Лабораторний блок живлення: імпульсний чи лінійний який вибрати? Пристрій, схеми та їх порівняння. Імпульсний блок живлення чи лінійний: який вибрати? Зовнішній лінійний блок живлення

Імпульсний блок живлення чи лінійний. Історія питання

Напевно, ні для кого не секрет, що більшість фахівців, радіоаматорів і просто технічно грамотних покупців джерел живлення з побоюванням ставляться до імпульсних блоків живлення, віддаючи перевагу лінійним.

Причина проста та зрозуміла. Репутація імпульсних блоків живлення серйозно підірвана ще у 80-х роках, за часів масових відмов вітчизняних кольорових телевізорів, низькоякісної імпортної відеотехніки, які оснащені першими імпульсними блоками живлення.

Що ми маємо сьогодні? Практично у всіх сучасних телевізорах, відеоапаратурі, побутовій техніці, комп'ютерах використовуються імпульсніблокиживлення. Дедалі менше сфер застосування лінійних (аналогових, параметричних) джерел. Лінійне джерело електроживлення сьогодні у побутовій апаратурі практично не знайдеш. А стереотип лишився. І це консерватизм, попри бурхливий прогрес електроніки, подолання стереотипів відбувається дуже повільно.

Спробуємо об'єктивно подивитися на сьогоднішнє становище і спробуємо змінити думку фахівців. Розглянемо «стереотипні» та притаманні імпульсним блокам живлення Недоліки: складність, ненадійність, перешкоди.

Імпульсний блок живлення. Стереотип "складність"

Так, імпульсні блоки живленняскладні, точніше сказати складніше аналогових, але набагато простіше комп'ютера чи телевізора. Вам не потрібно розбиратися в їхній схемотехніці, так само як і в схемотехніці кольорового телевізора. Залишіть це професіоналам. Для професіоналів немає нічого складного.

Імпульсний блок живлення. Стереотип «ненадійність»

Елементна база імпульсного блоку живлення не стоїть дома. Сучасна комплектація, що застосовується в імпульсних блоках живлення, дозволяє сьогодні впевнено сказати: ненадійність - це міф. В основному надійність імпульсного блоку живлення, як і будь-якого іншого обладнання, залежить від якості елементної бази, що застосовується. Чим дорожчий імпульсний блок живлення, тим дорожче елементна база в ньому. Висока інтеграція дозволяє реалізувати велику кількість вбудованих захистів, які іноді недоступні в лінійних джерелах.

Імпульсний блок живлення. Стереотип «перешкоди»

А які переваги імпульсного блоку живлення?

Імпульсний блок живлення. Високий ККД

Високий ККД (до 98%) імпульсного блоку живлення пов'язаний із особливістю схемотехніки. Основні втрати в аналоговому джерелі це мережевий трансформатор та аналоговий стабілізатор (регулятор). В імпульсному блоці живлення немає ні того, ні іншого. Замість мережевого трансформатора використовується високочастотний, а замість стабілізатора ключовий елемент. Оскільки основну частину часу ключові елементи включені або вимкнені, втрати енергії в імпульсному блоці живлення мінімальні. ККД аналогового джерела може бути близько 50%, тобто половина його енергії (і ваших грошей) йде на нагрівання навколишнього повітря, простіше кажучи, відлітають на вітер.

Імпульсний блок живлення. Невелика вага

Імпульсний блок живлення має меншу вагу за рахунок того, що з підвищенням частоти можна використовувати трансформатори менших розмірів при тій же потужності, що передається. Маса імпульсного блоку живлення в рази менша від аналогового.

Імпульсний блок живлення. Найменша вартість

Попит народжує пропозицію. Завдяки масовому випуску уніфікованої елементної бази та розробці ключових транзисторів високої потужності ми маємо низькі ціни силової бази імпульсних блоків живлення. Чим більша вихідна потужність, тим дешевше коштує джерело порівняно з вартістю аналогічного лінійного джерела. Крім того, головні компоненти аналогового джерела (мідь, залізо трансформатора, алюмінієві радіатори) постійно дорожчають.

Імпульсний блок живлення. Надійність

Ви не недочули, надійність. На сьогоднішній момент імпульсні блоки живлення надійніше лінійних за рахунок наявності в сучасних блоках живлення вбудованих ланцюгів захисту від різних непередбачених ситуацій, наприклад, від короткого замикання, перевантаження, стрибків напруги, переполюсування вихідних ланцюгів. Високий ККД зумовлює менші втрати, що у свою чергу зумовлює менший перегрів елементної бази імпульсного блоку живлення, що так само є показником надійності.

