Проектирование источника вторичного электропитания

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное Государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего образования

«Комсомольский-на-Амуре государственный университет»

Факультет энергетики и управления

Кафедра «Промышленная электроника»

РАСЧЁТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

по дисциплине «Источники вторичного электропитания»

Проектирование источника вторичного электропитания

Вариант№ 9

Студенты группы 0ПЭб-1        П.А. Овчаренко

Преподаватель        А.В. Фролов

2023

Содержание

Введение3

1. Проектирование структурной схемы4

2. Проектирование функциональной схемы6

3. Расчет элементов принципиальной схемы7

4. Проектирование принципиальной схемы12

Заключение15

Список использованных источников16

Введение

Вторичный источник электропитания — устройство, которое преобразует параметры электроэнергии основного источника электроснабжения (например, промышленной сети) в электроэнергию с параметрами, необходимыми для функционирования вспомогательных устройств. Различают стабилизированные и нестабилизированные вторичные источники электропитания.

Источник вторичного электропитания может быть интегрированным в общую схему (обычно в простых устройствах; либо когда необходимо регулирование (установка, изменение) и стабилизация напряжения в определённом диапазоне в том числе динамически — например материнские платы разнообразных компьютеров имеют встроенные преобразователи напряжения для питания ЦП и др. различных ИМС, модулей и ПУ; либо когда недопустимо даже незначительное падение напряжения на подводящих проводах), выполненным в виде модуля (блока питания, стойки электропитания и так далее), или даже расположенным в отдельном помещении (цехе электропитания).

Источник тока — представляет собой активный элемент, с двумя зажимами (двухполюсник), ток которого не зависит от напряжения на его зажимах, это так называемый идеальный источник тока. По другому определению, идеальный источник тока — элемент, который даёт во внешнюю цепь ток, сила которого не зависит от сопротивления нагрузки. Электродвижущая сила и внутреннее сопротивление идеального источника тока равны бесконечности. Идеальный источник тока — это источник бесконечной мощности. Проектируемое устройство представляет собой источник тока с импульсным стабилизатором. Таким образом, система управления источника работает в импульсном режиме. Данный способ управления позволяет повысить КПД устройства в виду минимального рассеивания мощности на транзисторных ключах.

1 Разработка функциональной схемы

Функциональная схема представлена на рисунке 1.

[pic 1]

Рисунок 1 – Функциональная схема ИВЭ

Напряжение сети 230 В/60 Гц подается на трансформатор после чего снижается до 50 В.

После этого переменное напряжение поступает на вход выпрямителя и при помощи диодного моста мы получаем постоянное напряжение.

RC фильтр сглаживает напряжение после выпрямителя.

Напряжение стабилизируется линейным стабилизатором напряжения от которого питается нагрузка.

Измерительная система помогает получить на выходе измерительные сигналы 0 - 10 (В) используя в своей схеме дифференциальные усилители и шунт.

2 Разработка Принципиальной схемы 

2.1 Разработка измерительной системы

При входном сигнале на измерительную систему равном Uн=9-15(В), Iн=0,3(А) мы должны получить на выходе измерительный сигнал U=0-10 В.[pic 2]

Рисунок 2 – Система измерения тока и напряжения нагрузки.

Для измерения напряжения используем дифференциальный усилитель с рассчитанными резисторами R3 = R4 = R1, R5 = R6 = R2.

.[pic 3]

.[pic 4]

Для измерения тока необходимо добавить шунт, сопротивление которого будет во много раз меньше нагрузки, в цепь нагрузки.

Ставим шунт R2=0,5 Ом. При Iн=0,3 A, напряжение на шунте будет равно Uш=150 мВ.