Учебное пособие 1612

УДК 538.975

М.М. Грибанов, Т.Г. Меньшикова

МЕТОД ПРОВЕРКИ И ИСПЫТАНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ МОДУЛЕЙ ВТОРИЧНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ DC/DC

С постоянным развитием технологий производства радиоэлементов невозможно оставить без изменения преобразователи напряжения, которые постоянно совершенствуются. Преобразователи напряжения занимают важное место в любом устройстве, без них невозможно было бы делать приборы компактнее и мощнее.

Преобразователи постоянного напряжения в постоянное находят широкое применение в системах питания различной аппаратуры. Главным их достоинством по сравнению со стабилизаторами непрерывного типа является более высокий коэффициент полезного действия (КПД) из-за ключевого способа регулирования, однако это влечет за собой усложнение системы управления регулирующим элементом – высокочастотным транзисторным ключом.

Целью данной работы является изучение метода проверки и испытания работоспособности модуля вторичного электропитания (преобразователя напряжения DC/DC) путем резкого включения модуля в трех точках входного напряжения и определения максимального выброса на силовом элементе.

Проверка модуля осуществляется с помощью источника питания EA-PSI 9080-60 T, вольтметра GDM-78341, осциллографа TPS2024B, и электронной нагрузки EA-EL 9080-45 T. При резком включении модуля, с помощью осциллографа мы увидим максимальный выброс при резком включении на силовых элементах (транзисторах) и определим его максимальное значение. Эта проверка покажет правильность настройки силовой части модуля и определит количество модулей прошедших испытания.

60

УДК 621.314

А.И. Дронов, Е.Ю. Плотникова

ИССЛЕДОВАНИЕ СИЛОВОГО ВЫПРЯМИТЕЛЬНОГО МОДУЛЯ ДЛЯ ТЯГОВОЙ УСТАНОВКИ ЭПЕ

(ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОЙ ЕДИНИЦЫ)

Электроподвижные единицы прошли долгий путь в развитии и модернизации методов трансформации и выпрямления переменного тока, повышая надежность, КПД и снижая себестоимость. Использовались ртутные выпрямители, несколько вариаций лавинных диодов, а также выпрямительно-инверторные преобразователи.

Основной магистральной электроподвижной единицей на Юго-Восточной железной дороге является электровоз переменного тока ВЛ80С. Получая напряжение из контактной сети порядка 25 кВ. Проходя через понижающий трансформатор ОДЦЭ-5000/25Б, выпрямительный модуль ВУК-4000Т-02, преобразовывается в напряжение, подходящее для питания тяговых двигателей НБ-418К6.

На большинстве электрифицированных участков железных дорог используется переменный ток. Он позволяет передавать высокое напряжение порядка 25 кВ (от 23,5 до 27,5 кВ), при небольшой силе тока. В сравнении с постоянным током получаются меньшие энергопотери на больших расстояниях, то есть увеличивается расстояние между тяговыми подстанциями и появляется возможность использовать проводники с меньшим сечением. При этом самой главной особенностью переменного тока является его транспортируемость.

В работе проводится исследование конструкционных особенностей выпрямительного модуля ВУК-4000Т-02 и изучение электрофизических параметров лавинных диодов ВЛ200-8, и сравнение с модификациями на основе ДЛ153-1250, а также иной способ выпрямления на основе выпрямительно-инверторного преобразователя ВИП-5600-УХЛ2.

61

УДК 621.3.049.774

О.Ю. Исаева, А.А. Винокуров

ОЦЕНКА ИНФОРМАТИВНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ, ПРИМЕНЯЮЩИХСЯ ПРИ ДИАГНОСТИКЕ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ

Интегральные схемы (ИС) характеризуются набором электрических параметров, приведенных в технической документации. Значения электрических параметров могут указывать на наличие дефектов ИС, которые могут привести к преждевременному отказу.

Не все электрические параметры в одинаковой степени характеризуют наличие дефектов в ИС. Информативность – сравнительная характеристика параметров, которая определяется вероятностью выявления ИС, содержащей дефекты. Информативность определяется из статистики измерений параметров и испытаний ИС.

В качестве информативных могут выступать обычные эксплуатационные параметры из технической документации на ИС (токи потребления, задержка распространения сигнала и т.д.) и дополнительные параметры, такие как форма динамического тока потребления, критическое напряжение питания, скорость выполнения теста, шумовые параметры, тепловые параметры и т.д. Для разных классов ИС информативность одного и того же параметра может отличаться.

Различные информативные параметры могут быть чувствительны к разным видам дефектов. Поэтому при выявлении потенциально ненадежных ИС оптимальным является использование системы информативных параметров.

К задачам исследования относятся сравнение информативности параметров на основе литературных данных, результатов моделирования и экспериментальных данных. Для многих информативных параметров значения могут быть получены при помощи изменения SPICE-параметров модели. Результатам является определение состава информативных параметров для исследуемого класса ИС.

