ния при выборе и расчете схем источников можно не учитывать.

iK энергетическим показателям стабилизированных источников вторичного электропитания относятся коэффициент полезного действия и коэффициент мощности.

Коэффициент полезного действия (к. п. д.) источника Цист представляет собой отношение мощности, отдаваемой вторичным источником питания в нагрузку Рн, к мощности, потребляемой от первичного источника питания Рп.

где 2PiJ0T - суммарные потери мощности в самом вторичном источнике электропитания.

Значение к. п. д. не только характеризует экономичность -источника, но и существенным образом влияет на его объем и массу, а также надежность работы. Чем большая мощность рассеивается внутри прибора, тем .больше должна быть поверхность, а следовательно, масса и объем радиаторов, тем выше рабочая температура для электрорадиоэлементов схемы и тем ниже надежность источника.

При .питании от сети переменного тока стабилизированный источник вторичного электропитания потребляет не только активную Рп, но и реактивную Рп.р составляющую мощности. Потребление реактивной мощности объясняется не только наличием реактивных накопителей энергии во вторичном источнике, но и изменением фазы потребляемого от первичной сети тока во времени (по отношению к фазе питающего напряжения) н стабилизирующих устройствах с импульсным регулированием. В этом случае стабилизированный источник вторичного электропитания характеризуется коэффициентом мощности X, определяемым как отношение активной мощности Рп, потребляемой от первичной сети, к полной мощности Рп.с

- о-- COS ср.

Коэффициент мощности зависит от косинуса угла сдвига фаз между первыми гармониками тока, потребляемого из питающей сети, и напряжения питания cos ф и от коэффициента искажения формы кривой тока питания v. Последний учитывает высшие гармоники в кривой потребляемого из сети тока (при импульсном способе регу-лирования) и определяется из соотношения

действ

п.действ

где /п.действ, /щдейств - соответственно действующее значение тока, потребляемого от питающей сети, и его первой гармоники. Если же форма кривой тока и напряжения питания синусоидальны, то v=l и x = cos ф.

Удельные показатели стабилизированного источника вторичного электропитания характеризуются выходной мощностью (Вт), приходящейся на единрщу массы Сист (кг), объема Уист (дм), или

стоимости .Shot (руб.)-

На практике обычно пользуются одной из этих величин в зависимости от того, что важнее в каждом конкретном случае: масса, объем или стоимость вторичного источника питания.

В качестве количественных показ 3 елей надежности стабилизированного источника вторичного электропитания используется значение вероятности безотказной работы в течение заданного промежутка времени /7ист{0 или среднего времени наработки на отказ Гист. При расчете этих показателей обычно принимается экспоненциальный закон распределения отказов электрорадиоэлементов, входящих в состав схемы:

р (t) = e-fncT = -Vт

где Яист=>1/Гист - суммарная интенсивность отказов электрорадиоэлементов схемы .источника при определенных коэффициентах их загрузки и условиях эксплуатации.

Основными методами повышения надежности работы стабилизированного источника вторично* электропитания являются:

1. Максимально возможное упрощение схемы, т. е. сокращение количества электрорадиоэлементов.

2. Применение наиболее надежных элементов, по возможности в облегченных режимах работы.

3. Снижение влияния температуры окружающей среды на режим работы электрорадиоэлементов схемы.

4. Введение в схему источника соответствующих устройств защиты, контроля и сигнализации, обеспечивающих сохранность электрорадиоэлементов при возникновении аварийных ситуаций, а также позволяющих своевременно и быстро выявлять возникающие неисправности. При этом следует иметь в виду, что введение в схему источника громоздких и сложных устройств может привести не к повышению, а к снижению надежности работы.

5. Резервирование (поэлементное, узловое, блочное и пр.) источников вторичного электропитания. Этот метод является наиболее эффективным, однако приводит к значительному увеличению массы и объема устройств.

iBce показатели стабилизированных источников вторичного электропитания не могут быть получены хорошими из-за противоречий между ними. Поэтому для каждого конкретного случая необходимо уточнить, какими из показателей можно пренебречь для улучшения других.

О.птимальным будет такой стабилизированный источник вторичного электропитания, который выполняет все возложенные на него функции при максимальных значениях удельных показателей, к. п. д. и надежности работы.

1-2. Способы построения стабилизированных источников вторичного электропитания

Современные стабилизированные источники вторичного электропитания отличаются многообразием решений структурных, функциональных, принципиальных схем и узлов. Это объясняется столь же многочисленными и разнообразными требованиями, которые предъявляются радиоэлектронной аппаратурой к источникам питания.

Стабилизированные источники вторичного электропитания условно классифицируются по основным признакам: по роду тока входного и выходного напряжений различают преобразователи напряжения переменного тока в переменный, переменного в постоянный, постоянного в перехменный, постоянного в постоянный, комбинированные преобразователи напряжения; по виду регулирующих (исполнительных) элементов - ламповые, магнитные, полупроводниковые (транзисторные, тиристорные, на интегральных микросхемах), магнитно-полупроводниковые и пр.; по номинальному значению выходного напряжения - низкого напряжения (до 100 В), среднего (от 100 до 1000 В), высокого (свыше ilOOO В); по допустимому отклонению выходного напряжения (нестабильности) - низкой точности (свыше 5%), средней (от 1 до б%), высокой (от 0,1 до 1%), прецизионной (менее 0,1%); по пульсациям выходного напряжения - с малым коэффициентом пульсаций (менее 0,1%), средним (от 0,1 до 1%), большим (более 1%); по выходной мощности - микромощные (до 1 Вт), малой мощности (от 1 до 10 Вт), средней (от 10 до 100 Вт), повышенной (от 100 до 1000 Вт), большой (свыше 1000 Вт); по способу регулирования напряжения - непрерывные и импульсные; по наличию цепи обратной связи - без обратной связи (параметрические), с одной или несколькими цепями обратной связи (компенсационные), комбинированные и пр.

Любой стабилизированный источник вторичного электропитания представляет собой совокупность нескольких функциональных узлов, выполняющих различные виды преобразования электрической энергии: выпрямление, фильтрацию, инвертирование, трансформирование, регулирование, стабилизацию, усиление, защиту и пр. Эти функциональные узлы характеризуются рядом признаков: назначением, входными и выходными параметрами, условиями эксплуатации, элементной базой. Ниже дается краткая характеристика основных функциональных узлов источников вторичного электропитания.

Выпрямитель В - преобразователь напряжения переменного тока любой формы в однополярное (пульсирующее) напряжение. Он представляет собой один или несколько нелинейных элементов с односторонней проводимостью (например, полупроводниковых диодов), соединенных в одну из многочисленных схем выпрямления.

Фильтр Ф - устройство, содержащее реактивные С, L и активные R элементы и предназначенное для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения. Фильтр используется также для защиты потребителей электроэнергии (нагрузок) от помех, поступающих во вторичный источник из первичной питающей сети, и для уменьшения уровня помех, создаваемых самим вторичным источником питания в первичной сети.

Инвертор Я - статический преобразователь напряжения постоянного тока в переменный ток. Инвертор выполняется обычно на полупроводниковых приборах- транзисторах или тиристорах, работающих в режиме переключения. Он может иметь гальванический или трансформаторный выход, форма напряжения на выходе прямоугольная, реже синусоидальная, пилообразная, трапецеидальная и т. п. Маломощный инвертор часто используется в качестве задающего генератора, управляющего работой усилителя мощности УМ.

Трансформатор Тр - преобразователь напряжения переменного тока одного номинала в одно или несколько напряжений