Головна
Банківська справа  |  БЖД  |  Біографії  |  Біологія  |  Біохімія  |  Ботаніка та с/г  |  Будівництво  |  Військова кафедра  |  Географія  |  Геологія  |  Екологія  |  Економіка  |  Етика  |  Журналістика  |  Історія техніки  |  Історія  |  Комунікації  |  Кулінарія  |  Культурологія  |  Література  |  Маркетинг  |  Математика  |  Медицина  |  Менеджмент  |  Мистецтво  |  Моделювання  |  Музика  |  Наука і техніка  |  Педагогіка  |  Підприємництво  |  Політекономія  |  Промисловість  |  Психологія, педагогіка  |  Психологія  |  Радіоелектроніка  |  Реклама  |  Релігія  |  Різне  |  Сексологія  |  Соціологія  |  Спорт  |  Технологія  |  Транспорт  |  Фізика  |  Філософія  |  Фінанси  |  Фінансові науки  |  Хімія

Розробка повторного стабілізованого джерела електроживлення постійного струму - Радіоелектроніка

Технічне завдання.

Початкові дані.

Первинне джерело живлення - трифазний генератор змінного струму із збудженням від постійних магнітів.

1) Мінімальна частота обертання генератора

nmin, про./мін. 1000

2) Максимальна частота обертання генератора

nmax, про./мін. 2000

3) Число пар полюсів, р 6

4) Діапазон вхідного напруження Uвх., В 30-60

5) Номінальне вихідне напруження Uн., В 28

6) Номінальна потужність навантаження Рн., Вт 250

7) Мінімальна мошность навантаження Рн мін., Вт 0

8) Амплітуда пульсацій напруження на навантаженні, Uвыхм, В 0.1

9) Сплеск вихідного напруження при стрибкоподібному

зменшенні потужності на навантаженні від Рн до Рн мін., В 1

10) Допустиме відхилення вихідного напруження в сталому режимі у відсотках від номінального

значення, % 1

11) Температура навколишнього Середовища, З -60 - +60

12) Вогкість повітря, % 98

13) Термін служби, років 10

14) КПД стабілізатора п більш, % 90

Гальванічна розв'язка між первинним джерелом

живлення і навантаженням не потрібно.

Розробка електричної схеми імпульсного стабілізатора напруження.

Аналіз технічного завдання.

Стабілізатор напруження - це пристрій, підтримуючий незмінним напруження на своєму виході, тобто на навантаженні, при зміні вхідного напруження і струму навантаження.З точки зору режиму роботи регулюючого елемента стабілізатори напруження розділяють на безперервні (регулюючий елемент працює в лінійному режимі) і дискретні (регулюючий елемент працює в ключовому режимі). Безперервний стабілізатор напруження не має значення вибирати, оскільки його головним недоліком явлиется низький КПД. Следовательно, свій вибір зупинимо на дискретному стабілізаторі напруження. Дискретні стабілізатори напруження діляться на релейні і імпульсні. Релейний стабілізатор працює в режимі автоколебаний, частота і амплітуда яких залежить від значень зовнішніх обурюючих впливів (вхідного напруження і струму навантаження), що є головним його недоліком. Наявність в системі живлення автоколебаний може привести до нестійкої роботи деяких систем, що є споживачами цієї енергії. Тому як стабілізуюче джерело повторного електроживлення вибираємо імпульсний стабілізатор напруження, характеризующийс тим, що у нього частота комутацій регулюючого транзистора постійна і регулюючий транзистор справляється від модулятора ширини імпульсу (МШИ), тобто стабілізація вхідного напруження здійснюється за рахунок зміни часу знаходження транзистора у відкритому стані.

Так як в технічному завданні вказаний діапазон зміни вхідного напруження: 30-60 В, а значание вихідного напруження: 28 У і не потрібно гальванічної розв'язки між первинним джерелом живлення і навантаженням, то вибираємо імпульсний стабілізатор напруження понижувального типу.

Електрична схема імпульсного стабілізатора напруження понижувального типу.

