Непрерывного действия

Источники вторичного электропитания с стабилизатором

Тема 2.2 Структурные схемы источников вторичного электропитания

Электропитания

Тема 2.1 Основные положения. Источники первичного

Дополнительный материал к лекции 14 для самостоятельной работы

В частоту

Источники вторичного электропитания с преобразованием тока

Непрерывного действия

Источники вторичного электропитания с стабилизатором

Тема 2.2 Структурные схемы источников вторичного электропитания

План (логика) изложения материала

Лекция 14

ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ РАДИОУСТРОЙСТВ

Часть II

для підготовки молодших спеціалістів з

спеціальності «Радіотехнічні вимірювання»

Одеса

Автор: Любимов А.Я., викладач вищої категорії

Методичні вказівки обговорені та схвалені на засідан предметної

(циклової) комісії “Радіотехнічні вимірювання” Одеського державного інститута вимірювальної техніки коледжу

Протокол № від __________200__р.

Голова циклової комісії ____________________ (Богун В.Д.)

После изучения лекции 14 студент должен знать: построение структурных схем источников электропитания и функциональное назначение каждого функционального узла.

Уметь: нарисовать структурные схемы источников электропитания.

Раздел 2 Электропитание радиоустройств

Для питания радиоэлектронной аппаратуры постоянными и пе­ременными напряжениями в большинстве случаев используются ис­точники вторичного электропитания (ИВЭП), объём которых сос­тавляет от 20 до 40 % всего объёма современной радиоэлектрон­ной аппаратуры (РЭА). Их основной задачей является преобразова­ние электрической энергии в комплект выходных напряже­ний, которые могут обеспечить нормальное функционирование РЭА. Обобщенная структурная схема ИВЭП представлена на рисунке 2.1

Рисунок 2.1- Обобщенная структурная схема ИВЭП

В состав ИВЭП, кроме самого источника электропитания, могут входить дополнительные устройства, которые обеспечивают его нормальную работу при различных внешних воздействиях. Как, видно из приве­денной схемы на рисунке 2.1, ИВЭП включается между источником энергии и нагрузкой, поэтому на него воздействуют различные факторы, свя­занные с изменением характеристик, как источника энергии, так и нагрузки. Так, например, при увеличении или понижении напряжения источника энергии ИВЭП должен обеспечить нормальное функционирование питаемой им РЭА. Устройство управления и контроля, входящее в состав ИВЭП, может быть использовано для изменения характеристик ИВЭП при различных сигналов внешнего или внутреннего управления: дистанционного включения или вык­лючения, перевода в ждущий режим, формирование сигналов сброса и др. В то же время устройство защиты и коммутации позволя­ет сохранить работоспособность ИВЭП при возникновении различ­ных нестандартных режимов; короткое замыкания в нагрузке, её внезапное отключение, резкого повышения окружающей температу­ры и др. Эти дополнительные устройства могут быть обеспечены собственными источниками электропитания, включая резервные ак­кумуляторы или гальванические элементы.

Структурные схемы простейших источников электропитания (ИВЭП), использующих электроэнергию, получаемую от сети переменного напряжения через силовой трансформатор, приведены на рисунке 2.2. Задачей таких ИВЭП является преобразование переменного тока в постоянный ток. Такие схемы можно разделить на три группы: нерегулируемые, регулируемые и стабилизированные.

На вход структурных схем ИВЭП подаётся переменное напря­жение, величина которого 220 В или 380 В с частотой 50 Гц или 400 Гц. Амплитудно - частотный спектр (АЧС) переменного гармонического сигнала представлен на рисунке 2.3,а, где видно, что постоянная составляющая сигнала равна О. Для того, чтобы выделить постоянную составляющую следует гармонический сигнал исказить, то есть сделать в пульсирующий, однонаправленный сигнал. Такую функцию выполняет функциональный узел выпрямитель. Но так, как в настоящее время применяется низковольтная нагрузка, то следует перед выпрямителем установить функциональный узел силовой трансформатор.

Силовой трансформатор выполняет несколько функций:

- изменяет напряжение источника (сети) до значения, необходимого для выпрямительного узла;

- электрически отделяет от источника (сети), что позволяет создать несколько напряжений, гальванически не связанных между собой;

- преобразует число фаз переменного тока.

На выходе силового трансформатора АЧС имеет вид, показанный
на рисунке 2.3,б. На выходе выпрямителя АЧС имеет вид, показанный на рисунке 2.3,в. Если требуется изменять выходное напряжение ИВЭП, то в схему вводится регулируемый выпрямитель ., как показано на рисунке 2.2,б. Для регулировки выходного напряжения наиболее часто используются тиристорные выпрямители. Основным недостатком такого ИВЭП является необходимость в периодической регулировке выходного напряжения при изменении напряжения
5

сети, что выполняется оператором.

На выходе выпрямителя, как видно из рисунка 2.3, в, кроме посто­янной составляющей сигнал содержит и переменные составляющие, которые имеют очень большую амплитуду сигнала. Которые воздействуют на постоянную составляющую, что ухудшают качественные показатели нагрузки. Например, переменная составляющая может быть причиной фона на выходе питаемых устройств, а при автоматической индикации приводит к ошибкам в работе механизмов.

а- с нерегулированным выпрямителем;

б- с регулированным выпрямителем;

в- со стабилизатором.

Рисунок 2.2 - Структурные схемы ИВЭП с трансформаторным входом

Излишнее значение переменной составляющей напряжения, питаю­щего электронно-лучевой трубки, вызывает на экране размывание точки, модуляцию яркости, появление сетки и другие нежелательные явления. Для уменьшения степени содержания переменных составляющих в выпрямленном напряжении до заданной величины применяют сглаживающие фильтры. АЧС выпрямленного напряжения на выходе сглаживающего фильтра показана на рисунке 2.3, г.

а- АЧС на входе трансформатора;

б - АЧС на выходе трансформатора;

в - АЧС на выходе выпрямителя;

г - АЧС на выходе сглаживающего фильтра.

Рисунок 2.3- Амплитудно - частотный спектр ИВЭП

Нормальная работа РЭА, как правило, возможна только при поддержании напряжения (или тока) питания в заданных пределах — стабилизации. Например, импульсные элементы диодно - транзисторной (ДТЛ) и транзисторно- транзисторной логики (ТТЛ) не допускают изменения питающего напряжения свыше 5... 10% с учё­том его пульсации. Чем чувствительнее прибор, чем большую ста­бильность частоты или амплитуды надо получить от генератора, чем точнее измерительное устройство, тем стабильно должны быть пи­тающие его напряжения. Так, для электронного микроскопа неста­бильность питающих напряжений не должна превышать 0.005%,а усилители постоянного тока и некоторые измерительные приборы высокого класса точности допускают нестабильность напряжений не более 0,0001%.

Стабилизатор напряжения можно устанавливать не только на выходе сглаживающего фильтра, но и на его входе. Если к стабиль­ности выходного напряжения не предъявляется особых требований, то стабилизатор может быть или совсем исключен или его функции переданы другим узлам.

Структурные схемы со стабилизаторами непрерывного действия имеют достоинства, это схемотехническая простата, высокая надёж­ность и низкая стоимость, но имеет много недостатков, это большая масса и размеры силового трансформатора, больших размеров ради­аторы охлаждения, больших размеров электролитические конденсаторы и влияние рассеиваемых магнитных полей.

Дата добавления: 2014-01-07