BVP Electronics - ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ: импульсный или линейный? ЗА и ПРОТИВ

Шесть лет работы на рынке импульсных стабилизированных источников питания позволили сделать нам выводы, что 80% специалистов, радиолюбителей и просто покупателей блоков питания с опаской относятся к импульсным источникам питания, оставляя предпочтение линейным.

Такое психологическое настроение вызвано не консерватизмом, а банальной причиной, распространенной в радиоэлектронной среде. Репутация импульсных блоков питания серьезно подорвана еще в 80-х годах, во времена массовых отказов отечественных цветных телевизоров, низкокачественной импортной видеотехники, оснащенных первыми импульсными модулями питания. К сожалению, не смотря на бурный прогресс электроники, преодоление стереотипов происходи очень медленно.

Опыт работы в области импульсных источников питания призван изменить мнение радиолюбителей и специалистов по отношению к импульсным преобразователям. Наибольший и самый весомый аргумент: практически во всех современных телевизорах, видеоаппаратуре, бытовой технике, лабораторном оборудовании используются импульсные модули питания. Все меньше и меньше сфер применения линейных (аналоговых, параметричных) источников питания. Среди весомых причин перехода к импульсным преобразователям можно назвать:

Высокий КПД (вплоть до 90-98%). Высокий КПД связан с тем, что основные потери в импульсных стабилизаторах связаны с переходными процессами в моменты переключения ключевого элемента. Поскольку основную часть времени ключевые элементы находятся в одном из устойчивых состояний (т.е. либо включен либо выключен) потери энергии минимальны. Высокий КПД - низкий уровень потерь - экономия электроэнергии.
Небольшой вес. Меньший вес за счет того, что с повышением частоты можно использовать трансформаторы меньших размеров при той же передаваемой мощности. Масса импульсного источника питания выходной мощности 1500 Ватт составляет менее 4 кг. В то время, когда масса линейного источника питания переваливает за 20 кг. Меньший удельный вес - меньшие габариты - больше свободного места на рабочем столе.
Меньшая стоимость. Благодаря массовому выпуску унифицированной элементной базы и разработке ключевых транзисторов высокой мощности достигнуты низкие цены силовой базы импульсных источников питания. Чем больше выходная мощность импульсного источника питания, тем дешевле стоит источник по сравнению со стоимостью аналогичного линейного источника. Меньше стоимость - большая экономия бюджета.
Сравнительная надежность. На сегодняшний момент импульсные источники питания надежнее линейных стабилизаторов за счет наличия в современных блоках питаниях встроенных цепей защиты от различных непредвиденных ситуаций, например от короткого замыкания, перенагрузки, скачков напряжения, иногда от переполюсовки выходных цепей. Высокий КПД обуславливает меньшие теплопотери, что в свою очередь обуславливает меньший перегрев элементной базы источника, что так же является показателем надежности. Надежность блоков - меньше затрат на ремонт - экономия бюджета.
Адаптация к отечественным условиям. Импульсные источники питания работают в отечественных энергосетях с "размытым" стандартом качества электроэнергии, т.е. импульсные источники питания приемлют широкий диапазон питающего напряжения, недостижимого для линейного. Адаптация к отечественным условиям работы - удобство в работе.
Наличие дополнительных функций. Дополнительной функцией, присущей всем импульсным источникам питания в отличии от линейных, является функция источника тока. Такая функция необходима в электрохимической отрасли, такой как гальваника, электрофорез, электрохимическая обработка изделий и т.д. Дополнительные функции - дополнительные удобства в работе - улучшение качества труда.

Теперь рассмотрим все "стереотипные" и присущие импульсным источникам питания недостатки:

Сложность импульсных источников питания. Да они сложные, но намного проще компьютера. Вам не нужно разбираться в их схемотехнике, так же как и в схемотехнике цветного LCD телевизора. Оставьте это профессионалам.
Ненадежность импульсных источников питания. Элементная база импульсных источников питания не стоит на месте. Современные комплектация, применяемая в наших источниках питания, позволили увеличить гарантийных срок с одного года до двух лет. В основном надежность блоков питания, как и любого другого оборудования, зависит от качества применяемой элементной базы. Чем дороже блок питания, тем дороже элементная база в нем.
Дороговизна импульсных источников питания. Дешевый сыр только в мышеловке. Как правило цена - это показатель качества. Платя за качество, вы получаете еще и дополнительные "эксплуатационные" свойства, отсутствующие в линейных блоках, такие как малый удельный вес, меньшие габариты, высокий КПД. При мощности от 1000 Ватт удельная стоимость импульсных источников питания уже ниже, чем у аналогичных линейных.
Импульсные источники питания дают помехи. В принцип работы импульсных источников питания заложено формирование мощных импульсов с короткими фронтами, возникновение выбросов напряжения и затухающих колебаний в обмотках трансформатора. Эти коммутационные процессы предопределяют широкий спектр паразитного излучения, способный затруднить работу с радиоприёмными устройствами. Поэтому корпус и соединительные провода плохо спроектированного источника являются антенной для излучения радиопомех. Но если конструкция источника тщательно проработана, о помехах можно забыть.

