Выпускаемые в настоящее время лабораторные БП бывают импульсные и линейные. Насколько я понимаю, преимуществом импульсных является высокий КПД, хорошие габаритно-массовые характеристики, высокая удельная мощность, низкое тепловыделение. Преимуществом линейных источников являются низкие пульсации выходного напряжения, хорошая стабилизация при ступенчатом изменении тока нагрузки (поправьте меня, если я ошибаюсь).
Вопрос: если сделать комбинированный источник (импульсный преобразователь устанавливает на входе напряжение, равное требуемому выходному напряжению плюс некоторый запас, затем линейный регулятор выдает точное значение выходного напряжения).
Какие могут быть подводные камни? Производятся ли сейчас лабораторные БП по такой схеме?

Если мощный и с широким диапазоном регулировки выходного напряжения, там обычно стоит трансформатор с отводами, которые коммутируют несколько реле. При переходном процессе реле клацают и иногда выпаливают девайс.

Это да, есть такое. Однако вопрос был не об этом.

Как то очень давно, попал в руки импульсник на 48В 10А, я так и поступил. Собрал простейший линейный стабилизатор с ограничителем тока. Он у меня в качестве лабораторного БП, наверно лет десять отпахал.
Тогда импульсники были еще в диковинку. А сейчас такой выбор, что глаза разбегаются

Понятно, но я имел в виду немного другое, сделать импульсник с регулируемым выходным напряжением плюс линейник с регулируемым выходным напряжением и ограничением по току. Таким образом, мы можем удерживать на линейном регуляторе необходимое минимальное падение напряжение, сводя к минимуму тепловые потери.

Самое важное свойство - отсутствие импульсных помех, сформированных самим преобразователем(вроде гибко получилось).
Если запитывать от dc(ac)/dc преобразователей схемы с высокодобротными контурами - они будут звенеть.

Да, это понятно. Но в комбинированной схеме (импульсник + линейник) таких эффектов не должно быть, вроде.

Вы же просили поправить, если ошибаетесь, - я и поправил. Ну, на самом деле качество переходного процесса у импульсного источника питания ничуть не хуже, чем у линейного - оно определяется частотой единичного усиления петли ООС и запасом устойчивости по фазе. А все это - во власти разработчика.


Ага, только переходный процесс на выходе линейного источника будет передаваться на выход импульсного - ток в цепи один и тот же.

Да, но при этом помехи с выхода импульсного регулятора не окажутся на выходе линейного.

IMHO, если нужен лабораторник с "чистым" напряжением, то импульснику там делать нечего.

В компьютере у Вас какой блок - импульсный? Вы от него помехи видите, слышите? Если, конечно, к нему подключены аудио-видео-устройства. А результаты объективных измерений помех я уже показывал.

А ничего,что неизбежный в "линейном" стабилизаторе диодный мост выпрямителя работает в чисто ключевом режиме,пусть и с частотой всего 100 Гц? Ведь наличие импульсных помех на входе линейного стабилизатора неизбежно приведёт к наличию помех (пусть и ослабленных) на выходе ?

То есть проблема отсутствия импульсов переключения как-то не решается,во всяком случае полностью ...

Может,дело в том,как именно реализована схема стабилизатора ? Например мой намёк про однозначно ключевой режим работы диодного моста устраняется введением в этот мост мощных дросселей (метод ещё с ламповых времён и до сих пор применяемый в аудиотехнике мутного типа Hi-End) , и так далее,и тому подобное ...

Кто Вам такое сказал? Смею предположить, что интегральные линейные стабилизаторы для помех частотой в сотни килогерц - единицы мегагерц практически прозрачны.
Когда-то я задумывал лабораторный БП именно по такой схеме, да руки не дошли. Потом пришёл к выводу, что хорошо сделанный импульсный ничем комбинированному не уступит.

Если импульсник породит на фронтах звоны в десятки мегагерц (очень частое явление), то их задавить почти невозможно.

IMHO y "дискретных" линейных стабилизаторов "прозрачность" начинается уже с десятков килогерц (в лучшем случае), а у интегральных линейных стабилизаторов эта частота ещё ниже,про мегагерцы всё ещё печальней.

И для того, чтобы "прозрачность" начиналась хотя-бы со 100 кГц нужны и квалификация и весьма нетривиальные усилия

А пульсации основной частоты? Если ток приличный, то габариты емкостей уже серьезные, скорее всего, линейный довесок будет уместнее.

Синфазные, если они есть, пройдут на выход. Дифференциальные линейный стабилизатор ослабит, но не как стабилизатор, а просто как ФНЧ. Потому что на частотах помехи линейный стабилизатор ничего не стабилизирует. Но, к примеру, дополнительный LC-фильтр имеет детерминированные частотные характеристики. А частотные характеристики линейного стабилизатора в диапазоне дес.-сотен МГц как правило вообще неизвестны.

Для лабораторного источника это в любом случае полезно. Потому что параллельное соединение конденсаторов уменьшает выходной импеданс источника, т.е. приближает его к идеальному источнику напряжения.

