При дисипативної (розсіює потужність) стабілізації напруги або струму частина потужності свідомо розсіюється. На розсіюючий елемент, часто потужний транзистор, покладено завдання «поглинання» надлишкової потужності, і це природно викликає необхідність у відведенні тепла. Не важливо, наскільки складна схема управління в такому джерелі харчування, фактом, однак, залишається те, що елемент, розсіює потужність, працює як реостат, тобто має місце щодо грубий метод управління потужністю.

У ПІП розсіюючий елемент замінений комутуючим пристроєм. Регулювання або стабілізація потужності досягається зміною тривалості робочого циклу або частоти роботи комутатора, а не зміною опору. Звичайно, тут Ви маєте право поставити запитання, чим же чудовий цей метод, враховуючи, що він очевидно повинен бути набагато складніше. Відповідь полягає в тому, що в ідеальному комутаторі відсутня поглинання або розсіювання потужності, вона або повністю надходить в навантаження або повністю відключена, без проміжного стану провідності комутатора, при якому розсіюється потужність. В результаті загальний к.к.д. ПІП звичайно вище, причому набагато вище, ніж у звичайних дисипативних джерел живлення. Цей фактор

при виборі джерела харчування стає визначальним на користь ПІП, так як дає істотні переваги в габаритах, вазі, збереженні енергії та температурному режимі. Коли ці переваги розглядаються у зв’язку з вимогами до системи в цілому, вони часто дають істотну економічну вигоду, особливо при великих рівнях потужності.

ПІП мають ряд переваг. Але щоб вони були більш наочними, таке джерело живлення завжди повинен порівнюватися з не імпульсним, лінійним джерелом живлення, які мають приблизно ту ж потужність. Таке порівняння показує, що ПІП має деякі властиві йому переваги щодо розсіюваною потужності, які зводяться до наступного:

– Більш високий к.к.д.;

– Більш низька робоча температура і полегшена завдання відведення тепла;

– Більш компактне виконання;

– Мала вага;

– Широкий діапазон зміни вхідного напруги;

– Краща здатність «працювати за інерцією» при короткочасних збоях в мережі змінного струму.

Ці переваги є основними достоїнствами імпульсного методу. Інші параметри та характеристики (такі як вартість, надійність і пульсації вихідної напруги) ми обговоримо нижче. Але, як можна припустити, присутні і деякі недоліки. ПІП, також як інші схеми і системи, демонструє прекрасні властивості в одній області за рахунок недостатньо хорошої роботи в інших областях. Не повинно бути ніякого омани з приводу того, що ПІП може являти собою панацею від усіх бід в електроніці. Однак справедливо, що достоїнства часто компенсують його недоліки, і це призводить до заміни дисипативного джерела живлення імпульсним у все більшій кількості додатків. Теоретична можливість побудови ІПП існує давно, але спочатку не могла бути реалізована на практиці. Те, що тепер реалізація стала можливою викликано поєднанням наступних факторів: досягнення напівпровідникової технології, поліпшені компоненти і прогрес схемотехніки. Дані, представлені в Таблиці 6.1, не всеосяжні, але дають початкові відомості для порівняння лінійних та імпульсних джерел живлення.

Таблиця 6.1. Узагальнене порівняння імпульсних і лінійних схем стабілізаторів постійної напруги

Параметр

Імпульсні стабілізатори

Лінійні стабілізатори

к.к.д.

Підвищення

температури

Від 65% до 85% загальний. Легко досягти не вище від 20 ° С до 40 ° С

Від 25% до 50% загальний.

Часто сягає від 50 ° С до 100 ° С; сильно залежить від способу відведення тепла.

Таблиця 6.1. Продовження. Параметр Імпульсні стабілізатори

Лінійні стабілізатори

Пульсації

Зазвичай повний розмах

Легко отримати повний розмах

становить від 20 до 50 мВ.

5 мВ, дорожче коштує отримати

Менші пульсації зазвичай

більш низькі значення

важко досягти.

пульсацій.

Сумарний

0.3% – типове значення.

0.1% типове значення, а

коефіцієнт

Отримати стабілізацію

більш точна стабілізація

стабілізація

краще звичайно важко.

коштує дорожче.

Щільність

Від 2.5 до 4 – 5 Вт на кубічний

Від 0.3 до 1.0 Вт на

потужності

дюйм для 20 до 50 кГц. При

кубічний дюйм. Дуже

підвищення частоти перемикання

сильно залежить від рівня

може доходити до 75 Ватт на

потужності, величини вхідного

кубічний дюйм.

напруги і способу відведення тепла.

Захист від

Дуже хороша,

Зазвичай нижче, ніж у імпульс

імпульсних

часто вище 60 dB.

них стабілізаторів. Перешкоди в

перехідних процесів в мережі

мережі часто потрапляють в навантаження.

Електро

Можуть бути значні.

Менша ймовірність мати

магнітні

Потрібен екранування,

несприятливі ефекти.

випромінювання

придушення і фільтрація.

Трансформатор

Деякі варіанти можуть

Великий і дорогий трансформатор

обходитися зовсім без громіздкого трансформатора розрахованого на частоту 60 Гц

д ля роботи на частоті 60 Гц

Надійність

Більше число компонент, але

Більш висока робоча температура

останні розробки використовують інтегральні схеми. Надійність підвищується при використанні примусового охолодження.

часто погіршує надійність.

/

Вартість

Вартість різко зменшується з

Малопотужні лінійні

підвищенням частоти

стабілізатори мають преиму

перемикань. Існує

щество у вартості. Однак

загальна тенденція зниження

з урахуванням усіх факторів при

вартості при використанні

розгляді системи в цілому,

нових приладів. Вартість

більш значущими в сенсі

в порівнянні з вартістю

вартості стають інші

лінійних стабілізаторів

фактори. 60-герцние

знижується і зараз вони приблизно

трансформатори і система

рівні при потужності близько 20 ват

охолодження можуть підвищити вартість всієї системи.

Джерело: І.М.Готтліб Джерела живлення. Інвертори, конвертори, лінійні і імпульсні стабілізатори. Москва: Постмаркет, 2002. – 544 с.