Для чего требуется стабилизатор в линейном источнике питания?

Типичный линейный ИП содержит в своем составе: сетевой понижающий трансформатор, диодный мост с фильтром и стабилизатор, который преобразует нестабилизированное напряжение, получаемое со вторичной обмотки трансформатора через диодный мост и фильтр, в выходное стабилизированное напряжение, причем, это выходное напряжение всегда ниже нестабилизированного входного напряжения стабилизатора. Основным недостатком такой схемы является низкий КПД и необходимость резервирования мощности практически во всех элементах устройства (т.е. требуется установка компонентов допускающих большие нагрузки, чем предполагаемые для ИП в целом, например, для ИП мощностью 10 Вт требуется трансформатор мощностью не менее 15 Вт и т.п.). Причиной этого является принцип по которому функционируют стабилизаторы линейных ИП. Он заключается в рассеивании на регулирующем элементе некоторой мощности Ppac = Iнагр * (Uвх - Uвых).Из формулы следует, что чем больше разница между входным и выходным напряжением стабилизатора, тем большую мощность необходимо рассеивать на регулирующем элементе. С другой стороны, чем более нестабильно входное напряжение стабилизатора, и чем больше оно зависит от изменения тока нагрузки, тем более высоким оно должно быть по отношению к выходному напряжению. Таким образом видно, что стабилизаторы линейных ИП функционируют в достаточно узких рамках допустимых входных напряжений, причем эти рамки еще сужаются при предъявлении жестких требований к КПД устройства. Зато достигаемые в линейных ИП степень стабилизации и подавление импульсных помех намного превосходят другие схемы.Рассмотрим несколько подробнее применяемые в линейных ИП стабилизаторы.

 

Чем определяется КПД линейного источника питания?

Если нагрузка потребляет большую мощность увеличивается напряжение на транзисторе, он нагревается, КПД уменьшается. Кроме того линист питания требует системы охлаждения.

 

Преимущества имп по сравнению с линейным.

На реактивных элементах мощность не рассеивается, следовательно повышается КПД. Единственный рассеиватель мощности – диод, можно поставить диод Шоттки, увеличится КПД

Могут применятся при высоких нагрузках.

Возможность построения на основе малогабаритных сетевых ИП с гальванической развязкой от сети питания.

Особенности импульсного источника питания.

Импульсные блоки питания являются инверторной системой. В импульсных блоках питания переменное входное напряжение сначала выпрямляется. Полученное постоянное напряжение преобразуется в прямоугольные импульсы повышенной частоты и определенной скважности, либо подаваемые на трансформатор (в случае импульсных БП с гальванической развязкой от питающей сети) или напрямую на выходной ФНЧ (в импульсных БП без гальванической развязки).

Особенности (преимущества ):

- меньший вес

- высокий КПД (90-98)

- надежность

- широкий диапазоном питающего напряжения и частоты

- источник высокочастотных помех

- работа основной части схемы без гальванической развязки от сети

Какие типы гальванической развязки существуют. В чем их особенность?

Импульсные блоки питания являются инверторной системой. В импульсных блоках питания переменное входное напряжение сначала выпрямляется. Полученное постоянное напряжение преобразуется в прямоугольные импульсы повышенной частоты и определенной скважности, либо подаваемые на трансформатор (в случае импульсных БП с гальванической развязкой от питающей сети) или напрямую на выходной ФНЧ (в импульсных БП без гальванической развязки).

Особенности (преимущества ):

- меньший вес

- высокий КПД (90-98)

- надежность

- широкий диапазоном питающего напряжения и частоты

- источник высокочастотных помех

- работа основной части схемы без гальванической развязки от сети

 

Какие типы гальванической развязки существуют. Особенности.

В настоящее время наиболее широкое распространение получили схемы, использующие два варианта гальванической развязки:

· трансформаторной;

· оптоэлектронной.

Гальваническая развязка трансформаторного типа предполагает использование магнитоиндукционного элемента с сердечником или без него, напряжение Uвыхна вторичной обмотке которого пропорционально напряжению Uвхна входе устройства. При применении трансформаторной гальванической развязки необходимо учитывать следующие её недостатки:

· несущий сигнал может создавать помехи, влияющие на выходной сигнал развязки;

· полоса пропускания ограничена частотой модуляции развязки;

· сравнительно большие габаритные размеры компонентов, реализующих развязку.

В настоящее время в связи с развитием технологии полупроводниковых устройств расширяются возможности по использованию оптоэлектронных развязывающих устройств, оптических вентилей (оптронов). Принцип работы оптрона проиллюстрирован на рисунке. Светоизлучающий диод, p-n-переход которого смещён в прямом направлении, излучает свет, воспринимаемый фототранзистором. Таким образом, осуществляется гальваническая развязка цепей, связанных со светодиодом, с одной стороны, и с фототранзистором, с другой.