Устройство и принцип работы импульсного блока питания, основные характеристики, конструктивные исполнения достоинства и область применения

Блок питания — это устройство, преобразующее сетевое напряжения до уровня, необходимого для работы электрических схем различных приборов. Вторичные источники электропитания часто используются для бытовой техники и промышленных установок, содержащих электронику.

Изначально источники вторичного напряжения строились по схеме, которую принято называть трансформаторной. Принцип её работы состоит в трансформации сетевого напряжения до необходимого уровня с последующим его выпрямлением и стабилизацией.

Типовая схема традиционного источника электропитания состоит из следующих элементов:

• силовой понижающий трансформатор, содержащий одну или несколько вторичных обмоток, в зависимости от потребностей питаемой схемы; выпрямительный блок, как правило, выполняется по схеме диодного моста;
• конденсатор фильтра, включенный между положительным и отрицательным выводами моста и необходимый для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения, иногда для улучшения параметров фильтра, в схему добавляется дроссель;
• стабилизатор выходного напряжения, построенный на основе специализированной микросхемы или содержащий ключевой транзистор и небольшую схему управления.

Эти схемы надёжны в работе, не создают высокочастотных помех, обеспечивают гальваническую развязку между первичными и вторичными цепями. Тем не менее есть ряд причин по которым они уступают блокам питания импульсного типа.

Трансформаторы, преобразующие напряжение с частотой 50 герц, отличаются относительно большими габаритами и весом. Это свойство трансформаторных источников электропитания вступило в противоречие с общими принципами миниатюризации бытовых и промышленных электроприборов.

Проблему удалось решить путём создания импульсных или инверторных блоков. Такие параметры трансформатора, как сечение магнитопровода, количество витков обмотки и сечение провода, существенно уменьшаются с увеличением частоты преобразуемого напряжения.

Это также относится к ёмкости, следовательно, и к габаритам фильтрующих конденсаторов. Этот базовый принцип электротехники был послужил основой при создании вторичных источников питания нового типа.

КАК РАБОТАЕТ ИМПУЛЬСНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ

Принцип работы импульсного блока питания заключается в ряде последовательных преобразований питающего напряжения:

• выпрямление входного напряжения;
• инвертирование, то есть, генерация сигнала с частотой от десятков до сотен килогерц;
• трансформация высокочастотных импульсов до требуемого уровня;
• выпрямление и фильтрация полученного напряжения.

Цепочка преобразований в описании принципа работы импульсного блока питания выглядит достаточно громоздкой и даже лишённой смысла. Однако нужно учесть что в данной схеме преобразуется напряжение, частота которого в отдельных моделях составляет 200 кГц (а не 50 Гц, как в трансформаторных источниках питания).

Трансформаторы, которые работают на высоких частотах, называют импульсными. Обычно они используют магнитопровод тороидальной формы (в виде бублика) небольшого размера. Это позволило уменьшить вес и габариты блока той же мощности более чем на порядок.

Тор обычно изготавливается штамповкой из пермаллоя — сплава, состоящего из железа и никеля, магнитопровод же низкочастотного трансформатора набирается из тонких пластин электротехнической стали.

Принцип инверторного преобразования дает возможность создать сверхминиатюрные аппараты электродуговой сварки, работа которых возможна от обычной бытовой розетки, способные сваривать металл до 10 мм толщиной, легко переносимые в небольшой сумке с плечевым ремнём.

Базовые принципы, на которых основано устройство импульсного блока питания не новы, всё находится в рамках давно устоявшихся представлений об электричестве. Что же мешало создать их раньше? Причина в технологии.

Главными электронными компонентами инверторного преобразователя импульсного блока являются элементы схемы, способные работать с высокими частотой и напряжением и большими токовыми нагрузками.

Раньше, компонентов, отвечающих этим требованиям, просто не существовало. Настоящий прорыв в развитии и распространении инверторных технологий произошёл после того, как мировым производителям электроники удалось наладить массовое производство мощных IGBT – транзисторов, а также полевых транзисторов по технологии MOSFET.

Они отличаются очень малым значением тока управления, что обеспечивает высокий КПД блока.

Кроме мощных транзисторных ключей, инвертор содержит времязадающие цепочки, генерирующие высокочастотные сигналы управления транзисторами.

Применение в этом качестве цифровых микросхем ШИМ – контроллеров позволяет ещё более миниатюризировать электронную часть. Контроллер широтно импульсного модулирования формирует прямоугольные периодические импульсы. В целом схемотехнически импульсные блоки питания относительно просты.

Стабилизация выходного напряжения осуществляется за счёт обратной связи этого параметра с задающими цепями ШИМ – контроллера. Принцип работы обратной связи — при отклонении уровня контролируемого параметра на выходе от номинального значения происходит изменение скважности импульсов, формируемых контроллером.

Скважностью импульсов называется безразмерная величина, равная отношению периода чередования этих импульсов к их длительности. Таким образом, скважность изменяется от 0 до 1.

Увеличение уровня выходного напряжения вызывает снижение скважности и наоборот, то есть, имеет место отрицательная обратная связь. Скважность, задаваемая контроллером, определяет режим работы ключевых транзисторов. Чем выше значение скважности, тем большую часть периода транзистор открыт, и тем больше среднее значение напряжение за период.

Описанный принцип стабилизации обеспечивает работу блока питания в очень широком диапазоне изменения питающего напряжения. Резюмируя сказанное, преимущества импульсных блоков питания таковы:

• малые габариты и вес по сравнению с трансформаторными источниками питания;
• схемотехническая простота, обусловленная применением интегральных электронных компонентов;
• возможность работы в широком диапазоне изменения значений входного напряжения.

ПРИМЕНЕНИЕ ИМПУЛЬСНЫХ БЛОКОВ

Источники вторичного напряжения инверторного типа используются повсеместно, как в быту, так и в промышленной технике. Перечень устройств и бытовых приборов, в которых реализована схема электропитания, работающая по принципу инверторного преобразователя:

• все виды компьютерной техники;
• телевизионная и звуковоспроизводящая аппаратура;
• пылесосы, стиральные машины, кухонная техника;
• источники бесперебойного электроснабжения различного назначения;
• системы видеонаблюдения, комплексы охранной сигнализации.

Исполнение инверторных источников зависит от условий эксплуатации и назначения. Блоки питания, встроенные в электроприбор, выполняются бескорпусными. Они могут располагаться внутри основного изделия на отдельной плате, или быть интегрированы в общую плату электроприбора.

Существуют источники электропитания для автономного применения, к ним могут подключаться различные потребители. Примером могут служить зарядные устройства, источники электропитания систем видеонаблюдения, охранной и пожарной сигнализации. Такие блоки питания размещаются в отдельном корпусе и комплектуются штекерами и проводами для подключения.

  *  *  *

© 2014-2021 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют ознакомительный характер и не могут использоваться в качестве руководящих и нормативных документов.

Как работает импульсный блок питания ⋆ diodov.net

Подробно рассмотрим, как работает импульсный блок питания (ИБП) любого типа. Сегодня такие компоненты являются основными источниками электрической энергии любой электронной аппаратуры. Аудио аппаратуру мы в счет не берем. Там по-прежнему доминируют линейные или трансформаторные блоки питания.

Концепция ИБП известна давно. Однако реализация ее стала возможной относительно недавно. Этому способствовало появление управляемых полупроводниковых ключей с требуемыми характеристиками. В первую очередь речь идет о полевых транзисторах MOSFET. Сегодня MOSFET вытеснили практически все другие управляемые полупроводниковые приборы в области преобразователей электрической энергии малой и средней мощности. В преобразователях большой мощности лидирующие позиции занимают IGBT транзисторы, а также некоторые виды тиристоров.

Главное и неоспоримое преимущество импульсных блоков питания по сравнению с линейными (трансформаторными) БП – это значительно меньший вес и габариты при равных мощностях. Для сравнения можно взять импульсный блок питания компьютера мощностью 500 Вт и только один трансформатор мощностью 500 ВА.

Разница, особенно по массе, будет ощутима.

Существует много схем ИБП. Однако все они сводятся к тому, чтобы снизить в первую очередь массу и габариты трансформатора. Почему именно трансформатора? Потому что он является самым громоздким, тяжелым и дорогим элемент блока питания.

Чтобы хорошо представлять, как работает импульсный блок питания, сначала рассмотрим классическую схему линейного БП.

Схема линейного блока питания

Основные задачи любого промышленного БП заключаются в снижении переменного напряжения 220 В (230 В) до требуемой величины, затем его выпрямление, сглаживание и стабилизация.

Поэтому любая схема линейного бока питания обязательно содержат как минимум следующие элементы: трансформатор, выпрямитель, фильтр, узел стабилизации. Назначение каждого элемента было более полно рассказано здесь.

Теперь, глядя на составляющие функциональной схемы линейного БП, давайте рассуждать, какие элементы приводят к росту его массы и веса. В качестве выпрямителя чаще служит диодный мост. Снизить его размеров не даст особого эффекта. Да и реализовать этот будет затруднительно.

Узел стабилизации может быть реализован по-разному. Поэтому на нем мы тоже сэкономить мало что сможем. Остаются только два элемента: фильтр и трансформатор. Фильтр представляет собой электролитический конденсатор большой емкости. Но изменение его параметров, как мы увидим далее, не позволит получить сколь-нибудь ощутимый выигрыш. Остается исследовать возможности способы минимизации трансформатора.

Основная задача его заключается в передаче мощности со стороны источника высокого на сторону низкого напряжения. При этом необходимо обеспечить гальваническую развязку высоковольтных с низковольтными цепями. Гальваническая развязка необходима для преимущественного большинства устройств по условиям безопасности, как персонала, так и низковольтного оборудования. А трансформатор, как никакой другой элемент выполняет эти и другие условия. При этом он имеет максимальный коэффициент полезного действия, достигающий 99 %. По этой причине ему до сих пор не могут найти альтернативу, за что приходится расплачиваться повышенной массой и размерами в целом БП.

Безтранформаторные источники питания

Конечно, всегда возникал вопрос: а можно ли вообще обойтись без трансформатора? Здесь ответ неоднозначный. И можно и нельзя. Более того, существуют безтрансформаторные источники питания. Для снижения напряжения применяют конденсатор. Конденсатор характеризуется реактивным сопротивлением при работе в цепях переменного тока. Именно это свойство благополучно используется. Однако реактивное сопротивление конденсатора зависит обратно пропорционально от его емкости. Поэтому с увеличением нагрузки необходимо применять конденсатор большей емкости, что очень сказывается на его размерах. Кроме того возрастает его цена, поскольку он должен быть рассчитан на 400…450 В. Помимо всего прочего, использование реактивного сопротивления негативно влияет на качестве электроэнергии питающей сети. Снижается коэффициент мощности cosφ. Но самый главный недостаток заключается в отсутствии гальванической развязки. Это исключает применение подобных схем в преимущественном большинстве радиоэлектронной аппаратуре.

Как снизить массу и габариты трансформатора

Так вот, мощность любого узла ИБП определяется всего двумя параметрами: напряжением и током.

P = U∙I.

Полная мощность трансформатора (Т) также определяется произведением тока на напряжение. Поэтому давайте рассмотрим, как зависят габариты Т от величины приложенного U и протекающего I. Возможно, здесь у нас получится на что-то повлиять.

Напряжение или, точнее говоря, ЭДС данного электромагнитного устройства определяется частотой приложенного напряжения f, количеством витков w и магнитным потоком Φ.

E = 4,44∙f∙w∙Φ

Коэффициент 4,44 уберем для упрочения, поскольку он соответствует синусоидальной форме тока. В импульсных блоках питания, где форма сигнала имеет вид прямоугольника, это коэффициент имеет другое значение.

E ~ f∙w∙Φ

Магнитный поток представляет собой произведение магнитной индукции B на площадь поперечного сечения сердечника магнитопровода Sс.

E ~ f∙w∙B∙Sс

Давайте поразмыслим над этой формулой с интересующей нас позиции. Размеры Т определяются размерами его сердечника и обмотками. Упрощенно говоря, мы можем вполне обосновано сказать, что габариты сердечника зависят от площади поперечного сечения сердечника (магнитопровода) Sс. А габариты обмотки зависят от числа витков w.

Теперь становится очевидно, что для сохранения прежней величины электродвижущей силы E при снижении числа витков w и площади поперечного сечения Sс, а соответственно и габаритов трансформатора, необходимо повышать или частоту или индукцию или эти два параметра одновременно.

Преимущественное большинство сердечников промышленных трансформаторов выполняются из электротехнической стали. Такая сталь имеет индукцию насыщения порядка 1,7 Тл. Это довольно большое значение индукции. Выше только у чистого железа, обладающего максимально возможной индукцией из всех магнитных материалов, и составляет чуть более 2 Тл. К сожалению, чистое железо не пригодно к использованию в электромагнитных устройствах вследствие сильных потерь энергии при перемагничивании.

Альтернативные магнитные материалы

Также в ряде стран применяется пермаллой. Пермаллой имеет несколько меньшую индукцию, чем электротехническая стать, но обладает большим электрическим сопротивлением. Благодаря чему снижаются потери на вихревые токи, а соответственно и потери холостого хода.

Относительно недавно на рынке в доступной цене появились аморфные и нанокристаллические сплавы. Они обладают высоким электрическим сопротивлением, при этом индукция их приближается к электротехническим сплавам. Кроме того они обладают рядом положительных свойств, превосходящих другие магнитные материалы. Но на этом мы здесь останавливаться не будем.

Однако индукция известных на сегодняшний день магнитных материалов и сплавов не достигает величины, значительно превосходящей индукцию электротехнической стали, то есть более 1,7 Тл. Поэтому сейчас невозможно существенно снизить габариты электромагнитного устройства за счет применения новых магнитных материалов. Поэтому остается единственный способ, который даст ощутимое снижение массы и размеров – это повышение частоты f переменного тока.

Как работает импульсный блок питания электронных устройств

Мы знаем, что в сети 220 В или 230 В f равна 50 Гц, отсюда возникает вопрос: как ее повысить? А делается это следующим образом. Сначала переменное напряжение 220 В, 50 Гц выпрямляется с помощью обычного диодного моста. Затем оно сглаживается электролитическим конденсатором большей емкости. Далее сглаженное напряжение снова преобразуется в переменное, но уже значительно большей частоты. В современных импульсных блоках питания она составляет порядка единиц мегагерц. И уже это высокочастотное напряжение подается на обмотку трансформатора. Это позволяет значительно снизить его размеры при сохранении прежнего значения электродвижущей силы. Затем сниженное напряжение со вторичной обмотки снова выпрямляется, сглаживается, и стабилизируется.

Постоянное напряжение преобразуется в переменное с помощью инвертора. Транзисторы инвертора работают в ключевом режиме, что приводит к появлению значительных импульсов тока. Поэтому на входе первого выпрямителя обязательно устанавливают дроссель для снижения уровня пульсаций тока, вызванных работой инвертора. Кроме того, для борьбы и электромагнитными импульсами, ИБП полностью экранируют.

Именно по причине этих пульсаций ИБП не применяются в аудиотехнике. В первую очередь это относиться к усилителям звука. Они вместе с полезным аудиосигналом могут усилить и помехи или пульсации, создаваемые полупроводниковыми приборами, работающими в ключевом режиме. В конечном итоге это негативно отобразится на качестве звука.

Сечение провода тр-ра по-прежнему рассчитывается на аналогичный ток. Однако в качестве магнитопровода электротехническая сталь не применяется, поскольку на высоких частотах возникают сильных потери энергии, вызванные действием вихревых токов. Поэтому применяют магнитные материалы с максимально высоким электрическим сопротивлением. К ним относятся ферриты и различного рода магнитодиэлектрики.

ШИМ-контроллер

Работой полупроводниковых приборов инвертора управляет ШИМ-контроллер. ШИМ-контроллер может выполняться в виде отдельной микросхемы или в едином корпусе с полупроводниковыми ключами. Для поддержания заданного уровня напряжения на нагрузке в не зависимости от изменения ее параметров и других воздействующих факторов, необходимо изменять параметры широтно-импульсной модуляции. За это отвечает ШИМ-контроллер, который получает сигнал по обратной связи. В качестве элемента, образующего обратную связь применяется оптопара. Может применяться и другой радиоэлектронный элемент, как правило, способный осуществить гальваническую развязку.

