Сравнительные характеристики импульсных и линейных ип

Xapaктеристика	Импульсный	Линейный
КПД, %	70...95	30...50
Удельная мощность, Вт/дм3	140... 200	30...40
Время удержания выходного напряжения, мс	20...30	2..3
Нестабильность по напряжению, %	0,05...0,1	0,01...0,05
Нестабильность по току, %	0,1...0,5	0,02...0,1
Напряжение пульсаций, мВ	20...50	2...5
Время нарастания переходной характеристики, мкс	100...500	20...50

Различают четыре основные группы источников вторичного электропитания обеспечывающие высокую стабильность.

К первой группе относятся стабилизаторы постоянного напряжения и тока с непрерывным регулированием и силовым элементом, работающим в линейном режиме. Стабилизаторы этой группы получают питание от сети постоянного тока или от аккумуляторных батарей. Источники в целом имеют низкие энергетические показатели и это, в известной мере, ограничивает их применение. Положительные свойства: чрезвычайная схемотехническая простота, высокий коэффициент полезного действия вследствие отсутствия потерь мощности в цепи управления регулирующим транзистором, тепловая устойчивость и малая инерционность при колебаниях напряжения сети или быстрых изменениях тока нагрузки.

Во вторую группу входят трансформаторные источники питания, работающие от сети переменного тока и в качестве принципиально необходимых элементов содержащие низкочастотный силовой трансформатор и набор выпрямителей. Трансформатор обеспечивает гальваническую развязку выходных цепей от входной цепи. Выпрямители, подключаемые к вторичным обмоткам трансформатора, создают требуемый набор посто­янных напряжений. Из-за применения низкочастотного силового трансформатора по сравнению с источниками других групп имеют наихудшие массогабаритные показатели. Массу и габаритные размеры устройств повышают также и сглаживающие фильтры, необходимые для подавления в выходной цепи низкочастотных пульсаций, образующихся при выпрямлении переменного сетевого напряжения. Удельная емкость этих источников не выше 20...50 Вт/дм³. Коэффициент полезного действия (при наличии стабилизаторов) не выше 0,4...0,5. В связи с этими недостатками эти источники начали вытесняться источниками четвертой группы.

К третьей группе относятся преобразователи постоянного напряжения одного значения в постоянное напряжение другого значения и содержащие импульсный преобразователь (инвертор), питаемый от первичного источника, а также высокочастотный трансформатор и выпрямитель. Использование мощных полевых транзисторов позволяет поднять частоту работы инверторов, выполняющих преобразование напряжения, до сотен килогерц, а в отдельных случаях и до нескольких мегагерц. Это резко снижает габаритные размеры и массу трансформатора инвертора, работающего на высокой частоте и создающего набор выходных напряжений разного значения, а также габаритные размеры и массу выходных и входных фильтров. По этой причине они хорошо приспособлены к использованию в мобильной аппаратуре.

Наконец, в четвертую группу входят бестрансформаторные источники с импульсным преобразованием и управлением электроэнергией, работающие от сети переменного тока. Источники этого типа содержат выпрямитель, импульсный преобразователь с широтно-импульсным регулированием и высокочастотный трансформатор с выпрямителем на вторичной стороне.

Лабораторная работа №5

Статические характеристики фотопреобразователей

Лабораторная работа №6

Схемы с использованием тиристоров

Цель работы – исследовать решений регулирования мощность с активной и индуктивной нагрузкой; изучение схемы работу

Основные сведения

Использование ключевых решений изменения мощности, частоты доминирует в современных устройствах. Это обусловлено высоким КПД работы подобных устройств. Когда электронный ключ открыт, сопротивление регулирующего элемента минимально, через него течет большой ток, но наблюдается малое падение напряжения. Тепловыделение на регулирующем элементе незначительно. При закрытии ключа – ток небольшой и тепловыделение также невелико.

Появление мощных транзисторные IGBT и MOSFET-модулей, наравне с современными тиристорами, решило многие актуальные задачи энергосбережения и управления. IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor — биполярный транзистор с изолированным затвором) — силовой электронный прибор, предназначенный в основном, для управления электрическими приводами. Выпускаются как отдельные IGBT-транзисторы, так и силовые сборки (модули) на их основе, например, для управления цепями трёхфазного тока. MOSFET - (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) – полевой транзистор с МОП (метал-оксид-полупроводник) структурой затвора. В силовой электронике IGBT и MOSFET развиваются очень быстро и имеют существенные преимущества тринисторами. В открытом состоянии в тринисторе два p-n-перехода смещены в прямом направлении, а в бипалярном транзисторе только один переход. При одном и том же токе тепловыделения на тринисторе будут значительно больше. Поэтому на сегодня для малых и средних напряжений и высоких скоростей переключений применяются IGBT и MOSFET решения, а для больших напряжений и токов, при малых скоростях переключений – тринисторы.