Вторичные источники питания
Рис. 13.4. Кварцевый генератор с ОУ с последовательным резонансом
На частоте последовательного резонанса в схеме имеет место сильная положительная обратная связь, что и поддерживает автоколебания.
Вторичные источники питания предназначены для получения напряжения, необходимого для непосредственного питания электронных и других устройств.
На рис. 14.1 приведена структурная схема источника питания без преобразователя частоты.
Рис. 14.1. Типовая схема вторичного источника питания
Трансформатор предназначен для гальванической развязки питающей сети и нагрузки и изменения уровня переменного напряжения.
Выпрямитель преобразует переменное напряжение в напряжение одной полярности (пульсирующее).
Сглаживающий фильтр уменьшает пульсации напряжений на выходе выпрямителя.
Стабилизатор уменьшает изменения на нагрузке (стабилизирует напряжение), вызванные изменением напряжения сети и изменением тока, потребляемого нагрузкой. Напряжение в сети обычно может изменяться в диапазоне +15…-20 %.
Для уменьшения веса и габаритов трансформатора и сглаживающего фильтра, работающих на частоте 50 Гц, используют источник питания с преобразователем частоты (рис. 14.2).
Рис. 14.2. Структурная схема вторичного источника питания
с преобразователем частоты
В источниках электропитания такого типа напряжение от сети подается непосредственно на выпрямитель 1 и через сглаживающий фильтр 1 постоянное напряжение подается на инвертор, который вновь преобразует постоянное напряжение в переменное повышенной частоты (десятки килогерц). Трансформатор, работающий на повышенной частоте, имеет меньшие вес и габариты. Вес и габариты сглаживающего фильтра 2 также незначительны.
В такой схеме инвертор выполняет роль стабилизатора напряжения.
Рассматриваемые источники питания широко используются в современных устройствах электроники, в частности в компьютерах. Они обладают значительно лучшими технико-экономическими показателями в сравнении с источниками без преобразования частоты.
Рассмотрим основные элементы структурной схемы вторичного источника питания с преобразователем частоты.
Однофазный однополупериодный выпрямитель является простейшим и имеет схему, приведенную на рис. 14.3,а. В таком выпрямителе ток через нагрузку протекает лишь в течение полупериода сетевого напряжения (рис. 14.3,б).
Основные параметры однополупериодного выпрямителя:
· среднее значение выходного напряжения
, где ;
· среднее значение тока на нагрузке выпрямителя
;
· коэффициент пульсаций выходного напряжения
.