Курсовая работа: Разработка блока питания

👉🏻👉🏻👉🏻 ВСЯ ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻

1. Разработка блока питания для электронного устройства
1.1 Расчёт выпрямителей переменного тока и сглаживающих фильтров
2. Структурное проектирование логической схемы в интегральном исполнении по заданной логической функции
Одним из важнейших направлений развития научно-технического прогресса в настоящее время является развитие электроники. Достижения электроники влияют на развитие общества.
Современная электроника характеризуется сложностью и многообразием решаемых задач, высоким быстродействием и надёжностью.
Электронные устройства применяются во многих отраслях промышленности, транспорта, связи, а также в быту. Наиболее часто применяемыми электронными устройствами являются такие, как автоматическое технологическое оборудование, радио- и TV аппаратура, персональный компьютер, микропрцессоры, усилители сигналов, счётчики, интегральные микросхемы и т.д.
Для питания большинства радиотехнических и электронных устройств требуется выпрямленное напряжение с заданными параметрами. Для того, чтобы получить необходимое напряжение на нагрузке, его сначала надо преобразовать с помощью трансформатора. Далее преобразованное напряжение необходимо выпрямить при помощи выпрямителя собранного на вентилях. Для выпрямителей, предназначенных для питания различных радиотехнических и электронных устройств, допустимый коэффициент пульсации напряжения на нагрузке не должен превышать определённую величину. Наличие пульсаций выпрямленного напряжения ухудшает работу потребителей, питаемых выпрямленным напряжением, поэтому в большинстве случаев выпрямители содержат сглаживающие фильтры.
1.
Разработка блока питания для электронного устройства

1.1 Расчёт выпрямителя переменного тока

a
) Для схемы однофазного двухполупериодного выпрямителя с нулевым выводом

Действующее значение напряжения каждой полуобмотки W 2
трансформатора:
U 2
1
= U 2
11
= 1.11· U d
= 1.11 · 12 = 13.32 В
Действующее значение тока, протекающего по обмотке W 2
трансформатора:
I 2
1
= I 2
11
= 0.7· I d
= 0.7 · 0.5 = 0.3535 А
Амплитудное значение напряжения на вентиле, находящемся в непроводящем состояний:
U am
=3.14 · U d
= 3.14 · 12 = 37.68 В
I a
= 0.5 · I d
= 0.5 · 0.5 = 0.25 А
Амплитудное значение тока проводящего вентиля:
По полученным данным в качестве вентилей для цепи 1 выбираем два диода Д226Е с параметрами U am
= 100 В; I a
= 300 мА; I am
= 2.5 А
Сделаем проверку выбранных вентилей на соответствие параметрам выпрямителя:
U am
= 100 В > 37.68 В; I a
= 300 мА > 250 мА; I am
= 2.5 А > 0.5 А
Вентили соответствуют параметрам выпрямителя.
Для выбора схемы и количества звеньев сглаживающего фильтра определяем его коэффициент сглаживания:
S= – = – = 133.4 > 100, следовательно нужен многозвенный
1.3.8 Коэффициент сглаживания каждого звена фильтра:
S 1
= S 2
= √S = √133.4 = 11.55 < 100
Ёмкость конденсатора C 1
, входящего в состав первого звена фильтра, рассчитывается по методике для выпрямителя, работающего на активно – ёмкостную нагрузку:
r ц
= 0.1· Rн = 0.1 · – = 0.1 · – = 2.4 Ом – сопротивление фазы выпрямителя
– для нахождения коэффициента Н определяем расчётный коэффициент А:
m = 2 – число пульсаций тока за период сетевого напряжения в нагрузке
По ёмкости С 1
и напряжению Uн выбираем конденсатор: К50 – 3
Определяем параметры второго звена сглаживающего фильтра:
Принимаем конденсаторы типа К50 – 3: Сном = 2000 мкФ; Uном = 12 В
б) Для схемы однофазного двухполупериодного мостового выпрямителя

Для выбора схемы и количества звеньев сглаживающего фильтра определяем его коэффициент сглаживания:
Для данной схемы применим С – фильтр
Для нахождения сопротивления нагрузки используем выражение:
r ц
= 0.1· Rн = 0.1 · 48 = 4.8 Ом – сопротивление фазы выпрямителя
m = 2 – число пульсаций тока за период сетевого напряжения в нагрузке
Из графиков зависимостей В = f(A); D = f(A); F = f(A); H = f(A) находим вспомогательные коэффициенты В = 0.45; D = 2.35; F = 7.2; H = 260
ЭДС обмотки трансформатора Е 3
= B · U d
= B · U н
= 0.95 · 24 = 22.8 В
Максимальное обратное напряжение на вентиле, находящемся в непроводящем состоянии:
U обр
m
= 2√2 · Е 3
= 2√2 · 22.8 = 64.488 В
Максимальный (амплитудный) ток вентиля:
Действующее значение тока вторичной трансформатора:
I 3
= D · Ia = 2.35 · 0.25 = 0.588 А
1.3.20 По полученным данным в качестве вентилей выбираем диоды Д226Е с параметрами:
U am
= 100 В > 64.488 В; I a
= 300 мА > 250 мА; I перегр
= 2.5 А > 1.8 А Вентили соответствуют параметрам выпрямителя.
Ёмкость конденсатора фильтра находим из выражения:
Принимаем стандартный оксидный (электролитический) конденсатор К50 – 3
Согласно исходных требований и расчёта выпрямителя расчёт трансформатора производим по следующим данным:
U 2
= 13.32 В; I 2
= 0.5 А; U 3
= 22.8 В; I 3
= 0.5 А; U 4
= 220 В; I 4
= 0.45 А
Напряжение сети: U 1
= 220 В; fс = 50 Гц
Определяем габаритную мощность вторичных обмоток Sг 2
и суммарную габаритную мощность Sг трансформатора с учётом выбранной схемы выпрямителя и использования остальных обмоток:
Sг 2
= 1.7 · U 2
I 2
· U 3
I 3
· U 4
I 4
· U 5
I 5
=
1.7 · 13.32·0.5 · 22.8·0.5 · 220·0.45 · 10·1 = 131.722 В·А
Суммарная габаритная мощность трансформатора с учётом его КПД (з = 0.88):
По нонограмме мощности Sг = 149.684 В·А соответствует сердечник с площадью поперечного сечения Qс = 15.5 см 2

