Источники вторичного электропитания

Источники вторичного электропитания (ИВЭП) предназначены для получения напряжения, необходимо для питания различных электронных устройств. Действующее значение напряжения сети переменного тока составляет 220 В. В то же время для работы электронных приборов необходимо постоянное напряжение, величина которого обычно не превышает нескольких вольт. Вторичные источники получают энергию от первичных источников: сети переменного тока, аккумуляторов и т. д.

Структурная схема ИВЭП, получающего энергию от сети переменного тока, показана на рис. 6.4. Трансформатор Тр предназначен для изменения уровня переменного напряжения и гальванической развязки выпрямителя и питающей сети. Выпрямитель преобразует переменное напряжение синусоидальной формы в пульсирующее напряжение одной полярности. Сглаживающий фильтр уменьшает пульсации напряжения на выходе выпрямителя. Стабилизатор уменьшает колебания напряжения на нагрузке.

Часто под выпрямителем понимают рассмотренную схему без стабилизатора напряжения.

Рис. 6.4.

Рассмотренный источник питания имеет большие вес и габариты, определяемые прежде всего размерами трансформатора и сглаживающего фильтра. В настоящее время такие ИВЭП вытесняются преобразовательными устройствами, работающими на частотах, составляющих десятки и сотни килогерц. При этом удается значительно уменьшить размеры и вес устройства.

4.1. Выпрямители электрического тока

Выпрямители присутствуют во всех электронных устройствах, питающихся от сети переменного тока. Схема нестабилизированного выпрямителя содержит силовой трансформатор, предназначенный для преобразования напряжения питающей сети в напряжение, необходимое для получения заданного значения выпрямленного напряжения на выходе выпрямителя; полупроводниковые диоды, предназначенные для преобразования переменного напряжения в постоянное; сглаживающий фильтр для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения.

В зависимости от мощности, напряжения, допустимых пульсаций и т. д. применяются различные схемы выпрямления.

Однополупериодная схема является простейшей схемой выпрямителя, рис.6.5. Схема имеет нежесткие требования к пульсациям выходного напряжения и применяется ограниченно.

Рис. 6.5.

Рис. 6.6

Двухполупериодная схема с выводом средней точки дает несколько больший коэффициент использования силового трансформатора и меньшую по сравнению с однополупериодной схемой пульсацию выпрямленного напряжения, рис.6.6.

Однофазная мостовая схема находит наибольшее применение при питании от однофазной сети, рис.6.7. Обратное напряжение, приходящееся на один диод и напряжение вторичной обмотки трансформатора при этой схеме примерно в 2 раза меньше, чем в двухполупериодной схеме.

Схема удвоения напряжения используется для получения высоких напряжений, рис.6.8.

Трехфазная схема выпрямления имеет преимущество перед однофазной схемой выпрямления в равномерной загрузке трехфазной сети, рис.6.9. Схема имеет ограниченное применение.

Трехфазная мостовая схема (схема Ларионова) обеспечивает равномерную нагрузку трехфазной цепи рис.6.10. Данная схема является энергетически наиболее экономичной, имеет низкий коэффициент пульсаций.

Рис.6.7.

Рис. 6.8

.

Рис..6.9

Рис.6.10

Целью расчета выпрямителя является определение токов и напряжений обмоток трансформатора, определения его мощности, выбор диодов и емкости конденсатора фильтра.