Глава пятая. МАЛОМОЩНЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ ОДНОФАЗНОГО ТОКА

5.1. СТРУКТУРА ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ

Для питания постоянным током электронных управляющих, измерительных и вычислительных устройств применяют источники питания малой мощности (единицы, десятки и сотни ватт), которые обычно получают энергию от однофазной цепи переменного тока. Такие источники питания в настоящее время строятся как по традиционной схеме с выпрямителем, подключенным к сети через трансформатор, так и по схеме с бестрансформаторным входом, работа которой основана на многократном преобразовании электрической энергии. Рассмотрим вначале традиционное решение.

Источник питания в общем случае может содержать следующие узлы (рис. 5.1, а):

Т — трансформатор, повышающий или понижающий напряжение в зависимости от соотношения напряжения на выходе источника питания и напряжения сети;

ВК — вентильный комплект, служащий для преобразования переменного тока в ток одного направления;

Ф — фильтр для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения;

СН — стабилизатор постоянного напряжения, обеспечивающий постоянство выходного напряжения при изменении нагрузки, напряжения питающей сети и т. п.

На рис. приведены кривые напряжения на различных участках схемы источника питания при двух значениях сетевого напряжения.

Основным узлом источника питания является вентильный комплект, содержащий группу вентилей, т. е. приборов с нелинейной вольт-амперной характеристикой, обладающих однонаправленной проводимостью.

Рис. 5.1. Структурная схема источника постоянного напряжения малой мощности (а) и временные диаграммы напряжений в источнике (б)

В качестве вентилей в источниках питания небольшой мощности используются обычно кремниевые, реже германиевые диоды (см. § 1.3). Остальные узлы, перечисленные выше, могут в отдельных случаях отсутствовать. Поэтому приступим в первую очередь к рассмотрению принципа действия основных выпрямительных схем, различающихся способами соединения вентилей между собой и с обмотками трансформатора.