Модульные источники питания. AC/DC , DC/DC , DC/AC преобразователи. Что такое и для чего?
Источник питания является важным блоком любой аппаратуры, во многом определяющим ее характеристики. В настоящее время очень популярны источники питания в модульном исполнении. это законченные изделия с гарантированными параметрами и характеристиками. Модульные источники питания применяются в телекоммуникационной, измерительной аппаратуре, системах промышленной автоматики, на транспорте, в медицинском оборудовании, системах распределенного питания и т.д.
Среди модульных источников питания можно выделить следующие основные группы:
AC/DC преобразователи (AC/DC конверторы). Диапазон входного напряжения AC/DC преобразователей может лежать в пределах 85…135 В, 170…265 В, 85…264 В, частота 47…63 Гц. Выходное напряжение постоянное, фиксированное, как правило, стандартное: 3.3; 5; 9; 12; 15; 24; 48 В, а также 7.5; 13.5; 27 В и т.п. Модули бывают с одним, двумя, тремя, четырьмя и более выходами. AC/DC преобразователи выпускаются на разные мощности: от десятков ватт до единиц киловатт. Конструктивное исполнение может быть различным: открытая печатная плата с установленными на ней элементами (Open Frame), герметизированный корпус с внешними выводами для установки на печатную плату (Board mounting, on board converters), преобразователь в кожухе (Enclosed), в корпусе, для монтажа на DIN-рейку.
AC/DC преобразователи, как правило, имеют защиту от перегрузки, перенапряжения, короткого замыкания, а также гальваническую развязку входного и выходных каналов. У современных преобразователей высокая стабильность выходного напряжения и низкий уровень пульсаций. Коэффициент полезного действия достигает 90 %. Импульсные AC/DC преобразователи имеют малые габаритные размеры и массу по сравнению с трансформаторными блоками питания.
DC/DC преобразователи (DC-DC конвертеры). Это модульные импульсные источники вторичного электропитания. Диапазон входного напряжения может лежать в пределах от 0.8 до 200 В; выходное напряжение, как правило, стандартное. Модули бывают с одним, двумя, тремя, четырьмя и более выходами. DC/DC преобразователи выпускаются на разные мощности: от долей ватта до десятков ватт. DC/DC конверторы выпускаются в различных корпусах для монтажа на печатную плату. Маломощные модули выпускаются в малогабаритных пластмассовых корпусах типа SIP, DIP, модули мощностью несколько десятков ватт - в металлическом корпусе, залитым с нижней стороны эпоксидным компаундом. Металлический корпус выполняет дополнительную функцию экрана и защищает внешние цепи от высокочастотных импульсных помех.
DC/DC преобразователи применяются как источники вторичного электропитания, для обеспечения изоляции, стабилизации напряжения на шинах электропитания и т.п.
DC/AC инверторы. Входное напряжение этих приборов, как правило, 12 В или 24 В. Выходное напряжение 230 В, 47…57 Гц. DC/AC инверторы выпускаются на разные мощности: от десятков до сотен ватт. Инверторы позволяют пользоваться электрорадиоприборами в напряжением питания 220 В там, где нет осветительной сети. Например, в автомобиле доступно только постоянное напряжение 12 или 24 В.
Достоинствами модульных источников питания являются компактные размеры, высокая функциональность, универсальность применения и легкость в использовании. Указанные преимущества обусловлены тем, что преобразователи разрабатываются и производятся, как правило, специализированными фирмами. Эти фирмы обеспечивают высокий технический уровень и качество продукции.
Применение готовых модульных источников питания позволяет сократить время на разработку аппаратуры, поскольку задача разработчика серийной аппаратуры упрощается: он не проектирует свой собственный источник “с нуля”, а подбирает модульный источник питания по параметрам из уже имеющихся. Кроме этого, разработчик имеет время и возможности сосредоточиться на проектировании других блоков аппаратуры, ускоряя разработку и выход аппаратуры на рынок.