МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУК УКРАЇНИ
Донбаський гірничо-металургійний інститут
Кафедра ТОЕ
КУРСОВА РОБОТА
на тему:
В«ДЖЕРЕЛА ЕЛЕКТРОЖИВЛЕННЯ В»
по курсом
В«Електронні і мікропроцесорні пристрої В»
Виконала:
Студентка гр.АКТ-98-1
Теряєва Н.В.
Перевірив:
Самчелеев Ю.П.
Алчевськ
2010
ЗМІСТ
ВСТУП
1 ФУНКЦІОНАЛЬНА СХЕМА ДЖЕРЕЛА ЕЛЕКТРОЖИВЛЕННЯ
1.1 Загальна схема
1.2 Трансформатор
1.3 Випрямлячі
1.4 згладжуючих фільтрів
2 Структурна схема стабілізатора ТА ЇЇ ОБГРУНТУВАННЯ
3 Принципова схема стабілізатора напруги
3.1 Регулюючий елемент
3.2 Вимірювальний елемент
3.3 Джерело опорної напруги
3.4 Елемент порівняння і підсилювач постійного струму
3.5 Токостабілізірующій двухполюсник
4 РОЗРАХУНОК стабілізатори
4.1 Розрахунок силової частини стабілізатора
4.2 Розрахунок схеми порівняння і УПТ
5 РОЗРАХУНОК ДОДАТКОВИХ ВУЗЛІВ ДЖЕРЕЛА ЖИВЛЕННЯ
5.1 Розрахунок трансформатора
5.2 Розрахунок випрямляча зі згладжуючим фільтром
6. Розрахунок допоміжних вузлів
6.1 Розрахунок захисту по перевантаженню
6.2 Розрахунок індикації напруги живильної мережі
6.3 Вибір комутуючих апаратури
ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ
ДОДАТОК А
ДОДАТОК Б
ДОДАТОК В
ВСТУП
У сучасних радіотехнічних пристроях значне місце займають вторинні джерела електроживлення. Вторинними джерелом електроживлення називають перетворювачі електроенергії одного виду в електричну енергію іншого виду. Вторинні джерела електроживлення виконують безліч функцій: електричну ізоляцію ланцюгів живлення один від одного і від первинного джерела; високу стабільність вторинного живлення напруги в умовах значної зміни первинного живлення напруги і навантажень; ефективне придушення пульсацій у вторинних живлячих колах постійного струму; необхідну форму напруг змінного струму. В зв'язку з розвитком мікроелектроніки та комп'ютерної техніки різко зросли вимоги до стабільності напруги і струмів. Особливо жорсткі вимоги пред'являють до вторинних джерел електроживлення в області вимірювальної техніки.
Вторинні джерела живлення зазвичай займають від 20-80% загального обсягу радіотехнічного пристрою. Широке застосування інтегральної гібридної технології різко зменшують вагу і габарити радіотехнічних пристроїв, в той час як відносний обсяг і вага вторинних джерел електроживлення зросли. Підвищення необхідності, а також зменшення ваги, габариту і вартості виробів у значній мірі залежить від правильного вибору та проектування вторинних джерел електроживлення.
Джерела вторинного електроживлення (ІВЕП) по своїй фізичній суті є перетворювачами виду та якості електричної енергії. Досить рідко (і тільки в автономних системах) вдається здійснити харчування всіх пристроїв безпосередньо від первинного джерела електроживлення, тобто від перетворювача неелектричної енергії в електричну. У більшості випадків первинне джерело або стандартна мережу по частоті, стабільності або напрузі виявляються непридатними для харчування електронних пристроїв. Тому виникає необхідність перетворення електричної енергії.
Вторинні джерела можуть бути дуже різноманітними, а преобразуемое напруга - постійним від декількох вольт або змінним до сотень вольт.
Електричні перетворення стосуються, в основному, необхідних значень і показників якості вихідних напруг і струмів джерела. Найважливіше з експлуатаційних вимог - надійність функціонування при певних зовнішніх умовах. Конструкторсько-технологічні вимоги орієнтують розробника на вибір елементної бази, визначають допустиму масу, об'єм і форму джерела, а також накладають ряд обмежень на окремі показники конструкції (Віброміцність, вологостійкість і т.д.).
