Курсовая работа: Разработка импульсного регулятора постоянного напряжения

СОДЕРЖАНИЕ:

ВВЕДЕНИЕ............................................................................................................................ 4

1. РАЗНОВИДНОСТИ РЕГУЛЯТОРОВ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ............... 7

1.1 Регуляторы с гальванической связью (импульсные стабилизаторы).................... 7

1.2 Импульсные регуляторы с гальванической развязкой.......................................... 16

1.3 Выбор схемы импульсного регулятора................................................................... 23

2. ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ИМПУЛЬСНЫМИ РЕГУЛЯТОРАМИ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ............................................................................................... 26

2.1 Принципы широтно-импульсного управления..................................................... 26

2.2 Выбор интегральной схемы импульсного регулятора постоянного напряжения 32

3. РАСЧЕТ И ВЫБОР КОМПОНЕНТОВ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ ИМПУЛЬСНОГО РЕГУЛЯТОРА ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ.................................................................... 36

4. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СЕБЕСТОИМОСТИ ИМПУЛЬСНОГО РЕГУЛЯТОРА ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ............................................................................................... 42

5. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ И ОХРАНА ТРУДА ПРИ РАБОТЕ С ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАМИ............................................................................................................................................................ 48

5.1 Меры безопасности при работе с хлористым железом......................................... 48

5.2 Меры безопасности при паяльных работах............................................................ 49

5.3 Электрическая и пожарная безопасность при паяльных работах........................ 51

5.4 Меры безопасности при эксплуатации и обслуживании регулятора напряжения 52

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.................................................................................................................... 54

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ................................................................................................... 56

ВВЕДЕНИЕ

В соответствии с прогнозом Международного энергетического агентства, к 2025 году потребление электроэнергии в мире вырастет до 26 трлн. кВт·ч по сравнению с 14,8 трлн. кВт·ч в 2003 году. При этом установленная мощность электростанций вырастет с 3400 ГВт в 2003 году до 5500 ГВт в 2025 г [1, с. 374]. Некоторые страны уже сейчас достигли такого уровня производства, что вынуждены прибегнуть к импорту электроэнергии из других стран. Подобные методы являются затратными, в связи, с чем увеличивается и стоимость электроэнергии для населения.

Повышение надежности и экономичности работы, снижение массы, размеров и стоимости современной радиоэлектронной аппаратуры напрямую зависят от верного проектирования и выбора источников вторичного электропитания.

Для эффективной работы радиоаппаратуры требуются напряжения различных номиналов с более высокой стабильностью, чем ее могут обеспечить первичные источники электропитания. По этой причине стабилизированные источники вторичного электропитания находят широкое применение в составе различных радиотехнических устройств, автоматики, аппаратуры связи, вычислительной и измерительной техники.

Источники вторичного электропитания, построенные по традиционной схеме (трансформатор, выпрямитель, сглаживающий фильтр и стабилизатор) просты в исполнении, имеют низкий уровень электромагнитного излучения, однако они рассеивают значительную мощность, имеют значительные габариты и массу.

Импульсные или ключевые, источники электропитания в настоящее время получили распространение не меньше, чем линейные стабилизаторы напряжения. Благодаря применению в импульсных источниках ключевого режима работы силовых элементов удаётся добиться высокого коэффициента полезного действия, малых габаритов и массы, высокой удельной мощности.

Актуальность темы настоящей работы обусловлена вопросами совершенствования источников вторичного электропитания: улучшения их энергетических, удельных по массе и объему характеристик, показателей надёжности.

Объектом исследования являются регуляторы постоянного напряжения выполненные на основе широтно-импульсного управления силовым транзистором работающим в режиме ключа.

Регуляторы постоянного напряжения исследуются нами на предмет поиска и оптимизации оптимальных инженерных решений при проектировании схемотехнических решений.

В связи с этим целью данной работы является разработка импульсного регулятора постоянного напряжения. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

• выполнить анализ существующих подходов к проектированию импульсных регуляторов постоянного напряжения и требований нормативно-технической документации, предъявляемых к таким регуляторам;
• выбрать схему регулятора постоянного напряжения: входное сопротивление 24 вольта, выходное 9 вольт с возможностью переключения на 12 и 15 вольт в рамках одного и того же устройства;
• выполнить сравнение регуляторов напряжения с «однотактными» преобразователями напряжения или импульсными стабилизаторами;
• выполнить разработку электрической схемы импульсного регулятора постоянного напряжения на основе решений на базе существующих микросхем;
• выполнить экономический расчет себестоимости изготовления разработанной схемы регулятора постоянного напряжения;
• разработать мероприятия по охране труда и безопасности жизнедеятельности при производстве и эксплуатации разработанного регулятора постоянного напряжения.

Структура работы следующая: введение, основная часть из пяти разделов, заключение, список использованной литературы.