Ваша корзина пуста.
   
 
Новости в мире LED Динамическое смешивание от Philips.

Источник питания трансформатора - линейный источник питания

Источник питания трансформатора (линейный источник питания) - источник питания, в котором трансформатор, преобразующий входное напряжение переменного тока, используется на входе до такого значения, что (после выпрямления и возможной линейной стабилизации ) на выходе источника питания получается требуемое напряжение постоянного тока. Источники питания трансформатора питаются от электросети (обычно 230 В, 50 Гц) и обычно используются для питания низковольтных устройств.

Конструкция и принцип работы

В конструкции источника питания трансформатора можно выделить три основных элемента:

  • трансформатор,
  • система выпрямления и фильтрации,
  • стабилизатор напряжения (в более простых источниках питания его можно опустить).

Выбор этих элементов определяет выходные параметры источника питания: напряжение, максимальный ток и уровень пульсаций .

Трансформер

Трансформатор используется для изменения значения входного напряжения до значения, близкого к требуемому для устройства с питанием. В зависимости от отношения трансформатора (то есть отношения числа витков во вторичной обмотке к числу витков в первичной обмотке), оно может уменьшать или увеличивать значение напряжения. Кроме того, использование трансформатора обеспечивает гальваническую развязку устройства с питанием от электросети.

При выборе трансформатора необходимо учитывать множество факторов, влияющих на работу источника питания, например :

  • Колебания сетевого напряжения 230 В в пределах ± 10%,
  • падение напряжения на выпрямителе и стабилизаторе,
  • минимальное напряжение, необходимое для правильной работы системы стабилизатора,
  • потери выходного напряжения из-за внутреннего сопротивления обмоток трансформатора,

Требуемая выходная мощность блока питания.

Когда источник питания предназначен для подачи нескольких различных напряжений, используются трансформаторы с несколькими обмотками. Это требует использования нескольких выпрямителей, но в то же время позволяет снизить мощность трансформатора и разделить цепи, подающие отдельные напряжения.

Выпрямитель и система фильтров

Переменное напряжение от трансформатора преобразуется в постоянное напряжение с помощью системы выпрямителя . Выходное напряжение такого выпрямителя является пульсирующим. Параллельное соединение фильтрующего конденсатора с соответствующей емкостью позволяет значительно уменьшить амплитуду пульсаций. Чем больше емкость используемого конденсатора, тем ближе выходное напряжение к постоянной форме волны.

В зависимости от конструкции различают два типа выпрямителей:

Половинный выпрямитель - состоит из одного выпрямительного диода . Энергия, поставляемая источником, используется только в течение половины периода, поэтому даже при низких нагрузках фильтрующий конденсатор сильно разряжается, и на выходе появляются большие пульсации. Система с половинным выпрямителем используется только при низких нагрузках и в случаях, когда пульсации высокого выходного напряжения не имеют значения.

Мостовой полумостовой выпрямитель - используется мост Гретца . Из-за того, что энергия источника потребляется в течение всего периода, выходное напряжение характеризуется примерно вдвое меньшей пульсацией, чем в системе с половинным выпрямителем [1] . В связи с тем, что ток всегда протекает через два последовательно соединенных диода, напряжение на фильтрующем конденсаторе уменьшается вдвое уменьшением прямого напряжения на диодах, что менее выгодно, чем в случае полуволнового выпрямителя [1] . Это наиболее часто используемый тип выпрямителя.

Иногда используется двухполупериодный выпрямитель с трансформатором с разделенной вторичной обмоткой (так называемый трансформатор с отводом). Средний отвод вторичной обмотки трансформатора соединен с заземлением системы. При использовании только двух диодов достигается меньшее падение напряжения, чем при использовании традиционного двухполупериодного выпрямителя. Мощность, выделяемая каждой из вторичных обмоток трансформатора, может быть в два раза ниже, чем для мостовой системы, но это оплачивается за счет увеличения внутреннего сопротивления трансформатора в два раза и, таким образом, за счет больших потерь напряжения на трансформаторе. Поэтому такая система используется только при низких выходных напряжениях, для которых падение напряжения на выпрямительном диоде (около 0,7 В) является значительным значением

Стабилизатор

Если необходимо уменьшить пульсации выходного напряжения, в источнике питания используются соответствующие системы стабилизаторов . Их задача - поддерживать постоянное напряжение на выходе независимо от нагрузки системы и колебаний напряжения питания. Стабилизатор линии типичного трансформаторного источника питания требует, чтобы входное напряжение стабилизатора было выше, чем выходное напряжение. Эта минимальная (или более высокая) разница напряжений обусловлена конструкцией стабилизатора и должна гарантироваться на протяжении всей работы системы, принимая во внимание циклические изменения входного напряжения, вызванные пульсацией. В то же время почти весь выходной ток блока питания протекает через стабилизатор. Произведение этого тока и падения напряжения на стабилизаторе - это мощность потерь, которые производят тепло. Радиаторы используются для защиты стабилизатора от перегрева.

Сводка

Основным преимуществом трансформаторных источников питания является простая конструкция, состоящая всего из нескольких элементов. К недостаткам можно отнести:

Большие размеры трансформатора, обусловлены тем, что эти блоки питания работают с напряжением 50 Гц. Это влияет на вес источника питания - например, с выходным напряжением 16 В, около 0,5 кг массы на каждый ампер выходного тока.

Потеря мощности в стабилизаторе, который рассеивает определенное количество энергии в виде тепла. При больших токах или большой разности напряжений между входом и выходом стабилизатора (особенно в регулируемых источниках питания) требуются большие радиаторы.

Низкая эффективность преобразования энергии - на уровне 50%.

Из-за более высокой эффективности импульсных источников питания и все более экологичного использования материалов производителями трансформаторные источники питания выводятся из эксплуатации и почти не устанавливаются в новые устройства. В настоящее время ни один производитель не использует трансформаторные источники питания для питания компьютеров или зарядных устройств для мобильных телефонов. Импульсные источники питания меньше по размеру и имеют гораздо лучшую эффективность. В прошлом конструкции импульсных источников питания считались сложными, и это было одной из причин высокой распространенности трансформаторных источников питания, особенно в любительских приложениях. В настоящее время доступны специализированные интегральные схемы для переключения источников питания, что облегчает их конструкцию и сводит к минимуму количество необходимых внешних компонентов. Однако трансформаторные источники питания все еще легко используются в простых любительских проектах из-за их простоты конструкции и устойчивости к структурным ошибкам. Кроме того, по сравнению с импульсными источниками питания трансформаторные источники питания являются менее источником электромагнитных помех, особенно в области высоких частот. Это важно для специализированных лабораторных приложений.

   
Наверх

Фитолампы


 
 
У нас всегда можно купить светодиодные лампы для растений по низким ценам.
При копировании материалов с сайта, активная ссылка на источник обязательна.