ВВЕДЕНИЕ. Источниками входного постоянного напряжения могут являться как первичные, так и вторичные источники энергии

Источниками входного постоянного напряжения могут являться как первичные, так и вторичные источники энергии. Первичные источники электроэнергии применяются в автономных объектах, а вторичные — в стационарных. К первичным источникам относятся: химические источники тока (сухие батареи однократного действия и аккумуляторы), солнечные батареи, термоэлектрические генераторы, термоэмиссионные преобразователи, топливные элементы и т.д. В стационарных устройствах постоянное напряжение получают путем выпрямления переменного, которое генерируется на электрических станциях и передается по бытовым и промышленным электрическим сетям.

Потребителями электроэнергии постоянного тока в диапазоне мощностей, характерных для транзисторных преобразователей, являются электронная аппаратура всевозможного функционального назначения, маломощный электропривод (управление двигателями по цепи якоря или по цепи возбуждения), аккумуляторные батареи (заряд аккумуляторных батарей).

Большинство потребителей требуют либо стабилизации уровня питающего постоянного напряжения, либо его изменения в определенном диапазоне по заданному закону. В то же время напряжение любого источника является нестабильным. Например, выходное напряжение выпрямителя зависит от изменения входного переменного сетевого напряжения, напряжение солнечной батареи — от освещенности, аккумуляторной батареи — от степени разряда и т.д. Кроме того, напряжение всех источников зависит от величины потребляемого тока, что особенно характерно для устройств соизмеримой мощности (таковыми, собственно, являются все автономные объекты). Поэтому для согласования параметров источников электроэнергии с требованиями потребителей необходимо постоянное напряжение преобразовывать.

Наиболее простым методом преобразования (или регулирования) постоянного напряжения является непрерывный, который реализуется за счет включения в последовательную цепь с нагрузкой балластного сопротивления. Такой метод применяется в непрерывных стабилизаторах, например, в интегральных стабилизаторах серии ЕН. Недостаток метода заключается в принципиально низком значении к.п.д. В результате непрерывные стабилизаторы обычно используются лишь при мощностях порядка единиц ватт. Кроме того, непрерывный метод позволяет только уменьшить выходное напряжение относительно входного. Для получения высоких значений к.п.д. разработаны импульсные методы преобразования, реализуемые за счет периодического подключения и отключения нагрузки к источнику питания. Причем, применение в схемах импульсных преобразователей реактивных элементов — дросселей и конденсаторов позволяет регулировать выходное напряжение как ниже, так и выше входного. Импульсные преобразователи, регулирующие выходное напряжение лишь за счет такого периодического переключения, получили название непосредственных, или однократных. В таких преобразователях нагрузка и источник гальванически связаны между собой.

Гальваническая развязка обеспечивается с помощью трансформаторов в преобразователях с промежуточным звеном переменного тока. В таких преобразователях последовательно осуществляется инвертирование, трансформация и выпрямление. Поэтому они называются многократными. Многократные преобразователи постоянного напряжений наиболее эффективны в случаях, когда входное и выходное напряжения отличаются во много раз. Если же уровни входного и выходного напряжения сопоставимы, то предпочтение имеют непосредственные преобразователи.