Регулируемый блок питания-подробное описание

Регулируемый блок питания

Сегодня почти каждое электронное устройство нуждается в источнике постоянного тока для нормальной работы, и эти источники должны работать в пределах конкретных ограничений по характеристикам электроснабжения. Требуемое напряжение постоянного тока или питание постоянным током получается из одиночной фазы сети переменного тока.

Регулируемый блок питания может преобразовывать нерегулируемый переменный ток (или напряжение) в постоянный ток (или напряжение). Регулируемый блок питания используется для обеспечения того, чтобы на выходе результат был постоянным, даже если на входе произойдут перемены.

Регулируемый источник постоянного тока также называют линейным источником питания, его схемы встраиваются и содержатся в различных блоках. Регулируемый блок питания принимает на входе переменный ток и даёт на выходе постоянный. На рисунке ниже – диаграмма, демонстрирующая работу типичного регулируемого источника постоянного тока.

Регулируемый блок питания

Базовое строение блоков регулируемого источника постоянного тока:

1. Понижающий трансформатор.

2. Выпрямитель.

3. Фильтр постоянного тока.

4. Стабилизатор.

Эксплуатация регулируемого блока питания

Понижающий трансформатор

Понижающий трансформатор понижает напряжение из сети с переменным током до необходимого уровня напряжения. Коэффициент преобразования у трансформатора отрегулирован до такой степени, которая достаточна для достижения необходимого значения напряжения. Выход трансформатора является и входом у выпрямителя.

Выпрямление

Выпрямитель – электронная схема, содержащая диоды, которые и осуществляют процесс выпрямления. Выпрямление – процесс, в ходе которого происходит преобразование переменного тока или напряжения в необходимый постоянный ток. На входе у выпрямителя переменный ток, тогда как на его выходе – однонаправленный пульсирующий постоянный ток.

Обычно двухполупериодный выпрямитель или мостовой выпрямитель используется для выпрямления обоих половин циклов подачи переменного тока (двухполупериодное выпрямление). Рисунок внизу демонстрирует двухполупериодный мостовой выпрямитель.

Регулируемый блок питания

Мостовой выпрямитель содержит 4 диода с соединением p-n, которые подсоединены также, как и на рисунке выше. В положительной половине цикла подачи напряжение индуцировано через вторичную обмотку электрического трансформатора i.e. VMN имеет положительный заряд.

Поэтому E также имеет положительный заряд по отношению к F. Отсюда диоды D3 и D2 имеют обратное смещение, а диоды D1 и D4 имеют переднее смещение. Диоды D3 и D2 работают как открытые переключатели (фактически, это уменьшение напряжения). Диоды D1 и D4 работают как закрытые переключатели и начинают проведение тока.

Отсюда выпрямленное колебание появляется на выходе выпрямителя, как показано на первом рисунке. Когда напряжение индуцировано на вторичной обмотке i.e.,VMN отрицательнее, чем D3 и D2 с передним смещением вместе с другими двумя с обратным смещением, а напряжение с положительным зарядом возникает на входе у фильтра.

Фильтрация постоянного тока

Выпрямленное напряжение из выпрямителя – это пульсирующее постоянное напряжение с очень высоким колебанием. Но это не то, что нужно. Нужна чистая форма волны. Отсюда и вытекает необходимость использования фильтра. Используются различные типы фильтров, например, ёмкостный фильтр, LC-фильтр, фильтр с дроссельным входом, фильтр типа п. На рисунке ниже ёмкостный фильтр, подключенный вдоль выхода выпрямителя, а также форма волны, которая получалась на выходе.

Регулируемый блок питания

Когда мгновенное напряжение начинает увеличиваться, конденсатор начинает заряжаться, и он заряжается до тех пор, пока форма волны не достигнет своего максимального значения. Когда мгновенное напряжение начинает уменьшаться, конденсатор начинает разряжаться по экспоненте и медленно через нагрузку (в данном случае это вход стабилизатора). Отсюда почти постоянное значение постоянного тока с намного меньшими колебаниями.

Стабилизация

Это последний элемент в регулируемом источнике постоянного тока. Итоговое напряжение или ток изменяются или колеблются, когда имеется изменение на входе от сетей переменного тока или когда есть изменения тока в нагрузке на выходе блока питания, или из-за других факторов, таких как изменения температуры.

Данная проблема может быть устранена за счёт использования стабилизатора. Стабилизатор сохраняет постоянство на выходе, даже когда изменения на входе или какие-либо другие изменения имеют место быть.

Стабилизатор серии транзисторов, постоянные и переменные стабилизаторы интегральных схем или стабилизирующие диоды, применяющиеся в зоне стабилизации, могут быть использованы в зависимости от их назначения.

На интегральных схемах, таких как 78xx и 79xx используются определённые значения напряжений на выходе.

На интегральных схемах, таких как LM 317 и 723 (и т.д.) можно отрегулировать напряжение на выходе до необходимого постоянного значения. Рисунок внизу показывает стабилизатор напряжения на LM 317. Напряжение на выходе может быть отрегулировано за счёт регулирования значений элементов сопротивления R1 и R2. Обычно соединение конденсаторов со значениями от 0,01 µF до 10 µF нуждается в том, чтобы быть подсоединённым на выходе и входе и перенаправлять шумы на входе и выходе. В идеале напряжение на выходе должно выглядеть так:

Данный рисунок показывает полную схему регулируемого +5V источника постоянного тока:

Регулируемый блок питания

Регулируемый блок питания

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить комментарий

Электронщик. Ярчайший ресурс в Рунете связанный с автоматикой и электротехникой

Использование материалов сайта возможно при наличии активной ссылки на первоисточник. Связь с редакцией сайта:e-mail: bylira3@gmail.com |