На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


практическая работа Расчет импульсного инвертирующего стабилизатора

Информация:

Тип работы: практическая работа. Добавлен: 09.07.2012. Сдан: 2010. Страниц: 10. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


= www.kai5.ru = 
 

КАИ
5-й  факультет: 

- Дипломы
- Курсовые проекты
- Курсовые работы
- Рефераты
- Тесты
- Справочная литература 
 

Свои  работы присылайте на e-mail: info@kai5.ru 
 
 

Удачной сессии! 

 
 
Принимаются заявки на размещение рекламы.
Пишите: admin@kai5.ru
icq # 330-803-890
 
 
= www.kai5.ru =
 
 

Казанский Государственный технический университет  им. А.Н. Туполева
 
 
 
 
 
 
Расчетно-графическая  работа
По  предмету вторичные  источники                   электрического  питания   
                                 на тему:
 
Импульсный  инвертирующий стабилизатор
 
 
 
                                          Выполнил:
                                                студент  гр.
 
 
                                                                                              Проверил:     Петровский В.В.
 
 
 
 
                                                          Казань 2004
 
 
Содержание:
 
    Анализ  задания……………………………………………………………………………..3
    Режим прерывистых токов дросселя……………………………………………………...6
    Расчет………………………………………………………………………………………..7
    ИСН на ИМС………………………………………………………………………………..9
    Список  литературы………………………………………………………………………...10
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
                                                                                
 
 
 
 
Анализ  задания.
    В данной РГР следует осуществить  расчет импульсного инвертирующего стабилизатора выполненного на ИМС  142ЕП1 .  Необходимо произвести расчет силовой части схемы. Представленной на рис1 .
 

Рис. 1. Структурная схема импульсного параллельного стабилизатора  
инвертирующего типа

 
      Импульсный параллельный  инвертирующий стабилизатор, здесь параллельно нагрузке Rн включен дроссель L, а регулирующий элемент РЭ включен последовательно с нагрузкой. Блокирующий диод отделяет конденсатор фильтра C и нагрузку Rн от регулирующего элемента. Стабилизатор обладает свойством изменения (инвертирования) полярности выходного стабильного напряжения Uн относительно полярности входного напряжения питания. Значение выходного напряжения такого стабилизатора в зависимости от относительной длительности открытого состояния регулирующего транзистора может быть как больше, так и меньше напряжения Uп
 
    Схема управления (СУ) позволяет получить заданную стабильность напряжения Uн на нагрузке. Вход СУ во всех трех типах ИСН подсоединяется к нагрузке для формирования сигнала рассогласования в цепи обратной связи, а ее выход - к выводам эмиттер-база регулирующего транзистора для управления его включением и выключением. Стабилизация выходного напряжения ИСН при изменениях напряжения питания или тока нагрузки осуществляется изменением скважности импульсов напряжения на входе сглаживающего фильтра, уменьшающего до заданного уровня пульсацию напряжения на нагрузке.
    Временные диаграммы токов и напряжений для стабилизатора полярно инвертирующего (инвертирующего) типа (рис. 1.) приведены на рис. 2.
    На  интервале времени 0?t1 транзистор закрыт, уменьшающийся ток дросселя через открытый диод протекает в конденсатор и нагрузку. При этом напряжение на транзисторе uКЭ = (Uп Uн Uпр), а на дросселе uL = (Uн - Uпр).
В момент поступления отпирающего напряжения uп. у на базу транзистора он начинает открываться. Инерционность диода на интервале t1?t2 приводит к разряду конденсатора через открывающийся транзистор на источник питания Uп и всплеску коллекторного тока IК m. Уменьшить IК m можно тем же способом, что и в ИСН понижающего или повышающего типов, т.е. уменьшением скорости нарастания базового и коллекторного токов регулирующего транзистора. После окончания процессов рассасывания в диоде (момент времени t2) конденсатор Сн оказывается
 
 
 
 
 
подключенным только к нагрузке Rн. В течение времени t2?t3 через конденсатор протекает ток разряда, равный току нагрузки Iн, напряжение на транзисторе равно UКЭ нас, ток дросселя, который
Рис. 2. Диаграммы  изменений напряжений и токов  в стабилизаторе  
инвертирующего типа в режимах непрерывных (а) и прерывистых (б)  
токов дросселя

