Призначення вторинних джерел живлення (ВІП) - перетворення напруги в постійні напруги заданих номіналів, необхідні для забезпечення працездатності електронних схем. Можна виділити дві основні структурні схеми ВІП: класичну (мережевий трансформатор-випрямляч-фільтр-стабілізатор постійної напруги) і імпульсну (випрямляч напруги - високочастотний перетворювач в імпульсну напругу необхідних номіналів - випрямляч імпульсної напруги - згладжує фільтр - стабілізатор постійної напруги). Класична схема, володіючи простотою реалізації, має істотний недолік - громіздкий мережевий трансформатор, тому в даний час широке застосування отримали імпульсні ВІП, які незважаючи на більшу кількість структурних блоків, в цілому мають менші габарити і вага оскільки ці параметри у високочастотних трансформаторів на феритових сердечниках незрівнянно краще ніж у мережевих трансформаторів з сердечниками з електротехнічної сталі. Структурна схема класичного ВІП представлена на ріс.82.
Мал. 82. Структура класичного ВІП
Трансформатор -преобразует мережеве напруга в змінні напруги, необхідні для формування заданих рівнів постійних вихідних напруг. Вибір типу муздрамтеатру з стандартизованих значень проводиться по так званій габаритної потужності, яка визначається за заданою потужності у вторинних обмотках (сумарної потужності навантаження). Наприклад, для двухполуперіодного випрямлення Ргаб. = 1,2 РНАг., Перетину проводів первинної та вторинних обмоток також визначаються габаритної потужністю, а також коефіцієнтом трансформації К = W1 / W2 і припустимою щільністю струму для мідних проводів, наприклад: I 2 = 1,1 Ргаб. / Uнагр. (Діюче значення струму вторинної обмотки), I1 = I2 / К (діюче значення струму в первинній обмотці).
Випрямляч - перетворює змінну напругу в пульсуюче, що містить постійну складову і змінну напругу пульсацій. Схема однополупериодного випрямляча наведена на ріс.83. У вторинних джерелах живлення дана схема практично не застосовується і має лише теоретичний інтерес. Тимчасові діаграми приведені на ріс.84.
Ріс.83 Ріс.84
Найпростіший випрямляч Тимчасові діаграми
Істотно поліпшується форма кривої напруги на навантаженні при шунтуванні її конденсатором, при цьому зростає постійна складова напруги і зменшується амплітуда змінної напруги пульсацій, оскільки конденсатор підтримує напругу на навантаженні в паузі між півхвилю вхідної напруги (ріс.85,86).
Ріс.85 Ріс.86
Схема резистивної-ємнісний навантаження Вплив ємнісний навантаження однополупериодного випрямляча
Найбільш поширена схема двухполуперіодного мостового випрямляча, схема і тимчасові діаграми напруг представлені на ріс.87 і 88 відповідно.
Фільтр виконує роль згладжування пульсацій на виході випрямляча, зазвичай це
Г - образний LC фільтр, в найпростішому випадку - однозвенной, реалізований на дроселі і конденсаторі (ріс.89).
Ріс.89.Однозвенний згладжує LC-фільтр
Стабілізатор призначений для підтримки незмінним в заданих межах вихідного постійної напруги при коливаннях вхідної напруги (надходить з фільтра). Використовуються три основні схеми стабілізаторів: параметричний, компенсаційний, імпульсний. Основним параметром стабілізатора є коефіцієнт стабілізації, який визначається як:
КСТ = (DUвх / Uвх) / (DUвих / U вих)
Тут D - знакозмінні збільшення вхідного і вихідного напруг відповідно. Принцип роботи параметричного стабілізатора заснований на властивості напівпровідникового елемента - стабилитрона зберігати незмінним напруга оборотного пробою (напруга стабілізації) при коливаннях в певних межах вхідної напруги. Схема і вольт-амперна характеристика параметричного стабілізатора приведені на ріс.90,91.
Мал. 90
Схема параметричного стабілізатора
Ріс.91. Принцип роботи параметричного стабілізатора.
