Какие бывают основные типы источников электропитания. Чем отличаются первичные и вторичные источники. Какие функции выполняют современные источники питания. Как устроены и работают различные виды преобразователей электроэнергии.
Классификация источников электропитания
Источники электропитания (ИП) играют ключевую роль в работе любых электронных устройств и систем. Они обеспечивают преобразование и подачу электроэнергии с требуемыми параметрами на различные узлы и компоненты. По принципу действия все ИП можно разделить на две большие группы:
- Первичные источники питания
- Вторичные источники питания
Рассмотрим подробнее особенности и разновидности каждой группы.
Первичные источники электропитания
Первичные ИП осуществляют непосредственное преобразование различных видов энергии в электрическую. К ним относятся:
- Гальванические элементы и аккумуляторы
- Солнечные батареи
- Топливные элементы
- Термоэлектрические генераторы
- Электромеханические генераторы
Главное преимущество первичных ИП — автономность работы и возможность использования в мобильных устройствах. Однако они имеют ограниченный ресурс и требуют периодической замены или подзарядки.

Гальванические элементы и аккумуляторы
Это наиболее распространенные первичные источники питания. Принцип их действия основан на преобразовании химической энергии в электрическую за счет протекания окислительно-восстановительных реакций.
Гальванические элементы бывают первичными (одноразовыми) и вторичными (перезаряжаемыми аккумуляторами). Наиболее популярные типы:
- Щелочные (алкалиновые) батарейки
- Литиевые батарейки
- Никель-металлгидридные (Ni-MH) аккумуляторы
- Литий-ионные (Li-ion) аккумуляторы
Солнечные батареи
Солнечные элементы преобразуют энергию света в электрическую за счет фотоэлектрического эффекта. Их КПД достигает 20-25%. Применяются как автономные источники питания и в составе систем электроснабжения.
Вторичные источники электропитания
Вторичные ИП не генерируют электроэнергию, а преобразуют параметры электроэнергии, поступающей от первичных источников. К ним относятся:
- Трансформаторы
- Выпрямители
- Стабилизаторы напряжения и тока
- Импульсные преобразователи напряжения
- Инверторы
Вторичные ИП обеспечивают требуемые значения напряжения, тока и других параметров питания для конкретных электронных устройств.

Трансформаторы
Трансформаторы изменяют величину переменного напряжения и обеспечивают гальваническую развязку цепей. Они бывают понижающими и повышающими. В импульсных ИП применяются высокочастотные трансформаторы малых габаритов.
Выпрямители
Выпрямители преобразуют переменное напряжение в постоянное пульсирующее. Наиболее распространены однофазные и трехфазные мостовые схемы на диодах. Для уменьшения пульсаций применяются сглаживающие фильтры.
Основные функции современных источников питания
Современные источники электропитания выполняют целый ряд важных функций:
- Преобразование напряжения (понижение или повышение)
- Выпрямление переменного напряжения
- Стабилизация выходных параметров
- Защита от перегрузок и коротких замыканий
- Гальваническая развязка входных и выходных цепей
- Фильтрация помех и пульсаций
Рассмотрим подробнее некоторые ключевые функции.
Стабилизация напряжения и тока
Стабилизаторы обеспечивают постоянство выходных параметров при изменении входного напряжения и тока нагрузки. Различают:

- Параметрические стабилизаторы (на стабилитронах)
- Компенсационные стабилизаторы (с обратной связью)
- Импульсные стабилизаторы
Наиболее эффективны и экономичны импульсные стабилизаторы на основе ШИМ.
Защита от перегрузок и КЗ
Современные ИП оснащаются комплексом защит:
- От превышения выходного тока
- От короткого замыкания на выходе
- От перенапряжения на выходе
- Тепловая защита
Это обеспечивает надежность и безопасность работы источника питания и подключенной нагрузки.
Импульсные источники питания
Импульсные (ключевые) ИП получили наибольшее распространение благодаря высокому КПД, малым габаритам и весу. Их работа основана на высокочастотном преобразовании напряжения.
Основные преимущества импульсных ИП:
- Высокий КПД (до 90-95%)
- Малые габариты и вес
- Широкий диапазон входных напряжений
- Возможность получения нескольких выходных напряжений
Типовая структура импульсного ИП включает:
- Входной выпрямитель и фильтр
- Высокочастотный инвертор
- Выходной выпрямитель и фильтр
- Схему управления и обратной связи
Заключение
Современные источники электропитания представляют собой сложные электронные устройства, обеспечивающие качественное и эффективное преобразование электроэнергии. Правильный выбор типа и параметров источника питания играет ключевую роль в надежной работе любой электронной аппаратуры.

