Источник питания
Источник питания — радиоэлектронное устройство, предназначенное для обеспечения различных устройств электрическим питанием.
Различают первичные и вторичные источники питания.
- К первичным относят преобразователи различных видов энергии в электрическую, примером может служить аккумулятор, преобразующий химическую энергию.
- Вторичные источники сами не генерируют электроэнергию, а служат лишь для её преобразования с целью обеспечения требуемых параметров (напряжения, тока, пульсаций напряжения и т. п.)
Химические источники тока
-
: : :
- редокси-элементы.
См. также
- Электричество
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое «Источник питания» в других словарях:
Источник питания — 3.11 Источник питания устройство, получающее энергию от электрической сети питания и питающее одно или несколько других устройств. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Источник питания. — 3.4. Источник питания. Допускается использовать постоянный ток от аккумуляторных батарей (в этом случае требуется преобразователь для получения переменного тока). Допускается использовать переменный ток от электросети. Источник: ГОСТ 27927 88:… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
источник питания — maitinimo šaltinis statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. feed source; power supply; power supply source vok. Speisequelle, f rus. источник питания, m pranc. source d alimentation en énergie, f; source de courant, f … Automatikos terminų žodynas
источник питания — maitinimo šaltinis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Įtaisas, tiekiantis tam tikros rūšies energiją, reikalingą įtaisams, aparatams, įrenginiams ir sistemoms normaliai veikti. atitikmenys: angl. feed source; power supply … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
источник питания — maitinimo šaltinis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. feed source; power supply vok. Speisequelle, f; Speisungsquelle, f rus. источник питания, m pranc. source d’alimentation, f … Fizikos terminų žodynas
источник питания (в электроснабжении) — источник питания источник питания электроэнергией [Интент] источник электропитания — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Характеристики внешних… … Справочник технического переводчика
источник питания лазера — источник питания Ндп. источник накачки Часть лазера, предназначенная для преобразования подводимой к нему электрической энергии к виду, необходимому для функционирования излучателя лазера. [ГОСТ 15093 90] Недопустимые, нерекомендуемые источник… … Справочник технического переводчика
Источник питания электроэнергией — электроустановка, от которой осуществляется питание потребителя или группы потребителей электроэнергии … Российская энциклопедия по охране труда
источник (питания) переменного тока — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN ac supplyac power supply … Справочник технического переводчика
источник (питания) постоянного тока — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN dc supplydc power supply … Справочник технического переводчика
Типы источников питания
В электротехнике источник питания — это устройство, которое преобразует электрическую энергию в выходное электрическое напряжение, ток и частоту, необходимые для подключенного электрического прибора. Он преобразует переменный ток в постоянный ток и питает различные электронные устройства (компьютер, телевизор, принтер, роутер, низковольтные источники света и т. д.). Есть два различных вида источника питания: источник напряжения (обеспечивает постоянное напряжение) и источник тока (обеспечивает постоянный ток).
Для питания низковольтной аппаратуры постоянным током от сети переменного напряжения 220 В (50 Гц) традиционно используется следующая последовательность преобразования переменного тока в постоянный:
- понижение напряжения сетевым трансформатором,
- выпрямление тока,
- фильтрация пульсаций,
- стабилизация напряжения на нагрузке.
Габариты таких источников питания в основном определяются габаритами сетевого трансформатора и конденсатора фильтра. Это связано с тем, что при частоте питающей сети 50 Гц для передачи во вторичную обмотку требуемой мощности нужен магнитопровод большого сечения, а для сглаживания пульсаций с частотой 50 и 100 Гц требуется конденсатор большой емкости.
В настоящее время большой популярностью пользуются схемы блоков питания, в которых последовательность преобразования переменного тока сети в постоянный ток нужного напряжения несколько отличается от традиционной:
- выпрямление сетевого тока,
- сглаживание пульсаций,
- возбуждение в первичной обмотке разделительного трансформатора колебаний прямоугольной формы высокой частоты,
- выпрямление вторичных напряжений,
- фильтрация пульсаций,
- стабилизация напряжений.
Благодаря тому, что трансформатор работает на высокой частоте (от единиц до десятков килогерц), его габариты и масса значительно меньше аналогичного по мощности сетевого трансформатора.
