Сокращенный вариант статьи Источник: журнал «Радиолюбитель КВ и УКВ», 2003, № 10, с. 20 Автор: Александр Соколов
Недавно услышал в эфире беседу двух радиолюбителей:
– Собираюсь купить блок питания на 20…30 ампер. Какой лучше взять? Не посоветуешь? – Только ни в коем случае не бери «импульсник»!
Далее следовала целая проповедь, обличающая импульсные источники питания (ИИП) во всех «смертных грехах»: они де и очень сложные, и крайне ненадёжные, и помехи на приём дают, и ужасно дорогие. Подобные предубеждения настолько распространены в радиолюбительской среде, что народ в испуге шарахается от импульсных источников. Столь негативные психологические установки вызваны не здоровым консерватизмом, а весьма банальной причиной. В глазах многих радиолюбителей репутация ИИП была серьёзно подорвана ещё в 80-х годах, во времена массовых отказов приснопамятных УСЦТ/УПИЦТ и низкокачественной импортной видеотехники. К сожалению, несмотря на бурный прогресс электроники, преодоление стереотипов в сознании людей происходит очень медленно. Давайте по пунктам проанализируем, так ли справедливо критикуют импульсные источники.
Относительно «сложности» ИИП можно согласиться: да, разобраться в их схемотехнике бывает не легко. Но это не аргумент, ведь супергетеродин тоже сложнее детекторного приёмника. В одном интервью Билл Гейтс признался: «Меня всегда искренне поражало, почему компьютер вообще работает – ведь он настолько сложный, что по идее должен тотчас сломаться». А один мой знакомый купил простой «как дважды два» трансформаторный блок питания. Вскоре тот выкинул номер: сгорел дотла, заодно прикончив трансивер стоимостью 800 долларов. Как говориться, «без комментариев».
Утверждения о «ненадёжности» ИИП звучат, по меньшей мере, странно. Сегодня в мире эксплуатируется невероятное количество компьютеров, телевизоров, видеомагнитофонов, факсов, научного и промышленного оборудования, зарядных устройств, адаптеров и другой техники, в которой используется импульсное преобразование напряжений. Особенно широко импульсные источники применяются на автомобильном и железнодорожном транспорте, на борту водных и воздушных судов. Неужели все специалисты по силовой электронике дружно тронулись умом, тиражируя миллионами экземпляров такие «ненадёжные» изделия, тем более размещая их на объектах, связанных с повышенной опасностью?
Что касается помех, то проблема, действительно, существует. В самом принципе работы ИИП заложено формирование мощных импульсов с короткими фронтами, а также возникновение выбросов напряжения и затухающих свободных колебаний в обмотках импульсного трансформатора. Эти коммутационные процессы и предопределяют широкий спектр паразитного радиоизлучения. В результате затрудняется электромагнитная совместимость ИИП с устройствами, содержащими чувствительный радиоприёмный тракт. И если импульсный источник спроектирован без тщательной проработки конструкции, то его корпус и соединительные провода превращаются в антенну для распространения радиопомех. Естественно, такой ИИП «забьёт» любой приёмник.
Ослабить помехи до уровня разумной достаточности можно с помощью относительно несложных комплексных мер: а) использования компонентов электромагнитной совместимости (эффективных заграждающих входных и выходных фильтров); б) минимизации ёмкости и взаимной индуктивности между сильноточными импульсными цепями и корпусом; в) использования демпфирующих цепей, экранирования и заземления.
Здесь будет уместно провести краткий обзор ассортимента ИИП, применяемых в радиосвязи. Начнём с того, что самый «навороченный», 200-ваттный всеволновый трансивер высшего класса FT-1000МР Mark-V фирмы Yaesu укомплектован штатным ИИП модели FP-29. Этот Switched Power Supply (английское название ИИП), имеет интересную схему, достойную внимательного изучения [3], а вырабатывает стабилизированные напряжения 30 В/15 А и 13,8 В/3 А. Ещё Yaesu производит регулируемый ИИП модели FP-1025 на ток 23 А*.
Аналогичная ситуация складывается с новейшими разработками других японских фирм, являющихся мировыми лидерами в области производства средств радиосвязи.
Например, очень продвинутый трансивер IC-756PROII фирмы Icom превосходно работает от ИИП модели PS-85 (13,8 В/20 А).
