62

РЕФЕРАТ

ПЗ: 50с, 5таблиць,10рисунків, 8 джерел.

Об'єкт дослідження – інвертор з чистим синусом.

Мета роботи – розробити принципову електричну схему пристрою.

В дипломному проекті розглядається схема електрична принципова інвертору з чистим синусом на виході. В ході виконання дипломного проекту було розглянуто короткі технічні данні інверторів різних типів та визначились з необхідними нам даними та видами, було розроблена методика пошуку несправності , а також було докладно розглянуто принцип побудови та роботу основних вузлів по електричній принциповій схемі.

В дипломному проекті було проаналізовано елементну базу схеми інвертора, розроблено оптимальний варіант плати пристрою, зроблено розрахунок економічної доцільності розробки та виготовлення пристрою

ІНВЕРТОР НАПРУГИ, МІКРОСХЕМА, РЕЖЕКТОРНИЙ ФІЛЬТР, ГАРМОНІЙНА СКЛАДОВА ,СИНУСОЇДАЛЬНИЙ СИГНАЛ, ,ПЕРВИНА ОБМОТКА, ПОСТІЙНА НАПРУГА, , ТРУДОМІСТКІСТЬ, КАЛЬКУЛЯЦІЯ, ФІЛЬТР НИЗЬКИХ ЧАСТОТ, ПІДСИЛЮВАЧ НИЗЬКИХ ЧАСТОТ.

Реферат…………………………………………………………………….. 4

Зміст……………………………………………………………………….. 5

Вступ………………………………………………………………………. 7

1. Загальна частина ……………………………………………….……... 8

1.1 Загальні дані про акумулятори ……………………………..………. 8

1.1.1 Нікель-кадмієвий (Ni-Cd )………………………………….……… 8

1.1.2 Нікель-метал-гідридні (Ni-MH)…………………………………… 10

1.1.3 SLA-акумулятори.…………………………………………..……... 11

1.1.4 Li-Polymer-акумулятори. ………………………………...………... 12

1.2 Загальні дані про зарядні пристрої ……………………………...…. 15

1.3. Потенційні можливості пристрою ………………………………… 16

2. Технічна частина ……………………………………………………... 18

2.1 Розробка структурної схеми ……………………………………...… 18

2.2 Розробка принципової схеми ……………………………………… 18

2.2.1 Балансир для зарядки літіонних акумуляторів …………………. 19

2.2.2 Блок живлення з адаптивним джерелом струму ……………….. 22

2.3. Аналіз елементної бази …………………………………………….. 26

2.3.1 Резистор ………………………………………………………….… 26

2.3.2 Діод …………………………………………………………….…... 27

2.3.3 Конденсатор …………………………………………………..…… 27

2.3.4 Електролітичний конденсатор ……………………………………. 28

2.3.5 Польовий транзистор …………………………………….……...… 28

2.3.6 Компаратор ………………………………………………………… 29

2.3.7 Оптопара ……………………………………………………….… 30

2.3.8 Трансформатор ………………………………………………….... 30

2.3.9 Котушка індуктивності …………………………………..…..…… 31

2.3.10 Запобіжник …………………………………………………...…… 32

2.4. Розробка печатної плати пристрою ………………………………... 33

2.5. Збірка і наладка пристрою ………………………………….………. 50

2.6. Розробка алгоритму наладки чи пошуку несправностей ……….... 22

3. Обґрунтування економічної доцільності розробки інтелектуального зарядного пристрою …………………………………………………… 43

