Навигация
· Главная
· Архив новостей
· Лаборатория
· Личные сообщения
· Личный кабинет
· О нас
· Пользователи
· Справочник
· Статьи
· Форум
· Школа
· Энциклопедия

Импульсные источники питания, урок № 1 (уроки Старого Ржавого Электронщика)
Введение в переключательную технику



Под такими страшными словами мы начнём вовсе нестрашное изучение импульсных источников питания.


Наверное, нет сейчас человека, который никогда не слышал бы об импульсных источниках питания. Точно так же, как нет человека, который бы знал про импульсники абсолютно всё. Эту разницу, этот позорный для всего электронного человечества пробел в науке и технике мы с вами будем сейчас исправлять. Вниманию читателей представлена серия статей про импульсники, принципы работы и практические схемы.

Циклом этих статей послужило огромное желание наших мявчащих страждущих ирбисят, которые в один голос ревут «хасю импульсник, хасю!!!» В эти самые статьи я буду выливать всё, что накопилось в моей усатой морде за всю мою практику и возню с импульсными блоками питания. Да не будь я Ржавым! Поехали. Мяу!




Первое и самое главное, что нужно сказать. Слово «импульсный» означает только принцип работы самого блока питания. Все напряжения, которые мы на него подаем, обычные. Все напряжения, которые мы у него забираем – тоже обычные. И никакие не импульсные и не скачкообразные! Обычные напряжения. Всё то, что происходит внутри блока питания, относится только к блоку питания. К импульсному блоку питания можно подключать те же усилители, магнитофоны и плееры, светить лампочки и греть электроплитки. Ну просто назвали его так… судьба такая, что ж! Пугаться слова «импульсный» вовсе не надо – оно вовсе не страшное! :)


Итак, номер раз!
Нарисуем схему обычного, трансформаторного источника питания. Назовем его линейным источником питания.

 

Рисунок 1 Линейный ИП


Что у нас есть? Первое и самое устрашающее – это огромный трансформатор Каслинского завода чугунного литья :) - Мяу! Не обижайте каслинчан! Шутка. Мирный народец :) Так, трансформатор. Ладно, если мощность небольшая… а если 100 Вт? 200? 500???

 

Рисунок 2 Киловаттный трансформатор

Тут уже одной лапой точно не удержать… Ну в поход его точно не возьмешь, разве что на веревке за собой тащить. Вот вам первый минус – очень тяжелый. Далее – транзистор. Если нам нужны супер-пупер параметры, типа стабильное напряжение на выходе, чтобы и при пониженной сети работал, и при повышенной – значит обязательно транзистор будет стоять на радиаторе, на котором в самых жутких условиях можно будет жарить яичницу для себя и размораживать рыбу для усатых питомцев (Мррр!.. я что-то слышал?) Значит, второй минус линейных ИП – невысокий КПД и сильный нагрев. Вот за эти два главных минуса линейные блоки питания часто заменяют на импульсные.

Итак, номер два! У нас на очереди – импульсный ИП


Рисунок 3 Импульсный ИП

С первого взгляда схема кажется сложнее. Да, деталей больше :) Разве что уменьшаются они все на маленькой платке 5х10см и весят не больше 100 г. Да что там говорить! Смотрите фотографии! Эти же два блока питания на 60Вт. Слева – линейный, справа – импульсный.


Рисунок 4 Линейный и импульсный источники питания мощностью 60 Вт

«Так-так-так… остановите музыку!!! А где та чугунная железяка?» – спросите вы. Куда делся транзистор на радиаторе? Эээ, брат, тут вона как всё закручено…
Объясняю. Большую чугунную железяку мы заменили на маленький трансформаторик. Транзистор на огромном радиаторе не нужен вообще – напряжение на выходе стабилизировано другим способом, для которого нужен маленький транзистор на маленьком радиаторе. Да плюс ко всему у маленького импульсника есть защита от короткого замыкания, которой нет у «большого брата» :) Ну что, кого возьмем в поход? Конечно, малого, да удалого!
Теперь подамся в терминологию.

