Импульсный модулятор с полным разрядом накопителя в программе Micro-Cap

ID работы - 618115
радиоэлектроника (контрольная работа)
количество страниц - 80
год сдачи - 2012

---

СОДЕРЖАНИЕ:

---

СОДЕРЖАНИЕ

С.
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………........
1 ОБЗОР МЕТОДОВ ПОСТРОЕНИЯ ИСТОЧНИКОВ ВТОРИЧНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ………………………………………………………...
1.1 Назначение и основные показатели источников вторичного электропитания………………………………………………………………..
1.2 Типы и схемы источников питания……………………………………..
1.3 Линейные и импульсные источники питания…………………………..
1.4 Структурные схемы источников вторичного питания............................
1.5 Источники вторичного питания с широтно-импульсной модуляцией..
1.6 Методы улучшения параметров источников питания………………….
1.6.2 Усовершенствование конструкции трансформатора…………………
1.6.3 Дополнительная обратная связь по току дросселя……………………
1.6.4 Корректоры коэффициента мощности………………………………....
2 РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ УСТРОЙСТВА……….
2.1 Выбор структуры силовой части…………………………………………
2.2 Разработка функциональной схемы устройства…………………………
3 РАСЧЕТ КОМПОНЕНТОВ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ………………………
3.1 Компоненты силовой части схемы……………………………………….
3.1.1 Разработка входного выпрямителя……………………………………..
3.1.2 Разработка высоковольтного транзисторного преобразователя……...
3.1.3. Расчет выходной части преобразователя………………………………
3.2 Разработка схемы управления…………………………………………….
4 РАЗРАБОТКА ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ В СИСТЕМЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ P-CAD 2000……….
5 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНИ И ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА………......
5.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов………………
5.2 Анализ системы «Человек-Машина-Среда»…………………………......
5.3 Расчет защиты от воздействия электрического тока ……………………
5.4 Производственная санитария и гигиена труда……………………...
5.5 Расчет приточно-вытяжной вентиляции………………………………….
5.6 Пожарная безопасность ……………………………………………….......
6 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ………………………
6.1 Концепция бизнеса (резюме)………………………………………………
6.2 Характеристика изделия……………………………………………………
6.3 Исследование и анализ рынков сбыта и конкуренции…………………...
6.3.1 Сегментация рынка по потребителям…………………………………....
6.3.2 Параметрическая сегментация рынка……………………………………
6.3.3 Сегментация рынка по основным конкурентам…………………………
6.4 Расчет затрат на разработку изделия……………………………………….
6.5 Расчет договорной цены изделия……………………………………….......
6.6 Анализ стратегии маркетинга ……………………………………………....
6.7 Определение безубыточности производства……………………………....
6.8 План финансово-экономического риска……………………………………
6.9 Выводы по разделу…………………………………………………………
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………..
Перечень ссылок……………………………………………………………….
ПРИЛОЖЕНИЕ А……………………………………………………………….
ПРИЛОЖЕНИЕ В……………………………………………………………….
ПРИЛОЖЕНИЕ С……………………………………………………………….

---

ВВЕДЕНИЕ:

---

Уважаемая государственная комиссия!