Теперь должно быть понятно, как работает импульсный блок питания. Его схема состоит из входного фильтра, входного выпрямителя, сглаживающего входного фильтра, инвертора, импульсного трансформатора, выходного выпрямителя и выходного фильтра.

В качестве входного фильтра применяется дроссель. Сглаживающими фильтрами служат электролитические конденсаторы большей емкости.

Мощный импульсный блок питания?

Значительно повысить f удается только в относительно маломощных ИБП с точки зрения силовой электроники. В преобразователях электрической энергии большой мощности – десятки, сотни и тысячи киловатт, сколь существенно увеличить частоту не получится. Это вызвано отсутствием транзисторов или тиристоров, способных быстро переключать большую нагрузку, сохраняя при этом приемлемый уровень потерь энергии. Максимум удается повысить f до тысячи герц, 400 Гц, а то и вовсе ниже. К тому же возникают трудности с охлаждением таких преобразовательных установок.

Потери в полупроводниковых ключах зависят от приложенного к ним напряжения, протекающего I и частоты переключения. С ростом f потери энергии в полупроводниковых ключах сильно возрастают. Поэтому существенно снижается коэффициент полезного действия всей преобразовательной установки. Отсюда данный способ пока что не находит применения для мощных преобразователей и является малоэффективным.

Но и здесь был найден выход. Все усилия были направлены в сторону уменьшения размеров и веса обмоток. В преобразователях она может достигать нескольких тонн. Если получится существенно уменьшить ее размеры, тогда можно домотать некоторое количество витков и за счет этого снизить габариты магнитопровода при сохранении прежнего значения электродвижущей силы.

Масса меди обмоток m_о зависит от суммарной длины одного витка l_в, их числа w, площади поперечного сечения S_в и удельного веса меди γ_м.

m_о = l_в∙w∙S_в∙γ_м.

Длина витка l_в определяется его диаметром d_в, поэтому можем переписать предыдущее выражение следующим образом:

m_о = π∙d_в∙w∙S_в∙γ_м.

В свою очередь диаметр d_в определяет индуктивность Т. Поэтому его мы уменьшить не можем, поскольку это в конечном итоге повлечет за собой уменьшение ЭДС, а это не допустимо.

Также нельзя снизить удельный вес меди. Остается снижать площадь поперечно сечения витка.

Она в свою очередь зависит от величины протекающего I и допустимой плотности тока j.

S_в = I∙j.

Величину тока мы также снизить не можем, поскольку она определяет мощность трансформатора при заданном значении электродвижущей силы. Остается только один способ – увеличить допустимую плотность j.

Сверхпроводники

Эта величина для меди в среднем находится в пределах от 8 до 10 А/мм². Для обмоток электрических машин она будет иметь меньшее, а для монтажных проводов или линий электропередач – большее значение.

Величина j показывает, какой максимальный ток можно пропустить через заданное сечение проводника. Для простоты примем допустимое значение j = 10 А/мм². Это значит, что через медный провод сечением 1 мм² можно пропустить I величиной 1 А. Если превысить эту величину, то он будет перегреваться, что недопустимо. Главная причина заключается в перегреве изоляции, которая для электрических машин обходится дороже стоимости самого провода. С ростом температуры эксплуатационный срок изоляции резко снижается. Отсюда преждевременная постановка на ремонт и затратная перемотка изоляции.

Если проводник принудительно охлаждать, то через ту же S_в можно пропустить больший I. Именно таким способом удается существенно уменьшить сечение S_в. Применяют так называемые сверхпроводящие обмотки. Они находятся в специальной герметичной емкости, заполненной жидким азотом. Точка кипения азота чуть более -195 °С. Жидкий азот хорош тем, что он не взрывоопасен и не ядовит.

Благодаря применению жидкого азота снижается сопротивление проводника. Это позволяет повысить j почти в 30 раз, не перегревая его. А соответственно снизить площадь поперечного сечения обмоточного провода, что в свою очередь приводит к снижению веса электромагнитного устройства.

Подытожим сказанное выше. Для снижения массы и габаритов ИБП малой и средней мощности повышают частоту подводимого напряжения к обмоткам трансформатора за счет специальных схемных решений. В силовых преобразователях такой способ пока что трудно реализуем по причине отсутствия полупроводниковых ключей с приемлемыми коммутационными характеристиками. Единственный рациональный способ заключается в использовании сверхпроводящих обмоток.

Теперь, я надеюсь, Вам стало понятно, как работает импульсный блок питания и почему он имеет такую структуру.

Еще статьи по данной теме

Как работают импульсные блоки питания: 7 правил

Домашний мастер часто сталкивается с поломками сложной бытовой техники из-за отказов ее электрической схемы. Не всегда удается сразу выполнить такой ремонт. Часто требуются знания про импульсные блоки питания, принципы работы их составных частей.

Такие работники популярны, всегда востребованы, заслуживают уважения. Однако не все так сложно в этом вопросе, как кажется на первый взгляд.

Я выделил 7 правил, по которым работает любой ИБП, постарался объяснить их простыми словами для новичков. А что получилось — оценивайте сами.

Содержание статьи

Блоки питания — это электротехнические устройства, которые изменяют характеристики промышленной электроэнергии до уровня параметров, необходимых для работы конечных механизмов.

Они подразделяются на трансформаторные и импульсные изделия.

Силовой трансформатор понижает входное напряжение и одновременно обеспечивает гальваническую развязку между электрической энергией первичной и вторичной цепи.

Трансформаторные модули тратят значительную часть мощности на электромагнитные преобразования и нагрев, имеют повышенные габариты, вес.

Импульсные блоки питания: как работает структурная схема и взаимодействуют ее части — краткое пояснение

Правило №1 всех ИБП: чем выше рабочая частота, тем лучше. Преобразование электроэнергии выполняется не на промышленных 50 герц, а на более высоких сигналах в пределах 1÷100кГц.

За счет этого снижаются потери и общий вес всех элементов, но усложняется технология. Принципы работы импульсного блока питания помогает понять его структурная схема.

Показываю ее составные части прямоугольниками, связи стрелками, а форму выходного сигнала из каждого блока — мнемонической фигурой преобразованного напряжения (темно синий цвет сверху).

Сетевой фильтр пропускает через себя промышленную синусоиду. Одновременно он отделяет из нее все посторонние помехи.

Очищенная от помех синусоида поступает на выпрямитель со сглаживающим фильтром. Он превращает полученную гармонику в сигнал напряжения строго постоянной формы действующей величины.

Следующим этапом начинается работа инвертора. Он из постоянного стабилизированного сигнала формирует высокочастотные колебания уже не синусоидальной, а практически строго прямоугольной формы.

Преобразованная в подобный вид электрическая энергия поступает на силовой высокочастотный трансформатор, который, как и обычный аналоговый, видоизменяет ее на пониженное напряжение с увеличенным током.

После силового трансформатора наступает очередь работы выходного выпрямителя.

Заключительным звеном работает сглаживающий выходной фильтр. После него на блок управления бытового прибора поступает стабилизированное напряжение постоянной величины.

Качество работы импульсного блока поддерживается за счет создания в рабочем состоянии обратной связи, реализованной в блоке управления инвертора. Она компенсирует все посадки и броски напряжения, вызываемые колебаниями входной величины или коммутациями нагрузок.

Пример монтажа деталей показан на фотографии платы импульсного блока питания ниже.

Сетевой выпрямитель имеет в своем составе предохранитель на основе плавкой вставки, диодный мост, электромеханический фильтр, набор дросселей, конденсаторы развязки со статикой.

Накопительная емкость сглаживает пульсации.

Генератор инвертора на основе силового ключевого транзистора
в комплекте с импульсным трансформатором выдает напряжение на выходной
выпрямитель с диодами, конденсаторами и дросселями.

Оптопара в узле обратной связи обеспечивает оптическую развязку электрических сигналов.

Разберем все эти части подробнее.

Схемы сетевых фильтров импульсных и высокочастотных помех: 4 типа конструкций

Правило №2: у качественных ИБП в конструкции блока должен работать надежный фильтр в/ч сигналов.

Важно понимать, что импульсы высокой частоты играют двоякую роль:

1. в/ч помехи могут приходить из бытовой сети в блок питания;
2. импульсы высокочастотного тока генерируются встроенным преобразователем и выходят из него в домашнюю проводку.

Причины появления помех в бытовой сети:

• апериодические составляющие переходных процессов, возникающие от коммутации мощных нагрузок;
• работы близкорасположенных приборов с сильными электромагнитными полями, например, сварочных аппаратов, мощных тяговых электродвигателей, силовых трансформаторов;
• последствия погашенных импульсов атмосферных разрядов и других факторов, включая наложение высокочастотных гармоник.

Помехи ухудшают работу радиоэлектронной аппаратуры, мобильных устройств и цифровых гаджетов. Их необходимо подавлять и блокировать внутри конструкции импульсного блока питания.

Основу фильтра составляет дроссель, выполненный двумя обмотками на одном сердечнике.

Дроссели могут быть выполнены разными габаритами, намотаны толстой или тонкой проволокой на больших или маленьких сердечниках.

Начинающему мастеру достаточно запомнить простое правило: лучше работает фильтр с дросселем большого магнитопровода, увеличенным числом витков и поперечным сечением проволоки. (Принцип: чем больше — тем и лучше.)

Дроссель обладает индуктивным сопротивлением, которое резко ограничивает высокочастотный сигнал, протекающий по проводу фазы или нуля. В то же время оно не оказывает особого влияния на ток бытовой сети.

Работу дросселя эффективно дополняют емкостные сопротивления.

Конденсаторы подобраны так, что закорачивают ослабленные дросселем в/ч сигналы помех, направляя их на потенциал земли.

Принцип работы фильтра в/ч помех от проникновения на блок питания входных сигналов показан на картинке ниже.

Между потенциалами земли с нулем и фазой устанавливают Y конденсаторы. Их конструктивная особенность — они при пробое не способны создать внутреннее короткое замыкание и подать 220 вольт на корпус прибора.

Между цепями фазы и нуля ставят конденсаторы, способные выдерживать 400 вольт, а лучше — 630. Они обычно имеют форму параллепипеда.

Однако следует хорошо представлять, что ИБП в преобразователе напряжения сами выправляют сигнал и помехи им практически не мешают. Поэтому такая система актуальна для обычных аналоговых блоков со стабилизацией выходного сигнала.

У импульсного блока питания важно предотвратить выход в/ч помех в бытовую сеть. Эту возможность реализует другое решение.

Как видите, принцип тот же. Просто емкостные сопротивления всегда располагаются по пути движения помехи за дросселем.

Третья схема в/ч фильтра считается универсальной. Она объединила элементы первых двух. Y конденсаторы в ней просто работают с двух сторон каждого дросселя.

У самых дорогих и надежных устройств используется сложный фильтр с дополнительно подключенными дросселями и конденсаторами.

Сразу же показываю схему расположения фильтров на всех цепочках блока питания: входе и выходе.

Обратите внимание, что на кабель, выходящий из ИБП и подключаемый к электронному прибору, может быть дополнительно установлен ферритовый фильтр, состоящий из двух разъемных полуцилиндров или выполненный цельной конструкцией.

Примером его использования является импульсный блок питания ноутбука. Это уже четвертый вариант применения фильтра.

Сетевой выпрямитель напряжения: самая популярная конструкция

Правило №3: после выхода с фильтра напряжение подается на схему выпрямителя, состоящего в базовой версии из диодного моста и электролитического конденсатора.

В ходе электрического преобразования форма синусоиды, состоящая из полуволн противоположных знаков, вначале меняется на сигнал положительного направления после диодной сборки, а затем эти пульсации сглаживаются до практически постоянной амплитудной величины 311 вольт.

Такой сетевой выпрямитель напряжения заложен в работу всех блоков питания.

Преобразователь импульсного напряжения: объяснение простыми словами с поясняющими картинками

Правило №4: выпрямленный сигнал подвергается широтно-импульсной модуляции на силовом ключе под управлением ШИМ контроллера.

Силовой ключ выполняется первичной обмоткой высокочастотного трансформатора. Для эффективной трансформации в/ч импульсов до 100 килогерц конструкцию магнитопровода делают из альсифера или ферритов.

На обмотку трансформатора от цепей управления через в/ч транзистор поступают импульсы сигналов в несколько десятков килогерц.

Прямоугольные импульсы тока подаются по времени, чередуются с паузами, обозначаются единицей (1) и нулем (0).

Продолжительность протекания импульса или его ширина в каждый момент низкочастотного синусоидального напряжения соответствует его амплитуде: чем она больше, тем шире ШИМ. И наоборот.

ШИМ контроллер отслеживает величину подключенной нагрузки на выходе импульсного блока питания. По ее значению он вырабатывает импульсы, кратковременно открывающие силовой транзистор.

Если подключенная к ИБП мощность начинает возрастать, то схема управления увеличивает длительность импульсов управления, а когда она снижается, то — уменьшает.

За счет работы этой конструкции производится стабилизация напряжения на выходе блока в строго определенном диапазоне.

Импульсный трансформатор: принцип работы одного импульса в 2 такта

Правило №5: импульсный трансформатор для блока питания передает каждый ШИМ импульс за счет двух преобразований электромагнитной энергии.

Во время преобразования электрической энергии в магнитную и обратно в электрическую с пониженным напряжением обеспечивается гальваническое разделение первичных входных цепей с вторичной выходной схемой.

Каждый ШИМ импульс тока, поступающий при кратковременном открытии силового транзистора, протекает по замкнутой цепи первичной обмотки трансформатора.

Его энергия расходуется:

1. вначале на намагничивание сердечника магнитопровода;
2. затем на его размагничивание с протеканием тока по вторичной обмотке и дополнительной подзарядкой конденсатора.

По этому принципу каждый ШИМ импульс из первичной сети подзаряжает накопительный конденсатор.

Генераторы ИБП могут работать по простой однотактной или более сложной двухтактной технологии построения.

Однотактная схема импульсного блока питания: состав и принцип работы

На стороне 220 расположены: предохранитель, выпрямительный диодный мост, сглаживающий конденсатор, биполярный транзистор, цепочки колебательного контура и коллекторного тока, а также обмотки импульсного трансформатора.

Однотактная схема импульсного блока питания создается для передачи мощности 10÷50 ватт, не более. По ней изготавливают зарядные устройства мобильных телефонов, планшетов и других цифровых гаджетов.

В выходной цепочке трансформатора используется выпрямительный диод Д7. Он может быть включен в прямом направлении, как показано на картинке, или обратно, что важно учитывать.

При прямом включении импульсный трансформатор накапливает индуктивную энергию и передает ее в выходную цепь к подключенной нагрузке с задержкой по времени.

Если диод включен обратно, то трансформация энергии из первичной схемы во вторичную цепь происходит во время закрытого состояния транзистора.

Однотактная схема ИБП отмечается простотой конструкции, но большими амплитудами напряжения, приложенными к виткам первичной обмотки импульсного трансформатора.

Их защита осуществляется дополнительными цепочками из
резисторов R2÷R4 и конденсаторов С2, С3.

Двухтактная схема импульсного блока питания: 3 варианта исполнения

Более высокий КПД и пониженные потери мощности являются неоспоримыми преимуществами этих ИБП по сравнению с однотактными моделями.

Простейший вариант исполнения двухполупериодной методики показан на картинке.

Если в нее дополнительно подключить два диода и один сглаживающий конденсатор, то на этом же трансформаторе получается двухполярная схема.

Она распространена в усилителях мощности, работает по обратноходовому принципу. В ней через каждую емкость протекают меньшие токи, обеспечивающие повышенный ресурс конденсаторов при эксплуатации.

Продлить ресурс работы электролитических конденсаторов в ИБП можно заменой одного большой мощности несколькими составными. Ток будет распределяться по всем, что вызовет меньший нагрев. А отвод тепла с каждого отдельного происходит лучше.

Прямоходовая схема блока питания имеет в своей конструкции дроссель, который выполняет функцию накопления энергии. Для этого два диода направляют поступающие импульсы ШИМ на его вход в одной полярности.

Дроссель этих устройств изготавливается большими габаритами и устанавливается отдельно внутри платы ИБП. Он дополняет работу накопительного конденсатора.

Это наглядно видно по верхней форме сигнала, показанного осциллограммой выпрямления одного и того же блока без дросселя и с ним.

