор должен вырабатывать сигнал импульсной формы, близкой к меандру.
В схеме используется трансформатор, но не силовой, как в традиционной схеме, а импульсный, являющийся элементом нагрузки генератора импульсов, работающего на частоте единиц или десятков килогерц. Это существенно снижает массу и габариты трансформатора, делая их некритичными.
Обмотки этого трансформатора используются для формирования переменного выходного напряжения частоты следования импульсов, которое подвергается выпрямлению, фильтрации и стабилизации. Вторичных обмоток у импульсного трансформатора несколько, что позволяет сформировать напряжения различных номиналов.
Один из основных недостатков импульсного блока питания - нахождение всех элементов схемы вплоть до инвертора под опасным напряжением питания сети.
Контрольные вопросы
По каким двум структурным схемам проводят построение электропреобразовательных устройств?
Для чего предназначены электропреобразовательные устройства?
Поясните принцип работы однофазного выпрямителя с нулевым выводом и мостового выпрямителя.
Какие типы фильтров используют в источниках вторичного питания?
Изобразите выпрямитель с двукратным умножением напряжения и поясните принцип его работы.
Как определяется коэффициент пульсаций на выходе выпрямителя?
Поясните принцип работы параметрического стабилизатора.
Поясните малое значение к.п.д. у параметрического стабилизатора напряжения.
Приведите структурную схему компенсационного стабилизатора напряжения (КСН) непрерывного действия и поясните принцип его работы.
Какой из стабилизаторов имеет больший КПД - непрерывного действия или импульсный?
Какие факторы ограничивают максимальное значение тока на выходе КСН непрерывного действия?
Можно ли отказаться от фильтра, если в схеме блока питания используется КСН?