еще советская промышленность начала выпускать двухступенчатые лабораторные блоки питания.
например, серия от Б5-46 до Б5-50. первая ступень импульсная, вторая ступень линейная.

Ёмкости и индуктивности какого-то мифического линейного стабилизатора — да, а ёмкости и индуктивности переходов и элементов корпуса биполярного транзистора были, есть и будут известны — два одинаково хорошо задавят и дифференциальную, и синфазную.


Для лабораторного БП это наоборот однозначно вредно — он должен быть источником заданного тока, заданно ограниченным по напряжению, так что малейшая ёмкость на выходе сразу отдаляет его от такого идеала.

ну, а если источник тока нужен? Лабораторный, ИМХО, должен работать в обоих режимах.


Сколько пользовался, а не знал. Во всяком случае, шумели они (в том числе и акустически) нехило. Так что если и была там линейная ступень - проку от неё в этом смысле не было никакого. По-моему, Вы просто с аналоговыми цепями стабилизации путаете.

Импульсные помехи на выходе источника можно убрать пассивным LC- фильтом до сколь угодно малых значений. Правильная конструкция только нужна.
Иначе бы радиоприемники на автомобилях не работали из-за системы зажигания и радиостанции с питанием от вибропреобразователей лет 50 назад - тоже.
Линейный может иметь несколько лучший отклик на сброс-наброс нагрузки и более точное регулирование. Других выгод что-то не видно.

В связи с тем, что лабораторный БП имеет как режим стабилизации напряжения, так и режим стабилизации тока, фильтр будет ухудшать работу в режиме стабилизации тока, например.

- Всем обладать нельзя, Ваше Величество. Нужно уметь выбирать
М. Твен. "Принц и нищий"

На Казусе.ру была огромная тема, посвященная этой теме.

Не буду возражать, если Вы продемонстрируете экспериментальные результаты, как линейный стабилизатор «задавит» синфазную помеху. Что же касается дифференциальной помехи, LC-фильтр дает ослабление помехи с наклоном -40 дБ на декаду. Опять же не буду возражать, если Вы продемонстрируете линейный стабилизатор с такой же частотной характеристикой.

Я понял так, что автору нужен "классический" лабораторный источник питания, который до порога ограничения тока стабилизирует напряжение, а выше порога - ограничивает средний ток нагрузки. Например.

У любой минимально-фазовой системы с ООС параметры переходного процесса определяются усилением в петле, частотой единичного усиления и запасом устойчивости по фазе. Простой линейный стабилизатор хорош тем, что он простой - один ОУ дает максимальное запаздывание фазы 90 гр. и ООС добавляет 180, итого 270. А если нужно улучшить переходный процесс, то и схема будет сложнее и считать/настраивать ее ничуть не проще, чем у импульсного источника. Я вот выше ссылку привел - зацените, какие там цепи частотной коррекции в схеме управления выходным напряжением и током нагрузки. А ведь эта схема чисто линейная - управляет всего лишь током через оптопару.

Можно ссылку, если не сложно?

Так вопрос то, относительный. ТС не указывал никаких параметров выходного напряжения и уровня помех.
Вы говорите об "услышал", а я говорю о мусоре, что прет и по массе и по шинам питания. Для домашней лаборатории может вполне достаточно, но для проведения измерений, использую только линейные.

Совершенно верно поняли. Спасибо за ссылку.

То есть импульсные характеристики у импульсного и линейного стабилизатора одинаковые,ежели правильно посчитать ? И к примеру параметры переходного процесса у импульсного стабилизатора с частотой преобразования 20 кГц и 500 кГц будет одинаковыми,но только ежели правильно посчитать и реализовать схему ?

Вам не кажется,что только наличие "небесконечной" частоты преобразования импульсника приводит,как-бы это помягче,к неким ограничениям на импульсные характеристики ?

Может всё-таки линейные стабилизаторы всё-таки пошустрее будут (понятно,что речь о грамотной реализации) ?

Двухступенчатые лабораторные блоки питания и сейчас выпускаются, например HY3020, вот схема:

Спасибо.

Да.
Не у всех импульсных, а только у прямоходовых частоту единичного усиления можно установить до примерно до 1/20 - 1/10 частоты коммутации. Если оставить за скобками вопросы потерь и фильтрации помех, других ограничений нет - увеличиваем частоту коммутации и следом за ней частоту единичного усиления. Но только для BW=50 кГц простой схемы на UC3845 не получится. Впрочем, и линейный стабилизатор с такими же характеристиками на одном ОУ вряд ли получится.

То есть при частоте коммутации 20 кГц максимальная частота единичного усиления = 2 кГц, а при частоте коммутации 500 кГц максимальная частота единичного усиления = 50 кГц (но со сложной схемой),и при этом <параметры переходного процесса у импульсного стабилизатора с частотой преобразования 20 кГц и 500 кГц будет одинаковыми> ? Интересная точка зрения...

