Враховуючи те, що коефіцієнти корисної дії любих перетворювачів напруги не перевищує 60%, то підрахуємо потужність, яку буде споживати блок живлення від мережі.

Підрахуємо струм, який буде споживати блок живлення від мережі.

1.3 Обґрунтування вибору структурної схеми

Більшість імпульсних блоків живлення мають подібні структурні схеми. Обов’язковими елементами, що входять до складу структурної схеми, повинні бути вхідний фільтр, випрямляч змінної напруги в постійну, автогенератор, трансформатор і вихідний випрямляч. Дуже часто на виході може працювати кілька випрямлячів разом з стабілізаторами напруги та струму. Іноді в структурні схеми входять додаткові пристрої для покращення запуску автогенератора, а також схеми для захисту блоку живлення від пере навантаження. В даній схемі потрібно передбачити пристрій для захисту блоку живлення від перенавантаження, так як при його наявності можуть вийти з ладу транзистори автогенератора, які є найбільш разючими в даній схемі. Крім того в схему бажано ввести пристій для запуску автогенератора, що полегшить його запуск.

Виходячи з вищесказаного, я зробив таку структурну схему блоку живлення.

Рис.1.1 Структурна схема розробляє мого мною блоку живлення.

В цій схемі прийняті такі умовні позначення:

Ф - фільтр нижніх частот;

В1, В2 – випрямлячі;

П3 – пристрій запуску;

А – автогенератор;

Тр – трансформатор;

Л33 – ланка зворотного звязку

1.4 Опис роботи блоку живлення по його структурній схемі

Фільтр низьких частот Ф призначений для того, щоб високочастотні коливання з частотою коливань автогенератора не поступали з блкоу живлення в мережу, а також для того, щоб високочастотні коливання з мережі не поступали на вхід блоку живлення. Це могло б привести до зброїв в роботі блоку живлення.

Випрямляч В1 призначений для випрямлення змінної напруги в постійну, яка використовується для живлення автогенератора.

Автогенератор А призначений для перетворення енергії джерела живлення (випрямляча) в енергію електричних коливань з частотою 30- 50 кГц.

Пристрій запуску ПЗ призначений для запуску автогенератора в початковий момент включення блоку живлення.

Трансформатор ТР призначений для перетворення змінної напруги величині.

Ланка зворотного зв’язку призначена для утворення додаткового зворотного зв’язку по напрузі між входом і виходом підсилювача автогенератора.

Працює блок живлення слідуючим чином. При включенні напруги живлення за рахунок перехідних процесів на вході підсилювача автогенератора виникає якась напруга. Вона підсилюється в підсилювачі і через трансформатор Тр потупає на вхід випрямляча В2. Крім того через ланку додаткового зворотного зв’язку напруга з виходу трансформатора Тр поступає на вхід підсилювача автогенератора, підсилюється в ньому і знову поступає на вихід. Таким чином в схемі встановлення автоколивальний режим і на виході утворюють електричні коливання з частотою (20-50) кГц.

Для покращення запуску автогенератора в момент включення напруги живлення пристрій запуску надає імпульс напруги, яка утворюється на виході випрямляча на вхід підсилювача автогенератора. Це приводить до швидшого відкривання одного з трансформаторів підсилювача і прискорення його запуску.

Для виникнення коливань в автогенераторі повинні виконуватись дві умови:

1) баланс амплітуд;

2) баланс фаз.

Баланс амплітуд означає, що в автогенераторі повинен бути пристрій, який би компенсував втрати електричного сигналу в з’єднувальних провідниках і в ланці зворотного зв’язку.

Такий пристрій може бути підсилювачем напруги з коефіцієнтом затухання сигналу в з’єднувальних провідниках і ланці зворотного зв’язку. При виконанні цієї умови коливання в автогенераторі будуть мати нескладний або наростаючий характер.

Баланс фаз означає, що для виникненя коливань в автогенераторі потрібно, щоб напруга, що поступає на вхід підсилювача з виходу ланки зворотного зв’язку була в фазі з діючою на це момент напругою на вході підсилювача. Тобто щоб загальний зсув по фазі підсилюючого пристрою і ланки додатного зворотнього зв’язку був рівним:

При цьому це співвідношення повинно витримуватись тільки на робочій частоті автогенератора.

Такий зсув фаз повинен забезпечуватись фазоповертаючим підсилювачем, трансформатором і ланкою зворотнього зв’язку.

Вихідний випрямляч В2 випрямляє поступово на його вхід напругу. Для зменшення величини пульсації і більш повного використання вихідної обмотки трансформатора вихідний випрямляч повинен бути зібраний по двохтактній схемі.

1.5 Обґрунтування вибору елементної бази

При обґрунтуванні вибору елементної бази основним питанням, яке потрібно вирішувати, є питання вибору типу підсилюючих пристроїв. В загальному випадку в їх ролі можна використовувати електронні лампи, транзистори, інтегральні мікросхеми.

Розглянемо можливість використання кожного з цих типів підсилювальних пристроїв в даній схемі.

Електронні лампи вже давно використовувались в подібних пристроях. Проте з розвитком елементної бази стали очевидні недоліки електронних ламп, до яких в першу чергу можна віднести слідуючі:

для живлення електронних ламп потрібно використовувати два джерела живлення – одне для живлення акордних кіл лампи, а друге для живлення кола нитки розжарення катоду. А це значно ускладнює електричну принципову схему самого блоку живлення, робить його розміри дуже великими із-за потрби додаткового силового трансформатора;

великі втрати електричної енергії електронними лампами із-за постійного нагрівання їх корпусу. Це нагрівання вимушене із-за використаня в електронних лампах принципу термоелектронної емісії;

великі габаритні розміри електронних ламп. В даному підсилювачі на кожній з електронних ламп повинна розсіюватися потужність, яка рівна:

А це означає, що електронні лампи будуть по величині більшими за любу іншу деталь блоку живлення;

нестабільність параметрів електронної лампи із-за поступової втрати емісії катоду електронної лампи. Це приведе до поступового зменшення анодного струму лампи, а отже і зменшення коефіцієнту підсилення схеми;

Невисока міцність і надійність електронних ламп. Так як в більшості електронних ламп корпус скляний, то він легко розбивається, а нитка розжарення швидко провисає чи розривається.

Враховуючи вищесказане , я прийшов до висновку, що використання електронних