Министерство образования и науки Российской Федерации

«Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники» (тусур)

Кафедра промышленной электроники (ПрЭ)

Пояснительная записка к курсовому проекту

по дисциплине «Энергетическая электроника»

Студентка гр.

__________ \

«____»________2015 г.

Руководитель:

доцент к.т.н.,

___________ ____________ Б.И. Коновалов

(место для оценки)

«____»_________2015 г.

2015

З А Д А Н И Е

на курсовое проектирование по дисциплине:

“Энергетическая электроника”

1. Тема проекта: Преобразователь напряжения.

2. Исходные данные к проекту:

1. Напряжение входа – переменное 220 В+10 -15%;

2. Частота сети – 50 Гц;

3. Тип входного преобразователя – бестрансформаторный;

4. Напряжение на нагрузке – постоянное 48 В;

5. Минимальный ток нагрузки 0,1 А;

6. Максимальный ток нагрузки 2 А;

7. Коэффициент пульсаций не более 2%;

8. Точность стабилизации 2%;

9. Гальваническая развязка с сетью;

10. Тип –двухтактная схема;

11. Схема инвертора – полумостовая;

12. Тип АБ – НКГЦ;

13. Отключить по окончанию заряда АБ;

3. Содержание пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов):

• Описание принципа работы преобразователя;

• Расчет элементов принципиальной схемы силовой части преобразователя.

• Разработка и расчет элементов устройства управления.

4. Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей):

• схема электрическая принципиальная;

Содержание

1. Введение…………............................................………………………………4

2. Разработка принципиальной схемы силовой части преобразователя.........6

3. Расчет элементов силовой части преобразователя…………………………8

4. Разработка схемы управления……...................………………………….….13

5. Расчет статической точности....................…………………….…………......17

6. Усилитель мощности........................................................................................25

7. Защита по току……..........................................................................................27

8. Временные диаграммы…….............................................................................28

9. Заключение........................................................................................................29

Список использованных источников..………………………...........................30

Приложение А .....................................................................................................31

Приложение Б......................................................................................................32

1. Введение.

В данном курсовом проекте был разработан преобразователь напряжения. Преобразователь имеет гальваническую развязку.

Кроме расчета и выбора элементов силовой части была разработана схема электрическая принципиальная устройства управления преобразователем напряжения на современной элементной базе. Стабилизация выходного напряжения осуществляется широтно-импульсным методом. В курсовой работе даны поясняющие временные диаграммы.

В большинстве случаев питание радиоэлектронной аппаратуры РЭА осуществляется от промышленной сети переменного тока с частотой 50 Гц. Напряжение такой сети регламентируется на уровне 380/220В с допустимыми отклонениями плюс 10% минус 15%. В некоторых странах используют сеть переменного тока с частотой 60 Гц. В автономных объектах дизель-генераторы вырабатывают напряжение переменного тока частоты 400Гц с отклонениями от номинального напряжения в пределах плюс 13% минус 25%.

В реальных сетях случаются провалы напряжения до нуля, т.е. отключения сети как на короткие промежутки времени (сравнимые с периодом переменного напряжения), так и на сравнительно длительные (секунды, минуты).

Большой диапазон изменения входного напряжения при значительном разбросе требуемых установок выходного напряжения может сказаться на выборе структуры проектируемого устройства, а наличие провалов питания требует использования промежуточных накопителей энергии, в связи с чем может встать вопрос о необходимости применения систем гарантированного электропитания (СГЭП).

В некоторых случаях источником питания может служить сеть постоянного тока. [1].

Широкое применение в современной радиоэлектронной аппаратуре получили вторичные источники электропитания с импульсным регулированием. Это объясняется, в первую очередь, их высокими энергетическими и объемно-массовыми показателями. Они строятся в основном на базе однотактных и двухтактных преобразователей напряжения. Транзисторы в преобразователях работают в режиме переключения: это и объясняет высокие энергетические показатели источников с импульсным регулированием.

Применение современной элементной базы позволяет осуществлять преобразование энергии на частотах до нескольких сотен килогерц, а в ряде случаев и выше.

Работа устройств на повышенных частотах позволяет уменьшить объем и массу электромагнитных элементов и емкость конденсаторов, и тем самым повысить удельные объемно-массовые показатели.

В импульсных источниках применяются следующие способы регулирования: широтно-импульсный (ШИМ), при котором период коммутации постоянен, а время нахождения транзистора в области насыщения (отсечки) изменяется; частотно-импульсный (ЧИМ), при котором период коммутации не постоянен, а время нахождения транзистора в области насыщения (отсечки) постоянно. В данном курсовом проекте применен широтно-импульсный способ регулирования.