Источники питания

При преобразовании энергии переменного тока в постоянное напряжение для питания электронных блоков и устройств обычно применяют источники питания, содержащие следующие устройства:

1. понижающий трансформатор;

2. выпрямитель;

3. стабилизатор;

4. фильтр.

Для преобразования постоянного напряжения в требуемое напряжение используют широтно-импульсные преобразователи, что значительно повышает КПД, габариты и масса снижаются.

1. Выбор трансформатора

При расчёте схем выпрямителей большую роль играет внутренне сопротивление сетевого трансформатора R_i. Оно определяется параметрами вторичной обмотки U_N, I_N, а также коэффициентом потерь f_v, который представляет собой отношение выходного напряжения холостого хода к номинальному напряжению:

.

Внутреннее сопротивление трансформатора определяется соотношением

(*)

используя номинальное сопротивление нагрузки , получим из формулы (*) выражение для внутреннего сопротивления

.

Данные для различных типов сетевых (силовых) трансформаторов для различных напряжений питающей сети приводятся в специальных справочниках.

2. Выпрямители

Существуют однополупериодные и двухполупериодные выпрямители.

Однополупериодный выпрямитель:

П од действующим значением переменного тока понимают такой постоянный ток, который на сопротивлении в 1 Ом за время, равное 1 сек., выделяет столько же энергии, что и переменный ток за то же время.

В данном случае КПД выпрямителя менее 50%, поэтому такая схема выпрямителя прменяется редко в силу низкого КПД и больших пульсаций.

Для снижения коэффициента пульсации применяют двухполупериодные схемы, а на промышленных предприятиях используют трёхфазное напряжение. Снижению пульсаций способствует и применение сглаживающих фильтров.

Е мкость фильтра С_Ф выбирают из условия

применение ёмкости C_Ф выше этого значения к значительному улучшению параметров сглаживания не приведет.

3. Стабилизаторы.

Стабилизаторы бывают двух типов: компенсационные и параметрические. Служат для поддержания постоянства входного напряжения. Параметрические стабилизаторы используют свойство стабилитрона поддерживать постоянство обратного напряжения при изменении тока нагрузки.

К омпенсационные стабилизаторы используют свойство транзистора изменять падение напряжения между коллектором и эмиттером под действием управляющего напряжения, и VT включается последовательно с нагрузкой. Стабилизаторы типа К142ЕН.. выполняются в виде ИМС (интегральных имкросхем).