Курсовой проект имеет объем 20 страницы, содержится шесть рисунков, использовано 5 источников. Разработанный преобразователь постоянного напряжения предназначен для преобразования электрической энерги (стр. 1 из 3)
Реферат
Курсовой проект имеет объем 20 страницы, содержится шесть рисунков, использовано 5 источников. Разработанный преобразователь постоянного напряжения предназначен для преобразования электрической энергии, потребляемой данной аппаратурой, в вид, необходимый для ее нормального функционирования, и для улучшения параметров потребляемой мощности. Были разработаны и рассчитаны выпрямитель, фильтр и преобразователь. Полученные параметры, входные и выходные значения напряжений и токов удовлетворяют техническому заданию.
Содержание
| Введение | 3 |
| 1 Выбор и обоснование структурной схемы | 5 |
| 2 Выбор и обоснование принципиальной схемы | 6 |
| 3 Расчет принципиальной схемы | 9 |
4 Расчет КПД устройства | 16 |
5 Конструкторская часть | 17 |
6 Выбор диодов выпрямителя7 Расчет фильтра | 18 19 |
| Заключение | 20 |
| Список литературы | 21 |
| Приложение | 22 |
Введение
Основная область практического применения высокочастотных транзисторных преобразователей – это средства вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), которые представляют собой совокупность транзисторных преобразователей и предназначены для преобразования электрической энергии, потребляемой данной аппаратурой, в вид, необходимый для ее нормального функционирования, и для улучшения параметров потребляемой энергии. Преобразовательные устройства этого типа обеспечивают необходимые шкалы вторичных питающих напряжений постоянного и переменного токов, стабилизацию или регулирование их значений в соответствии с маломощным управляющим сигналом, требуемую форму и частоту напряжений на нагрузках переменного тока, эффективное сглаживание пульсаций и подавление электромагнитных помех во вторичных питающих цепях постоянного тока, электрическую изоляцию питающих цепей друг от друга и от первичного источника электрической энергии.
Являясь неотъемлемой частью любой РЭА, средства ее вторичного электропитания и, в частности, высокочастотные преобразователи в значительной степени характеризуют ее малогабаритные показатели и электропотребление, надежность и время готовности к работе. Поэтому на всех этапах развития радиоэлектроники обязательным условием поддержания высоких темпов технического прогресса было непрерывное совершенствование преобразовательных устройств, высокие темпы улучшения их эксплуатационных показателей в части массы и габаритов, надежности и долговечности, потерь электрической энергии и экономичности, быстродействия, электромагнитной совместимости с питаемой аппаратурой и первичным источником электрической энергии.
Тем не менее, в последнее время стало очевидным заметное отставание источников вторичного электропитания РЭА от тех требований, которые предъявляет современный уровень развития радиоэлектроники и автоматики. Так, относительная доля средств вторичного электропитания увеличилась до 20-50 % и более, а потери мощности электрической энергии в полупроводниковых преобразователях составляет до 30-50 % от суммарного количества энергии, потребляемой аппаратурой.
Создавшееся положение обусловлено широкой микроминиатюризацией РЭА на базе перехода от дискретных электрорадиоэлементов к интегральным микросхемам непрерывно увеличивающейся степени интеграции. Такая микроминиатюризация сопровождалась значительным ужесточением требований, предъявляемых РЭА и приборами автоматики к качеству потребляемой ими электрической энергии. Резко возросли требования к стабильности вторичных питающих напряжений, уменьшились их номинальные значения при одновременном возрастании во много раз токов нагрузки, значительно уменьшились допустимые уровни пульсаций, резко возросло число электрически изолированных друг от друга каналов вторичного электропитания для каждого отдельно взятого радиоэлектронного устройства. Значительно более жесткие требования в настоящее время предъявляются к качеству переходных процессов в высокочастотных транзисторных преобразователях, их быстродействию, устойчивому запуску, надежности, электромагнитной совместимости с питаемой аппаратурой.
В современных условиях основным направлением дальнейшего совершенствования средств вторичного электропитания РЭА, и высокочастотных транзисторных преобразователей в частности, является их комплексная миниатюризация на базе последних достижений техники.
1 Выбор и обоснование структурной схемы
| Выпря-митель |
| Фильтр |
| Защита по току |
 |  |  | |  |
Рисунок 1
Для двухзвенных высокочастотных преобразователей постоянного напряжения переходные процессы периодической коммутации транзисторов в инверторе и диодов в выпрямителе сопровождаются выделением в них значительной мгновенной мощности. По мере увеличения частоты преобразования частота коммутации полупроводниковых приборов также увеличивается, в результате увеличивается мощность, рассеиваемая в виде тепла в элементах преобразователей, и уменьшается их КПД. Ввиду относительной небольшой мощности инвертора в двухзвенных преобразователях постоянного напряжения обратная реакция на него со стороны выпрямителя существенным образом определяет характер быстрых коммутационных процессов, что обуславливает необходимость исследования таких преобразователей как единой электромагнитной системы.
На выходе преобразователя включен двухполупериодный выпрямитель со средней точкой. Чтобы обеспечить заданный уровень пульсаций на выходе преобразователя после выпрямителя, устанавливаем Г-образный фильтр. Чтобы защитить цепь постоянного тока от перегрузки по току и замыканий в цепи нагрузки между фильтром и нагрузкой, помещаем защиту по току.
2 Выбор и обоснование принципиальной схемы
Рисунок 2
В качестве преобразователя напряжения выбираем преобразователь, выполненный по полумостовой схеме с переключающим трансформатором Т2. Эта схема относится к автогенераторным схемам с независимым возбуждением.
Частота работы данного преобразователя определяется параметрами переключающего трансформатора Т2:
,где U1 – напряжение на обмотке
;Bs’- индукция насыщения магнитопровода;
Se’ – сечение сердечника;
W1’ – количество витков в обмотке Т2.
Переключение транзисторов происходит лавинообразно в момент, когда индукция в сердечнике достигает индукции насыщения Вs’ ,цепи без транзисторов получают питание от обмоток положительной обратной связи W2’ и W3’.
Для обеспечения минимальных потерь в транзисторах, транзисторы преобразователя VT1 и VT2 должны работать в ключевом режиме с минимальным падением напряжения на эмиттерно-коллекторном переходе во включенном состоянии транзистора.
Трансформатор T1 - это основной силовой трансформатор преобразователя, обеспечивающий питание нагрузки.
Нагрузка к преобразователю подключается к устройству регулирования напряжения, выполненное на транзисторах VT4, VT5, обеспечивающее одновременно защиту преобразователя от тока короткого замыкания в нагрузке. Регулятор напряжения в свою очередь получает питание от двухполупериодного выпрямителя преобразователя, выполненного на диоде VD1, VD2 по схеме со средней точкой, через сглаживающий фильтр на элементах L1, C4.
Для запуска преобразователя служит пусковое устройство R1, C4, R4 и VT3. При подключении преобразователя к питанию конденсатор C4 начинает заряжаться через резисторы R1 и R4. При достижении на коллекторе транзистора VT3 напряжения около 90В, происходит лавинный пробой транзистора и конденсатор C4 разряжается через транзистор на базовую обмотку, переключающего трансформатора Т2. Преобразователь запускается.