Исследование принципа действия импульсного преобразователя постоянного напряжения понижающего типа. Конструктивный расчет дросселя фильтра чопперной схемы, выбор материалов и покрытий, коэффициент заполнения и максимальное входное напряжение прибора.
Аннотация к работе
Она используется во всех вторичных источниках питания, где не требуется гальваническая развязка. Эта схема DC/DC-конвертора (постоянный ток/постоянный ток) обычно применяется для замены обычных аналоговых стабилизаторов, когда последние не могут обеспечить передачу больших значений токов, сохраняя при этом малые габариты.Определим значение емкости конденсатора ,Ф НЧ фильтра, частота среза которого ниже в раз . Коэффициент сглаживания определяется как отношение первых гармоник от импульсов до и после фильтра. Подставляя соответствующие числовые значения в неравенство, то есть условие устойчивости фильтра не выполняется. Увеличение индуктивности дросселя по конструктивно-технологическим, а также экономическим соображениям является нежелательным, хотя при этом уменьшаются пульсации на выходе схемы DC-DC преобразователя, режим работы перемещается в область безразрывных токов дросселя, но при этом в нем растут активные потери, что снижает К.П.Д. преобразователя. Поэтому необходимо оптимизировать выбор параметров дросселя и конденсатора путем минимизации прироста индуктивности за счет максимально возможного уменьшения емкости фильтра с учетом обеспечения устойчивости работы фильтра и выполнения требований по сглаживанию пульсаций.По виду размещения обмоток на магнитопроводе электромагнитные компоненты в том числе и дроссели, подразделяются на броневую конструкцию, когда обмотки размещаются на среднем стержне Ш - образного магнитопровода, и стержневую конструкцию, когда обмотки размещаются на одном или двух стержнях П - образного магнитопровода, а также кольцевую. Основными параметрами, которыми должны обладать материалы магнитопровода, таковы: - материал должен легко намагничиваться и размагничиваться, то есть обладать узкой петлей гистерезиса, малой коэрцитивной силой, большими значениями начальной и максимальной магнитной проницаемости; материал должен обладать большой индукцией насыщения, что позволит уменьшить габариты и массу электротехнических изделий; материал должен иметь слабую зависимость магнитных свойств от механических напряжений растяжения и сжатия;Для расчета минимального возможного объема магнитопровода, определяемого тепловым режимом, вводится понятие энергоемкости дросселя. Подставив значения в формулу (10) получим: Энергоемкость дросселя связана с объемом, занимаемым ферромагнетиком, следующим соотношением: (11) где температура перегрева эксплуатации действующая проницаемость сердечника , коэффициент теплопередачи Подставив данные в вышеприведенную формулу, получим: Поскольку обмоточные провода имеют пусть и небольшое, но активное сопротивление, ток, протекающий по ним, выделяет на активном сопротивлении тепло, разогревая провода. Площадь поперечного сечения: Площадь окна: При условии, что коэффициент заполнения k = 0,3, то максимальная площадь которую может занять провод в окне сердечника: (12) Подставив значения в формулу (12) получим: Вычисляем объем магнитопровода по формуле: (13)Конструкция дросселя состоит из деталей, материалы которых имеют предельные температурные эксплуатации: подходящие по условию работы дросселя.Технологическое приспособление (ТП) служит для измерения входных и выходных токов и напряжений, а также коэффициент пульсации. ТП представляет собой нестандартным измерительный прибор, в состав которого входит генератор прямоугольных импульсов и серию измерительных приборов, функционально объединенных в электрическую схему и конструктивно выполненных в виде измерительного блока.В результате проделанной работы был разработан дроссель фильтра чопперной схемы. В процессе работы был рассмотрен метод понижения напряжения при помощи чопперной с использованием ШИМ, а также дроссель фильтра был проверен на устойчивость работы.
План
Содержание
Введение
1. Электрический расчет
2. Выбор и обоснование эскизного проекта и материалов
3. Конструктивный расчет дросселя
4. Выбор материалов и покрытий
5. Метрологическое обеспечение разработки и изготовления дросселя фильтра чопперной схемы
Заключение
Список литературы
Введение
Chopper (прерыватель) - импульсный последовательный источник питания понижающего типа.
Чопперная схема - это наиболее распространенная схема в семействе импульсных преобразователей. Она используется во всех вторичных источниках питания, где не требуется гальваническая развязка.
Эта схема DC/DC-конвертора (постоянный ток/постоянный ток) обычно применяется для замены обычных аналоговых стабилизаторов, когда последние не могут обеспечить передачу больших значений токов, сохраняя при этом малые габариты.
Чоппер обычно подключается к нестабилизированному источнику напряжения, величина Uin может изменяться. Чтобы сохранить постоянство напряжения на выходе, схема управления в соответствии с выражением будет изменять коэффициент заполнения. Собственно, минимальный коэффициент заполнения установится при максимальном входном напряжении. импульсный преобразователь дроссель чопперный
Вывод
В результате проделанной работы был разработан дроссель фильтра чопперной схемы. В процессе работы был рассмотрен метод понижения напряжения при помощи чопперной с использованием ШИМ, а также дроссель фильтра был проверен на устойчивость работы. Данный элемент прошел проверку по всем показателям. Из этого можно сделать вывод, что дроссель, изготовленный по данным, приведенным в ТЗ рабочий и готов к эксплуатации.
Выбор материалов производится исходя из экономической целесообразности в условиях единичного производства. Все выбранные материалы отвечают техническим требованиям и требованиям группы эксплуатации.
Список литературы
1. Семенов Б.Ю. Силовая электроника для любителей и профессионалов/ Б.Ю. Семенов. - М: СОЛОНОР-Р, 2001. - 333 с.
2. Найвельт Т.С. Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры/ Т.С. Найвельт. - М: Радио и связь, 1985.- 412 с.
3. Куневич А.В. Индуктивные элементы на ферритах/ А.В. Куневич, И.Н.Сидоров. - СПБ: Лениздат,1997. - 475 с.
4. Северис Р. Импульсные преобразователи постоянного напряжения для систем вторичного электропитания/ Р. Северис, Г. Блум. - М: Энергоатомиздат, 1998. - 432 с.