ІМПУЛЬСНІ ДЖЕРЕЛА ЖИВЛЕННЯ

На відміну від традиційних лінійних ІП, що припускають гасіння зайвого нестабілізованого напруги на прохідному лінійному елементі, імпульсні ІП використовують інші методи та фізичні явища для генерації стабілізованої напруги, а саме: ефект накопичення енергії в котушках індуктивності, а також можливість високочастотної трансформації та перетворення накопиченої енергії в постійне напруга. Існує три типових схеми побудови імпульсних ІП: що підвищує (вихідна напруга вище вхідного) мал. 1,

ІМПУЛЬСНІ ДЖЕРЕЛА ЖИВЛЕННЯ
Рис. 1. Підвищуючий імпульсний джерело живлення (Uвих> Uвх).

знижуюча (вихідна напруга нижче вхідного) мал. 2

ІМПУЛЬСНІ ДЖЕРЕЛА ЖИВЛЕННЯ
Рис. 2. Знижуючий імпульсний джерело живлення (Uвих <Uвх).

і інвертується (вихідна напруга має протилежну по відношенню до вхідного полярність) мал. 3.

ІМПУЛЬСНІ ДЖЕРЕЛА ЖИВЛЕННЯ
Рис. 3. Інвертується імпульсний джерело живлення (Uвих <0).

Як видно з малюнка, відрізняються вони лише способом підключення індуктивності, в іншому, принцип роботи залишається незмінним, а саме.

Ключовий елемент (зазвичай застосовують біполярні або МДП транзистори), що працює з частотою порядку 20-100 кГц, періодично на короткий час (не більше 50% часу) додає до котушки індуктивності повне вхідний нестабілізованого напруга. Імпульсний струм. протікає при цьому через котушку, забезпечує накопичення запасу енергії в її магнітному полі 1/2LI ^ 2 на кожному імпульсі.-апасенная таким чином енергія з котушки передасться в навантаження (або безпосередньо, з використанням випрямляючих діода, або через вторинну обмотку з подальшим випрямляння), конденсатор вихідного згладжуючого фільтра забезпечує сталість вихідної напруги та струму. Стабілізація вихідної напруги забезпечується автоматичним регулюванням ширини або частоти проходження імпульсів на ключовому елементі (для стеження за вихідним напругою призначена ланцюг зворотного зв'язку).

Така, хоча і досить складна, схема дозволяє істотно підвищити ККД всього пристрою. Справа в тому, що, в даному випадку, окрім самої навантаження у схемі відсутні силові елементи, що розсіюють значну потужність. Ключові транзистори працюють в режимі насиченого ключа (тобто падіння напруги на них мало) і розсіюють потужність тільки в досить короткі часові інтервали (час подачі імпульсу). Крім цього, за рахунок підвищення частоти перетворення можна істотно збільшити потужність і поліпшити масогабаритні характеристики.

Важливим технологічним перевагою імпульсних ІП є можливість побудови на їх основі малогабаритних мережевих ІП з гальванічною розв'язкою від мережі для живлення найрізноманітнішої апаратури. Такі ІП будуються без застосування громіздкого низькочастотного силового трансформатора за схемою високочастотного перетворювача. Це, власне, типова схема імпульсного ІП з пониженням напруги, де в якості вхідної напруги використовується випрямлена мережеве напруга, а в якості накопичувального елементу – високочастотний трансформатор (малогабаритний і з високим ККД), з вторинної обмотки якого і знімається вихідну стабілізовану напругу (цей трансформатор забезпечує також гальванічну розв'язку з мережею).

До недоліків імпульсних ІП можна віднести: наявність високого рівня імпульсних шумів на виході, високу, складність і низьку надійність (особливо при кустарному виготовленні), необхідність застосування дорогих високовольтних високочастотних компонентів, які у разі найменшої несправності легко виходять з ладу "всім скопом" (при цьому. як правило, можна спостерігати вражаючі піротехнічні ефекти). Любителям попорпатися в нутрощах пристроїв з викруткою і паяльником при конструюванні мережевих імпульсних ІП доведеться бути вкрай обережними, тому що багато елементів таких схем знаходяться під високою напругою.

Джерело матеріалу