Практически все современные электроустройства работают на импульсных источниках питания. Аналоговые (трансформаторные) БП почти не используются, потому что технически и морально устарели. Перед тем как сделать выбор, нужно подробно рассмотреть, какие есть преимущества ИБП. Понять, в чем их отличие от аналоговых и почему их применяют только в старых электроприборах.
Принцип работы ИБП
Основной функцией любого ИП, в том числе и импульсного БП является стабилизация напряжения в электросетях. ИБП — это прибор для выпрямления сетевого напряжения с последующим формированием электрического высокочастотного импульса.
Обратите внимание!
Аналоговый БП трансформаторного типа, для изменения напряжения в сети использует трансформатор, который питается от электросетей в 220В. ТБП предназначен для понижения напряжения в сети.
ТБП сейчас практически не используются в электро-устройствах ввиду непрактичности и больших габаритов.
Отличия импульсного БП от аналогового представлены в таблице сравнительной характеристики:
Наименование | ИБП | ТБП |
Конструктивные особенности | Компактные размеры, как правило размещен внутри электроустройства | Внешний источник питания, большие габариты и вес |
| Принцип действия | Выпрямляет первично поступающее напряжения путем преобразования в электрический импульс определенной частоты | Понижает напряжение на входе, может преобразовывать пульсирующее напряжение одного направления в постоянное |
| КПД | Около 98%, в процессе преобразования напряжения потери энергии минимальны | До 80%, довольно серьезные энергопотери в связи с большим потреблением электроэнергии для работы |
| Потери электричества при работе | Небольшие | Высокие |
| Наличие защиты | Есть в большинстве существующих моделей | В большинстве моделей отсутствует |
| Цена | Низкая, ввиду массового распространения и доступности комплектующих | Высокая. Большинство моделей устарели и сняты с производства, поэтому есть дефицит запчастей |
Из таблицы видно, что преимущества импульсного блока питания перед трансформаторным очевидны.
Структуры и схемы блоков питания
Выделяют два типа ИБП: без трансформаторов; БП с трансформатором. В бестрансформаторных БП импульсный ток напрямую идет на выпрямитель напряжения. Его схема проста и состоит из минимального набора элементов: специальная интегральная микросхема и широт-импульсный генератор. Бестрансформаторные БП имеют небольшую мощность. Так как в их схеме отсутствует гальваническая связь с сетью питания, то есть вероятность поражения электричеством.
Обратите внимание!
БП с трансформатором более безопасны и надежны. Кроме того, они при малых размерах за счет количества витков обмотки способны увеличивать мощность блока питания.
Каждый виток обмотки имеет свой выпрямитель напряжения, таким образом обеспечивая его стабильность на выходе. В большинстве настольных ПК используются БП с силовыми трансформаторами.
Типичная схема БП с трансформатором состоит из:
- сетевого фильтра с подавителем помех;
- выпрямителя;
- фильтр для сглаживания;
- широт-импульсного преобразователя;
- транзисторов-ключей;
- высокочастотного трансформатора на выходе;
- выходных и индивидуальных групповых фильтров;
- выпрямителя.
Блок питания с силовым трансформатором
Силовые трансформаторы для ИБП бывают двух типов: с косой и без косы. Оба типа могут использоваться для установки в импульсные блоки питания.
Трансформатор с косой состоит из трех обмоток, первичная цепь — 1 обмотка, состоящая из двух полуобмоток по 20-ть витков и вторичная цепь — состоит тоже из 2-х полуобмоток, которые соединяются в косе. Каждая полуобмотка состоит из семи витков, последовательно соединенных между собой по электросхеме, каждый виток равен 1 Вольт. Последовательное соединение между собой обмоток увеличивает мощность.
Применение силовых трансформаторов для блока питания импульсного типа обусловлено рядом преимуществ:
- последовательное соединение обмоток трансформатора обеспечивает стабильность напряжения в блоке;
- простота сборки и доступность элементов;
- возможность повысить мощность силы тока за счет количества обмоток;
- малое энергопотребление.
У силовых трансформаторов есть такие недостатки:
- при ненадежной изоляции соединений на косе возможно короткое замыкание;
- индукция электромагнитного поля может создавать помехи.
Алгоритм работы ИБП
Принцип действия ИБП прост: напряжение на входе выпрямляется и преобразуется в электронные высокочастотные импульсы. На выходе электроцепь формирует сигнал ООС, которым осуществляется регулировка импульсов.
Преимущества использования импульсного БП очевидны:
- небольшие размеры и вес;
- малое энергопотребление;
- простота в сборке;
- низкие энергопотери;
- высокий КПД;
- наличие защиты;
- низкая цена на комплектующие.
К минусам применения ИБП относят наличие электромагнитных помех ввиду их работы на импульсах высокой частоты.
В персональных стационарных компьютерах, как правило, применяют ИБП с силовым трансформатором. Для работы силовой прибор использует свойства и принципы электромагнитной индукции. Это дает возможность передавать ток без существенных потерь на большие расстояния.