Прямоходовая схема используется в мощных блоках питания, например, внутри компьютера.

В ней выпрямлением тока занимаются диоды Шоттки. Их применяют за счет:

• уменьшенного падения напряжения на прямом включении;
• и повышенного быстродействия во время обработки высокочастотных импульсов.

3 схемы силовых каскадов двухтактных ИБП

По порядку сложности их исполнения генераторы выполняют по:

• полумостовому;
• мостовому;
• или пушпульному принципу построения выходного каскада.

Полумостовая схема импульсного блока питания: обзор

Конденсаторы С1, С2 собраны последовательно емкостным делителем. На него и переходы коллектор-эмиттер транзисторов Т1, Т2 подается напряжение постоянного питания.

К средней точке емкостного делителя и транзисторов подключена первичная обмотка трансформатора Тр2. С ее вторичной обмотки снимается выходное напряжение генератора, которое пропорционально входному сигналу ТР1, трансформируемому на базы Т1 и Т2.

Полумостовая схема ИБП работает для нагрузок от нескольких ватт до киловатт. Ее недостатком является возможность повреждения элементов при перегрузках, что требует использования сложных защит.

Мостовая схема импульсного блока питания: краткое пояснение

Вместо емкостного делителя предыдущей технологии здесь работают транзисторы T3 и T4. Они попарно открываются совместно с Т1 и Т2: (пара Т1-Т4), (пара Т2-Т3).

Напряжение переходов эмиттер-коллектор у закрытых транзисторов не выше величины питающего напряжения, а на обмотке w1 ТР3 оно возрастает до значения U пит. За счет этого увеличивается величина КПД.

Мостовая схема сложна в наладке из-за трудностей с настройкой цепей управления транзисторов Т1÷Т4.

Пушпульная схема: важные особенности

Первичная обмотка выходного ТР2 имеет средний вывод, на который подается плюсовой потенциал источника питания, а его минус — на среднюю точку вторичной обмотки Т1.

Во время прохождения одного полупериода колебания работает один из транзисторов Т1 или Т2 и соответствующая ему часть полуобмотки трансформатора.

Здесь создается самый высокий КПД, малые пульсации и низкие помехи. Амплитудное значение импульсного напряжения на любой половине обмотки w1 ТР2 достигает величины U пит.

К напряжению перехода коллектор-эмиттер каждого транзистора добавляется ЭДС самоиндукции, и оно возрастает до 2U пит. Поэтому Т1 и Т2 надо подбирать на 600÷700 вольт.

Пушпульная схема ключевого каскада пользуется большей популярностью. Она применяется в наиболее мощных преобразователях.

Выходной выпрямитель: самое популярное устройство

Правило №6: сигнал, поступающий с выхода ИБП, выпрямляется и сглаживается.

Простейшая схема выпрямителя, состоящая из диода и накапливающего конденсатора, показана картинкой ниже.

Она может дорабатываться подключением дополнительных конденсаторов, дросселей, элементов фильтров.

Схема стабилизации напряжения: как работает

Правило №7: оптимальные условия для работы нагрузки при изменяющихся условиях эксплуатации обеспечивает принцип стабилизации вторичного напряжения.

Самая примитивная схема стабилизации выходного напряжения создается на дополнительной обмотке импульсного трансформатора.

С нее снимается напряжение и подается для корректировки величины сигнала первичной обмотки.

Лучшая стабилизация создается за счет контроля выходного сигнала с вторичной обмотки и отделения его гальванической связи через оптопару.

В ней используется светодиод, через который проходит ток, пропорциональный значению выходного напряжения. Его свечение воспринимается фототранзистором, который посылает соответствующий электрический сигнал на схему управления генератора ключевого каскада.

Повысить качество стабилизации выходного напряжения позволяет последовательное дополнение к оптопаре стабилитрона, как показано на примере микросхемы TL431 на картинке ниже.

Для закрепления материала в памяти рекомендую посмотреть видеоролик владельца Паяльник TV, который хорошо объясняет информацию про импульсные блоки питания: принципы работы на примере конкретной модели.

Надеюсь, что моя статья поможет вам выполнить ремонт ИБП своими руками за 7 шагов, которые я изложил в другой статье.

Задавайте возникшие вопросы в разделе комментариев, высказывайте свое мнение. Его будет полезно знать другим людям.

Импульсный блок питания или линейный

13-01-2013

Импульсный блок питания или линейный. История вопроса

Наверно ни для кого не секрет, что большинство специалистов, радиолюбителей и просто технически грамотных покупателей источников питания с опаской относятся к импульсным блокам питания, отдавая предпочтение линейным.

Причина проста и понятна. Репутация импульсных блоков питания серьезно подорвана еще в 80-х годах, во времена массовых отказов отечественных цветных телевизоров, низкокачественной импортной видеотехники, оснащенных первыми импульсными блоками питания.

Что мы имеем на сегодняшний день? Практически во всех современных телевизорах, видеоаппаратуре, бытовой технике, компьютерах используются импульсные блоки питания. Все меньше и меньше сфер применения линейных (аналоговых, параметрических) источников. Линейный источник электропитания сегодня в бытовой аппаратуре практически не найдёшь. А стереотип остался. И это не консерватизм, несмотря на бурный прогресс электроники, преодоление стереотипов происходит очень медленно.

Давайте попробуем объективно посмотреть на сегодняшнее положение и попробуем изменить мнение специалистов. Рассмотрим «стереотипные» и присущие импульсным блокам питания недостатки: сложность, ненадёжность, помехи.

Импульсный блок питания.  Стереотип «сложность»

Да, импульсные блоки питания сложные, точнее сказать сложнее аналоговых, но намного проще компьютера или телевизора. Вам не нужно разбираться в их схемотехнике, так же как и в схемотехнике цветного телевизора. Оставьте это профессионалам. Для профессионалов там нет ничего сложного.

Импульсный блок питания. Стереотип «ненадёжность»

Элементная база импульсного блока питания не стоит на месте. Современная комплектация, применяемая в импульсных блоках питания, позволяет сегодня с уверенностью сказать: ненадёжность – это миф. В основном надежность импульсного блока питания, как и любого другого оборудования, зависит от качества применяемой элементной базы. Чем дороже импульсный блок питания, тем дороже элементная база в нем. Высокая интеграция позволяет реализовать большое количество встроенных защит, которые порой недоступны в линейных источниках.

Импульсный блок питания. Стереотип «помехи»

В схемотехнике импульсных блоков питания заложено формирование мощных импульсов и затухающих колебаний в обмотках трансформатора. Эти коммутационные процессы предопределяют широкий спектр паразитного излучения.
Поэтому корпус и соединительные провода источника могут стать антенной для излучения радиопомех. Но если конструкция импульсного блока питания тщательно проработана, о помехах можно забыть. Кроме этого, благодаря современным технологиям импульсные блоки питания позволяют существенно сгладить пульсации сетевого напряжения.

А какие достоинства импульсного блока питания?

Импульсный блок питания. Высокий КПД

Высокий КПД (до 98%) импульсного блока питания связан с особенностью схемотехники. Основные потери в аналоговом источнике это сетевой трансформатор и аналоговый стабилизатор (регулятор). В импульсном блоке питания  нет ни того ни другого. Вместо сетевого трансформатора используется высокочастотный, а вместо стабилизатора — ключевой элемент. Поскольку основную часть времени ключевые элементы либо включены, либо выключены, потери энергии в импульсном блоке питания минимальны. КПД аналогового источника может быть порядка 50 %, то есть половина его энергии (и ваших денег) уходит на нагрев окружающего воздуха, проще говоря, улетают на ветер.

Импульсный блок питания. Небольшой вес

Импульсный блок питания имеет меньший вес за счет того, что с повышением частоты можно использовать трансформаторы меньших размеров при той же передаваемой мощности. Масса импульсного блока питания в разы меньше аналогового.

Импульсный блок питания. Меньшая стоимость

Спрос рождает предложение. Благодаря массовому выпуску унифицированной элементной базы и разработке ключевых транзисторов высокой мощности сегодня мы имеем низкие цены силовой базы импульсных блоков питания. Чем больше выходная мощность, тем дешевле стоит источник по сравнению со стоимостью аналогичного линейного источника. Кроме того, главные компоненты аналогового источника (медь, железо трансформатора, радиаторы из алюминия) постоянно дорожают.

Импульсный блок питания. Надёжность

Вы не ослышались, надежность. На сегодняшний момент импульсные блоки питания надёжнее линейных за счет наличия в современных блоках питаниях встроенных цепей защиты от различных непредвиденных ситуаций, например, от короткого замыкания, перегрузки, скачков напряжения, переполюсовки выходных цепей. Высокий КПД обуславливает меньшие теплопотери, что в свою очередь обуславливает меньший перегрев элементной базы импульсного блока питания, что так же является показателем надёжности.

Импульсный блок питания. Требования к сетевому напряжению

Что творится в отечественных электросетях, вы наверно знаете не понаслышке. 220 Вольт в розетке скорее редкость, чем норма. А импульсные блоки питания допускают широчайший диапазон питающего напряжения, недостижимого для линейного. Типовой нижний порог сетевого напряжения для импульсного блока питания — 90…110 В, любой аналоговый источник при таком напряжении в лучшем случае «сорвется в пульсации» или просто отключится.

Итак, импульсный или линейный? Выбор в любом случае за вами, мы лишь хотели помочь вам объективно взглянуть на импульсные блоки питания и сделать правильный выбор. Только не забывайте, что качественный источник – это источник сделанный профессионально, на базе качественных комплектующих. А качество это всегда цена. Бесплатный сыр только в мышеловке. Впрочем последняя фраза в равной мере относится  к любому источнику, и к импульсному и к аналоговому.

Читайте также по теме

Импульсные блоки питания

Блоки питания (БП) предназначены для реализации вторичной мощности в электрических цепях, а также для преобразования напряжения до необходимых значений. Элементы могут быть встроены в оборудование или подключаться самостоятельным звеном.

Виды блоков питания

Существует два принципа преобразования электроэнергии в устройствах: на основе аналогового трансформатора и на импульсных блоках питания (ИБП).

Трансформаторные БП. Особенность блоков питания такого типа заключается в использовании силового трансформатора для изменения напряжения в сети. Устройства понижают амплитуду синусоидальной гармоники и направляют ее в выпрямитель, состоящий из силовых диодов. Сглаживание происходит за счет параллельно подключенной емкости. Окончательная стабилизация питающего напряжения осуществляется в полупроводниковой схеме с резисторами.

Трансформаторные преобразователи до недавнего времени были единственными в своем роде, но имели недостатки:

• большой вес и крупные габариты;
• высокую стоимость, зачастую многократно превосходящую цену остальных компонентов сети.

Импульсные БП. В конструкции устройства нет понижающего трансформатора. Почти во всей современной аппаратуре установлены именно импульсные блоки питания как наиболее компактные и эффективные.

Преимущества и недостатки импульсных блоков питания

Основные преимущества ИБП:

• Малый вес и компактные размеры. Уменьшение габаритов устройств обусловлено переходом от использования тяжелых силовых трансформаторов. В ИБП нет линейных управляющих систем, которые требуют установки больших охлаждающих радиаторов. Повышение частоты обрабатываемых сигналов также позволило уменьшить размеры конденсаторов.
• Высокий КПД. Низкочастотные трансформаторы характеризуются значительными потерями энергии в виде тепла, которое образуется в результате электромагнитных преобразований. В ИБП максимальные потери происходят в каскаде силовых ключей во время переходных процессов, а все остальное время транзисторы устойчивы. Потери энергии сведены к минимуму. КПД устройств достигает 98 %.
• Широкий диапазон входных напряжений. Область применения устройств значительно расширена. Импульсные технологии позволяют использовать блоки питания в сетях с различными стандартами электроэнергии.
• Встроенные системы защиты. Большинство моделей имеют автоматическую защиту от токов короткого кроткого замыкания, системы аварийного отключения нагрузок и т. д. Защитные устройства надежно встраиваются в конструкцию блоков благодаря применению миниатюрных цифровых полупроводниковых модулей.
• Доступная стоимость. Элементная база ИБП постоянно унифицируется. Снижается стоимость на основные компоненты устройств, которые выпускаются серийно на автоматических станках. Дополнительное сокращение затрат достигается за счет использования менее мощных полупроводников.

Недостатками ИБП являются:

• Ограничения по мощности. Существуют противопоказания, как при высоких, так и при низких нагрузках. Если в выходной цепи ток упадет ниже критического значения, то блок начинает генерировать напряжение с искаженными характеристиками, либо полностью отказывает схема запуска.
• Наличие высокочастотных помех. Блоки вырабатывают их в любом исполнении. Высокочастотные помехи транслируются в окружающую среду, поэтому необходимо дополнительно решать вопрос об их подавлении. В некоторых видах чувствительной цифровой аппаратуры использование ИБП по этой причине невозможно.

Принцип работы импульсного источника питания

Устройство работает по принципу инвертора. Сначала переменное напряжение в блоке преобразуется в постоянное, а затем снова в переменное, но уже с необходимой частотой.

Схематически устройство можно представить как совокупность трех цепей:

• ШИМ-контроллера, который регулирует преобразование широтно-импульсной модуляции;
• каскада силовых ключей, подключенных по мостовой, полумостовой схеме или по схеме со средней точкой;
• импульсного трансформатора.

Взаимодействие элементов импульсного БП происходит по следующей схеме:

• напряжение 220В поступает на выпрямитель. Амплитуда сглаживается за счет работы конденсаторов емкостного фильтра;
• проходящие синусоиды выпрямляются диодным мостом;
• транзисторная схема преобразует ток в импульсы прямоугольной формы и высокой частоты.

Преобразование синусоид в импульсы может выполняться с гальваническим отделением питающей сети от выходных сетей или без нее.

Виды импульсных блоков питания

С гальванической развязкой. Высокочастотные сигналы поступают на трансформатор, ответственный за гальваническую развязку цепей. Устройства такого типа имеют более компактный магнитопровод и характеризуются повышенной эффективностью использования. Чаще всего сердечник трансформатора изготавливают из ферромагнетиков, а не из электротехнических сталей, что также позволяет уменьшить размеры элементов.

Без гальванической развязки. В схеме импульсного БП отсутствует высокочастотный разделительный трансформатор. Питающий сигнал поступает на фильтр нижних частот.

Принципиальная схема импульсного блока питания

Основные элементы импульсных блоков питания:

• сетевой выпрямитель;
• накопительная фильтрующая емкость;
• силовой транзистор;
• генератор;
• транзисторная схема обратной связи;
• оптопара;
• импульсный источник питания;
• выходной диодный выпрямитель;
• цепи управления выходного напряжения;
• фильтрующие конденсаторы;
• дроссели, предназначенные для диагностики и коррекции напряжения;
• выходные разъемы.

Если в устройстве используется преобразователь постоянного напряжения, то первые два компонента становятся не нужными. Сигнал проходит непосредственно на ШИМ (широтно-импульсный модулятор). Этот элемент является самым сложным в конструкции ИБП. Его основные функции:

• генерация импульсов высокой частоты;
• контроль и коррекция частотной последовательности с учетом данных обратной связи;
• защита от перегрузок.

С ШИМ-модуля сигнал поступает на ключевые транзисторы. Их силовые выводы нагружены на первичную обмотку высокочастотного трансформатора. В конструкции ИБП вместо обычных биполярных транзисторов используют элементы MOSFET или IGBT, которые характеризуются минимальным падением напряжения и быстродействием.

Со вторичной обмотки импульсного трансформатора (таких элементов может быть несколько в цепи) напряжение подается на выходные диоды с повышенной рабочей частотой. Чаще всего в конструкциях используют диоды Шоттки.

Функция выходного фильтра – уменьшение пульсаций выпрямленного напряжения.

Сферы применения импульсных блоков питания

Малогабаритные ИБП на интегральных микросхемах применяются в конструкции зарядных устройств для электронных гаджетов: планшетов, телефонов, электронных книг. Элементы такого типа востребованы также в производстве телевизоров, усилителей, медицинских приборов, низковольтных осветительных установок.

Выбирайте и заказывайте блоки питания в каталоге компании «ПРОМАИР». Мы предлагаем широкий модельный ряд, выгодные цены, предоставляем грамотные консультации по характеристикам устройств. Для связи со специалистами позвоните по телефонам +375 (17) 513-99-92 или +375 (17) 513-99-93.

