Принципова схема цього приладів

Посилання на сторінку сайту Магазину Gtest® з номенклатурою джерел живлення постійного струму, а також рекомендовані прилади та статті для подальшої самоосвіти - наприкінці цього розділу.

Імпульсне джерело живлення

Лінійні регулятори напруги на інтегральних схемах протягом багатьох років були основою конструкцій джерел живлення, оскільки вони дуже добре забезпечують постійну фіксовану вихідну напругу.

Для спеціального імпульсного джерела живлення лінійні стабілізатори напруги, як правило, набагато ефективніші та простіші у використанні, ніж еквівалентні схеми стабілізатора напруги, що складаються з дискретних компонентів, таких як стабілітрон і резистор, або транзисторів та операційних підсилювачів.

Найбільш популярними типами лінійних регуляторів вихідної напруги сьогодні є серії 78xx з позитивною вихідною напругою та серії 79xx з негативною вихідною напругою. Ці два типи стабілізаторів забезпечують точну та стабільну вихідну напругу в діапазоні приблизно від 5 до 24 В для використання в багатьох електронних схемах.

Існує широкий асортимент цих триконтактних стабілізаторів напруги з фіксованою напругою, кожен із яких має власні вбудовані схеми регулювання напруги та обмеження струму.

Доступні також лінійні регулятори змінної напруги, що забезпечують вихідну напругу, яка плавно змінюється від трохи вище нуля до декількох вольт нижче максимальної вихідної напруги.

Більшість джерел живлення постійного струму складаються з великого понижувального трансформатора, діодного випрямляча та схеми фільтрації для усунення пульсацій і отримання стабільної вихідної напруги постійного струму.

Для забезпечення правильного регулювання вихідної напруги можуть використовуватися як лінійні, так і імпульсні стабілізатори.

Типове джерело живлення постійного струму

Типові конструкції блоків живлення містять мережевий трансформатор та схему стабілізації. Перевага лінійного стабілізатора полягає в тому, що для встановлення вихідної напруги потрібна мінімальна кількість зовнішніх компонентів.

Лінійні регулятори напруги створюють стабілізований вихід постійного струму шляхом керування транзистором у лінійному режимі роботи.

Схема послідовного транзисторного регулятора

У такій схемі транзистор працює як емітерний повторювач та забезпечує стабілізовану вихідну напругу. Завдяки підсиленню струму вихідний струм навантаження може значно перевищувати струм бази.

Недоліком лінійних стабілізаторів є значне розсіювання потужності у вигляді тепла, що знижує загальний ККД системи.

Коли потрібна більша вихідна потужність або вища ефективність, використовують імпульсні джерела живлення (SMPS).

Імпульсні джерела живлення сьогодні широко застосовуються у ПК, телевізорах, підсилювачах потужності, системах керування двигунами та багатьох інших електронних пристроях.

Принцип роботи імпульсного джерела живлення

Імпульсне джерело живлення (SMPS) використовує напівпровідникові ключі для перетворення електричної енергії замість традиційних лінійних методів стабілізації.

Основною перевагою такого підходу є високий ККД, оскільки транзистор працює лише у двох режимах - повністю відкритому або повністю закритому.

Імпульсні джерела живлення можуть працювати за трьома основними топологіями:

• Понижувальний перетворювач (Buck).
• Підвищувальний перетворювач (Boost).
• Понижувально-підвищувальний перетворювач (Buck-Boost).

Понижувальний імпульсний перетворювач (Buck)

Понижувальний перетворювач призначений для ефективного зниження вхідної напруги постійного струму до нижчого рівня без зміни полярності.

Знижувальний імпульсний регулятор

Комбінація індуктивності та конденсатора утворює LC-фільтр, який згладжує пульсації вихідної напруги.

Робочий цикл понижувального перетворювача

Чим більший робочий цикл, тим вища середня вихідна напруга. При цьому вихідна напруга завжди нижча за вхідну.

Підвищувальний імпульсний перетворювач (Boost)

Підвищувальний перетворювач призначений для збільшення вхідної напруги постійного струму без зміни її полярності.

Підвищувальний імпульсний регулятор

Під час вимкнення транзистора енергія, накопичена в дроселі, додається до вхідної напруги, що дозволяє отримати вищу вихідну напругу.

Понижувально-підвищувальний перетворювач (Buck-Boost)

Перетворювач Buck-Boost поєднує переваги двох попередніх топологій та може формувати вихідну напругу як вищу, так і нижчу за вхідну.

Понижувально-підвищувальний імпульсний регулятор

Вихідна напруга може бути більшою або меншою за вхідну залежно від робочого циклу, але при цьому має протилежну полярність.

Підсумок

Сучасні імпульсні джерела живлення забезпечують високий ККД, компактні розміри та низьке тепловиділення завдяки використанню високочастотного перемикання силових транзисторів.

Основними топологіями SMPS є Buck, Boost та Buck-Boost. Кожна з них має власні переваги та застосовується залежно від вимог до вихідної напруги.

Регулювання вихідної напруги здійснюється шляхом зміни робочого циклу транзисторного ключа, що дозволяє отримувати стабільне живлення для широкого спектра електронних пристроїв.

Купити джерело живлення постійного струму в Україні