ВВЕДЕНИЕ
В настоящие время нельзя себе представить радиоэлектронное устройство без источника питания, так как оно теряет всякий смысл и назначение. Источник питания является двигателем всех электронных изделий, подобно как сердце человека является двигателем крови, которая, в свою очередь, питает наш организм, так и источник – двигателем электронов, которые осуществляют питание различных узлов радиоэлектронной аппаратуры. Существуют два основных вида источников питания: постоянного тока и переменные. Но для питания устройств в основном требуется постоянное напряжение различных величин. Для этих целей переменное напряжение преобразуется в постоянное при помощи блоков питания.
Блок электропитания представляет собой устройство, которое преобразует напряжение одного вида (обычно переменное напряжение осветительной сети) в другое, более подходящее по своим параметрам для снабжения электроэнергией какого-то конкретного блока или части устройства.
Бурное развитие современных технологий привело к тому что было разработано большое количество источников питания.При проектировании радиоэлектронной аппаратуры, одним из основных критериев экономичности является снижение потребляемой устройством мощности (в частности, применение новых технологий позволило сократить на несколько порядков потребление энергии бытовой аппаратурой, по сравнению, например с тем, что было десятки лет тому назад).
За прошедшие более чем 100 лет от момента появления первого электронного устройства (радио А.С. Попова) до наших дней изменилось несколько поколений электронных устройств, которые имеют принципиальные отличия по функциональным возможностям, типу применяемой элементной базы, конструктивно-техническому решению и т.д. Это равной мерой относится к радиоэлектронной аппаратуре бытового назначения, так и системам управления сложными техническими объектамиустройств, которые входят в ту или другую систему.
В данной работе будут рассмотрены основные блоки, входящие в состав источника питания, примеры таких блоков, затем будет рассмотрен пример проектирования схем двух блоков питания, используемых на практике.
Существует два принципиальных подхода к проектированию схем источников питания, в соответствии с которым их можно разделить на два основных класса: линейные (непрерывные) и импульсные.
Задачей работы является:
Разобраться в видах и способах построении источников питания, в положительных и отрицательных качествах линейных (непрерывных) и импульсных источников питания.
Изучить основные характеристики и показатели блоков питания, а также сравнить их.
Установить основные неисправности и сбои блоков питания разных конструкций.
Составить алгоритм поиска неисправности импульсного источника питания автоколебательного типа, на примере телевизора «Sanyo CKM 3022-00».
Трансформаторные источники питания
1.1 Принцип построения тип
Классическим блоком питания является трансформаторный БП. рисунок 1. В общем случае он состоит из понижающего трансформатора или автотрансформатора, у которого первичная обмотка рассчитана на сетевое напряжение. Затем устанавливается выпрямитель, преобразующий переменное напряжение в постоянное (пульсирующее однонаправленное). В большинстве случаев выпрямитель состоит из одного диода (однополупериодный выпрямитель) или четырёх диодов, образующих диодный мост (двухполупериодный выпрямитель). После выпрямителя устанавливается фильтр, сглаживающий колебания (пульсации). Обычно он представляет собой просто конденсатор большой ёмкости.
Также в схеме могут быть установлены фильтры высокочастотных помех, всплесков (варисторы), защиты от КЗ, стабилизаторы напряжения и тока.
Трансформатор
фильтр
Выпрямтель
Стабилизатор напряжения
Трансформатор
|
≈220 |
|
5В |
Рисунок 1 - Структурная схема трансформаторного БП.
В соответствии с функциями приводится перечень устройств реализующих эти функции.
Функции, реализующие устройство:
понижение напряжения;
выпрямление напряжения;
фильтрация;
стабилизация.
На основании функций выше названных, ниже перечислены устройства, которые их реализуют:
трансформатор;
выпрямитель;
фильтр;
стабилизатор;
2.Виды ТИП.
К простейшим ТИП относятся нерегулируемые выпрямители, выполненные по структурной схеме, представленной на рисунке 1. Силовой трансформатор преобразует напряжение сети переменного тока до требуемого значения; схемы выпрямления преобразуют переменное напряжение в пульсирующее; фильтр сглаживает пульсации напряжения до допустимого уровня.
В тех случаях, когда в целях нормальной работы радиоаппаратуры необходимо обеспечить более высокую стабильность питающих напряжений по сравнению со стабильностью сети первичного тока, схемы выпрямителей дополняются стабилизирующими устройствами, включёнными на входе или на выходе выпрямителя
В регулируемых выпрямителях совмещаются функции выпрямления с регулированием или со стабилизацией выходного напряжения. Регулирование выходного напряжения рисунок 2 осуществляется путём изменения угла открытия силовых тиристоров. В практических схемах ИВЭП кроме основных функциональных узлов включается также устройства контроля, защиты, блокировки, сигнализации неисправностей, кнопки, выключатели, переключатели и т.п.
Рисунок 2 - Принципиальная схема трансформаторного БП
FU-Предохранитель.
Т1-Понижающий трансформатор.
V1-Выпрямитель(диодный мост).
С1-Фильтр.
VD1-VD2, R1, VT1-Элементы стабилизаций.
R2- Регулирующий элемент.
Почти все устройства бытовой электроники состоят в основном из электронных схем, нормально функционирующих только при питании постоянным током. Здесь сеть переменного тока завершается первичным источником электропитания, энергия которого преобразуется в постоянный ток. И для этого необходимо отметить следующее: суммарная мощность, потребляемая в настоящее время всеми ТИП научно-технической и бытовой радиоаппаратуры, очень велика, поэтому создание экономичных дешевых и надежных ТИП является исключительно важной задачей.
Преимуществамтрансформаторного блока питания. К достоинствам трансформаторных блоков питания можно приписать высокую надежность (ремонт блоков питаниятребуется не так часто), простоту конструкции, доступность элементной базы, а также низкий уровень создаваемых помех.
Недостатки трансформаторного блока питания. К недостаткам трансформаторных блоков питания относятся его большие габариты и вес, металлоемкость и низкий КПД.