Вторичные источники питания

Источник питания — устройство, обеспечивающее схемы энергией.

Различают первичные и вторичные источники питания (ИВП). К первичным относят преобразователи различных видов энергии в электрическую, примером может служить аккумулятор, преобразующий химическую энергию. Вторичные источники сами не генерируют электроэнергию, а служат лишь для её преобразования в требуемую схемой набор параметров (напряжения, тока, пульсаций напряжения и т. п.)

Наиболее простой вторичный источник питания реализуется по схеме без преобразования частоты (рис 4.1)

Рис 4.1 Структурная схема источника питания без преобразователя частоты

В нем трансформатор предназначен для гальванической развязки питающей сети и нагрузки и изменения уровня переменного напряжения. Обычно трансформатор является понижающим. Выпрямитель преобразуется переменное напряжение в напряжение одной полярности (пульсирующее). Сглаживающий фильтр уменьшает пульсации напряжения на выходе выпрямителя. Стабилизатор уменьшает изменения напряжения на нагрузке (стабилизирует напряжение), вызванные изменением напряжения сети и изменением тока, потребляемого нагрузкой.

Так напряжение в сети может изменяться в диапазоне +15…-20% от номинального значения, а величины нагрузки измеряет выходное напряжение.

Рассмотренный источник питания является источником питания без преобразования частоты. Обычно обеспечивает схемы постоянным напряжение питания, работают на частоте 50Гц. И при увеличении мощности нагрузки имеют большие габариты трансформатора, фильтра и значительные потери на преобразовании энергии.

Поэтому во многих случаях ИВП используют способ получения требуемых параметров энергии с преобразованием частоты (рис 4.2)

Рис 4.2. Структурная схема источника питания с преобразователем частоты

В этих источниках напряжение от сети подается непосредственно на выпрямитель 1. На выходе сглаживающего фильтра 1 создается постоянное напряжение, которое вновь преобразуется в переменное с помощью так называемого инвертора. Полученное переменное напряжение имеет частоту, значительно превышающую 50Гц (обычно используют частоты в десятки килогерц). Затем напряжение передается через трансформатор (ТР), выпрямитель и фильтруется. Так как трансформатор в этой схеме работает на повышенной частоте, то его вес и габариты, а также вес и габариты сглаживающего фильтра 2 оказываются значительно меньшим, как и в предыдущей схеме. Основная роль трансформатора состоит в гальванической развязке сети и нагрузки. Инвертор, трансформатор и выпрямитель 2 образуют конвертор – устройство для измерения уровня постоянного напряжения.

Необходимо отметить, что в такой схеме инвертор выполняет роль стабилизатора напряжения. В качестве активных приборов в инверторе используют транзисторы (биполярные или полевые). Иногда применяются тиристоры. В любом случае активные приборы работают в ключевом режиме, поэтому источники питания с преобразованием частоты называют также импульсными. ИВП с преобразованием частот питания широко используются в современных устройствах электроники, в частности в компьютерах.

Дата добавления: 2015-07-13