Беш А.Н. Методические указания. Элементы теории импульсных преобразователей - файл n1.doc

Беш А.Н. Методические указания. Элементы теории импульсных преобразователей
скачать (5606.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc5607kb.02.11.2012 18:46скачать

n1.doc

  1   2   3   4   5   6   7   8   9
Министерство образования и науки Украины

Донбасская государственная машиностроительная академия


Составитель А. Н. Беш

Элементы теории импульсных преобразователей
и методические указания

к выполнению курсовой работы по дисциплине

Электроника и микросхемотехника

для студентов специальности

Электромеханические системы автоматизации и электропривод

для студентов всех форм обучения


В печать экз.

Первый проректор

________А. Н. Фесенко

Утверждено

на заседании

методического совета

Протокол № от 2008







Краматорск 2008

Министерство образования и науки Украины

Донбасская государственная машиностроительная академия


Элементы теории импульсных преобразователей
и методические указания

к выполнению курсовой работы по дисциплине

Электроника и микросхемотехника

для студентов специальности

Электромеханические системы автоматизации и электропривод

для студентов всех форм обучения
Краматорск 2008

Министерство образования и науки Украины

Донбасская государственная машиностроительная академия

Элементы теории импульсных преобразователей
и методические указания

к выполнению курсовой работы по дисциплине

Электроника и микросхемотехника

для студентов специальности

Электромеханические системы автоматизации и электропривод

для студентов всех форм обучения

Утверждено

на заседании

методического совета

Протокол № от 2008
Краматорск 2008
УДК 621-38


Элементы теории импульсных преобразователей и методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Электроника и микросхемотехника» для студентов специальности «Электромеханические системы автоматизации и электропривод» всех форм обучения / составитель А. Н. Беш. – Краматорск: ДГМА, 2008. – 180 с.
Содержит краткие теоретические сведения и указания по выполнению и оформлению курсовой работы.

Составитель А. Н. Беш, ст. преп.

Отв. за выпуск А. М. Наливайко, доц.

СОДЕРЖАНИЕ



ВВЕДЕНИЕ 6

1 ОСНОВНАЯ КОНЦЕПЦИЯ ПОСТРОЕНИЯ ИСТОЧНИКОВ

ПИТАНИЯ 7

1.1 Подготовка к проекту 7

1.2 Структура системы питания 8

1.3 Выбор подходящей технологии организации системы питания 9

1.4 Разработка проектной спецификации системы питания 11

1.5 Обобщенный подход к проектированию источников питания: введение в блок-схемный способ 14

2 ИМПУЛЬСНЫЕ ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ С ШИРОТНО-ИМПУЛЬС­НОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ 16

2.1 Основы импульсных источников питания с ШИМ 16

2.2 Блок-схемный подход к разработке импульсных источников питания с ШИМ 17

2.3 Выбор топологии импульсного источника питания с ШИМ 19

2.4 Оценки «черного ящика» для импульсных источников

питания 26

2.5 Проектирование элементов схем 30

2.5.1 Обобщенный план проектирования магнитных

элементов 30

2.5.2 Определение размеров магнитного сердечника 31

2.5.3 Проектирование дросселя прямоходового фильтра 34

2.5.4 Проектирование сдвоенного дросселя с взаимной магнит-ной связью 37

2.5.5 Проектирование дросселя DC-фильтра 39

2.5.6 Трансформаторы управления базой и затвором 41

2.5.7 Выходной фильтр 43

2.5.8 Проектирование ключа и секции драйвера мощного биполярного транзистора 46

2.5.9 Проектирование ключа и секции драйвера на мощном полевом МОП-транзисторе 50

2.5.10 Транзистор IGBT в качестве ключа 55

2.5.11 Краткий обзор схемы управлении импульсными источниками питания 56

2.5.12 Выбор оптимального метода управления 58

2.5.13 Проектирование цепи обратной связи по напряжению 63

2.5.14 Проектирование схемы запуска и смещения 70

2.5.15 Схемы защиты выходов 73

2.5.16 Проектирование секции входного выпрямителя

фильтра 78

2.5.17 Расчет трансформатора однотактного прямоходового

преобразователя 84

2.5.18 Расчет трансформаторов однотактного обратноходового преобразователя 93

2.5.19 Расчет трансформатора двухтактного мостового преобразователя 103

3 КРАТКИЕ ПРИМЕРЫ ПРОЕКТОВ ИИП С ШИМ 112

3.1 Встроенный на плату понижающий преобразователь

на 10 Вт 112

3.2 Обратноходовой преобразователь с ШИМ на 28 Вт 120

3.3 Универсальный обратноходовой преобразователь на 65 Вт с входом переменного тока и несколькими выходами 131

