Следящий импульсно-линейный блок с КПД 90%

Приветствую, Самоделкины!
Думаю, вы не раз встречали такую штуку, как переключатель обмоток для линейного блока питания.

А что если можно сделать все намного технологичнее? Заинтригованы? Обязательно дочитайте до конца.

Автором данной самоделки является Роман (автор YouTube канала «Open Frime TV»). В прошлых своих роликах он собирал линейный и импульсный блоки питания. И вот он придумал следующее: а что если объединить эти 2 блока питания в один и получить совершенное устройство с очень большим КПД?


Смысл такой схемы похож на переключатель обмоток. Такой как-то делал AKA KASYAN, автор одноименного канала на всеми любимом видео хостинге YouTube.


Заключается он в том, что на вход линейного блока питания подается разное напряжение со ступеней трансформатора. Если нам на выходе нужно допустим напряжение 8В, то работаем на первой ступени, при которой на вход подается допустим 12В.

Если нам вдруг понадобилось на выходе получить напряжение равное 15В, то устройство переключает нас на вторую ступень, которая подает на вход напряжение равное 24В.

Все это классно, КПД по сравнению с обыкновенным линейником вырос, но все равно приходится рассеивать довольно много тепла. Плюс ко всему нужен трансформатор с отводами.

И тут назревает вопрос: А что если объединить линейный блок питания и импульсный? Блок схема выглядит таким образом:


На выход импульсного блока вешаем линейный и делаем обратную связь с выхода линейника.


Основная задача состоит в том, чтобы на выходе импульсного блока питания напряжение было всегда на пару вольт выше, чем на выходе линейного блока питания.

А сейчас предлагаю рассмотреть, как это реализовал автор.

Схема и плата линейного блока питания остались практически без изменений. Обратная связь будет браться с выхода блока и еще, как видим, автор убрал 7812, из-за того, что на выход данной схемы может приходить напряжение меньше чем 12В.


Поэтому убираем 7812 и припаиваем сюда провод. Он будет подключен к плате импульсника, на котором установлена такая же 7812.

Вот и все изменения для линейного блока питания, теперь смотрим схему импульсника.

Тут уже изменений побольше будет. Во-первых, давайте посмотрим, как реализована идея следящей системы.

А реализована она естественно на операционном усилителе.

Он включен по схеме с сумматора, тут происходит сложение 2-ух напряжений: одно опорное, заданное стабилитроном; другое с выхода линейного блока питания.

Изменяя номинал стабилитрона можно изменить напряжение приращения.

С выхода сумматора напряжение идет на 2-ой операционный усилитель, который, как и в обыкновенной схеме импульсника, пытается выровнять напряжение на свои входах, одно напряжение, которое мы задаем, а второе — непосредственно с выхода микросхемы.

Как видим, смысл работы очень прост и при любом напряжении, выставленном на линейном блоке, мощность рассеивания не будет превышать 10Вт. По мнению автора — это шикарный результат.

В данную схему можно установить микросхему lm2596 без каких-либо изменений.

Если же нужен больший ток, то по данной топологии можно сделать схему на xl4016.

А теперь переходим к следующему этапу — создание печатной платы и реализация в железе.

Вы можете сказать, что глупо так увеличивать устройство, делать 2 платы, которые занимают лишнее место. Автор тоже так подумал и решил сделать все очень компактно. Плату линейного блока он не стал переделывать, она остается без изменений. А вот плату импульсника сделаем по размерам точно такую, как и плату линейного блока питания только перевернутую.


И теперь из 2-ух плат можно собрать вот такой бутерброд, который будет устанавливаться на один радиатор, не занимая при этом много места.


Силовые элементы расположены таким образом, что не будут друг другу мешать при такой установке. Теперь можно приступить к изготовлению печатной платы. Думаю, все вы знаете, как происходит этот процесс.


Как видим, плата вытравилась. Сейчас запаяем ее и приступим к тестам. Элементов тут мало. Все запаиваем.


Затем автор сразу хотел подцепить платы на радиатор, но подумал, что лучше продемонстрировать работу в разобранном состоянии — так нагляднее будет видно. В качестве тестовых радиаторов он подцепил на линейный блок вот такой миниатюрный радиатор:

А на импульсник просто пластину, которую даже радиатором тяжело назвать.

