Вторичные источники электропитания

Задачи вторичных источников электропитания

Источники вторичного питания могут интегрироваться в общую схему, в следующих случаях:

имеется необходимость в регулировке и стабилизации напряжения в заданном диапазоне; имеется необходимость недопущения падения напряжения на подводящих проводах.

Основные задачи вторичного источника электропитания заключаются в:

• Преобразовании формы напряжения. Решение данной задачи подразумевает преобразование постоянного напряжение в переменное или наоборот, формирование импульсов напряжения и т.п. На промышленных объектах, как правило, существует необходимость в преобразовании переменного напряжения в постоянное.
• Обеспечении передачи мощности. Вторичный источник электропитания должен обеспечивать передачу установленной мощности с наименьшими ее потерями и соблюдением необходимых характеристик на выходе.
• Преобразовании величины напряжения. Источники электрического питания должны обладать способностью повышения и уменьшения напряжения, так как довольно часто необходимо несколько напряжений (разное значение) для функционирование разных сетей.
• Стабилизации. На выходе значения электрического тока, напряжения и других параметров должны находиться в определенном диапазоне, в зависимости от их назначения.
• Защите оборудования. Электрический ток и напряжение при неисправности могут превысить допустимые пределы, что станет причиной поломки электрооборудования. В некоторых случаях также необходима защита от прохождения тока по неправильному пути.
• Гальванической развязке электрической цепи.
• Регулировке. Необходимость в регулировке параметров сети может потребоваться в случае изменения условий ее эксплуатации для нормального функционирования.
• Управлении. Данная задача заключается во включении/отключении, регулировке какой либо цепи или самого источника. Осуществляться управление может дистанционно или при помощи специальной программы.
• Контроле. Решение этой задачи состоит в отображении параметров на входе и выходе источника питания, срабатывании защиты и т.п.

Импульсный и трансформаторный вторичный источник электропитания

Классическим примером вторичного источника электропитания является трансформаторный блок питания, изготовленный по линейной схеме. Как правило, данный блок состоит из понижающего трансформатора (иногда автотрансформатора), первичная обмотка которого рассчитана на напряжение сети. К его вторичной обмотке подключается выпрямитель, который преобразует переменное напряжение в постоянное. Такой выпрямитель состоит из диодного моста, образованного четырьмя диодами. Иногда применяются другие схемы, например, с выпрямителем с удвоением напряжения.

К достоинствам трансформаторного блока питания относятся отсутствие создаваемых радиопомех, относительная простота конструкции, невысокий коэффициент пульсации выходного напряжения и высокая степень надежности. К недостатка можно отнести большие габариты и вес, а также наличие компромисса между стабильностью напряжения и снижением коэффициента полезного действия.

Импульсный блок питания представляет собой инверторную систему В таких блоках входное переменное напряжение сначала выпрямляется. Полученное в результате выпрямления постоянное напряжение преобразовывается в импульсы прямоугольной формы с определенной скважностью и увеличенной частотой.

В импульсных блоках питания применяются малогабаритные трансформаторы, что объясняется уменьшением требований к габаритам сердечника, который необходим для эквивалентной передачи мощности, из-за роста частоты (а, следовательно, эффективности трансформатора). Этот сердечник изготавливается из ферромагнитных материалов.

Достоинствами импульсных блоков питания являются:

1. Небольшой вес.
2. Высокий коэффициент полезного действия, который может достигать 98 %.
3. Невысокая стоимость, причиной которой является массовое производство унифицированной элементной базы.
4. Высокая степень надежности по сравнению с надежностью линейных стабилизаторов.
5. Наличие встроенных цепей защиты.
6. Широкий диапазон частоты и питающего напряжения

К недостаткам импульсных блоков питания можно отнести работу без гальванической развязки, наличие высокочастотных помех, ограниченную минимальную мощность и т.п.