Uпр, Uобр, Іпр, Iобр - параметри вольтамперної характеристики стабілітрона,
Uвх - напруга на вході стабілізатора (на виході фільтра),
Iст - струм через стабілітрон,
Uст - напруга на стабілітроні і навантаженні
Робоча точка знаходиться на перетині характеристики стабілітрона і навантажувальної прямої, кут нахилу якої визначається величиною: Rекв = (Rб * Rн) / (Rб + Rн). Коливання вхідного напруги викликають зміни струму через стабілітрон щодо номінального значення, при цьому вихідна напруга стабілізатора залишається майже незмінним. При цьому навантажувальна пряма переміщується паралельно самій собі. Баластні опір Rб служить для обмеження струму через стабілітрон,
який повинен знаходитися в допустимих межах при максимальних відхиленнях вхідної напруги, напруга на ньому завжди дорівнює різниці між вхідним і вихідним напругами. Користуючись законом Кірхгофа для контурних струмів, можна показати, що коефіцієнт стабілізації буде дорівнює: КСТ = (U вих / Uвх) * (Rб / Rст.дін.), Де
Rст.дін. = DUст / DIст- вихідний динамічний опір стабілітрона, величина якого залежить від крутизни падаючої гілки характеристики стабілітрона. Для малопотужних стабілітронів Rст.дін знаходиться в межах 5 ... ..50 Ом. Коефіцієнт стабілізації схем цього типу невисокий і становить 10 ... .30 відносних одиниць, застосовуються вони в основному для обмеження рівнів напруг, наприклад, для формування опорних напруг в компараторах. Більш якісними характеристиками володіють компенсаційні аналогові і імпульсні стабілізатори, що мають у своєму складі регульований по ланцюгу зворотного зв'язку елемент (зазвичай транзистор), який компенсує відхилення вхідної напруги, підтримуючи тим самим незмінним напруга на навантаженні.
Аналоговий компенсаційний стабілізатор стежить за змінами вхідного напрузі безперервно. Принцип його роботи пояснюється схемою, наведеною на ріс.92.
Ріс.92. компенсаційний стабілізатор
VT1 - регульований транзистор (виконує роль резистора, включеного послідовно з навантаженням),
VT2 - регулюючий транзистор (підсилювач постійного струму),
VD1 - стабілітрон грубої установки U вих
Для компенсації знакозмінних відхилень вхідної напруги вихідна напруга встановлюється меншим вхідного на 10 - 20% вибором стабілітрон VD1 і резистивним дільником R3, R4, R5, включеним паралельно навантаженні, при цьому точна установка заданого номіналу здійснюється змінним резистором R4.Прі коливаннях вхідної напруги змінюється падіння напруги на регульованому транзисторі VТ1, напруга на навантаженні при цьому практично незмінно. Завдяки підсилювальним властивостями транзистора VТ2 відслідковуються вельми малі коливання напруги на навантаженні. Наведений стабілізатор має високий коефіцієнт стабілізації -100 і більше відносних одиниць, при цьому в практичних схемах замість VT2 застосовується операційний підсилювач, а також інтегральне виконання (ІС серії К142 ЄП). Недоліком схеми є безперервний режим роботи регульованого транзистора, що збільшує рассеиваемую на ньому потужність, в зв'язку з чим необхідно застосовувати транзистори підвищеної потужності і тепловідводи.
Імпульсний стабілізатор вихідної напруги в значній мірі вільний від зазначеного недоліку оскільки регульований транзистор працює в полегшеному режимі, однак він має дещо більший коефіцієнт пульсацій через необхідність фільтрації імпульсної послідовності. У загальному випадку структурна схема імпульсного стабілізатора постійної напруги наведена на ріс.93.
Імпульсний блок забезпечує роботу регульованого елемента в ключовому режимі, характеристики якого визначаються блокомпорівняння. Використовуються в основному два способи управління: релейний і широтно-імпульсний (ШІМ). У першому випадку імпульси на виході РЕ мають амплітуду, рівну в кожен даний момент вхідній напрузі і регулювання забезпечується зміною їх тривалості. У другому випадку амплітуда імпульсів постійна і змінюється по сигналах ІБ їх ширина.
Ріс.93. Структура імпульсного стабілізатора.
РЕ - регульований елемент, Ф - згладжує
фільтр, БС - блок порівняння вихідної напруги
з еталонним (уставкой), Uо - джерело еталонного
напруги, ІБ - імпульсний блок.
Принцип роботи релейного імпульсного стабілізатора пояснюється схемою, наведеною на ріс.94.