3.4 Автономный полумостовой преобразователь на 280 Вт 142

4 ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЯ К КУРСОВОЙ РАБОТЕ 157

5 ТРЕБОВАНИЯ К РАБОТЕ 164

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 165

Приложение А 166

Приложение Б 167

Приложение В 168

Приложение Г 171

Приложение Д 172

Приложение Е 174
ВВЕДЕНИЕ

1 ОСНОВНАЯ КОНЦЕПЦИЯ ПОСТРОЕНИЯ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ
1.1 Подготовка к проекту
Для создания удачного проекта импульсного источника питания (ИИП) необходимо решить ряд вопросов, позволяющих решить многие проблемы, как на начальном этапе проектирования, так и в проекте в целом.

Эти вопросы определяют начальную стадию проектирования, обозначив среду, в которой должен функционировать источник питания. Все это затем формирует базис проектной спецификации источника питания.
1.2 Структура системы питания
Философию ИИП следует дополнить структурой системы питания. Ее цель – эффективное распределение питания между всеми секциями готового ИИП и притом так, чтобы удовлетворить потребности каждой внутренней подсекции. Для этого внутри ИИП может быть использовано более одной структуры систем питания.

Для ИИП, состоящих из одного неразделимого на протяжении эксплуатации функционального «модуля» (например, сотовый телефон, монитор с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ-монитор), радиоприемник и т. п.), традиционной организацией является интегрированная система питания. Такие устройства имеют один главный источник питания, который полностью автономен и напрямую питает схемы. Интегрированная система питания может, фактически, содержать более одного источника питания, если одна или более цепей нагрузки имеют потребности питания или последовательность запросов на питание, которые не могут быть удовлетворены с помощью одного главного источника питания без опасности нарушить его нормальную работу.

Для устройств, имеющих множество разнообразных модулей, которые в течение эксплуатации могут быть реконфигурированы (сняты, заменены и т. п.), такие как каркасные системы для съемных печатных плат (printed circuit board, РСВ) и наземные станции мобильной связи и т. п., более подходящей оказывается распределенная система питания. Системы такого типа обычно имеют один главный источник питания, который обеспечивает питание шины, распределенной между различными компонентами устройства. Питание, необходимое для каждого модуля внутри устройства, обеспечивают меньшие стабилизаторы, размещенные на уровне платы – встроенные стабилизаторы. Таким образом, перепады напряжения, имеющие место в разъемах и проводке внутри системы, элементам схем беспокойства не вызывают.

По сути, интегрированная система питания более эффективна, поскольку имеет меньшие потери. Распределенная система состоит из двух и более источников питания, и ее общий КПД является производным КПД каждого из входящих в нее источников. Так, например, два источника питания с КПД 80% каждый дают общий КПД системы питания 64%.

Типичная система питания обычно является комбинацией двух систем, в которой могут использоваться импульсные и линейные источники питания.
1.3 Выбор подходящей технологии организации системы

питания
После того как структура системы питания установлена, требуется выбрать технологию каждого из источников питания, входящих в эту систему. На ранней стадии программы проектирования этот процесс может заключаться в постоянной реорганизации системы с подбором технологии электропитания. Перечислим важные факторы, влияющие на этот этап:

Внутри системы питания можно рассматривать следующие три основные технологии питания:

Каждая из этих технологий превосходит другую в одном или нескольких из рассмотренных выше факторов, и потому должна подвергаться внимательной оценке в сопоставлении с другими факторами, чтобы можно было определить оптимальную смесь технологий, которая удовлетворяла бы потребности конечного изделия. Индустрия источников питания сделала выбор в использовании каждой из технологий в определенных областях промышленных приложений.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации