Реферат: Джерела живлення
Таким чином, вибираємо С = 1,5 мкФ з подвоєним робочою напругою 500 В (можуть застосовуватися конденсатори типів: МБМ, МГБП, МБТ).
Повна схема зарядного пристрою з розділовим конденсатором наведена на рис. 3.2-2. Пристрій придатне для зарядки акумуляторів струмом не більше 100 мА при напрузі заряду не більш 15В. Подстроєчним резистором R2 встановлюють необхідне значення напруги заряду. R1 виконує роль обмежувача струму на початку заряду, а що виділяється на ньому напруга подається на світлодіод. По інтенсивності світіння світлодіоди можна судити - наскільки розряджена АКБ.
При експлуатації цього джерела живлення (і будь-яких інших ВП без гальванічної розв'язки з мережею) необхідно пам'ятати про заходи безпеки. Пристрій і заряджається батарея весь час знаходяться під потенціалом промислової мережі. У деяких випадках такі обмеження унеможливлюють нормальну експлуатації пристроїв, тому доводиться забезпечувати гальванічну розв'язку ІП від мережі. Малопотужний джерело живлення з розділовим конденсатором, але з гальванічною розв'язкою від промислової мережі можна виготовити на основі перехідного трансформатора або реле магнітного пускача, причому їх робоча напруга може бути і нижче 220 В. На рис. 3.2-3 показана принципова схема такого джерела живлення. Ємність розділового конденсатора розраховується з урахуванням параметрів трансформатора (тобто, знаючи коефіцієнт трансформації. Спочатку розраховують напругу, що необхідно забезпечити на вході трансформатора, а потім, переконавшись у допустимості такої напруги для застосовуваного трансформатора, розраховують параметри конденсатора). Потужність, що віддається таким джерелом живлення, цілком може живити квартирний дзвінок, приймач, аудіоплеєр.
4. ДЖЕРЕЛА ЖИВЛЕННЯ З РОЗДІЛОВИМИ КОНДЕНСАТОРАМИ
У мікропотужний джерелах живлення з гальванічною зв'язком з промисловою мережею звичайно застосовуються т.зв. розділові конденсатори, які являють собою не що інше, як шунтуючі опору, що включаються послідовно в ланцюг живлення. Відомо, що конденсатор, встановлений в колі змінного струму, володіє опором, що залежить від частоти і називається реактивним. Ємність конденсатора роздільник (за умови застосування в промисловій-мережі ~ 220 В, 50 Гц) можна розрахувати за такою формулою:
Для прикладу: зарядний пристрій для нікель-кадмієвих акумуляторів 12В ємністю
1 А / ч може бути що живиться від мережі через розділовий конденсатор. Для нікель-кадмієвих акумуляторів зарядний струм складає 10% від номіналу, тобто 100 мА в нашому випадку. Далі, з огляду на падіння напруги на стабілізаторі порядку 3-5 в, отримуємо, що на вході зарядного пристрою необхідно забезпечити напругу ~ 18 В при робочому струмі 100 мА. Підставляючи ці дані, отримуємо:
Таким чином, вибираємо С = 1,5 мкФ з подвоєним робочою напругою 500 В (можуть застосовуватися конденсатори типів: МБМ, МГБП, МБТ).
Повна схема зарядного пристрою з розділовим конденсатором наведена на рис. 3.2-2. Пристрій придатне для зарядки акумуляторів струмом не більше 100 мА при напрузі заряду не більш 15В. Подстроєчним резистором R2 встановлюють необхідне значення напруги заряду. R1 виконує роль обмежувача струму на початку заряду, а що виділяється на ньому напруга подається на світлодіод. По інтенсивності світіння світлодіоди можна судити - наскільки розряджена АКБ.
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.
