12. Источники вторичного электропитания

12.1. Классификация, состав и основные параметры.

Источники вторичного электропитания (ИВЭ) — устройства, обеспечивающие электропитанием самостоятельные блоки или отдельные узлы электронных средств.

Источниками питания для ИВЭ являются сети переменного или постоянного тока, выполняющие в этом случае роль первичных источников. Источники вторичного электропитания, работающие от сети переменного тока, обеспечивают выпрямление (одно-или многофазное) входного напряжения; ИВЭ с питанием от сети постоянного тока — преобразование его в переменный ток (инвертирование) или изменение и стабилизацию параметров (по току или напряжению). По виду первичного источника ИВЭ классифицируют на выпрямители и преобразователи или стабилизаторы тока, а по значению выходной мощности — на маломощные (Р_выхдо 10 Вт), средней мощности (Р_выхдо 100 Вт) и большой мощности (Р_выхсвыше 100 Вт).

В состав ИВЭ входят, как правило, функциональные блоки, обеспечивающие в совокупности выполнение одной или нескольких операций: преобразование, стабилизацию или регулирование электрической энергии. На рис. 12.1 показана структурная схема управляемого выпрямителя, предназначенного для питания нагрузочного устройства (например, электронного блока) постоянным напряжением. Трансформатор (ТР) преобразует значение u₁(t) входного напряжения в требуемое значениеu₂(t); выпрямитель (В) выпрямляет это напряжение; сглаживающий фильтр (СФ) снижает пульсации выпрямленного напряжения, что необходимо для питания нагрузочного устройства (Н) качественной энергией постоянного тока; система регулирования (СР) обеспечивает постоянство выходного напряженияU_н.

Рис. 12.1. Структурная схема управляемого выпрямительного устройства

Источники вторичного электропитания характеризуются рядом электрических эксплуатационных и массогабаритных параметров, которые обеспечивают их соответствующую работоспособность. Электрические параметры разделяются на статические, измеряемые при медленном изменении во времени возмущающих факторов (входного напряжения питания, тока нагрузки, температуры и т. д.), и динамические, измеряемые при быстром изменение во времени возмущающих факторов (например, при скачкообразном включении напряжения питания). Динамические электрические параметры ИВЭ оцениваются в основном временем готовности источника питания, которое определяется интервалом времени между моментом подачи входного напряжения и моментом, после которого параметры ИВЭ удовлетворяют заданным требованиям с учетом установленных допусков. В большинстве практических случаев наибольший интерес представляют статические электрические параметры ИВЭ.

Основные параметры ИВЭ.

1. Номинальные значения выходного напряжения и тока нагрузки, а также пределы их изменения.

2. Точность стабилизации d выходного параметра eст( по напряжению, и току или частоте) определяется отношением абсолютной погрешности

к номинальному значению, т. е.

3. Коэффициент пульсации напряжения (тока)

(12.1)

где U_mk — амплитуда наименьшей (k-ой) гармоники;U_сp — среднее значение напряжения.

4. Коэффициент сглаживания фильтра по напряжению (току)

(12.2)

где q_k— коэффициент пульсацииk-ой гармоники напряжения (тока) при отсутствии сглаживающего фильтра; (q_k)_ф— коэффициент пульсации на выходе фильтра (фактическое значение).

Так как в общем случае (q_k)_ф<q_k, то коэффициент сглаживанияS_k>1.