ВЭП - неотъемлемая часть любого радиоэлектронного устройства, как в промышленности, так и в быту. Их можно условно разделить на несколько основных групп. Существуют ИВЭП постоянного тока, переменного тока, стабилизированные, нестабилизированные, фиксированного напряжения или (и) тока, регулируемые и т.д. Среди них особое место занимают лабораторные ИВЭП - стабилизированные, регулируемые источники постоянного тока и (или) напряжения в виде самостоятельных устройств. Их задача - поддерживать заданные выходные напряжение или ток с большой точностью при изменениях питающего напряжения и нагрузки в широких пределах. Области применения лабораторных ИВЭП разнообразны. Они используются в физическом эксперименте, для ремонта и регулировки радиоаппаратуры, в технологических процессах, в качестве зарядных устройств и т.д. На рынке представлено множество лабораторных ИВЭП разных производителей. Это приборы таких фирм, как Good Will Instrument (Тайвань), Welleman (Бельгия), Matrix (Китай), Mastech (Гонконг) и устройства, произведенные в странах бывшего СССР - Белоруссии, Украине, Армении. По схемному построению ИВЭП делятся на линейные и импульсные.
Линейные ИВЭП строятся на основе мощного сетевого трансформатора. Амплитуда напряжения вторичной обмотки трансформатора определяется заданным выходным (постоянным) напряжением ИВЭП. Напряжение сетевой частоты с вторичной обмотки трансформатора выпрямляется и стабилизируется с помощью линейного стабилизатора. Считается, что такие источники создают минимальные помехи в сетях электропитания и обладают минимальным уровнем шумов, что обеспечивает соблюдение жестких требований по электромагнитной совместимости. Однако они имеют ряд недостатков, а именно: большие габариты и вес, низкий КПД и, как следствие, - необходимость отвода большого количества тепла, сложность конструкции и т.п. С технической точки зрения линейные источники питания - это "вчерашний день". Тем не менее, они до сих пор пользуются большим спросом.
Импульсные ИВЭП не имеют мощного и крупногабаритного разделительного трансформатора. Рассмотрим ИВЭП с бестрансформаторным входом и промежуточным преобразованием частоты. В них сетевое напряжение (например, с частотой 50 Гц) первоначально выпрямляется и подается на вход высокочастотного (ВЧ) преобразователя (инвертора), где преобразуется в переменное напряжение ВЧ (десятки и сотни килогерц). В состав инвертора входит ВЧ трансформатор, который обеспечивает необходимую амплитуду напряжения на выходе. Затем напряжение выпрямляется и поступает на вход линейного стабилизатора. За счет работы на ВЧ можно значительно уменьшить габариты и вес силового трансформатора и выходного фильтра. Кроме того, повышается КПД.
Таблица 1.
|
Устройство/производитель |
Б5-71/1У(2У)/ УниверсалПрибор |
Б5-71/1М/ УниверсалПрибор |
SPS3610/ Good Will |
HY3005/ Mastech |
MPS3010L-1/ Matrix |
PS3003U/ Welleman |
|
Выходное напряжение, В |
0-30 (0-50) |
0-30 |
0-36 |
0-30 |
0-30 |
0-30 |
|
Выходной ток, А |
0-10 (0-6) |
0-10 |
0-10 |
0-5 |
0-10 |
0-3 |
|
Нестабильность выходного напряжения при изменении питающей сети 198-242 В, мВ |
2 |
33 |
5 |
8 |
8 |
Нет данных |
|
Нестабильность выходного напряжения при изменении нагрузки, мВ |
2 |
50 |
5 |
7 |
11 |
Нет данных |
|
Нестабильность выходного тока при изменении питающей сети 198-242 В, мА |
5 |
250 |
3 |
Нет данных |
22 |
Нет данных |
|
Нестабильность выходного тока при изменении нагрузки, мА |
5 |
250 |
3 |
Нет данных |
25 |
Нет данных |
|
Пульсации выходного напряжения иэфф., мВ |
Нет данных |
1 |
5 |
1 |
2 |
1 |
|
Пульсации выходного напряжения Up-p, мВ |
5 |
25 |
100 |
Нет данных |
Нет данных |
Нет данных |
|
Масса (кг) |
2,4 |
3,2 |
3,2 |
3-6 |
10 |
4,9 |
Фирма "УниверсалПрибор" поставила перед собой задачу разработать новые, не имеющие аналогов ИВЭП, в которых были бы представлены новейшие тенденции и современная элементная база. Нужно было создать импульсный лабораторный ИВЭП, который в условиях отечественных электросетей мог бы непрерывно и, главное, стабильно работать длительное время и при этом обладал точностью измерительного прибора. Для того, чтобы предложить качественную альтернативу линейным ИВЭП, нужно было выполнить требования по электромагнитной совместимости согласно ГОСТ Р 51317.3.2-99. Наконец, необходима была замена существующим лабораторным ИВЭП типа Б5-43А--Б5-71, которые выпускаются предприятиями Армении, Белоруссии, Нижнего Новгорода (РФ) и др.
После проведения НИР и ОКР была выпущена опытная, а затем и серийная партия источников питания Б5-71/1У и Б5- 71/2У. Они представляют собой импульсные ИВЭП со схемой управления, поддерживающей заданное напряжение на входе линейного стабилизатора напряжения. В табл.1 указаны их основные параметры и параметры наиболее распространенных лабораторных ИВЭП других производителей. Как видно, Б5-71/1У и Б5-71/2У практически по всем показателям превышают как приборы постсоветского пространства, так и зарубежные аналоги.
Такие великолепные результаты достигаются за счет современных схемотехнических решений:
применения микросхем супервайзеров и контроллеров питания;
использования многоступенчатых фильтров и специальных дросселей для защиты от бросков сетевого напряжения и импульсных помех.
Благодаря использованию современных IGBT транзисторов, вентиляторов с ротором на магнитной подвеске и ряду других мер достигнуты:
низкий уровень акустических шумов;
малые габариты (262 70 210 мм);
небольшой вес (не более 2, 4 кг);
возможность круглосуточной работы источника с максимальной нагрузкой.
Четырехразрядный индикатор ИВЭП в сочетании с новейшей элементной базой позволяет контролировать напряжение и ток на выходе с точностью современных цифровых измерительных приборов.
Основные достоинства Б5-71/1У и Б5-71/2У:
современная элементная база и схемотехника;
соблюдение требований электромагнитной совместимости согласно ГОСТ Р 51317.3.2-99;
многоступенчатая защита от опасных электромагнитных влияний;
четырехразрядные индикаторы
возможность круглосуточной работы;
высокая надежность;
малые габариты и вес;
низкая цена.
Можно утверждать, что лабораторные ИВЭП типа Б5- 71/1У и Б5-71/2У являются наилучшим вариантом для потребителей в своем рыночном сегменте. Это современные лабораторные ИВЭП с оптимальным соотношением "цена/качество", созданные с учетом всех последних достижений в области схемотехники, конструирования и производства электронных компонентов.