МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Восточно-Сибирский государственный технологический университет»

Кафедра АЭПП

Курсовой проект

Источники вторичного электропитания

Вариант №1

Выполнил: Михалёв А.В.

Гр.616-6

Проверил: Хаптаев А.П.

Улан-Удэ

2007.г

Задание

Таблица1 Исходные данные

Напряжение фазы питающей сети UФ, В	127
Частота тока питающей сети fс, Гц	60
Число фаз сети, m	1
Пульсность сетевого выпрямителя р	2
Относительное изменение напряжения питающей сети: в строну увеличения, аmax уменьшения, аmin	0,1 0,15
Частота преобразования fn, кГц	40
Диапазон рабочих температур, оС	-20…-40
Uo, B	5,0
Io max, A	10,0
Io min, A	2,0
Нестабильность выходного напряжения при изменении питающей сети δ, %	1
Амплитуда пульсаций выходного напряжения Uвых m, В	0,05

1 Структурная схема источника вторичного электропитания (ивэп)

Рис1 Структурная схема ИВЭП с бестрансформаторным входом

На рис. В1 – входной сетевой выпрямитель напряжения;

Ф1 – входной сглаживающий фильтр;

Пр – импульсный преобразователь напряжения (конвертор);

СУ – схема управления.

1. Описание работы ИВЭП

Конвертор ИВЭП с бестрансформаторным входом строится в основном на базе регулируемых транзисторных преобразователей. Транзисторы в преобразователе работают в режиме переключателя так, что большую часть периода преобразования они находятся в режиме отсечки или насыщения этим объясняется высокие энергетические показатели источников с импульсным регулированием. Повышение частоты преобразования позволяет уменьшить объем и массу электромагнитных элементов и конденсаторов, и тем самым улучшить удельные массо-объёмныепоказатели.

В стабилизирующих ИВЭП, как правило, применяют широтно-импульсный (ШИМ) способ регулирования, при котором период коммутации постоянен, а время нахождения транзистора в области насыщения изменяется.

Схема управления содержит следящий делитель с коэффициентом передачи К_Д ≤1, усилитель сигнала ошибки К_У>>1 и широтно-импульсный модулятор К_ШИМ>>1. Произведение К_Д* К_У* К_ШИМ называют петлевым коэффициентом усиления, который определяет нестабильность выходного напряжения U₀.

2 Алгоритм выбора схемы преобразования

2.1 Определяем максимальную выходную мощность преобразователя:

Р₀=U₀*I_0MAX

Р₀=5*10,0=50,0 Bт

2.2 Определяем номинальное входное напряжение минимальное, максимальное и значение входного напряжения преобразователя:

U_C=U_Ф=127 В ,

U_ВХМАХ= *U_С*(1+а_МАХ+к_А/2) ,

U_ВХМАХ= *127*(1+0,1+0,05/2)=200,25 В ,

U_ВХМIN= *U_С*(1-а_МIХ-к_А/2) ,

U_ВХМIN= *127*(1+0,15+0,05/2)=146,685 B ,

U_ВХ= *U_С*(1-к_А/2) ,

U_ВХ= *127*(1-0.05/2)=173,355 B .

2.3 По найденным значениям Р₀ и U_ВХ с помощью графика рис 2 выбираем схему преобразователя:

Так как шкала логарифмическая, то считаем логарифмы Р₀ и U_ВХ:

Lg 50≈1,69

Lg173,335≈2.24

С огласно графика рис2 выбираем схему преобразователя рис3.

Рис2 График областей предпочтительного применения различных типов преобразователей

Рис3 Схема однотактного обратноходового преобразователя с пониженным напряжением на транзисторах

2.4 Определяем U_1m и U_2m при этом задаёмся следующими значениями:

Напряжение коллектор-эммитер в режиме насыщения U_КЭНАС=1,5 B;

Максимальная длительность открытого состояния транзистора γ_МАХ=0,5;

Напряжение на диодах в открытом состоянии U_ПРVD=0,7 B

Сперва находим напряжение на активном сопротивлении первичной и вторичной обмоток трансформатора:

∆U₁=0,02*U_ВХ ;

∆U₁=0,02*173,355=3,471 B;

∆U₂=0,02*U₀ ;

∆U₂=0,02*5=0,1 B;

U_1m= U_ВХМIN- U_КЭНАС-∆U₁ ;

U_1m=145,685-1,5-3,471=141,714 B ;

U_2m= ;

U_2m= =5,8 В .

2.5 Определяем коэффициент трансформации:

n₂₁= U_2m/ U_1m ;

n₂₁=5,8/141,714=0,041 .

2.6 Определяем значение γ_МIN:

γ_МIN= U₀/( n₂₁* U_ВХМАХ+ U₀) ;

γ_МIN=5/(0,041*200,025+5)=0,379 ;

Так как γ_МIN=0,379>0,15 , устройство реализуемо.

2.7 Определяем критическую индуктивность:

L_W1=L_W1КР ;

L_W1КР=U_ВХ* γ_МАХ²/(2*fn* n₂₁*I_0MIN) ;

L_W1КР=173,355*0,5²/(2*40000*0,041*2)=0,0066 Гн = 6,6 мГн .

2.8 Определяем значение γ:

γ= U₀/( n₂₁* U_ВХ+ U₀) ;

γ=5/(0,041*173,355+5)=0,41.

Таблица 2 Результаты расчётов

γ	γМIN	γМАХ	n21	U1m, В	U2m, В	LW1, Гн
0,41	0,379	0,5	0,041	141,714	5,8	0,0066