ДЖЕРЕЛА ХАРЧУВАННЯ З конденсаторних дільник напруги
О.ХОВАІКО, м.Москва
Мережеве джерело живлення з гасить конденсатором (рис. 1), по суті, є поділи-тель напруги, у якого верхнє пле-чо - конденсатор, а нижня являє собою складну нелінійну діод-резіс-торно-конденсаторну ланцюг. Цим і визна-розділені недоліки (і гідності, конеч-но) таких пристроїв.
Джерело з конденсаторним ділите-лем напруги доцільно викорис-товувати для спільної роботи з імпульс-ними стабілізаторами. Ідеально подхо-дит він для пристрою, які тривалий час потреб-ляющего малий струм, але вимагає в оп-
ределенний момент різкого його збільшен-ня. Приклад - квартирне сторожову ус-штування на мікросхемах КМОП з вико-ково вузлом на реле і звуковому сиг-налізаторе.
Струм, споживаний конденсаторним дільником, матиме фазовий зсув в 90 град. щодо напруги мережі, тому дільник напруги на реактив-них елементах не вимагає охолодження.
Виходячи з вищесказаного, струм через дільник начебто можна вибрати як завгодно великим. Однак невиправдане збільшення струму дільника призведе до ак-нормативним втрат в проводах і до збільшен-ня маси і об'єму пристрою. Тому доцільно прийняти ток через поділи-тель напруги в межах 0,5. 3 від максимального струму навантаження.
Розрахунок джерела з ємнісним ділите-лем нескладний. Як випливає з ф-ли (2) в згаданій статті, вихідна напруга U вих і повний вихідний струм (стабилитрона і навантаження Iвих) джерела за схемою 1, а пов'язані наступним чином: Iвих = = 4f * C1 (2Uc-Uвиx).
Ця формула придатна і для розрахунку джерела з конденсаторним дільником, в ній просто треба замінити С1 на сумарною-ву ємність паралельно з'єднаних конденсаторів С1 і С2, показаних на рис. 2, a Uc - на Uc2x (напруга на кон-денсаторе С2 при rн = °°), т. Е. Uc2x = = Uс * C1 / (C1 + C2). Тоді Iвих = 4f (C1 + C2) xx [Uc • C * 2 ^ 1/2 / (C1 + C2) -Uвиx] або після очевидний-них перетворень Iвих = 4f * C1 [Uc * 2 ^ 1 / 2-- U вих (1 + С2 / С1)].
Оскільки падіння напруги на дио-дах моста Uд при малих значеннях U вих стає помітним, отримаємо оконча-кові Iвих = 4f * C1 [Uc * 2 ^ 1/2 (U вих + 2Uд) (1 + + С2 / С1)].
З формули видно, що при Rн = 0 (т. Е. При U вих = 0) струм 1вих, якщо знехтувати паде-ням напруги на діодах, залишається та-ким же, як у джерела живлення, зібраний-ного за схемою 1, а . Напруга ж на ви-ході без навантаження зменшується: Uвих.х = = Uc * C1 * 2 ^ 1/2 / (C1 + C2) -2Uд.
Ємність і робоча напруга кондом-сатора С2 вибирають виходячи з необхід-мого вихідного напруги - соотноше-ня значень ємності С1 / С2 назад про-порційно значенням падаючого на С1
і С2 напруги. Наприклад, якщо С1 = = 1 мкФ, а С2 = 4 мкФ, то напруга Uc1 бу-дет одно 4/5 напруги мережі, a Uc2 = Uc / 5, що при напрузі мережі Uc = 220 В соот-ветствует 186 і 44 В . Необхідно врахувати, що амплітудне значення напруги майже в 1,5 рази перевищує діюче, і вибрати конденсатори на відповідаю-ний номінальну напругу.
Незважаючи на те, що теоретично кон-денсатори в колі змінного струму мощ-ності не споживають, реально в них через наявність втрат може виділятися Незнач-рої кількість тепла. Перевірити заздалегідь придатність конденсатора для вико-вання в джерелі можна, просто подклю-чив його до електромережі і оцінивши температу-ру корпусу через півгодини. Якщо конденсатор-тор С1 встигає помітно розігрітися, його слід вважати непридатним для викорис-тання в джерелі.
Практично не нагріваються спеці-ні конденсатори для промислових електроустановок - вони розраховані на велику реактивну потужність. Такі конденсатори використовують в люмінесцентними-них світильниках, в пускорегулирующих пристроях асинхронних електродвігате-лей і т. П.
Нижче представлені дві практичні схеми джерел живлення з конденсатор-ним делителем: пятівольтний загального на-значення (рис. 3) на струм навантаження до 0,3 А і джерело безперебійного живлення для кварцованних електронно-механічних годинників (рис. 4).