Імпульсний блок живлення. Вимоги до мережної напруги

Що відбувається у вітчизняних електромережах, ви напевно знаєте не з чуток. 220 Вольт у розетці радше рідкість, ніж норма. А імпульсні блоки живлення допускають найширший діапазон напруги живлення, недосяжного для лінійного. Типовий нижній поріг напруги для імпульсного блоку живлення — 90…110 В, будь-яке аналогове джерело при такій напрузі в кращому випадку «зірветься в пульсації» або просто відключиться.

Отже, імпульсний чи лінійний? Вибір у будь-якому випадку за вами, ми лише хотіли допомогти вам об'єктивно поглянути на імпульсні блоки живлення та зробити правильний вибір. Тільки не забувайте, що якісне джерело - це джерело зроблене професійно, на базі якісних комплектуючих. А якість завжди ціна. Безкоштовний сир тільки в мишоловці. Втім, остання фраза однаково відноситься до будь-якого джерела, і до імпульсного і до аналогового.

Який вибрати блок живлення: імпульсний чи лінійний?

Вибір, звичайно ж, за вами, але ми хочемо з вами поділитися цікавою та корисною інформацією!

Більшість технічних фахівців і покупців з досвідом, які понесуть з побоюванням, до імпульсних блоків живлення, ще в 80-ті роки, була серйозна підірвана репутація, початок пішов від масових відмов роботи, вітчизняних кольорових телевізорів та імпортної відеотехніки, оснащених імпульсним блоком живлення.

І що у результаті ми маємо?Практично вся побутова техніка, відеоапаратура, телевізори, комп'ютери оснащені саме імпульсними блоками живлення і все менше можна побачити використання лінійних блоків живлення. Давайте, визначимо переваги, надійність, недоліки імпульсних блоків живлення.

У чому полягає складність імпульсних блоків живлення?У тому, що вони складніші за аналоги, але простіше ніж комп'ютер і телевізор. І, звичайно ж, вам у цьому думаю розбиратися не потрібно, цим нехай займаються професіонали.

Визначимо надійність імпульсних блоків?Постійна модернізація елементної бази імпульсного блоку живлення та сучасна комплектація не є надійністю. А правильніше буде сказати, надійність імпульсного блоку живлення полягає і залежить від правильного застосування елементної бази. Інтеграція дозволяє реалізувати велику кількість вбудованих захистів, які недоступні в лінійних джерелах.

Імпульсні блоки живлення, звичайно ж, надійніше лінійних за рахунок наявності в сучасних блоках живлення вбудованих ланцюгів захисту від різних ситуацій, наприклад, від навантаження, стрибків напруги, короткого замикання, переполюсування вихідних ланцюгів. І високий ККД гарантує менші тепловтрати, що дає менший перегрів елементної бази імпульсного блоку живлення, що і є показником надійності.

ККД імпульсного блоку живлення.ККД – це коефіцієнт корисної дії, позначення даного параметра визначає, наскільки ефективно блок живлення може перетворити енергію для комплектуючих. Вимірювання йде у відсотках, і що вище до 100 % то вище ефективність. ККД у імпульсних блоках живлення високий до 98%. В аналоговому джерелі живлення основні втрати це трансформатор та аналоговий стабілізатор, чого немає в імпульсних блоках живлення, замість мережного трансформатора використовується високочастотний, а замість стабілізатора – ключовий елемент. І оскільки основну частину часу ключові елементи включені чи вимкнені, втрати енергії в імпульсному блоці мінімальні. ККД аналогового джерела живлення близько 50% просто йде на нагрівання навколишнього повітря, загалом ви їх втрачаєте.

Маса імпульсного блоку живлення набагато менше аналогового.І невелика вага імпульсного блоку живлення за рахунок того, що з підвищенням частоти можна використовувати трансформатори менших розмірів при тій же потужності, що передається.

І завдяки масовому випуску уніфікованої елементної бази та розробці ключових транзисторів високої потужності ми маємо низькі ціни силової бази імпульсних блоків живлення. Чим більша вихідна потужність, тим дешевше коштує імпульсний блок живлення, порівняно з аналогічним лінійним джерелом живлення.

Які вимоги до напруги мережі, у імпульсних блоках живлення?Для нас як ви знаєте 220 Вольт у розетці, це, швидше за все, рідкість, ніж норма. В імпульсні блоки живлення допускається великий діапазон напруги живлення, що не скажеш про лінійні блоки.

І так, на чому зупинитись у виборі блоку живлення? Думаю, Ви зробите правильний вибір і сподіваємось, що стаття для вас була корисною та цікавою. Довіртеся професіоналам та виберіть якісне джерело живлення, яке зроблено на базі якісних комплектуючих!

