трусики женские украина

На головну

 Вимірювання втрат в дросс - Схемотехніка

Московський Енергетичний Інститут

(Технічний університет)

кафедра ЕІКурсовая робота

По темі: "Вимірювання втрат в дроселі."

Група: ТФ-13-98

Студент: Поярков М.Ю.

Науковий керівник: Комаров Е.В.

Москва 2002г.Содержаніе:

1. Технічне завдання ____________________________________________ 3

2. Введення і мета роботи __________________________________________ 3

3. Аналіз технічного завдання _____________________________________ 4

4. Реалізація технічного завдання. Розробка структурної

схеми ___________________________________________________________7

5. Аналіз елементів структурної схеми. Розрахунок вузлів схеми

Вимірювання потужності втрат _____________________________________9

5.1 Блок управління драйвером ________________________________ 9

5.2 Управління ключами за допомогою драйвера ___________________ 10

5.2.1 Ключі ___________________________________________12

5.3 Вимірювальна схема _____________________________________14

5.3.1 Фільтрація сигналу _______________________________14

6. Висновки _______________________________________________________14

7. Література ____________________________________________________15

8. Додаток ___________________________________________________16

1.Технічне завдання.

Розробити пристрій вимірює втрати в дроселі, при наступних параметрах електричного кола:

 Рис 2

частота роботи пристрою f = (10?100) кГц, середнє значення струму I0 = (1?20) А ,, індуктивності котушки дроселя.

I

 Рис 1

t

E

T

t

необхідно забезпечити роботу схеми (див ріс1) в імпульсному режимі, тобто струм і напруга повинні змінюватися як показано на рис2.

2. Введення і мета роботи.

В даний час існує декілька методів оцінки втрат в дроселі, при чому, більшість з них можуть тільки якісно оцінити втрати в дроселі. Для реалізації кількісної оцінки втрат було необхідно велику кількість елементів, кілька джерел живлення.

Метою даної роботи є розробка алгоритму і схеми вимірювання, що дозволяє використовувати меншу кількість елементів і кількісно оцінити електричні втрати, що виникають в дроселі при наявності в ньому активного опору. Завдяки появі нової технічної бази це стало можливим.

3. Аналіз технічного завдання.

Для вирішення даного завдання необхідно розглянути кілька випадків, які характеризують процеси протікають в дроселі.

 Рис 3

На початку, розглянемо ідеальний випадок, коли в дроселі відсутня активна частина опору. (Див рис 3)

L L

E E

В даному випадку середнє значення струму

, Де - мінімальне значення струму;

- Максимальне значення струму;

; ;

; ;

Таким чином, при заданих значення Di і L, ми можемо, змінюючи напругу міняти тим самим частоту роботи схеми.

Тепер розглянемо той же випадок за допомогою гармонійного аналізу. Функцію напруги E (t) (див рис2) можна представити у вигляді ряду Фур'є.

Функцію струму I (t) (cм рис3) також можна представити аналогічним способом.

Тобто:

,

,

;

 T / 2

0

=

Після проходження сигналів I (t), E (t) через підсилювач, дані функції приймуть наступний вигляд:

Потужність втрат в дроселі визначається наступною формулою:

;

DP - це потужність, яка буде на виході помножувача без сигналу на його вході, тобто це похибка нуля.

При E = 24 B, L = 10-4Гн, fт1 = 107МГц, fт2 = 106МГц,;

Для n = 1

Тепер розглянемо випадок, коли дросель не є ідеальним, тобто в дроселі присутній активна частина опору.

Тоді,

, Де

Запишемо цю функцію через ряд

Фур'є, тоді для 0 t

t

Для випадку n = 1

для тих же значень L, E, T, R = 10 Ом, t1, t2.

P1 = 14.6751 Вт

Тепер розглянемо наступний проміжок часу T / 2 t

Функція напруги E (t):

для тих же значень L, E, T, R = 10 Ом, t1, t2. P2 = 14.6752 Вт

P = P1 + P2 = 29.3503 Вт

3. Реалізація технічного завдання. Розробка структурної схеми.

 Рис 4

Для реалізації поставленого завдання необхідно розробити схему, яка забезпечувала б задані режими роботи. Ця схема має такий вигляд (див Ріс4).