Также как и все люди, источники питания имеют свои плюсы и минусы. И лишь потребитель должен взвесить все "ЗА" и "ПРОТИВ" и сделать правильный выбор. Если Вы читаете эту статью, значит, Вы столкнулись с той проблемой. Надеемся, что мы смогли помочь Вам объективно взглянуть на линейные и импульсные источники питания и сделать правильный выбор.

Удачи Вам!

Комментарии к статье: 22

#1	Павел		\| 29.04.2010 23:53 \|
Интересная статья. Спасибо.

#2	Максим		\| 26.07.2010 18:53 \|
Около года назад стоял как раз перед таким выбором. Захаживал и на этот сайтик, но подобного материала тогде здесь не было. Долго сомневался и в конце концов остановился на налоговом преобразователе. Эх, мне бы эту статью прочитать в то время, здесь как раз ответы на те вопросы, которые меня мучали :)

#3	Oleg		\| 20.02.2011 10:06 \|
Один импульсный блок питания хорошо, а два - в два раза больше помех. Народная радиолюбительская мудрость. В параметрах и описаниях ваших источников нигде не идет речь о электромагнитной совместимости, а именно уровень излучений в электромагнитном спектре (диапазон средних волн, коротких и наверное уже актуально УКВ(FM)). В частности, в диапазоне коротких волн невозможно слушать радиостанции и работать в эфире из-за разнообразных импульсных преобразователей, блоков питаний и зарядных устройств. Приведите, пожалуйста пару - другую замеров излучений ваших источников хотя-бы на КВ!!! Рад буду, если опровергните "народную радиолюбительскую мудрость". Заранее спасибо. Олег.

#4	Светлана, BVP Electronics		\| 22.02.2011 12:49 \|
Спасибо за интересный вопрос. Для того, чтобы на него ответить, мы обратились к паспортам и инструкциям телевизоров, мониторов, компьютеров, СВЧ печи и т.д., то есть к аппаратуре, используемой в качестве питания импульсный блок питания. Такого параметра, как электромагнитная совместимость там нет. Обратились в сертификационный центр, где нам сообщили, что измерить такой параметр очень сложно: слишком дорога аппаратура для его измерения, да и не во всех центрах она есть. Далее мы с трудом отыскали приемник, работающий на длинных, средних и коротких волнах. К сожалению, найти волну с радиовещанием нам не удалось в связи с присутствием слишком большого количества городских помех. Удалось лишь сделать один вывод - ультра коротким волнам (УКВ, ФМ) наши блоки питания не помеха. Возможно преимущества использования в технике импульсных блоков питания (создание ноутбуков, СВЧ печей, энергосберегающих лампочек, плазменных и жидкокристалических телевизоров) намного больше значат, чем потеря качества радиовещания на длинных, средних, коротких радиоволнах. И такой параметр, как электромагнитная совместимость не изучается. Возможно приведенная Вами "радиолюбительская мудрость" будет храниться на полочке там, где хранится электродуговой приемник Попова, либо получит новую интерпретацию, типа: "раньше меряли дорогу саженями да аршинами, а теперь автомашинами". Удачи Вам в радиолюбительстве и новых открытий!