Вашему вниманию предлагается дипломный проект студента _________________ «Импульсный модулятор». Научный руководитель _________
Неотъемлемой частью любой радиоэлектронной аппаратуры являются источники вторичного электропитания, обеспечивающие ее электрической энергией требуемого вида и качества. В настоящее время внимание специалистов в области электропитания сосредоточено на создании высокоэффективных ИВЭП, которые строятся на основе высокочастотных инверторов напряжения.
Актуальность проведения исследований обоснована тем, что вопросам проектирования и создания ИВЭП с бестрансформаторным входом в последнее время уделяется большое внимание. Новизна и оригинальность таких источников питания подтверждаются целым рядом авторских свидетельств и патентов.
Целью настоящего дипломного проекта являлась задача разработать импульсный сетевой преобразователь с выходной мощностью до 1000 Вт.
В первой главе дана классификация источников питания РЭА, которая изображена на плакате 1. Как следует из классификационной схемы, ИП подразделяются на две основные группы -линейные и импульсные. Линейные не получили дальнейшего развития в следствие низкого КПД и больших масс-габаритных размеров. Основное развитие получили импульсные ИП, которые подразделяются на две основные группы. Наиболее эффективно строить ИП на основе ШИМ преобразователей. Схемы использующие ШИМ-контроллер также подразделяются на две группы: преобразователи на основе повышающего и понижающего регуляторов. Данная классификация явл. достаточно условной, но тем не менее дальнейшее разделение идет по характеру преобразования и уровню выходной мощности что и отображено на Плакате 1.
Вторая глава проекта посвящена разработке функциональной схемы преобразователя. По техническому заданию такая схема была разработана, что и показано на сх. Эл. фун. На данной схеме виден принцип построения имп. источника. Напряжение сети поступает на входной фильтр детальная схема которого изображена на схеме эл.принцип. и далее на выпрямитель. После чего через сглаживающий фильтр поступает на импульсный преобразователь, реализованный по мостовой схеме. Далее через выходной выпрямитель на нагрузку. Количество энергии в нагрузке регулируется при помощи ШИМ-контроллера выполненного на микросхеме TL 494, фирма производитель Texas Instruments.. Основное что следует отметить, это возможность управления параметрами источником питания.. Для этой цели в устройстве применяются цепи обратной связи по току и напряжению, а также защита по току при аварийном режиме работы моста, где датчиком тока служат ВЧ – трансформаторы тока. Обратная связь по напряжению осуществляется при помощи схемы мягкого запуска. Эта схема показана на плакате 4. напряжение снимается при помощи обмотки обратной связи на выходном силовом трансформаторе. На основе функциональной схемы была разработана схема электрическая принципиальная, чертеж которой изображен на данном чертеже. Выпрямитель выполнен на диодном мосту. Для него выбраны диоды 1N1205А исходя из условия максимального допустимого обратного напряжения пробоя, и максимально допустимого прямого тока (ток прямой 12А ,обратное напряжения равно 500 В). Было обосновано что сглаживающая емкость должна иметь номинал 1800 мкФ. Обоснован выбор силовых транзисторов исходя из предельно допустимого напряжения коллектор эмиттер и тока коллектора открытого транзистора исходя из чего выбраны транзисторы IRG4PC40UD –с параметрами ( частота переключения до 75 кГц, U-кол.-эмиттер= 600 В, ток коллектора максимальный- 40 А, мощность –160 Вт, напряжение в открытом состоянии – 0,5 В, корпус ТО – 247АС. TL 494 ( Параметры: Uпит = 41 В, UДля защиты силовых транзисторов от перенапряжений введены диоды которые включены обратно коллекторным переходам силовых транзисторов. Был рассчитан выходной трансформатор и определено что число витков в первичной обмотке равно 42 витка с диаметром провода 0,8 мм число витков во вторичной обмотке равно 8 с диаметром провода 0,8 мм. Выбраны диоды выходного выпрямителя (КД 2997 Б) – напряжение обратное – 200 В, прямой ток – 30А, граничная частота – 1000 кГц, датчик тока 75ШС3- 25 – 0,5 с погрешностью отклонения 0,5%.
По схеме электрической принципиальной выполнены печатные платы и сборочные чертежи блоков. Печатная плата представлена на чертеже, и представлен сборочный чертеж.
В разделе безопасность жизнедеятельности произведен анализ вредных факторов при проектировании И.П. Произведен анализ условий труда.
В целях создания безопасности жизнедеятельности была рассчитана система зануления получили коэфф. кратности 3,01. Разработана пожарная безопасность помещения и разработан план эвакуации персонала.
В экономической части дипломного проекта выполнен экономический анализ дипломного проекта. Проведены исследования и анализ рынков сбыта и конкуренции, выполнены расчет затрат на разработку изделия, расчет годовых издержек потребителя, анализ стратегии маркетинга, определена безубыточность производства. Обосновано что безубыточность производства достигается при объеме выпуска 59 шт, при цене изделия 1500 рублей. Эти данные приведены на плакате .
Таким образом, в результате выполнения данного дипломного проекта выполнен анализ схемотехнических решений построения импульсных преобразователей и источников питания с бестрансформаторным входом.
Исследованы методы повышения эффективности работы импульсных преобразователей;
– разработан импульсный преобразователь напряжения;
– выполнена трассировка проводников печатных плат;
– изготовлены сборочные чертежи блоков.
Разработанный импульсный преобразователь имеет малые массогабаритные параметры и высокий КПД.
Полученные в дипломном проекте результаты представляют несомненный интерес для разработчиков и могут использоваться для создания подобных устройств.

---

СПИСОК ЛИТЕРТУРЫ:

---

ЗАКЛЮЧЕНИЕ


В результате выполнения данного дипломного проекта были получены следующие результаты:
? выполнен анализ схемотехнических решений построения импульсных преобразователей и источников питания с бестрансформаторным входом;
? дана сравнительная оценка их характеристик;
? исследованы методы повышения эффективности работы импульсных преобразователей;
? выбрана функциональная схема импульсного преобразователя на основе полного моста, где в качестве силовых элементов использованы БТИЗ -транзисторы;
? разработан импульсный преобразователь мощностью до 1000 Вт;
? выполнена трассировка проводников печатных плат;
? выполнен сборочный чертеж конструкции.
Разработанный импульсный преобразователь имеет малые массогабаритные параметры и высокий КПД.
В разделе «Безопасность жизнедеятельности человека», указаны основные характеристики сети электропитания, выделены опасные факторы (поражение электрическим током, недостаточная вентиляция помещения). В целях создания безопасности жизнедеятельности были рассчитаны система зануления, была проанализирована пожарная безопасность помещения, представлен план эвакуации. Для проведения аттестации рабочего места разработчика был оценен технический и организационный уровень рабочего места, оценены гигиенические условия труда.
При выполнении экономической части дипломного проекта были проведены исследования и анализ рынков сбыта и конкуренции, выполнены расчет затрат на разработку изделия, расчет уровня конкурентоспособности изделия, анализ стратегии маркетинга, определена безубыточность производства.
Был составлен план финансово-экономических рисков, из которого видно, что наиболее вероятными рисками являются рост цен на сырье, материалы, транспортирование, а также платежеспособность покупателей.
В результате произведенных расчетов получено: полная себестоимость изделия -180,3 грн, договорная цена изделия - 281,26 грн, точка безубыточности производства и реализации при этой договорной цене - 23 штук. Максимальная выручка достигается при цене 302,9 грн., при норме рентабельности - 40%.
Цена: 1000.00руб.