9 Источники вторичного электропитания

Лекция 9

Цель лекции: Ознакомление с принципами построения источников вторичного электропитания, их классификацией, составом, а также устройствами стабилизации напряжения питания.

9.1 Принципы построения источников вторичного электропитания

Все средства электропитания можно разделить па первичные и вторичные. К первичным средствам электропитания, преобразующим неэлектрическую энергию в электрическую относятся: электромеханические генераторы, аккумуляторы, фотоэлектрические генераторы – солнечные батареи и фотоэлементы, термоэлектрические источники и др. Непосредственное использование первичных источников для питания электронных устройств затруднено тем, что их выходное напряжение не поддается регулировке, и его стабильность недостаточно высокая.

Источники вторичного питания – электронные устройства, предназначенные для преобразования энергии первичного источника электропитания в электрическую энергию по уровню частоты, стабильности и номинальным величинам подходящую конкретным электронным устройствам.

Источники вторичного электропитания (ИВЭП) предназначены для формирования напряжений с заданными характеристиками, необходимых для работы электронных элементов. Они могут быть выполнены в виде отдельных блоков или входить в состав функциональных электронных узлов. Схемотехническое многообразие функциональных блоков ИВЭП может быть разбито на три группы: устройства согласования частоты, уровня и стабильности напряжения.

Устройства согласования частоты в зависимости от вида преобразуемой энергии подразделяются на два класса: выпрямители – преобразователи напряжения переменного тока в напряжение, содержащее постоянную составляющую (пульсирующее напряжение) и инверторы – преобразователи постоянного напряжения в переменное с заданной формой и частотой.

Устройства согласования уровня напряжения предназначается для преобразования как постоянного, так и переменного напряжения одного уровня в напряжение другого уровня.

Устройства согласования стабильности напряжения: сглаживающие фильтры – устройства для стабилизации мгновенного значения пульсирующего напряжения, и стабилизаторы – устройства, стабилизующие среднее значение выходного напряжения.

Обобщенная структура ИВЭП приведена на рисунке 9.1. В состав ИВЭП могут входить дополнительные устройства, которые обеспечивают его работу при различных внешних воздействиях. Как видно из структурной схемы, ИВЭП включается между первичным источником и нагрузкой, поэтому на него воздействуют различные факторы, связанные с изменениями характеристик, как первичного источника, так и нагрузки. Так, при увеличении или понижении напряжения первичного источника ИВЭП должен обеспечивать функционирование питаемой им аппаратуры.

Внешнее

управление

Рисунок 9.1 – Обобщенная структурная схема ИВЭП

Устройство управления и контроля используется для изменения характеристик ИВЭП при сигналах внешнего или внутреннего управления: дистанционного включения или выключения, перевода в ждущий режим, формирования сигналов сброса.

Устройство защиты и коммутации сохраняет работоспособность ИВЭП при возникновении нестандартных режимов: короткого замыкания в нагрузке, ее внезапного отключения, резкого повышения температуры. Эти дополнительные устройства могут быть обеспечены собственными источниками электропитания: аккумуляторами или гальваническими элементами.