Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ИМПУЛЬСНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ 8
1.1 История импульсных источников питания 9
1.2 Основы накопления энергии 10
1.3 Основные параметры импульсных преобразователей напряжения 12
1.4 Виды импульсных преобразователей напряжения 13
1.5 Устройство понижающего DC/DC преобразователя 14
1.6 Принцип работы понижающего DC/DC преобразователя 15
1.7 Режим работы индуктивного понижающего DC/DC конвертора 18
2 УСРЕДНЕННАЯ МОДЕЛЬ ПОНИЖАЮЩЕГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ В
ФОРМЕ КОШИ 24
3 ВЫБОР ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 27
3.1 Регулятор тока 27
3.2 Регулятор напряжения 29
3.3 Моделирование трехфазно DC/DC преобразователя с регуляторами тока и
напряжения 32
3.4 Выбор датчика тока 34
4 АДАПТАЦИЯ РЕГУЛЯТОРОВ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ
ЦЕЛОЧИСЛЕННОГО ВЫЧИСЛЕНИЯ В МИКРОКОНТРОЛЛЕРЕ 36
4.1 IQ- Math 36
4.2 Моделирование датчиков тока и напряжения 37
5 МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ С
ЦЕЛОЧИСЛЕННЫМИ РЕГУЛЯТОРАМИ 40
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 43
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 44
В связи с тем, что с каждым годом растет потребность человека в электронной технике, применяемой в различных областях, возрастает и необходимость в использовании одного источника (или группы источников) постоянного напряжения в составе различных электронных устройств для питания электронных схем. В большинстве своем применяются стабилизированные источники питания, в которых используются импульсные стабилизаторы. Данный вид источников имеет ряд преимуществ, среди которых самым важным является высокий коэффициент полезного действия.
DC-DC-преобразователи нашли широкое применение в различных устройствах - начиная от компьютера у нас дома и заканчивая разработками в военных целях.
Одним из примеров использования DC-DC-преобразователя является схема импульсного понижающего стабилизатора напряжения,
ветроэнергетической установки ЮУрГУ, предназначенным для стабилизации напряжения. Но для имеющейся схемы актуален вопрос по ее управлению.
Для нахождения способов управления схемой понижающего DC-DC- преобразователя возникает ряд задач:
1.Изучение принципа работы понижающего DC-DC- преобразователя;
2.Знакомство с элементной базой схемы понижающего DC-DC-
преобразователя;
3. Создание математической модели преобразователя в программе Jigrein
4. Моделирование понижающего DC/CD преобразователя в программе Jigrein
5. Адаптация регуляторов тока и напряжения для целочисленного вычисления в микроконтроллере STM32F303
6. Моделирование работы преобразователя с целочисленными регуляторами
В результате выпускной квалификационной работы была промоделирована работа понижающего DC/DC преобразователя на индуктивности, включающий в себя три фазы со смещение 120 градусов, регуляторы тока и напряжения, датчики тока и напряжения. Моделирование совершалось в программе Jigrein.
Проведено исследование работы понижающего DC/DC преобразователя, выбраны датчики тока и напряжения, адаптированные для целочисленного вычисления в микроконтроллере STM32F303.
Проведена, адаптация преобразователя для целочисленного вычисления в микроконтроллере STM32F303.
1 Анучин А.С. Структуры цифрового ПИ-регулятора для электропривода //
Электротехника, Знак, Москва, 2014, №7, С. 02-06. - URL: http://aep-
mpei.ru/images/Papers/PI3.pdf.
2 Гуляев С.В., Кузнецов С.И., Малахов В. А., Ольшванг В. Р., Шубладзе А.М.
Обзор работы ПИ- и ПИД-регуляторов в режимах интегрального насыщения // Автоматизация в промышленности, №8 2008. - URL:
https://avtprom.ru/system/files/06-09_0.pdf.
3 Шустов М. А. Практическая схемотехника, Преобразователи напряжения, Книга 3. М.: Альтекс-А, 2002. 190 с.
4 Клиначёв Н.В. Си-код цифровой системы управления многофазного импульсного DC/DC преобразователя для 32-х разрядного микроконтроллера с целочисленным арифметико-логическим устройством. // Моделирующая программа Jigrein: Теория, программа, руководство, модели. - 2006-2016 гг. - URL: http://model.exponenta.ru/k2/ Jigrein/JS/fwlink.htm#F923. Дата обращения: 8.02.2016.
5 Клиначёв Н.В. Электрическая принципиальная схема понижающего DC-DC преобразователя с микропроцессорной системой управления для обучения студентов вузов. // - URL: http://model.exponenta.ru/k2/Jigrein/EXMPL/DCDC-KIT- 30V-2A.pdf. Дата обращения: 23.04.2018.
6 Межаков О. Г. Математическая модель понижающего преобразователя напряжения // Молодой ученый. — 2015. — №5. — С. 171-176.
7 Мэк Р. Импульсные источники питания. Теоретические основы проектирования и руководство по практическому применению/Пер. с англ. М.: Додэка-XXI, 2008. 272 c.
8 Никитин А.И. Ключ внутри: импульсные понижающие DC/DC от STMicroelectronics // Новости электроники. 2013, вып. (№) 2. С. 2.
9 Описание ШИМ контроллера // ЗАО «Кремний Эл». URL:
http://www.radiant. su/files/images/Kremhij-marketing/1319.pdf
10 Семенов Б.Ю. Силовая электроника: от простого к сложному. М.: СОЛОН- Пресс, 2005. 416 с.
11 Стандарт предприятия: курсовые и дипломные проекты. Общие требования к содержанию и оформлению. СТО ЮУрГУ 04 - 2008. - Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2008. - 56 с.
12 Шустов М. А. Практическая схемотехника, Преобразователи напряжения, Книга 3. М.: Альтекс-А, 2002. 190 с.