Источники питания для электронных устройств в основном можно разделить на линейные и импульсные:
- линейные источники питания, в которых согласующим элементом является трансформатор (сущетсуют и бестрансформаторные линейные истчники питания);
- импульсные источники питания с использованием различных типов электронных систем (преобразователей напряжения);
Линейные имеют относительно простую конструкцию, которая может усложняться с увеличением тока, который они должны подавать, однако их регулировка напряжения у них не очень эффективна.
Источник питания — неотъемлемая часть многих устройств. Вот некоторые из основных типов:
- Импульсный блок питания. В настоящее время большинство блоков питания производится в виде импульсных блоков питания. Их преимущество — в основном меньший вес. Когда полупроводниковые компоненты управления и питания еще не были доступны, чтобы позволить недорогую конструкцию импульсных блоков питания, использовались более тяжелые и долговечные блоки питания с трансформатором.
- Компьютерный блок питания. Компьютеры содержат импульсный источник питания, который преобразует низкое напряжение переменного тока из распределительной сети (230 В, 50 Гц) в низкое напряжение, используемое в электрических цепях компьютера (напряжение постоянного тока 3,3 В, 5 В и 12 В).
- Сетевой адаптер. Это небольшой импульсный блок питания, имеющий форму и размер стандартной электрической вилки (например, зарядного устройства для сотового телефона), используемый в сети 230 В, обеспечивающей небольшое напряжение, необходимое для конкретного электрического или электронного устройства. Сетевые адаптеры, как правило, используются с устройствами и приборами, которые не имеют свой собственный внутренний источник питания.
- Сварочный источник питания. Сварочные источники обеспечивают высокий ток (обычно сотни ампер), который позволяет расплавлять металл локально и, таким образом, обеспечивать его соединение. Раньше применялись так называемые сварочные трансформаторы (со специальными электромагнитными трансформаторами, рассчитанными на большие сварочные токи), более современными являются сварочные инверторы с электронным управлением.
Внутренне сопротивление источника питания
Идеальный источник питания, как источник напряжения, всегда обеспечивает одно и то же напряжение независимо от подключенной нагрузки (т. е. напряжение источника питания постоянно при разном потребляемом токе).
Однако идеального источника не существует, потому что внутреннее сопротивление реального источника ограничивает максимальный ток, который может протекать через электрическую цепь.
Настоящий источник питания может использовать стабилизатор напряжения для обеспечения стабильного выходного напряжения, которое обеспечивается за счет падения напряжения (разницы между входным и выходным напряжением стабилизатора). Пример — Импульсный стабилизатор напряжения
Итак, по качеству выходного напряжения источники питания различают:
- стабилизированные источники, напряжение которых поддерживается на постоянном уровне независимо от колебаний тока,
- нестабилизированные источники, в которых выходное напряжение может изменяться в зависимости от колебаний тока .
Трансформаторные линейные источники питания
Классические линейные источники состоят из следующих элементов: трансформатор, выпрямитель, фильтр и устройство регулирования напряжения.
Принципиальная схема линейного источника питания
Сначала трансформатор преобразует сетевое напряжение в пониженное и обеспечивает гальваническую развязку. Схема, которая преобразует переменный ток в импульсный постоянный ток, называется выпрямителем (для выпрямления используются мостовые схемы на диодах), далее фильтр с конденсаторами и индуктивностями уменьшает пульсации. Подробно про фильтры — Фильтры источников питания.
Регулирование или стабилизация напряжения до заданного значения достигается с помощью так называемого регулятора напряжения, в конструкции которого используются транзисторы.
Транзистор в схеме действует как регулируемое сопротивление. На выходе из этого каскада для достижения большей стабильности в пульсации есть второй каскад фильтрации (хотя и не обязательно, все зависит от проектных требований), это может быть обычный конденсатор.
Среди источников питания есть такие, в которых мощность, подаваемая на нагрузку, регулируется тиристорами, чтобы подавать требуемое напряжение и мощность на нагрузку.
Немецкий лабораторный источник питания
Современные линейные источники питания
Стабилизация напряжения в базовом типе линейных источников достигается путем включения специального элемента параллельно цепи, питаемой от нестабилизированного источника более высокого напряжения, через подходящий резистор, вольт-амперная характеристика которого показывает резкое увеличение тока при требуемом напряжении. Такой элементом является стабилитрон (диод Зинера), который работает в широком диапазоне пороговых напряжений.