62

УДК 621.314

Д.В. Цыков, Е.Ю. Плотникова

ДИАГНОСТИКА НЕИСПРАВНОСТЕЙ НИЗКОЧАСТОТНЫХ ЛИНИЙ СВЯЗИ

Всовременных условиях развития промышленности возрастает роль кабельных линий в сетях связи и системах электроснабжения предприятий. К сожалению, в настоящее время часть кабельных линий на 50 – 80 % морально и физически изношены, что является одной из главных причин их аварийных отказов. Предприятиям, имеющим разветвленные и разбросанные по всему городу и за его пределами сети связи и электроснабжения, необходимо иметь универсальное техническое оснащение для оперативной диагностики неисправностей.

К основным скрытым дефектам кабельных линий относятся пробои изоляции жил, влага в кабеле и загрязнение терминалов, что нередко ведет к замыканию жил пары между собой. Замыкание может быть низкоомным или высокоомным. Еще один аналогичный вид дефектов витой пары - замыкание на землю одной или нескольких ее жил.

Для диагностики низкочастотных линий связи используются как аналоговые приборы, так и цифровые. И у тех, и у других есть свои достоинства и недостатки.

Вработе исследуются устройство, принцип работы и параметры аналоговых и цифровых приборов. Производится выбор оптимального варианта аналогового или цифрового прибора. Далее осуществляется разработка прибора и ведется сравнение с существующими приборами, осуществляющими диагностику низкочастотных линий связи, такими как Elektronika ECFL 30 и рефлектометр СОВА.

63

УДК 538.795

С.А. Акулинин, О.К. Мурзамуратов

НАДЕЖНОСТЬ МЭМС АКСЕЛЕРОМЕТРОВ ЕМКОСТНОГО ТИПА

Чрезвычайно малый размер позволяет использовать МЭМС в различных миниатюрных устройствах, начиная от механических часов и заканчивая имплантатами для человека. Самым распространенным МЭМС-устройством является акселерометр. Акселерометр

– это прибор для измерения ускорения в одном или нескольких направлениях. Микроакселерометры можно определить, как акселерометры, созданные при помощи технологий микроэлектроники и являющихся МЭМС. Их характерной особенностью является малый размеры – не более нескольких десятков миллиметров.

Наиболее распространенными применениями акселерометров являются: мобильные телефоны, автомобильное производство, элементы компьютерной техники, игровые консоли и т.д.

Принцип работы акселерометров основан на измерении смещения инерционной массы относительно корпуса и преобразовании его в пропорциональный электрический сигнал. Емкостной метод преобразования измеренного перемещения является наиболее точным и надежным, поэтому емкостные акселерометры получили широкое распространение.

Структура емкостного акселерометра состоит из различных пластин, одни из которых являются стационарными, а другие свободно перемещаются внутри корпуса. Между пластинами образуется конденсатор, величина емкости которого зависит от расстояния между пластинами. Под влиянием силы ускорения емкость конденсатора меняется.

Современные интегральные датчики изготавливаются на кристалле кремния по технологии iMEMS (integrated Micro Electro Mechanical System). Структура датчика представляет собой кремниевую подложку, на которой расположен чип датчики и схема усиления сигнала.

64

УДК 621.8

Д.А. Мохов, А.В. Сидоров

ЛАБОРАТОРНЫЙ СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ МЭМС ГИРОСКОПОВ

Разработан стенд для исследования работы гироскопа, изготовленного по технологии МЭМС. Использовался модуль 3-х осевого гироскопа и акселерометра серии MPU 6050 со следующими характеристиками: источник питания 3 - 5 В; диапазон гироскопа 250, 500, 2000 м/с и диапазон акселерометра 2 – 16 g. Прибор работает по трем координатам x, y, z. Сам чип установлен в модуле CY521, выходные данные с которого поступают в отладочную плату Arduino UNO, где информация обрабатывается микросхемой ATMEGA-328P-16AU. Далее выходная информация поступает на RGB ленту серии WS281, состоящую из 24 диодов с триггерным управлением задержками света. На RGB ленте информация после обработки отображается в виде двух блоков зеленого цвета, заполняющих пространство на 90 %, и поверхности цвета бегущего сигнала по контуру синего цвета (10 из 100 %). Вся система питается напряжением 7 В от двух аккумуляторов емкостью 4000 мА/ч, каждый из которых расположен в специализированном боксе под аккумуляторы серии 18 и 650.

Был разработан системный код программы с четырьмя подключаемыми библиотеками для отладочной платы Arduino UNO. Первых две библиотеки связаны между собой; первая библиотека отвечает за движение и свечение сигнала для диода, вторая библиотека отвечает за цвет отображения диода и частоту свечения диода. Оставшиеся две библиотеки не зависят друг от друга; третья библиотека отвечает за скорость и шаг обрабатываемой информации, выходящей из модуля CY-521и четвертая библиотека отвечает за координаты x, y, z.

65

металооксид-кремний……………………………………….... 11

66

параметров и технология создания тонкопленочного конденсатора………………………………………………..… 19

67

Акулинин С.А., Орлов В.А. Наноинженерия

всолнечной энергетике……………………...……………….. 35

Акулинин С.А., Моргунов Е.В. Суперконденсаторы

вустройствах хранения энергии……………………………... 36

68

69