Ріс.94. Релейний імпульсний стабілізатор
РЕ на схемі представлений транзистором VТ1, включеним по схемі із загальним емітером, функції БС виконує змінний резистор R4 подільника вихідної напруги (R2, R4, R6) Джерелом еталонного напруги служить стабілітрон VD2, ІЕ виконаний на транзисторі VT2. Резистори R1, R3, R5 забезпечують допустимі режими роботи транзисторів, діод VD1 необхідний для захисту VT1 від перенапруг через е.р.с. самоіндукції дроселя фільтра, що виникає при зниженні струму через індуктивність (у паузі між імпульсами на емітер VT1). Тимчасова діаграма, яка пояснює процес регулювання напруги на навантаженні при відхиленнях вхідної напруги щодо номінального значення, наведена на ріс.95.
Ріс.95. Процес релейного регулювання в імпульсному стабілізаторі.
Наростання Uн під час дії імпульсу Uе.VT1 обмежена моментом рівності напруги, що знімається з движка R4 сумі напруги пробою стабілітрона і порогового напруги відкривання транзистора VT2. В паузі між імпульсами конденсатор фільтра розряджається на опір навантаження до моменту рівності Uн напрузі пробою стабілітрона. Різниця напруг спрацьовування блоку сравнеіе (гістерезис) визначає величину пульсацій щодо середнього значення напруги на навантаженні. Перевагою наведеної схеми є відносна простота при прийнятному рівні коефіцієнта пульсацій, імпульсний стабілізатор з ШІМ - регулюванням схемотехнически складніше, але має кращі показники якості вихідної напруги. Структурна схема імпульсного ВІП приведена на ріс.96.
Ріс.96. Імпульсний вторинний джерело харчування
Новим елементом тут є високочастотний перетворювач постійної напруги в імпульсну послідовність. В якості такого перетворювача використовуються трансформаторні каскади, керовані задає імпульсним генератором, або імпульсні генератори з самозбудженням. Частота перетворення зазвичай знаходиться в межах 30 - 50 КГц. САСТА застосовується генервтор Роера, розглянутий в розділі "генератори".
Решта блоки наведеної вище структурної схеми імпульсного ВІП принципово не відрізняються від таких для ВІП, виконаного за класичною схемою.
Чи знаєте Ви,
що тільки в 1990-х доплеровские вимірювання радіотелескопами показали швидкість Маринова для CMB (космічного мікрохвильового випромінювання), яку він відкрив у 1974 Природно, про Маринова ніхто не хотів згадувати. Детальніше читайте в FAQ по ефірної фізиці . НОВИНИ ФОРУМУ 
Лицарі теорії ефіру 13.06.2019 - 5:11: ЕКОЛОГІЯ - Ecology -> ПРОБЛЕМА ГЛОБАЛЬНОЇ ЗАГИБЕЛІ бджіл ТА ІНШИХ запилювачів РОСЛИН - Карім_Хайдаров.
12.06.2019 - 9:05: ВІЙНА, ПОЛІТИКА І НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема державного тероризму - Карім_Хайдаров.
11.06.2019 - 18:05: ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ФІЗИКА - Experimental Physics -> Експерименти Серлі і його послідовників з магнітами - Карім_Хайдаров.
11.06.2019 - 18:03: ВИХОВАННЯ, ОСВІТА, ОСВІТА - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвітництво від Андрія Маклакова - Карім_Хайдаров.
11.06.2019 - 13:23: ВИХОВАННЯ, ОСВІТА, ОСВІТА - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвітництво від В'ячеслава Осієвського - Карім_Хайдаров.
11.06.2019 - 13:18: ВИХОВАННЯ, ОСВІТА, ОСВІТА - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвітництво від Світлани Віслобоковой - Карім_Хайдаров.
11.06.2019 - 6:28: Астрофізики - Astrophysics -> До 110 річчя Тунгускою катастрофи - Карім_Хайдаров.
10.06.2019 - 21:23: ВИХОВАННЯ, ОСВІТА, ОСВІТА - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвітництво від Володимира Васильовича Квачкова - Карім_Хайдаров.
10.06.2019 - 19:27: СОВІСТЬ - Conscience -> Вищий розум - Карім_Хайдаров.
10.06.2019 - 19:24: ВІЙНА, ПОЛІТИКА І НАУКА - War, Politics and Science -> ЗА НАМИ страви - Карім_Хайдаров.
10.06.2019 - 19:14: СОВІСТЬ - Conscience -> РОСІЙСЬКИЙ СВІТ - Карім_Хайдаров.
10.06.2019 - 8:40: ЕКОНОМІКА І ФІНАНСИ - Economy and Finances -> КОЛЛАПС СВІТОВОЇ ФІНАНСОВОЇ СИСТЕМИ - Карім_Хайдаров. 