Iп.ср. Iк L Iн

VT

IспIL

СУUп VD

Сп Iд Iсн Сн Uн Rн

Рис.4

В імпульсному стабілізаторі напружень регулюючий елемент транзистор (VT) працює в режимі перемикання.VT коммутируется з постійною і високою частотою. Регулювання напруження на навантаженні здійснюється за рахунок зміни часу включення VT. Коли VT включений, конденсатор Сн заряджається, і струм тече по контуру, показаному на мал. 5а.

Сп Сн Rн

Рис.5а.

Відбувається накопичення електромагнітної енергії в дроселі і конденсаторі, при цьому в дроселі виникає ЭДС самоиндукции Ulнак.Энергия джерела живлення передається в навантаження.

При вимкненні VT струм в дроселі вмить впасти не може: він повільно меншає, що приводить до виникнення ЭДС розсмоктування Ul рас., перешкоджаючої зменшенню струму.Якби не було діода VD при великій швидкості вимкнення VT, то Uрас. досягла б великої величини, так як по формулі:

Ul = L*di

dt

При наявності VD, як тільки Ul рас. досягне величини Uvd+Uн пр те утвориться контур для розсіювання накопиченої в дроселі енергії, і під дією Ul струм потече по контуру, показаному на мал. 5б. Накопичена в елементах L і Сн енергія передається в навантаження. Осциллограммы роботи стабілізатора напруження показані на мал. 6.

VD Сн Rн

Рис.5б.

Uвх

Uп

t

Uкэ

Uкэн Uп пр.

UL

ULнак

UL расс.

Uд Uд пр.

Uп

IL

Рис.6.

Часом включеного стану VT управляє модулятор ширини імпульсу (МШИ). Цей пристрій, що перетворює сигнал постійного струму в послідовність імпульсів незмінних висоти і періоду проходження. Класична структура МШИ приведена на мал. 7.

Вона складається з:

1) генератора тактових імпульсів (ГТИ), що виробляє короткі імпульси стабільної частоти, а отже і постійного періоду проходження;

2) генератора пилкоподібного напруження (ГПИ), який запускається імпульсами ГТИ. После приходу кожного короткого імпульсу ГТИ з'являється лінійно наростаюче напруження, яке з приходом чергового імпульсу швидко падає до нуля і потім знов починає наростати;

3) компаратора (ДО), на інвертуючий вхід якого подається пилиобразное напруження, а на неинвертирующий вхід - сигнал постійного струму, який є вхідним для МШИ.

На мал. 8 показані сигнали на входах компаратора і вихідний сигнал МШИ. На дільниці (0 - t1) напруження на неинвертирующем вході компаратора, рівному Uвх.мши, більше пилкоподібного напруження на інвертуючому вході. Отже на виході компаратора буде позитивний сигнал, рівний Е п'ється.. На дільниці (t1 - t2) пилкоподібне напруження вище, ніж постійний вхідний сигнал, і напруження на виході компаратора буде негативним.

Uтг Uгпн

ГПН

ГТІt t

т

Епк

K Uвых.мши

Uвх. мши Епк

Uвых.мши

t

Т

Рис.7.

Uвх.мши Uвх.мши Uгпн

Uгпн

t

Uвых.мши

t

0 t1 t2

Рис.8.

Розрахунок силової частини стабілізатора

Uкэ

tи tп t

Т

Середнє значення напруження на навантаженні залежить від співвідношення між часом знаходження транзистора у відкритому tи і закритому tп станах.

Період комутації рівний: Т = tи + tп.

Частота комутації: f = 1/Т = 1/(tи + tп).

Відношення тривалості відкритого стану транзистора, при якому генерується імпульс тривалістю tи, до періоду Т називається коефіцієнтом заповнення: = tи / Т = tи*f.

Схема управління стабілізатора подає на транзистор керуючі сигнали постійної частоти. З рекомендацій по проектуванню імпульсного стабілізатора напруження, відображених в літературі, заздалегідь вибираний тактову частоту рівної 20 кГц. Оскільки підвищення частоти веде до зменшення маси і розмірів реактивних елементів системи (індуктивність дроселя і ємність конденсаторів можна зменшити, збільшуючи частоту перемикання). Однак подальше збільшення частоти зажадає застосування високочастотних елементів, що підвищить собівартість стабілізатора. Також збільшення частоти веде до зменшення ємності конденсаторів, КПД системи падає.