 
    через насыщенный транзистор подключен к источнику питания Uп, возрастает от Imin до Imax и напряжения на дросселе и диоде uL = Uп + Uн - UКЭ нас.
    После окончания импульса uп. у регулирующий транзистор через время рассасывания tрас 6акрывается, ток дросселя начинает уменьшаться от IL max до IL min.
    Статическая регулировочная характеристика стабилизатора инвертирующего типа  представляет собой семейство кривых, построенных по формуле
                                                                                
  Uн / Uп = -g (1 - s) (1 - g) / [s + (1 - s) (1 - g)2],
где = (rrдин) /Rн; rL, rдин, Rн - сопротивления диода (динамическое), дросселя и нагрузки соответственно. Одна кривая устремляется в бесконечность при = 0 и g ® 1, а другие при > 0 имеют экстремум, зависящий от s (рис. 3.). Все кривые начинаются от нуля, а выходное напряжение ИСН имеет противоположную полярность по отношению к напряжению питания.
                                                             
                                                                    
Рис. 3. Регулировочные характеристики  
стабилизатора инвертирующего типа

 
    Поскольку семейство кривых на рис. 3. почти симметрично семейству кривых ИСН повышающего типа, то недостатки ИСН повышающего типа относятся и к инвертирующему ИСН:
    для получения большой кратности выходного напряжения необходимо иметь малое значение s = (rL + rдин) /Rн;
    нелинейность характеристик требует принятия дополнительных мер по обеспечению устойчивой работы стабилизатора (при высоких коэффициентах стабилизации);
    при малых значениях s (например, в маломощных стабилизаторах) и большой кратности выходного напряжения необходимо принимать меры по защите от превышения напряжения (например, при сбросе нагрузки).
    При автотрансформаторном включении дросселя значение и форма напряжений и токов изменится:
    амплитуда коллекторного тока Im в момент открывания транзистора уменьшится из-за наличия дополнительной индуктивности в цепи разряда конденсатора Сн;
    ток iL, протекающий через полуобмотку дросселя, будет в моменты коммутации транзистора скачкообразно изменяться;
    напряжение на закрытом транзисторе uКЭ = (Uп Uн Uпр) /n  в зависимости от значения n оно больше (< 1) или меньше (> 1) того же напряжения uКЭ для схемы на рис. 1;
    обратное напряжение на диоде uд Uн + (Uп UКЭ нас) /n  также в зависимости от n оно больше (> 1) или меньше (< 1) обратного напряжения диода для схемы рис. 1;
    регулировочные характеристики смещаются влево > 1 и вправо при < 1  (пунктирные линии на рис. 3.).
                                                                                
  Режим прерывистых  токов дросселя
    Особенность работы схем на рис. 1. в режиме прерывистых токов состоит в следующем (рис. 2., б). На интервале времени 0?t1 транзистор закрыт, ток дросселя и диода равен нулю, вследствие чего напряжения на транзисторе, диоде и дросселе соответственно равны uКЭ = Uпuд = Uн, uL = 0.
    В момент t1 поступления импульса uп. у регулирующий транзистор открывается и его коллекторный ток сравнительно медленно возрастает без выбросов Im, так как ток через диод к моменту времени t1 был равен нулю. По окончании импульса uп. у транзистор через время tрас закрывается, и ток дросселя начинает спадать до нуля в течение времени t2?t3. На интервале t1?t3, значения напряжений uКЭ, uд, uL такие же, как и в режиме непрерывных токов дросселя (рис. 2, а). С момента времени t3 весь процесс повторяется.
    Применение  режима прерывистых токов в схемах ИСН инвертирующего типа с автотрансформаторным включением дросселя приведет к пропаданию выброса коллекторного тока Im, увеличению напряжения на диоде и уменьшению напряжения на транзисторе и дросселе в течение времени t4?t5, при котором i= 0, до uд Uн, uКЭ Uп и u= 0. При этом на форме напряжений диода и транзистора появляются "вырезы".
    Недостатками режима прерывистых токов, как и для ИСН двух других типов, являются главным образом повышенная пульсация напряжения на нагрузке из-за увеличения времени разряда конденсатора в нагрузку на интервале t4?t5 и некоторое увеличение внутреннего сопротивления.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
                                                                               
