Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Луцький національний технічний університет

Кафедра комп’ютерної інженерії

Курсова робота

з дисципліни «Комп'ютерна електроніка»

тема:

«Розрахунок широтно-імпульсного модулятора»

Виконав: ст. гр. КСМ-31

Вавелюк Ян Я.

Керівник: доц. к.т.н. Каганюк О. К.

Луцьк 2012

ЗМIСТ ЗАВДАННЯ ТА КАЛЕНДАРНИЙ ПЛАН ЙОГО ВИКОНАННЯ З ДИСЦИПЛІНИ «КОМП’ЮТЕРНА ЕЛЕКТРОНІКА»:

№ п. п	Зміст завдання	Термін виконання
1	Тема курсового проекту: «Розрахунок широтно-імпульсного модулятора»
2	Огляд літературних джерел	06.10.12
3	Характеристика об’єкта ( пристрою). Опис структури ( пристрою) функціонування .	13.10.12
4	Обгартування в необхідності удосконалення пристрою	20.10.12
5	Область застосування пристрою.	27.10.12.
6	Аналіз існуючих пристроїв Опис існуючих подібних.	03.11.12
7	Порівняльна характеристика пристроїв	10.11.12
8	Побудова принципової схеми пристрою	17.11.12.
9	Розрахункова частина курсового проекту	01.12.12
10	Оформлення пояснювальної записки	07.12.12.
11	Захист курсового проекту	15.12.12

Дата видачі завдання: ______________29.09.2012р.

^{підпис студента}

Керівник курсового проекту: _______________/доц. к.т.н. Каганюк О.К./

Анотація

В даній курсовій роботі була виконана робота над розрахунком широтно-імпульсного модулятора на базі магнітного підсилювача, набуття практичних навичок побудови електронних схем та самостійної роботи з учбовою літературою, яка рекомендована при вивченні курсу.

Аннотация

В данной курсовой работе была выполнена работа над расчетом широтно-импульсного модулятора на базе магнитного усилителя, приобретение практических навыков построения электронных схем и самостоятельной работы с учебной литературой, которая рекомендована при изучении курса.

ANNOTATION

In this course work was performed work on the calculation of pulse-width modulator based on magnetic amplifier, practical skills of building electronic circuits and independent work training materials is recommended in the study course.

ЗМІ СТ

ВСТУП 5

5. ЛІТЕРАТУРА 17

ВСТУП

Широтно-імпульсна модуляція (ШІМ, англ. Pulse-width modulation (PWM)) - наближення бажаного сигналу (багаторівневого або безперервного) до дійсних бінарним сигналам (з двома рівнями - вкл / викл), так, що, в середньому, за деякий відрізок часу, їх значення рівні. Це можна записати так:

,

де x (t) - бажаний вхідний сигнал в межі від t1 до t2, а ΔTi - тривалість i-го ШІМ імпульсу, кожного з амплітудою A. ΔTi підбирається таким чином, що сумарні площі (енергії) обох величин приблизно рівні за досить тривалий проміжок часу, рівні також і середні значення величин за період:

.

Керованими "рівнями", як правило, є параметри харчування силової установки, наприклад, напруга імпульсних перетворювачів / регуляторів постійної напруги/ або швидкість електродвигуна. Для імпульсних джерел x (t) = Uconst стабілізації.

Основною причиною впровадження ШІМ є складність забезпечення довільним значенням ел. напруги. Є якесь базове постійна напруга живлення (в мережі, від акумуляторів і пр.) і на його основі потрібно отримати більш низьке довільне і вже їм живити електродвигуни чи інше обладнання. Найпростіший варіант - дільник напруги, але він володіє зниженим ККД, підвищеним виділенням тепла і витратою енергії. Інший варіант - транзисторна схема. Вона дозволяє регулювати напругу без використання механіки. Проблема в тому, що транзистори гріються найбільше в напіввідкритому стані (50%). І якщо з таким ККД ще "можна

жити", то виділення тепла, особливо в промислових масштабах зводить всю

ідею нанівець. Саме тому було вирішено використовувати транзисторну схему, але тільки в прикордонних станах (вкл / викл), а отриманий вихід згладжувати LC-ланцюжком (фільтром) при необхідності. Такий підхід вельми енерго ефективний. ШІМ широко застосовується повсюдно. Якщо ви читаєте цю статтю на LCD-моніторі (телефоні / КПК / ... з LCD-підсвічуванням), то яскравість підсвічування регулюється ШІМ. На старих моніторах можна зменшити яскравість і почути як ШІМ починає пищати (дуже тихий писк частотою в декілька кілогерц). Так само "пищать" плавно миготливі LED-лампочки, наприклад, в ноутбуках. Дуже добре чутно Піщаний ШІМ ночами у тиші.

В якості ШІМ можна використовувати навіть COM-порт. Т.к. 0 передається як 0 0000 0000 1 (8 біт даних + старт / стоп), а 255 як 0 1111 1111 1, то діапазон вихідних напруг - 10-90% з кроком в 10%.

ШІП - широтно-імпульсний перетворювач, що генерує ШІМ-сигнал по заданому значенню керуючого напруги. Основна перевага ШИП - високий ККД його підсилювачів потужності, який досягається за рахунок використання їх виключно в ключовому режимі. Це значно зменшує виділення потужності на силовому перетворювачі (СП).