ВКР: Цифровая система управления импульсным источником питания повышенной надёжности для светодиодных систем освещения

РЕФЕРАТ
Цифровая система управления импульсным источником питания повышенной надежности для светодиодных систем освещения.
Руководитель ВКР – кандидат технических наук, доцент, Сковпень С.М.
Выпускная квалификационная работа объемом 95 стр., содержит, 64 рисунка, 2 таблицы, 15 источников, 3 приложения, графическую часть на 6 листах.
Ключевые слова: импульсный преобразователь постоянного напряжения, широтно-импульсная модуляция, ПИД-регулятор, стабилизация напряжения, светодиодное освещение.
Цель работы – разработка цифровой системы управления импульсным источником питания повышенной надежности для светодиодных систем освещения.
Структура ВКР: состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников, приложений.
В первой главе рассмотрены принципы построения источников питания для светодиодных систем освещения.
Во второй главе разработана цифровая система управления импульсным источником питания повышенной надежности для светодиодных систем освещения.
В третьей главе представлен расчёт затрат на разработку цифровой системы управления импульсным источником питания повышенной надежности для светодиодных систем освещения.
В четвертой главе описана техника безопасности при монтаже и наладке источника питания.




ОГЛАВЛЕНИЕ
НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
1 ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ ДЛЯ СВЕТОДИОДНЫХ СИСТЕМ ОСВЕЩЕНИЯ
1.1 Обзор силовых цепей преобразователей
1.1.1 Линейный стабилизатор
1.1.2 Импульсный стабилизатор
1.1.3 Обратноходовый преобразователь
1.2 Обзор способов стабилизации и регулирования выходного тока
1.2.1 Стабилизация тока без обратной связи
1.2.2 Регулирование тока без обратной связи
1.2.3 Регулирование тока с обратной связью
2 РАЗРАБОТКА СВЕТОДИОДНОГО СВЕТИЛЬНИКА ПОВЫШЕННОЙ НАДЕЖНОСТИ
2.1 Разработка силовой части
2.1.1 Описание схемы
2.1.2 Выбор элементов силовой цепи и моделирование источника питания
2.2 Разработка системы управления
2.2.1 Описание схемы
2.2.2 Разработка модели управляемого шим-генератора и моделирование работы иип с обратной связью по току
2.3 Исследование работы импульсного источника питания с цифровой системой управления при изменении нагрузки
2.4 Разработка программного обеспечения контроллера
2.5 Разработка печатной платы импульсного источника питания
3 РАСЧЕТ ЗАТРАТ НА РАЗРАБОТКУ ЦИФРОВОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ИМПУЛЬСНЫМ ИСТОЧНИКОМ ПИТАНИЯ
4 ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ МОНТАЖЕ И НАЛАДКЕ ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
ПРИЛОЖЕНИЕ В

НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящем текстовом документе использованы ссылки на следующие нормативные документы:
СТО 60-02.2.3-2018 Общие требования к оформлению и изложению документов учебной деятельности обучающихся
ГОСТ Р 52907-2008 «Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Термины и определения» Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Термины и определения

ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

В настоящем текстовом документе применяются следующие определения, обозначения и сокращения:
Импульсный преобразователь напряжения – стабилизатор напряжения, в котором регулирующий элемент (ключ) работает в импульсном режиме, то есть регулирующий элемент периодически открывается и закрывается.
ШИМ – широтно-импульсная модуляция;
ИИП - импульсный источник питания;
ПО - программное обеспечение;
САПР - система автоматического проектирования;
КПД - коэффициент полезного действия;
МК - микроконтроллер;
АЦП - аналогово-цифровой преобразователь.

ВВЕДЕНИЕ

Проблема высокого энергопотребления становится все более актуальной в наше время. На одно только освещение уходит порядка 30-35% всей вырабатываемой электроэнергии, а в масштабах крупных городов эта величина в полтора-два раза больше [1].
Светодиодное освещение – это одно из перспективных направлений технологий искусственного освещения, основанное на использовании светодиодов в качестве источника света.
В последние несколько десятков лет технический прогресс в области разработки и изготовления светодиодов идет с невероятной скоростью [2]. Современные светодиоды отличаются миниатюрностью, прочностью, надежностью, хорошими оптическими характеристиками и высоким квантовым выходом излучения. В отличие от многих других источников света, светодиоды могут преобразовывать электрическую энергию в световую с коэффициентом полезного действия близким к единице.
В качестве источников питания светодиодного освещения используются импульсные источники питания, которые генерируют электромагнитные помехи, вследствие чего необходимо обеспечить электромагнитную совместимость, во избежание появления помех в электрической сети. Для обеспечения электромагнитной совместимости применяются различные схемы фильтрации в источниках питания.
При включении в сеть импульсных источников питания появляется реактивная составляющая тока, которую