Трансформаторний імпульсний стабілізатор

Трансформаторний імпульсний стабілізатор включає (див. Блок-схему імпульсного стабілізатора напруги):

· Випрямляч змінного струму побутової частоти (50 або 60 Гц) з накопичувальним конденсатор значної ємності.

· Інвертор - перетворює постійний струм в змінний високої частоти (звичайно в діапазоні 10-100 кГц).

· Схему управління інвертором, яка забезпечує стабілізацію вихідної напруги (в окремих випадках також захист, спеціальні режими пуску тощо).

· Високочастотний вихідний трансформатор для гальваничної розв'язки та пониження напруги з інвертора до необхідного рівня або рівнів.

· Вихідний випрямляч з фільтром (може бути кілька).

Змінна напруга електричної мережі (в залежності від регіону світу між 100-240В і 50-60Гц) випрямляється на вхідному діодному мосту і згладжується конденсатором великої ємності, після чого подається на високочастотний інвертор. Регулювання вихідної напруги відбувається шляхом широтно-імпульсної мудуляції в схемі управління - порівнянням вихідної напруги з пилкоподібними імпульсами. При цьому час, поки ключ виявляється закритим, виявляється пропорційним вихідній напрузі, і таким чином зміна енергії в вихідному високочастотному трансформаторі забезпечує стабілізацію вихідної напруги стабілізатора.

Переваги та недоліки імпульсного стабілізатора напруги[ред.]

В порівнянні з стабілізатором напруги на силовому трансформаторі імпульсний стабілізатор має наступні переваги:

· Вхідний конденсатор працює при напрузі, яка становить , де - напруга в мережі (для мережі 220 В напруга на конденсаторі становить біля 310 В). Зважуючи на те, що енергія конденсатора пропорційна квадрату напруги , конденсатор здатен запасати значну енергію при відносно невеликій ємності.

· Розсіювана на ключовому елементі інвертора потужність складає . Зважаючи на те, що цей елемент більшу частину часу знаходиться або в режимі малого току (коли він закритий), або в режимі малої напруги (коли відкритий), розсіювана на ключі потужність є незначною.

· Вихідний трансформатор та вихідні фільтри працюють на високій частоті, тому їх розміри можуть бути незначними.

Як наслідок, імпульсні стабілізатори напруги мають високий ККД при невеликих розмірах, вазі і вартості.

Недоліком таких стабілізаторів є значне високочастотне випромінювання і, як наслідок, необхідність екранування в чутливій апаратурі. Крім того, на виході стабілізатора можуть бути присутні пульсації, які виникають через високочастотні наведення ЕРС від трансформатора та з'єднуючих провідників.

Релейні стабілізатори напруги, їх часові діаграми роботи.

Структурна схема і принцип побудови класичних блоків живлення.

Блоки живлення.

Особлива роль в розвитку радіоелектроніки належить джерелам живлення – пристроям, які забезпечують електронні пристрої електричною енергією для їх живлення. Їм належить особлива роль, так я к жоден електронний пристрій не може нормально функціонувати без блоку живлення.

В зв’язку з надзвичайно широкою областю використання блоків живлення існує надзвичайно велика різноманітність їх типів. По принципу роботи блоки живлення можуть бути гальванічними, електричними, термоелектричними, механічними, п’єзоелектричними, комбінованими.

Особливу роль в цій гамі блоків живлення відіграють блоки живлення з перетворенням напруги. Це дає можливість споживачу значно зменшити габаритні розміри блоку живлення, знизити рівень пульсації вихідної напруги із-за підвищення частоти, яка поступає на вхід випрямляча.

Електричні джерела живлення діляться на однопівперіодні, двохпівперіодні, з помноженням вхідної напруги, однофазні, 3-х фазні, з стабілізацією вихідної напруги, з стабілізацією вихідного струму і т.д.

Принцип роботи блоків живлення з перетворенням напруги полягає в тому, що вхідна напруга перетворюється в змінну напругу з частотою 30-60 кГц. Подальше її перетворення здійснюється по класичних методах. Але так як частота напруги висока, то індуктивність перетворюючого трансформатора, а отже і його розміри можуть бути значно меншими, ніж в звичайних випрямлячах. Крім того ємність згладжуючих конденсаторів фільтра блоку живлення також може бути значно меншою, так як частота пульсацій набагато вища.

Отже в порівнянні з звичайними джерелами живлення, блоки живлення з перетворенням напруги мають суттєву перевагу – малі габаритні розміри і меншу величину пульсацій, хоча електрична принципова схема блоку живлення з перетворювачем напруги дещо складніша.

Враховуючи те, що коефіцієнти корисної дії любих перетворювачів напруги не перевищує 60%, то підрахуємо потужність, яку буде споживати блок живлення від мережі.

Підрахуємо струм, який буде споживати блок живлення від мережі.