Таким образом автор хочет показать минимальный нагрев схемы. А для самого теста нам понадобятся 2 мультиметра. Один из них подключаем к выходу импульсника, а второй к выходу линейника.

Затем цепляем нагрузку (лампочку на 36В, мощностью 100Вт) и смотрим, что происходит.

Как видим, когда на выходе линейного блока 0, на импульснике держится напряжение около 2,8В. Теперь вращаем переменный резистор, увеличивая напряжение на выходе линейного блока, и как видим, импульсник на это реагирует и в свою очередь увеличивает напряжение на своем выходе.

Да, тут заметна некая нелинейность, так как плохо подобраны резисторы сумматора, но автор полагает, что это не смертельно. По его мнению, даже такая схема будет намного практичнее, чем обыкновенный переключатель обмоток. Вы не подумайте, автор не пытается сказать, что переключатель плохая штука, просто есть более интересное решение.

Ну а на этом все. Надеюсь вам понравилась такая идея. Благодарю за внимание. До новых встреч!

Видео:

Источник Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Импульсный или линейный источник электропитания?

В настоящее время источники вторичного электропитания находят свое применение в различных областях техники.

Зачастую перед конструкторами и инженерами встает вопрос: — какой источник вторичного электропитания использовать для той или иной задачи: импульсный или линейный?

Множество технических специалистов и потребителей с опытом до сих пор относятся с опаской к импульсным источникам питания, так как еще в 80-90е годы прошлого столетия происходило множество отказов отечественной и импортной техники.

Также одной из причин негативного отношения к импульсным источникам питания является тот факт, что данные источники вторичного питания могут создавать высокочастотный шум.

На сегодняшний день вся бытовая техника, видео и аудио аппаратура, компьютерная техника оснащена импульсными источниками питания. Все меньше можно найти приборов, имеющих в своем составе линейные блоки питания. Так в чем же отличия данных типов источников питания?

Одним из основных критериев выбора источника питания является его надежность.

Конечно же импульсный источник питания является более надежным чем линейный за счет наличия встроенных защит от таких факторов, как перегрузка, переполюсовки по входу, короткого замыкания, скачков напряжения и так далее.

Еще одним не мало важным параметром является КПД (коэффициент полезного действия), который определяет эффективность преобразования энергии в источнике питания.

КПД в импульсных источниках высокий и может достигать 98%!

Это гарантирует меньшие теплопотери, а также ведет к меньшему перегреву элементной базы, что является показателем надежности. В линейном источнике питания основные потери происходят в трансформаторе и аналоговом стабилизаторе.

В импульсном бескорпусном источнике вторичного электропитания вместо сетевого используется высокочастотный трансформатор, а вместо стабилизатора ключевой элемент.

Исходя из того, что основную часть времени ключевые элементы то включены, то выключены, потери в данном источнике минимальны.

Важным аспектом при выборе источника питания является помехозащищенность и электромагнитная совместимость. В отличие от линейных, все без исключения импульсные источники вторичного электропитания излучают высокочастотные помехи, так как это связано с их принципом работы.

В следствии чего необходимо предпринимать дополнительные меры по подавлению этих помех, зачастую не позволяющие устранить их полностью. Данный факт ограничивает применение импульсных блоков питания в некоторых случаях.

Существенное преимущество импульсным источникам электропитания дает широкий диапазон входных напряжений, чего нельзя сказать о линейных.

Импульсные источники питания имеют меньшие габариты и вес по сравнению с линейными. Это достигается в следствии того, что с увеличением частоты можно использовать трансформаторы меньших размеров при одной и той же передаваемой мощности.

В заключении следует добавить, что более низкую стоимость имеют импульсные источники питания за счет использования более дешевой силовой элементной базы. С увеличением мощности, стоимость импульсного источника питания уменьшается по сравнению с его линейным аналогом.

Ведущий инженер ЗАО «РЕОМ»

---

ЗАО «РЕОМ» производит источники питания ПНВ27 класса DC-DC.

ИВЭП серии ПНВ27 рассчитаны на питание от сети постоянного тока напряжением в диапазоне от 22В до 34В.

Задать вопрос

<< Предыдущая  Следующая >>

Чем отличается импульсный блок питания от обычного: особенности и отличия

Во многих современных электрических приборах используется принцип вторичной мощности благодаря возможности применения устройств, обеспечивающих особенности используемых схем электрической энергии. При этом схемы могут нуждаться в питании определенного напряжения, тока, частоты. Для успешной реализации поставленных задач принято использовать блоки питания, которые позволяют преобразовывать напряжение.