Импульсный блок питания: схемы, принцип работы, особенности

Мы имеем множество различных устройств, подключая которые к сети мы даже не задумываемся о том, какое питание им необходимо. Значительная часть бытовой техники имеет импульсный блок питания. Даже светодиодные или люминесцентные цокольные лампы имеют встроенный источник импульсного питания (ИИП).

Содержание статьи

Что делает импульсный блок питания (ИБП)

В сети напряжение имеет синусоидальную форму. Для некоторых устройств это то что нужно, другим надо постоянное или импульсное напряжение. Вот этим и занимаются источники питания — преобразуют синусоидальную форму в нужную и, чаще всего, это постоянное напряжение. Независимо от формы выходного напряжения блок питания называют импульсным, потому что одна из стадий преобразования — формирование импульсов, которые затем выпрямляются.

Примеры импульсных блоков питания:

• Зарядное устройство для телефона или смартфона;
• Внешний блок питания ноутбука;
• Блок питания компьютера;
• Блок питания для светодиодной ленты.

Импульсный блок питания Robiton EN5000S. Предназначен для питания от источника переменного тока 100-240В приборов с напряжением 6,0 / 7,5 / 9,0 / 12,0 / 13,5 / 15 / 16В и максимальным входным током 5000 мА

Есть импульсные источники питания выдающие постоянное напряжение одного номинала. Наиболее распространенные на — 5 В, 12 В или  24 В. Есть устройства, выдающие сразу несколько уровней. Такие, например, стоят в компьютерах. На выходе они формируют сразу 5 В и 12 В. Есть — регулируемые ИИП, при помощи переключателей в них можно задавать выходные параметры (в определенных рамках). Импульсный блок питания может быть в виде отдельного устройства или являться частью какого-то более сложного прибора.

Путь преобразования синусоиды в постоянное напряжение при помощи источника импульсного питания

Если говорить об отдельных ИБП, то самыми распространенными, пожалуй, являются зарядные устройства для телефонов, ноутбуков. Они имеют компактные размеры, так как требуется небольшая мощность. Встроенный импульсный блок питания есть в телевизорах, компьютерах и другой сложной электронике, в некоторых бытовых приборах. Блоки питания бывают линейные (трансформаторные) или импульсные (инверторные).

Инвертор — устройство для преобразования постоянного тока в переменный с изменением величины напряжения. Обычно представляет собой генератор периодического напряжения, по форме приближённого к синусоиде, или дискретного сигнала.

Оба типа блоков питания преобразуют синусоиду в постоянный ток, но вот путь преобразования разный, да и результаты несколько отличаются. Импульсный блок питания отличается высокой стабильностью работы. Тем не менее трансформаторные источники еще в ходу. Почему? Стоит разобраться.

Чем отличается от трансформаторного блока питания

И трансформаторный (линейный) и импульсный (инверторный) БП выдают на выходе постоянное напряжение. Причем вторые имеют меньшие габариты, более стабильны в работе, часто ниже по цене, да еще и напряжение дают более «качественное» и независящее от параметров исходной синусоиды (а она далеко не идеальная в наших сетях). Так почему же используют и трансформаторные блоки, и импульсные? Чтобы понять, надо знать в чем отличие трансформаторного блока питания от импульсного. А для этого придется разбираться в устройстве и принципах работы. На основании этого можно уяснить основные свойства.

Блок-схемы трансформаторного и импульсного блоков питания

Как работает трансформаторный блок питания

В линейном блоке питания основное преобразование происходит при помощи трансформатора. Его первичная обмотка рассчитана под сетевое напряжение, вторичная обычно понижающая. В случае классического трансформатора переменного тока, предложенного П. Яблочковым, он преобразует синусоиду входного напряжения в такое же синусоидальное напряжение на выходе вторичной обмотки.

Следующий блок — выпрямитель, на котором синусоида сглаживается, превращается в пульсирующее напряжение. Этот блок выполнен на основе выпрямительных диодов. Диод может стоять один, может быть установлен диодный мост (мостовая схема). Разница между ними — в частоте импульсов, которые получаем на выходе. Дальше стоит стабилизатор и фильтр, придающие выходному напряжению нужный уровень и форму. На выходе имеем постоянное напряжение.

Самый простой линейный блок питания с двухполупериодным выпрямителем без стабилизации

Основной недостаток линейных источников питания — большие габариты. Они зависят от размеров трансформатора — чем выше требуется мощность, тем больше размеры блока питания. Нужен еще стабилизатор, который корректирует выходное напряжение, а это еще увеличивает габариты, снижает КПД. Зато это устройство не грозит помехами работающему рядом оборудованию.

Устройство импульсного блока питания и его принцип работы

В импульсном блоке питания преобразование сложнее. На входе стоит сетевой фильтр, задача которого не допустить в сеть высокочастотные колебания, вырабатываемые этим устройством. Они могут повлиять на работу рядом расположенных приборов. Сетевой фильтр в дешевых моделях стоит не всегда, и в этом зачастую кроется проблема с нестабильной работой каких-то устройств, которые мы часто списываем на «падение напряжения в сети».

Далее стоит сглаживающий фильтр, который выпрямляет синусоиду. Полученное на его выходе пилообразное напряжение подается на инвертор, преобразуется в импульсы, имеющие положительную и отрицательную полярность. Их параметры (частота и скважность) задаются при помощи блока управления. Частота обычно выбирается высокой — от 10 кГц до 50 кГц. Именно наличие этой ступени преобразования — генерации импульсов — и дало название этому типу преобразователей.

Блок-схема ИИП с формами напряжения в ключевых точках

Высокочастотные импульсы поступают на трансформатор, который является гальванической развязкой от сети. Трансформаторы эти небольшие, так как с возрастанием частоты сердечники нужны все меньше. Причем сердечник может быть набран из ферромагнитных пластин (в линейных БП должен быть из более дорогой электромагнитной стали).

На выходном выпрямителе биполярные импульсы превращаются в положительные, а выходной фильтр на их основе формирует постоянное напряжение. Основное достоинство ИБП в том, что существует обратная связь, которая позволяет регулировать работу устройства таким образом, чтобы напряжение на выходе было близко к идеалу. Это дает возможность получать стабильные параметры на выходе, независимо от того, что имеем на входе.

Достоинства и недостатки импульсных блоков питания

Для новичков не сразу становится понятным, почему лучше использовать импульсные выпрямители, а не линейные. Дело не только в габаритах и материалоемкости. Дело в более стабильных параметрах, которые выдают импульсные устройства. Качество напряжения на выходе не зависит от качества сетевого напряжения. Для наших сетей это актуально. Но не только это. Такое свойство позволяет использовать импульсный блок питания в сети разных стран. Ведь параметры сетевого напряжения в России, Англии и в некоторых странах Европы отличаются. Не кардинально, но отличается напряжение, частота. А зарядки работают в любой из них — практично и удобно.

Размер тоже имеет значение

Кроме того импульсники имеют высокий КПД — до 98%, что не может не радовать. Потери минимальны, в то время как в трансформаторных много энергии уходит на непродуктивный нагрев. Также ИБП меньше стоят, но при этом надежны. При небольших размерах позволяют получить широкий диапазон мощностей.

Но импульсный блок питания имеет серьезные недостатки. Первый — они создают высокочастотные помехи. Это заставляет ставить на входе сетевые фильтры. И даже они не всегда справляются с задачей. Именно поэтому некоторые устройства, особо требовательные к качеству электропитания, работают только от линейных БП. Второй недостаток — импульсный блок питания имеет ограничение по минимальной нагрузке. Если подключенное устройство обладает мощностью ниже этого предела, схема просто не будет работать.

Схемы импульсных блоков питания

Чтобы понимать, как работает импульсный блок питания, надо разобраться в том, что происходит в каждой его части. Сделать это проще по схемам. Мы приведем только некоторые, так как вариантов и вариаций — море. Схема импульсного блока питания содержит пять обязательных блоков плюс обратная связь. Вот о каждом элементе и поговорим отдельно, Попутно приведем полные схемы ИБП с использованием различной элементной базы.

Вариант импульсного источника питания с выходным напряжением 5 В и 12 В и разной полярности

Входной фильтр

Как мы уже говорили, входной фильтр стоит для того, чтобы в сеть не попали высокочастотные помехи, генерируемые источником питания. В самом простейшем варианте это устройство представляет собой дроссель, который подавляет электромагнитные помехи и два конденсатора, включенных параллельно входу и нагрузке.

Схема простейшего входного фильтра

Конденсаторы используются специальные — X-типа. Икс-конденсаторы были разработаны специально для этих целей. Они выдерживают мгновенные киловольтные всплески напряжения (до 2,5 кВ), гася тем самым помехи между фазой и нейтралью (противофазные помехи). Дроссель — это ферритовый сердечник с намотанными лакированными медными проводами. В нем наводятся токи, нейтрализующие токи помех.

Приведенная выше схема входного фильтра для импульсного источника питания не устраняет помехи, которые возникают между фазой и землей (корпусом) или между нейтралью и корпусом. Для их нейтрализации в схему добавляют два конденсатора Y-типа (которые выдерживают скачки напряжения до 5 кВ). Специальная конструкция Y-конденсатора гарантирует обрыв цепи, а не короткое замыкание, в случае выхода его из строя.

Оба типа конденсаторов (X и Y), который ставят во входных фильтрах, выполняют из специальных негорючих материалов, так как они могут греться до очень высоких температур и могут стать причиной пожара. Именно в этом, да еще в конструктивных особенностях кроется причина их высокой стоимости (по сравнению с обычными).

Схема для компенсации всех типов помех

Но для корректной работы этой схемы необходимо рабочее заземление. Его надо подключить к корпусу блока питания. Без заземления, корпус блока питания будет находиться под напряжением около 110 В. Ток будет очень маленьким, но прикосновения будут ощутимы.

Сетевой выпрямитель и сглаживающий фильтр

Как уже сказано выше, выпрямитель проводит предварительное выпрямление синусоиды. Если установлен один диод, он отсекает нижние (отрицательные) полуволны.

Сравнение однополупериодного и двухполупериодного выпрямителя. При использовании одного диода низкий КПД и большая пульсация выпрямленного напряжения. По этим причинам предпочтительней мостовая схема на четырех диодах

В самом простом случае выпрямитель — диод Шоттки, но может использоваться и диодный мост с параллельно подключенным конденсатором. Для диодных мостов часто применяют обычные диоды типа 1N4007, но лучше все-таки устанавливать все те же диоды Шоттки. Они «быстрее», так что можно получить лучше результаты на выходе.

Несколько схем фильтров разной степени сложности

Один диод ставят в блоках питания к недорогой технике. На его выходе напряжение имеет вид идущих с некоторыми промежутками положительных полуволн. На выходе диодного моста пульсации намного ниже, так что такой выпрямитель ставят для более требовательных к питанию приборов. Пульсирующее напряжение с выхода диода/диодного моста подается на конденсатор (он должен быть рассчитан на напряжение 270-400 В), который из полуволн делает «зубчики». Тут уже получаем более-менее стабильное постоянное напряжение.

Инвертор или блок ключей

На следующем блоке выпрямленное напряжение преобразуется в импульсы. Частота импульсов высокая — от 10 до 50 кГц. Есть два способа реализации этих блоков: при помощи микросхем, на основе автогенератора (блокинг-генератора).

Еще одна блок-схема ИИП

Во втором случае используется пара транзисторов, которые включаются попеременно, формируя на выходе последовательность импульсов. Частота переключений задается генератором. Такие схемы встречаются и сейчас, но большинство реализуется на микросхемах.

Пример схемы инвертора на транзисторах

Если есть микросхема, зачем городить огород из нескольких десятков деталей. Тем более, что требуемый тип микросхем широко распространен и стоит немного. Это так называемые ШИМ-контроллеры ( TL494, UC384х, Dh421,  TL431, IR2151, IR2153 и др).  К этим микросхемам надо добавить всего-лишь пару полевых транзисторов и несколько мелких деталей и получим требуемый инвертор.

Схема ИИП с ШИМ контроллером для обратноходового и полумостового преобразователей

ШИМ-контроллер отлично встраивается в любой тип схем. Он совместим с обратноходовыми, полумостовыми и мостовыми схемами выпрямителей. Естественно, отличается количество элементов, но все они простые и доступные.В обратноходовых схемах транзисторы должны быть рассчитаны на более высокое напряжение, чем подается на вход.

Устройство импульсного источника напряжения с ШИМ контроллером и двухтактным и мостовым выпрямителем

По полумостовым схемам построены импульсные блоки питания в осветительных приборах, в энергосберегающих и светодиодных лампах, электронный балласт для люминисцентных ламп (ЭПРА). Мостовые схемы применяют в более мощных блоках. Например, в сварочных инверторах.

Есть и более «серьезные» контроллеры, которые параллельно с работой, проверяют параметры входного и выходного напряжения и, при неисправностях, просто блокируют свою работу. Так как в импульсном блоке питания этот компонент, обычно, самый дорогой, это очень неплохо. Заменив неисправные детали (обычно резисторы или конденсаторы), получаем рабочий агрегат.

Силовой трансформатор

Узел трансформатора на блоке питания является одним из самых стабильных. В этом блоке, кроме самого трансформатора, содержится небольшая группа элементов которая нейтрализует выброс тока, который возникает на обмотках трансформатора при смене полярностей. Эта группа называется «снаббер».

Рассматриваемый блок обведен красным, а снаббер — зеленым

Трансформатор — один из самых надежных элементов. В нем очень редко возникают проблемы. Он может повредиться при пробое инвертора. В этом случае через обмотку течет слишком высокий ток, который и выводит из строя трансформатор.

Схема блока силового трансформатора для ИИП

Работает все это следующим образом:

• На первом такте работы импульсного источника питания открыт ключ ВТ1 (полевой транзистор с индуцированным каналом n-типа). Ток течет через первичную обмотку трансформатора, заряд накапливается в сердечнике.
• На втором такте ключ закрывается, ток течет во вторичной обмотке через диод VD2.
• При переключении на первичной обмотке возникает выброс, который вызван неидеальностью деталей. Тут в работу вступает снаббер. Его задача поглотить этот выброс, так как напряжение может быть достаточно большим и может повредить ключевой транзистор, что приведет к неработоспособности схемы. Ток выброса течет через первичную обмотку трансформатора, диод VD1, через сопротивление R1 и емкость C2.
• Далее полярность снова меняется, вступает в работу ключ ВТ1.

Номиналы выбираются исходя из параметров трансформатора. Подбор сложный, так что описывать его не имеет смысла. И еще: не во всех схемах есть снаббер, но его наличие увеличивает надежность и стабильность работы импульсного источника питания.

Несколько слов о диодах, которые используют в снабберах. Это может быть обычный диод, подобранный по параметрам, но более надежны схемы со стабилитроном. Еще может быть вариант без резистора и емкости, но с включенным навстречу супрессором (на схеме ниже).

Еще один вариант блока силового трансформатора с использованием супрессора (защитного диода) D1

Супрессор — это защитный диод, принцип работы похож на стабилитрон, вот только выравнивается импульсный ток и рассеиваемая мощность. Может быть несимметричный и симметричным.

Выходной выпрямитель и фильтр, стабилизатор

На этом, можно считать со схемой импульсного блока питания разобрались, так как выходные выпрямитель и фильтр устроены по тому же принципу. Элементы могут быть другие, а схемы те же. Единственное, что еще стоит рассмотреть — стабилизация выходных параметров. Это опционная часть, но такой импульсный блок питания более надежен.

Наиболее простой и дешевый способ стабилизации используется в дешевых блоках питания — обратная связь на пассивных элементах. На схеме ниже, это два резистора R6 и R7, подключенные к вспомогательной обмотке силового трансформатора. Не слишком надежно, потому что есть влияние между обмотками, но просто и недорого.

Простой способ стабилизации

Второй вариант стабилизатора выходного напряжения сделан на стабилизаторе VD9 и оптроне HL1. Выходное напряжение складывается из падения на стабилитроне и напряжения на оптроне. Это чуть более надежная схема для ИИП средней мощности.

Стабилизация выхода ИИП при помощи стабилитрона и оптрона

Наиболее стабильные выходные показатели имеют схемы ИИП со стабилизатором  TL431.

