Джерела живлення (стр. 2 из 2)

5. ЛІНІЙНЕ ДЖЕРЕЛО ЖИВЛЕННЯ

В даний час традиційні лінійні джерела живлення 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 цього 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 ВП. Типовий лінійний ІП містить у своєму складі: мережний понижуючий трансформатор, діодний міст з фільтром і стабілізатор, який перетворює нестабілізованим напруга, що отримується з вторинної обмотки трансформатора через діодний міст і фільтр, у вихідне стабілізоване напруга, причому, це вихідна напруга завжди нижче нестабілізованим вхідної напруги стабілізатора. Основним недоліком такої схеми є низький ККД і необхідність резервування потужності практично в усіх 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 та тощо). Причиною цього є принцип по якому функціонують стабілізатори лінійних ВП. Він полягає в розсіюванні на регулюючому елементі деякої потужності

Ppac = Iнагр * (Uвх - Uвых)

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 більш нестабільно вхідна напруга стабілізатора, і чим більше воно залежить від зміни струму навантаження, тим більш високим воно має бути по відношенню до вихідною напругою. 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. Зате 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 і низький ККД. Такі стабілізатори застосовуються тільки при малих навантаженнях, звичайно - як елементи схем (наприклад, як джерела опорного напруги). Приклади параметричних стабілізаторів та формули для розрахунку наведено на рис. 3.3-1.

Послідовні прохідні лінійні стабілізатори відрізняються наступні характеристики: напруга на навантаженні не залежить від вхідної напруги і струму навантаження, допускаються високі значення струму навантаження, забезпечується високий коефіцієнт стабілізації і мале вихідний опір. Структурна схема типового лінійного стабілізатора представлена на рис. 3.3-2. Основний принцип на якій базується його робота - порівняння вихідної напруги з деяким стабілізованою опорною напругою і управління на основі результатів цього порівняння головним силовим елементом стабілізатора (на структурній схемі-Т.Н. 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). У більшості випадків радіоаматорського конструювання як джерела живлення пристроїв можуть застосовуватися лінійні ІП на основі мікросхем лінійних стабілізаторів серії К (КР) 142. Вони мають дуже хорошими параметрами, мають вбудовані ланцюга захисту від перевантажень, ланцюги Термокомпенсаціі тощо, легко доступні і прості в застосуванні (більшість стабілізаторів цієї серії повністю реалізовані всередині ІС, які (мають усього три висновки). Однак при конструюванні лінійних ІП великої потужності (25-100 Вт) потрібен більш тонкий підхід, а саме: застосування спеціальних трансформаторів з броньовими сердечниками (що мають більший КДП), пряме використання тільки інтегральних стабілізаторів неможливе зважаючи на недостатності 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.