Импульсные источники питания
Как известно, с электростанции, в целях минимизации потерь,электричество передается под очень большим напряжением. Обычно это десятки-сотни киловольт. Такое напряжение попадает в трансформаторные пункты, где понижается до привычных нам 220 вольт. В нашей розетке среднее напряжение колеблется около 220-230 вольт с частотой 50 герц.
Однако для работы большинства бытовых электроприборов необходим постоянный ток с гораздо меньшим напряжением, порядка 3, 5 или же 12 вольт. Для этой цели служат вторичные источники питания, которые не генерируют энергию, а преобразуют полученную из сети. Такие источники питания делятся на два типа: линейные и импульсные.
Линейные источники питания просты по своей сути. Поступающее из сети переменное напряжение попадает на линейный трансформатор, где понижается до необходимого значения, а затем выпрямляется благодаря диодной сборке и конденсаторам высокой емкости. Как видно из рисунка, такой трансформатор имеет внушительные размеры, что делает итоговый прибор не только большим, но и тяжелым. Как же тогда делают такие удобные и компактные приборы, которые нас окружают?
Ответ прост – в современных электроприборах используются источники питания импульсного типа. Их строение уже гораздо сложнее, чем у линейных, однако это позволяет значительно уменьшить размеры прибора, увеличив вместе с тем его мощность. Принцип действия у импульсных блоков питания следующий (рис. 2):
1. Сначала напряжение поступает на фильтрующую сборку из конденсаторов и дросселей.
2. Далее идет схема выпрямителя – диодный мост.
3. После этого уже постоянное напряжение попадает на схему инвертора.
4. Инвертор, управляемый ШИМ-контроллером, представляет собой сборку транзисторов, которые, открываясь и закрываясь в нужный момент, формируют импульсное напряжение
5. Это напряжение попадает на импульсный трансформатор. Такой тип трансформаторов куда меньше по габаритам за счет особенностей работы: он работает в режиме переходных процессов, его сердечник всегда остается в состоянии намагничивания. Импульсные трансформаторы позволяют изменить уровень и полярность формируемого импульса напряжения или тока, согласовать сопротивление генератора импульсов с сопротивлением нагрузки, отделить потенциалы источника и приёмника импульсов, получить на нескольких раздельных нагрузках импульсы от одного генератора, создать обратную связь в контурах схемы импульсного устройства.
6.На выходе трансформатора ставится второй выпрямитель, обычно используют быстродействующие сборки диодов Шоттки.
В основе работы импульсных источников питания лежит ШИМ контроллер. Именно он задает длительность импульса, подаваемого на затвор транзистора. А от длительности импульсов зависит и величина выходного напряжения.
Подробнее о ШИМ:
В итоге можно сказать, что с появлением импульсных источников питания наша жизнь стала куда проще. Ведь теперь электроприборы могут быть компактными и удобными в использовании.
