Файл: Курсовая Работа Структурная схема источника вторичного электропитания.docx
Добавлен: 07.11.2023
Просмотров: 193
Скачиваний: 5
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Рис. 2.8. Структурная схема компенсационного стабилизатора
2.5 Компенсационные стабилизаторы
Компенсационные стабилизаторы обладают лучшими параметрами, чем параметрические стабилизаторы. Принцип их действия основан на том, что последовательно или параллельно с нагрузкой включается некоторое регулируемое компенсационное сопротивление, в качестве которого чаще всего используются транзисторы. В зависимости от этого компенсационные стабилизаторы делятся на последовательные и параллельные. Структурные схемы компенсационных стабилизаторов представлены на рис. 2.9.
Параллельные стабилизаторы (рис. 2.9,б) имеют меньший КПД и применяются реже. Для стабилизации повышенных напряжений и токов при переменных нагрузках обычно используют стабилизаторы напряжения последовательного типа (рис. 2.9,а). Однако данные устройства необходимо защищать от короткого замыкания выходной цепи и выбирать транзистор с допустимым напряжением UКЭ >Uвх.
На усилитель сигнала ошибки УСО, состоящий из схемы сравнения СС и усилителя постоянного тока УПТ, поступает два напряжения: опорное Uоп и выходное Uвых, которое проходит через делитель напряжения ДН с коэффициентом передачи Kд. Разность этих напряжений (напряжение ошибки) Uош, усиленная УПТ, является управляющим напряжением Uупр, задающим необходимое внутреннее сопротивление (и, как следствие, коэффициент передачи) регулирующего элемента РЭ.
Рис. 2.9. Структурные схемы последовательного (а) и параллельного (б) компенсационных стабилизаторов
Стабилизаторы с малым падением напряжения (low drop) выполнены на регулирующем элементе с коллекторным выходом. В таких стабилизаторах напряжение на регулирующем элементе снижено почти в 5 раз (до 0,5 В). Упрощенная структурная схема стабилизатора 1158ЕН5 приведена на рис. 2.10. В схеме использован регулирующий транзистор с двумя коллекторами, один из которых является выходным, а другой – датчиком тока для схемы защиты от перегрузки по току. Кроме того, в схеме имеются еще две защиты: от перегрева и от повышенного входного напряжения.
Рис. 2.10. Структурная схема стабилизатора с малым падением напряжения на регулирующем элементе Температурно-стабилизированные источники опорного напряжения
Температурно-стабилизированные (прецизионные) ИОН содержат интегральный стабилитрон, выполненный по одной из рассмотренных схем, и прецизионный термостат, управляемый датчиком температуры на переходе базаэмиттер транзистора. Термостат обеспечивает постоянную температуру кристалла интегрального стабилитрона при помощи нагревательной схемы, дополненной датчиком температуры. Такие микросхемы имеют ТКН 0,00002 %/°С, что на порядок меньше, чем у любого интегрального стабилитрона. Упрощенная структурная схема такого источника опорного напряжения 2С483 (аналог LМ199) приведена на рис. 2.11.
Рис. 2.11. Температурно-стабилизированный (прецизионный) ИОН:
упрощенная структурная схема
3 ИМПУЛЬСНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ
3.1 Виды и особенности импульсных источников электропитания
Импульсные, или ключевые, источники электропитания в настоящее время получили распространение не меньшее, чем линейные стабилизаторы напряжения. Их основными достоинствами являются: высокий коэффициент полезного действия, малые габариты и масса, высокая удельная мощность. Все перечисленные свойства эти источники питания получили благодаря применению ключевого режима при работе силовых элементов. В ключевом режиме рабочая точка транзистора большую часть времени находится в области насыщения или области отсечки, а зону активного (линейного) режима проходит с высокой скоростью за очень малое время переключения. Все это приводит к тому, что средняя за период коммутации мощность, рассеиваемая в ключевом транзисторе, оказывается намного меньше, чем в линейном регуляторе. Малые потери в силовых ключах приводят к уменьшению (а иногда и к полному исключению) охлаждающих радиаторов.
3.2 Структурная схема импульсного источника электропитания
Обобщенная структурная схема импульсного источника питания приведена на рис. 3.1. Она состоит из четырех основных блоков:
• сетевого выпрямителя с емкостным фильтром;
• высокочастотного инвертора выпрямленного напряжения сети;
• устройства управления высокочастотным инвертором (обычно это специализированная микросхема управления)
• выходного высокочастотного выпрямителя с емкостным фильтром
Рис. 3.1. Обобщенная структурная схема импульсного источника электропитания
3.3.Назначение, устройство и принцип действия корректоров коэффициента мощности
Коррекция коэффициента мощности (power factor correction) – процесс приведения потребления конечного устройства, обладающего низким коэффициентом мощности при питании от силовой сети переменного тока, к состоянию, при котором коэффициент мощности соответствует принятым стандартам.
Технически реализуется в виде устройства – корректора коэффициента мощности, ККМ (power factor corrector, PFC). Основная задача ККМ – уменьшить (в идеальным случаем до нуля) сдвиг фазы между потребляемыми током и напряжением в сети при сохранении синусоидальной формы тока. Для этого необходимо, чтобы сетевой ток протекал от сети в нагрузку не короткими интервалами во время зарядки накопительного конденсатора, а непрерывно. Мощность, отбираемая от источника, должна оставаться постоянной даже в случае изменения напряжения сети. Это значит, что при снижении напряжения сети ток нагрузки должен быть увеличен, и наоборот. Со стороны сети блок питания будет выглядеть как чисто активное сопротивление. ККМ представляет собой преобразователь напряжения с индуктивным накопителем и передачей энергии на обратном ходу. Ступень ККМ в структуре мощного AC-DC- преобразователя (рис. 3.2) представляет собой промежуточный источник стабилизированного напряжения, от которого питаются другие преобразователи напряжений.
Рис. 3.2. Структура AC-DC-преобразователя с корректором коэффициента мощности
Рассмотрим принцип действия активного ККМ. На рис. 3.3 приведена упрощенная структурная схема такого корректора. Как видно из схемы, получение коэффициента мощности, близкого к единице, достигается за счет исключения из выпрямителя ёмкостного фильтра, который обычно устанавливается в импульсных источниках питания для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения. Вместо этой емкости в схему вводится высокочастотный импульсный стабилизатор повышающего типа, с небольшой индуктивностью L на входе, работающий в граничном режиме прерывистого тока в индуктивности.
Рис. 3.3 Структурная схема активного ККМ
К недостаткам приведенной схемы корректора коэффициента мощности следует отнести отсутствие стабилизации выходного напряжения uвых. При изменении напряжения сети или нагрузки выходное напряжение ККМ будет также изменяться. Для получения стабильного выходного напряжения в схему ККМ вводится дополнительная обратная связь по выходному напряжению. Структурная схема ККМ со стабилизацией выходного напряжения uвых приведена на рис. 3.4.
Рис. 3.4. Структурная схема активного ККМ со стабилизацией выходного напряжения
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной Курсовой работе предоставлены некоторые неполные объяснения по источникам электропитания, принципы работы тех или иных источников электропитания и большинство структурных схем вторичных источников электропитания.
Список использованных источников:
https://ru.wikipedia.org/wiki/Вторичный_источник_электропитания https://studfile.net/preview/1604939/ https://library.samdu.uz/files/134122e2e236484dfe2ee5a79951e2c3_Источники%20вторичного%20электропитания.pdf