Недостатками источника питания с диодом Зенера являются относительно низкая стабильность выходного напряжения, относительно небольшой диапазон тока и особенно низкий КПД, поскольку электрическая энергия преобразуется в тепло в последовательном резисторе и в самом стабилитроне.
Современные линейные источники (обычно в виде интегральной схемы) используют элемент с переменным импедансом (транзистор в линейном режиме), который регулируется обратной связью, основанной на разнице между выходным напряжением и постоянным напряжением от внутреннего опорного напряжения (на основе диодной схемы, но с небольшим постоянным потреблением).
Типичными представителями линейных источников являются интегральные схемы типа 78xx (например, 7805 — источник напряжения 5 В) и их производные.
Недостатком таких линейных источников питания является их низкая эффективность (и поскольку рассеиваемая мощность в интегральной схеме изменяется в зависимости от нагрева, а также необходимость охлаждения), особенно когда существует большая разница между входным и выходным напряжением и большими токами. Недостатком иногда является также то, что выходное напряжение всегда ниже входного.
Преимущество заключается в их низкой цене, небольшом размере, простоте использования и отсутствии помех извне и в цепи питания.
Встроенный источник питания в лабораторном стенде по изучению электротехники
Импульсные источники питания
В импульсных источниках питания используется полевой транзистор, который периодически замыкаются с относительно высокой частотой (десятки кГц и более) и увеличивают входное напряжение схемы, состоящей из комбинации катушки, конденсатора и диода. С помощью подходящей комбинации этих элементов можно добиться снижения и увеличения напряжения.
Другой тип импульсного источника питания — это источник питания с трансформатором и последующим диодным выпрямителем, в котором используются выгодные свойства (меньшие размеры трансформатора при больших токах, меньшие магнитные потери) современных магнитных материалов (ферритов) на высоких частотах. Изменяя частоту можно добиться изменения выходного напряжения.
Таким образом, такой источник питания включает в себя схему (обычно в виде интегральной схемы), которая обеспечивает изменение частоты на основе обратной связи от выходного напряжения, чтобы обеспечить стабильное выходное напряжение при различных нагрузках.
Поскольку импульсные источники питания работают с прямоугольными напряжениями токов и токов, они, как правило, излучают электромагнитные волны в широком диапазоне частот. Поэтому при их создании и использовании необходимо соблюдать принципы электромагнитной совместимости (ЭМС).
Лабораторное оборудование
В мастерской или лаборатории прецизионный источник питания используется для проведения измерений, испытаний, поиска и устранения неисправностей. Эти лабораторные источники питания преобразуют, выпрямляют и регулируют напряжения, а также выходные токи, так что измерения можно проводить без повреждения тестируемых элементов.
Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Источник питания
- Источник питания — электрическое оборудование, предназначенное для производства, аккумулирования электрической энергии или изменения ее характеристик.В электроэнергетике:
вторичные цепи.Электронное оборудование:
К первичным относят преобразователи различных видов энергии в электрическую, примером может служить аккумулятор, преобразующий химическую энергию в электрическую.
* вторичные источники сами не генерируют электроэнергию, а служат лишь для её преобразования с целью обеспечения требуемых параметров (напряжения, тока, пульсаций напряжения и т. п.)
Что такое источник питания, его типы, характеристики (применительно к электроустановкам)
Источник питания (power source) — это электрическое оборудование, предназначенное для производства, аккумулирования электрической энергии или изменения её характеристик (определение согласно ГОСТ 30331.1-2013).
Источником питания в распределительной электрической сети (см. рисунок 1 ниже) является трансформатор, установленный на понижающей трансформаторной подстанции. Источниками питания также могут быть: местная электростанция, отдельный электрогенератор малой мощности, приводимый в действие двигателем внутреннего сгорания, и даже разделительный трансформатор, на основе которого в части электроустановки здания реализуют систему IT.
Рис. 1. Система распределения электроэнергии (TN-C-S) (на рисунке показан источник питания)
Характеристики доступных источников питания
При проектировании электрических установок в соответствии с комплексом стандартов IEC 60364 необходимо знать характеристики источников питания. Для того чтобы спроектировать безопасную электроустановку, соответствующую требованиям комплекса стандартов IEC 60364, необходимо получить соответствующую информацию от оператора распределительной электрической сети. Характеристики источников питания должны быть включены в проектную и эксплуатационную документацию электрических установок. Если оператор электрической сети изменяет характеристики источников питания, это может повлиять на безопасность электроустановки.