U11U22

X

 Фільтр

U1

U2

рис 4.2

Розглянемо роботу даної схеми:

Струм, що протікає через дросель, за допомогою котушки перетвориться в напругу за допомогою приладу під назвою LEM.Ето безконтактний датчик струму. Він зроблений на основі впливу магнітного поля на датчик Холла. Провід, по якому тече струм намагнічування, протягується в отвір LEM-а, а на виході отримуємо напругу пропорційне току в проводі.

Ця напруга подається на вхід наступного елемента структурної схеми.

Цим елементом є пристрій порівняння, в якому порівнюється напругу з LEM-a з напруженнями U11і U22, які відповідно еквіваленти I1і I2.

 Рис 5

Далі, з пристрою порівняння сигнал подається на цифрову мікросхему, що здійснює контроль над станами ключів. Ця мікросхема називається драйвер. Залежно від цифрових рівнів надходять на драйвер він або відкриває, або закриває ключ. У даному застосуванні ключі відкриваються і закриваються по черзі, формуючи сигнал на дроселі представлений на рис 5.

 T, c

5. Аналіз елементів структурної схеми. Розрахунок вузлів схеми.

Вимірювання потужності втрат.

Електрична схема приладу зображена в додатку №1.

5.1 Блок управління драйвером.Схема, реалізує управління драйвером зображена на рис.9. Cигнал з LEM-а приходить на тригери Шмідта. Тригери реалізовані на компараторах LM311 фірми National Semiconductor.

Основні параметри компаратора LM311 представлені в таблиці 1

 Табл 1

Параметри Значення

 Напруга живлення 0-36В

 Вхідна напруга ± 15В

 Вхідний струм 0-50мA

 Напруга зсуву 0,7мВ

 Вхідний струм 60нА

 Струм зміщення 4на

 Коефіцієнт посилення 200В / мВ

 Рис 9

 U ОС

Для розрахунку напружень спрацьовування й відпускання, знайдемо коефіцієнт передачі LEM-а, звідси ми бачимо, що де. Тепер ми можемо обчислити номінали резисторів R1і R2із формули

 Таблиця 2

RS-тригер, що стоїть після тригера Шмідта, виконує функцію з управління драйвером. Почергово змінюючи логічний сигнал на виході RS-тригера, ми змінюємо значення сигналів на виході драйвера, тобто що відповідає почергового включення і виключення ключів. Залежність сигналу на виході RS-тригера від значень сигналів на його вході представлена ??в таблиці 2.

 R S Q

 Q _

 1 0 1 0

 0 1 0 1

 0 0

 Q n-1

 Q n-1

 1 січня X X

5.2 Управління ключами за допомогою драйвера

Для управління ключами ми вибрали драйвер фірми Harris Semiconductor. Його основні технічні характери

стіки представлені в

таблиці 3.

 Таблиця 3

Параметри Значення

 Напруга живлення (V dd, V сс) 0-16 В

 Вихідна напруга (HO)

 V dd -0.4 В

 Вихідна напруга (LO)

 0-V cc

 Час спрацювання 10нсек

 Напруга логічної "1" 9,5-V dd В

 Напруга логічного "0" 0-6B

 Рис 10

Для пояснення роботи драйвера зобразимо його тимчасову діаграму (рис.10).

Мікросхема використовується за стандартною схемою підключення зображеної на рис.11

Розрахуємо навісні елементи, показані на рис 11. Елементи С1, С2, D1, D2- відповідно бутстреповская ємність і бутстреповскій діод (bootstrap). Згідно рекомендації фірми виробника драйвера, вибираємо ємності С1 = С2 = 30.5 нФ.

До бутстреповскому диоду ставлять дві умови. По-перше, він повинен повністю блокувати зворотне напруга. По-друге, він повинен бути швидкодіючим. Вибираємо діодUF4002, з часом спрацьовування 25 нсек.

5.2.1 Ключі

У схемі, ми застосовуємо ключі IRF3205 фірми International Rectifier. Основні технічні характеристики представлені в таблиці 4.

 Таблиця 4

 Параметри Значення

 Час наростання переднього фронту I d (on) 14нсек

 Час спаду заднього фронту td (off) 43нсек

 Повний заряд бизи Q G 170нКл

5.3 Вимірювальна схема, Вимірювання потужності.

Схема, що реалізує виміру втрат в дроселі зображена

на рис. 12.

Для вимірювання втрат в дроселі нам необхідно два сигнали Ux - напруга на дроселі та Uy - напруга еквівалентне току проходить через дросель.

В якості перемножувача беремо AD734 фірми Analog Devices. Навісні елементи C4 = C5 = 0.1 мкФ. Основні технічні дані наведені в таблиці 5.

