Общие указания и критерии выбора источников питания

16-06-2020, 16:06 Новости
  • для обеспечения одного или нескольких напряжений постоянного тока, обычно низкого (от нескольких до нескольких десятков В), необходимых для питания цифровых или аналоговых систем управления, контроля или измерений и приводов (двигатели, приводы, реле и т.д.).
  • стабилизация этих напряжений с точностью, требуемой для отдельных поставляемых цепей.
  • обеспечение изоляции между цепями низкого выходного напряжения и электрической сетью, которая чаще всего является первичным источником энергии - эта изоляция необходима из соображений безопасности (выполнение требований одной из Директив, действующих в Европейском Союзе) и защиты от поражения электрическим током

Обычно используемые источники питания можно разделить на две основные группы - это импульсные и непрерывные (также называемые линейными или обычными) источники питания.

В непрерывном Источники питания напряжение сети преобразуется до требуемого низкого (безопасного) уровня, а затем выпрямляется и фильтруется (конденсатор). Полученное таким образом постоянное напряжение, в свою очередь, подается на линейный стабилизатор.

Основными преимуществами такой структуры являются

  • простота конструкции
  • немногие элементы
  • низкий уровень шума и пульсаций выходного напряжения

Однако существенные недостатки заключаются в следующем:

  • крупногабаритный трансформатор, работающий на низкой частоте 50 Гц
  • большие размеры конденсаторной фильтрации низкочастотных пульсаций напряжения и низкое среднее значение
  • большие потери мощности в линейном стабилизаторе (вызывающие значительное повышение температуры внутри источника питания)
  • из-за использования сетевого входного трансформатора подача питания от постоянного напряжения (например, 220 В постоянного тока) невозможна.
  • малый диапазон допустимого входного напряжения питания
  • общая низкая энергоэффективность источника питания (обычно < 40% - 50%)


В типичном импульсном источнике питания входное (сетевое) напряжение выпрямляется во входном выпрямителе, фильтруется на конденсаторе и, как высокое напряжение постоянного тока, подается на импульсный инвертор, работающий на частоте от нескольких десятков до нескольких сотен кГц. Преобразователь преобразует высокое напряжение постоянного тока в последовательность прямоугольных импульсов (во многих современных конструкциях эти импульсы квази-прямоугольной или синусоидальной формы), которые затем преобразуются в требуемый низкий уровень в импульсном трансформаторе. Выходные импульсы от трансформатора затем выпрямляются в выходном выпрямителе, а низкочастотный выходной фильтр отсекает более высокие гармонические составляющие выпрямленного пути, оставляя на выходе практически только среднее значение (практически DC).

Важно, чтобы величина этого постоянного напряжения зависела от так называемого коэффициента заполнения выходных импульсов от преобразователя - т. е. от соотношения между длительностью импульса и интервалом между отдельными импульсами. Этот коэффициент заполнения может бесступенчато изменяться в системе импульсного инвертора. Таким образом, обеспечивая правильное управление работой инвертора, можно изменять (и тем самым стабилизировать) постоянное напряжение, получаемое на выходе источника питания коммутационного режима.

Основные преимущества источников питания в коммутационном режиме заключаются в следующем:

  • очень малые габариты импульсного трансформатора (преобразование высокочастотных форм волн)
  • небольшие размеры входного фильтрующего конденсатора (работающего при высоком напряжении)
  • небольшие размеры элементов в выходном фильтре (высокая частота работы)
  • нет выходного стабилизатора (нет потери мощности и нет повышения температуры)
  • возможность источника питания постоянного или переменного тока, и это в широком диапазоне
  • напряжения (например, от 90 В переменного тока до 260 В переменного тока или 110 В постоянного тока - 400 В постоянного тока)).
  • в целом очень высокая энергоэффективность (обычно > 80%)

Источник питания в коммутационном режиме также имеет ряд недостатков, к которым можно отнести следующие:
сложность конструкции

Повышенный уровень шума и пульсаций выходного напряжения
повышенный уровень электромагнитных помех, генерируемых питающей сетью и окружающей средой.
Блок-схемы обоих решений показаны на следующих рисунках. Над отдельными блоками показаны упрощенные формы колебаний напряжения, возникающие в отдельных точках системы электроснабжения.


Добавить

КОММЕНТАРИИ

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
Fatal error: Call to a member function close() on string in /home/o/omsaananda/nfurman.com/public_html/index.php on line 388