Аннотация 2
Введение 3
1 Постановка задача 6
1.1 Поиск и анализ технических параметров аналогичных устройств 6
1.2 Критерии для разработки 7
2 Конструкторское проектирование устройства 8
2.1 Варианты разработки устройства и его структуры 9
2.2 Разработка электронной схемы и выбор элементов устройства 11
2.3 Разработка силовой схемы 21
3 Методика расчета дросселя 24
3.1 Выбор входной фильтрующей емкости 24
3.2 Выбор коэффициента трансформации 25
3.3 Расчет требуемой индуктивности дросселя 26
3.4 Расчет витков обмоток трансформатора 28
3.5 Выбор магнитопровода 29
3.6 Расчет обмоток 29
3.7 Расчет немагнитный зазора в магнитопроводе 33
4 Экспериментальные исследования работы устройства 34
4.1 Опыт №1 Выходная мощность 32
4.2 Опыт № 2 Расчет КПД 35
4.3 Определение КПД устройства 38
4.4 Доработки схемы 44
4.5 Темповой режим работы устройства 46
5 Направление на улучшение коэффициента мощности устройства 48
5.1 Пассивный корректор мощности (PFC) 52
5.2 Моделирование пассивного корректора коэффициента мощности 52
5.3 Принцип действия корректора «Valley fill» 52
Заключение 52
Список используемой литературы 59
Приложение А - Экранные копии расчетного файла mathcad с методикой расчета дросселя 62
Приложение Б - Экранные копии симуляции гармоник из программы
MathLab c PFC и без PFC 68
Блок питания является одним из важнейших компонентов любого устройства. Данное устройство очень важно, поскольку оно обеспечивает электроэнергией каждый элемент системы. Есть потребность в создании источника питания для работы микросхем логики и ключевых цепей.
Рассматриваемые в настоящей работе блоки питания постоянного тока предназначены для преобразования электрической энергии переменного тока одного напряжения в постоянный ток другого напряжения и представляет собой импульсную систему автоматического регулирования.
Такие преобразовательные устройства включают в себя ключевой элемент, схему его управления, которая в процессе регулирования изменяет скважность импульсов на входе ключевого элемента (модулятор), и накопители энергии — дроссели и конденсаторы, которые играют роль сглаживающих фильтров.
В состав ИБП кроме трансформатора входят выпрямитель тока. Выходное напряжение этого блока в пределах номинальной мощности не зависит от снимаемой с него нагрузки. То есть, независимо от количества подключенных потребителей и потребляемой ими мощности, напряжение, подаваемое блоком питания, останется стабильным. Кроме того, на выходные параметры такого блока практически не влияют скачки напряжения в сети, что защищает прибор от возможных перепадов напряжения.
Выводами по проведенным расчетам являются:
Все полученные результаты и навыки помогли в разработке и сборке готового устройства. Итогом работы можно представить законченный блок сетевого выпрямителя в виде печатной платы.
Основные параметры на разработанного устройства:
1. Выходное напряжение - постоянное напряжение U2=12 В (+-10%),
2. Максимальный выходной ток I2=4 А.
3. Схема использует гальваническое разделение цепей.
4. Высокий КПД преобразования 73%
5. Внедренный Пассивный корректор мощности
Все полученные данные помогли спроектировать печатную плату и собрать готовый образец на текстолитовой плате с распаянными элементами, который был протестирован на соответствие техническим требованиям.