 Таблиця 5

 Параметри Значення

 Функція перетворення

 Статична помилка перетворення

 0,1%

 Вхідна напруга 0-10 В

 Вихідна напруга 0-10 В

Так як рівень вхідної напруги на AD734 дорівнює 10 В, то отже:

Ux = 24 В підсилювати не треба, а навпаки його необхідно зменшити до рівня в 10 В. Тоді коефіцієнт посилення K = 10/24 = 0,4.

; R11 = R13 = Rу1, R12 = R14 = Rу1, тоді

Rу1 / Rу2 = 1.2 Вибирайте R11 = R13 = Rу1 = 12 КОм, R12 = R14 = Rу1 = 10кОм

Uy = 0.2 В, це виходить виходячи з міркувань максимального струму протікає через дросель і опору R0 = 0.01 Ома. Тоді

коефіцієнт посилення K = 10 / 0.2 = 50. ; R16 = 50 КОм,

R15 = 1 КОМ.

5.3 Вимірювальна схема.

5.3.1Фільтрація сігнала.Так як сигнал після перемножувача матиме наступну форму

, То його треба відфільтрувати. Після проходження сигналу через фільтр залишиться тільки постійна складова. Частотний фільтр реалізований на AD712 фірми Analog Devices.

t >> T, отже t = R18C = 103Ом1 мкФ = 10-3с

Для перекладу результуючого сигналу з землі, що належить вимірювальної частини схеми, на землю загальну для елементів, керуючих ключами, ми використовуємо ізольований підсилювач ISO124 фірми BURR- BROWN. Основні технічні характеристики представлені в таблиці 6.

 Таблиця 6

 Параметри Значення

 Напруга живлення ± 18 В

 Напруга входу ± 100 В

 Смуга пропускання 50 КГц

Висновки по роботі:

Даний алгоритм і схема вимірювання дозволяють забезпечити задані режими роботи схеми, які дозволяють визначати електричні втрати в дроселі з високим ступенем точності.

Література:

1. "Аналогова та цифрова електротехніка", Ю.П. Опадчій, О.П. Гудкін, А.І. Гуров. Москва, "Гаряча Лінія-Телеком", 2000

2. "Довідник з математики", І.М. Бронштейн,

3. К.А. Семендяев. Москва, "Наука", 1980р.

4. Довідник "Цифрові та аналогові інтегральні мікросхеми", С.В. Якубовський, В.І. Кулешова. Москва "Радіо зв'язок", 1990

5. Datasheet фірм International Rectifier, National Semiconductor, LEM. Application Note фірми International Rectifier

6. Конспект лекцій Є.В. Комарова "Фізичні основи електроніки", 2000-2001р.

Авіація і космонавтика
Автоматизація та управління
Архітектура
Астрологія
Астрономія
Банківська справа
Безпека життєдіяльності
Біографії
Біологія
Біологія і хімія
Біржова справа
Ботаніка та сільське господарство
Валютні відносини
Ветеринарія
Військова кафедра
Географія
Геодезія
Геологія
Діловодство
Гроші та кредит
Природознавство
Журналістика
Зарубіжна література
Зоологія
Видавнича справа та поліграфія
Інвестиції
Інформатика
Історія
Історія техніки
Комунікації і зв'язок
Косметологія
Короткий зміст творів
Криміналістика
Кримінологія
Криптологія
Кулінарія
Культура і мистецтво
Культурологія
Логіка
Логістика
Маркетинг
Математика
Медицина, здоров'я
Медичні науки
Менеджмент
Металургія
Музика
Наука і техніка
Нарисна геометрія
Фільми онлайн
Педагогіка
Підприємництво
Промисловість, виробництво
Психологія
Психологія, педагогіка
Радіоелектроніка
Реклама
Релігія і міфологія
Риторика
Різне
Сексологія
Соціологія
Статистика
Страхування
Будівельні науки
Будівництво
Схемотехніка
Теорія організації
Теплотехніка
Технологія
Товарознавство
Транспорт
Туризм
Управління
Керуючі науки
Фізика
Фізкультура і спорт
Філософія
Фінансові науки
Фінанси
Фотографія
Хімія
Цифрові пристрої
Екологія
Економіка
Економіко-математичне моделювання
Економічна географія
Економічна теорія
Етика

8ref.com

© 8ref.com - українські реферати


енциклопедія  бефстроганов  рагу  оселедець  солянка