Какими могут быть современные блоки питания?

1. Встроенными конструкциями в корпус потребителя, словно реализовываются микропроцессорные приборы.
2. Присутствует возможность использования отдельных модулей и соединительных проводов. Такие блоки создаются на основе обычного зарядного устройства, которое применяется для мобильной техники.

Блоки питания могут по-разному преобразовывать энергию для последующего использования. Какие технологии нужно отметить?

1. Аналоговые модели.
2. ИБП.

В настоящее время оборудование, которое предлагается, обладает определенной спецификой, оказывающей серьезное влияние на эксплуатацию.

Что представляют собой трансформаторные блоки питания?

Изначально производители предлагали только такие конструкции. Предполагается, что для изменения напряжения требуется силовой трансформатор, который может питаться от бытовой сети с электрическим напряжением в 220 вольт. В сети и оборудовании происходит уменьшение амплитуды синусоидальной гармоники, которая должна воздействовать на выпрямительное устройство, включающее в себя силовые диоды, основанные на классической схеме моста.

Впоследствии пульсирующее напряжение может быть сглажено емкостью, которая включается параллельно. Емкость должна быть правильно подобрана по величине разрешенной мощности. Для стабилизации используется полупроводниковая схема, которая дополнительно обладает силовыми транзисторами.

Нужно отметить, что положение резисторов в схеме стабилизации может быть изменено, в результате чего удается настраивать напряжение на клеммах, являющихся выходными.

Что представляют собой импульсные блоки питания (ИБП)?

В последнее время импульсные блоки питания становятся все более распространенными. При этом их популярность оказывается полностью оправданной. Среди преимуществ ИБП нужно отметить:

1. Доступность комплектации, благодаря чему при необходимости можно провести ремонтные мероприятия.
2. Высокий уровень надежности исполнения техники.
3. Оптимальная функциональность, благодаря чему можно использовать оборудование во многих сферах, вне зависимости от существующих требований к параметрам блока питания.

В большинстве случаев ИБП обладают высоким уровнем функциональности, причем предполагается соблюдение общих принципов. Несмотря на это, присутствует возможность выбрать подходящую модель оборудования, ориентируясь на ее технические параметры.

Особенности ИБП

Импульсный блок питания должен предоставлять стабилизированное питающее напряжение благодаря тому, что использует правильное взаимодействие всех составляющих инверторной схемы.

Для получения напряжения двести двадцать вольт необходимо использовать подключенные провода, основанные на выпрямители. Для сглаживания амплитуды требуется емкостный фильтр, который может использовать специальные конденсаторы. При этом установленные конденсаторы готовы выдерживать около трехсот вольт.

Импульсный блок питания

Импульсные блоки питания всегда обладают определенной схемой, которая позволяет разделять оборудование на две категории:

1. С гальваническим отделением сети электрического питания от используемых выходных цепей.
2. Без гальванической развязки.

Какими особенностями обладают оба вида блоков питания? По какой схеме происходит их работа?

ИБП с гальванической развязкой

Высокочастотные сигналы могут направляться на импульсный трансформатор, который требуется для гальванической развязки цепей. Повышенная частота работы оборудования приводит к эффективной эксплуатации и одновременному уменьшению габаритов, веса. В большинстве случаев устройства работают на основе 3 цепочек, которые должны обладать взаимной связью:

1. ШИМ контролер. Данное устройство должно управлять технологическим процессом. В большинстве случаев предполагается процесс преобразования модуляции широтно-импульсного вида.
2. Каскад, состоящий из силовых ключей. Данная часть оборудования включает в себя мощные транзисторы, которые могут быть основаны на биполярных, IGBT, а также полевых моделях.
3. Импульсный трансформатор. Данный вид оборудования требуется для успешной передачи высокочастотных импульсов, которые могут обладать частотой до ста кГц.

Работа ИБП с гальванической развязкой дополнительно обладают цепочками, которые основаны на стабилизаторах, фильтрах, диодах.

ИБП без гальванической развязки

В этом случае предполагается отсутствие разделительного трансформатора. Сигнал может сразу же поступать на фильтр нижних частот.

Преимущества импульсных блоков питания над обычными.

1. Компактные габариты.
2. Уменьшенный вес.
3. Высокий КПД.
4. Доступная цена.
5. Высокий уровень функциональности.
6. Наличие специальной защиты.

