Импульсный стабилизатор напряжения

Импульсный стабилизатор напряжения

Импульсный стабилизатор напряжения представляет собой стабилизатор напряжения, в котором регулирующий элемент работает в ключевом режиме, а точнее бо́льшую часть времени он находится либо в режиме отсечки, когда у него максимальное сопротивление, либо в режиме насыщения, когда у него минимальное сопротивление, а значит может рассматриваться как ключ. Плавное изменение напряжения осуществляется благодаря наличию интегрирующего элемента: напряжение по мере накопления им энергии повышается и по мере отдачи её в нагрузку снижается. Такой режим работы позволяет значительно уменьшить потери энергии, а также повысить массогабаритные показатели, однако не стоит забывать, что он имеет свои особенности.

По соотношению входного и выходного напряжения различают такие импульсные стабилизаторы:

• Понижающие
• Повышающие
• Инвертирующие
• С произвольным изменением напряжения

По типу ключевого элемента различают такие импульсные стабилизаторы напряжения:

• На тиристорах
• На полевых транзисторах
• На биполярных транзисторах

Как интегрирующий элемент может использоваться

• Конденсатор
• Дроссель
• Аккумулятор

В зависимости от режима работы стабилизаторы могут быть либо на основе широтно-импульсной модуляции, либо двухпозиционные (или релейные)

Принцип действия импульсного стабилизатора напряжения заключается в следующем: Важнейшими элементами импульсного источника питания являются ключ — устройство, которое способно за короткое время изменить сопротивление прохождению тока с минимального на максимальное, и наоборот. Далее - интегратор, напряжение на котором не может мгновенно измениться, а растет плавно по мере накопления им энергии и по мере отдачи ее в нагрузку так же плавно падает. Простейшим примером такого элемента может служить конденсатор, перед которым включено некоторое ненулевое сопротивление (в качестве которого может служить, к примеру, внутреннее сопротивление источника питания). В реальных схемах КПД такого преобразователя мал, и не превышает КПД линейных регуляторов, поскольку много энергии рассеивается на упомянутом сопротивлении, или излучается в виде электромагнитной энергии

В отличие от блоков питания с сетевым трансформатором, импульсные блоки питания работают при достаточно высокой частоте преобразования. Повышение частоты позволяет уменьшить габариты и массу устройства. С верхней стороны диапазон частот преобразователей ограничивается требованиями ограничения источников помех для работы радиочастотной аппаратуры. Обычно диапазон частот преобразователей составляет 20…80 кГц. При выборе частоты работы ключевых и ШИМ-стабилизаторов необходимо учитывать высшие гармоники токов