Курсовая Работа

Структурная схема источника вторичного электропитания

Выполнил:

Студент второго курса группы 22

Фэлектрики

Овсюк Владимир

Руководитель:

Алмат Берикович

Талгар, 2023 г.

Содержание

Введение…………………………………………………………………………3

1.принципы построения электропитания……………………..4

1.1Классификация источников электропитания……………4 1.2.Основные характеристики ИВЭП……………………………..8 1.3.Линейные и импульсивные ИВЭП………………………….12 1.4.Сравнение линейных и импульсивных ИВЭП………..18

2 Линейные источнике электропитания………………………19

2.1 Обобщенная структурная схема линейного источника питания………………………………………………………..19 2.2.Нерегулируемые(Неуправляемые) выпрямители…23

2.3.Регулируемые(Управляемые) выпрямители…………24

2.4.Стабилизаторы напряжения. Параметрические стабилизаторы…………………………………………………………..….26

2.5.Компенсационные стабилизаторы………..…….………..27
3.Импульсные источники электропитания………………….30

3.1. Особенности импульсивных источников электропитания…………………………………………………………….30

3.2.Структурная схема импульсивного источника электропитания…………………………………………………………….30

3.3.Назначение, устройство и принцип действия корректоров коэффициента мощности…………………..…..31

ВВЕДЕНИЕ

Источники вторичного электропитания (ИВЭП) являются неотъемлемой частью любого радиоэлектронного устройства. За последние годы номенклатура и функциональные возможности современных ИВЭП значительно расширились и существенно изменились. Это вызвано, прежде всего, непрерывным стремлением уменьшить массогабаритные характеристики ИВЭП, повысить их КПД за счет применения наиболее рациональных схем, использования высокочастотного преобразования энергии постоянного тока, экономичных импульсных методов регулирования, интегральных микросхем (ИМС). Повысились также требования к питающим напряжениям. Номинальные значения напряжений составляют единицы или десятки вольт при токах нагрузки в десятки ампер. Это приводит к созданию разнообразных структурных схем построения источников вторичного электропитания, каждая из которых находит применение в конкретных приложениях и условиях эксплуатации.

В нынешних временах, структурные схемы достаточно часто разбросаны и приходится каждый раз искать их и нет особого сборника схем

---

1.ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ИСТОЧНИКОВ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

1.1 Классификация источников электропитания

Все средства электропитания можно разделить на две группы: источники первичного электропитания и источники вторичного электропитания

Источники первичного электропитания (ИПЭП).

К данной группе относят такие источники, которые преобразуют неэлектрическую энергию в электрическую: химические источники тока (гальванические элементы, батареи и аккумуляторы), термобатареи, термоэлектронные преобразователи, фотоэлектрические преобразователи (фотоэлементы и солнечные батареи), топливные элементы, биохимические источники тока, атомные элементы, электромеханические генераторы.

Источники вторичного электропитания (ИВЭП)

Средства вторичного электропитания электронных устройств представляют собой функциональные узлы радиоэлектронной аппаратуры или законченные устройства, использующие энергию от источника первичного электропитания (или системы электроснабжения), которые предназначены для формирования необходимых для работы электронных элементов напряжений с заданными характеристиками. Их основной задачей является преобразование энергии первичного источника в комплект выходных напряжений, которые могут обеспечить нормальное функционирование электронного устройства. Обобщенная структура ИВЭП приведена на рис. 1.1

В состав ИВЭП, кроме самого источника питания, могут входить дополнительные устройства, которые обеспечивают его нормальную работу при различных внешних воздействиях. Как видно из приведенной на рис. 1.1 схемы, ИВЭП включается между первичным источником и нагрузкой, поэтому на него воздействуют различные факторы, связанные с изменениями характеристик как первичного источника, так и нагрузки. Так, например, при увеличении или понижении напряжения первичного источника ИВЭП должен обеспечивать нормальное функционирование питаемой им электронной аппаратуры.