Нужно отметить, что к недостаткам можно относить помехи, ведь ИБП работают на основе преобразования высокочастотных импульсов, а также ограничения по мощности. Несмотря на это, современные технологии активно развиваются  и постепенно недостатки устраняются.

 

Импульсный или линейный: какой источник питания выбрать?

• Статьи
• Комплектующие станков с ЧПУ — электроника, мехатроника, двигатели

Наверно ни для кого не секрет, что большинство специалистов, радиолюбителей и просто технически грамотных покупателей блоков питания с опаской относятся к импульсным источникам питания, оставляя 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 модулями питания.

Что мы имеем на сегодняшний день? Практически во всех современных телевизорах, видеоаппаратуре, бытовой технике, компьютерах используются импульсные источники питания. Все меньше и меньше сфер применения линейных (аналоговых, параметрических) источников питания. Линейный источник питания сегодня в бытовой аппаратуре практически не найдешь. 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 источникам питания недостатки: сложность, ненадежность, помехи.

Сложность

Да, они 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.

Ненадежность

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

Помехи

В схемотехнике импульсных источников 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 источника тщательно проработана, о помехах можно забыть.

Кроме этого, благодаря современным технологиям импульсные источники позволяют существенно сгладить пульсации сетевого напряжения. А какие достоинства?

Высокий КПД (вплоть до 90-98%)

Высокий КПД связан с особенностью схемотехники. Основные потери в аналоговом источнике это сетевой трансформатор и аналоговый стабилизатор (регулятор). В импульсном источнике 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 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.

Небольшой вес

Меньший вес за счет того, что с повышением частоты можно использовать трансформаторы меньших размеров при той же передаваемой мощности. Масса импульсного источника питания в разы меньше аналогового.

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 источников питания. Чем больше выходная мощность импульсного источника питания, 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.

Надежность

Вы не ослышались, надежность. На сегодняшний момент импульсные источники питания надежнее 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 источника, что так же является показателем надежности.

Требования к сетевому напряжению

Что творится в отечественных электросетях, вы наверно знаете не понаслышке. 220 Вольт в розетке скорее редкость, чем норма. А импульсные источники питания допускают широчайший диапазон питающего напряжения, недостижимого для линейного.

Типовой нижний порог сетевого напряжения для импульсного источника 90-110 Вольт, любой аналоговый источник при таком напряжении в лучшем случае «сорвется в пульсации» или просто отключиться.

Итак, импульсный или линейный? Выбор в любом случае за вами, мы лишь хотели помочь вам объективно взглянуть на импульсные источники 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.

Недостатки импульсных БП

Импульсные источники питания

Тодинов А. В., гр. ЭНС-10-1

Научный руководитель – к.т.н., доцент О. В. Колмаков

Назначение вторичных источников питания

Вторичных источников питания (ВИП) предазначены для преобразованиеясетевого напряжения в постоянные напряжения заданных номиналов, необходимые для обеспечения работоспособности электронных схем. Можно выделить две основные структурные схемы ВИП: классическую (линейный (трансформаторный) источник питания) импульсную (импульсного источника питания).

Рассмотрим структурную схему линейного (трансформаторного) источника питания

Трансформатор предназначен для гальванической развязки питающей сети и нагрузки и изменения уровня переменного напряжения. Обычно трансформатор является понижающим. Выпрямитель преобразует переменное напряжение в напряжение одной полярности (пульсирующее).

Сглаживающий фильтр уменьшает пульсации напряжения на выходе выпрямителя.

Стабилизатор уменьшает изменения напряжения на нагрузке (стабилизирует напряжение) , вызванные изменением напряжения сети и изменением тока , потребляемого нагрузкой.

Напряжение в сети обычно может изменяться +15…-20% от номинального значения.

Достоинства трансформаторных БП:

-Простота конструкции.

-Надёжность.

-Доступность элементной базы.

-Отсутствие создаваемых радиопомех (в отличие от импульсных, создающих помехи за счет гармонических составляющих).

Недостатки трансформаторных БП

Большой вес и габариты, пропорционально мощности . Металлоёмкость.

Компромисс между снижением КПД и стабильностью выходного напряжения: для обеспечения стабильного напряжения требуется стабилизатор, вносящий дополнительные потери.

