Регулируемый источник питания: схема и типы
Что такое стабилизированный источник питания?
Стабилизированный источник питания преобразует нестабилизированный переменный ток (переменный ток) в постоянное напряжение (постоянный ток). Стабилизированный источник питания используется для обеспечения того, чтобы выходное напряжение оставалось постоянным, даже если входное изменяется.
Стабилизированный источник постоянного тока также известен как линейный источник питания, это встроенный цепь, состоящая из различных блоков.
Стабилизированный источник питания принимает входной переменный ток и выдает постоянное выходное напряжение. На рисунке ниже показана функциональная схема типичного стабилизированного источника постоянного тока.
Основные элементы стабилизированного источника постоянного тока следующие:
Трансформатор понижающий
Выпрямитель
Фильтр постоянного тока
Регулятор
(Примечание: наши вопросы по электронике с выбором ответа содержат множество вопросов, связанных с этими темами)
Работа стабилизированного источника питания
Понижающий трансформатор
Понижающий трансформатор понижает напряжение от сети переменного тока до требуемого уровня. Соотношение обмоток трансформатора настроено таким образом, чтобы получить необходимое значение напряжения. Выход трансформатора подается на вход выпрямителя.
Выпрямление
Выпрямитель — это электронная схема, состоящая из диодов, которая выполняет процесс выпрямления. Выпрямление — это процесс преобразования переменного напряжения или тока в соответствующее постоянное (DC) значение. Вход выпрямителя — переменный ток, а его выход — однородный пульсирующий постоянный ток.
Хотя технически можно использовать полуволновый выпрямитель, его потери мощности значительны по сравнению с полноволновым выпрямителем. Поэтому используется полноволновой выпрямитель или мостовой выпрямитель для выпрямления обоих половин периода переменного тока (полноволновое выпрямление). На рисунке ниже показан мостовой выпрямитель.
Мостовой выпрямитель состоит из четырех p-n переходных диодов, соединенных в указанном выше порядке. В положительной половине периода напряжение, наведенное на вторичной обмотке электрического трансформатора, то есть VMN, положительно. Поэтому точка E положительна относительно F. Таким образом, диоды D3 и D2 находятся в обратном смещении, а диоды D1 и D4 находятся в прямом смещении. Диоды D3 и D2 будут действовать как открытые переключатели (фактически, есть некоторый падение напряжения), а диоды D1 и D4 будут действовать как закрытые переключатели и начнут проводить. Таким образом, на выходе выпрямителя появляется выпрямленная форма сигнала, как показано на первом рисунке. Когда напряжение, наведенное во вторичной обмотке, то есть VMN, отрицательно, то D3 и D2 находятся в прямом смещении, а другие два — в обратном, и положительное напряжение появляется на входе фильтра.
Фильтрация постоянного тока
Выпрямленное напряжение с выпрямителя — это пульсирующее постоянное напряжение с очень высоким содержанием пульсаций. Но это не то, что нам нужно, мы хотим чистую форму сигнала без пульсаций. Поэтому используется фильтр. Применяются различные типы фильтров, такие как конденсаторный фильтр, LC-фильтр, фильтр с дросселем на входе, π-фильтр. На рисунке ниже показан конденсаторный фильтр, подключенный к выходу выпрямителя, и результативная форма сигнала.
