Источники электропитания объединяют широкий класс устройств–преобразователей электрической энергии, обеспечивающих надежное
и качественное питание радиоэлектронной аппаратуры.
В маломощных радиотехнических устройствах и приборах источники
питания, как правило, конструктивно объединены с блоками питаемого
устройства. Их коэффициент полезного действия, компактность, надежность, длительный срок службы и вес весьма важны. Динамичное развитие элементной базы и компонентов силовой электроники приводят к новым схемотехническим решениям источников питания РЭА. В данном пособии будут рассмотрены только вторичные источники питания (ВИП), в
отличие от первичных источников, в которых вырабатывается электроэнергия. Функциональная схема современного ВИП приведена на рис. 1.
1
2
3
4
8
Рис. 1
5
6
7
Кратко рассмотрим назначение основных каскадов этой схемы:
1 – первичный источник электропитания (ПИП) – преобразует в электрическую энергию один из видов неэлектрической (механической, тепловой, химической и т. д.) энергии;
2 – стабилизатор первичного напряжения (СПН) – обеспечивает стабилизацию напряжения при колебаниях входного напряжения. Примерами такого СПН могут быть феррорезонансный стабилизатор или стабилизатор с магнитным усилителем при ИП переменного тока, или полупроводниковый стабилизатор при ПИП постоянного тока;
3 – преобразователь (П) – преобразует входное напряжение в напряжение, необходимое для питания РЭА. Такими преобразователями являются трансформатор или транзисторный преобразователь;
4 – выпрямитель (В) – преобразует переменное напряжение в постоянное (часто в него включают трансформатор, если ПИП – сеть переменного тока);
3
5 – сглаживающий фильтр (Ф) – уменьшает пульсации выпрямленного
напряжения;
6 – стабилизатор выходного напряжения (СВН) – поддерживает постоянное напряжение на выходе источника питания при изменении входного
напряжения, сопротивления нагрузки, температуры и других дестабилизирующих факторов;
7 – нагрузка – комплексное сопротивление всех элементов схемы. На эквивалентных схемах она почти всегда заменяется активным сопротивлением:
н
RU,
н
I н
где Uн – постоянное напряжение на нагрузке; Iн – ток через нагрузку.
Важным параметром является понятие дифференциального сопротивления нагрузки
Uн;
R н
i
Iн
8 – вспомогательные устройства (ВУ) – схемы и устройства для включения, выключения источника питания, схемы защиты, сигнализации и другие сервисные устройства. Эта схема является наиболее полной схемой
ВИП (в реальных схемах часть каскадов схемы может отсутствовать).
Основной характеристикой схемы ВИП (или какого-либо его каскада) является внешняя характеристика – зависимость выходного напряжения от величины