#5	Oleg		\| 24.02.2011 13:08 \|
Светлана спасибо за ответ. Есть пара минут, решил продолжить общение по начатой теме. По поводу Вашего выказывания """"""Далее мы с трудом отыскали приемник, работающий на длинных, средних и коротких волнах. К сожалению, найти волну с радиовещанием нам не удалось в связи с присутствием слишком большого количества городских помех. Удалось лишь сделать один вывод - ультра коротким волнам (УКВ, ФМ) наши блоки питания не помеха. Возможно преимущества использования в технике импульсных блоков питания (создание ноутбуков, СВЧ печей, энергосберегающих лампочек, плазменных и жидкокристалических телевизоров) намного больше значат, чем потеря качества радиовещания на длинных, средних, коротких радиоволнах. И такой параметр, как электромагнитная совместимость не изучается.""" Позволю себе проинформировать Вас что эти диапазоны живы и полны жизни (к счастью). И, к счастью на КВ уже все более и более работает радиостанций с цифровым вещанием и качеством сигналов сопоставимым с FM-вещанием. Кроме этого связь специальная, самолеты, корабли, аварийно-спасательная и т.д. и т.п. А связь с подводными лодками в погруженном состоянии вообще не возможна ни на каком диапазоне, кроме сверхдлинных волн (кстати в этом диапазоне и работают Все перечисленные вами приборы, а сорят аж до УКВ!!!, не многовато???!!!. По поводу радио: Г. Маркони и А.С. Попова - правильнее наверное было бы. По поводу Вашего высказывания """"Возможно приведенная Вами "радиолюбительская мудрость" будет храниться на полочке там, где хранится электродуговой приемник Попова, либо получит новую интерпретацию, типа: "раньше меряли дорогу саженями да аршинами, а теперь автомашинами". Удачи Вам в радиолюбительстве и новых открытий!""".Спешу Вас уведомить, мы (я имею ввиду радиолюбителей) немного усовершенствовали когерентный радиоприемник, и сейчас, я, например, для накопления "радиолюбительской мудрости" использую так называемый SDR-транссивер (программно-управляемое радио) основной часть которого является четырех-процессорный компьютер. Ну а по поводу """"раньше измеряли дорогу саженями да аршинами, а теперь автомашинами ....." человечество уже начало задумываться не только о пользе, но и о вреде оного. Вот и о "паразитном" излучении тех-же свч, ТВ и тому подобных радио устройств пора бы задуматься... Короче, предлагаю вам новый девиз: "Мы сделали первый в мире Экологически чистый импульсный источник питания!".

#6	Светлана, BVP Electronics		\| 24.02.2011 15:01 \|
Спасибо, Олег, за информацию, комментарии к статье, рекомендации. К сожалению, мы (производители) сильно привязаны к существующей на рынке элементной базе. Но мы внимательно следим за последними разработками и достижениями в области электроники и электротехники. Надеемся, что мы первые произведем "экологически чистый, электромагнитно-совместимый со всеми радиоволнами и другими электронными приборами, легкий, компактный и в тоже время мощный импульсный источник питания". Успехов Вам и новых достижений!

#7	vovvan		\| 25.02.2011 00:17 \|
to Oleg грамотно,четко, уважаю!!! 5+++ Примечание администратора: пока сам себя не похвалишь - никто не похвалит :)

#8	vovvan		\| 25.02.2011 00:50 \|
Сам работал в КБ при Советском Союзе. Электромагнитная совместимость учитывалась на всех этапах разработки и не дай бог превышение параметров излучения в не санкционированном диапазоне частот, никакая приемная комиссия не дала бы добро на выпуск изделия не соответствующего ТУ в в серийное производство. Сейчас же сама аббревиатура "ТУ" почти матерная. Потому что разработка и выпуск в производство изделия соответствующего всем техническим нормам равносильно банкротству предприятия. Как пример(сам сейчас занимаюсь ремонтом мобильных телефонов): китайский импульсный блок питания для зарядки мобилки содержит от силы 30 элементов из которых только 7 активных(и при этом ни одной микросхемы) а аналогичный импульсный блок питания для телефона BENEFFON (лет 7 назад обанкротившейся на рынке мобильных телефонов) содержит не менее 100 дискретных пассивных и активных элементов плюс 3 интегральные схемы и все это шикарно экранировано . (До сих пор использую этот блок для зарядки различных телефонов через переходники)

#9	Валерий		\| 26.05.2011 20:49 \|
Вразумите, могу ли я, использовать импульсные модули питания для нагревательных тенов мощностью 24 Квт в сушильных камерах (при неприрывной работе), и есть ли в этом целесообразность в плане экономичности. Спасибо

#10	Евгений, BVP Electronics		\| 26.05.2011 21:07 \|
Увы, но нецелесообразно - наши источники питания уникальны тем, что позволяют регулировать выходные параметры, а для тэнов, тем более такой мощности, эта функция как раз и не нужна. Спасибо за вопрос! :)

#11	Юрий		\| 04.09.2011 14:31 \|
Хорошая статья и хороший комментарий Олега. Основная продукция Вашей фирмы - промышленные источники питания, где побочные излучения просто не учитываются. А вот для радиолюбителей вопрос принципиальный. Если Ваши источники не фонят в УКВ очень хорошо, но есть и другие примеры. У меня Nokia 1280, когда слушаю приемник без зарядного устройства или со штатным ЗУ - всё нормально, а с купленным ЗУ неизвестного китайского производителя - шумит! Несмотря на то, "что измерить такой параметр очень сложно: слишком дорога аппаратура для его измерения, да и не во всех центрах она есть", было бы интересно узнать данные по Вашим источникам питания.