Ви можете ознайомитись із блоками живлення відомих виробників

Побічні джерела живлення є невід'ємною частиною конструкції будь-якого радіоелектронного пристрою. Вони призначені для того, щоб перетворювати змінну або постійну напругу електромережі або акумулятора на постійну або змінну напругу, необхідну для роботи пристрою, це блоки живлення.

Види

Джерела живлення бувають не тільки включені до схеми будь-якого пристрою, але і можуть виконуватися у вигляді окремого блоку і навіть займати цілі цехи електропостачання.

До блоків живлення висувається кілька вимог. Серед них: високий ККД, висока якість вихідної напруги, наявність захистів, сумісність із мережею, невеликі розміри та маса та ін.

Серед завдань блоку живлення можуть бути:

• Передача електричної потужності із мінімумом втрат;
• Трансформація одного виду напруги до іншого;
• Формування частоти відмінної від частоти струму джерела;
• Зміна величини напруги;
• Стабілізація. Блок живлення повинен на виході видавати стабільний струм та напругу. Ці параметри не повинні перевищувати або бути нижчими за певну межу;
• Захист від короткого замикання та інших несправностей у джерелі живлення, які можуть призвести до поломки пристрою, що забезпечує блок живлення;
• Гальванічна розв'язка. Метод захисту від перебігу вирівнюючих та інших струмів. Такі струми можуть призводити до поломок обладнання та вражати людей.

Але найчастіше перед блоками живлення в побутових приладах стоять лише два завдання – перетворювати змінну електричну напругу на постійну та перетворювати частоту струму електромережі.

Серед блоків живлення найпоширеніші два типи. Вони різняться по конструкції. Це лінійні (трансформаторні) та імпульсні блоки живлення.

Лінійні блоки живлення

Спочатку джерела живлення виготовлялися лише у такому вигляді. Напруга у яких перетворюється силовим трансформатором.

знижує амплітуду синусоїдальної гармоніки, яка потім випрямляється діодним мостом (бувають схеми з одним діодом). перетворюють струм на пульсуючий. А далі пульсуючий струм згладжується за допомогою фільтра на конденсаторі. В кінці струм стабілізується за допомогою.

Щоб просто зрозуміти, що відбувається, уявіть собі синусоїду - саме так виглядає форма напруги, що надходить до нашого блоку живлення. Трансформатор хіба що сплющує цю синусоїду. Діодний міст горизонтально рубає її навпіл і перевертає нижню частину синусоїди нагору. Вже виходить постійна, але все ще пульсуюча напруга. Фільтр конденсатора доробляє роботу і «притискає» цю синусоїду настільки, що виходить майже пряма лінія, а це і є постійний струм. Приблизно так, можливо, дуже просто і грубо, можна описати роботу лінійного блоку живлення.

Плюси та мінуси лінійних БП

До недоліків можна віднести велику вагу та розмір, що збільшуються пропорційно потужності пристрою. Також тріоди, що йдуть в кінці схеми та стабілізуючу напругу знижують ККД пристрою. Чим стабільніша напруга, тим більші її втрати будуть на виході.

Імпульсні блоки живлення

Імпульсні блоки живлення такої конструкції з'явилися у 60-х роках минулого століття. Вони працюють за принципом інвертора. Тобто, не тільки перетворять постійну напругу на змінну, а й змінюють її величину. Напруга з електромережі, потрапляючи в прилад, випрямляється вхідним випрямлячем. Потім амплітуда згладжується вхідними конденсаторами. Виходять високочастотні імпульси прямокутної форми з певним повторенням та тривалістю імпульсу.

Подальший шлях імпульсів залежить від конструкції блоку живлення:

• У блоках із гальванічною розв'язкою імпульс потрапляє у трансформатор.
• У БП без розв'язки імпульс йде відразу вихідний фільтр, який зрізає нижні частоти.

Імпульсний БП із гальванічною розв'язкою

Високочастотні імпульси з конденсаторів потрапляють у трансформатор, який відокремлює один електричний ланцюг від іншого. У цьому полягає суть . Завдяки високій частотності сигналу ефективність трансформатора підвищується. Це дозволяє знизити в імпульсних БП масу трансформатора та його розміри, а отже, і всього пристрою. В якості осердя використовуються феромагнітні сполуки. Це також дозволяє зменшити габарити пристрою.

Конструкція такого типу передбачає перетворення струму на три етапи:

1. Широтно-імпульсний модулятор;
2. Транзисторний каскад;
3. Імпульсний трансформатор.

Що таке широтно-імпульсний модулятор

Інакше цей перетворювач називається ШІМ-контролер. Його завдання полягає в тому, щоб змінювати час, протягом якого подаватиметься імпульс прямокутної форми.