ВИДЫ ИСТОЧНИКОВ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ | Основы электроакустики
Во многих книгах источники электропитания бытовых устройств упоминаются вскользь или их существование подразумевается само собой. Что мы делаем в первую очередь, покупая новый плеер, радиоприемник, телевизор или видеокамеру? Прежде всего, мы разбираемся с их источниками питания. Если они автономные, то надо, соблюдая полярность, вставить батареи в корпус устройства и лишь после этого включать его. Если устройство питается от аккумуляторов, их надо вначале зарядить (а возможно, и отформатировать) и лишь затем вставить в устройство. А если ваше устройство питается от сети, то прежде чем вставить вилку сетевого шнура в розетку и включить устройство, полезно убедиться в том, что переключатель напряжения сети установлен в правильное положение. Словом, с источниками питания мы сталкиваемся в первую очередь! Все бытовые аудио- и видеоустройства нуждаются в электропитании. Подобно тому, как не удалось изобрести вечный двигатель, пока не придуманы электронные устройства, способные усиливать электрические сигналы без электропитания входящих в них транзисторов и интегральных микросхем, именуемых активными приборами.
По типу электропитания такие устройства в настоящее время можно подразделить на три категории:
- 1 устройства с автономным питанием;
- 2 устройства с комбинированным питанием;
- 3 устройства с сетевым питанием.
Устройства с автономным питанием обычно питаются от гальванических элементов и батарей. Батарея — несколько гальванических элементов, соединенных последовательно (реже параллельно или смешанно). Широко используются также аккумуляторы и аккумуляторные батареи, которые заряжаются с помощью специальных зарядных устройств от сети и затем уже используются для питания аудио- и видеоустройств. Обычно автономное (батарейное) электропитание применяется в малогабаритных устройствах малой мощности — плеерах (магнитофонных и дисковых), радиоприемниках и магнитолах низших классов.
Комбинированное питание, пожалуй, наиболее удобно. Оно предполагает, что соответствующее устройство может питаться как от батарей, так и от электрической сети переменного тока.
Сетевое питание обычно используется для стационарных устройств, потребляющих приличную мощность — обычно начиная с десятка ватт. Такие устройства редко переносятся с места на место и почти никогда не используются при отдыхе на природе.
Различают первичные и вторичные источники питания.
Первичные источники питания Гальванические элементы Аккумуляторы | Прочие первичные источники тока
Радиоизотопные источники энергии | Вторичные источники питания
Трансформаторы и автотрансформаторы переменного напряжения и тока Стабилизаторы напряжения и тока Инверторы |
Первичные источники питания − преобразователи различных видов энергии в электрическую. Например: гидроэлектростанция − ГЭС (потенциальная гравитационная энергия воды преобразуется в электрическую энергию), химические источники тока (ХИТ), аккумуляторы, 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.. Примером может служить аккумулятор, преобразующий химическую энергию в электрическую.

- Задачи вторичного источника питания
- Обеспечение передачи мощности — источник питания должен обеспечивать передачу заданной мощности с наименьшими потерями и соблюдением заданных характеристик на выходе без вреда для себя. Обычно мощность источника питания берут с некоторым запасом.
- Преобразование формы напряжения — преобразование переменного напряжения в постоянное, и наоборот, а также преобразование частоты, формирование импульсов напряжения и т. д. Чаще всего необходимо преобразование переменного напряжения промышленной частоты в постоянное.
- Преобразование величины напряжения — как повышение, так и понижение. Нередко необходим набор из нескольких напряжений различной величины для питания различных цепей.
- Стабилизация — напряжение, ток и другие параметры на выходе источника питания должны лежать в определённых пределах, в зависимости от его назначения при влиянии большого количества дестабилизирующих факторов: изменения напряжения на входе, тока нагрузки и так далее.
Чаще всего необходима стабилизация напряжения на нагрузке, однако иногда (например, для зарядки аккумуляторов) необходима стабилизация тока.
- Защита — напряжение, или ток нагрузки в случае неисправности (например, короткого замыкания) каких-либо цепей может превысить допустимые пределы и вывести электроприбор, или сам источник питания из строя. Также во многих случаях требуется защита от прохождения тока по неправильному пути: например прохождения тока через землю при прикосновении человека или постороннего предмета к токоведущим частям.
- Гальваническая развязка цепей — одна из мер защиты от протекания тока по неверному пути.
- Регулировка — в процессе эксплуатации может потребоваться изменение каких-либо параметров для обеспечения правильной работы электроприбора.