Приведем эти характеристики (согласно ГОСТ 30331.1-2013):
- Род электрического тока: переменный и (или) постоянный.
- Виды проводников, применяемых в электрических цепях электроустановки:
— переменного тока: фазный (линейный) проводник, нейтральный проводник, защитный проводник;
— постоянного тока: полюсный (линейный) проводник, средний проводник, защитный проводник.
Примечание — В одном проводнике, например — в PEN-, РЕМ- или PEL-проводнике, могут быть объединены функции, выполняемые несколькими проводниками.
- Допустимые значения:
— напряжение и допустимые отклонения напряжения;
— потери напряжения, колебания напряжения и падения напряжения;
— частота и допустимые отклонения частоты;
— максимальный допустимый ток;
— полное сопротивление петли замыкания на землю до ввода в электроустановку;
— ожидаемые токи короткого замыкания.
Стандартные значения напряжения и частоты приведены в IEC 60038.
Защитными мерами предосторожности, присущими источнику питания, являются, например, заземление нейтрали в электрической системе переменного тока или заземление средней части, находящейся под напряжением, в электрической системе постоянного тока.
При этом, приведенные ниже характеристики любого применяемого источника питания и обычный диапазон этих характеристик, если необходимо должны быть определены путем расчета, измерения, сбора материала или проверки:
- номинальное (ые) напряжение (ия);
- род тока и его частота;
- ожидаемый ток короткого замыкания на вводе электроустановки;
- полное сопротивление петли замыкания на землю той части электрической системы, которая расположена снаружи электроустановки;
- соответствие требованиям, предъявляемым электроустановкой, включая — обеспечение максимальной нагрузки;
- тип и номинальные характеристики устройства защиты от сверхтока, установленного на вводе электроустановки.
Эти характеристики следует оценивать как для внешнего, так и для внутреннего источников питания. Требования распространяются на основные источники питания, на источники питания систем безопасности и резервные источники питания.
Дополнительные типы источников питания
Помимо основного источника питания также выделят резервный электрический источник питания и электрический источник питания для систем безопасности. Приведем их определения и примеры.
Резервный электрический источник питания — это электрический источник питания, предназначенный для поддержания питания электрической установки или ее частей, или части в случае перерыва нормального питания, но в иных целях, чем безопасность.
Электрический источник питания для систем безопасности — это электрический источник питания, предназначенный для использования в качестве части системы электрического питания для систем безопасности.
Если наличие систем безопасности, имеющих отношение к противопожарным мероприятиям и другим условиям аварийной эвакуации из зданий, требуется, например, органами управления и (или) если обеспечение резервного питания требуется административным лицом, устанавливающим технические требования к электроустановке, характеристики источников питания для систем безопасности и (или) резервных систем должны определяться для каждого в отдельности. Такие источники питания должны иметь соответствующую мощность, надежность, номинальные характеристики и соответствующее время переключения для работы указанного вида.
Примечание 1 — Необходимость установки систем безопасности и их характеристики, как правило, регламентируют уполномоченные органы управления, требования которых следует соблюдать.
Примечание 2 — Примерами систем безопасности являются: системы обнаружения пожара, оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре, аварийного освещения на путях эвакуации людей, аварийной вентиляции и противодымной защиты, внутреннего противопожарного водопровода, установки для пожарных насосов, лифты для пожарных команд, оборудование для отвода дыма и тепла, ответственное медицинское оборудование.
Источниками питания для систем безопасности могут быть:
- аккумуляторные батареи;
- гальванические батареи;
- генераторные установки, независимые от источника питания, применяемого в нормальном режиме;
- отдельная линия электропередачи распределительной электрической сети, фактически независимая от линии электропередачи, используемой в нормальном режиме
Источником питания системы безопасности может быть:
- неавтоматический источник питания, запуск которого осуществляется оператором;
- автоматический источник питания, запуск которого осуществляется независимо от оператора.
В зависимости от времени переключения автоматические источники питания классифицируют следующим образом: