Аннотация 2
Введение 4
1 Постановка задачи 5
1.1 Поиск и анализ технических параметров аналогичных устройств 5
1.2 Критерии для разработки 15
1.3 Разработка структурной схемы 16
2 Конструкторское проектирование устройства 19
2.1 Разработка электронной схемы 19
2.2 Расчет и выбор элементов устройства 28
3 Технологический раздел 57
3.1 Технология разработки печатной платы 57
3.2 Разработка печатной платы 60
Заключение 64
Список используемой литературы 65
В настоящее время для питания низковольтной аппаратуры в стационарных условиях используют блоки питания, преобразующие сетевое напряжение 220В 50 Гц в постоянное напряжение необходимого уровня.
Задачей такого источника питания является поддержание номинального выходного напряжения во всем диапазоне допустимого изменения тока нагрузки и обеспечение отдачи в нагрузку номинальной мощности.
Современная схемотехника источников питания с постоянным выходным напряжением базируется либо на использовании низкочастотных входных понижающих трансформаторов напряжения с выпрямительным мостом и линейным стабилизатором напряжения, либо на базе импульсных схемотехнических решений, когда сетевое напряжение не понижается, а выпрямляется , сглаживается и потом поступает на преобразователи напряжения того или иного типа: мостовые полумостовые и т.п. Причем эти преобразователи генерируют высокочастотное напряжение , понижаемое до необходимого уровня уже малогабаритным высокочастотным трансформатором малой массы и выпрямляется . Выпрямленное пониженное напряжение в таких источниках может либо только сглаживаться с помощью различных фильтров или, в случае необходимости, дополнительным стабилизатором или импульсного или линейного типа стабилизироваться. Использование таких источников питания с импульсной схемотехникой позволяет, во-первых, резко снизить массо-габаритные показатели источника в связи с отказом от низкочастотных трансформаторов, а во вторых, зачастую, снизить и стоимость конечного изделия, опять же за счет отказа от дорогих низкочастотных трансформаторов.
Выпускная квалификационная работа посвящена задаче проектирования источника питания постоянного напряжения величиной 12В с максимальным током нагрузки 5А.
Источник питания, разработанный в результате выполнения ВКР имеет следующие параметры: характер преобразования - импульсный, выходное напряжение 12В, выходной ток 5А.
Задачи, поставленные для выполнения ВКР решены.
Произведен обзор имеющихся на рынке предложений в части источников фиксированного напряжения, рассмотрены основные схемотехнические решения построения источников питания, рассмотрены линейные и импульсные схемотехнические решения. Определены критерии для разработки источника питания. Выполнена разработка структурной схемы устройства. Определены основные ее узлы и их назначение.
Проведена разработка принципиальной схемы источника питания. Определено, что он будет состоять из узла плавного запуска и аварийного выключения источника питания, преобразователя напряжения на основе полумостовой двухтактной схемы на MOSFET, подключенной к импульсному трансформатору и управляемой драйвером IR21531.
Рассчитаны параметры элементов схемы и на основе этого произведен выбор всех элементов из доступного на рынке ассортимента.
Рассчитаны параметры импульсного трансформатора, произведен выбор сердечника, провода для намотки первичной и вторичной обмотки, произведена оценка перегрева и габаритов трансформатора.
Выбраны тумблер без фиксации, держатель плавкого предохранителя.
В Технологическом разделе проведен обзор программного инструментария для трассировки печатных плат, проведена разводка двусторонней печатной платы с односторонним расположением элементом и описана технология изготовления печатной платы.
