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:


реферат Принцип построения импульсных блоков питания

Информация:

Тип работы: реферат. Добавлен: 25.10.2012. Сдан: 2011. Страниц: 3. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


ПРИНЦИП ПОСТРОЕНИЯ ИМПУЛЬСНЫХ БЛОКОВ ПИТАНИЯ (ИБП). 

Современные БП  строятся по бестрансформаторной схеме  подключения к питающей сети и  представляют собой импульсные БП, которые характеризуются высоким  КПД (более 70%), малым весом и небольшими габаритами. 

Однако импульсный БП является источником импульсных помех, что предъявляет к его схеме  высокие требования в части электромагнитной совместимости с остальной схемой компьютера, а также с другими  бытовыми электронными устройствами. Кроме того в бестрансформаторных ИБП нет гальванической развязки части схемы от напряжения сети, что требует принятия специальных мер безопасности при его ремонте. Основными функциональными частями ИБП являются: 

• входной помехоподавляющий  фильтр; 

• сетевой выпрямитель; 

• сглаживающий емкостной фильтр; 

• схема пуска; 

• ключевой преобразователь  напряжения с импульсным силовым  трансформатором (силовой инвертор); 

• схема управления; 

• цепи формирования выходных напряжений, гальванически  развязанные от питающей сети; 

• цепи формирования и передачи сигнала обратной связи на схему управления. 

В зависимости  от назначения ИБП может содержать  различные дополнительные схемы, например: 

• линейные стабилизаторы  в интегральном или дискретном исполнении; 

• помехоподавляющие  цепи; 

• схемы защиты от перегрузок по току, а также от входного и выходного пере и недонапряжения. 

Кроме того, в  схему ИБП могут включаться схемы  формирования специальных управляющих  сигналов, обеспечивающих согласованную  работу ИБП с питаемой от него схемой. 

Для получения постоянных напряжений с помощью ИБП с бестрансформаторным входом в нем осуществляется тройное преобразование напряжения. Переменное напряжение сети выпрямляется и сглаживается. Полученное постоянное напряжение преобразуется в импульсное прямоугольное напряжение частотой несколько десятков килогерц, которое трансформируется с соответствующим коэффициентом на вторичную сторону, выпрямляется и сглаживается. Определяющим узлом любого ИБП является ключевой преобразователь напряжения и в первую очередь его силовая часть (мощный выходной каскад). Выходные каскады всех разновидностей ИБП можно разделить на два больших класса: однотактные и двухтактные. 

Рассмотрим  работу обобщенной однотактной  схемы ИБП, приведенной  на рис. 1 

Переменное напряжение сети выпрямляется диодным мостом и сглаживается конденсатором большой емкости.  

В результате на выходе выпрямителя появляется постоянное положительное напряжение Uep = +310В. Этим напряжением запитывается схема  пуска, которая вырабатывает питающее напряжение для схемы управления сразу после включения ИБП. На выходе схемы управления вырабатывается управляющее напряжение в виде последовательности прямоугольных импульсов с частотой порядка несколько десятков килогерц. Эти импульсы управляют состоянием (открыт/закрыт) мощного ключевого высокочастотного транзистора, нагрузкой которого является первичная обмотка импульсного высокочастотного трансформатора (ИВТ). В результате переключении транзисторного ключа во вторичных обмотках ИВТ наводятся импульсные ЭДС прямоугольной формы, которые затем выпрямляются и сглаживаются. 

Силовая часть  однотактного преобразователя с  бестрансформаторным входом может  быть выполнена одним из двух возможных  способов. Поэтому следует различать  проточные (прямоходовые) и запорные (обратноходовые) преобразователи. 

В проточных  преобразователях ток подзарядки накопительных  емкостей во вторичной цепи (ток  через диоды выпрямителя) протекает  во время открытого состояния  ключевого транзистора, а в запорных - во время закрытого состояния  этого транзистора. Тип преобразователя определяется выбором определенной полярности подключения выпрямительных диодов ко вторичным обмоткам импульсного трансформатора и конструктивными особенностями самого импульсного трансформатора. 
 