Слабая стойкость оборудования с таким БП к броскам напряжения и « отгоранию нуля» (обычно возникает в воздушных сетях сельской местности, приводит к повышению напряжения в розетках с 220 до 380 В). В то же время техника с импульсными БП (например, современные телевизоры) часто переносит повышения питания до 380 В без разрушения.

 

Рассмотрим структурную схему импульсного источника питания:

Достоинства импульсных БП

Сравнимые по выходной мощности с линейными БП соответствующие им импульсные БП обладают следующими основными достоинствами:

-меньшим весом за счет того, что с повышением частоты можно использовать трансформаторы меньших размеров при той же передаваемой мощности.

-Масса линейных БП складывается в основном из мощных тяжелых низкочастотных силовых трансформаторов , работающих в линейном режиме;

-значительно более высоким КПД (вплоть до 90-98 %)за счет того, что основные потери в импульсных БП связаны с переходными процессами в моменты переключения ключевого элемента. Поскольку основную часть времени ключевые элементы находятся в одном из устойчивых состояний (то есть либо включен, либо выключен) потери энергии минимальны;

-меньшей стоимостью, благодаря массовому выпуску унифицированной элементной базы и разработке ключевых транзисторов высокой мощности.

Недостатки импульсных БП

Работа основной части схемы без гальванической развязки от сети, что, в частности, несколько затрудняет ремонт таких БП;

Все без исключения импульсные блоки питания являются источником высокочастотных помех, поскольку это связано с самим принципом их работы. Поэтому требуется предпринимать дополнительные меры помехоподавления, зачастую не позволяющие устранить помехи полностью. В связи с этим часто недопустимо применение импульсных БП для некоторых видов аппаратуры.

В распределённых системах электропитания: эффект гармоник кратных трём. При наличии эффективно действующих корректоров фактора мощности и фильтров во входных цепях этот недостаток обычно не актуален.

Пример сравнения:

Два блока питания на 60Вт .

Слева – линейный, справа – импульсный

Читайте также:

Рекомендуемые страницы:

Поиск по сайту

Импульсные источники питания. Общие тенденции и преимущества

1. Статьи
2. Как выбрать источник питания
3. Импульсные источники питания. Общие тенденции и преимущества

Одним из важнейших компонентов любой низковольтной системы являются источники питания. Этот сегмент рынка, как и многие другие в сфере производства систем безопасности, находится в постоянном развитии и совершенствовании: идут процессы уменьшения габаритов, улучшения характеристик, адаптации под условия российских сетей и т.д. Какие же преимущества открывают перед пользователем импульсные источники питания и какие продукты существуют в данном сегменте?

Общие проблемы питания любой аппаратуры:

• глобальные перепады напряжения в сети;
• потери на проводах отдаленных узлов системы, что особенно характерно для крупных объектов;
• помехи и наводки одними узлами системы на другие от общего источника (проблемы электромагнитной совместимости).

Все эти проблемы с успехом решаются с помощью современных модификаций импульсных источников питания, которые все больше вытесняют с рынка традиционные трансформаторные (линейные) блоки питания. За примерами далеко ходить не надо – обратите внимание на источник питания, установленный в вашем компьютере или другой оргтехнике, на зарядное устройство мобильного телефона, блок питания, идущий в комплекте к любому бытовому устройству. Подавляющее большинство – импульсные источники питания. И это не случайно. Все больше и больше производителей электротехники отдают им предпочтение, считая надежными, технологичными и удобными в эксплуатации.

Производство современных импульсных источников питания предусматривает более качественную и надежную элементную базу, высокий уровень производственных мощностей, соблюдение технологий, новое оборудование для тестирования параметров в процессе производства, выходной контроль качества, а также глубокое понимание специфики работы электросетей в условиях российской действительности. В настоящее время при соблюдении вышеназванных требований и грамотном подходе к разработке схемотехники и конструктива изделие будет успешным на рынке.

Преимущества импульсных блоков

Широкий диапазон входных напряжений (от 80 до 265 В) при неизменных выходных параметрах
В нашей стране перепады напряжения в сети (особенно в сельской местности) – серьезная проблема, хотя, согласно существующему ГОСТу на электросети в РФ, напряжение должно быть в пределах 220 В (+-1105%), то есть в диапазоне от 187 до 242 В. Любой блок питания должен обеспечивать все указанные параметры в этом диапазоне входных напряжений. Это далеко не простая задача, особенно для мощных блоков, потому что при минимальном напряжении на входе и максимальном токе на выходе блок должен сохранить стабильность выходного напряжения, а при максимальном уровне напряжения в сети и максимальном токе нагрузки – не выйти из строя из-за перегрева при максимально допустимой температуре окружающей среды. Необходимо также учитывать кратковременные падения напряжения в сети, связанные с подключением мощных энергопотребителей.

