ЛІНІЙНІ ДЖЕРЕЛА ЖИВЛЕННЯ

В даний час традиційні лінійні джерела харчування все більше витісняються імпульсними. Однак, незважаючи на це, вони продовжують залишатися досить зручним і практичним рішенням у більшості випадків радіоаматорського конструювання (іноді й у промислових пристроях). Причин тому кілька: по-перше, лінійні джерела живлення конструктивно досить прості і легко настроюються, по-друге, вони не вимагають застосування дорогих високовольтних компонентів і, нарешті, вони значно надійніше імпульсних ІП.

Типовий лінійний ІП містить у своєму складі: мережний понижуючий трансформатор, діодний міст з фільтром і стабілізатор, який перетворює нестабілізованого напруга, що отримується з вторинною обмотки трансформатора через діодний міст і фільтр, в вихідну стабілізовану напругу, причому, це вихідна напруга завжди нижче нестабілізованого вхідної напруги стабілізатора. Основним недоліком такої схеми є низький ККД і необхідність резервування потужності практично у всіх елементах пристрою (тобто потрібна установка компонентів допускають великі навантаження, ніж передбачувані для ВП у цілому, наприклад, для ІП потужністю 10 Вт потрібно трансформатор потужністю не менше 15 Вт і т.п.). Причиною цього є принцип по якому функціонують стабілізатори лінійних ІП. Він полягає в розсіюванні на регулюючому елементі деякої потужності Ppac = Iнагр * (Uвх – Uвих). З формули випливає, що чим більша різниця між вхідним і вихідним напругою стабілізатора, тим більшу потужність необхідно розсіювати на регулюючому елементі. З іншого боку, чим більше нестабільно вхідна напруга стабілізатора, і чим більше вона залежить від зміни струму навантаження, тим більше високим воно повинно бути по відношенню до вихідного напруги. Таким чином видно, що стабілізатори лінійних ІП функціонують у досить вузьких рамках допустимих вхідних напруг, причому ці рамки ще звужуються при пред'явленні жорстких вимог до ККД пристрою. -Ато досягаються в лінійних ІП ступінь стабілізації і придушення імпульсних перешкод набагато перевершують інші схеми. Розглянемо трохи докладніше застосовувані в лінійних ІП стабілізатори.

Найпростіші (т.зв. параметричні) стабілізатори засновані на використанні особливостей вольт-амперних характеристик деяких напівпровідникових приладів – в основному, стабілітронів. Їх відрізняє висока вихідний опір. невисокий рівень стабілізації та низький ККД. Такі стабілізатори застосовуються тільки при малих навантаженнях, звичайно – як елементи схем (наприклад, в якості джерел опорного напруги). Приклади параметричних стабілізаторів і формули для розрахунку наведено на рис. 1.

ЛІНІЙНІ ДЖЕРЕЛА ЖИВЛЕННЯ

Послідовні прохідні лінійні стабілізатори відрізняються наступними характеристиками: напруга на навантаженні не залежить від вхідної напруги і струму навантаження, допускаються значення струму навантаження, забезпечується високий коефіцієнт стабілізації і мале вихідний опір. Структурна схема типового лінійного стабілізатора представлена на рис. 2. Основний принцип на якому заснована його робота – порівняння вихідної напруги з деяким стабілізованою опорною напругою і управління на основі результатів цього порівняння головним силовим елементом стабілізатора (на структурній схемою-Т.М. прохідний транзистор VT1, що працює в лінійному режимі, але це може бути і група компонентів), на якому і розсіюється надлишкова потужність (див. наведену вище формулу).

ЛІНІЙНІ ДЖЕРЕЛА ЖИВЛЕННЯ

У більшості випадків радіоаматорського конструювання як джерела живлення пристроїв можуть застосовуватися лінійні ІП на основі мікросхем лінійних стабілізаторів серії К (КР) 142. Вони володіють дуже хорошими параметрами, мають вбудовані ланцюга захисту від перевантажень, ланцюги Термоком-пенсаціі тощо, легко доступні і прості в застосуванні (більшість стабілізаторів цієї серії повністю реалізовані всередині ІС, які (мають всього три висновки). Однак при конструюванні лінійних ІП великої потужності (25-100 Вт) потрібно більш тонкий підхід, а саме: застосування спеціальних трансформаторів з броньовими сердечниками (що мають більший КДП), пряме використання тільки інтегральних стабілізаторів неможливо зважаючи на недостатність їх потужності, тобто потрібні додаткові силові компоненти і, як наслідок, додаткові ланцюжка захисту від перевантаження, перегріву і перенапруги. Такі ІП виділяють багато тепла, припускають установку багатьох компонентів на великих радіаторах і, відповідно, досить габаритні; для досягнення високого коефіцієнта стабілізації вихідної напруги потрібні спеціальні схемні рішення.

Джерело матеріалу