TopТехнический словарьТрансформаторный блок питания

В трансформаторных блоках питания, устройством, отвечающим за выдерживание напряжения, является трансформатор. Он являет собой элемент, состоящий из сердечника и, намотанных на него первичной и вторичной обмоток, изготовленных, как правило, с медной проволоки. Сетевое напряжение в нем понижено до требуемого значения с помощью явления электромагнитной индукции или проникновения магнитного поля между первичной и вторичной обмотками. Эти обмотки гальванически изолированы, то есть не имеют между собой электрического соединения. В зависимости от соотношения числа витков первичной обмотки к вторичной, трансформаторы могут как уменьшать, так и повышать напряжение.

 

Трансформаторные блоки питания подразделяются на нестабилизированные и стабилизированные.

 

Рис.1. Схема нестабилизированного источника питания

 

a – трансформатор

b – выпрямитель в виде моста Graetza

c – конденсатор как выходной фильтр

В нерегулируемом источнике питания (рис.1) находятся: трансформатор (а), выпрямитель в виде моста (b) и конденсатор, как выходной фильтр (c).

 

Напряжение, в первую очередь, снижено с помощью трансформатора до заданного значения. Далее, через двухполупериодный выпрямитель, состоящий с четырех светодиодов, напряжение выпрямляется. В результате, независимо от направления входного напряжения переменного тока, на выходе уже плывет в том же самом направлении. В результате, полученное напряжение, далеко от идеального напряжения постоянного тока из-за большой пульсации. Устраняется оно с помощью применения конденсатора в качестве фильтра, который сглаживает форму волны напряжения.

 

Стабилизированный источник питания трансформатора (линейный) структурой не отличается от нестабилизированного, за исключением дополнитеной системы – регулятора напряжения (рис. 2).

 

Рис.2. Схема стабилизированного источника питания

 

d – система управления

Система управления (d), отмеченная на схеме, отвечает за поддержание выходного напряжения на том же уровне, независимо от нагрузки источника питания и изменения входного напряжения. Кроме того, в зависимости от коэффициента ослабления пульсации, стабилизатор может дополнительно сглаживать осциллограмму напряжения. Тем не менее, эту роль в основном играют конденсаторы. В зависимости от класса источника питания, используются разные стабилизаторы, как правило, в виде интегральных схем.

 

Рис.3. Ход напряжения на отдельных блоках линейного источника питания

 

a – выходное напряжение трансформатора

b – напряжение двухполупериодного выпрямления

c – напряжение, отфильтрованное от пульсации

d – график идеального постоянного напряжения

Чем лучше качество источника питания, тем ближе к идеалу выходное напряжение.

 

В отличие от импульсных, трансформаторные блоки питания характеризуются более низкой эффективностью, то есть отношением выходной мощности до входной мощности (на уровне 40-50%). Это происходит из-за конструкции трансформатора, используемых материалов, а также применения стабилизатора, в котором часть мощности остается безвозвратно утерянной в виде выделенного тепла. Существенным недостатком этих источников питания есть также большой вес и большие габариты по сравнению с соответствующими им параметрами импульсных источников питания. Это также отражается на цене, которая в случае трансформаторных источников питания значительно выше. Другим недостатком является то, что трансформатор на холостом ходу ( то есть без какого-либо подключенного устройства), тоже занимает определенный ток, который может доходить даже 20% от номинального питания постоянного тока.

 

Преимуществами трансформаторных источников питания прежде всего является высокая устойчивость к перегрузке и перенапряжению. Их простая конструкция делает их гораздо менее ненадежными. И по этой причине они часто используются, например, для питания панели управления. Важным преимуществом является также низкий уровень генерации помех и, поэтому, широко используются для питания различных типов усилителей, например, антенных.

 

Примером такого устройства является источник питания 12V/100MA/S-TAT, доступный в предложении фирмы Delta (рис.4).

 

Рис.4. Стабилизированный трансформаторный блок питания 12V/100MA/S-TAT