Принцип дії і функціональна схема імпульсного стабілізатора напруження понижувального типу

Функціональна схема імпульсного стабілізатора напруження

Імпульсний стабілізатор звичайно будують на базі однотактных бестрансформаторных перетворювачі, а також однотактных і двотактних перетворювачів з трансформаторним розділенням ланцюгів. Однотактные бестрансформаторные перетворювачі використовуються, як правило, підвищуючого і понижувального типів. Двотактні перетворювачі з трансформаторним розділенням ланцюгів відрізняються один від одного місцем включення дроселя і алгоритмом перемикання транзисторів. Узагальнена функціональна схема однотактного бестрансформаторного перетворювача зі стабілізацією вихідного напруження представлена на мал. 9.

ИПВН

U

Фвх

РОЗУМ

Фвихвх Uвых

ПУМ

ДТ

ДН

СГР

СУ

СЗТ

ЗУСЗТUOПI

СЗН (Umin)

СПВ

ЗУСЗНUOПmin

СЗН (Umax)

ЗУСЗНUОПmin

ЗУКРНUОПКРН

Рис.9.

Принцип роботи схеми полягає в наступному. Вхідне напруження Uвх через вхідний фільтр Фвх поступає на вхід ключового підсилювача потужності РОЗУМ, на виході якого в процесі роботи стабілізатора з'являються прямокутні імпульси, амплітуда яких рівна вхідному напруженню за вирахуванням падіння напруження на насиченому транзисторі підсилювача потужності РОЗУМ. Тривалість цих імпульсів формується схемою управління СУ. Для фільтрації вихідного напруження підсилювача потужності РОЗУМ в схемі передбачений вихідний Uвых LCD - фільтр. Сигнал зворотного зв'язку знімається з виходу стабілізатора і вимірюється датчиком напруження ДН, вихідне напруження якого порівнюється з опорним напруженням UОПКРН, що виробляється задаючим пристроєм каналу регулювання напруження ЗУКРН. Сигнал розузгодження, що виходить внаслідок цього порівняння, посилюється підсилювачем розузгодження УР і перетворюється в послідовність імпульсів постійної частоти, але різної тривалості модулятором ширини імпульсів МШИ. Підсилювач

розузгодження УР і модулятор ширини імпульсів МШИ входять в схему управління РОЗУМ.

У загальному випадку малопотужний сигнал з виходу схеми управління СУ може поступати на схему гальванічної розв'язки СГР і надалі посилюватися попереднім підсилювачем потужності ПУМ, вихідні сигнали якого управляють підсилювачем потужності РОЗУМ.

Для виключення перенапруження на виході стабілізатора, викликаного перехідним процесом при підключенні стабілізатора до мережі, звичайно передбачається його плавний вихід на режим, який забезпечується схемою плавного включення СПВ.

Для живлення ланцюга управління підсилювача потужності РОЗУМ в схемі управління задаючих пристроїв попереднього підсилювача потужності ПУМ часто потрібно низькі стабілізовані напруження, які формуються джерелами живлення внутрішніх потреб ИПВН, або, як їх часто називають, сервісними джерелами.

Для захисту системи від стрибків струму застосовують схему захисту по струму СЗТ, керуючим сигналом якої є сигнал розузгодження, що виходить внаслідок порівняння сигналу з датчика струму ДТ і опорного напруження UОПI, що поступає із задаючого пристрою схеми захисту по струму ЗУСЗТ.

Для аналогічного захисту системи від підвищення або пониження напруження використовується схема захисту від напруження СЗН (Umax) і схема захисту по напруженню СЗН (Umin), на які сигнали управління поступають з датчика напруження ДН і відповідних задаючих пристроїв схем захисту по напруженню ЗУСЗН.

Розглянемо функціональну схему імпульсного стабілізатора напруження ПН - типу як елемента системи автоматичного управління, яка представлена на мал. 10.

