📄Работа №217798
Тема: Сетевой блок питания постоянного напряжения
Характеристики работы
Тип работы
Бакалаврская работа
Предмет
Электроника
Объем:
78 листов
Год:
2024
Просмотров:
5
4780
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Аннотация
Введение 4
1 Постановка задачи 6
1.1 Поиск и анализ технических параметров аналогичных устройств 6
1.2 Критерии для разработки 12
1.3 Разработка структурной схемы 13
2 Конструкторское проектирование устройства 17
2.1 Разработка электрической принципиальной схемы 17
2.2 Выбор элементов устройства 21
2.3 Моделирование устройства 55
2.4 Примерный расчет стоимости схемы 64
3 Технологический раздел 66
3.1 Технология разработки печатной платы 66
3.2 Разработка печатной платы 69
Заключение 74
Список используемой литературы и используемых источников 75
Введение 4
1 Постановка задачи 6
1.1 Поиск и анализ технических параметров аналогичных устройств 6
1.2 Критерии для разработки 12
1.3 Разработка структурной схемы 13
2 Конструкторское проектирование устройства 17
2.1 Разработка электрической принципиальной схемы 17
2.2 Выбор элементов устройства 21
2.3 Моделирование устройства 55
2.4 Примерный расчет стоимости схемы 64
3 Технологический раздел 66
3.1 Технология разработки печатной платы 66
3.2 Разработка печатной платы 69
Заключение 74
Список используемой литературы и используемых источников 75
📖 Аннотация
В данной работе выполнен комплексный процесс проектирования и анализа сетевого импульсного блока питания постоянного напряжения. Актуальность исследования обусловлена критической ролью источников питания в обеспечении надежности и долговечности электронных устройств, а также распространенным заблуждением об их однородности, тогда как статистика указывает на частые отказы оборудования именно из-за некачественных или неправильно спроектированных БП. Основным результатом является разработанная конструкторская и технологическая документация на источник питания, включающая структурную и принципиальную схемы, обоснованный выбор элементной базы с учетом надежности, ремонтопригодности и стоимости, результаты моделирования различных режимов работы, включая наихудшие условия, и проект двусторонней печатной платы. Научная значимость заключается в систематизации подходов к проектированию импульсных источников питания, а практическая — в создании экономически обоснованного и функционального устройства, соответствующего техническому заданию. В ходе работы был проведен анализ существующих решений, а теоретической основой послужили труды таких авторов, как Марти Браун, рассматривающий фундаментальные принципы построения источников, А.В. Коростелин, уделяющий внимание элементной базе и ремонту, и Д. Макашов, исследующий обратноходовые преобразователи.
📖 Введение
Невозможно представить себе электронного устройства без внутреннего либо внешнего источника питания. Без источника питания такое устройство не имеет смысла, оно не способно выполнять поставленные задачи, а по сему должно иметь в своем составе блок, обеспечивающий конструкцию энергией.
При этом блок питания (БП) по праву можно считать самым важным, при этом самым недооцененным элементом любого электронного устройства, так как пользователи считают, что все блоки питания одинаковые и не влияют на выполнение функций устройством в целом. Но статистика говорит об обратном, некачественный БП способен не только нарушить стабильную работу устройства, но и вовсе вывести его из строя, а большинство ремонтов электронного оборудования связано именно с неисправностями блоков либо цепей питания.
Так же неправы пользователи и в том, что все БП одинаковы. В настоящее время существует несколько принципиально разных подходов к питанию устройства, получивших широкое распространение, и имеющих огромное число топологий и принципиальных схем для их реализации, обеспечивающих питание как миниатюрных переносных устройств, по типу часов, так и крупных промышленных станков и агрегатов, мощность которых исчисляется киловаттами. Питание электронных устройств является целой индустриальной ветвью, которая стремительно развивается. Этому же способствует широкий спрос потребителей, рост производства электроники и повышение потребляемой мощности.
Отдельно необходимо выделить, всем известные, сетевые блоки питания, они же сетевые адаптеры или AC-DC преобразователи. Являясь по сути вторичными источниками электроэнергии, они преобразуют переменное напряжение электросети в постоянное напряжение нужной величины. Это важно, так как лишь малое количество электрических приборов способно питаться непосредственно от высокого переменного напряжения первичной сети, большинству же необходимо напряжение постоянное.
Современные сетевые адаптеры, зачастую являются стабилизированными импульсными блоками питания, управляемыми микроэлектроникой. Данная парадигма имеет множество существенных преимуществ по сравнению, с уже ставшей классикой, трансформаторной схемой линейного блока питания. Импульсные БП имеют намного более высокий КПД, достигающий 96% у хороших образцов, что так же положительно сказывается на тепловыделении, по сравнению с линейными БП той же мощности, более широкий диапазон входных напряжений и отсутствие чувствительности к качеству входного напряжения, они имеют намного меньший размер и вес, не имеют громоздких трансформаторов, что положительно сказывается на стоимости и эксплуатационных качествах, как самого блока, так и устройства в целом. Однако данные блоки являются более сложными и имеют проблемы с электромагнитной совместимостью (ЭМС) и величиной пульсаций выходного напряжения, из-за работы транзистора в ключевом режиме, лежащим в основе принципа работы импульсных БП.
Но прогресс не стоит на месте, развиваются электронные компоненты, входящие в состав таких БП, развивается схемотехника и разрабатываются новые методы снижения негативных эффектов работы БП, либо обнаруженные недостатки совсем устраняются, что делает импульсные БП по-прежнему очень перспективной технологией.
Целью же данной работы является проектирование сетевого блока питания постоянного напряжения с входным сетевым напряжением 220В ± 10% и частотой 50 Гц, регулируемым выходным напряжением 12.. .24 В и выходным максимальным током равным 1 А.
