Введение.
Электроника принадлежит к той области естественных наук, в которой
процесс познания требует неразрывной связи теоретического анализа и
экспериментальных исследований. На сегодняшний день существует
реальная и доступная возможность проведения широкого спектра
экспериментальных исследований схем с помощью компьютера. Разработано большое число программ моделирования электронных схем, но большинство из них требуют серьезной предварительной подготовки пользователя и наличия у него специальных знаний. Значительное расширение круга пользователей возможно лишь тогда, когда процесс моделирования будет максимально приближен к реальному эксперименту. В этом случае человек, осуществляя естественную последовательность таких операций, как сборка схемы, подключение к ней измерительных приборов, задание параметров генераторов входных воздействий и установка режимов на панелях
измерительных приборов, получал бы результаты измерений в привычной для него форме.
Система моделирования и анализа электрических схем Electronics
Workbench позволяет практически реализовать идею использования
виртуальной лаборатории на компьютере. Программа Electronics Workbench позволяет моделировать аналоговые, цифровые и цифро-аналоговые схемы большой степени сложности. Имеющиеся в программе библиотеки включают в себя большой набор широко распространенных компонентов (пассивные элементы, транзисторы, источники питания, индикаторы, логические элементы, триггеры, цифровые и аналоговые элементы, специальные комбинационные и последовательные схемы). В программе используется большой набор приборов для проведения измерений: амперметр, вольтметр, осциллограф, мультиметр, Боде-плоттер, функциональный генератор,
генераторов слов, логический анализатор и логический преобразователь. Все приборы изображаются в виде, максимально приближенном к реальному.
В данной курсовой работе, при помощи программы Electronics
Workbench, мы выполним проверку некоторых расчетов и проведем
исследование работы спроектированной схемы ИВП.
I. Источники вторичного электропитания.
Источники вторичного электропитания (ИВП) — электронные
устройства, предназначенные для преобразования энергии первичного
источника электропитания (промышленной сети переменного тока, либо
автономных источников переменного или постоянного тока) в электрическую энергию, значения частоты, уровня и стабильности которой
согласованы с требованиями, предъявляемыми к этим параметрам конкретными электронными устройствами (ЭУ) и системами. Современные ЭУ выполняются с использованием интегральных схем (ИС), требующих для своего питания постоянного напряжения низкого уровня (как правило,5...15 В). При этом отклонения этого напряжения от заданного значения не должны превышать (5...10)%. В ряде случаев, например, при питании прецизионных аналоговых устройств или АЦП и ЦАП, стабильность напряжения питания должна быть существенно выше (0,1...0,01%).
В общем случае ИВП состоит из нескольких функционально законченных блоков, все схемотехническое многообразие которых, как правило, может быть разбито на три основные группы: устройства согласования уровня, частоты и стабильности напряжения (рис.1.1,а).
U вых
U вх
220
В 50
Гц
Устройство Согласования стабильности
Устройство Согласования частоты
Устройство Согласования уровня
U вых
U вх
220
В 50
Гц
Ст
Ф
В
TV
Б)
Рис.1.1. Структурные схемы ИВП: а) обобщенная схема, б) схема с входным низкочастотным преобразователем.
На рис.1.1, б приведена структурная схема, предназначенная для преобразования напряжения промышленной сети в постоянное напряжение. Она содержит каскадное соединение трансформатора (TV), осуществляющего функцию согласования уровней напряжения; выпрямителя (В), преобразующего напряжение переменного тока в напряжение, содержащее постоянную составляющую (пульсирующее напряжение); сглаживающего фильтра (Ф), предназначенного для стабилизации мгновенного значения пульсирующего напряжения; стабилизатора (Ст), стабилизирующего среднее значение выходного напряжения.