TL431 — интегральная схема трёхвыводного регулируемого параллельного стабилизатора напряжения с улучшенной температурной стабильностью. С внешним делителем TL431 способна стабилизировать напряжения от 2,5 до 36 В при токах до 100 мА.

ИБП с использованием микросхемы TL431 более сложные, но надежные. В таких схемах может быть подстроечный переменный резистор, который позволяет изменять выходное напряжение в небольших пределах. Обычно подстройка составляет не более 20%, так как в противном случае схема может быть нестабильной.

Схема со стабильным напряжением на выходе

Если подстройка выходного напряжения не нужна, лучше подстроечный резистор заменить обычным, так как переменные менее надежны.

Пару слов о резисторе R20 (см. схему выше), который стоит на выходе. Это так называемый, нагрузочный резистор. Как известно ИИП не будет работать без нагрузки. Поэтому на выходе и ставят сопротивление, которое обеспечивает минимальную рабочую нагрузку. Но это решение неидеально, так как резистор греется и порой очень сильно. Располагать рядом конденсаторы крайне нежелательно, иначе подогреваются и они. А в качестве выходного сопротивления должны стоять высокоточные резисторы, так как они при нагреве мало меняют свои параметры (блок выдает стабильное напряжение даже при длительной работе).

Выбор блока питания — E-core

В статье пойдет речь о выборе сетевого блока питания (который подключается к сети переменного тока 230В или 400В).
Под блоком питания понимается как обособленное устройство (адаптер), так и часть устройства. В качестве трансформаторного блока питания понимается блок питания на базе низкочастотного трансформатора. Под импульсным понимается блок питания со схемой формирования высокочастотных импульсов и высокочастотным трансформатором (дросселем в случае с flayback).

Итак Вы проектируете устройство или же оно у Вас уже имеется и его нужно запитать от сети т.е. нужен БП. Какой БП выбрать: трансформаторный или импульсный ? Однозначного ответа тут не может быть, у каждого типа блоков питания есть свои преимущества, недостатки и особенности, о них мы и поговорим в этой статье.

Сравнение и выбор блока питания будем выполнять по следующим основным критериям:

— развязка с сетью;
— пульсации и помехи;
— стабильность выходного напряжения.

Развязка с сетью

Предполагается, что выбираемый блок питания обеспечивает гальваническую развязку с сетью. Какой же из двух видов блоков питания обеспечит максимальную развязку ?
На первый взгляд выбор очевиден — трансформаторный блок питания так как импульсный имеет в своем составе Y конденсатор (или даже несколько) между входом и выходом.

Теоретически трансформаторный блок питания действительно обеспечивает полную развязку с сетью, но на практике это не всегда так, особенно для тороидальных трансформаторов.

При изготовлении тороидальных трансформаторов вторичная обмотка наматывается поверх первичной и между ними образуется паразитный конденсатор. При этом к паразитному конденсатору приложено переменное напряжение сети.
К сожалению значение межобмоточной емкости трансформаторов производители никак не нормируют.и узнать его можно только фактическим измерением «на месте». Общая тенденция такая, что чем выше мощность (размер) трансформатора, тем выше межобмоточная емкость. Кроме размера трансформатора, на значение межобмоточной емкости влияет качество изоляции.

Для примера на фото ниже приведены результаты измерения межобмоточной емкости различных тороидальных трансформаторов. Емкость измерялась RLC метром Е7-22 при частоте 120 Гц.

У Ш образных трансформаторов, обычно, первичная и вторичные обмотки разделены на отдельные секции, поэтому значение межобмоточной емкости значительно меньше.

Вернемся к импульсным блокам питания. Типовое значение емкости Y конденсатора между входом и выходом 2,2 нФ. Часто можно встретить более высокое значение вплоть до 4,7 нФ, реже меньшее значение 1 нФ.
Таким образом блок питания на мощном тороидальном трансформаторе между входом и выходом может иметь емкость соизмеримую или даже большую, чем в качественном импульсном блоке питания. При этом наличие емкости в импульсном блоке питания известно, а вот о такой особенности тороидального трансформатора обычно нигде не указывается.

Чем же «вредна» эта самая емкость ?
Прежде всего паразитным потенциалом на выходе относительно земли. Этот потенциал может составлять десятки вольт, и при касании выхода блока питания (или запитанного им устройства) заземленным паяльником или просто рукой, приводить к выходу устройства из строя.

В импульсных источниках питания для снижения потенциала на выходе относительно земли и дополнительного снижения помех устанавливают конденсаторы между выходом и заземлением. Рекомендуемая суммарная емкость конденсаторов не более 20 нФ.

Поскольку указанные конденсаторы устанавливаются не во все импульсные блоки питания, а величина межобмоточной емкости для тороидальных трансформаторов не нормируется, то при их использовании рекомендуется проверять наличие паразитного потенциала на выходе. Для этого можно использовать мультиметр в режиме измерения переменного напряжения и при включенном блоке питания один щуп взять в руку (или соединить с заземлением) второй соединить с выходом блока питания.

Другое негативное влияние межобмоточной емкости — проникновении сетевых помех. При этом импульсные блоки питания оказываются в более выигрышном положении т.к. у них в большинстве случаев устанавливается входной фильтр. Этот фильтр препятствует проникновению помех в сеть от импульсного блока питания и наоборот.

Итог. При выборе блока питания, если Вам требуется максимальная развязка с сетью, то лучше использовать трансформаторный блок питания с Ш сердечником и разделенными обмотками. При этом нужно учитывать, что Ш трансформатор имеет большее поле рассеяния и может наводить помеху 50 Гц. В некоторых особо чувствительных приборах устанавливаются последовательно два тороидальных трансформатора, чем обеспечивается высокая развязка и малая помеха 50 Гц.

Пульсации и помехи

Понятия пульсации и помехи достаточно близкие и могут иметь различное толкование. В данной статье под пульсациями понимаются колебания напряжения/тока вызванные естественными процессами. Под помехами понимаются колебания(выбросы) напряжения/тока вызванные различными «паразитными» явлениями. Например: колебания напряжения на выходе источника питания после выпрямителя и LC фильтра — пульсации. Всплески напряжения, вызываемые коммутацией ключей — помехи. Еще пример: колебания напряжения на выходе трансформаторного блока питания после выпрямителя и фильтра с частотой 100Гц — пульсации, наводимые полем рассеяния колебания напряжения в схеме — помехи. Грубо говоря помеха это неестественное (мешающее) колебание напряжения.
Может быть такая классификация не совсем научная и правильная, но она позволяет упростить изложение материала.

Для начала разберемся с пульсациями.
В случае с трансформаторным блоком питания пульсации выходного напряжения обычно выше, чем у импульсного (стабилизированного) блока питания. Это связанно с низкой частотой импульсов напряжения на выходе выпрямителя трансформаторного блока питания. Однако низкочастотные пульсации трансформаторного блока питания эффективно подавляются аналоговыми схемами (операционные усилители, линейные стабилизаторы и др.). Частота пульсаций импульсного блока питания составляет десятки и даже сотни килогерц. Степень подавления таких высокочастотных пульсаций по питанию аналоговых схем значительно меньше и они могут «проникать» на их выход. Например в схеме входного тракта АЦП на операционном усилителе пульсации по питанию могут накладываться на полезный сигнал. Для подавления высокочастотных пульсаций по цепям питания операционных усилителей часто используются RC фильтры: резистор сопротивлением 10-100 Ом и керамический конденсатор емкостью 0,1-10 мкФ. Если требуется уменьшить пульсации импульсного блока питания в силовой цепи, то используются дополнительные LC фильтры.

С помехами дело обстоит гораздо хуже.
Если величина пульсаций более менее поддается анализу на этапе проектирования, то оценить величину помех сложно.

В случае с трансформаторным блоком питания помехи создаются полем рассеяния трансформатора, у тороидальных трансформаторов оно меньше у Ш образных больше. Особенно «страдают» от этих помех аналоговые схемы, обрабатывающие низкоуровневые сигналы (прецизионные мультметры, усилители звуковой частоты, радио аппаратура). Для подавления помех от низкочастотного трансформатора используются экранирующие оболочки (кожухи) из стали или жести.

В импульсных блоках питания основные помехи создаются при переключении транзисторов и восстановлении диодов. Подавление этих помех очень обширная и достаточно скучная тема. Гораздо полезнее будет рассмотреть топологии (типы) импульсных блоков питания по формированию помех.

Обратно-ходовые (flyback) импульсные блоки питания с точки зрения помех самый неудачный выбор. Эти импульсные блоки питания среди прочих наиболее подвержены возникновению мощных импульсных помех. К проектированию и выбору таких блоков питания нужно подходить более тщательно, особенно если его мощность составляет десятки ватт .

Полумостовые (half-bridge) и мостовые (full-brige) импульсные блоки питания с точки зрения помех наиболее удачный выбор. Блоки питания данной топологии обычно имеют меньший уровень помех. Частным случаем полумостовых и мостовых импульсных блоков питания являются резонансные схемы в которых коммутация транзисторов осуществляется при нулевом напряжении или токе, из-за чего возникающие помехи минимальны.

Прочие топологии импульсных блоков питания занимают промежуточное место между обратно-ходовыми и полумостовыми (мостовыми) схемами.
Не стоит воспринимать эту классификацию буквально, величина помех сильно зависит от реализации и при неудачном исполнении резонансная схема может «фонить» сильнее качественно спроектированного и изготовленного flayback.

Итог. При выборе блока питания следует учитывать, что помех от импульсных блоков питания  больше чем от трансформаторных, но помехи импульсных блоков более высокой частоты (обычно это десятки мегагерц) и малой продолжительности. Если помеху от трансформаторного блока можно услышать в прямом смысле, то помехи от импульсных блоков питания можно увидеть разве, что осциллографом. Это не значит, что помехи импульсных блоков питания можно игнорировать, сильный их уровень способен нарушить работу цифровых схем и создать помехи в радиоэфире. Но нужно учитывать, что во многих случаях незначительный уровень помех качественно спроектированного импульсного блока питания не оказывает существенного влияния на работу устройства ( и соседних устройств).

Стабильность выходного напряжения

Выбор блока питания мы осуществляем для определенного устройства и у него есть диапазон входных напряжений при котором оно будет корректно работать.

Напряжение на выходе трансформаторного блока питания может изменяться в значительном диапазоне. Изменение напряжения вызывают как изменение напряжения питающей сети, так и изменение нагрузки. Особенно сильная зависимость выходного напряжения от нагрузки у маломощных трансформаторов.

Рассмотрим пример трансформаторного блока на трансформаторе ТП-121-4.
Исходные данные:
— номинальное выходное напряжение трансформатора на холостом ходу 16,4В;
— номинальное выходное напряжение трансформатора под нагрузкой 11,2В.
— отклонение напряжения сети +-10% (ГОСТ 29322-2014).

Максимальное напряжение на выходе блока питания будет на холостом ходу при максимальном напряжение сети. Считаем Uвых = 16,4*1,1*1,4 = 25,3В.
Минимальное напряжение на выходе блока питания будет при максимальной нагрузке и минимальном напряжении сети. Считаем Uвых = 11,2*0,9*1,4=14,1В. Фактически под нагрузкой напряжение будет еще ниже из-за падения напряжения на диодах и из-за того, что фактически амплитуда импульсов тока в обмотках будет выше номинальных значений (емкость выпрямителя заряжается короткими импульсами) и следовательно падение напряжения на обмотках будет выше расчетных.

Расчет показывает, что на выходе трансформаторного блока питания напряжение значительно изменяется в зависимости от нагрузки и сетевого напряжения, в рассмотренном примере почти в два раза. Если требуется получить более стабильное (фиксированное) напряжение, то необходимо использовать дополнительные стабилизаторы напряжения. При использовании линейных стабилизаторов из-за большого разброса входного напряжения возникают существенные тепловые потери. При использовании импульсных понижающих step-down преобразователей потери значительно ниже, но габариты и стоимость увеличиваются, кроме того добавляется необходимость дополнительной фильтрации ВЧ пульсаций для чувствительных аналоговых схем.

Напряжение на выходе импульсного блока питания стабилизировано (если это стабилизированный блок питания, а не «электронный трансформатор» на IR2153), при изменении нагрузки или напряжения сети выходное напряжение изменяется незначительно. Если у блока несколько выходов, то контур стабилизации замыкается по наиболее мощному и тогда остальные (дополнительные) каналы являются условно стабилизированными. Напряжение на дополнительных выходах изменяется в зависимости от нагрузки, но изменения эти не так значительны как у трансформаторного блока, обычно колебания напряжения не превышают +-0,5В и если эти колебания критичны, то может быть установлен дополнительный стабилизатор, причем номинальное напряжение может быть подобрано так, чтобы тепловые потери были незначительными.

Итог. Напряжение на выходе трансформаторного блока питания значительно изменяется в зависимости от напряжения сети и нагрузки, особенно у маломощных блоков. У импульсных блоков питания напряжение на выходе для основного канала (по которому замкнут контур стабилизации) стабилизировано, а изменение напряжения в дополнительных каналах незначительно. Это позволяет сократить общее число стабилизаторов в схеме, а в некоторых случаях и вовсе отказаться от них.

Заключение

При выборе блока питания рекомендуется руководствоваться следующими правилами.

Трансформаторные блоки питания выгодно использовать для питания маломощных устройств требующих хорошей гальванической развязки с сетью, минимальных пульсаций и помех. При использовании трансформаторных блоков питания следует учитывать значительное изменение выходного напряжения при изменении напряжения сети и нагрузки. Ш образный трансформатор обеспечивает большую гальваническую развязку с сетью в сравнении с тороидальным, но имеет большее поле рассеяния и в чувствительных схемах может потребовать экранирования.

Импульсные блоки питания следует выбирать тщательно, отдавая предпочтение качественным и проверенным моделям. В большинстве случаев помехи от качественно спроектированных и изготовленных импульсных блоков питания не оказывают существенного влияния на устройства. При питании аналоговых схем высокочастотные пульсации импульсных блоков питания могут проникать на их выход, в этих случая применяют дополнительные RC или LC фильтры. При выборе мощного импульсного блока питания (более 100Вт) предпочтение стоит отдавать полумостовым и мостовым топологиям.

В целом из статьи следует вывод, что импульсные блоки питания в большинстве случаев лучше трансформаторных. При современном уровне техники так оно и есть, если импульсный блок питания качественный. Но для разовых или малосерийных устройств, с точки зрения затрат на разработку, трансформаторный блок питания при всех его недостатках может оказаться выгоднее, особенно в связке с понижающим step-down стабилизатором.

Также рекомендуем нашу статью о выборе лабораторного блока питания.

показателей жизнедеятельности (температура тела, частота пульса, частота дыхания, артериальное давление)

Что такое жизненно важные признаки?

Показатели жизненно важных функций — это измерения самых основных функций организма. Четыре основных показателя жизненно важных функций, которые регулярно контролируются медицинскими работниками и поставщиками медицинских услуг, включают следующее:

• Температура тела

• Частота пульса

• Частота дыхания (частота дыхания)

• Артериальное давление (Артериальное давление не считается жизненно важным показателем, но часто измеряется вместе с жизненными показателями.)

Показатели жизненно важных функций полезны при обнаружении или мониторинге медицинских проблем. Жизненно важные показатели можно измерить в медицинских учреждениях, дома, в месте оказания неотложной медицинской помощи или в другом месте.

Что такое температура тела?

Нормальная температура тела человека варьируется в зависимости от пола, недавней активности, потребления пищи и жидкости, времени суток и, у женщин, стадии менструального цикла. Нормальная температура тела может составлять 97,8 градусов по Фаренгейту, что эквивалентно 36.От 5 градусов по Цельсию до 99 градусов по Фаренгейту (37,2 градуса по Цельсию) для здорового взрослого человека. Температуру тела человека можно измерить одним из следующих способов:

• Устно. Температуру можно измерять через рот с помощью классического стеклянного термометра или более современных цифровых термометров, в которых для измерения температуры тела используется электронный зонд.

• Ректально. Температура, измеренная ректально (с помощью стеклянного или цифрового термометра), как правило, равна 0.На 5–0,7 градусов по Фаренгейту выше, чем при пероральном приеме.

• Подмышечный. Температуру можно измерять под мышкой с помощью стеклянного или цифрового термометра. Температура, измеряемая этим путем, обычно на 0,3–0,4 градуса по Фаренгейту ниже, чем температура, принимаемая внутрь.