- Управление — может включать регулировку, включение/отключение каких-либо цепей, или источника питания в целом. Может быть как непосредственным (с помощью органов управления на корпусе устройства), так и дистанционным, а также программным (обеспечение включения/выключения, регулировка в заданное время или с наступлением каких-либо событий).
- Контроль — отображение параметров на входе и на выходе источника питания, включения/выключения цепей, срабатывания защит. Также может быть непосредственным или дистанционным.
- Чаще всего перед вторичными источниками питания стоит задача преобразования электроэнергии из сети переменного тока промышленной частоты (например, в России — 220 В 50 Гц, в США — 120 В 60 Гц). Две наиболее типичных конструкции — это трансформаторные и импульсные источники питания.
Источник питания. Виды источников питания
Источник питания. Виды источников питания.
Источник питания (ИП) − электронное устройство, предназначенное для обеспечения электрическим питанием различных устройств (нагрузок, потребителей).
Основные виды источников питания
Первичные ИП − преобразователи различных видов энергии в электрическую.
Например: гидроэлектростанция − ГЭС (потенциальная гравитационная энергия воды преобразуется в электрическую энергию), химические источники тока (ХИТ), аккумуляторы, 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..
Вторичные ИП − сами электроэнергию не генерируют, а служат только для ее преобразования и обеспечения требуемых параметров напряжения, частоты, пульсаций напряжения и др.
В силовой электротехнике вторичными источникам питания считаются стабилизаторы напряжения, источники бесперебойного питания, преобразователи напряжения, выпрямители, инверторы и др.
Основные функции источников питания
- Обеспечение передачи мощности
- Преобразование формы напряжения
- Коррекция коэффициента нелинейных искажений (КНИ) напряжения
- Преобразование величины напряжения
- Стабилизация напряжения
- Защита по току и напряжению
- Гальваническая развязка цепей
- Коррекция коэффициента мощности нагрузки
- Коррекция КНИ тока нагрузки
- Контроль работы и управление параметрами
- Генерация энергии за счёт преобразования её в электрическую энергию из энергии др.
видов (из химической энергии и др.)
- Обеспечение бесперебойного питания нагрузки при авариях на основных источниках или при переключении между вводами энергии
- Для многовходовых ИП: подключение(коммутация ) к нагрузке требуемого входа(ввода) энергии
- Стабилизация напряжения, тока, частоты
- Для многоблочных ИП (построенных по схеме избыточного резервирования) переключение блоков и распределение мощности между блоками
Источники электропитания — Студопедия
Источник электропитания (ИП) — средство для получения электрической энергии (в виде энергии постоянного тока), обеспечивающее функционирование электронных систем.
Различают первичные источники электропитания — средства, в которых электрическая энергия получается за счет энергии других видов — электрохимической (гальванические элементы, аккумуляторы), механической (дизель-генераторы), световой — солнечной- энергии (фотоэлектрические источники энергии — солнечные батареи) и вторичные источники электропитания (выпрямительные устройства или блоки питания), которые обеспечивают преобразование энергии переменного тока от технической сети (промышленная или бортовая сеть) в энергию постоянного тока.
Основным источником питания на судне является бортовая сеть, вырабатывающая переменное напряжение промышленной частоты (обычно 50 Гц). Для получения постоянного тока используется выпрямительное устройство (блок питания), которое состоит из трансформатора Т, вентильной группы В, сглаживающего фильтра СФ, стабилизатора постоянного напряжения Ст (рис.6.5).
От сети К нагрузке
Рис.6.5
Трансформатор предназначен для изоляции блока питания от источника переменного напряжения, а также для повышения/понижения напряжения.
Вентильная группа (один или несколько выпрямительных диодов) предназначена для преобразования переменного (гармонического) напряжения в пульсирующее напряжение одной полярности. Основные схемы выпрямителей — однополупериодные и двухполупериодные (мостовые и с выводом средней точки вторичной обмотки трансформатора).
Сглаживающие фильтры (LC или RC-фильтры) предназначены для уменьшения пульсаций (сглаживания) выпрямленного напряжения. В результате сглаживания возрастает значение постоянной составляющей тока (напряжения).
Стабилизаторы предназначены для автоматического поддержания постоянства напряжения, подаваемого в нагрузку, независимо от значения входного сопротивления нагрузки. В этом качестве наиболее часто используют полупроводниковый стабилитрон.
Аварийным источником питания на судне является дизель-генератор, который включается при выходе из строя бортовой сети питания.
В качестве резервных и автономных источников питания используются
гальванические элементы и аккумуляторы. Для увеличения мощности их соединяют в батареи.
