Источники питания.

Источником питания называют устройство, которое предназначено для снабжения электрических схем электроэнергией. Обычно, для питания электрических схем требуется постоянное стабилизированное напряжение. Именно от стабильности напряжения питания зависит точность и надежность работы электрических схем.

Первичным источником электроэнергии переменное напряжение 220В, 50Гц.

Структурная схема источника питания.

1. 220В, 50Гц

2. Включатель питания. Рассчитывают на ток, превышающий максимальный ток нагрузки в 5-10 раз.

3. С – устанавливается для защиты контактов выключателя от обгарания в момент выключения.

4. Предназначен для стабилизации амплитуды переменного напряжения.

5. Служит для преобразования амплитуд переменного напряжения до необходимой величины. Если требуется получить несколько разных напряжений, то вторичная обмотка транзистора может состоять из нескольких обмоток.

Гальваническая развязка нагрузки от первичного источника питания.

6. Осуществляется преобразование переменного напряжения в выпрямленное.

7. Предназначен для уменьшения пульсации выпрямленного напряжения. На выходе сглаженного фильтра возникает постоянное пульсирующее напряжение.

8. Служит для поддержания постоянного напряжения на заданном уровне, оно не должно зависеть от величины сопротивления нагрузки или изменения амплитудного напряжения первичного источника питания.

9. Сопротивление R, для работы которого требуется постоянное, неизменное во времени напряжение.

10. Отключает напряжение на нагрузке, если

I_нагр>I_{н max} или U_нагр>U_{н max}

Основной характеристикой источника питания является нагрузочная характеристика.

U_вых=f (I_вых)

Выпрямитель.

1. Однополупериодные

2. Двухполупериодные

а) мостовая схема

б) двухполупроводной выпрямитель с трансформатором со средней точкой.

Сглаживающие фильтры.

Для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения наиболее часто используют C с большей емкостью.

Наилучшие результаты для сглаживания пульсации обеспечивает П- образный LC фильтр

Наличие дросселя L фильтра утяжеляет конструкцию источника питания. Применяется редко.

Стабилизаторы постоянного напряжения.

• это устройства, которые должны поддерживать постоянным выходное напряжение при изменения постоянного напряжения на входе или при изменения тока нагрузки.

Основным параметром стабилизаторов напряжений является коэффициент стабилизации.

По принципу действия стабилизаторы делятся на:

1. параметрические

2. компенсационные

а) параллельные

б) последовательные

Параметрические стабилизаторы напряжения.

Их принцип действия основан на использовании особенностей ВАХ некоторых элементов.

U_н=U_ст.ном

R_огр- токоограничительное сопротивление

K_ст=10

Компенсационные стабилизаторы последовательного типа.

В таких стабилизаторах выходное напряжение поддерживается постоянным за счет изменения сопротивления регулирующего элемента, специально вводимого в схему. В стабилизаторах последовательного типа регулирующий элемент включается последовательно с нагрузкой.

Структурная схема.

Rh

1-регулирующий элемент.

2-усилитель ошибки.

3-источник опорного напряжения.

4-переменный резистор, вырабатывает напряжение, пропорциональное напряжению на нагрузке.

Принципиальная схема стабилизатора на ОУ.

R₁, VD1 – параметрический стабилизатор напряжения, служит для питания ОУ.

R₂, VD2 – параметрический стабилизатор напряжения, является источником опорного напряжения.

DA1-усилитель ошибки.

VT1-регулирующий элемент стабилизатора.

Изменяя , добиваются определенного значения U_{вых о}.

U_{вых о}<U_вх. В дальнейшем за счет обратной связи это напряжение поддерживается.