Принципиальная  схема прямоходового преобразователя (преобразователя с пропускающим диодом) изображена на рис. 2,а. Энергия в цепь нагрузки передается через диод D1 во время открытого состояния транзистора Q1. Одновременно в сердечнике дросселя L1 накапливается магнитная энергия (токи через дроссель и первичную обмотку Т1 линейно нарастают), которая затем во время закрытого состояния Q1 выдается в нагрузку через диод D2. При этом ток дросселя линейно уменьшается. Магнитная энергия, накопленная в сердечнике трансформатора Т1 за время открытого состояния Q1, снова возвращается в источник во время закрытого состояния Q1. Этот возврат (рекуперация) осуществляется с помощью обмотки размагничивания и диода D3. В противном случае сердечник трансформатора оказался бы в состоянии насыщения, что при следующем открывании транзистора Q1 привело бы к выводу его из строя чрезмерно большим током первичной обмотки Т1, индуктивность которой была бы очень мала. 

Таким образом, в прямоходовом преобразователе  трансформатор служит только для  трансформации энергии. Исходя из этого принципа трансформатор прямоходового преобразователя должен выполняться таким, чтобы запасаемая в его сердечнике магнитная энергия за время открытого состояния транзистора была бы минимальной. 

Принципиальная  схема обратноходового преобразователя (преобразователя с запирающим диодом) изображена на рис. 2,6. Трансформатор Т1 во время открытого состояния транзистора Q1 запасает магнитную энергию, т.к. через первичную обмотку Т1 и открытый Q1 протекает нарастающий во времени ток. Во время закрытого состояния транзистора Q1 трансформатор Т1 отдает накопленную энергию через диод D1 в конденсатор С1 и в нагрузку.  

Во время открытого  состояния транзистора диод D1 закрыт, и нагрузка получает энергию только от конденсатора С1. Обратноходовой преобразователь является единственным типом преобразователя с одним только индуктивным элементом в виде трансформатора Т1, который служит для накопления и трансформации энергии. Поскольку трансформатор Т1 является накопительным элементом, то большое значение приобретает линейность характеристики намагничивания его сердечника в большом диапазоне значений индукции. 

 Однако все  магнитные материалы характеризуются  наличием области насыщения, где  изменение тока через первичную  обмотку уже не вызывает изменения  магнитного потока в сердечнике. С целью избежать попадания в область насыщения сердечники трансформаторов обратноходовых преобразователей обычно выполняются с немагнитным зазором. Такой зазор линеаризует характеристику намагничивания сердечника вплоть до очень больших значений индукции. 

Для регулировки  выходных напряжений в импульсных БП в большинстве случаев используется метод широтно-импульсной модуляции (ШИМ), который заключается в том, что изменяется длительность импульсов  и пауз между ними при неизменной частоте преобразования. Соотношение между длительностью импульса и паузы зависит от уровня выходных напряжений и автоматически изменяется таким образом, чтобы поддерживать выходные напряжения на номинальном уровне. 

Выходное напряжение обратноходового преобразователя для режима непрерывных токов определяется по формуле: 

где n - коэффициент  трансформации, Uвx - уровень входного постоянного питающего 

напряжения, q - коэффициент  заполнения, q = Ti/ T (Ti - время открытого  состояния транзистора, а Т - период 

переключения  преобразователя). 

Примечание: Режимом  непрерывных токов называется такой  режим работы преобразователя, когда  ток, протекающий через выпрямительный диод после запирания транзистора, не успевает уменьшиться до нуля к  моменту следующего открывания транзистора. 

Для прямоходового  преобразователя в режиме непрерывных  токов это напряжение определяется по формуле: 

Таким обазом, регулируя q, можно регулировать выходное напряжение. Например, в случае увеличения выходных напряжений увеличивается напряжение обратной связи (ОС), подаваемое на схему управления (функциональный состав схемы управления будет подробно рассмотрен далее).  

В результате уменьшится длительность управляющих прямоугольных  импульсов на выходе этой схемы управления, что приведет к уменьшению времени открытого состояния силового ключа за период. Это значит, что уменьшится время, в течение которого через первичную обмотку импульсного трансформатора ИВТ протекает линейно нарастающий ток. Следовательно, уменьшится время, в течение которого будет действовать импульс ЭДС на вторичных обмотках импульсного трансформатора. Поэтому уменьшатся уровни выходных постоянных напряжений блока, которые получаются как результат выпрямления и сглаживания импульсов ЭДС со вторичных обмоток ИВТ. Таким образом, уровень выходных напряжений поддерживается постоянным в состоянии динамического равновесия. 