Импульсный источник питания (ИИП) - Общее название источников питания, в основе которых лежит импульсный (переключательный) принцип преобразования электрической энергии. Классификация ИИП распадается два подтипа:
- преобразователь - Источник питания с развязкой первичной и вторичной частей. Может быть повышающим, понижающим… хоть каким. На входе может быть любое напряжение, на выходе – тоже. Но обязательно первичная и вторичная части не имеют общего провода меж собой. То есть гальваническая развязка. Преобразователь может быть стабилизированным или нестабилизированным. Но, повторюсь, развязка обязательна!!!
Пример преобразователя – на рисунке:


Рисунок 5 Общая схема преобразователя

Принцип действия прост – ключевой транзистор по сигналам с блока управления накачивает в трансформатор энергию, трансформатор преобразует ее, то есть понижает, повышает или просто передает ее один-в-один, вторичный диод эту преобразованную энергию выпрямляет, конденсатор – сглаживает, чтобы напряжение было ровное и без пульсаций. Примеры преобразователей – сетевые источники питания. Все. По безопасности нужно, чтобы напряжение сети ни в коем случае не передавалось на выход блока питания, иначе у кого-то поджарится хвост, шерсть встанет дыбом, а усы завяжутся в узел.
- стабилизатор - Вот тут сейчас начнется путаница :) Это такой источник питания, у которого между первичной и вторичной частями есть общий провод. То есть у него есть вход (плюс и земля) и выход (плюс и земля). А земля у входа и выхода – одна и та же. Стабилизаторы делятся на три типа, о которых расскажу в статьях: понижающий, повышающий и инвертирующий. Стабилизаторы бывают регулируемые, нерегулируемые. Да, к типу стабилизаторов относятся ИИП, у которых стабилизации как таковой нет, но земляной провод все равно общий. Их схемы будем глядеть тоже :)
Примеры стабилизаторов – смотрим:


Рисунок 6 Общая схема стабилизатора

Работает эта штука немного по-другому: ключевой транзистор всё так же накачивает в трансформатор энергию, как это делать – ему советует блок управления, а вот дальше – совсем не так. Дроссель накапливает в себе энергию, пока транзистор открыт. Когда транзистор закрывается, ток через дроссель хочет протекать дальше, в этом ему помогает диод D1, который называется возвратным. Когда же ток уменьшается, транзистор открывается снова и процесс продолжается. Конденсатор С2 всё так же сглаживает пульсации. Немного непонятно, но графики и режимы работы рассмотрим попозже. Пока – чисто ознакомительная теория.
Как видно, общий провод на входе и на выходе – один и тот же общий провод. Никакой развязки нет. Примеры – многочисленные стабилизаторы «24В/12В», «12В/5В» и так далее. Везде, где нужно просто понизить напряжение с минимумом тепловых потерь и как можно меньшими размерами.
Дальше рассмотрим преимущества и недостатки всех типов блоков питания, а пока – выучить от сих до сих! Через неделю экзамен!




Вопросы по данной статье задаём в разделе нашего Форума «Статьи».








Автор: Старый Ржавый Электронщик

Опубликовано на: 2008-03-05 (47301 Прочтено)

[ Вернуться назад ]




Web-ring: электроника, электронные компоненты и приборы
rand prev next

ChipFind: поисковая система по поставщикам радиокомпонентов Rambler\'s Top100 Рейтинг@Mail.ru


Сайт оптимизирован для отображения в браузере Mozilla Firefox версии 2 и выше с разрешением 1024*768 точек и выше.

При неполадках с отображением кнопок, обновите проигрыватель Macromedia Flash.

PHP-Nuke Copyright © 2005 by Francisco Burzi. This is free software, and you may redistribute it under the GPL. PHP-Nuke comes with absolutely no warranty, for details, see the license.

Открытие страницы: 0.08 секунды
The Russian localization - project Rus-PhpNuke.com