Импульсные источники питания

Импульсные ИВП получили распространение в последнее время ввиду высокого КПД и высокой удельной мощности, что было достигнуто за счет ключевого режима работы, когда большую часть времени активные компоненты (транзисторы) находятся в режиме насыщения или отсечки, обеспечивая малые потери. Кроме того, отсутствие силового НЧ трансформатора (он заменяется ВЧ трансформатором или дросселем) резко снижает массогабаритные характеристики ИВП. К недостаткам импульсных ИВП относятся сложность схемы, наличие помех, увеличение пульсаций U_вых, невысокое быстродействие, что показывает сравнительный анализ характеристик импульсных и линейных ИВП (табл. 7.1).

Таблица 7.1.

Обобщенная структурная схема импульсного ИВП приведена на рис. 7.10, где высокочастотный (ВЧ) инвертор и схема управления (СУ) образуют импульсный преобразователь (обычно индуктивный). Работает ключевой ИВП следующим образом: напряжение сети (50 или 60 Гц) выпрямляется и заряжает конденсатор большой емкости (~100 мкФ при Р_потр ~100 Вт), обеспечивающий низкие пульсации выпрямленного напряжения, которое затем поступает в импульсный преобразователь, формирующий ВЧ импульсы прямоугольной формы (частотой 20…200 кГц). Эти импульсы поступают на ВЧ выпрямитель с емкостным фильтром, к элементам которого предъявляют очень жесткие требования: емкости не должны содержать паразитных L, время восстановления обратного сопротивления диодов должно лежать в пределах 10…100 нс. В большинстве импульсных ИВП ВЧ инвертор имеет рабочую частоту f_p = const, а регулировка U_вых обеспечивается с помощью широтно–импульсной модуляции (ШИМ) управляющих сигналов.

Типичные схемы понижающего, повышающего и инвертирующего импульсных стабилизаторов напряжения приведены на рис. 7.11 а,б,в соответственно, где L –накопительный дроссель, а схема управления отпирает или запирает БТ в зависимости от величины U_вых.

Контрольные вопросы

7.4.1. Что относится к источникам питания электронных устройств?

7.4.2. Каковы основные характеристики ИВП?

7.4.3. Как устроены и функционируют выпрямители?

7.4.4. Приведите классификацию и основные параметры стабилизаторов напряжения (тока).

7.4.5. В чем состоит основной принцип построения параметрических стабилизаторов напряжения?

7.4.6. На чем основано устройство компенсационных стабилизаторов напряжения?

7.4.7. Приведите схему стабилизатора тока с заземленной нагрузкой и условия ее функционирования.

7.4.8. Как устроен и работает стабилизатор тока незаземленной нагрузки?

7.4.9. В чем состоят преимущества и каковы основные недостатки импульсных источников питания?

7.4.10. Приведите типовую структурную схему импульсного источника питания и поясните устройство ее основных блоков.

ПРИЛОЖЕНИЯ