#12	Светлана, BVP Electronics		\| 09.09.2011 10:12 \|
Чем современней техника, тем лучше. Габариты импульсного блока питания намного меньше, чем линейного, что позволило производителям добавить в освободившееся пространство более мощную элементную базу с лучшими показателями качества. Наша компания заменила все сварочные аппараты с линейных на импульсные. Меньше габариты, лучшие показатели качества, нам оказались намного важнее, чем нерабочий радиоприемник в радиусе 5-7м около работающей импульсной сварки.

#13	Николай		\| 29.09.2011 12:25 \|
Очень познавательная статья, и не менее познавательное обсуждение, спасибо. У меня есть вопрос: насколько целесообразно применение импульсных блоков питания в акустических системах, поскольку есть выбор между двумя акустиками-близнецами, от Edifier, разница в которых исключительно в блоках питания. Иными словами хорошую акустику с линейным блоком питания усовершенствовали за счет установки в нее более мощьного импульсника, заявлена более высокая громкость с прежними показателями качества звучания. Помогите с выбором. Заранее благодарен.

#14	Владимир		\| 11.05.2012 10:34 \|
Очень странно было читать о больших сложностях испытаний исмпульсных источников питания на электромагнитную совместимость. Если производители импульсных источников питания не знают, что такое электромагнитная совместимость, никогда не держали в руках стандарты в этой области, никогда не проверяли свои изделия на соответствие этим стандартам, то можно себе представить, что за источники они выпускают.

#15	Светлана, BVP Electronics		\| 11.05.2012 15:54 \|
Наши блоки питания электромагнитносовместиты со всей бытовой, лабораторной, промышленной техникой. Изделия поверяются в научно-производственном центре стандартизации метрологии и сертификации и соответствуют всем стандартам в этой области.

#16	Андрей		\| 23.05.2013 16:29 \|
Непонимаю причин "наезда" на BVP - шумит, не шумит - кому не нравится - милости просим - покупайте "брэндовые" нешумящие. А иметь махонькую коробочку с регулируемым и стабилизированным выходом за такие деньги - по-моему совсем неплохо

#17	Леонид		\| 28.01.2014 13:09 \|
"о помехах можно забыть" Ложный вывод. Любой импульсный блок питания является источником помех и это проблема от которой так просто не отмахиваются. Иначе зачем разрабатываются международные стандарты в которых указаны допустимые допуски в зависимости от применения ИБП - в промышленности, в медицине, в быту ну и т.д. Одно дело питать светодиодные ленты или использовать как зарядное устройство и совсем другое дело, когда импульсником запитывают высокочувствительный приемник! Поэтому это не стереотип, а факт, который легко доказывается. Соберите простую цепь питания состоящую из аккумуляторной батареи, импульсного блока питания и линейного блока питания. Подключите приемник и послушайте, а после делайте выводы.

#18	Влад		\| 08.03.2015 15:18 \|
Спасибо, разъяснили довольно хорошо! Но у остался один вопрос: Какое принципиальное отличие в работе линейного блока питания от импульсного? Заранее благодарен за ответ!

#19	Сергей		\| 22.05.2015 15:52 \|
В линейном БП регулировка и стабилизация достигаются путем изменения проводимости регулирующего транзистора - по сути последовательно с нагрузкой включен переменный резистор. А в импульсном с частотой в десятки килогерц регулирующий транзистор открывается полностью, но на очень короткое время и регулировка и стабилизация осуществляются длительностью этого времени, так называемая ШИМ (широтно-импульсная модуляция).

#20	Слава		\| 20.10.2015 08:40 \|
Посмею дополнить ваш ответ.В линейном источнике переменное напряжение снимается со вторичной обмотки,потом выпрямляется. В импульсном выпрямляется и с помощью управляющих ключей регулируется до нужной частоты,а потом снимается со вторичной обмотки. Поправьте если ошибаюсь...

#21	Константин		\| 28.02.2017 19:54 \|
При поверке в центре страндартизации и метрологии не проверяется ЭМС, стыдно не знать

#22	Alex		\| 24.02.2021 17:02 \|
Прочитал все комментарии, и... да, господа, из BVP Electronics, бледновато выглядите в разговорах с профи...

BVP Electronics E-mail: info@bvp.com.ua
Киев, Украина, тел/ф.: +38 (044) 492-13-28; +38 (067) 716-59-95; +38 (067) 251-00-86
Лабораторные импульсные стабилизированные источники питания. Преобразователи напряжения.