Тема 3. Вторичные источники питания

Тема 3. Вторичные источники питания

По КУПД: 2 академических часа = 1 час лекции + 1 час ЛПЗ.

Открыть полный конспект PDF · Скачать Word

1. Общие сведения

Вторичный источник питания преобразует электрическую энергию в напряжение и ток, необходимые электронной аппаратуре. Типовая цепочка: выпрямление, фильтрация, стабилизация и нагрузка.

2. Однофазные выпрямители

Неуправляемый диодный выпрямитель формирует пульсирующее напряжение постоянной полярности. Двухполупериодный мост использует обе полуволны входного напряжения.

3. Трёхфазные выпрямители

В трёхфазной схеме проводящие вентили последовательно переключаются по мере изменения фазных напряжений. Частота и форма пульсаций отличаются от однофазного выпрямления.

4. Управляемые тиристорные выпрямители

Момент открытия тиристора задаётся управляющим импульсом. Изменение угла управления позволяет изменять среднее выпрямленное напряжение.

5. Сглаживающие фильтры

Ёмкостные, индуктивные и комбинированные фильтры уменьшают пульсации. При прочих равных увеличение ёмкости уменьшает пульсации, а увеличение тока нагрузки обычно увеличивает их.

6. Параметрический стабилизатор

Простейшая схема использует последовательный резистор и стабилитрон. Первый шаг расчёта: I_R=(Uвх-Uст)/R. Далее необходимо проверить ток нагрузки, допустимый ток стабилитрона и рассеиваемые мощности.

7. Компенсационный стабилизатор

Компенсационный стабилизатор использует регулирующий элемент и отрицательную обратную связь. В последовательной схеме регулирующий элемент включён последовательно с нагрузкой.

8. Импульсный стабилизатор

Импульсный стабилизатор передаёт энергию порциями в ключевом режиме. В функциональной схеме присутствуют ключ, накопитель энергии, фильтр и обратная связь.

9. Практическая часть

1. Однофазные и трёхфазные схемы выпрямления.
2. Параметрический и компенсационный стабилизаторы.
3. Тиристоры как управляемые выпрямители и преобразователи.
4. Тренажёр «Источники питания»: изменение AC, ёмкости и тока нагрузки, моделирование потери ёмкости.

10. Диагностика

Проверку ведут по контрольным точкам: входное AC → после выпрямителя → после фильтра → после стабилизатора → нагрузка. Неисправный участок ищут там, где параметр впервые становится ненормальным.

Важно: практические работы выполняются на безопасном низковольтном стенде или в симуляторе. Реальные силовые схемы рассчитываются и проверяются по документации компонентов.

1. Однофазный мостовой выпрямитель

Определить путь тока в обе полуволны, полярность выхода и характер пульсирующего напряжения.

2. Трёхфазное выпрямление

По учебной схеме определить последовательность проводящих вентилей и сравнить характер пульсаций с однофазной схемой.

3. Сглаживающий фильтр

Изменить ёмкость фильтра и ток нагрузки; зафиксировать влияние на пульсации.

4. Параметрический стабилизатор

Определить назначение стабилитрона и последовательного резистора. Для учебного примера выполнить первый шаг расчёта I=(Uвх-Uст)/R и проверить условия стабилизации.

5. Компенсационный стабилизатор

Определить регулирующий элемент, цепь обратной связи и узел сравнения.

6. Тиристорный выпрямитель

По безопасной учебной модели проследить влияние момента открытия тиристора на среднее выходное напряжение.

7. Тренажёр

Открыть режим «Источники питания», изменить AC, ёмкость и ток нагрузки, затем включить «Потеря ёмкости» и сравнить пульсации.

Проведена индивидуальная консультация по теме «Вторичные источники питания» дисциплины ОП.06 «Промышленная электроника» для слесаря по КИПиА 6-го разряда. Рассмотрены однофазные и трёхфазные выпрямители, управляемые тиристорные выпрямители, сглаживающие фильтры, параметрические, компенсационные и импульсные стабилизаторы напряжения. Выполнено практическое изучение схем выпрямления и стабилизации, а также работа с тренажёром источника питания.