Часть вторая

ПОИСК НЕИСПРАВНОСТЕЙ В АНАЛОГОВЫХ СИСТЕМАХ

Глава шестая ЛИНЕЙНЫЕ ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ

Л. У шанс

6.1. ВВЕДЕНИЕ

Описанные в этой главе источники питания постоянного тока представляют собой электронные схемы, преобразующие переменный ток в постоянный.

Под линейной стабилизацией напряжения понимают создание постоянного напряжения с заранее заданным уровнем, непрерывно управляемым переменным сопротивлением, включенным последовательно или параллельно нагрузке (под переменным сопротивлением подразумевают электронный элемент или устройство). Обычно для поддержания выходного напряжения на желаемом уровне вне зависимости от изменений нагрузки или входного напряжения определяют значение выходного напряжения и соответствующим образом изменяют значение пере-енного сопротивления.

6.2. НЕСТАБИЛИЗИРОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ 6 2.1. ОДНОПОЛУПЕРИОДНЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ

Выпрямитель преобразует переменный ток в пульсирующий постоянный ток. На рис. 6.1, с показан однополупериодный выпрямитель. Когда на вход подается сигнал переменного тока, диод пропускает только положительные полупериоды, в это время через диод течет ток, который создает на сопротивлении нагрузки пульсирующее положительное напряжение. Для получения отрицательного напряжения нужно изменить полярность включения диода (рис. 6.1, б).

Среднее значение переменного напряжения на входе выпрямителя, показанного на рисунке, равно нулю, поскольку положительный полу» период компенсирует отрицательный*

Другой характеристикой напряжения является его среднеквадраг тичиое (или эффективное) значение. Это переменное напряжение, при котором в резисторе выделяется такое же количество тепла, как и при известном постоянном напряжении. Как оказалось, среднеквадратичное значение переменного напряжения 120 В эквивалентно 120 В постояи-

Т4- РВДиод f-yjDB

Рис. 6.1. Однополупериодный выпрямитель-а - выпрямитель положительного полупериода; б - выпрямитель отрицательного полупериода

Емак.с~ 169,7 Вр. »до-7с

°---ЕсР=53,93

Рис. 6.2. Нахождение максималь- Рис. 6.3. Нахождение среднего ного значения напряжениязначения напряжения

ного напряжения. Так как измерительные приборы градуируются в среднеквадратичных значениях напряжения, амплитудные значения можно найти по формуле (рис. 6.2):

£макс = £ср.кв-1.414 = 120-1,414 = 169,7 В. Среднее значение полуволны выходного напряжения можно определить, умножая амплитудное значение на коэффициент 0,318 (рис. 6 3). Если амплитудное значение равно 169,7 В, тогда среднее значение напряжения будет:

£ср = £Макс-0,318= 169,7-0,318 = 53,9 В. 62 2 ТРАНСФОРМАТОРЫ

Силовые трансформаторы питания повышают или понижают сетевое напряжение до желаемого значения. Кроме того, они обеспечивают электрическую развязку нагрузки от шины питания для защиты как людей, так и оборудования.

Аппаратура, источники питания которой подключены непосредст-

венно к сети переменного тока, может оказаться опасной (рис. 6.4). Если шасси двух блоков соединены с разными фазами шины питания, в результате наличия между ними линейного напряжения может произойти сильный электрический удар.

Раз&язывают. ий трансформатор

Рис. 6.4. Опасность удара в сети переменного тока

Рнс. 6.5. Применение развязывающего трансформатора

Если шасси обоих блоков подключены к одной н той же фазе сети переменного тока, этого не случится. Однако наиболее безопасно использование одного или нескольких развязывающих трансформаторов (рис. 6.5). При этом аппаратура изолирована от сети переменного тока, что защищает от случайного . удара.

6.2.3. ДВУХПОЛУПЕРИОДНЫИ ВЫПРЯМИТЕЛЬ

Двухполупернодное выпрямление получают при использовании схемы с двумя диодами и выводом от средней точки вторичной обмотки трансформатора (рис. 6.6) или мостовой схемы (рис. 6.7).

При двухполупериодном выпрямлении диод VO, пропускает положительный полупериод поступающего напряжения (рис. 6.6, о), а диод VD2 - отрицательный (рис. 6.6, б). В результате па нагрузке оказывается пульсирующее постоянное напряжение, частота пульсаций которого в два раза выше, чем в случае однополупериодного выпрямителя, т, е. на нагрузке выделяется большая мощность, чем при однопо-

Рис. 6.6. Двухполупериодный выпрямитель:

а- - первый полупериод; б - второй полупериод