При этом блок питания (БП) по праву можно считать самым важным, при этом самым недооцененным элементом любого электронного устройства, так как пользователи считают, что все блоки питания одинаковые и не влияют на выполнение функций устройством в целом. Но статистика говорит об обратном, некачественный БП способен не только нарушить стабильную работу устройства, но и вовсе вывести его из строя, а большинство ремонтов электронного оборудования связано именно с неисправностями блоков либо цепей питания.
Так же неправы пользователи и в том, что все БП одинаковы. В настоящее время существует несколько принципиально разных подходов к питанию устройства, получивших широкое распространение, и имеющих огромное число топологий и принципиальных схем для их реализации, обеспечивающих питание как миниатюрных переносных устройств, по типу часов, так и крупных промышленных станков и агрегатов, мощность которых исчисляется киловаттами. Питание электронных устройств является целой индустриальной ветвью, которая стремительно развивается. Этому же способствует широкий спрос потребителей, рост производства электроники и повышение потребляемой мощности.
Отдельно необходимо выделить, всем известные, сетевые блоки питания, они же сетевые адаптеры или AC-DC преобразователи. Являясь по сути вторичными источниками электроэнергии, они преобразуют переменное напряжение электросети в постоянное напряжение нужной величины. Это важно, так как лишь малое количество электрических приборов способно питаться непосредственно от высокого переменного напряжения первичной сети, большинству же необходимо напряжение постоянное.
Современные сетевые адаптеры, зачастую являются стабилизированными импульсными блоками питания, управляемыми микроэлектроникой. Данная парадигма имеет множество существенных преимуществ по сравнению, с уже ставшей классикой, трансформаторной схемой линейного блока питания. Импульсные БП имеют намного более высокий КПД, достигающий 96% у хороших образцов, что так же положительно сказывается на тепловыделении, по сравнению с линейными БП той же мощности, более широкий диапазон входных напряжений и отсутствие чувствительности к качеству входного напряжения, они имеют намного меньший размер и вес, не имеют громоздких трансформаторов, что положительно сказывается на стоимости и эксплуатационных качествах, как самого блока, так и устройства в целом. Однако данные блоки являются более сложными и имеют проблемы с электромагнитной совместимостью (ЭМС) и величиной пульсаций выходного напряжения, из-за работы транзистора в ключевом режиме, лежащим в основе принципа работы импульсных БП.
Но прогресс не стоит на месте, развиваются электронные компоненты, входящие в состав таких БП, развивается схемотехника и разрабатываются новые методы снижения негативных эффектов работы БП, либо обнаруженные недостатки совсем устраняются, что делает импульсные БП по-прежнему очень перспективной технологией.
Целью же данной работы является проектирование сетевого блока питания постоянного напряжения с входным сетевым напряжением 220В ± 10% и частотой 50 Гц, регулируемым выходным напряжением 12.. .24 В и выходным максимальным током равным 1 А.
✅ Заключение
В процессе выполнения выпускной квалификационной работы были рассмотрены и проанализированы особенности и характеристики представленных в продаже сетевых блоков питания, удовлетворяющих техническим требованиям.
На основе полученных данных были сформулированы критерии, которые учитывались при разработке блока питания. Так же была выбрана и обоснована структурная схема устройства.
Затем была произведена разработка и описание электронной схемы устройства, осуществлён подбор элементной базы, с учетом критериев надежности, безопасности ремонтопригодности и низкой стоимости устройства. Был произведен экономический расчет стоимости компонентов, входящих в состав схемы. Тем самым была доказана экономическая обоснованность разработки источника питания. В завершение было проведено моделирование схемы с использованием современных программных продуктов. В ходе моделирования были рассмотрены различные режимы работы устройства, в том числе наихудшие условия его работы, проанализированы его выходные характеристики, тем самым была осуществлена проверка источника питания на соответствие техническому заданию.
Заключительным этапом работы являлась разработка печатной платы устройства с использованием современных программ автоматизированного проектирования, с учетом специфики разводки плат импульсных источников питания. Печатная плата спроектирована в двустороннем варианте с односторонней установкой электронных компонентов.
Таким образом, результатом выполнения выпускной квалификационной работы стал универсальный регулируемый сетевой блок питания, который может питать огромное количество электронных устройств различных областей техники, сочетающий в себе невысокую стоимость, хорошие технические характеристики и потребительские качества.
На основе полученных данных были сформулированы критерии, которые учитывались при разработке блока питания. Так же была выбрана и обоснована структурная схема устройства.
Затем была произведена разработка и описание электронной схемы устройства, осуществлён подбор элементной базы, с учетом критериев надежности, безопасности ремонтопригодности и низкой стоимости устройства. Был произведен экономический расчет стоимости компонентов, входящих в состав схемы. Тем самым была доказана экономическая обоснованность разработки источника питания. В завершение было проведено моделирование схемы с использованием современных программных продуктов. В ходе моделирования были рассмотрены различные режимы работы устройства, в том числе наихудшие условия его работы, проанализированы его выходные характеристики, тем самым была осуществлена проверка источника питания на соответствие техническому заданию.
Заключительным этапом работы являлась разработка печатной платы устройства с использованием современных программ автоматизированного проектирования, с учетом специфики разводки плат импульсных источников питания. Печатная плата спроектирована в двустороннем варианте с односторонней установкой электронных компонентов.
Таким образом, результатом выполнения выпускной квалификационной работы стал универсальный регулируемый сетевой блок питания, который может питать огромное количество электронных устройств различных областей техники, сочетающий в себе невысокую стоимость, хорошие технические характеристики и потребительские качества.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.