• На слух. С помощью специального термометра можно быстро измерить температуру барабанной перепонки, которая отражает внутреннюю температуру тела (температуру внутренних органов).

• По коже. Специальный градусник позволяет быстро измерить температуру кожи на лбу.

Температура тела может быть ненормальной из-за лихорадки (высокая температура) или переохлаждения (низкая температура). По данным Американской академии семейных врачей, лихорадка показана, когда температура тела повышается примерно на один градус или более по сравнению с нормальной температурой 98,6 градусов по Фаренгейту. Гипотермия определяется как падение температуры тела ниже 95 градусов по Фаренгейту.

О стеклянных термометрах, содержащих ртуть

По данным Агентства по охране окружающей среды, ртуть является токсичным веществом, представляющим угрозу для здоровья людей, а также для окружающей среды. Из-за риска поломки стеклянные термометры, содержащие ртуть, следует прекратить использовать и утилизировать надлежащим образом в соответствии с местными, государственными и федеральными законами. Обратитесь в местный отдел здравоохранения, службу утилизации отходов или пожарную службу для получения информации о том, как правильно утилизировать ртутные термометры.

Какая частота пульса?

Частота пульса — это измерение частоты пульса или количества ударов сердца в минуту. Когда сердце проталкивает кровь по артериям, они расширяются и сужаются вместе с током крови. Измерение пульса не только измеряет частоту сердечных сокращений, но также может указывать на следующее:

• Сердечный ритм

• Сила пульса

Нормальный пульс у здоровых взрослых колеблется от 60 до 100 ударов в минуту.Частота пульса может колебаться и увеличиваться в зависимости от физических упражнений, болезней, травм и эмоций. Женщины в возрасте от 12 лет и старше, как правило, имеют более высокую частоту сердечных сокращений, чем мужчины. Спортсмены, например бегуны, которые много тренируют сердечно-сосудистую систему, могут иметь частоту сердечных сокращений около 40 ударов в минуту и ​​не испытывать никаких проблем.

Как проверить пульс

Когда сердце нагнетает кровь по артериям, вы чувствуете биения, сильно надавливая на артерии, которые расположены близко к поверхности кожи в определенных точках тела.Пульс можно обнаружить сбоку на шее, на внутренней стороне локтя или на запястье. Для большинства людей легче всего измерить пульс на запястье. Если вы используете нижнюю часть шеи, не давите слишком сильно и никогда не нажимайте на пульс с обеих сторон нижней части шеи одновременно, чтобы предотвратить блокировку кровотока в головном мозге. При измерении пульса:

• Сильно, но осторожно надавите на артерии первым и вторым пальцами, пока не почувствуете пульс.

• Начните отсчет импульсов, когда секундная стрелка часов будет на 12.

• Считайте свой пульс в течение 60 секунд (или в течение 15 секунд, а затем умножьте его на четыре, чтобы рассчитать удары в минуту).

• Во время счета не смотрите постоянно на часы, а сосредоточьтесь на ударах пульса.

• Если вы не уверены в своих результатах, попросите другого человека посчитать за вас.

Если ваш врач приказал вам проверить собственный пульс, и вы не можете его определить, проконсультируйтесь с врачом или медсестрой за дополнительными инструкциями.

Какая частота дыхания?

Частота дыхания — это количество вдохов, которые человек делает в минуту. Скорость обычно измеряется, когда человек находится в состоянии покоя, и включает в себя просто подсчет количества вдохов в течение одной минуты путем подсчета того, сколько раз поднимается грудь. Частота дыхания может увеличиваться при лихорадке, болезни и других заболеваниях. При проверке дыхания важно также отметить, есть ли у человека какие-либо затруднения с дыханием.

Нормальная частота дыхания взрослого человека в состоянии покоя составляет от 12 до 16 вдохов в минуту.

Что такое артериальное давление?

Артериальное давление — это сила давления крови на стенки артерии во время сокращения и расслабления сердца. Каждый раз, когда сердце бьется, оно перекачивает кровь в артерии, что приводит к самому высокому кровяному давлению при сокращении сердца. Когда сердце расслабляется, артериальное давление падает.

Два числа записываются при измерении артериального давления. Более высокое число, или систолическое давление, относится к давлению внутри артерии, когда сердце сокращается и качает кровь по телу.Меньшее число, или диастолическое давление, относится к давлению внутри артерии, когда сердце находится в состоянии покоя и наполняется кровью. И систолическое, и диастолическое давление записываются как «мм рт. Ст.» (Миллиметры ртутного столба). Эта запись показывает, насколько высоко ртутный столбик в старомодном ручном приборе для измерения артериального давления (называемом ртутным манометром или сфигмоманометром) поднимается давлением крови. Сегодня в кабинете вашего врача для этого измерения с большей вероятностью будет использоваться простой циферблат.

Высокое кровяное давление или гипертония напрямую увеличивает риск сердечного приступа, сердечной недостаточности и инсульта. При высоком кровяном давлении артерии могут иметь повышенное сопротивление потоку крови, из-за чего сердцу становится труднее перекачивать кровь.

Артериальное давление классифицируется как нормальное, повышенное или высокое кровяное давление 1 или 2 стадии:

• Нормальное Артериальное давление систолическое менее 120 и диастолическое менее 80 (120/80)

• Повышенное артериальное давление систолическое от 120 до 129 и диастолическое ниже 80

• 1 стадия высокое артериальное давление систолическое от 130 до 139 или диастолическое от 80 до 89

• Стадия 2 Высокое кровяное давление — это когда систолическое 140 или выше или диастолическое 90 или выше

Эти цифры следует использовать только в качестве ориентировочных.Одно измерение артериального давления, которое выше нормы, не обязательно указывает на проблему. Ваш врач захочет увидеть несколько измерений артериального давления в течение нескольких дней или недель, прежде чем поставить диагноз высокого артериального давления и начать лечение. Спросите своего врача, когда обращаться к нему или с ней, если ваши показания артериального давления не находятся в пределах нормы.

Почему я должен контролировать свое кровяное давление дома?

Для людей с гипертонией домашний мониторинг позволяет врачу отслеживать, насколько изменяется ваше кровяное давление в течение дня и изо дня в день.Это также может помочь вашему врачу определить, насколько эффективно действует ваше лекарство от артериального давления.

Какое специальное оборудование необходимо для измерения артериального давления?

Для измерения артериального давления можно использовать либо анероидный монитор, который имеет циферблатный индикатор и считывание показаний осуществляется путем взгляда на указатель, либо цифровой монитор, на котором показания артериального давления мигают на маленьком экране.

Об анероидном мониторе

Анаероидный монитор дешевле цифрового монитора.Манжета надувается вручную, сжимая резиновую грушу. Некоторые устройства даже имеют специальную функцию, облегчающую надевание манжеты одной рукой. Однако прибор может быть легко поврежден и станет менее точным. Поскольку человек, использующий его, должен отслеживать сердцебиение с помощью стетоскопа, он может не подходить для людей с нарушениями слуха.

О цифровом мониторе

Цифровой монитор работает автоматически, измерения отображаются на маленьком экране. Поскольку записи легко читаются, это самый популярный прибор для измерения артериального давления.Его также проще использовать, чем анероидное устройство, и, поскольку нет необходимости прослушивать сердцебиение через стетоскоп, это хорошее устройство для пациентов с нарушениями слуха. Одним из недостатков является то, что движение тела или нерегулярная частота сердечных сокращений могут изменить точность. Эти устройства также дороже анероидных мониторов.

О манометрах для измерения давления на руках и на запястье

Испытания показали, что устройства измерения артериального давления на пальцах и / или запястьях не так точны при измерении артериального давления, как другие типы мониторов.К тому же они дороже других мониторов.

Перед тем, как измерить артериальное давление:

Американская кардиологическая ассоциация рекомендует следующие рекомендации по домашнему мониторингу артериального давления:

• Не курите и не пейте кофе за 30 минут до измерения артериального давления.

• Перед обследованием сходите в ванную.

• Расслабьтесь в течение 5 минут перед измерением.

• Сядьте, опираясь на спину (не садитесь на диван или мягкий стул). Не скрещивайте ноги на полу. Положите руку на твердую плоскую поверхность (например, на стол) так, чтобы верхняя часть руки находилась на уровне сердца. Расположите середину манжеты прямо над сгибом локтя. См. Иллюстрацию в руководстве по эксплуатации монитора.

• Снимите несколько показаний. При измерении снимайте 2–3 измерения с интервалом в одну минуту и ​​записывайте все результаты.

• Измеряйте артериальное давление каждый день в одно и то же время или в соответствии с рекомендациями врача.

• Запишите дату, время и показания артериального давления.

• Возьмите запись с собой на следующий визит к врачу. Если ваш тонометр имеет встроенную память, просто возьмите его с собой на следующий прием.

• Позвоните своему провайдеру, если у вас несколько высоких показателей.Не пугайтесь одного показания высокого кровяного давления, но если вы получите несколько высоких показателей, посоветуйтесь со своим врачом.

• Когда артериальное давление достигает систолического (верхнее число) 180 или выше ИЛИ диастолического (нижнее число) 110 или выше, обратитесь за неотложной медицинской помощью.

Попросите своего врача или другого медицинского работника научить вас правильно пользоваться тонометром. Регулярно проверяйте точность монитора, беря его с собой в кабинет врача.Также важно убедиться, что трубка не перекручена, когда вы ее храните, и держите ее подальше от тепла, чтобы предотвратить трещины и утечки.

Правильное использование тонометра поможет вам и вашему врачу контролировать ваше кровяное давление.

показателей жизнедеятельности (температура тела, частота пульса, частота дыхания, артериальное давление) | ColumbiaDoctors

Что такое жизненно важные признаки?

Показатели жизненно важных функций — это измерения самых основных функций организма. Четыре основных показателя жизненно важных функций, которые регулярно контролируются медицинскими работниками и поставщиками медицинских услуг, включают следующее:

• Температура тела
• Частота пульса
• Частота дыхания (частота дыхания)
• Артериальное давление (Артериальное давление не считается показателем жизненно важных функций, но часто измеряется вместе с показателями жизненно важных функций.)

Показатели жизненно важных функций полезны при обнаружении или мониторинге медицинских проблем. Жизненно важные показатели можно измерить в медицинских учреждениях, дома, в месте оказания неотложной медицинской помощи или в другом месте.

Что такое температура тела?

Нормальная температура тела человека варьируется в зависимости от пола, недавней активности, потребления пищи и жидкости, времени суток и, у женщин, стадии менструального цикла. Нормальная температура тела может составлять 97,8 градусов по Фаренгейту, что эквивалентно 36.От 5 градусов по Цельсию до 99 градусов по Фаренгейту (37,2 градуса по Цельсию) для здорового взрослого человека. Температуру тела человека можно измерить одним из следующих способов:

• Устно. Температуру можно измерять через рот с помощью классического стеклянного термометра или более современных цифровых термометров, в которых для измерения температуры тела используется электронный зонд.
• Ректально. Температура, измеренная ректально (с помощью стеклянного или цифрового термометра), как правило, на 0,5–0,7 градуса по Фаренгейту выше, чем при измерении через рот.
• Подмышечный. Температуру можно измерять под мышкой с помощью стеклянного или цифрового термометра. Температура, измеряемая этим путем, обычно на 0,3–0,4 градуса по Фаренгейту ниже, чем температура, принимаемая внутрь.
• На слух. С помощью специального термометра можно быстро измерить температуру барабанной перепонки, которая отражает внутреннюю температуру тела (температуру внутренних органов).
• По коже. Специальный градусник позволяет быстро измерить температуру кожи на лбу.

Температура тела может быть ненормальной из-за лихорадки (высокая температура) или переохлаждения (низкая температура). По данным Американской академии семейных врачей, лихорадка показана, когда температура тела повышается примерно на один градус или более по сравнению с нормальной температурой 98,6 градусов по Фаренгейту. Гипотермия определяется как падение температуры тела ниже 95 градусов по Фаренгейту.

О стеклянных термометрах, содержащих ртуть

По данным Агентства по охране окружающей среды, ртуть является токсичным веществом, представляющим угрозу для здоровья людей, а также для окружающей среды.Из-за риска поломки стеклянные термометры, содержащие ртуть, следует прекратить использовать и утилизировать надлежащим образом в соответствии с местными, государственными и федеральными законами. Обратитесь в местный отдел здравоохранения, службу утилизации отходов или пожарную службу для получения информации о том, как правильно утилизировать ртутные термометры.

Какая частота пульса?

Частота пульса — это измерение частоты пульса или количества ударов сердца в минуту. Когда сердце проталкивает кровь по артериям, они расширяются и сужаются вместе с током крови.Измерение пульса не только измеряет частоту сердечных сокращений, но также может указывать на следующее:

• Сердечный ритм
• Сила пульса

Нормальный пульс у здоровых взрослых колеблется от 60 до 100 ударов в минуту. Частота пульса может колебаться и увеличиваться в зависимости от физических упражнений, болезней, травм и эмоций. Женщины в возрасте от 12 лет и старше, как правило, имеют более высокую частоту сердечных сокращений, чем мужчины. Спортсмены, например бегуны, которые много тренируют сердечно-сосудистую систему, могут иметь частоту сердечных сокращений около 40 ударов в минуту и ​​не испытывать никаких проблем.

Как проверить пульс

Когда сердце нагнетает кровь по артериям, вы чувствуете биения, сильно надавливая на артерии, которые расположены близко к поверхности кожи в определенных точках тела. Пульс можно обнаружить сбоку на шее, на внутренней стороне локтя или на запястье. Для большинства людей легче всего измерить пульс на запястье. Если вы используете нижнюю часть шеи, не давите слишком сильно и никогда не нажимайте на пульс с обеих сторон нижней части шеи одновременно, чтобы предотвратить блокировку кровотока в головном мозге.При измерении пульса:

• Сильно, но осторожно надавите на артерии первым и вторым пальцами, пока не почувствуете пульс.
• Начните отсчет импульсов, когда секундная стрелка часов окажется на 12.
• Считайте свой пульс в течение 60 секунд (или в течение 15 секунд, а затем умножьте его на четыре, чтобы вычислить удары в минуту).
• Во время счета не смотрите постоянно на часы, а сосредоточьтесь на ударах пульса.
• Если вы не уверены в своих результатах, попросите другого человека посчитать за вас.

Если ваш врач назначил вам проверять собственный пульс, но вы не можете его найти, проконсультируйтесь с врачом или медсестрой за дополнительными инструкциями.

Какая частота дыхания?

Частота дыхания — это количество вдохов, которые человек делает в минуту. Скорость обычно измеряется, когда человек находится в состоянии покоя, и включает в себя просто подсчет количества вдохов в течение одной минуты путем подсчета того, сколько раз поднимается грудь. Частота дыхания может увеличиваться при лихорадке, болезни и других заболеваниях.При проверке дыхания важно также отметить, есть ли у человека какие-либо затруднения с дыханием.

Нормальная частота дыхания взрослого человека в состоянии покоя составляет от 12 до 16 вдохов в минуту.

Что такое артериальное давление?

Артериальное давление, измеренное с помощью манжеты для измерения артериального давления и стетоскопа медсестрой или другим медицинским работником, представляет собой силу давления крови на стенки артерий. Каждый раз, когда сердце бьется, оно перекачивает кровь в артерии, что приводит к самому высокому кровяному давлению при сокращении сердца.Невозможно измерить собственное артериальное давление, если не используется электронное устройство для измерения артериального давления. Электронные тонометры также могут измерять частоту сердечных сокращений или пульс.

Два числа записываются при измерении артериального давления. Более высокое число, или систолическое давление, относится к давлению внутри артерии, когда сердце сокращается и качает кровь по телу. Меньшее число, или диастолическое давление, относится к давлению внутри артерии, когда сердце находится в состоянии покоя и наполняется кровью.И систолическое, и диастолическое давление записываются как «мм рт. Ст.» (Миллиметры ртутного столба). Эта запись показывает, насколько высоко ртутный столбик в старомодном ручном приборе для измерения артериального давления (называемом ртутным манометром) поднимается давлением крови. Сегодня в кабинете вашего врача для этого измерения с большей вероятностью будет использоваться простой циферблат.

Высокое кровяное давление или гипертония напрямую увеличивает риск ишемической болезни сердца (сердечного приступа) и инсульта (мозговой приступ). При высоком кровяном давлении артерии могут иметь повышенное сопротивление потоку крови, из-за чего сердцу становится труднее перекачивать кровь.

