145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157

Раздел 16 Импульсные источники питания

Первичный источник питания

Входной выпрямитель

В линейных источниках питания для развязки схемы от электросети и преобразования напряжения к соответствующему значению используется трансформатор с железным сердечником. Этот трансформатор блокирует большую часть негативных эффектов, вызванных выбросами напряжения в сети, которые могут проникать во вторичную цепь разве что за счёт наличия паразитной ёмкостной связи между обмотками. Такая развязка снижает нагрузку на выпрямитель.

Выпрямители в сетевых импульсных источниках питания находятся под непосредственным воздействием выбросов сетевого напряжения, поэтому они вынуждены выдерживать импульсы напряжения большой амплитуды и очень большие импульсные токи. Чтобы обезопасить входные выпрямители, целесообразно включить между ними и линией питания устройство защиты от выбросов. Существует только два типа подходящих для этого устройств: стабилитроны и металл-оксидные варисторы. Стабилитроны можно включать встречно (это обеспечивает защиту от выбросов напряжения любой полярности), но высоковольтные стабилитроны довольно дороги. Фирма Vishay Semiconductors производит семейство стабилитронов (под названием TransZorb), разработанных специально для подавления выбросов. Варистор — лавинный элемент, он обладает очень высоким сопротивлением, пока напряжение на нём не достигнет точки лавинного пробоя. Когда достигается напряжение лавинного пробоя, варистор открывается и поглощает энергию выброса. После того как напряжение упадёт ниже уровня лавинного пробоя, сопротивление варистора снова становится высоким. Номинальное напряжение варистора должно выбираться значительно большим, чем пиковое значение напряжения сети в «нормальном» режиме (без учёта выбросов). Если рабочее напряжение сети достигнет уровня лавинного пробоя варистора, варистор попытается его ограничить и немедленно выйдет из строя. При этом он обычно разрушается, вполне вероятно, что и со взрывом. Лучше предусмотреть какую-нибудь механическую защиту на случай катастрофического выхода варистора из строя. Несмотря на то что варисторы или стабилитроны ограничат пиковое напряжение выброса, лучше использовать в выпрямителе диоды с максимальным обратным напряжением 1000 В, чтобы обеспечить достаточно хорошую защиту от импульсного напряжения.

Время, в течение которого входные диоды проводят ток, составляет лишь небольшую долю периода входного напряжения. Ток в выпрямителе может быть в 10 или 20 раз больше среднеквадратического тока линии питания. Ёмкость накопительного конденсатора напрямую влияет на соотношение пикового и среднего токов. Использование конденсатора большей ёмкости с целью обеспечить большее время удержания выходного напряжения увеличивает это соотношение, и поэтому требуется выпрямитель с более высоким номинальным средним током. На практике лучше ограничивать отношение пикового тока к среднему максимальным значением 20.

Следует выбирать выпрямители, обеспечивающие соответствующее рассеивание мощности. Мостовой выпрямитель фирмы Motorola MDA 970А6 обладает номинальным средним током 4.0 А при 20°С, но при 80°С этот ток падает до 2.0 А. Для оценки температуры перехода нужно также учитывать рассеиваемую мощность и тепловое сопротивление. Из практики мы знаем, что при низких токах падение напряжения на диоде составляет 0.7 В. Напряжение на диоде имеет экспоненциальную зависимость от тока. При токе 10 А падение напряжения на кремниевом диоде превышает 1.0 В. Это значение обычно можно взять из справочных данных и использовать вместе со средним током для определения рассеиваемой мощности.

145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157