Анализ классификации блоков электропитания

Перед выполнением проектирования блока питания целесообразно рассмотреть существующую их классификацию в целях уточнения места разрабатываемого устройства среди аналогичных и выявления путей удовлетворения требований, заданных в техническом задании.

Классификация [1, 2] предусматривает следующие группы блоков электропитания питания (БЭП).

1. Нестабилизированные БЭП. Это самые распространенные трансформаторные блоки питания. Обеспечивают выходное напряжение постоянного тока. Такой блок питания обычно содержит сетевой трансформатор и выпрямитель. В нестабилизированных блоках питания выходное напряжение соответствует номинальному только при номинальном сетевом напряжении (220 В) и номинальном токе нагрузки. Эти БЭП пригодны для питания осветительных и нагревательных приборов, электромоторов и любых устройств со встроенным стабилизатором напряжения (например, большинство радиотелефонов и автоответчиков). Они имеют значительный уровень пульсаций выходного напряжения и не пригодны для питания звуковой техники (радиоприемников, плееров, музыкальных синтезаторов).

2. Стабилизированные БЭП. Обеспечивают стабилизированное выходное напряжение постоянного тока. Такой блок питания обычно содержит сетевой трансформатор, выпрямитель и стабилизатор. Выходное напряжение не зависит (или почти не зависит) от изменения сетевого напряжения (в разумных пределах) и от изменения тока нагрузки. В стабилизированных БЭП выходное напряжение будет почти одинаковым как на холостом ходу, так и при номинальной нагрузке. Кроме того, для них характерны достаточно малые пульсации напряжения переменного тока на выходе. Стабилизированный блок питания практически всегда может заменить нестабилизированный. Стабилизированные БЭП могут не иметь трансформатора.

3. Импульсные БЭП обеспечивают на выходе стабилизированное напряжение постоянного тока. Они имеют следующие преимущества по сравнению с трансформаторными (такими могут быть БЭП первых двух групп): большой коэффициент полезного действия, незначительный нагрев, малый вес и габариты, большой допустимый диапазон сетевого напряжения. Обычно имеется встроенная защита от перегрузки и замыканий на выходе. Важнейшими элементами импульсного источника питания являются ключ — устройство, способное за короткое время изменить сопротивление прохождению тока с минимального на максимальное, и наоборот, и интегратор, напряжение на котором не может измениться мгновенно, а плавно растёт по мере накопления им энергии и так же плавно падает по мере отдачи её в нагрузку. Преимущества импульсных блоков питания растут с увеличением мощности, т.е. для самой маломощной бытовой аппаратуры их применение может быть экономически не оправдано, а блоки питания мощностью от 50 Вт уже существенно дешевле в импульсном варианте. Импульсные блоки питания схемотехнически сложнее трансформаторных.

4. БЭП переменного тока (включая автотрансформаторы). Применяются для питания осветительных и нагревательных электроприборов, а также для тех бытовых приборов, которые содержат внутренний выпрямитель и стабилизатор напряжения (например многие радиотелефоны Siemens, Toshiba, ряд автоответчиков).

5. Зарядные устройства. Под зарядными понимаются устройства, предназначенные исключительно для заряда аккумуляторов различных типов. При этом аккумуляторы могут в процессе заряда располагаться как внутри зарядного устройства, так и снаружи. Однако, например, сетевые адаптеры для радиотелефонов, ноутбуков будем относить к БЭП, т.к., во-первых, аккумуляторы при этом подключаются к устройству заряда не напрямую, а через внутреннюю схему, а во-вторых, кроме заряда аккумуляторов такой блок питания, как правило, обеспечивает и работу от сети.

Исходя из назначения проектируемого блока питания, определим его место в приведенной классификации. Электропитание радиоприемников должно осуществляться при помощи стабилизированных источников постоянного тока (пп.2 и 3). Требованию по отсутствию в схеме трансформаторов удовлетворяют стабилизированные и импульсные БЭП. В [1] отмечается, что импульсные блоки питания малой мощности имеют стоимость, соизмеримую с трансформаторными источниками питания. Поэтому в данном случае проектировать БЭП импульсного класса экономически нецелесообразно.

Следовательно, в приведенной классификации разрабатываемый блок электропитания относится к бестрансформаторным, стабилизированным (п.2), и не является импульсным.