Расчет
Исходные  данные для расчета ИСН инвертирующего типа: Uп =15В;DUп=3В; Rи =100Ом;                     Uн =5В;DUн =0,02В; Iн max =11А; Iн min =9А;Uн~=0,001; К =100.
    1. Выбираем частоту преобразования  fп =50000 Гц и принимаем hст = 0,9.
    2. Определяем минимальное, номинальное и максимальное значения относительной длительности открытого состояния регулирующего транзистора:
    gmin = (Uн - DUн) / [(Uп + DUп + Uн - DUн)hст],
    gmin = (5В-0,02В)/[(15B+3B+5B-0.02B)0.9]=0.24 ,
    gном = Uн / [(Uп + Uн)hст],
    gном =5B/[(15B+5B)0.9]=0.28 ,
    gmax = (Uн + DUн) / [(Uп - DUп + Uн + DUн)hст].
    gmax = (5B+0.02B)/[(15B-3B+5B+0.02В)0.9]=0.33 ,
    3. Из условия обеспечения непрерывности токов дросселя определяем его индуктивность
    Lmin ? (Uн + DUн - Uпр) (1 - gmax)2 / (2Iн min fп).
    Lmin ? (5B+0.02B-5B)(1-0.33) 2 / (2*9A*50000Гц)=10нГн , возьмем  Lmin =20мкГн
    4. Определяем средний, минимальный и максимальный токи дросселя при Iн max и Uп min .
    IL ср = Iн max / (1 - gmax),
    IL ср =11А/(1-0,33)=15А
    IL min = IL ср - Uп min gmax / (2Lmin fп),
    IL min =15А-13,5В*0,33/(2*10мкГн*50000Гц)=12,8А
    IL max =2IL ср - IL min.
    IL max =2*15А-13,5А=17,2А
    5. Задаемся значением  I= 1,5*Iср =1,5*15А=22,5А и с учетом fп выбираем регулирующий транзистор с параметрами IK max Im, UКЭ max > (Uп DUп Uн + DUн)=15В+3В+5В+0,02В=23,02В.
    Выбираем  транзистор 1Т813А;  IK max=30А; UКЭ max =100В; h2lЭ min=10; h2lЭ mах=60; UКЭ нас=0,8В. Базовый ток транзистора равен IБ Ih2lЭ min=22,5А/50=0,45А
    6. Выбираем силовой диод с параметрами
    Iпр > IL max=17,2А;  Uобр. и. р > (Uп + DUп + Uн + DUн)=23,02В;  tвос. обр << 1/fп=1/50000Гц=20мкс.
    Выбраем  диод КД521Б; Iпр =50А; Iпр.имп. =500А;  tвос. обр =4нс; Iобр max=1мкА.
    7. Определяем коэффициенты Kтр1 IIБ h21Э max=22,5А/0,45А*60=0,83, Kтр2 Imin IБ h21Э max=10,55/0,45*60=0,4.
    По  графикам на рис. 4 .находим tБ/tэфф, а затем емкость конденсатора
    CБ = 1,6 IБ tБ / DUЭБ.
 
                                                                                        
 
tБ/tэфф=0,5 ;  Возьмем tэфф=20мкс тогда,  tБ=0,5*20мкс=10мкс
 CБ =1,6*0,45А*10мкс/5В=1,44мкФ
      8. Определяем времена включения, выключения и рассасывания регулирующего транзистора (при  tБ < tт)
    tвкл max » tБ ln[(1 - tБ / 2tт) (1 + Kнас min)/Kнас min],     tвкл max »10мкс ln[(1-10мкс/2*5*106)(1+0,65)/0,65 ]=9,3мкс
    tвыкл max » tБ ln[(Iзап + IL max/h21Э min) / Iзап],
    tвыкл max »10мкс ln[(0,45А+17,2А/10)/0,45]=16мкс
    tрас max » tн ln{1 - Kнас IК нас/[h21Э max (IБ + Iзап)]}-1/2,
         tрас max »5мкс ln{1-0,65*10,9А/[60(0,45А+0,45А)]}-1/2=0.35мкс
 
