Принципиальная схема этого типа приборов

Ссылка на страницу сайта Магазина Gtest® с номенклатурой источников питания постоянного тока, а также рекомендуемые приборы и статьи для дальнейшего самообразования - в конце данного раздела.

Импульсный источник питания

Линейные регуляторы напряжения на интегральных схемах на протяжении многих лет были основой конструкций источников питания, поскольку они очень хорошо обеспечивают постоянное фиксированное выходное напряжение.

Для специальных источников питания линейные стабилизаторы напряжения обычно намного эффективнее и проще в использовании, чем эквивалентные схемы стабилизаторов, состоящие из дискретных компонентов, таких как стабилитроны, резисторы, транзисторы или операционные усилители.

Наиболее популярными типами линейных регуляторов являются серии 78xx с положительным выходным напряжением и серии 79xx с отрицательным выходным напряжением. Эти стабилизаторы обеспечивают точное и стабильное выходное напряжение в диапазоне примерно от 5 до 24 В для различных электронных схем.

Существует широкий ассортимент трёхвыводных стабилизаторов напряжения с фиксированным напряжением, каждый из которых имеет встроенные схемы регулирования напряжения и ограничения тока.

Доступны также линейные регуляторы переменного напряжения, обеспечивающие плавное изменение выходного напряжения от значений чуть выше нуля до нескольких вольт ниже максимального выходного уровня.

Большинство источников питания постоянного тока состоят из понижающего сетевого трансформатора, выпрямителя и фильтра для удаления пульсаций и получения стабильного выходного напряжения постоянного тока.

Для обеспечения правильного регулирования выходного напряжения используются схемы стабилизации линейного или импульсного типа.

Типичный источник питания постоянного тока

Типовые конструкции блоков питания содержат сетевой трансформатор и схему последовательного стабилизатора. Преимущество линейного стабилизатора заключается в том, что для формирования выходного напряжения требуется минимальное количество внешних компонентов.

Линейные регуляторы создают стабилизированный выход постоянного тока, используя транзистор, работающий в линейной области своих вольт-амперных характеристик.

Схема последовательного транзисторного регулятора

В данной схеме транзистор выполняет функцию эмиттерного повторителя и обеспечивает стабилизированное выходное напряжение. Благодаря усилению по току выходной ток нагрузки значительно превышает ток базы.

Недостатком линейных стабилизаторов является выделение значительного количества тепла, что снижает общий КПД системы.

При необходимости получения высокой мощности и эффективности применяются импульсные источники питания.

Импульсные источники питания (SMPS) сегодня широко используются в ПК, телевизорах, усилителях мощности, приводах двигателей постоянного тока и другой электронной технике.

Принцип работы импульсного источника питания

Импульсный источник питания (SMPS) использует полупроводниковые ключи для преобразования электрической энергии вместо традиционных линейных методов стабилизации.

Основным преимуществом такого решения является высокий КПД, поскольку транзистор работает только в двух режимах - полностью открыт или полностью закрыт.

Импульсные источники питания используют три основные топологии:

• Понижающий преобразователь (Buck).
• Повышающий преобразователь (Boost).
• Понижающе-повышающий преобразователь (Buck-Boost).

Понижающий преобразователь (Buck)

Понижающий преобразователь предназначен для эффективного снижения входного напряжения постоянного тока без изменения полярности.

Понижающий импульсный регулятор

Комбинация дросселя и конденсатора образует LC-фильтр, который эффективно сглаживает пульсации выходного напряжения.

Рабочий цикл понижающего преобразователя

Чем больше рабочий цикл, тем выше среднее выходное напряжение. При этом выходное напряжение всегда меньше входного.

Повышающий преобразователь (Boost)

Повышающий преобразователь предназначен для увеличения входного напряжения постоянного тока без изменения его полярности.

Повышающий импульсный регулятор

При выключении транзистора энергия, накопленная в дросселе, добавляется к входному напряжению, что позволяет получить более высокое выходное напряжение.

Понижающе-повышающий преобразователь (Buck-Boost)

Преобразователь Buck-Boost объединяет свойства понижающего и повышающего преобразователей, позволяя получать выходное напряжение как выше, так и ниже входного.

Понижающе-повышающий импульсный регулятор

Выходное напряжение может быть как больше, так и меньше входного в зависимости от рабочего цикла, однако имеет противоположную полярность.

Выводы по импульсным источникам питания

Современные импульсные источники питания обеспечивают высокий КПД, компактные размеры и низкое тепловыделение благодаря использованию высокочастотного переключения силовых транзисторов.

Основными топологиями SMPS являются Buck, Boost и Buck-Boost. Каждая из них имеет свои особенности и применяется в зависимости от требований к выходному напряжению.

Регулирование выходного напряжения осуществляется изменением рабочего цикла переключающего транзистора, что позволяет получать стабильное питание для широкого спектра электронных устройств.

Использование высокочастотных преобразователей позволяет значительно уменьшить размеры и массу блоков питания по сравнению с традиционными линейными решениями.

Купить источник питания постоянного тока в Украине