Структурная схема источника питания постоянного напряжения

  Источник питания постоянного напряжения необходим, когда потребитель питается постоянным током, а источником энергии является сеть переменного напряжения. Рассмотрим его структурную схему (рисунок 3.1).

                                                      Рисунок 3.1

  Трансформатор  на входе выполняет вспомогательную роль. Он ставится при необходимости повышения или понижения вторичного напряжения U2 при заданном первичном напряжении U1 с целью получения требуемой величины постоянного напряжения на выходе. U2/U1=W2/W1=Kт.

  Выпрямитель предназначен для преобразования переменного          напряжения в постоянное. Его назначение – получить из двухполярной синусоидальной кривой напряжение U2 однополярные полуволны напряжения Ud. Постоянная составляющая Ud(t) определяет среднее значение выпрямленного напряжения Ud. Наличие переменной составляющей напряжения [Ud(t)-Ud] в большинстве случаев нежелательно. Поэтому осуществляют фильтрацию выпрямленного напряжения подключением к выходу выпрямителя сглаживающих фильтров. Фильтры выполняют на основе реактивных элементов – дросселей и конденсаторов, которые подключают, соответственно, последовательно с нагрузкой или параллельно нагрузке (рисунок 3.2).

         а)                                    б)                   в)                          г)

 а)L-фильтр; б)С-фильтр;  в)Г-образный LC-фильтр;  г)двухзвенный Г-образный LC-фильтр

                                            Рисунок 3.2             

  Стабилизатор напряжения подключают между фильтром и нагрузкой для обеспечения необходимой точности, требуемой величины постоянного напряжения на нагрузке в условиях изменения входного напряжения U1 и тока нагрузки. Стабилизаторы напряжения применяются, в основном, в неуправляемых выпрямителях.

Однофазный двухполупериодный неуправляемый выпрямитель с нулевым выводом.

                                                    Рисунок 3.3

  Силовой трансформатор Tр имеет две вторичные обиотки W2’, W2’’, связанные с первичной обмоткой id коэффициентом трансформации  Схема соединения обмоток такова, что одинаковые по величине напряжения на выводах вторичных обмоток сдвинуты относительно друг друга на 180 градусов. Рассмотрим работу схемы для активной нагрузки (рисунок 3.3).

  При поступлении полуволны напряжения положительной полярности (интервал 0-π) напряжение на обмотках транзистора без скобок. К диоду VD1 прикладывается напряжение положительной полярности, к VD2 – отрицательной. Таким образом на интервале от 0 до π VD1 открыт VD2 закрыт.

  При поступлении напряжения U1 отрицательной полярности (интервал π - 2 π), полярность напряжения на обмотках транзистора становится в скобках. VD1 закрывается,  VD2 – открывается. К нагрузке прикладывается напряжение той же полярности, что и на предшествующем интервале. Далее процессы повторяются. Среднее выпрямленное напряжение

    .

Средний ток нагрузки .

Средний ток диода, необходимый для его выбора .