Импульсный блок питания

Сильные и слабые стороны импульсных источников

Если сравнивать аналоговые и импульсные устройства одинаковой мощности, то у последних будут следующие преимущества:

· Небольшие размеры и вес, за счет отсутствия низкочастотного понижающего трансформатора и управляющих элементов, требующих отвода тепла при помощи больших радиаторов. Благодаря применению технологии преобразования высокочастотных сигналов можно уменьшить емкость конденсаторов, используемых в фильтрах, что позволяет устанавливать элементы меньших габаритов.

· Более высокий КПД, поскольку основные потери вызывают только переходные процессы, в то время как в аналоговых схемам много энергии постоянно теряется при электромагнитном преобразовании. Результат говорит сам за себя, увеличение КПД до 95-98%.

· Меньшая стоимость за счет применения мене мощных полупроводниковых элементов.

· Более широкий диапазон входного напряжения. Такой тип оборудования не требователен к частоте и амплитуде, следовательно, допускается подключение к различным по стандарту сетям.

· Наличие надежной защиты от КЗ, превышения нагрузки и других нештатных ситуаций.

К недостаткам импульсной технологии следует отнести:

· Наличие ВЧ помех, это является следствием работы высокочастотного преобразователя. Такой фактор требует установки фильтра, подавляющего помехи. К сожалению, его работа не всегда эффективна, что накладывает некоторые ограничения на применение устройств данного типа в высокоточной аппаратуре.

· Особые требования к нагрузке, она не должна быть пониженной или повышенной. Как только уровень тока превысит верхний или нижний порог, характеристики напряжения на выходе начнут существенно отличаться от штатных. Как правило, производители (в последнее время даже китайские) предусматривают такие ситуации и устанавливают в свои изделия соответствующую защиту.

Рассмотрим алгоритм работы такого источника:

· Питание поступает на сетевой фильтр, его задача минимизировать сетевые помехи, как входящие, так и исходящие, возникающие вследствие работы.

· Далее вступает в работу блок преобразования синусоидального напряжения в импульсное постоянное и сглаживающий фильтр.

· На следующем этапе к процессу подключается инвертор, его задача связана с формированием прямоугольных высокочастотных сигналов. Обратная связь с инвертором осуществляется через блок управления.

· Следующий блок – ИТ, он необходим для автоматического генераторного режима, подачи напряжения на цепи, защиты, управления контроллером, а также нагрузку. Помимо этого в задачу ИТ входит обеспечение гальванической развязки между цепями высокого и низкого напряжения.

 

Данный источник может применяться для питания любой нагрузки мощностью до 15...20 Вт и имеет меньшие габариты, чем аналогичный, но с понижающим трансформатором, работающим на частоте 50 Гц.

Источник питания выполняется по схеме однотактного импульсного высокочастотного преобразователя. На транзисторе собран автогенератор, работающий на частоте 20...40 кГц (зависит от настройки). Частота настраивается емкостью С5. Элементы VD5, VD6 и С6 образуют цепь запуска автогенератора.

Во вторичной цепи после мостового выпрямителя стоит обычный линейный стабилизатор на микросхеме, что позволяет иметь на выходе фиксированное напряжение, независимо от изменения на входе сетевого (180...240 В).

В схеме применены конденсаторы: С1 и С2 – 0,01 мкФ х 630 В, С3 -22 мкФ х 450 В, С4 – 0,22 мкФ х 400 В, С5 – 6800 -15000 пФ (подбирается),012 мкФ, С6 — 10 мкФ х 50 В, С7 – 220 мкФ х 25 В, С8 – 22 мкФ х 25 В.. Резисторы могут быть любыми. Стабилитрон VD6 можно заменить на КС156А.

Трансформатор Т1 – используется ферритовый сердечник ш-образной формы размерами 5х5. Первичная обмотка наматывается 600 витков проводом Ø 0,1 мм, вторичная (выводы 3-4) содержит 44 витка Ø 0,25 мм, и последняя – 5 витков Ø 0,1 мм.

Настройка сводится к подбору номиналов R2 и С5, обеспечивающих возбуждение генератора при входном напряжении 180-240 В.

 

 

Экономический расчет

1.Заработная плата монтажника в месяц 35000

35000/22=1590 (зарплата за день)

1590/8=199 (в час)

2.Зарабатная плата контролера ОТК В месяц 27200

27200/22=1236 (зарплата за день)

1236/8=154

Таблица 2

Наименование	Цена  руб.	Количество
Трансформатор ALT3232M-151-T001	80	1
Резисторы: R1-100  Ом х 0,5Вт	10	1
Резисторы: R2-150-300 КОм х 0,5Вт	20	1
Резисторы: R3-1 КОм х 0,5Вт	4	1
Конденсатор 0,01мкФ х 630В	20	2
Конденсатор 22 мкф х 450В	20	1
Конденсатор 0,22 мкФ х 400В	8	1
Конденсатор 6800-15000пФ	150	1
Конденсатор 10мкФ х 50В	5	1
Конденсатор 220мкФ х 25В	270	1
Конденсатор 22мкФ х 25В	2	1
Транзистор VT1-КТ872А	150	1
Стабилизатор напряжения КР142	76	1
Предохранитель FU1-0.25A	20	1
Диоды VD1-4 – КД258В	332	4
Диоды VD5 и 7- КД510А	14	2
Диод VD6-КС156А	31	1
Диоды VD8-11 КД258А	296	4
Итог	1508 рубль

 

3.Общий итог

199+154+1508=1861

Вывод: Себестоимость изделия на предприятии равна 1861 руб. Экономическую целесообразность разработки и внедрения данного устройства в производство можно считать только после всесторонних маркетинговых исследований рынка и выбора модели и поведения продажи конечному потребителю.

 

 

Заключение.

В процессе выполнения курсового проекта были изучены типовые узлы схем управления двигателями постоянного и переменного тока на базе бесконтактных элементов, Преобразователя на SCR-тиристорах, IGBT-транзисторы. В курсовом проекте я разобрал прицеп работы двигателя постоянного и переменного тока. Ознакомился с их схемами и чертежами, а также с тиристорами транзисторами.

В итоге понял, что курсовое проектирование значительно влияет на освоение материала учебного курса и дает реальное представление о конструкторско-технологических работах, проводимых на этапе проектирования.

 

 

Литература

Кафедра электротехники и авиационного электрооборудования А.А. Савелов "Импульсные источника питания"

«Методическими рекомендациями по разработке инструкций по охране труда», Постановлением Минтруда РФ №41 от 17.06.2002г и Постановлением Минтруда РФ №55 от 17.07.2003г.

Полупроводниковые приборы Н.М.Тугов, Б.А. Глебов, Н.А Чарыков

Справочник полупроводниковые приборы диоды тиристоры

В.И Галкин, А.Л. Булычев, П.М. Лямин

https://studref.com/454073/tehnika/obschie_svedeniya_poluprovodnikovyh_priborah_elementah_impulsnoy_tehniki

https://travmatizma.net/instrukciya-po-oxrane-truda-pri-vypolnenii-payalnyx-rabot/

https://www.asutpp.ru/impulsnyj-blok-pitaniya.html

https://studme.org/152095/tehnika/tipovye_uzly_shem_upravleniya_dvigatelyami_postoyannogo_peremennogo_toka_baze_beskontaktnyh_elementov

https://ru.wikipedia.org/wiki/Полупроводниковые_приборы

https://studme.org/302762/tehnika/impulsnye_ustroystva_poluprovodnikovyh_diodah

http://electricalschool.info/electronica/999-poluprovodnikovye-pribory.html