Гальванические элементы изготавливаются сухими или водоналивными. Распространенными являются сухие элементы с электролитом в виде густой пасты. Гальванические батареи являются источниками энергии, обеспечивающие мгновенную готовность к работе. Они являются источниками одноразового действия, т.е. после выработки ресурса их следует заменять. С течением времени происходит высыхание компонент гальванического элемента — на каждом элементе обозначается предельный срок хранения, после которого номинальное значение напряжения не гарантируется.
Аккумулятор — устройство для накопления энергии с целью последующего ее использования. Электрический аккумулятор — устройство, преобразующее электрическую энергию в химическую и по мере необходимости обеспечивающее обратное преобразование. Аккумуляторы делятся на кислотные и щелочные. В кислотных аккумуляторах пластины изготавливаются из свинца, а электролитом служит раствор серной кислоты определенной плотности. В щелочных аккумуляторах электроды бывают кадмиево-никелевыми (КН), железо-никелевыми (ЖН), никель-цинковыми (НЦ) и серебряно-цинковыми (СЦ). Электролитом служит раствор едкой щелочи определенной плотности. Щелочные серебряно-цинковые аккумуляторы обладают наиболее высокими эксплуатационными свойствами (небольшие габариты и вес — в 4…6 раз легче других аккумуляторов, широкий диапазон температур, большие токи). Однако эти аккумуляторы значительно дороже других. Перед использованием аккумулятор необходимо зарядить с помощью специального зарядного устройства. При использовании аккумулятора его емкость снижается, для восстановления номинальных значений тока и напряжения также требуется регулярная подзарядка аккумулятора. Существуют автоматические зарядные устройства, обеспечивающие автоматическое подключение источника постоянного тока к аккумулятору при снижении емкости последнего ниже номинальной.
Контрольные вопросы к разделу 6
1. Изобразите структурную схему радиопередатчиков и поясните назначения его блоков.
2. Опишите назначение согласующего устройства между выходом передатчика и антенной.
3. Перечислите основные характеристики радиопередатчиков.
4. Составьте структуру радиоприемника супергетеродинного типа и опишите назначение отдельных блоков.
5. Перечислите основные характеристики радиоприемников.
6. Опишитет назначение источников питания и их основные виды.
Литература
Байрашевский А.М., Жерлаков А.В., Ильин А.А. и др. Судовая электроника и радионавигационные приборы. — М.:Транспорт, 1989.-271 с.
Мержеевский А.И., Фокин А.А. Электроника и автоматика в гидрометеорологии.- Л.: Гидрометеоиздат, 1977.-384 с.
Ибрагим К.Ф. Основы электронной техники: элементы, схемы, системы. Пер. с англ.- М.: Мир, 1997. — 398 с.
Иваненко И.П., Ильин А.А., Солодовниченко М.Б. и др. Радиотелекс на морском флоте. — М.:
Мортехинформреклама, 1990. — 68 с.
Эрл Д.Гейтс. Введение в радиоэлектронику. -Ростов-на Дону: Феникс, 1998.- 640 с.
П.Хоровец, У.Хилл Искусство схемотехники.Т.1.Пер. с англ.-М.:Мир,1993.- 413 с.
[RV1]
Блоки питания101: подробный обзор блоков питания
Введение
Для тех из вас, кто ничего не знает о блоках питания, сегодня мы возьмем верх. Аббревиатура PSU расшифровывается как блок питания, и в этой статье мы предполагаем, что это еще и SMPS (импульсный блок питания), поскольку в современных ПК используются только блоки SMPS.
Вы можете думать о блоке питания как о сердце ПК; это наиболее важная часть системы, поскольку она подает питание на другие компоненты, включая ЦП, видеокарту, жесткий диск, твердотельный накопитель и так далее.Если блок питания выходит из строя, это влияет на все остальные части. А в некоторых случаях неисправность БП может привести к повреждению и других компонентов, особенно если БП низкого качества с неэффективными функциями защиты. К сожалению, многие строители игнорируют это. Вместо того, чтобы выбирать подходящий блок питания для своих систем, пользователи обычно сначала приобретают все остальные компоненты, используя оставшиеся средства для покупки блока питания. Если вы допустили эту ошибку, мы уверены, что после прочтения этой статьи вы измените свою стратегию сборки ПК.Однако эта статья предназначена не только для начинающих пользователей и выходит за рамки основ блоков питания, но и предоставляет ценную информацию опытным энтузиастам.