По данным Национального института сердца, легких и крови (NHLBI) Национального института здоровья, высокое кровяное давление у взрослых определяется как:

• Систолическое давление 140 мм рт. Ст. Или выше или
• Диастолическое давление 90 мм рт. Ст. Или выше

В обновленных рекомендациях NHLBI по артериальной гипертензии в 2003 г. была добавлена ​​новая категория артериального давления, называемая предгипертонией:

• 120 мм рт. Ст. — систолическое давление 139 мм рт. Ст. или
• Диастолическое давление 80 мм рт. Ст. — 89 мм рт. Ст.

В рекомендациях NHLBI теперь нормальное артериальное давление определяется следующим образом:

• Систолическое давление менее 120 мм рт. Ст. и
• Диастолическое давление менее 80 мм рт. Ст.

Эти цифры следует использовать только в качестве ориентировочных.Единичное измерение повышенного артериального давления не обязательно указывает на проблему. Ваш врач захочет увидеть несколько измерений артериального давления в течение нескольких дней или недель, прежде чем поставить диагноз гипертонии (высокое артериальное давление) и начать лечение. Человек, который обычно имеет более низкое, чем обычно, артериальное давление, может считаться гипертоником с более низкими показателями артериального давления, чем 140/90.

Почему я должен контролировать свое кровяное давление дома?

Для людей с гипертонией домашний мониторинг позволяет врачу отслеживать, насколько изменяется ваше кровяное давление в течение дня и изо дня в день.Это также может помочь вашему врачу определить, насколько эффективно действует ваше лекарство от артериального давления.

Какое специальное оборудование необходимо для измерения артериального давления?

Для измерения артериального давления можно использовать либо анероидный монитор, который имеет циферблатный индикатор и считывание показаний осуществляется путем взгляда на указатель, либо цифровой монитор, на котором показания артериального давления мигают на маленьком экране.

Об анероидном мониторе

Анаероидный монитор дешевле цифрового монитора.Манжета надувается вручную, сжимая резиновую грушу. Некоторые устройства даже имеют специальную функцию, облегчающую надевание манжеты одной рукой. Однако прибор может быть легко поврежден и станет менее точным. Поскольку человек, использующий его, должен отслеживать сердцебиение с помощью стетоскопа, он может не подходить для людей с нарушениями слуха.

О цифровом мониторе

Цифровой монитор работает автоматически, измерения отображаются на маленьком экране. Поскольку записи легко читаются, это самый популярный прибор для измерения артериального давления.Его также проще использовать, чем анероидное устройство, и, поскольку нет необходимости прослушивать сердцебиение через стетоскоп, это хорошее устройство для пациентов с нарушениями слуха. Одним из недостатков является то, что движения тела или нерегулярная частота сердечных сокращений могут изменить точность. Эти устройства также дороже анероидных мониторов.

О манометрах для измерения давления на руках и на запястье

Испытания показали, что устройства измерения артериального давления на пальцах и / или запястьях не так точны при измерении артериального давления, как другие типы мониторов.К тому же они дороже других мониторов.

Перед тем, как измерить артериальное давление:

• Перед измерением отдохните от трех до пяти минут, не разговаривая.
• Сядьте в удобный стул, поддерживая спину, не скрещивая ноги и лодыжки.
• Сядьте неподвижно и положите руку на стол или твердую поверхность на уровне сердца.
• Плавно и плотно оберните манжету вокруг верхней части руки.Размер манжеты должен быть таким, чтобы она могла плотно прилегать, но при этом оставалось достаточно места для того, чтобы под ней мог проскользнуть кончик пальца.
• Убедитесь, что нижний край манжеты находится как минимум на один дюйм выше складки на локте.

Также важно, чтобы при измерении артериального давления вы записывали дату и время дня, когда вы снимаете показания, а также измерения систолического и диастолического давления. Это будет важная информация для вашего врача. Попросите своего врача или другого медицинского работника научить вас правильно пользоваться тонометром.Регулярно проверяйте точность монитора, беря его с собой в кабинет врача. Также важно убедиться, что трубка не перекручена, когда вы ее храните, и держите ее подальше от тепла, чтобы предотвратить трещины и утечки.

Правильное использование тонометра поможет вам и вашему врачу контролировать ваше кровяное давление.

Нормальный пульс, измерение, максимальная и целевая частота пульса

Какая у вас частота пульса?

Ваша частота пульса , или пульс — это количество ударов вашего сердца за 1 минуту.Частота сердечных сокращений варьируется от человека к человеку. Он ниже, когда вы отдыхаете, и выше, когда вы тренируетесь.

Знание пульса поможет вам составить лучшую программу упражнений. Если вы принимаете сердечные препараты, ежедневная запись пульса и отчет о результатах врачу могут помочь ему узнать, работает ли ваше лечение.

Зависимость артериального давления от частоты сердечных сокращений

Частота сердечных сокращений не зависит от вашего артериального давления. Это сила вашей крови против стенок кровеносных сосудов.

Более частый пульс не обязательно означает более высокое кровяное давление. Когда ваше сердце учащается, например, когда вы тренируетесь, ваши кровеносные сосуды должны расширяться, чтобы пропускать больше крови.

Как измерить пульс?

На вашем теле есть несколько мест, где легче измерить пульс:

• Внутренняя сторона ваших запястий
• Внутренняя сторона ваших локтей
• Боковые стороны шеи
• Верхняя часть ступней

Положите кончики указательного и среднего пальцев на кожу.Слегка надавите, пока не почувствуете, как под пальцами пульсирует кровь. Возможно, вам придется пошевелить пальцами, пока не почувствуете это.

Считайте удары, которые вы чувствуете в течение 10 секунд. Умножьте это число на шесть, чтобы получить частоту сердечных сокращений (или пульс) в минуту.

Что влияет на частоту сердечных сокращений?

Кроме упражнений, на частоту сердечных сокращений могут влиять следующие факторы:

• Погода. Ваш пульс может немного учащаться при повышении температуры и влажности.
• Стоя. Он может всплывать примерно через 20 секунд после того, как вы впервые встанете из положения сидя.
• Эмоции. Стресс и беспокойство могут повысить частоту сердечных сокращений. Он также может повышаться, когда вы очень счастливы или грустны.
• Размер корпуса. У людей с тяжелым ожирением пульс может быть немного учащенным.
• Лекарства. Бета-адреноблокаторы замедляют сердечный ритм. Слишком большое количество лекарств от щитовидной железы может ускорить это.
• Кофеин и никотин. Кофе, чай и газированные напитки повышают частоту сердечных сокращений.Табак тоже.

Что такое нормальная частота пульса?

Нормальная частота пульса в состоянии покоя обычно составляет от 60 до 100 ударов в минуту. Ваш номер может отличаться. У детей частота сердечных сокращений в состоянии покоя обычно выше, чем у взрослых.

Лучшее время для измерения пульса в состоянии покоя — это сразу после пробуждения утром, прежде чем начать двигаться или принимать кофеин.

Как снизить частоту пульса в состоянии покоя

Как правило, у людей, которые более физически развиты и менее подвержены стрессу, частота пульса в состоянии покоя ниже.Несколько изменений в образе жизни могут помочь вам замедлить его развитие:

• Регулярно выполняйте физические упражнения. На некоторое время у вас учащается пульс, но со временем упражнения делают ваше сердце сильнее, поэтому оно работает лучше.
• Правильно питайтесь. Похудение может снизить частоту сердечных сокращений в состоянии покоя. Исследования показали, что частота сердечных сокращений ниже у мужчин, которые едят больше рыбы.
• Устойчивое напряжение. Выделите время, чтобы отключиться от электронных устройств и расслабиться каждый день. Также могут помочь медитация, тай-чи и дыхательные упражнения.
• Бросьте курить. Это одна из лучших вещей, которые вы можете сделать для общего здоровья.

Что такое максимальная частота пульса?

Ваша максимальная частота пульса в среднем является максимальной, которую может получить ваш пульс. Один из способов получить приблизительную оценку вашего прогнозируемого максимума — вычесть ваш возраст из числа 220.

Например, прогнозируемая максимальная частота пульса для 40-летнего человека составляет около 180 ударов в минуту.

Вы можете узнать свою фактическую максимальную частоту пульса с помощью дифференцированного теста с физической нагрузкой.Если вы принимаете лекарства или страдаете такими заболеваниями, как сердечные заболевания, высокое кровяное давление или диабет, спросите своего врача, следует ли вам скорректировать свой план упражнений, чтобы частота пульса не превышала определенное значение.

Что такое целевая частота пульса?

Вы получаете наибольшую пользу, когда тренируетесь в «целевой зоне частоты пульса». Обычно это когда ваша частота пульса (пульс) составляет от 60% до 80% от вашего максимума. В некоторых случаях врач может уменьшить целевую зону пульса примерно до 50%.

Проконсультируйтесь с врачом перед тем, как начинать программу упражнений. Они могут помочь вам найти режим и целевую зону пульса, которые соответствуют вашим потребностям, целям и общему состоянию здоровья.

Когда вы начинаете программу упражнений, вам может потребоваться медленно нарастить до целевой зоны частоты пульса, особенно если раньше вы не тренировались регулярно. Если упражнение кажется вам слишком тяжелым, притормозите. Вы снизите риск получения травмы и получите больше удовольствия от упражнения, если не будете пытаться переусердствовать.

Когда вы тренируетесь, сделайте перерыв и регулярно проверяйте пульс, чтобы определить, находитесь ли вы в целевой зоне.Если ваш пульс ниже целевой зоны, увеличьте интенсивность тренировки.

5 Максимальная частота пульса

20

Возраст	Целевая частота пульса (ЧСС) Зона (60% -80%)		120-170	200
25	117-166	114
905 905 105-149	175
50	102-145 9052 4	170
55	99-140	165
60	96-136 1600005 905 905	93-132	155
70	90-128	150
905 905	Макс.HR:

Измерение пульса — физика тела: движение к метаболизму

Работая медсестрой, Джолин чаще всего измеряет частоту сердечных сокращений. Частота сердечных сокращений часто измеряется путем подсчета количества импульсов, возникающих в запястье или шее за определенный период времени. Чтобы сравнить частоту сердечных сокращений, измеренную разными людьми, мы должны быть уверены, что все используют одни и те же единицы измерения.В медицине в качестве стандартной единицы измерения частоты сердечных сокращений используются удары в минуту ( ударов в минуту, ).

Вместо того, чтобы ждать и подсчитывать импульсы в течение полной минуты, вы можете выполнять измерения быстрее, считая импульсы в течение шести секунд, а затем умножая число на десять, чтобы получить количество импульсов, которые произошли бы за шестьдесят секунд или одну минуту. . Этот процесс известен как преобразование единиц в , и число десять было коэффициентом преобразования для этого примера.

Повседневный пример: частота пульса

Карлотта хочет определить свой пульс в ударов в минуту . Она считает девять импульсов за шесть секунд. Затем она использует коэффициент преобразования десять, чтобы преобразовать количество ударов за шесть секунд в ударов в минуту и определяет свою частоту сердечных сокращений, равную 90 ударов в минуту :

.

Метод преобразования единиц измерения по цепочке предотвращает ошибки, отслеживая все значения, единицы и коэффициенты пересчета.

Для применения метода рабицы:

1. Запишите исходное значение и единицы измерения.
2. Установите равным себе, только теперь с единицами, записанными в виде дроби.
3. Умножьте на коэффициенты пересчета, чтобы отменить нежелательные единицы и оставить только желаемые конечные единицы.
4. Инвертируйте некоторые коэффициенты пересчета, чтобы при необходимости отменить нежелательные единицы.
5. Умножьте числа сверху.
6. Умножьте числа внизу.
7. Разделите верхний результат на нижний результат.
8. Запишите окончательное значение.
9. Добавьте желаемые конечные единицы (верхние и нижние), оставшиеся после отмены.

Применение метода звена цепи к предыдущему примеру дает нам тот же ответ, только теперь нам не нужно просто заранее знать, что мы должны умножить на десять, нам нужно было только знать, что в одной минуте 60 секунд, который мы используем в качестве коэффициента преобразования.

Повседневный пример: пульс

Карлотта хочет определить свой пульс в ударов в минуту . Она насчитывает девять импульсов за шесть секунд. Затем она использует коэффициент преобразования десять, чтобы преобразовать количество ударов за шесть секунд в ударов в минуту и определяет свою частоту сердечных сокращений, равную 90 ударов в минуту :

.

Применение метода звена цепи к предыдущему примеру дает нам тот же ответ, только теперь нам не нужно заранее знать, что мы должны умножить на десять, нам нужно было только знать, что в одной минуте было 60 секунд, которые мы используется в качестве нашего коэффициента преобразования.

Акт проверки того, что ваш ответ на проблему состоит из правильных единиц, называется модульным анализом. Термин «метод цепной связи» часто используется как синонимы терминов «блочный анализ» или «размерный анализ», например, в этом полезном видео, демонстрирующем единичный анализ с использованием метода «цепочечной связи». Давайте попрактикуемся еще в преобразовании единиц измерения, используя метод цепочки с несколькими коэффициентами преобразования:

Повседневный пример

Ронни хочет прикинуть, сколько денег он потратит на проезд на бензине туда и обратно из университетского городка в этом семестре.Дорога туда и обратно до кампуса составляет 14,2 мили, его машина обычно проезжает 27 миль на галлон ( MPG ), а бензин в настоящее время стоит $ 2,86 за галлон. Ему нужно ездить в университетский городок и обратно четыре раза в неделю. Давайте спрогнозируем его стоимость за газ на 11-недельный срок.

Как и медицинские работники, ученые используют стандартные научные единицы (СИ) при составлении отчетов об измерениях, чтобы мы все могли оставаться на одной странице. Например, основная единица времени в системе СИ — секунды.В этом курсе мы в основном будем использовать секунды для времени, метры для длины, килограммы для массы и Кельвина для температуры. Все другие единицы, которые мы используем, будут комбинациями этих нескольких основных единиц СИ. В таблице ниже показаны все семь основных единиц СИ и их сокращения. Все другие стандартные научные единицы являются производными единицами, то есть представляют собой комбинации этих семи основных единиц. В этой книге сокращенные единицы будут полужирным шрифтом для ясности. Семь основных единиц и их сокращения приведены в следующей таблице.Посетите Национальный институт стандартов и технологий (NIST) для получения дополнительной информации о стандартных единицах измерения.

Таблица основных международных стандартных единиц (СИ)

Имущество	Установка	Аббревиатура
Длина	метр	м
Масса	килограмм	кг
Время	секунд	с
Число (количество)	моль	моль
Температура	Кельвин	К
Электрический ток	Ампер	А (усилитель)
Сила света	канделла	компакт-диск

Как и в случае с частотой сердечных сокращений, стандартные медицинские единицы и стандартные научные единицы не всегда совпадают, что означает, что нам нужно будет уметь анализировать единицы измерения и преобразовывать единицы измерения, если мы хотим использовать физику для анализа человеческого тела. .Давай снова потренируемся.

Повседневный пример: единицы скорости

Аасма бежала так быстро, как могла, в то время как друг ехал рядом в машине со спидометром, показывающим 14 миль в час ( миль в час, ). Можете ли вы определить, насколько быстро Aasma работала в метрах в секунду ( м / с, )? В одной миле ( миль ) 1,6 километра ( км, ) и 1000 метров ( м ) в одном километре. Помня, что есть 60 секунд ( с ) в минуту ( мин ) и 60 мин в час ( ч ).

Измерение импульсов

| Мичиган Медицина

Обзор теста

Ваш пульс — это частота ударов вашего сердца. Пульс обычно называется частотой сердечных сокращений, то есть количеством ударов сердца в минуту (ударов в минуту). Но также можно отметить ритм и силу сердцебиения, а также то, насколько кровеносный сосуд становится твердым или мягким. Изменения частоты сердечных сокращений или ритма, слабый пульс или твердость кровеносного сосуда могут быть вызваны сердечным заболеванием или другой проблемой.

Когда сердце качает кровь по телу, вы можете ощущать пульсацию в некоторых кровеносных сосудах, расположенных близко к поверхности кожи, например, в запястье, шее или плече. Подсчет пульса — простой способ узнать, насколько быстро бьется ваше сердце.