змінює час, протягом якого імпульс залишається включеним. Він змінює час, коли імпульс не подається. Але частота подачі залишається однаковою.

Як стабілізується напруга в імпульсних БП

У всіх імпульсних БП реалізований вид зворотного зв'язку, при якому за допомогою частини вихідної напруги компенсується вплив вхідної напруги на систему. Це дозволяє стабілізувати випадкові вхідні та вихідні зміни напруги

У системах з гальванічною розв'язкою для створення негативного зворотного зв'язку застосовуються. У БП без розв'язки зворотний зв'язок реалізований дільником напруги.

З плюсів можна виділити меншу масу та розміри. Високий ККД, за рахунок зниження втрат, пов'язаних із процесами переходу в електричних ланцюгах. Найменша ціна порівняно з лінійними БП. Можливість використання тих самих БП у різних країнах світу, де параметри електромережі відрізняються між собою. Наявність захисту від короткого замикання.

Недоліками імпульсних БП є їхня неможливість роботи на надто високих або надто низьких навантаженнях. Не підходять окремих видів точних пристроїв, оскільки створюють радіоперешкоди.

Застосування

Лінійні блоки живлення активно витісняються їх імпульсними аналогами. Зараз лінійні БП можна зустріти у пральних машинах, НВЧ-печах, системах опалення.

Імпульсні БП застосовуються майже скрізь: у комп'ютерній техніці та телевізорах, у медичній техніці, у більшості побутових приладів, в оргтехніці.

Нещодавно оглядався лабораторний блок живлення на 1 канал і в комента деякі запитували - а чи можна з'єднувати послідовно або паралельно?
Можна, можливо! Т.к. в моїх оглядах були ті, хто не розумів, що таке телеграфний трансівер і пасивне харчування, то для них поясню.
Це блок живлення лабораторний для пая 80 рівня. Вам він не потрібний.
ШОК!!1 Цей БП був куплений за свої гроші.

Був куплений у 2009 році на ебеї німецькій, там його вже немає. Коштував на кшталт 180 євро або типу того. Ось виробник цієї моделі
У продажу є подібні моделі цього виробника.

Втім моя історія починалася з батарей ще при совці. У нас був трикотажний магазин у торці хрущоби нашого квадрата і там були батарейки, особливо квадратні. Старі паяли повинні знати, наскільки дефіцитними вони були і як не було простих окремих тримачів для круглих батарейок, які не були таким дефіцитом, але не підходили через неможливість приєднати провід.

Потім у книжках я знайшов схеми простих регульованих бп на трансформаторі звуку чи кадрів від теликів. Але ці найпростіші схеми не забезпечували стабілізації, т.к. у трансформатора був запасу за потужністю і напруга просаджувалося. Так що одного вечора я зібрав хорошу схему на трансформаторі від підсилювача. Щоправда, її захист від кз працював погано і транзистор все одно пробило.

Потім я користувався АТ блоком живлення, він витримував кз, але проводи не замкнулися один раз, а замкнулися багато разів і швидко, що було недостатньо для спрацьовування захисту і транзистори знову вилетіли. Потім я користувався бп простіше і ось вирішив, що нарешті треба купити хороший, придатний бп із захистами та стабілізаціями і щоб був двополярний.

Представляю вам шедевр китайського блокоживлення будівництва - 3х канальний із захистом (обмеженням) по струму, регулюванням струму, послідовним або паралельним включенням 2х каналів і 5в/1а 3й канал.

Чим же крутий цей бп в порівнянні з іншими китайцями?
- Високий ккд за рахунок перемикання вторинних обмоток при регулюванні вихідної напруги. На вході регулятора напруга перевищує вихідне на кілька вольт, а не подається постійно максимальне 35-40 при струмі 3-5а, що зробило б лінійний бп пічкою.

По транзистору на 1а вихідного струму. Зазвичай у дешевих бп стоїть 1 транзистор на 2-3а і пасивний радіатор, що призводить до виходу з ладу цей транзистор при кз, т.к. через нього тече імпульсний переривчастий струм при множинних кз, що власне і викликало пробій у мене в саморобних бп.
Тобто. страшно не саме кз, а уривчастий максимальний струм.
Тут цей струм розподіляється по транзисторам поступово.

Активне охолодження із термовимикачем на радіаторі.
Завдяки комутації вторинних обмоток, на транзисторах виділяється не дуже багато тепла, як у дешевих бп.

Можливість з'єднати послідовно і отримати до 60в або паралельно і отримати 6-10а в залежності від модифікації бп. Про модифікацію буде окремо лінк наприкінці.

Реально потужні трансформатори відповідного розміру. Загальна вага БП близько 11кг.

Кожен канал має свій трансформатор та плату управління.