При уменьшении выходных напряжений ИБП, например, вследствие увеличения токопотребления в нагрузке, происходящие процессы по регулировке  выходных напряжений будут обратными. 

Упрощенная схема  на рис. 3 иллюстрирует построение типового однотактного ИБП. Однако в ИБП для  системных модулей обычно используется двухтактная полумостовая схема, т.к. однотактные схемы в диапазоне  выходных мощностей свыше 150 Вт оказываются неэффективными из-за резкого увеличения габаритных размеров и массы импульсного трансформатора и ухудшения режимов работы ключевого транзистора. 
 

Рассмотрим  принцип работы обобщенной структурной схемы двухтактного полумостового ИБП с бестрансформаторным, рис.3 

Первичная обмотка  ИВТ включена в диагональ электрического моста, одно плечо которого образовано конденсаторами С1, С2, а другое - мощными  ключевыми транзисторами Q1, Q2.  

Конденсаторы  достаточно большой и одинаковой емкости С1, С2 образуют емкостной делитель, одновременно выполняя функцию сглаживающих емкостей высокочастотного фильтра.  

Выпрямленное  напряжение сети делится на них пополам.  

Транзисторы управляются  по базам от схемы управления через  управляющий и развязывающий  трансформатор DT таким образом, что переключение их происходит поочередно с регулируемой паузой на нуле.  

Когда транзистор Q1 достигает состояния насыщения, а транзистор Q2 находится в состоянии  отсечки, первичная обмотка трансформатора подключается к заряженному конденсатору С1 достаточно большой емкости. Поэтому через первичную обмотку ИВТ РТ протекает ток разряда этого конденсатора по цепи: (+) С1 -к-э Q1 - первичная обмотка РТ-С4- (-)С1. 

Одновременно  с током разряда конденсатора С1 по обмотке протекает от источника  питания и ток подзаряда конденсатора С2 по цепи: Uep - к-э Q1 - первичная обмотка РТ - С4 - С2 - "общий провод" первичной стороны. 

Во второй полупериод, когда транзистор Q1 закрывается, a Q2 открывается, конденсаторы меняются ролями, т.е. конденсатор С2 разряжается, а С1 подзаряжается. Ток через первичную обмотку импульсного трансформатора протекает в противоположном предыдущему случаю направлении. Из схемы видно, что к первичной обмотке импульсного трансформатора прикладывается лишь половинное напряжение питания. Поэтому ток, коммутируемый транзистором в данной схеме, должен быть вдвое больше тока, протекающего через транзистор однотактной схемы преобразователя для получения той же мощности в нагрузке.  

Однако в такой  схеме обратное напряжение, приложенное  к закрытому транзистору, уменьшается более чем в два раза по сравнению с однотактной схемой преобразователя. Стабильность выходных напряжений поддерживается тем же способом, что и в однотактной схеме. Сигнал обратной связи подается на схему управления с делителя R1, R2 в цепи шины выходного напряжения ИБП. Схема управления, построенная по принципу ШИМ, изменяет длительность управляющих импульсов, подаваемых на базы силовых транзисторов Q1, Q2 таким образом, чтобы вернуть отклонившееся выходное напряжение к номинальному значению. При этом для обеспечения достаточной величины базового для силовых ключей тока на выходе схемы управления включается согласующий каскад. 

Диоды D1 и D2 называются рекуперационными (возвратными). Они  создают путь для протекания тока в моменты запирания транзисторов Q1 и Q2. Токи эти протекают под воздействием противо-ЭДС, наводимой в первичной обмотке силового импульсного трансформатора РТ при резком прерывании тока через нее в результате запирания этих транзисторов. Возникновение импульса ЭДС при запирании транзисторов объясняется неизбежным наличием у силового импульсного трансформатора паразитной индуктивности рассеяния, в которой за время открытого состояния транзистора запасается магнитная энергия.  

Явление магнитного рассеяния заключается в том, что часть магнитного потока ответвляется от основного магнитного потока и замыкается по различным путям, охватывающим различные группы витков; этот факт отражают введением понятия индуктивности рассеяния Ls. Противо ЭДС всегда имеет полярность, стремящуюся поддержать ток прежнего направления. Потенциал вывода 1 первичной обмотки силового трансформатора РТ можно считать не изменяющимся.
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.