Рис. 1.1. Обобщенная структурная схема ИВЭП

Устройство управления и контроля, входящее в состав ИВЭП, может быть использовано для изменения характеристик ИВЭП при различных сигналах внешнего или внутреннего управления (дистанционного включения или выключения, перевода в ждущий режим, формирования сигналов сброса и др.). В то же время устройство защиты и коммутации позволяет сохранить работоспособность ИВЭП при возникновении различных нестандартных режимов (короткого замыкания в нагрузке, ее внезапного отключения, резкого повышения окружающей температуры и др.). Эти дополнительные устройства могут быть обеспечены собственными источниками электропитания, включая резервные аккумуляторы или гальванические элементы. Классификация источников вторичного электропитания ИВЭП также можно классифицировать по следующим параметрам:

---

1) по виду используемых первичных источников:

• 
  ИВЭП, использующие электрическую энергию, получаемую от однофазной сети переменного тока;
  
• 
  ИВЭП, использующие электрическую энергию, получаемую от трехфазной сети переменного тока;
  
• 
  ИВЭП, использующие электрическую энергию автономного источника постоянного тока.
  

Источники переменного напряжения обычно вырабатывают напряжениегармонической формы с фиксированной частотой 50, 400 или 1000 герц и фиксированным значением 110, 127, 220 или 380 вольт. Источниками постоянного напряжения могут быть аккумуляторы или солнечные батареи. Аккумуляторные батареи обычно имеют также фиксированное напряжение из ряда: 6, 12, 24 или 48 вольт.

2) по роду тока нагрузки:

• 
  ИВЭП с выходом на переменном токе;
  
• 
  ИВЭП с выходом на постоянном токе;
  
• 
  ИВЭП с выходом на переменном и постоянном токе.
  

Исходя из классификации по виду используемых первичных источников и роду тока нагрузки, выделяют:

• 
  инверторные ИВЭП – используются для преобразования напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока, а также постоянного напряжения первичного источника в переменное напряжение, питающее нагрузку. То есть, они изменяют не только значение, но и род выходного напряжения. Например, к инверторам можно отнести выпрямитель и электронный генератор;
  
• 
  конверторные ИВЭП – используются для преобразования одного напряжения в другое. Пример: конверторы постоянного напряжения – электронные стабилизаторы постоянного напряжения, конверторы переменного напряжения – трансформаторы. Любой конвертор может содержать внутри себя инвертор и наоборот.
  

3) по принципу действия:

• 
  трансформаторные ИВЭП, в которых напряжение переменного тока, например, силовой сети, вначале изменяется по значению при помощи трансформатора, а затем выпрямляется и стабилизируется;
  
• 
  бестрансформаторные ИВЭП, в которых переменное напряжение сети вначале выпрямляется, а затем преобразуется в переменное напряжение более высокой частоты. В преобразователе может использоваться высокочастотный трансформатор, поэтому точнее эти источники называть: с бестрансформаторным входом;
  

4) по количеству различных выходных напряжений (каналов):

• 
  одноканальные ИВЭП, имеющие один выход постоянного или переменного тока;
  
• 
  многоканальные ИВЭП, имеющие два или более выходных напряжений. Если в каждом канале используется отдельный стабилизатор выходного напряжения, то это – многоканальный ИВЭП с индивидуальной стабилизацией. Если же для стабилизации всех выходных напряжений используется выходное напряжение только одного источника, то такие источники называются ИВЭП с групповой стабилизацией.
  

---

5) по напряжению на нагрузке:

• 
  ИВЭП низкого (до 100 В) напряжения;
  
• 
  ИВЭП среднего (от 100 до 1000 В) напряжения;
  
• 
  ИВЭП высокого (свыше 1000 В) напряжения.
  

6) по выходной мощности:

• 
  микромощные ИВЭП (до 1 Вт);
  
• 
  ИВЭП малой мощности (от 1 до 100 Вт);
  
• 
  ИВЭП средней мощности (от 100 Вт до 1 кВт);
  
• 
  ИВЭП большой мощности (более 1 кВт).
  

7) по стабильности напряжения на нагрузке:

• 
  стабилизированные ИВЭП;
  

 нестабилизированные ИВЭП.

Стабилизированные источники питания имеют в своем составе, по крайней мере, один стабилизатор напряжения (тока) и могут быть разделены:

а) по характеру стабилизации напряжения:

 ИВЭП с непрерывным регулированием;

 ИВЭП с импульсным регулированием.

б) по характеру обратной связи

 параметрические;

 компенсационные;

 комбинированные.