PS: Насчёт сложности реализации линейного на одном ОУ с полосой единичного усиления = 50 кГц - вы преувеличиваете сложности.Мягко говоря...

В свое время, из-за отсутствия нормального зоопарка высоковольтных маломощных транзисторов, делались даже трехкаскадные БП небольшой мощности.
Первый каскад - параметрический стаб. на 80-100 В на стабилитронах, затем автогенератор на трансе и затем подчищающий линейный стаб.

А я понял иначе. Фраза

как бы говорит о том, что есть заинтересованность в полноценном БП, имеющем оба режима.


У этого тоже заявлено в описании, что он умеет стабилизировать как напряжение, так и ток. Но с такими электролитами по выходу об источнике тока говорить, конечно, не приходится. Ограничение и поддержание среднего, как и было сказано...
Хорошая, кстати, иллюстрация к тому, как переделать компьютерный БП в лабораторный.

Это уже стеб. По-моему, я понятно объяснил. Задам встречный вопрос - а какой Вам нужен переходный процесс? В конкретных числах. Вы у лабораторных источников его смотрели? Я вот у своих посмотрел и даже примерно оценил BW.
Не буду возражать, если Вы покажите эту реализацию.

Классический лабораторный БП умеет стабилизировать как напряжение, так и ток же.

"Классический лабораторный БП" ток не стабилизирует, а ограничивает.

ничего я не путаю. и в интернете не проблема найти схемы на блоки этого семейства. можете сами это увидеть.
"родной" импульсный преобразователь очень громко верещал на частоте 5 кГц.
у меня есть Б5-47. пользуюсь им очень редко. более 2 лет назад мне надоело слушать этот визг. переделал преобразователь на современной основе. в результате блок полегчал почти на 2 кг. ушли тяжелые железные силовой трансформатор и дроссель. ушла батарея огромных древних электролитов.
вот здесь Переделка Б5-47 можно посмотреть схему и отчет о проделанной работе с фотографиями.

Каскадный лабораторный БП, например, может быть таким: фиксированный и регулируемый переключаемые импульсные источники напряжения –> линейный источник тока –> линейный шунтовый –> импульсный рекуператор.


Молча цитируя пару биполярных транзисторов, Вы странно продолжаете говорить о своём, поэтому и мне не остаётся иного, как продолжить говорить о своём, а именно, что речь о двуполярном эмиттерном повторителе на упомянутой паре.

Если мы говорим об одном и том же, то синфазная помеха (ток) протекает по двум проводам в одном направлении и замыкается через паразитные емкости на подстилающую поверхность. Вот, например, с картинками. Robert Kollman подсчитал величину паразитной емкости:
Это - для СИСПР 22, т.е. для бытовой аппаратуры. А для лабораторного источника должно быть еще меньше. Так вот я интересуюсь - что это за эмиттерные повторители с проходной емкостью меньше 0,1 пФ?

Нет, почему-то о разном. Речь в теме о каскадном БП, следовательно и помеха та, и только та, по причине которой он таковой затевается, т.е. созданная предыдущим, т.е. импульсным каскадом, и не более.

Спасибо, обязательно посмотрю. Тем более, сам когда-то хотел сделать то же самое. Мой Б5-47 пришлось оставить в связи с габаритностью и весом при переезде.
Помниться, там даже переход от стабилизации напряжения к стабилизации тока был ключевым , на реле. Сделать это аналоговым способом не получилось тогда, видимо.

Так у Вас помеха та и только та, которую видно осциллографом? Т.е. измерения с эквивалентом сети, поглощающими клещами и анализатором спектра Вы не проводите?

Всё это просто к постановке автором вопроса не относится.

Помеха относительно точки подключения к общему линейного каскада, и да, её безусловно видят приборы — это где-то четвёртая по счёту подстилающая поверхность, а начатый Вами в теме разговор о ГОСТе на ЭМИ брошенных то там, то сям бытовых приборов к вменяемой лаборатории явный оффтопик.

В настоящее время, производители особо не распространяются о внутреннем устройстве своих изделий. Судить приходится по косвенным признакам, а сие чревато ошибками.
К примеру, источник 15-26 (15В/26А). Похож на импульсный.
Когда вскрыл для очистки от пыли, решил слегка полюбопытствовать. Обнаружил на выходе шунтовый линейный регулятор. Выходит, пользуясь Вашей терминологией - комбинированный.
Компания, также производит и линейные источники, судя по характеристикам. Правда, их пока препарировать не довелось.

Заметьте, не я первый начал про помехи.
Хорошо, покажите пожалуйста хотя бы на примере приведенного выше HY3020E – в каких точках схемы и каким прибором измеряют помеху. И каким образом показанный там же линейный стабилизатор «задавит» эту помеху.

Спасибо за ссылку, даже не слышал о такой фирме. Я нашел ряд сервисных мануалов со схемами на источники питания Agilent, HP и некоторые другие, большинство из них линейные, с обычным силовым трансформатором на входе. Вот я и задумался, почему они придерживаются таких старомодных решений, если можно поставить импульсные источник.