Министерство образования и науки Российской Федерации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине: Источники вторичного электропитания

Тема: ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Казань 2010

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Принцип действия ИСН

2. Расчет элементов преобразователя

3. Схема управления

4. Конструкция устройства

Вывод

Список используемых источников

Введение

Источники вторичного электропитания (ИВЭП) по своей физической сущности это преобразователи вида и качества электрической энергии первичных источников питания (химических, топливных, электромеханическиех ядерных и других). ИВЭП являются одним из основных электронных компонентов любой функциональной аппаратуры. Они применяются во всех сферах современной индустрии: в различных областях промышленности, связи, электроприводе, автотранспорте, бытовых приборах, телекоммуникационной, военно–космической, компьютерной технике.

Современным генеральным направлением развития ИВЭП в мире попрежнему остается дальнейшее улучшение массогабаритных характеристик при снижении стоимости и обязательном выполнении требований надежности и качества электроэнергии.

По заданию КП мной должен быть разработан импульсный стабилизатор напряжения (ИСН) – наиболее известная в семействе импульсных преобразователей схема.

1. Принцип действия ИСН

Рис. 1 Базовая схема ИСН

Входное напряжения Uin подается на входной фильтрующий конденсатор Cin. Ключевой элемент VT, в качестве которого может быть использован транзистор любого типа (биполярный, MOSFET, IGBT), осуществляет высокочастотную коммутацию тока. Кроме этого, в составе преобразователя должны быть разрядный диод VD, дроссель L, конденсатор Сout, образующие выходной LC-фильтр, а также схема управления, осуществляющая стабилизацию напряжения или тока нагрузки с сопротивлением Rн. Как видно из рисунка, ключевой элемент VT, дроссель и нагрузка включены последовательно, поэтому этот стабилизатор относят к классу последовательных схем.

Ключевой элемент может стабильно находиться только в двух состояниях — полной проводимости и отсечки. Если указанные состояния сменяют друг друга с постоянной периодичностью, равной Т, то, обозначив время нахождения ключа в проводящем состоянии — как время проводимости (tu), а время нахождения ключа в состоянии отсечки — как время паузы (tn, можно ввести понятие коэффициента заполнения, равного:

где f — частота коммутации.

Рис. 2

На рис. 2 показана временная диаграмма для определения коэффициента заполнения. Нулевое значение D характеризует постоянное нахождение ключевого элемента в состоянии и отсечки, в го время как равенство его единице показывает режим постоянной проводимости. В состоянии отсечки напряжение на нагрузке равно нулю, в состоянии полной проводимости наблюдается равенство входного и выходного напряжений. В промежутке между "нулем" и "единицей" работа преобразователя складывается из двух фаз: набор энергии и разряда. Рассмотрим эти фазы подробнее:

Рис. 3

Итак, фаза накачки энергии протекает на протяжении времени tu, когда ключевой элемент VT открыт, то есть проводит ток (рис. ............