Фирма Alinco выпускает для своих трансиверов 30-амперный источник DM-330MVT с регулируемым (5…15 В) выходным напряжением. Особенностью источника является применение запатентованной функции "Noise-Offset”, позволяющей отстроиться от возможных импульсных помех в цепях питания.
Под торговой маркой Vertex изготавливается 12-амперный источник FP-712.
Фирма Kenwood производит компактный импульсный источник модели KRS-15 на ток 20 А.
Фирма Daiwa изготавливает 30-амперный ИПП модели SS-330X.
Спрашивается: стали бы японцы питать свою наукоёмкую, сверхчувствительную аппаратуру, стоимостью в тысячи долларов, от скверных источников?
Посмотрим, как обстоит с этим в других развитых странах мира.
Американская фирма MFJ, прославившаяся своими великолепными портативными анализаторами антенн, предлагает импульсные источники моделей MFJ-4125, -4225MV, -4245MV на токи 22 и 40 А.
Компания Duracomm (США), являющаяся крупным производителем телекоммуникационного оборудования, экспортирует целую гамму ИИП, например, серию LP в настольном исполнении на токи 10, 14, 18, 25 А.
Фирма Diamond (США) поставляет мощный регулируемый 40-амперный источник модели GZV4000, имеющий стрелочные измерительные приборы.
Фирма Astron (США) предлагает широкий выбор импульсных источников, в том числе, серию SS, состоящую из 5 моделей на токи 7, 10, 15, 20, 25 А.
Итальянская фирма RM, оборудование которой широко представлено в России производит ИИП моделей SPS-20, -30 на соответствующие токи.
Канадская фирма Samlex производит импульсные источники моделей SPS-1204UL, SEC-1212, -1223 на токи 3,5; 10 и 20 А, скромно предоставляя на это оборудование 3-х летнюю (!) гарантию [4].
Таким образом, за рубежом импульсные источники позиционируют как абсолютно надёжные, удобные в эксплуатации и технологичные в производстве изделия, вытесняющие традиционные линейные источники питания.
Современные модели ИИП обычно строятся по относительно малошумящей двухтактной схеме на мощных высоковольтных ключевых транзисторах (биполярных или полевых Power MOSFET) с применением ШИМ-контроллера и SMD монтажа.
Если утверждать о «дороговизне» ИИП, то значит абсолютно не замечать такой «мелочи», как новые эксплуатационные свойства изделий данного класса. Например, из-за отсутствия громоздких и тяжелых деталей импульсный источник имеет великолепные массогабаритные характеристики. На практике даже одно это многого стоит: компактный ИИП занимает минимум места на рабочем столе, а при необходимости его можно без особых хлопот взять, например, на дачу (линейный БП той же мощности тяжелее в 5…7 раз!)
Импульсные источники экономичны и удивительно мало греются, поскольку их КПД доходит до 95%. Они нормально работают в отечественных сетях с «размытым» стандартом качества электроэнергии, то есть при искажениях синусоидальной формы тока, колебаниях частоты и входного напряжения.
Источники можно использовать в качестве зарядного устройства для автомобильных АКБ. Во многих моделях реализован, так называемый, «буферный» режим, позволяющий, подключив резервный аккумулятор, организовать систему бесперебойного питания. Естественно, что ИИП снабжаются всеми видами защит (ток, напряжение, перегрев).
В настоящее время ИИП являются вполне конкурентоспособным товаром на рынке оборудования для радиосвязи, поскольку по ключевому критерию «пиковый ток/цена» практически не уступают сопоставимым по мощности линейным блокам питания.
Так какой же источник питания «лучше» – линейный или импульсный? Выбор должен сделать сам пользователь, исходя из собственных потребностей и возможностей. Хочется надеяться, что эта статья поможет ему более объективно взвесить все аргументы «за» и «против».
В качестве альтернативы приобретению промышленного ИИП многие радиолюбители переделывают источники питания от старых компьютеров. Такой вариант очень экономичен и при грамотной реализации обеспечивает великолепные результаты.
ЛИТЕРАТУРА
1. Гроднев И. – Электромагнитные экранирования в широком диапазоне частот. – М.: Связь, 1973.
2. Микросхемы для импульсных источников питания и их применение. Справочник. – М.: ДОДЭКА, 1999.
