Стабилизированный источник питания

Различают первичные и вторичные источники питания.

Назначение вторичных источников питания (ВИП) - преобразование сетевого напряжения в постоянные напряжения заданных номиналов, необходимые для обеспечения работоспособности электронных схем. Можно выделить две основные структурные схемы ВИП: классическую (сетевой трансформатор -выпрямитель-фильтр-стабилизатор постоянного напряжения) и импульсную (выпрямитель сетевого напряжения - высокочастотный преобразователь в импульсные напряжения необходимых номиналов - выпрямитель импульсного напряжения - сглаживающий фильтр - стабилизатор постоянного напряжения). Структурная схема классического ВИП представлена на рисунке 1.1:

Рисунок 1.1 - Структура классического ВИП

Трансформатор

Трансформатором называют электромагнитный аппарат, посредством которого переменный ток одного напряжения преобразуется в переменный ток другого напряжения той же частоты. В трансформаторе используется явление взаимоиндукции. Конструктивные параметры трансформаторов при расчете выбирают из условия обеспечения допустимого падения напряжения на обмотках и их перегрева.

Выпрямитель

Для выпрямления однофазного переменного напряжения широко применяют три типа выпрямителей: однополупериодный, двухполупериодный со средней точкой и двухполупериодный мостовой (схема Греца).

Однополупериодный выпрямитель (рисунок 1.2). Когда на диод со вторичной обмотки трансформатора поступает напряжение положительной полярности ("+" приложен к аноду диода), диод открывается, и через нагрузку протекает ток, определяемый напряжением на обмотке и сопротивлением нагрузки. Падение напряжения на кремниевом диоде (около 1 В) обычно мало по сравнению с питающим. Напряжение на выходе выпрямителя имеет вид однополярных импульсов, форма которых практически повторяет форму положительной полуволны переменного напряжения (рисунок 1.3).

Рисунок 1.2 - Однополупериодный выпрямитель

Рисунок 1.3 - Временные диаграммы

Среднее значение выпрямленного напряжения равно:

откуда действующее напряжение вторичной обмотки:

Среднее значение выпрямленного тока:

Действующее значение тока нагрузки:

Мощность, на которую должна быть рассчитана вторичная обмотка трансформатора:

Габаритная мощность трансформатора (без учета КПД.) равна полусумме мощностей, выделяемых первичной и вторичными обмотками:

Как видно из формулы (6), габаритная мощность трансформатора должна быть в 3,1 раза больше полезной мощности, отдаваемой в нагрузку, т.е. трансформатор используется всего на 30%.

Коэффициент пульсаций р (отношение амплитуды первой гармоники к выпрямленному напряжению):

Недостатки однополупериодного выпрямителя:

большой коэффициент пульсаций;

малые значения выпрямленного тока и напряжения;

низкий КПД, т.к. ток нагрузки имеет постоянную составляющую, которая вызывает подмагничивание сердечника трансформатора и уменьшение его магнитной проницаемости.

Двухполупериодные выпрямители (рисунки 1.4 и 1.5) при работе на активно-емкостную нагрузку, вследствие удвоенной частоты пульсаций, позволяют уменьшить габариты сглаживающего фильтра. В отличие от выпрямителя со средней точкой, где обмотки трансформатора используются примерно на 35 .40%, в мостовом выпрямителе обмотка работает оба полупериода, поэтому коэффициент ее использования достигает 80%. Кроме того, в нем можно использовать диоды с вдвое меньшим допустимым напряжением.

Рисунок 1.4 - Схема резистивно-емкостной нагрузки однополупериодного выпрямителя

Перейти на страницу: 1 2 3

Еще статьи по теме

Преобразование релейно-контактной схемы управления асинхронным двигателем с фазным ротором в схему на бесконтактных логических элементах
В современных электроприводах металлургического производства уделяется большое внимание надежности и бесперебойной работе электрооборудования. Это в особенности относится к таким агрегатам, как доменная и сталеплавильная печи, ...

Проектирование сети беспроводной связи WiMAX стандарта IEEE 802.16e для сельского населенного пункта
Темой дипломного проекта является проектирование сети беспроводной связи WiMAX стандарта IEEE 802.16e для сельского населенного пункта. Системы беспроводной передачи информации существует столько же, сколько и сама ч ...

Главное меню

© 2020 / www.techsolid.ru