Многие производители лукавят, указывая в паспорте более узкий диапазон входных напряжений, хотя известно, что во многих регионах РФ 190 В в сети – норма.

Более совершенная схемотехника высокочастотного преобразования (КПД до 95%)
Большинство потерь в импульсных источниках питания связано с переходными процессами в моменты переключения ключевого элемента. Поскольку основную часть времени ключевые элементы находятся в одном устойчивом состоянии (включен или выключен), потери энергии минимальны. Трансформаторным (линейным) источникам питания для стабильности выходного напряжения требуется стабилизатор, вносящий дополнительные потери.

Качество выходного напряжения по шумам и электрическим наводкам позволяет одновременно осуществлять электропитание разного типа нагрузок
К источнику питания может быть подключена и нагрузка, работающая в линейном режиме, и нагрузка, работающая в динамическом режиме. В этом случае для стабилизации выходных параметров источника питания необходимо применение фильтров различного типа (индуктивных и емкостных) в выходной цепи.

Стабильность выходных параметров в широком температурном диапазоне
Особенно это касается выходного тока и напряжения. Еще одним элементом манипулирования цифрами со стороны производителя блоков является выходной ток: в паспорте на изделие зачастую указывается максимальный вместо номинального. При работе на максимальную нагрузку через непродолжительное время в блоке в лучшем случае срабатывает температурная защита (если она имеется). А чаще всего при продолжительной работе в режиме повышенной температуры компоненты блока с течением времени значительно теряют свои параметры, что особенно характерно для электролитических конденсаторов, емкость которых существенно понижается, что, в свою очередь, ведет к увеличению уровня выходных пульсаций. Номинальный же ток нагрузки – это ток, который должен отдаваться в нагрузку всегда независимо от обстоятельств, на протяжении длительного времени и при сохранении указанного уровня пульсаций.

Компенсация выходного напряжения при работе нагрузки на длинных линиях
Оборудование, подключаемое к источнику питания, рассчитано на определенное номинальное напряжение. Поскольку оно может находиться на значительном расстоянии от источника питания, то важным фактором являются потери в проводах. Компенсировать их можно путем увеличения сечения провода от источника питания до оборудования или с помощью под-строечного резистора, который позволит увеличить напряжение на выходе источника питания.

Значительно меньшие габариты и вес в сравнении с аналогичным по мощности линейным блоком питания (особенно это касается мощных линейных блоков)
При повышении частоты используются трансформаторы меньших размеров при той же передаваемой мощности. Масса линейных стабилизаторов складывается в основном из мощных, тяжелых низкочастотных силовых трансформаторов и радиаторов силовых элементов, работающих в линейном режиме.

Значительно меньшая стоимость изделий в производстве, что в конечном итоге отражается на цене для потребителя
В импульсных источниках питания отсутствует дорогостоящий низкочастотный трансформатор, который составляет большую часть стоимости линейных блоков питания.

Источники бесперебойного питания ACCORDTEC Все многообразие моделей источников питания торговой марки ACCORDTEC (Россия) выполнено на основе импульсных блоков питания. Высокие стандарты качества подтверждены проведенными испытаниями в рамках получения пожарного сертификата и сертификатов соответствия. Линейка включает в себя как источники бесперебойного питания, так и сетевые адаптеры.

Основные модели

ББП-20 – экономичный источник питания. Предназначен для питания нагрузки напряжением 12 В с током потребления не более 2 А. Данный источник питания может идти от сети переменного тока с напряжением от 80 до 265 В. Максимальный ток нагрузки – 2,5 А. ББП-20 имеет встроенную электронную защиту по выходу от короткого замыкания и превышения тока нагрузки. Цепь аккумулятора защищена предохранителем. Имеет индикацию наличия сети и индикацию наличия 12 В на выходе. Для компенсации падения выходного напряжения на соединительных проводах предусмотрена регулировка напряжения на выходе в диапазоне от 12 до 15 В.