В следующих разделах мы дадим простое объяснение преобразования мощности переключателя. Мы также сделаем краткую ссылку на наиболее важные электронные компоненты, которые в настоящее время используются не только в производстве блоков питания, но и во всех современных электронных устройствах. На следующих страницах вы познакомитесь с основными понятиями катушек индуктивности, конденсаторов, резисторов, транзисторов и диодов, чтобы лучше понять компоненты блока питания.Далее будет объяснен основной контекст коммутационного преобразования мощности и будет сделано краткое описание различных этапов, из которых состоит блок питания. После этого мы кратко рассмотрим некоторые топологии импульсных регуляторов, которые обычно используются в настоящее время. Некоторые из вас могут не знать об этом, но охлаждающий вентилятор блока питания обычно первой перестает работать, по крайней мере, в качественных блоках питания, поэтому мы также уделим некоторое время обсуждению охлаждающих вентиляторов. Далее мы уделим некоторое время функциям защиты и, наконец, рассмотрим спецификации ATX, EPS и 80 PLUS.
Это будет познавательное путешествие по электронике, и когда вы закончите читать эту статью, мы уверены, что вы получите ценные знания, которые помогут вам лучше понять страницы «Загляните внутрь» в наших обзорах блоков питания. Кроме того, вы сможете самостоятельно оценить технические характеристики блока питания.
В следующем разделе мы кратко опишем наиболее важные электронные компоненты, которые используются в блоках питания, включая катушки индуктивности, трансформаторы, конденсаторы, резисторы, транзисторы и диоды.Эти важные знания помогут вам при анализе внутренних частей SMPS, особенно если у вас нет опыта работы в области электроники.
БОЛЬШЕ: Как мы тестируем блоки питания БОЛЬШЕ:
Who’s Who In Power Supplies, 2014: Brands Vs. Производители БОЛЬШЕ:
Все статьи о блоках питания БОЛЬШЕ:
Источники питания на форумах
Вещей с меткой «Электропитание»
DIY Mini Variable Lab Bench источник питания по KRALYN3D 27 августа 2019 2749 3873 35 год Кожухи глушителя вентилятора Ender 3 и Ender 3 Pro для блока питания автор: Lyl3 20 июн.



Industrial Power Solutions: коммерческие системы питания и источники питания
Икс UNIPOWER LLCMENUMENU
- Продукты
- Системы питания постоянного тока
- Системы питания постоянного тока — для монтажа в стойку
- Aspiro 1U | M35
- Aspiro 2U | MS23
- Guardian Access 2U | MS28
- Guardian Access 3U | MS27
- Guardian Access 19 ″ | MS31
- Доступ Хранителя | M38
- Guardian Bulk | M42
- Sageon Micro
- Sageon II
- Sageon II PMD
- Системы питания постоянного тока — Кабинетизированные
- Sageon III
- Гибридные системы питания
- Guardian Hybrid | MS31 / MS32
- Комплекты для модернизации
- Комплект для модернизации AGM
- Комплект для модернизации Sageon Tower
- Системы питания постоянного тока — для монтажа в стойку
- Выпрямители, преобразователи и передние части
- 48V Выпрямители
- Аспиро XR08.
48
- Aspiro XPGe12.48
- BLUEstreak RBSR48 / 28
- BLUEstreak RBSR48 / 37
- Guardian FMPe20.48
- Guardian FMP20,48
- Guardian FMP25.48
- Guardian FMPe30.48G 44 Guardian FMP
- Radian RPCM48 / 15
- Radian RPCP48 / 22
- Sageon Micro 48V
- Аспиро XR08.
- Выпрямители на 24 В
- BLUEstreak RBSR24 / 54
- BLUEstreak RBSR24 / 60
- Guardian FMP20.24
- Radian RPCM24 / 25
- Sageon Micro 24V
- 12V Выпрямители
- Radian RPCM12 / 45
- Radian RPCP12 / 50
- Гибридные преобразователи
- Хранитель FPV30.48
- Интерфейсные модули с горячей заменой
- Интерфейсы AC-DC
- Интерфейсы DC-DC
- 48V Выпрямители
- Контроллеры и мониторы батарей
- ACX Advanced
- Комплект для модернизации PCS
- Sageon Shield
- HCX Advanced
- HLX
- Панели распределения питания
- Панели распределения постоянного тока
- DPB1U Series
- DPB2U Series
- DPBF1U Series
- DPP1U Series
- DPP2U Series
- 3765 Series
- 3768 Series
- 3783 Series
- Панели распределения переменного тока
- Серия PDUAC1U
- Серия DPAC1U
- Панели распределения постоянного тока
- Внешние шкафы питания
- Батареи и стойки / поддоны для батарей
- Системы питания постоянного тока