U

Фвхвх

УР

МШИ

РОЗУМ

Фвих

ЧЭUОП Uвых

Рис.10

З точки зору теорії автоматичного управління схема гальванічної розв'язки СГР і попередній підсилювач потужності ПУМ є ланками з коефіцієнтом передачі k = 1, оскільки вони тільки повторюють сигнали у виходу схеми управління СУ, тому при складанні функціональної схеми системи ці елементи можна не показувати.

На мал. 10 використані наступні позначення:

Uвх - вхідне напруження,

Фвх - вхідний фільтр,

UОП - опорне напруження,

УР - підсилювач розузгодження,

МШИ - модулятор ширини імпульсів,

РОЗУМ - підсилювач потужності,

Фвих - вихідний фільтр,

Iн - струм навантаження,

ЧЭ - чутливий елемент,

Uвых - вихідне напруження.

Підсилювач розузгодження УР посилює результат порівняння опорного напруження UОП з напруженням, що поступає з виходу чутливого елемента ЧЭ, що знаходиться в ланцюгу зворотного зв'язку.Далі сигнал перетворюється в послідовність імпульсів модулятором ширини імпульсів МШИ, які поступають в підсилювач потужності РОЗУМ. Сигнал з виходу підсилювача потужності фільтрується вихідним фільтром Фвих.

Зміни вхідного напруження Uвх і струму навантаження Iн є зовнішніми обурюючими впливами для стабілізатора напряже
Надвеликі інтегральні схеми
Зміст 1. ВСТУП ... .. ... .2 2. n-МОП НВІС ТЕХНОЛОГІЯ ... .4 2.1Основи технології виробництва n-МОПСБІС ... 4 2.2Етапи технологічного процесу ... ... 5 3. НВІС програмованої логіки (ПЛ.) ... .74. Мікропроцесорів ... 12 5. МАТРИЧНІ мікропроцесорів ... ... ... .17 5.1 Матричні мікропроцесори

Зборка напівпровідникових приладів і інтегральних мікросхем
Міністерство освіти Російської Федерації Кафедра: «Електронне машинобудування». Курсовий проект Зборка напівпровідникових приладів і інтегральних мікросхем Виконав: ст-т гр. ЭПУ - 32 Козачук Віталій Михайлович Перевірив: доцент Шумарін Віктор Пракофьевич Саратов 2000 р. ЗБОРКА НАПІВПРОВІДНИКОВИХ

Розробка управляючого і операційног вузлів ЕОМ
1. Завдання. Розробити управляючий і операційний вузли ЕОМ з наступними параметрами: 1. Система числення: 1.2 десяткова 2. Спосіб представлення інформації: 2.1 з фіксованою комою 3. Загальна

Ремонт і регулювання СМРК-2
«СМРК-2» 1.1 Введення. Для надання максимальних зручностей населенню в придбанні та експлуатації БРЕА створені мережу фірмового технічного обслуговування, адміністративно підпорядкована профспілкам промислових міністерств, що випускають радіотелевізійну апаратуру. Роботу ФТО здійснюють технічні

Регулятор температури
1. Завдання на курсовий проект Потрібно розробити регулятор температури, який буде підтримувати температуру відповідно до графіка завдання Рис. 1. Точність відповідності температури завданням повинна бути не нижче 12%. t0C 80 -10 ~ Uвх, В 0100200220 Функціональна схема пристрою: Uп =

Розрахунок частотних характеристик активного фільтра другого порядку на операційному підсилювачі
МО УКРАЇНИ Севастопольський державний технічний університет Кафедра РЕ Курсова робота з дисципліни «Основи автоматизації проектування радіоелектронної апаратури» Тема роботи: Розрахунок частотних характеристик активного фільтра другого порядку на операційному підсилювачі. Номер залікової книжки:

Розрахунок униполярного транзистора
Зміст Стор. 1 Принцип дії польового транзистора 2 Вольт-фарадні характеристика МОП-структури 3 Розрахунок стокових і стокозатворних характеристик 4 Визначення напруги насичення і напруги відсічення 5 Розрахунок крутості стокозатворной характеристики і провідності каналу 6 Максимальна

© 2014-2022  8ref.com - українські реферати