Типы бестрансформаторных блоков питания
В аппаратуре промышленного производства. да и радиолюбители в своих конструкциях очень часто применяют бестрансформаторные маломощные источники питания. Обычно, главенствуют два типа.
Первый импульсный, в котором напряжение электросети выпрямляется, и потом питает импульсный генератор более высокой частоты, из вторичного напряжения которого уже и получается путем выпрямления выходное напряжение.
Или второй, наиболее простой вариант, «на гасящем конденсаторе», представляющий собой своеобразный симбиоз параметрического стабилизатора и выпрямителя.
Сетевое напряжение в таких схемах используются полностью (вся амплитуда или вся полуволна), а избыток напряжения гасится реактивным сопротивлением высоковольтного конденсатора.
Но есть и третий вариант, почему-то почти забытый. Это ключевая схема бестрансформаторного источника, в которой используется не вся амплитуда напряжения сети, а только её небольшой участок, — от нуля до некоторого заданного значения.
Принцип работы блока питания
Работает такой стабилизатор примерно так: при проходе синусоиды переменного тока электросети через нуль ключ включается и остается включенным до тех пор, пока полуволна сетевого напряжения не достигнет некоторого значения. На этом пороговом значении ключ закрывается, и далее остальная часть полуволны на выход источника питания не поступает.
Таким образом, фактически, ключевой источник питания обрезает полуволны сетевого напряжения на некотором уровне. Затем это пульсирующее напряжение сглаживается конденсатором и, если это требуется, стабилизируется стабилизатором выполненным по любой схеме.
В таком источнике нет импульсного генератора, ВЧ-трансформатора, дросселей, гасящих резисторов или конденсаторов. Он просто использует только небольшие кусочки полуволн, от нуля до некоторого значения. Принципиальная схема ключевого источника питания, работающего по такому принципу показана на рисунке здесь.
Напряжение от электросети подается на выпрямительный мост на диодах VD1-VD4. На выходе этого диодного моста нет сглаживающего конденсатора, поэтому здесь будет чистое пульсирующее напряжение. Представляющее собой две полуволны, положительную и отрицательную, при этом отрицательная перевернута в сторону положительной.
В общем, напряжение, изменяющееся от нуля до 300V.
Рис. 1. Принципиальная схема ключевого бестрансформаторного блока питания на транзисторе IRF840.
На транзисторе VT1 выполнен компаратор измеряющий напряжение на выходе выпрямителя, а транзистор VT2 это ключ. Резисторы R1 и R2 образуют делитель напряжения на базе VT1. Подстройкой резистора R2 можно установить порог открывания VT1. например, равный 18V. Пока напряжение на выходе моста VD1-VD4 не достигнет этого значения VT1 закрыт.
При этом на затвор VT2 поступает отпирающее напряжение, и он открыт. Напряжение через него и диод проходит на конденсатор С1 и заряжает его. Затем, как только напряжение на выходе выпрямителя превысит установленный порог, транзистор VT1 откроется и зашунтирует затвор VT2.
Ключ VT2 закроется. И откроется только на спаде пульсирующего напряжения, когда его величина окажется ниже порога открывания VT1. Таким образом, на С1 будет накоплено напряжение около 18V.
За основу взята статья: Карнаухов В. Г. РК-07-2020.