3.1 Визначення трудомісткості робіт …………………………………... 49

3.2 Визначення чисельності виконавців ………………………………. 50

3.3 Розрахунок витрат на оплату праці ………………………………... 22

3.4 Відрахування на соціальні заходи ………………………………… 43

3.5 Витрати на утримання та експлуатацію обладнання ……………... 49

3.6 Загальновиробничі витрати ……………………………………..…. 50

3.7 Матеріальні витрати ……………………………………………….. 49

3.8 Калькуляція собівартості ………………………………………....... 49

3.9. Обґрунтування економічної доцільності наданих пропозицій…... 50

4. Охорона праці ………………………………………………………... 49

4.1 Шум і його вплив на організм людини ……………………………. 49

4.2 Захист від шуму й ультразвуку. Методи боротьби з шумом …..…. 43

Висновок ………………………………………………………………..... 49

Додаток 1………………………………………………………….......…. 50

Додаток 2……………………………………………………..…………... 49

ВСТУП

У сучасному суспільстві ключову роль грають електроприлади. Багато з них оточують нас у повсякденному житті і потребують автономного джерела живлення. Тому для стабільної і безперебійної роботи приладів потрібні зарядні пристрої. І не дивлячись на успішну експлуатацію звичайних зарядних пристроїв, незабаром постало питання – "Чом би не зробити розумний зарядний пристрій, здатний виконувати цілий ряд поставлених завдань "?. А значить, цим оптимізувати сам процес зарядки акумуляторів. Зробити його швидким і якісним, у результаті чого збільшиться термін експлуатації акумуляторів, а у більшості випадків навіть термін служби приладів. адже правильне живлення пристрою запорука його правильної роботи, що значно спростило б життя як простого користувача так і кваліфікованого фахівця.

Інтелектуальний зарядний пристрій для акумуляторів має володіти достатньо широким функціоналом. Саме простота і надійність виділяє мій проект серед подібних аналогів і дає йому шанс на існування. Що ж повинна вміти «зарядка», щоб завоювати своє місце на ринку? Я думаю, пристрій зобов'язаний виконувати свою основну задачу, а також низку другорядних функцій, що значно полегшить життя рядовому користувачеві.

Мета дипломного проекту стоїть у тому, щоб спроектувати схему інтелектуального зарядного пристрою для побутових акумуляторів. При цьому другорядною ціллю є використання у схемі нескладних і дешевих елементів. Чим досягнемо простоти у збірці схеми, а також економічної доцільності пристрою.

1. Загальна частина

1.1 Загальні дані про типи акумуляторів

У процесі проектування зарядного пристрою дуже важливу роль мають параметри різних типів акумуляторів. Також не забудемось про властивості зарядного пристрою розрізняти різні типи накопичувачів для їх правильного заряду. У такому разі слід представити і розібратися з якими видами акумуляторів приладу доведеться зіткнуться. А також вибрати оптимальний тип щоб живити сам прилад. Найбільш поширені типи акумуляторів представлені нижче:

1.1.1 Нікель-кадмієвий (Ni-Cd)

Одним з найпопулярніших видів поповнення енергії побутової техніки є нікель-кадмієві акумулятори. Ni-Cd це досить просте в експлуатації пристрій, який при правильному зверненні прослужить досить тривалий проміжок часу. Принцип дії нікель-кадмієвих акумуляторів заснований на оборотному процесі:

Нікелевий електрод являє собою пасту гідроксиду нікелю, змішану з провідним матеріалом і нанесену на сталеву сітку, а кадмієвий електрод — сталеву сітку з впресованими в неї губчастим кадмієм. Простір між електродами заповнений желеподібний складом на основі вологого лугу, який замерзає при -27°С. Індивідуальні комірки збирають у батареї, мають питомою енергією 20-35 Вт*год/кг і мають великий ресурс — кілька тисяч зарядно-розрядних циклів.

Параметри нікель-кадмієвих акумуляторів:

Теоретична енергоємність: 237 Вт·год/кг

Питома енергоємність: 45-65 Вт·год/кг

Питома: энергоплотность 50-150 Вт·год/дм3

Питома потужність: 150...500 Вт/кг

ЕРС = 1,37 В

Робоча напруга = 1,35...1,0 В

Нормальний струм зарядки = 0,1...1 C, де С — ємність

Термін служби: близько 100-900 циклів заряду/розряду.