в) по точности стабилизации выходного напряжения:

 ИВЭП с низкой стабильностью (суммарная нестабильность выходного напряжения более 2…5%);

 ИВЭП со средней стабильностью (нестабильность не более 0,5…2%);

 ИВЭП с высокой нестабильностью (нестабильность до 0,1…0,5%);

 прецизионные ИВЭП (суммарная нестабильность менее 0,1%).

1.2 Основные характеристики ИВЭП

Все характеристики ИВЭП можно разделить на входные, выходные и эксплуатационные.

К входным характеристикам ИВЭП относят:

 значение и вид напряжения первичного источника питания;

 относительную нестабильность питающего напряжения, характеризующую возможные пределы изменения его значения относительно номинального – верхний предел

и нижний предел



где Uп max и Uп min – максимальное и минимальное значение напряжения питающей сети.

 частоту питающего напряжения и ее нестабильность;

 количество фаз источника переменного напряжения;

 допустимый коэффициент гармоник питающего напряжения;

 внутреннее сопротивление первичного источника питания.

К выходным характеристикам ИВЭП обычно относят:

 значения выходных напряжений;

 нестабильность выходных напряжений;

 ток нагрузки или выходную мощность по каждому каналу. Для источников питания с выходом на переменном токе задаются максимальное, минимальное и номинальное значения полной мощности (в вольт-амперах) S = U/Z (где U – действующее значение напряжения на нагрузке, Z – модуль полного сопротивления нагрузки) и соответствующие значения коэффициентов мощности нагрузки cos = R/Z, где R – активное сопротивление нагрузки;

---

 номинальное значение тока, потребляемого ИВЭП от первичного источника. Для ИВЭП, работающего в режиме изменяющейся нагрузки, задаются номинальное, максимальное и минимальное значения мощности, потребляемой от первичного источник;

 для ИВЭП, питающегося от источника переменного тока, коэффициент мощности cos = P/S, где P – активная составляющая полной мощности, потребляемой ИВЭП от первичной сети. Для нагрузок постоянного тока cos = 1, так как P = S;

 внутреннее сопротивление ИВЭП, равное численному значению отношения изменения выходного напряжения ∆U вых к вызвавшему его изменению тока нагрузки (выходного тока) ∆I вых

r вн  U вых/I вых ;

 уровень пульсаций выходного напряжения ΔU и/или коэффициент пульсаций K п

Kп  U/U0 ,

где ΔU, U0 – переменная и постоянная составляющие выходного напряжения;

 наличие гальванической изоляции между входом и выходом;

 наличие защиты от перегрузки на выходе.

К эксплуатационным характеристикам относят:

 диапазон рабочих температур;

 допустимую относительную влажность;

 диапазон допустимых давлений окружающей атмосферы;

 допустимые механические нагрузки;

 коэффициент полезного действия ИВЭП



где n – число выходов (каналов) ИВЭП; Р i ном – номинальная мощность, передаваемая в нагрузку по i-му выходу; Р п ном – номинальная потребляемая мощность; Р р – мощность, рассеиваемая в ИВЭП;

 удельную мощность



где Р ном – номинальная мощность, передаваемая в нагрузку; V – объем ИВЭП (обычно измеряемый в дм3);

 надежность ИВЭП, которая обеспечивается мероприятиями, выполняемыми на этапах разработки, изготовления и эксплуатации. Основы надежности ИВЭП закладываются на этапе их разработки.

Основными причинами отказов ИВЭП являются не только отказы элементов, но также неправильно заданные требования к качеству входных (питающих) и выходных напряжений, ошибки, допущенные при выборе схемы и при проектировании отдельных узлов, некачественное изготовление ИВЭП и неправильная эксплуатация.

Обеспечение надежности ИВЭП, заложенное на этапе разработки, сводится к следующим основным положениям:

---

Смотрите также файлы

• 1й Съезд советов проходил в июне 1917Г 2й Съезд советов проходил в октябре 1917Г.docx

• Лекции 1, Русский фольклор. Фольклористика. Жанровая система русского фольклора. Обрядовый фольклор. Необрядовый фольклор.pdf

• Фриксион ишсизлик.docx

• Практическая работа 2 Конструирование катушек трансформатора.doc

• Iii. Перечень вопросов для подготовки личного состава территориальных органов мчс россии в области организации тушения пожаров и проведения аварийноспасательных работ.docx