Прости изправители, филтри, стабилизатори
Захранванията са били и остават най-важният и незаменим компонент на всяка електронна схема. За да се осигурят необходимите напрежения на веригите, се използват или автономни източници на захранване - батерии, акумулатори или, когато радиооборудването се захранва от мрежа с променлив ток, мрежови източници. За да се намали мрежовото напрежение от 220 V до стойности, приемливи за захранване на транзисторни вериги и да се осигури надеждна защита на потребителя от токов удар, се използва понижаващ трансформатор (фиг. 35.1, 35.16). В изключително редки случаи се използват безтрансформаторни устройства за захранване, но в този случай всички контролни елементи на устройството (дръжки, превключватели и т.н.) и корпусът трябва да бъдат надеждно изолирани от мрежата. При използване на такива устройства се изисква най-стриктно спазване на правилата за безопасност.!
По-долу ще бъдат разгледани основните опции за захранващи вериги за електронно оборудване.
Най-простият токоизправител - преобразувател AC-to-DC - е показан на фиг. 35,1, 35,6. Един полупроводников диод VD1 е свързан към вторичната (понижаваща) намотка на трансформатора. Този диод преминава само една полувълна от променливото напрежение (полувълново коригиране), следователно, за да се изглади пулсацията на тока на изхода на токоизправителя, е необходимо да се включи електролитен кондензатор С1 с голям капацитет. Паралелно към него е свързано съпротивление на натоварване. Недостатъците на такъв токоизправител са очевидни: увеличена пулсация на изправеното напрежение, ниска ефективност. Стойността на пулсациите ще бъде толкова по-висока, колкото по-малък е капацитетът на изглаждащото напрежение на пулсациите на кондензатора С1 и по-ниска стойност на съпротивлението на натоварване. Стойността на изходното напрежение на такъв токоизправител при работа без товар е 1,41xUab.
На фиг. 35.2 показва диаграма на най-простия токоизправител - биполярен драйвер за изходно напрежение. Ефективността на такъв токоизправител е по-висока и всички предходни разсъждения се разпростират изцяло върху тази схема.
Мостовата верига на токоизправителя съдържа четири диода и е показана на фиг. 35.3. Такава схема е свързана с източник на променлив ток, например към точки А и В на изолиращ трансформатор (фиг. 35.1). Изправителят има по-висока ефективност, токовете в клоните на моста са разпределени равномерно. Недостатъкът на веригата е удвоените загуби на последователно свързани токоизправителни диоди (поради напрежението "напред"). Изходното напрежение на моста на токоизправителя в режим на празен ход също е 1,41 xUAB.
За да се коригира и умножи изходното напрежение, схемите, показани на фиг. 35.4 и 35.5. Често такива вериги се използват в преобразуватели на напрежение, включително такива без трансформатори, както и във вериги за получаване на високо напрежение (до десетки киловолта) в телевизионни приемници, озонатори, прахоуловители.
В повечето случаи коригираното напрежение трябва внимателно да се филтрира от пулсациите на променливотоковата мрежа. При лошо филтриране високоговорителите няма да чуят музика или реч, които радват душата, а нискочестотен бръмчене или тътен, така нареченото „бръмчене“ на променливия ток. Колкото по-високо е качеството на захранващото напрежение, толкова по-добре ще работи радиооборудването. Нефилтрирана мощност може да се използва само за двигатели с постоянен ток, осветителни и отоплителни устройства.
LC и RC филтрите се използват за изглаждане на изходното напрежение на токоизправителите. Най-простият от тях (L = 0, R = 0) - капацитивен - е показан на фиг. 35.1 и 35.6. Тази схема е наистина изключително проста. Невъзможно е обаче да се увеличи капацитетът на филтриращия кондензатор до безкрайност: размерите и цената на кондензатора се увеличават, а надеждността на устройството като цяло намалява. Съществува опасност в момента, в който устройството е включено в мрежата, да възникне повреда на диода VD1 или намотката на трансформатора: в края на краищата незареденият кондензатор е късо съединение в момента на включване. В този момент през намотката на трансформатора и диода протича ток на късо съединение, който е в пъти по-висок от допустимите стойности и причинява тяхното увреждане.