Примітки щодо проектування джерела живлення - MCI Transformer Corporation

Посібник із застосування базового джерела живлення

Існує чотири основних типи використовуваних джерел живлення:

Нерегульований лінійний
Регульована лінійна
Ферорезонансний
Режим перемикання

Відмінності між чотирма типами включають постійну вихідну напругу, економічну ефективність, розмір, вагу та пульсації. Цей посібник пояснює кожен тип постачання, описує принцип роботи та викладає переваги та недоліки кожного з них.

1. Нерегульоване лінійне живлення

Нерегульовані джерела живлення містять чотири основні компоненти: трансформатор, випрямляч, конденсатор фільтра та пропускний резистор.

Цей тип джерела живлення, завдяки своїй простоті, є найменш витратним і найнадійнішим при низьких потребах енергії. Недоліком є те, що вихідна напруга не є постійною. Це буде змінюватися залежно від вхідної напруги та струму навантаження, а пульсація не підходить для електронних додатків. Пульсацію можна зменшити, змінивши конденсатор фільтра на фільтр ІС (індуктор-конденсатор), але витрати на цю зміну могли б використовувати регульований лінійний блок живлення більш економічним вибором.

2. Регульоване лінійне живлення

Регульоване лінійне джерело живлення ідентичне нерегульованому лінійному джерелу живлення, за винятком того, що замість пропускаючого резистора використовується 3-клемний регулятор.

Регульоване лінійне джерело живлення вирішує всі проблеми нерегульованого живлення, але не настільки ефективно, оскільки 3-клемний регулятор буде розсіювати надлишкову потужність у вигляді тепла, яке повинно враховуватися в конструкції джерела живлення. Вихідна напруга має незначну пульсацію, дуже мале регулювання навантаження та високу надійність, що робить його ідеальним вибором для використання в електронних додатках малої потужності.

3. Ферорезонансні джерела живлення

Ферорезонансне джерело живлення дуже схоже на нерегульоване джерело живлення, за винятком характеристик ферорезонансного трансформатора.

Ферорезонансний трансформатор буде подавати постійну вихідну напругу через широкі зміни вхідної напруги трансформатора. Проблеми з використанням ферорезонансного джерела живлення полягають у тому, що він дуже чутливий до незначних змін частоти лінії і не може переключатися з 50 Гц на 60 Гц, і що трансформатори розсіюють більше тепла, ніж звичайні трансформатори. Ці джерела живлення важчі і матимуть більше чутного шуму від резонансу трансформатора, ніж регульовані лінійні джерела живлення.

4. Блоки живлення в режимі перемикання

Блок живлення в режимі перемикання має випрямляч, конденсатор фільтра, послідовний транзистор, регулятор, трансформатор, але є більш складним, ніж інші джерела живлення, про які ми вже говорили. Наведена нижче схема являє собою просту блок-схему і не представляє всіх компонентів джерела живлення.

Напруга змінного струму випрямляється до нерегульованої напруги постійного струму за допомогою послідовного транзистора та регулятора. Цей постійний струм подрібнюється до постійної високочастотної напруги, що дозволяє різко зменшити розмір трансформатора та забезпечує значно менший рівень живлення. Недоліками цього типу живлення є те, що всі трансформатори повинні бути виготовлені на замовлення, а складність джерела живлення не піддається низькому виробництву чи економічним застосуванням з низькою потужністю.

Випрямні схеми для регульованих лінійних джерел живлення

З нашого попереднього опису регульоване лінійне джерело живлення є найбільш економічною конструкцією для зниження потужності, низької пульсації та низького регулювання, що підходить для електронних застосувань. У цьому розділі ми пояснимо чотири основні схеми випрямлення, які використовуються:

Напівхвиля
Повнохвильовий центр прослуховується
Повнохвильовий міст
Подвійне доповнення

1. Напівхвильові схеми

Оскільки конденсаторний вхідний фільтр витягує струм із схеми випрямлення лише короткими імпульсами, частота імпульсів вдвічі менша за повнохвильову ланцюг, тому піковий струм цих імпульсів настільки високий, що ця схема не рекомендується використовувати для постійного струму потужність більше 1/2 Вт.

2. Повнохвильові центральні канали

Повнохвильовий випрямляч одночасно використовує лише половину обмотки трансформатора. Вторинний номінальний струм трансформатора повинен бути в 1,2 рази більше струму постійного струму джерела живлення. Вторинна напруга трансформатора повинна бути приблизно в 8 разів більша за напругу постійного струму нерегульованого джерела живлення на кожній стороні центрального крана, або трансформатор повинен бути в 1,6 рази перевернутий в центр постійного струму.