Вторичные источники питания (ВИП). Выбор структуры. Расчет неуправляемого выпрямителя. Расчет индуктивно-емкостного фильтра

Министерство образования РФ

Санкт Петербургский Государственный Университет Аэрокосмического Приборостроения

Рейтинг за работу:

Преподаватель:                                                                                   

Пояснительная записка

к курсовому проекту по предмету:

«Проектирование вторичных источников питания»

Работу выполнил студент группы 3126                                                                          

Санкт Петербург

2004

Содержание:

1. Введение                                                                                                               3

2. Техническое задание на проектирование                                                           3

3. Выбор структуры                                                                                                 3

4. Расчет неуправляемого выпрямителя                                                                 4

5. Расчет индуктивно-емкостного фильтра                                                            6

6. Расчет трансформаторного однотактного конвертора                                      7

7. Выбор схемы управления                                                                                    10

8. Статический расчет                                                                                             11

9. Питание микросхемы 1114ЕУ3                                                                          11

10. Защита ВИП                                                                                                       13

11. Динамический расчет                                                                                        14

12. Вывод                                                                                                                 16

Список литературы                                                                                                  17

Приложение 1. Схема электрическая принципиальная

Приложение 2. Перечень элементов

Приложение 3. Плата печатная

1.  Введение.

Вторичные источники питания (ВИП) – это устройства, предназначенные для преобразования входной электроэнергии переменного или постоянного напряжения при заданном качестве электроэнергии на выходе. Система вторичного электропитания - это совокупность функционально связанных источников, или одного ВИП, устройств управления, коммутации, распределения, контроля и сигнализации, обеспечивающая необходимое для цепей нагрузки питающее напряжение с требуемыми параметрами.

2.  Техническое задание на проектирование.

Необходимо спроектировать ВИП со следующими характеристиками:

1) Тип преобразователя – переменное напряжение в постоянное;

2) Параметры выходной сети:

2.1.) Ток нагрузки I₂=1,5A;

2.2.) Напряжение нагрузки U₂=90В;

2.3.) Допустимое отклонение напряжения нагрузки ∆U₂=0,4%

2.4.) Допустимый коэффициент пульсации выходного напряжения K_п2=3*10^-3

3.) Параметры входной сети:

3.1.) Напряжение входной сети U_вх=115В;

3.2.) Отклонение напряжения входной сети ∆U_вх=10%

3.3.) Частота входного напряжения f_вх=400Гц;

3.4.) Температура окружающей среды t=20^oC;

3.5.) Требуемый КПД η=80%.

3.  Выбор структуры.

Существуют различные структурные схемы реализации преобразования переменного напряжения в постоянное; есть два принципиальных отличия – наличие или отсутствие сетевого трансформатора.

Рассмотрим сначала с сетевым трансформатором:

Общий недостаток: такой ВИП значителен по массе и габаритам из-за трансформатора и сетевого фильтра, рассчитанного на подавление низкочастотных составляющих. В первой схеме наличие стабилизатора дает искажения тока питающей сети. Вторая схема легче, но регулировка идет за счет управляемого выпрямителя, что увеличивает коэффициент пульсаций на входе фильтра. В третьей схеме наличие ШИП уменьшает КПД ВИП. Рассмотрим один из вариантов бестрансформаторного ВИП, на котором и остановимся.

Достоинства такой схемы прежде всего в отсутствии тяжелых трансформатора и сетевого фильтра, которые к тому же являются дорогими устройствами. Понизить напряжение со 115 до 90 вольт можно и без трансформатора. Для того, чтобы управлять трансформаторным однотактным конвертором, нужно подавать сигнал управления всего на один транзистор, что существенно упрощает систему управления, которую можно выполнить на микросхеме 1114ЕУ3.