Вторичные источники питания предназначены для получения напряжения, необходимого для непосредственного питания электронных и других устройств.
На рис. 14.1 приведена структурная схема источника питания без преобразователя частоты.
Рис. 14.1. Типовая схема вторичного источника питания
Трансформатор предназначен для гальванической развязки питающей сети и нагрузки и изменения уровня переменного напряжения.
Выпрямитель преобразует переменное напряжение в напряжение одной полярности (пульсирующее).
Сглаживающий фильтр уменьшает пульсации напряжений на выходе выпрямителя.
Стабилизатор уменьшает изменения на нагрузке (стабилизирует напряжение), вызванные изменением напряжения сети и изменением тока, потребляемого нагрузкой. Напряжение в сети обычно может изменяться в диапазоне +15…-20 %.
Для уменьшения веса и габаритов трансформатора и сглаживающего фильтра, работающих на частоте 50 Гц, используют источник питания с преобразователем частоты (рис. 14.2).
Рис. 14.2. Структурная схема вторичного источника питания
с преобразователем частоты
В источниках электропитания такого типа напряжение от сети подается непосредственно на выпрямитель 1 и через сглаживающий фильтр 1 постоянное напряжение подается на инвертор, который вновь преобразует постоянное напряжение в переменное повышенной частоты (десятки килогерц). Трансформатор, работающий на повышенной частоте, имеет меньшие вес и габариты. Вес и габариты сглаживающего фильтра 2 также незначительны.
В такой схеме инвертор выполняет роль стабилизатора напряжения.
Рассматриваемые источники питания широко используются в современных устройствах электроники, в частности в компьютерах. Они обладают значительно лучшими технико-экономическими показателями в сравнении с источниками без преобразования частоты.
Рассмотрим основные элементы структурной схемы вторичного источника питания с преобразователем частоты.
Сглаживающие фильтры. Выпрямленное напряжение имеет существенные пульсации, поэтому широко используют сглаживающие фильтры – устройства, уменьшающие эти пульсации (рис. 14.6). Важнейшим параметром сглаживающего фильтра является коэффициент сглаживания S.
По определению S =ε1/ε2, причем ε1 и ε2 определяют как коэффициенты пульсаций на входе и выходе фильтра соответственно.
Простейшим фильтром является емкостной фильтр (С-фильтр).
Такой фильтр широко используется в маломощных выпрямителях; в мощных выпрямителях он используется редко, так как режим работы диода и соответствующих электрических цепей (к примеру, обмоток трансформатора) достаточно тяжел.
На практике используют также следующие фильтров (рис. 14.7): индуктивно-емкостной или Г-образный LC-фильтр (а), Г-образный RC-фильтр (б), П-образный LC-фильтр (в), П-образный RC-фильтр (г).
Рис. 14.7. Схемы фильтров, применяемых в выпрямителях
Инверторы – это устройства, преобразующие постоянный ток в переменный (рис. 14.8), где имеет место соотношение uc 1=uc 2=1/2u вх. В схеме часто используются электролитические конденсаторы большой емкости.
Рис. 14.8. Инвертор на биполярных транзисторах
Транзисторы работают в ключевом режиме: включаются и выключаются поочередно. На выходе схемы возникает переменное напряжение.
Дата: 2019-07-24, просмотров: 217.
