CC BY
132
Общая классификация источников электропитания
Ассонова M.JL, Ильин C.B., ФГБОУВПО «Пензенский государственный университет», [email protected], г. Пенза, Россия
Гуденко M.JI.
ФГБОУВПО «Пензенский государственный университет», [email protected], г. Пенза, Россия
Аннотация: В статье приведены разновидности источников питания и их классификация с последующем выводом.
Ключевые слова: Источник питания; первичный ИП; вторичный ИП.
Практически вся радиоэлектронная аппаратура (РЭА) нуждается в одном или нескольких источниках питания. Большое число фирм проводят исследования в области первичных и вторичных источников электропитания, производят их в значительных объемах и поставляют на рынок. В настоящее время, как правило, не представляет затруднений приобретение необходимого источника электропитания. В тоже время часто при разработке той или иной радиоаппаратуры разрабатывается свой источник питания.
Источник питания (ИП) - электронное устройство, предназначенное для обеспечения электрическим питанием различных устройств (часто именуемыми нагрузками или потребителями).
Все ИП можно разделить на две группы: источники первичного электропитания и источники вторичного электропитания. РЭА может иметь в своем составе как ИП первой группы, так и ИП второй группы, а также ИП первой и второй групп одновременно.
Первичные ИП - это преобразователи различных видов энергии в электрическую.
Прежде всего к первичным ИП относятся: гидроэлектростанция - ГЭС (потенциальная гравитационная энергия воды преобразуется в электрическую энергию);
■ химические источники тока (ХИТ);
■ топливные элементы (химическая энергия преобразуется в электрическую) ;
■ дизель-генераторная установка - ДГУ (химическая энергия преобразуется в механическую, затем в электрическую);
■ ветрогенератор (кинетическая энергия частиц воздуха преобразуется в электрическую) и др.
В силовой электротехнике к первичным источникам питания можно отнести:
■ аккумуляторные батареи;
■ дизельные- газовые- бензиновые генераторные установки;
■ генерирующие электростанции;
■ ИБП в автономном режиме работы и др.
Вторичный ИП— это устройство, предназначенное для обеспечения питания электроприбора электрической энергией, при соответствии требованиям её параметров: напряжения, тока, и т. д. путём преобразования энергии других источников питания.
В силовой электротехнике к вторичным источникам питания можно отнести [Андреев, 2007b; Трифоненко, 2012]:
■ стабилизаторы напряжения;
■ источники бесперебойного питания;
■ преобразователи напряжения;
■ выпрямители и др.
Источники вторичного электропитания можно классифицировать по следующим параметрам [Вересов, 1983; Андреев, 2008; Меркульев, 2013; Ефимов, 2001]:
1) по виду входного напряжения:
■ ИВЭП, работающие от сети переменного напряжения;
■ ИВЭП, работающие от сети постоянного напряжения.
1.1) ИВЭП, работающие от сети переменного напряжения, делятся на:
a) трансформаторные источники питания, в которых на вход подается переменное напряжение, которое с помощью низкочастотного трансформатора (50 - 60 Гц) преобразуется в одно или несколько переменных напряжений, а на выходе выдается одно или несколько постоянных напряжений;
b) бестрансформаторные источники питания, в которых на вход подается переменное напряжение, низкочастотный трансформатор на входе отсутствует, но применено промежуточное преобразование частоты, и на выходе выдается одно или несколько постоянных напряжений [Андреев, 2005b; Броетилов, 2010; Горячев, 2010].
1.2) ИВЭП, работающие от сети постоянного напряжения, делятся на:
a) ИВЭП с гальванической связью входа и выхода;
b) ИВЭП без гальванической связи входа и выхода, в которых на вход подается постоянное напряжение, применено промежуточное преобразование частоты [Бростилова, 2013; Горячев, 2013b; Сивагина, 2012], а на выходе выдается одно или несколько постоянных напряжений.
2) по виду выходного напряжения:
■ ИВЭП с выходом на переменном токе (однофазные и многофазные);
■ ИВЭП с выходом на постоянном токе;
■ комбинированные ИВЭП - с выходом на переменном и постоянном токе.
3) по выходной мощности:
■ микромощные источники питания с выходной мощностью до 1 Вт;
■ малой мощности (от 1 до 10 Вт);
■ средней мощности (от 10 до 100 Вт);
■ повышенной мощности (от 100 до 1000 Вт);
■ большой мощности (свыше 1000 Вт).
4) по номинальному значению выходного напряжения:
■ низкое (до 100В);
■ среднее (от 100 до 1000 В);
■ высокое (свыше 1000 В).
5) по степени постоянства выходного напряжения :
■ не стабилизирующие;
■ стабилизирующие.
6) по числу выходов питающих напряжений:
■ одноканальные ИВЭП, имеющие один выход;
■ многоканальные, имеющие два и более выхода питающих напряжений.
Следует отметить, что к вторичным источникам питания (вторичным элементам) принято относить также аккумуляторы, хотя деление ХИТ на первичные и вторичные условно (аккумуляторы могут использоваться и для однократного разряда) [Андреев, 2013; Горячев, 2013а].
