Проектирование импульсноговторичного блока питания - Курсовая работа

Министерство образования Республики Беларусь Витебский государственный технологический университет кафедра АТППЭто вызвано непрерывным стремлением уменьшить их массу и габариты, повысить кпд за счет применения наиболее рациональных схем, использования высокочастотного преобразования энергии постоянного тока, экономичных импульсных методов регулирования, интегральных микросхем. Номинальные значения напряжений составляют единицы или десятки вольт при токах нагрузки в десятки ампер. Это привело к созданию разнообразных структурных схем построения источников вторичного питания, каждая из которых находит применение в конкретных условиях. В настоящее время внимание специалистов в области электропитания РЭА сосредоточено на создание высокоэффективных импульсных вторичных источников питания с бестрансформаторным входом, которые строятся на основе высокочастотного инвертора напряжения. Включение инвертора, работающего на частотах 20-100 КГЦ, обеспечивает , во-первых, гальваническую развязку нагрузки от первичной сети, во-вторых, резко уменьшает массогабаритные показатели трансформаторов и дросселей и, в-третьих, значительно повышает кпд за счет импульсного режима работы мощных транзисторов.Структурная схема, использующая высокочастотный трансформатор, представлена на рисунок 1. Данная схема имеет два канала нагрузки, т.е. разработана в соответствии с заданием данной курсовой работы. Это напряжение подается на высокочастотный трансформатор (ВЧ - трансформатор), где преобразуется на два канала нагрузки в соответствии с требованиями для каждого канала. После этого работа схемы не отличается от работы стандартной схемы источника питания - напряжение выпрямляется, сглаживающие фильтры устраняют пульсации выпрямленного напряжения, стабилизатор обеспечивает заданный уровень отклонения напряжения от номинального (стабилизирует напряжение), схема защиты устраняет превышения напряжения на входе стабилизатора и короткое замыкание на нагрузке. К достоинствам данного преобразователя можно отнести: более простая схема управления и количество элементов в преобразователе по сравнению с другими подобными схемами; средний ток транзистора за время действия управляющего импульса может быть доведен до максимально допустимого, поэтому однотактный преобразователь обладает повышенной выходной мощностью и может работать при изменяющемся токе нагрузки.Для стабилизации выходного напряжения в канале нагрузки 60В и 2А используем микросхему регулируемого стабилизатора напряжения TPS54260 (Рисунок 3), имеющую встроенную защиту от короткого замыкания и перенапряжения в нагрузке, регулируемую навесными элементами. Параметры: стабилизированное выходное напряжение 58-62 В, максимальное входное напряжение 100 В, максимальный выходной ток 2.5 А, максимальная рассеиваемая мощность 70 Вт [5]. Рассчитаем мощность, рассеиваемую на микросхеме. Напряжение на входе микросхемы колеблется в пределах: U ВХ =UBXMC ± ?UСЕТИ=80±15%= 92 ? 68 ВОпределим требуемый коэффициент стабилизации стабилизатора: Зададим точку покоя регулировочного транзистора VT1. При токе в нагрузке 1 А и выходном напряжение 51 В среднее значение напряжения перехода коллектор-эмиттер должно составлять 51-36=15 В. Подбираем транзистор, с выходной характеристикой, близкой к изображенной на рисунке 5, строим нагрузочную прямую и отмечаем точку покоя А для среднего входного напряжения. Ток базы покоя регулировочного транзистора при среднем коэффициенте усиления по току: Выбранный ток базы, согласно рисунку 5, 6 составляет Выбираем операционный усилитель PM155C, c параметрами: напряжение источника питания UИП=40..50 В, коэффициент усиления 450, входное сопротивление Rвх=25 МОМ, потребляемая мощность 200МВТ, входной ток Івх=80 НА, значения выходных напряжения и тока ОУ: UВЫХMAXОУ=50 В , ІВЫХМАХОУ=40 МА.[5]Основными параметрами выпрямителей являются: средние значения выпрямленного тока и напряжения; коэффициент полезного действия и коэффициент пульсаций, равный отношению амплитуды напряжения первой гармоники и значению выпрямленного напряжения. Поэтому такие выпрямители используются редко и только в высокоомных нагрузках. КПД однофазной мостовой схемы выпрямления хуже, чем у двухполупериодной схемы, однако требования к трансформатору тут снижены, а также меньше внешнее поле рассеяния. Исходя из вышеизложенного целесообразно использовать мостовую схему выпрямления, однако заданием определено использование обратного преобразователя, работающего на однополупериодный выпрямитель, поэтому для первого и второго каналов нагрузки используем однополупериоднуюсхему выпрямления. Рассчитаем выпрямитель для канала 60 В., 2 А.Определим потребляемую мощность трансформатора: Используемая мощность: Зададимся рабочей частотой преобразователя f =100 КГЦ - из соображений уменьшения габаритов высокочастотного трансформатора. Зададимся габаритной мощностью РГАБ > и по справочнику подбираем подходящий ферритовый магнитопровод.

Содержание

1. Общая часть

1.1 Введение

1.2 Анализ структурной и функциональной схемы

2. Расчетная часть

2.1 Выбор стабилизатора на микросхеме

2.2 Расчет стабилизатора на операционном усилителе

2.3 Выбор и расчет выпрямителей

2.4 Расчет высокочастотного трансформатора питания каналов стабилизаторов

2.5 Расчет прямого преобразователя и генератора прямоугольных импульсов

2.6 Расчет схемы питания микросхемы

2.7 Расчет входной цепи

2.8 Расчет сетевой части защиты по напряжению

Заключение

Литература

1. Общая часть