25. Области применения вторичных источников питания (вип). Структурные схемы вип. Назначение блоков структурных схем. Достоинства и недостатки.
Можно выделить две основные структурные схемы ВИП: классическую (сетевой трансформатор-выпрямитель-фильтр-стабилизатор постоянного напряжения) и импульсную (выпрямитель сетевого напряжения - высокочастотный преобразователь в импульсные напряжения необходимых номиналов – выпрямитель импульсного напряжения – сглаживающий фильтр – стабилизатор постоянного напряжения.
классическая
Классическая схема, обладая простотой реализации, имеет существенный недостаток – громоздкий сетевой трансформатор, поэтому в настоящее время широкое применение получили импульсные ВИП, которые несмотря на большее число структурных блоков, в целом имеют меньшие габариты и вес поскольку эти параметры у высокочастотных трансформаторов на ферритовых сердечниках несравнимо лучше чем у сетевых трансформаторов с сердечниками из электротехнической стали. . Достоинства трансформаторных БП.Простота конструкции.Надёжность.Доступность элементной базы.Отсутствие создаваемых радиопомех (в отличие от импульсных, создающих помехи за счёт гармонических составляющих).
Недостатки трансформаторных БП.Большой вес и габариты, пропорционально мощности.Металлоёмкость.Компромисс между снижением КПДи стабильностью выходного напряжения: для обеспечения стабильного напряжения требуется стабилизатор, вносящий дополнительные потери.
Трансформатор-преобразует сетевое напряжение в переменные напряжения, необходимые для формирования заданных уровней постоянных выходных напряжений. Выпрямитель - преобразует переменное напряжение в пульсирующее, содержащее постоянную составляющую и переменное напряжение пульсаций. Фильтр выполняет роль сглаживания пульсаций на выходе выпрямителя, обычно это Г - образный LC фильтр , в простейшем случае – однозвенный, реализованный на дросселе и конденсаторе
Стабилизатор предназначен для поддержания неизменным в заданных пределах выходного постоянного напряжения при колебаниях входного напряжения ( поступающего с фильтра).
Структурная схема импульсного ВИП
Новым элементом здесь является высокочастотный преобразователь постоянного напряжения в импульсную последовательность. В качестве такого преобразователя используются трансформаторные каскады, управляемые задающим импульсным генератором, или импульсные генераторы с самовозбуждением. Частота преобразования обычно находится в пределах 30 – 50 КГц. Састо применяется генервтор Роэра, рассмотренный в разделе "генераторы".
Достоинством приведенной схемы является относительная простота при приемлемом уровне коэффициента пульсаций, импульсный стабилизатор с ШИМ – регулированием схемотехнически сложнее, но имеет лучшие показатели качества выходного напряжения. Достоинства: значительно более высоким КПД (вплоть до 90-98 %) за счёт того, что основные потери в импульсных стабилизаторах связаны с переходными процессами в моменты переключения ключевого элемента, меньшая стоимост, сравнимая с линейными стабилизаторами надежность.
Недостатки импульсных БП. Работа основной части схемы без гальванической развязки от сети, что, в частности, несколько затрудняет ремонт таких БП; Все без исключения импульсные блоки питания являются источником высокочастотных помех, поскольку это связано с самим принципом их работы.Как правило, импульсные блоки питания имеют ограничение на минимальную мощность нагрузки.