В данной статье рассмотрено многообразие современных источников питания РЭА, приведена их классификация. Следует отметить, что в состав современных ИВЭП входит множество вспомогательных узлов, таких как системы диагностики [Бростилов, 2012], средства контроля температуры силовых узлов [Бростилова, 2013; Андреев, 2005а; Гарькина, 2009] и т.п. В свою очередь, при проектировании ИВЭП используют современные автоматизированные средства и методы [Андреев, 2007а; Андреев, 2009], что позволило инженерам-конструкторам существенно уменьшить габариты и массу источников питания. Дальнейший прогресс в исследуемой области намечается в направлении разработки и совершенствования синхронных ИВЭП.
Список литературы
[Андреев, 2005а] Андреев П.Г. / Моделирование переотражателей радиолучевых систем обнаружения. / Автореферат диссертации на соиск. уч. степ. канд. техн. наук: — Пенза: ПГУ, 2005 г. — 22 с.
[Андреев, 2005b] Андреев П.Г. / Моделирование переотражателей радиолучевых систем обнаружения. / Диссертация на соиск. уч. степ. канд. техн. наук: — Пенза: 2005 г. — 249 с.
[Андреев, 2007а] Андреев П.Г. Применение CAD систем в проектирован™ радиоэлектронных средств / П.Г. Андреев, H.A. Талибов, П.М. Осипов // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2007. Т. 1. С. 146-148.
[Андреев, 2007b] Андреев П.Г. Аналого-цифровые преобразователи в учебном процессе / П.Г. Андреев, И.Ю. Наумова // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2007. Т. 1. С. 67-69.
[Андреев, 2008] Андреев П.Г. Методы оценки технологичности конструкции РЭС / П.Г. Андреев, Н.К. Юрков, В.Я. Баннов // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2008. Т. 2. С. 129-131.
[Андреев, 2009] Андреев П.Г. Микропроцессорные системы в учебном процессе / П.Г. Андреев, И.Ю. Наумова, Н.К. Юрков, Н.В. Горячев, И.Д. Граб, A.B. Лысенко // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2009. Т. 1. С. 161-164. [Андреев, 2010] Андреев П. Г. Основы проектирования электронных средств:учеб. пособие/П. Г. Андреев, И. Ю. Наумова//Пенза:Изд-во ПГУ, 2010.-124 с.
[Андреев, 2013] Андреев П.Г. Математическая модель распространения электромагнитных волн в помещении / П.Г. Андреев, А.Н. Якимов // Радиопромышленность. 2013. № 2. С. 74-82.
[Бростилов, 2010] Бростилов С.А. Волоконно-оптический датчик давления на основе туннельного эффекта / С. А. Бростилов, Т. И. Мурашкина, Т. Ю. Бростилова // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. - 2010. - № 4. -С. 106-117.
[Бростилов, 2012] Бростилов С.А. Распространение света в искривленном мношмодовом оптическом волноводе / С. А. Бростилов, С. И. Торгашин, Н. К. Юрков // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. - 2012. -№ 1. - С. 141-150.
[Бростилова, 2013] Бростилова Т.Ю. Волоконно-оптический датчик деформации / Т.Ю. Бростилова, С.А.Бростилов, Т.И. Мурашкина // Надежность и качество сложных систем . 2013. № 1. С. 93-99.
[Вересов, 1983] Вересов Г.П. Электропитание базовой радиоэлектронной аппаратуры -М.: Радио и связь, 1983.
[Гарькина, 2009] Гарькина И.А. Системные методологии, идентификация систем и теория управления: промышленные и аэрокосмические приложения / И.А. Гарькина, А.М. Данилов, Э.В. Лапшин, Н.К. Юрков // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. 2009. № 1. С. 3-11.
[Горячев, 2010] Горячев Н.В. Индикатор обрыва предохранителя как элемент первичной диагностики отказов РЭА / Н.В. Горячев, Н.К. Юрков // Труды
международного симпозиума Надежность и качество. 2010. Т. 2. С. 78-79.
[Горячев, 2013а] Горячев Н.В. Автоматизированный выбор системы охлаждения теплонагруженных элементов радиоэлектронных средств / Н.В. Горячев, И.Д. Граб, К.С. Петелин, В.А. Трусов, И.И. Кочегаров, Н.К. Юрков // Прикаспийский журнал: управление и высокие технологии. 2013. № 4. С. 136-143.
[Горячев, 2013b] Горячев Н.В. Уточнение тепловой модели сменного блока исследуемого объекта / Н.В. Горячев, И.Д. Граб., Н.К. Юрков // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2013. Т. 1. С. 169-171.
[Ефимов, 2001] Ефимов И.П. Источники питания. Ульяновский Государственный Технический Университет.: Ульяновск 2001. :[Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://venec.ulstu.rU/lib/2002/l/Efimov_2.pdf
[Меркульев, 2013] Меркульев А.Ю. Системы охлаждения полупроводниковых электрорадиоизделий / А.Ю. Меркульев, Н.В. Горячев, Н.К. Юрков // Молодой ученый. — 2013. — №11. — С. 143-145.
[Сивагпна, 2012] СивагинаЮ.А. Обзор современных симплексных ретрансляторов радиосигналов/ Ю.А. Сивагина, И.Д. Граб, Н.В. Горячев, Н.К. Юрков //Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2012. Т. 1. С. 74-76.
[Трифоненко, 2012] Трифоненко И.М. Обзор систем сквозного проектирования печатных плат радиоэлектронных средств / И.М. Трифоненко, Н.В. Горячев, И.И. Кочегаров, Н.К. Юрков // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2012. Т. 1. С. 396-399.
