Министерство образования и науки Украины

Донбасская государственная машиностроительная академия

Составители А. Н. Беш

методические указания

к выполнению курсовой работы по дисциплине

Электроника и микросхемотехника

для студентов специальности

Электромеханические системы автоматизации и электропривод

для студентов всех форм обучения

В печать экз. Первый проректор ________А. Н. Фесенко		Утверждено на заседании методического совета Протокол № от 2009

Краматорск 2009

Министерство образования и науки Украины

Донбасская государственная машиностроительная академия

методические указания

к выполнению курсовой работы по дисциплине

Электроника и микросхемотехника

для студентов специальности

Электромеханические системы автоматизации и электропривод

для студентов всех форм обучения

Краматорск 2009

Министерство образования и науки Украины

Донбасская государственная машиностроительная академия

методические указания

к выполнению курсовой работы по дисциплине

Электроника и микросхемотехника

для студентов специальности

Электромеханические системы автоматизации и электропривод

для студентов всех форм обучения

Утверждено

на заседании

методического совета

Протокол № от 2009

Краматорск 2009

УДК 621-38

Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Электроника и микросхемотехника» для студентов специальности «Электромеханические системы автоматизации и электропривод» всех форм обучения / составители А. Н. Беш. – Краматорск: ДГМА, 2009. – 147 с.

Содержит краткие теоретические сведения и указания по выполнению и оформлению курсовой работы.

Составители А. Н. Беш, ст. преп. каф. ЭСА ДГМА

Отв. за выпуск А. М. Наливайко, доц.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 7

1. ОЦЕНКИ «ЧЕРНОГО ЯЩИКА» ДЛЯ ИМПУЛЬСНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ…………………………………………………………….………...8

2.РАСЧЕТ ТРАНСФОРМАТОРОВ………………………………………….12

2.1 Расчет трансформатора однотактного прямоходового преобразо-

вателя……………………………………………………………..……12

2.2 Расчет трансформаторов однотактного обратноходового

преобразователя ………………………………..…………………….21

2.3Расчет трансформатора двухтактного мостового преобразовате-

ля……………………………………….………………..……………..30

2.4Трансформатор тока………………….…………….………….…..38

3.ДРОССЕЛИ………………………………………..………………………...41

3.1. Сглаживающие дроссели…………...…...………………………41

3.2. Дроссели переменного тока………………….…………….……55

4.ПРОЭКТИРОВАНИЕ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ………………………………..61

4.1Выходной фильтр……………………………...…………...…….61

4.2 Проектирование секций входного выпрямителя фильтра….....64

5. СИЛОВЫЕ КЛЮЧИ……………………………………………………….68

5.1 Проектирование ключа и секции драйвера мощного биполяр-

ного транзистора…………………………...……....................……...68

5.2 Проектирование ключа и секции драйвера на мощном полевом

МОП-транзисторе…………………………………………….……...73

5.3 Управление мощными полевыми транзисторами……………..78

5.4 Транзистор IGBT в качестве ключа………….………………....79

5.5 Драйверы управления мощными транзисторами……………...80

5.5.1. Быстродействующие драйверы, управляющие

MOSFET………………………………………………..……….80

5.5.2 Одноканальный драйвер с защитой по току управ

ляемого ключа………………………………………….….…...82

5.5.3 Драйверы IGBT с расширенными функциональ

ными возможностями……………….…………………….…...84

5.5.4 Защита от выхода в активную область силового клю-

ча……………………………….………………………………86

5.5.5 Включение драйвера без цепей защиты……………...…88

5.5.6 Включение драйвера с использованием датчика тока....88

5.5.7. Драйверы, управляющие стойкой транзисторов………89

5.6 Трансформаторное управление…………........………………..91

6. ОСОБЕННОСТИ УПРАВЛЕНИЯ ИИП………………………………….95

6.1 Краткий обзор схемы управления импульсными источниками

питания……………………………………………...………………..95

6.2 Источники опорного напряжения……………...…….………....96

6.2.1 Источники опорного напряжения на стабилитронах…...96

6.2.2. Регулируемые источники опорного напряжения высокой

точности………………………………………………………….99

6.2.3. Формирование участка постоянной мощности в DC-DC

преобразователях с применением микросхемы РИОН……...104

6.3 Проектирование цепей обратной связи по напряжению........111

6.4 Обратная связь по току……….…………………………….…118

6.5 Проектирование схемы запуска и смещения………………...118

6.6 Характеристика Боде типичных цепей, используемых в им-

пульсных источниках питания.…………………………………...121

7 ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ К КУРСОВОЙ РАБОТЕ………………..…….127

8 ТРЕБОВАНИЯ К РАБОТЕ………………………………………………..134

ПЕРЕЧЕНЬ РЕКОМЕНДУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ………………………135

Приложение А 136

Приложение Б 137

Приложение В 138

Приложение Г 141

Приложение Д 142

Приложение Е 144

ВВЕДЕНИЕ

Современное производство, офис и, даже быт, трудно представить без техники. Многочисленные электроприборы и оборудование прочно вошли в нашу жизнь и быт, и стали незаменимы. И практически в каждом из этих приборов, будь то компьютер или принтер, микроконтроллерная система управления или современный электропривод, стоят импульсные источники питания. Достижения микроэлектроники последних лет позволили применить импульсные источники не только в бытовой, но и промышленной, военной и медицинской сферах. Многочисленные преимущества импульсных источников питания были давно оценены. Существуют также и недостатки, часто выходящих из строя и не желающих после ремонта запускаться импульсных стабилизаторов. Многие проблемы связаны с большим количеством применяемых дискретных компонентов и трудностями при разработке и производстве эффективных схем защиты и управления. Но не смотря на это, перспективные разработки ИМС для управления ИИП позволяют создавать надежные и стабильные источники для питания электронных и электромеханических систем.

Данная курсовая работа содержит теоретический материал для освоения основных принципов построения ИИП, ряд практических примеров для расчета отдельных функциональных блоков ИИП, задания для выполнения курсовой работы и справочный материал. В ходе выполнения работы студенты должны практически закрепить курс основ электроники и микросхемотехники и проявить конструкторские навыки при разработке ИИП для питания электромеханических систем в промышленности.