ББП-30 предназначен для питания нагрузки напряжением 12 В с током потребления 3 А. Максимальный ток нагрузки – 4,9 А. Данный блок бесперебойного питания имеет встроенную электронную защиту от короткого замыкания и превышения нагрузки по току и мощности. ББП-30 также имеет функцию защиты АКБ от глубокого разряда.

Обычный свинцовый 12-вольтовый аккумулятор при глубоком разряде и падении напряжения около 10 В выходит из строя из-за необратимых химических изменений. Однако этого недостатка лишены герметичные необслуживаемые АКБ с гелевым электролитом. Эти батареи (от производителей, поставляющих качественную продукцию) выдерживают до 200 циклов глубокого разряда, более того, 50–60 циклов «заряд – разряд» являются хорошей тренировкой АКБ и даже поднимают ее емкость.

Тем не менее считается, что необходимо встраивать в источник бесперебойного питания схему отключения АКБ при достижении опасного порога глубокого разряда. Связано это с тем, что на рынке появилось множество моделей АКБ китайского производства, которые из-за применения более дешевых технологий и материалов едва выдерживают несколько циклов. Устройства защиты выполняются на базе реле или мощного полевого транзистора, так как применение дешевых биполярных транзисторов в качестве ключей приводит к дополнительному падению напряжения на ключе и, как следствие, к сокращению времени резервной работы.

В ББП-30 имеются две спаренные колодки для подключения нагрузки, облегчающие процесс монтажа. Для компенсации падения выходного напряжения на соединительных проводах предусмотрена регулировка напряжения на выходе в диапазоне от 12 до 15 В. ББП-30 поставляется в настоящий момент в трех исполнениях: без корпуса, в корпусе для установки АКБ до 7 А/ч и в корпусе для установки АКБ 17 A/ч.

ББП-80 – функциональный аналог ББП-30, предназначенный для питания нагрузки напряжением 12 В с током потребления 8 А. Максимальный ток нагрузки – 10 А.

Поставляется в двух исполнениях: без корпуса и в корпусе для установки АКБ 17 A/ч. ББП-80 может работать с АКБ до 33 А/ч.

Сетевые адаптеры серии ACCORDTEC

Сетевые адаптеры серии ACCORDTEC включают в себя бюджетный вариант аналогов трансформаторных блоков. Модели AT-12/15, AT-12/30 предназначены для питания нагрузки постоянным напряжением 12 В с током потребления 1,5 и 3 А соответственно. Имеют электронную защиту по выходу от короткого замыкания и превышения по току и мощности. Для компенсации падения выходного напряжения на соединительных проводах предусмотрена регулировка напряжения на выходе в диапазоне от 12 до 15 В.

Данные источники питания выпускаются в стандартном исполнении, а также в корпусе для крепления на DIN-рейку. Блоки с таким креплением предназначены для установки в электротехнические шкафы и боксы. В линейке блоков питания ACCORDTEC имеется также адаптер для питания нагрузки напряжением 24 В и с током потребления не более 3 А. Модель AT-12/05 – сетевой адаптер для питания оборудования напряжением 12 В и током потребления не более 0,5 А. Для подключения нагрузки предусмотрен кабель со штырьковым разъемом.

Опубликовано: Журнал «Системы безопасности» #5, 2010

В чем разница между обчным блоком питания и имупльсным БП?

Принцип работы обычного блока питани: сетевое напряжение 220 в подаётся сразу на трансформатор, расчитанный на частоту 50 Гц, с вторичных обмоток которого снимаются нужные напряжения, выпрямляются, фильтруются от 50 Гц, при необходимости стабилизируются электронными стабилизаторами. Очень просто, но 50 Гц — низкая частота, поэтому и трансформаторы и конденсаторы фильтра имеют очень приличные размеры. Импульсный блок питания: сетевое напряжение (точное напряжение и частота его значения не имеют) СНАЧАЛА выпрямляется и минимально фильтруется от 50 Гц небольшими конденсаторами. Затем стоит высокочастотный генератор (больше 20 кГц — чтоб не свичтел в слышимом диапазоне) , с которого высокая частота подаётся на трансформатор, причём эта частота — импульсы, а не синус, и трансформатор работает в предельном режиме, доходя до насыщения сердечника. Затем, после трансформатора, высокочастотные импульсы выпрямляются, постоянное напряжение фильтруется, и возможно — дополнительно стабилизируется, но основная стабилизация происходит за счёт подстройки длительности импульсов основного генератора, связь при этом — через оптроны (свет) . Так что импульсный блок питания много меньше и легче, поскольку на высокую частоту трансформатор (КОТОРЫЙ ВСЁ РАВНО ОБЯЗАТЕЛЬНО ЕСТЬ — по требованиям безопасности хотя бы) может быть много меньше, а фильтр — много эффективнее, тем более что в нём кроме конденсаторов, за счёт высокой частоты появляется возможность использовать и дроссели (индуктивности)….