Ваш врач обычно проверяет ваш пульс во время медицинского осмотра или в экстренных случаях, но вы можете легко научиться проверять собственный пульс. Вы можете проверить свой пульс утром, сразу после пробуждения, но перед тем, как встать с постели.Это называется пульсом покоя. Некоторым людям нравится проверять пульс до и после тренировки.

Вы проверяете частоту пульса, подсчитывая удары за заданный период времени (не менее 15–20 секунд) и умножая это число, чтобы получить количество ударов в минуту. Ваш пульс меняется каждую минуту. Это будет быстрее, если вы тренируетесь, у вас жар или стресс. Когда вы отдыхаете, это будет медленнее.

Зачем это нужно

Проверяют пульс:

• Посмотрите, насколько хорошо работает сердце.В экстренной ситуации ваш пульс может помочь узнать, перекачивает ли сердце достаточно крови.
• Помогите найти причину таких симптомов, как нерегулярное или учащенное сердцебиение (учащенное сердцебиение), головокружение, обморок, боль в груди или одышка.
• Проверьте кровоток после травмы или при возможной закупорке кровеносного сосуда.
• Проверьте, есть ли лекарства или болезни, вызывающие замедление сердечного ритма. Ваш врач может попросить вас проверять пульс каждый день, если у вас болезнь сердца или вы принимаете определенные лекарства, которые могут замедлить частоту сердечных сокращений, например дигоксин или бета-адреноблокаторы (например, атенолол или пропранолол).
• Проверьте свое общее состояние здоровья и физическую форму. Проверка частоты пульса в состоянии покоя, во время тренировки или сразу после интенсивной тренировки может дать вам важную информацию об общем уровне физической подготовки.

Как подготовить

Все, что вам нужно для проверки пульса, — это часы с секундной стрелкой или цифровой секундомер. Найдите тихое место, где можно присесть и не отвлекаться, когда вы учитесь проверять пульс.

Как это делается

Вы можете измерить частоту пульса в любом месте, где артерия приближается к коже, например, на запястье или шее, в области виска, в паху, под коленом или на верхней части стопы.

Вы можете легко проверить свой пульс на внутренней стороне запястья, ниже большого пальца.

• Осторожно коснитесь этой артерии двумя пальцами другой руки.
• Не используйте большой палец, потому что у него есть собственный пульс, который вы можете почувствовать.
• Считайте удары в течение 30 секунд; затем удвойте результат, чтобы получить количество ударов в минуту.

Также можно проверить пульс на сонной артерии. Он расположен на шее по обе стороны от трахеи. Будьте осторожны при проверке пульса в этом месте, особенно если вам больше 65 лет. Если вы будете слишком сильно нажимать, у вас может закружиться голова и вы упадете.

Вы можете купить электронный измеритель пульса для автоматического измерения пульса на пальце, запястье или груди. Эти устройства полезны, если у вас возникли проблемы с измерением пульса или если вы хотите проверить свой пульс во время тренировки.

Каково это

Проверка пульса не должна вызывать боли.

Риски

Проверка пульса не должна вызывать проблем. Будьте осторожны, проверяя пульс на шее, особенно если вам больше 65 лет. Если вы будете слишком сильно надавить, у вас может закружиться голова и вы упадете.

Позвоните своему врачу, если у вас есть какие-либо из следующих симптомов:

• Нерегулярное или учащенное сердцебиение (учащенное сердцебиение).Сердцебиение может быть постоянным или приходить и уходить (эпизодически).
• Боль в груди
• Головокружение
• Обморок
• Легкомысленность
• Одышка

Поговорите со своим врачом, если у вас учащенный пульс, много пропущенных или лишних ударов, или если кровеносный сосуд, по которому вы проверяете пульс, кажется твердым.

Результаты

Ваш пульс — это частота ударов вашего сердца.Пульс обычно называется частотой сердечных сокращений, то есть количеством ударов сердца в минуту (ударов в минуту).

Нормальная частота пульса в состоянии покоя

В приведенной ниже таблице показан нормальный диапазон частоты пульса в состоянии покоя (частота пульса после 10 минут отдыха) в ударах в минуту в зависимости от возраста. Многие факторы могут вызвать изменения вашей нормальной частоты пульса, в том числе ваш возраст, уровень активности и время суток.

Пульс в состоянии покоя

Возраст или уровень физической подготовки	Ударов в минуту (уд ​​/ мин)
Младенцы до 1 года:	100–160
Дети в возрасте от 1 до 10 лет:	70–120
Дети в возрасте от 11 до 17 лет:	60–100
Взрослых:	60–100
Спортсменов в хорошей физической форме:	40–60

Ваш пульс обычно имеет сильный, устойчивый или регулярный ритм.Ваш кровеносный сосуд должен быть мягким. Случайные паузы или дополнительные доли — это нормально. Обычно ваш пульс немного ускоряется, когда вы глубоко дышите. Вы можете проверить это нормальное изменение частоты пульса, изменив характер дыхания и измерив пульс.

Многие условия могут повлиять на частоту вашего пульса. Ваш врач поговорит с вами о любых отклонениях от нормы, которые могут быть связаны с вашими симптомами и состоянием здоровья в прошлом.

Быстрый пульс

Быстрый пульс может быть вызван:

• Активностью или физическими упражнениями.
• Анемия.
• Некоторые лекарства, такие как противозастойные и применяемые для лечения астмы.
• Лихорадка.
• Некоторые виды пороков сердца.
• Сверхактивная щитовидная железа (гипертиреоз).
• Стимуляторы, такие как кофеин, амфетамины, таблетки для похудания и сигареты.
• Распитие спиртных напитков.
• Стресс.

Медленный пульс

Низкая частота пульса в состоянии покоя может быть вызвана:

• Некоторые типы сердечных заболеваний и лекарства для лечения сердечных заболеваний.
• Высокий уровень физической подготовки.
• Низкая активность щитовидной железы (гипотиреоз).

Слабый пульс

Слабый пульс может быть вызван следующими причинами:

Частота пульса во время тренировки

Многие люди используют целевую частоту пульса, чтобы определить, насколько интенсивно они тренируются. Используйте этот интерактивный инструмент: какова ваша целевая частота пульса? Этот инструмент рассчитывает вашу целевую частоту пульса, используя максимальную частоту пульса (в зависимости от вашего возраста), частоту пульса в состоянии покоя и вашу активность.

Во время упражнений ваше сердце должно работать достаточно усердно для достижения здорового эффекта, но не настолько, чтобы ваше сердце было перегружено. Вы получаете наибольшую пользу, когда частота пульса во время тренировки находится в пределах диапазона целевой частоты пульса. Вы можете измерить свой пульс во время или после тренировки, чтобы увидеть, насколько вы тренируетесь с целевой частотой пульса.

Или вы можете носить датчик частоты пульса во время тренировки, чтобы вам не приходилось измерять пульс. Пульсометр постоянно показывает вашу частоту пульса, поэтому вы видите, как упражнения меняют частоту сердечных сокращений.

Чтобы проверить частоту пульса во время тренировки:

1. После 10 минут тренировки остановитесь и измерьте пульс.
   • Измерьте частоту сердечных сокращений, осторожно приложив два пальца к запястью (не используя большой палец). Если трудно почувствовать пульс на запястье, найдите артерию на шее, которая находится по обе стороны от трахеи. Осторожно нажмите.
   • Считайте удары в течение 15 секунд. Умножьте количество ударов на 4. Это количество ударов в минуту.
2. Внесите изменения в интенсивность тренировок, чтобы частота пульса оставалась в пределах целевой частоты пульса.

Целевая частота пульса является ориентировочной. Все люди разные, поэтому обращайте внимание на то, как вы себя чувствуете, как тяжело дышите, как быстро бьется ваше сердце и как сильно вы чувствуете напряжение в мышцах.

Что влияет на тест

Возможно, вы не сможете почувствовать свой пульс или правильно подсчитать пульс, если вы:

• У вас уменьшилась чувствительность пальцев.
• Не используется нужное давление. Слишком большое давление может замедлить частоту сердечных сокращений, а слишком низкое давление может привести к тому, что вы пропустите некоторые удары.
• Пытаетесь измерить пульс в области, покрытой слишком большим количеством мышц или жира.
• Вы измеряете пульс большим пальцем. У вашего большого пальца есть собственный пульс, который мешает вам считать.
• Вы слишком много двигаетесь, пытаясь измерить пульс.

Что думать о

Многие люди измеряют свой пульс во время или сразу после тренировки, чтобы проверить свой пульс и узнать, в здоровом ли они темпе.Ваша частота пульса (пульс) во время и после тренировки будет выше, чем частота пульса в состоянии покоя.

Позвоните своему врачу, если ваш пульс не снизится в течение нескольких минут после прекращения тренировки.

По мере того, как вы продолжаете регулярно заниматься спортом, ваш пульс не будет расти так высоко, как когда-то при том же количестве усилий. Это признак того, что вы становитесь более здоровыми. Чтобы узнать больше, смотрите тему Фитнес.

Список литературы

Консультации по другим работам

• Национальные институты здравоохранения, Медицинская энциклопедия Medline Plus (2011).Пульс. Доступно в Интернете: http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/ency/article/003399.htm.

Кредиты

Текущий по состоянию на: 23 сентября 2020 г.

Автор: Healthwise Staff
Медицинский обзор:
Э. Грегори Томпсон, врач-терапевт
Адам Хусни, доктор медицины, семейная медицина
Мартин Дж.Габица MD — Семейная медицина

По состоянию на: 23 сентября 2020 г.

Автор: Здоровый персонал

Медицинское обозрение: E. Грегори Томпсон, врач внутренних болезней и Адам Хусни, доктор медицины, семейная медицина и Мартин Дж. Габика, доктор медицины, семейная медицина

Как измерить пульс

Community Eye Health.2013; 26 (82): 37.

Дайан Пикеринг

Бывший советник медсестры, Общественный журнал здоровья глаз

Дайанн Пикеринг, бывший советник медсестры, Общественный журнал здоровья глаз;

Это статья в открытом доступе, распространяемая под некоммерческой лицензией Creative Commons Attribution.

Перед операцией глазные пациенты должны быть оценены на предмет их пригодности для операции. Измерение пульса позволяет нам определить частоту сердечных сокращений пациента, а также оценить силу, регулярность и характер пульса.Нарушения могут указывать на проблемы с сердцем и должны быть исследованы.

Измерение пульса также обеспечивает начальную запись («базовый уровень»), которая позволит нам сравнивать будущие измерения и отслеживать изменения в состоянии нашего пациента.

Пульс можно измерить в нескольких точках тела. В этих точках артерия расположена прямо под кожей, где ее можно прижать к кости, позволяя нам чувствовать каждый удар.

В этой статье будет рассмотрено измерение пульса в радиальной точке (внутри запястья, см.), Поскольку это наиболее распространенная точка измерения пульса у глазных пациентов.

ПРИМЕЧАНИЕ: Многие вещи, такие как беспокойство, боль и жар, могут повысить пульс пациента (частоту сердечных сокращений), а некоторые лекарства, такие как бета-блокаторы или дигоксин, могут его снизить; все эти причины следует учитывать при оценке и записи пульса пациента. Если вы проводите повторные измерения у одного и того же пациента, старайтесь каждый раз измерять пульс в одних и тех же условиях.

Что нормально?

Нормальный пульс ровный и сильный. Частота сердечных сокращений и, следовательно, частота пульса (количество ударов в минуту) меняются с возрастом и могут варьироваться между людьми одного возраста.

Таблица 1.

Нормальный диапазон частоты пульса, по возрасту

912 в состоянии покоя) Прежде чем начать

1. Вымойте руки — это поможет предотвратить перекрестное заражение.

2. Объясните, что вы собираетесь делать. Это поможет пациенту понять, что вот-вот произойдет, и упростит им сотрудничество.

Рисунок 1

Процедура

1. Спросите, ходил ли пациент, поднимался по лестнице или иным образом упражнялся в последние 20 минут. Если нет, можете продолжить. Если ответ положительный, подождите 20 минут, прежде чем снимать показания. Это поможет предотвратить ложные показания.

2. Убедитесь, что пациент расслаблен и ему комфортно.

3. Поместите кончики первого и второго пальцев на внутреннюю сторону запястья пациента ().

4. Слегка нажмите против пульса. Не торопитесь, чтобы отметить любые нарушения в силе или ритме.

5. Если пульс регулярный и сильный, измерьте пульс в течение 30 секунд. Удвойте число, чтобы получить количество ударов в минуту (например: 32 удара за 30 секунд означает, что пульс составляет 64 удара в минуту). Если вы заметили изменения ритма или силы, необходимо измерить пульс в течение полной минуты.

6. Запишите частоту пульса (количество ударов в минуту) в записи пациента и опишите ее силу и ритм. Сравните частоту пульса со значениями в таблице и укажите, является ли пульс нормальным, медленным или быстрым. Любые отклонения от нормы следует регистрировать и сообщать старшей медсестре и врачу.

7. Сила пульса — это очень субъективное измерение, но опытная медсестра сравнит его с тем, что ощущалось ранее у других пациентов.Опишите гной как «слабый», «слабый», «сильный» или «прыгающий».

8. Подумайте о ритме пульса. Это регулярно? Если нерегулярно, то каким образом? Проблемы с сердцем могут проявляться, например, в виде регулярных пропущенных сокращений, поэтому является ли нерегулярность регулярной (описываемая как регулярно нерегулярная) или ее нет (описываемая как нерегулярно-нерегулярная)?

9. Обсудите с пациентом результат измерения пульса и, если требуются дальнейшие исследования.

10. Вымойте и вытрите руки.

Источники

Сестринское и акушерское дело: практический подход. Салли Хубанд, Пэм Гамильтон Браун и Джиллиан Барбер Macmillan Education Руководство по клиническим сестринским процедурам в Королевской больнице Марсдена www.clinicalskills.net

Pulse One — Умный монитор для комнат для выращивания. Трек VPD, Temp, Rh, Light.

⚠️ Задержан из-за высокого спроса. Отправка через 4 недели. ⚠️

Интеллектуальный монитор окружающей среды.

Данные в реальном времени и архивные данные:

☁️ Дефицит давления пара
🌡️ Температура
💧 Относительная влажность
💡 Интенсивность света
🌱 Точка росы Включенные функции, удаленно доступные через приложение Pulse (ПК, iOS, Android):

🌏 Неограниченное количество датчиков и в реальном времени данные, включая несколько местоположений и сетей Wi-Fi, которые можно просматривать на одной приборной панели

📡 Мгновенные и надежные оповещения, настраиваемые для каждой зоны

📋 Легко настраивайте профили оповещений на нескольких устройствах с помощью диспетчера шаблонов

📊 Средние значения дня и ночи за любой выбранный период времени

⚡ Уведомления о подключении и отключении электроэнергии

☁️ Калибровка смещения VPD-LST для точных данных VPD

📓 Садовый календарь и журнал

* Бесплатная приоритетная доставка (США)
* USPS / UPS / DHL доступны для международных рейсов (могут применяться местные налоги на импорт)

Доставка: Большинство заказов, размещенных до 15:00 по тихоокеанскому времени, отправляются в этот же день (с понедельника по пятницу) в простых коричневых транспортных ящиках (без логотипов / без торговой марки).
Гарантия / возврат: Не для вас? Верните устройство по любой причине в течение 30 дней для получения полного возмещения (доставка не включена, этикетка возврата предоставляется для клиентов из США).

✔️ Гарантия удовлетворенности ✔️

Доступны коммерческие объекты и оптовые розничные цены.
Электронная почта [email protected] или отправьте нам сообщение для получения дополнительной информации.

Все покупки по кредитной карте будут оплачиваться Pulse Grow.

⚠️ Задержан в связи с высоким спросом. Отправка через 4 недели. ⚠️

Не могу дождаться? Станьте профессионалом за 499 долларов! Доставка в течение 1 рабочего дня, все данные Pulse One, плюс CO2 и PAR !!

⚠️ Задержан из-за высокого спроса. Отправка через 4 недели. ⚠️

Доставка в Канаду?

Получите это быстрее (без налогов на импорт) от нашего канадского партнера.

Возраст	Частота пульса (ударов в минуту)
Новорожденный (в покое)	100-180
80-150
Детский 26 лет	75-120
Детский 6-12 лет	70-110
Подростки-взрослые	60-