Саморозряд: 10-20% в місяць

Робоча температура: -50...+40 °C

Вони можуть працювати практично при будь-яких погодних умовах. На відміну від інших типів батарей (електрохімічних систем) Ni-Cd акумулятори можуть заряджатися навіть при негативних температурах, що робить їх незамінними в умовах крайньої півночі. При правильній експлуатації такі акумулятори без проблем витримують більше тисячі циклів заряду/розряду та легко відновлюються при зниженні ємності і після тривалого зберігання. Навіть при щоденній зарядці такий акумулятор прослужить більше трьох років, а це, погодьтеся, не мало. Ще одним важливим достоїнством Ni-Cd акумуляторів є короткий час заряду. Крім того, вони можуть віддавати в навантаження значно більший струм, ніж акумулятори інших типів.

Головним недоліком Ni-Cd акумуляторів є відносно маленька, в порівнянні з акумуляторами інших типів, енергетична щільність (відношення ємності до маси) і, відповідно більшу вагу і габарити при однакової ємності. Крім того, Ni-Cd акумулятори містять кадмій "недружній" до навколишнього середовища, і тому вимагають спеціальної утилізації. До мінусів Ni-Cd акумуляторів також можна віднести високий саморозряд. За першу добу після заряду вони втрачають до 10%, а за місяць - до 20% запасеної енергії. Також Ni-Cd акумулятори схильні до ефекту пам'яті.

Ефект пам'яті - це оборотна втрата ємності акумулятора, пов'язана з несприятливими умовами експлуатації. Він розвивається внаслідок заряду не повністю розряджених акумуляторів і властивий тільки акумуляторів на основі нікелю. Найсильніше ефект пам'яті проявляється саме у нікель-кадмієвих акумуляторів. Справа в тому, що в акумуляторах на основі нікелю робоча речовина знаходиться у вигляді дрібних кристалів, забезпечуючи максимальну площу зіткнення з електролітом. З кожним циклом заряду/розряду робоча речовина поступово змінює свою структуру, зменшуючи при цьому площа активної поверхні. Як наслідок, знижується напруга і зменшується ємність. При несприятливих умовах експлуатації кристали збільшуються до розмірів, що в 150 разів перевершують первинні. У деяких випадках гострі грані кристалів проколюють сепаратор, викликаючи високий саморозряд або коротке замикання.

Для запобігання ефекту пам'яті необхідно проводити тренування акумулятора. Тренування - це періодичні (3-4 рази) цикли заряду і подальшого розряду акумулятора до напруги 1V на елемент. Найпростіше тренувати акумулятор настільних зарядних пристроях, що мають функцію розряду. Проводити тренування Ni-Cd акумуляторів необхідно один раз в місяць. Частіше тренувати акумулятор не рекомендується: корисний ефект незначний, зате знос акумулятора істотно зростає. Однак тренувальні цикли допомагають не завжди. Якщо акумулятор запущений, то допомогти йому може тільки метод відновлення, заснований на глибокому розряді (до 0.4 V на елемент) за спеціальним алгоритмом.

Переваги Ni-Cd акумуляторних батарей:

1) можливість швидкого і простого заряду, навіть після тривалого зберігання акумулятора;

2) велика кількість циклів заряд/розряд: при правильній експлуатації - більше 1000 циклів;

3) хороша навантажувальна здатність і можливість експлуатації при низьких температурах;

4) тривалі терміни зберігання при будь-якого ступеня заряду;

5) збереження стандартної ємності при низьких температурах;

6) найбільша пристосованість для використання в жорстких умовах експлуатації;

7) низька вартість;

Недоліки Ni-Cd акумуляторних батарей:

1) відносно низька порівняно з іншими типами акумуляторних батарей енергетична щільність;

2) притаманний цим акумуляторам ефект пам'яті і необхідність проведення періодичних робіт по його усуненню;

3) токсичність застосовуваних матеріалів, що негативно позначається на екології, і деякі країни обмежують використання акумуляторів цього типу;

4) відносно високий саморозряд - після зберігання необхідний цикл заряду.2. Никель-металлогидридный (Ni-MH)