Трансформаторные (линейные) источники питания

• Введение
• Строение линейного блока питания
• Плюсы и минусы линейного (трансформаторного) блока питания
• Заводские линейные (трансформаторные) блоки питания фотографии и схемы

Введение

Хотя термин "трансформаторный источник (блок) питания" часто встречается, его правильность вызывает сомнения. Дело в том, что трансформатор является ключевым элементом любого блока питания, включая импульсные устройства. Он обеспечивает гальваническую изоляцию между электроэнергией и выходом блока, что делает использование таких устройств безопасным. Кстати, существуют также бестрансформаторные источники питания, которые могут быть импульсными или неимпульсными, как, например, в системах питания простейших и более качественных светодиодных или люминесцентных ламп. Однако такие источники имеют ограниченное применение и могут использоваться только в тех случаях, когда соблюдается надежная изоляция источника питания и подключаемого устройства или полностью исключен контакт пользователя с их токоведущими частями.

Что касается термина "линейный источник (блок) питания", его использование также вызывает вопросы. Странно именовать источник линейным, учитывая наличие в нем нелинейных элементов (как выпрямитель и стабилизатор); даже сглаживающий конденсатор и трансформатор трудно назвать линейными в строгом смысле.

Термин "непрерывный источник (блок) питания" наиболее точно отражает суть таких устройств и, к сожалению, встречается реже других.

Строение линейного блока питания

Трансформаторные блоки питания* представляют собой надежные источники питания, которые широко применялись на протяжении многих лет и основываются по традиционной классической схеме:

Сначала переменное напряжение из электросети преобразуется с помощью трансформатора (1), что позволяет уменьшить его величину. Далее это напряжение проходит через выпрямитель (2), который чаще всего реализован в виде мостовой схемы, чтобы получить выпрямленное напряжение. Для уменьшения пульсаций, возникающих при выпрямлении, применяется электролитический конденсатор (3). Завершающим этапом является стабилизация напряжения с помощью линейного стабилизатора (4), который гарантирует стабильность выходного напряжения для последующего применения.

Существует варианты реализации выпрямителей в виде:

Схема 1 – однополупериодный (1П) выпрямитель. Потеря напряжения на диоде составляет всего 2 вольта, что ниже стандартных 0.7 вольта из-за протекания сквозного тока. Однако, выпрямленное напряжение имеет пульсацию с частотой 50 Гц и выглядит "рваным", то есть содержит промежутки между импульсами. В связи с этим, емкость фильтрующего конденсатора Сф должна быть в 4-6 раз больше, чем в других схемах. Применение силового трансформатора Тр в данном случае эффективно лишь на 50%, так как обрабатывается только одна полуволна. Это приводит к тому, что в магнитопроводе Тр происходит искажение магнитного потока, и сеть воспринимает его не как активную нагрузку, а как индуктивную. Поэтому однополупериодные выпрямители обычно используются только в ситуациях с низкой мощностью, например, в импульсных источниках питания на базе блокинг-генераторов и с демпферным диодом.

Схема 2 – двух-полупериодный выпрямитель со средней точкой (2ПС). Потери на диодах остаются такими же, как и в предыдущем варианте. Пульсация составляет сплошные 100 Гц, что требует минимально возможной емкости Сф. Применение Тр достигает 100%. Однако имеется недостаток – увеличение расхода меди для вторичной обмотки в два раза. Когда выпрямители изготав