Стоит заметить, что импульсник даже не нагруженый выдает порядочный ток, так, что поосторожней. А вот трансформаторные БП — источник ЭМ-излучений и приличных вибраций, за то технически боле прост.

Прежде всего разница — в кпд. Ну и потом уж до кучи всё остальное — вес, габариты.. . Вы просто представьте себе, СКОЛЬКО сейчас у населения в масштабе страны всяких электронных девайсов, подчас весьма мощных (телевизоры, компьютеры…) . И в каждом таком девайсе, кроме уж совсем примитивных и работающих чисто на переменном токе (типа утюга или простенькой электроплиты) есть стабилизатор, а то и не один. И если удастся повысить их кпд хотя бы на 10-20 процентов — то экономия, опять же в национальном маштабе, эквивалентна трём-пяти немаленким электростанциям. Именно поэтому с началом массовой телевизоризации населения (появление унифицированных схем ТВ в начале 70-х) их источники питания стали делать импуьсными. Схемно они от обычных (линейных) стабилизаторов отличаются по принципу регулировки напряжения в цепи нагрузки. В линейном излишек напряжения банально гасится на балластном элементе (проходной транзистор) . В импульсном передача энергии от источника в нагрузку производится через реактивный элемент (дроссель) . То есть энергия источника сначала накапливается в дросселе, а потом, по мере необходимости, отдаётся в нагрузку. В зависимости от того, где именно срабатывает идея «по мере необходимости», такие источники бывают с постоянной частотой (ШИМ) , когда в дросселе восполняется потеря энергии, или с постоянной длительностью, но переменной частоты, когда в дроссель запизивается сколько-то энергии, и он её должен сначала потратить, прежде чем в негно заново накачают. Ну и поскольку передача энергии идёт через реактивный элемент, то потери активной мощности (на балластнном элементе) отсутствуют. Этим и объясняется их высокий кпд. Второе — это, конечно, габариты (а значит, вес и материалоёмкость. То есть опять же приходим к экономике…) . За один полупериод частоты через сердечник трансформатора можно передеать только определённое количество энергии, пропорциональное объёму сердечника. Именно поэтому сетевые трансы чем мощнее — тем крупнее. Связано с тем, что сердечник не должен заходить в насыщение, а плотность (в Дж/см&#179) энергии в нём равна полупроизведению индукции на напряжённость поля. Раз есть максимальная индукция — то получается и максимальная энергия, которую можно накопить в сердечнике. Но обратите внимание на слово «полупериод». Если сердечник не может накопить в себе много энергии ЗА РАЗ. но может отдавать её ЧАСТО — то ему и не надо быть большим. Импульсные блоки могут наботать на высокой частоте. Скажем, в телевизорах это 15625 Гц (а не 50 Гц, как в сети) , а другой аппаратуре, не привязанной к частотной сетке, эта частота можети быть ещё выше. Поэтому при той же передаваемой мощности энергия, которую должен всосать в себя сердечник, будет уже не такой большой, а значит, и его гобариты тоже не должны быть большими.

Большую роль в отличие играет КПД импульсного блока пит. Оно составляет примерно 98% у простого трансформаторного 65%-75%. Усточивость в длителъности эксплуатазии импульсный уступает простому, так как наличие активных и чувствителънах элементов резко отличается. Поэтому КПД и стоимость необходимо взвесить экономически. Если блок питания должен работать круглые сутки, тогда импульсный выгоднее. Если напряжение сети скачет безпрерывно, то высокие напряжения могут повлиять на импульсный негативно. Импульсные не переносят частого вкл. и выкл. Их компактность и лёгкость не оспарима. <a rel=»nofollow» href=»http://ru.wikipedia.org/wiki/Бл РѕРє_питания» target=»_blank»>http://ru.wikipedia.org/wiki/Бл РѕРє_питания</a>