Где: tт  »  h21Э  RК CК  +  1/2 fгр = 40 * 5Ом * 175пФ + 1/2 * 10МГц =5*106; IК нас Iн min + (Uн DUн) (- gmin)/(2L fп)=9А+(5В+0,02В)(1-0,24)/(2*20мкГн*50000Гц)= 10,9  А; возьмем Iзап=IБ=0,45А - запирающий транзисторный ток; tн=5мкс - постоянная времени  
накопления      заряда в базе насыщенного транзистора; Kнас = (IБ h21Э 
IК нас) / IКнас= =(0,45А*40-10,9А)/10,9А=0,65 - коэффициент насыщения; fгр=10МГц;  RК=5Ом - граничная частота и внешнее сопротивление в цепи коллектора транзистора соответственно.
          9. Потери мощности на транзисторе равны сумме потерь мощности в режимах насыщения и переключения и достигают максимального значения при Uп max и gmax , возьмем DUпр=5В. 
    PK нас =IL ср UКЭ нас gmin=15А*0,8В*0,24=2,88Вт        
    PK дин = 0,5 fп (Uп + DUп + Uн + DUн - DUпр) (IK m tвкл + IL max tвыкл),
    PK дин =0,5*50000Гц(15В+3В+5В+0,02В-5В)(22,5А*9,3мкс+17,2А*16мкс)=218Вт
    PK = PK нас + PK дин=2,88Вт+218Вт=220,88Вт
    10. Потери мощности на диоде
Pд = IL ср Uпр (1 - gmax) + (Uп + DUп + Uн + DUн - UКЭ нас) Iобр max tвос. обр fп /6,
Pд =15А*5В(1-0,33)+(15В+3В+5В+0,02В-0,8В)1мкА*4нс*50000Гц/6=50,25Вт
где Iобр max = IK m – [Iн max / (1 - gmin) - Uп max gmin / (2Lmin fп)].
Iобр max =22,5А-[11А/(1-0,24)-16,5В*0,24/(2*20мкГн*50000Гц)]=11,3А
    11. Пульсация на нагрузке, число конденсаторов и протекающие через них эффективный и импульсный ток  . Выбираем конденсатор типа К52-1-68 мкФ 50 В с допустимым импульсным током IC1 max = 40 А и действующим током IC1д = 2,5 А, сопротивлением rп = 0,12 Ом
    Uн~ =0,001В
    NC = Iн max (1 - gmin) / (C0 fп 2Uн~) + IL max rп. о / (2Uн~).
    NC =11А(1-0,24)/(68мкФ*50000Гц*2*0,001В)+17,2А*0,12Ом/(2*0,001В)=2,1»2
    IС max = (IL max - Iн) / N =(17,2А-10А)/2=3,6А
    IC д = Iн max [gmax / (1 - gmax)]1/2 / NC =11А[0,33/(1-0,33)] 1/2 /1=3,85А
         12. Вычисляем коэффициент передачи схемы управления с учетом коэффициента стабилизации Кст
    KШИМ ? (gmax - gном) Kст Uп / [(Uп - Uп min) (Uн - DUн)].
    KШИМ ?(0,33-0,28)*100*15В/[(15В-13,5В)(5В-0,02В)]=10
    13. Расчет схемы управления производить не будем, Pс. у=0.
    14. Потери в дросселе PL » IL ср2 rL=152А*0,5Ом=112,5Вт
    15. Значения hст и rн определяются по  формулам: где rдиф=0,6Ом
    hст = Uн Iн max / (Uн Iн max + Pк + Pд + PL + Pс. у),
    hст =5В*11А/(5В*11А+220,88Вт+50Вт+112,5Вт+0) »0,125
    rн = Uн (Rи + rL + rдиф) / (Kст Uп)=5В(100+0,5Ом+0,6Ом)/(100*15В)=0,337Ом
 
 
 
 
 
 
    ИСН на ИМС
    ИСН часто строится на ИМС так-так  они обладают наименьшими габаритами. Универсальная ИМС К142ЕП1  которая может быть ИСН понижающего, повышающего, инвертирующего типа . Схема стабилизатора инвертирующего типа представлена на рис.5.
 
 

Рис. 5.Схема  стабилизатора инвертирующего типа с микросхемой К142ЕП1
 
 
 
 
 
 
 
    Список  литературы.
    1.   Методическое пособие по “Вторичным источникам электрического питания’’
          Петровский В.В.
    2.   Краткий справочник радиолюбителя   “sashkin soft” 


и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.