|
Блоки питания аппаратуры, предназначенные для питания от сети переменного тока, в зависимости от назначения и мощности могут быть выполнены по различным схемам. Простейший блок питания с трансформаторным входом имеет схему, приведенную на рис 7.
Понижающий трансформатор, работающий на частоте питающей сети 50/60 Гц, кроме обеспечения требуемого напряжения, обеспечивает также и гальваническую развязку питаемых цепей от сети переменного тока. Выходное напряжение может стабилизироваться непрерывным или импульсным низковольтным стабилизатором напряжения. Главный недостаток такого блока - большие габариты низкочастотного силового трансформатора. Трансформатор блока питания, рассчитанный на частоту 60 Гц, на частоте 50 Гц может ощутимо нагреваться Естественно, от сети постоянного тока (редко, но такое бывает) такой блок работать не может. Блоки питания с трансформаторным входом применяются при небольшой выходной мощности, чаще всего - в выносных адаптерах, обеспечивающих питание модемов, хабов и прочих маломощных устройств внешнего исполнения Такие блоки достаточно часто монтируются прямо на вилке питания. Уменьшить габариты и вес блока питания позволяет перевод понижающего трансформатора на высокую частоту - десятки килогерц. В этом случае входное напряжение сразу выпрямляется и после фильтрации поступает на высокочастотный преобразователь. Высокочастотные импульсы преобразователя поступают на понижающий импульсный трансформатор, который обеспечивает и гальваническую развязку выходных и входных цепей. Преобразователь чаще всего делают управляемым, так что на него возлагаются и функции регулирующего элемента стабилизатора напряжения. Управляя шириной импульса, можно изменять величину энергии, поступающей через трансформатор в выпрямитель, и, следовательно, регулировать (стабилизировать) его выходное напряжение. В зависимости от мощности стабилизатор строится по однотактной или двухтактной схеме. Однотактная схема несколько проще, и ее применяют в блоках питания мониторов, где мощность обычно не превышает сотни ватт В мониторах частоту импульсного блока обычно синхронизируют с частотой генератора строчной развертки во избежание видимых помех. Двухтактные преобразователи сложнее, но они обеспечивают большую выходную мощность. Такие блоки широко используются в блоках питания PC (см далее). Если блок питания должен вырабатывать несколько выходных напряжений, преобразователь может стабилизировать лишь одно из них. Обычно для стабилизации выбирают основное питающее напряжение, для блоков PC - это цепь +5 В. Остальные напряжения могут быть стабилизированы дополнительными выходными стабилизаторами, но часто их оставляют и нестабилизированными. При этом появляется не сразу очевидная связь, чем больше нагрузка по основной (стабилизированной) цепи, тем выше напряжения на остальных шинах. Импульсные блоки питания имеют малые габариты, но компактный трансформатор представляет собой довольно сложное изделие. Импульсные помехи, которые могут проникать как в питаемые, так и в питающие цепи, подавляют тщательно разработанными фильтрами. Внешнее излучение подавляется металлическим экраном, в который заключают весь блок. Импульсные блоки питания не критичны к частоте сети (50 или 60 Гц) и часто позволяют работать в широком диапазоне входных напряжений. Относительно старые блоки питания имеют переключатели диапазона входного напряжения. Современные блоки, у которых указано свойство Auto switching Power Supply, имеют компоненты с большим запасом по допустимому напряжению и не требуют переключения номинала входного питающего напряжения - они работают в диапазоне 110-230 В Такие блоки применяются в большинстве современных мониторов. Наличие выпрямителя и накопительного конденсатора на входе бестрансформаторного блока питания обусловливает ярко выраженную динамическую нелинейность входной цепи. Пока мгновенное значение напряжения ниже напряжения на накопительном конденсаторе выпрямителя, ток практически не потребляется. На верхушках синусоиды ток резко возрастает, так что в его спектре очень сильно выражена 3-я гармоника. Для питающей сети такой характер нагрузки нежелателен, но с ним приходится мириться. Конечно, нелинейность имеется и в трансформаторном блоке питания, но она несколько сглаживается низкочастотным трансформатором.
|