Струми витоку в високовольтних джерелах малої потужності можуть становити помітну частину струму навантаження, і їх усунення полегшує режим роботи (аж до пробою) транзисторів і мікросхем.
Велике значення мають методи проектування оптимізованих за масою і обсягом ІВЕП. Розробка таких методів пов'язана з низкою труднощів: високі вимоги до якості електроживлення, характеристикам перехідних процесів і надійності джерела; інерційність сучасних високовольтних біполярних транзисторів і значна напруга насичення потужних польових транзисторів, що приводить до зниження ККД перетворювачів та регуляторів; недосконалість використовуваних методів тепловідводу, які змушують застосовувати елементи конструкції з великими поверхнями і значною масою; високий рівень перешкод при імпульсних методах регулювання; великі втрати потужності і мала індукція насичення у магнітних матеріалів, що працюють на високих частотах.
Основною трудністю залишається задоволення всієї сукупності вимог до джерела живлення, оскільки, покращуючи окремі показники, погіршуємо інші. Тому сьогодні посилився пошук нових схемотехнічних рішень в області ІВЕП. Особливо цінними є ті, які дозволяють поліпшити, якщо не всі, то хоча б кілька показників якості.
1 ФУНКЦІОНАЛЬНА СХЕМА ДЖЕРЕЛА ЕЛЕКТРОЖИВЛЕННЯ
1.1 Загальна схема
Сучасні стабілізовані джерела вторинного електроживлення відрізняються різноманіттям рішень структурних, функціональних, принципових схем та вузлів. Це пояснюється настільки ж численними і різноманітними вимогами, які пред'являються радіоелектронної апаратурою до джерел живлення.
Стабілізовані джерела вторинного електроживлення умовно класифікуються за основними ознаками: за родом струму вхідного і вихідного напруг розрізняють перетворювачі напруги змінного струму в змінний, змінного на постійний, постійного в змінний, постійного в постійний, комбіновані перетворювачі напруги; по виду регулюючих (виконавчих) елементів - лампові, магнітні, напівпровідникові (транзисторні, тиристорні, на інтегральних мікросхемах), магнітополупроводніковие і пр.; по номінальній напрузі - низької напруги (до 100В), середнього (100-1000), високого (понад 1000В); по допустимому відхиленню вихідної напруги (нестабільності) - низької точності (Понад 5%), середньої (1-5%), високою (0.1-1%), прецизійної (менше 0.1%); по пульсаціям вхідної напруги - з малим коефіцієнтом пульсації (менше 0.1%), середнім (0.1 до 1%), великим (понад 1%); по вихідний потужності - мікропотужні (до 1Вт), малої потужності (1-ЮВТ), середньої (10-100Вт), підвищеної (100-ЮООВт), великий (понад 1000Вт); за способом регулювання напруги - безперервні і імпульсні; за наявністю ланцюга зворотного зв'язку-без неї (параметричні), з одного і декількома ланцюгами зворотного зв'язку (компенсаційні), комбіновані та ін
Будь стабілізований джерело вторинного електроживлення являє собою сукупність декількох функціональних вузлів, що виконують різні види перетворення електричної енергії: випрямлення, фільтрацію, інвертування, трансформування, регулювання, стабілізацію, посилення, захист і т.д. Ці функціональні вузли характеризуються рядом ознак: призначенням, вхідними і вихідними параметрами, умовами експлуатації, елементною базою.
Випрямляч В - перетворювач напруги змінного струму будь-якої форми в однополярної (пульсуюче) напруга. Він являє собою один або кілька нелінійних елементів з односторонньою провідністю, з'єднаних в одну з численних схем випрямлення.
Фільтр Ф - пристрій містить С, L і активні R елементи та призначене для зменшення пульсації випрямленої напруги. Фільтр використовується також для захисту від перешкод, що надходять у вторинний джерело з первинної мережі живлення, і для зменшення рівня перешкод, що створюються самою вторинним джерелом живлення в первинній мережі.
Інвертор І - статичний перетворювач напруги постійного струму в змінни...