Так как трансформатор малой мощности, то выберем обмоточный провод марки ПЭВ – провод с изоляцией лаком винифлекс
Пользуясь нонограммой, для сечения проводника Qс = 15.5 см 2
и наклонной линией, построенной для использования обмоточного провода ПЭВ, определяем необходимую площадь окна магнитопровода, которая составит Qо = 12 см 2

В результате расчётов принимаем стандартный магнитопровод Ш – 32 с параметрами
Для выбора диаметра провода первичной (сетевой) обмотки, определяем ток в этой обмотке: Sг 2
Sг 149.684
Учитывая габаритную мощность трансформатора Sг = 149.684 В·А и принимая сердечник выполненным из штампованных пластин получаем магнитную индукцию в сердечнике (в стали) трансформатора Bс = 1.1 Тл
По нонограмме для магнитной индукции Bс = 1.1 Тл и сечения сердечника Qс = 25.6 см 2
определяем число витков на 1 В напряжения для всех обмоток (W/1B), равное 2.8 Вит/1В, и определяем число витков в каждой обмотке из соотношения:
Ui – напряжение соответствующей обмотки
K – коэффициент, учитывающий падение напряжения на активном сопротивлении вторичных обмоток (К = 1.05…1.1)
С учётом компенсации падения напряжения на активном сопротивлении обмотки число витков вторичных обмоток увеличивают на 5%. Тогда:
W 2
= 13.32 · 2 · 2.8 · 1.05 =78.3 Вит
Определяем диаметр обмоточных проводов в обмотках трансформатора. Для мощности трансформатора Sг = 149.684 В·А рекомендуемая плотность тока составляет д = 2 А/мм 2
.
1) для первичной обмотки: для I 1
= 0.68 А d 1
= 0.748 А/мм 2

2) для вторичных обмоток: для I 1
= 0.5 А d 1
= 0.405 А/мм 2

для I 1
= 0.45 А d 1
= 0.348 А/мм 2

1.4.8 Проверяем возможность размещения обмоток в окне сердечника. Определяем площадь g, занимаемую каждой обмоткой в окне сердечника.
W 1
= 647 витков, d 1
= 0.748 А/мм 2
в 1 мм 2
уместится 1.72 витка
Общая площадь: g 1
= – = 3.762 см 2

W 2
= 78.3 витков, d 1
= 0.405 А/мм 2
в 1 мм 2
уместится 6.1 витка
Общая площадь: g 2
= – = 0.128 см 2

W 3
= 67 витков, d 1
= 0.405 А/мм 2
в 1 мм 2
уместится 6.1 витка
W 4
= 647 витков, d 1
= 0.348 А/мм 2
в 1 мм 2
уместится 8 витков
W 5
= 29.4 витка, d 1
= 1.57 А/мм 2
в 1 мм 2
уместится 0.455 витка
Таким образом, общая площадь окна, занимаемая всеми обмотками:
Qоз = g 1
+g 2
+g 3
+g 4
+g 5
= 3.762 + 0.128 + 0.11 + 0.81 + 0.06 = 4.87 см 2

Возможность размещения всех обмоток в окне сердечника можно проводить с использованием коэффициента заполнения окна Ко:
Как показали расчёты, все обмотки в окне сердечника размещаются. Остальная оставшаяся площадь Qост = Qо – Qоз = 25.6 – 4.87 = 20.73 см 2
используется для размещения каркаса и изоляционных прокладок между обмотками.
2.
Структурное проектирование логической схемы в интегральном исполнении по заданной логической функции

Процесс структурного проектирования разбиваем на два последовательно выполняемых этапа:
Минимизация заданной логической функции
Минимизация заданной логической функции
Пользуясь аксиомами и законами алгебры логики (булевой алгебры) упрощаем заданную логическую функцию до образования конъюнкций, где присутствуют все независимые переменные исходного выражения:
-- – -- – -- – -- – -- – -- – -- – -- – -- – -- – -- – -- – -- – -- – -- – ---

F = X·Y· (Z + X) + X·Y·Z + Z· (X·Y·Z + Z·Y) = X·Y·Z + X·Y·Z + X·Y·Z
Опишем логическую структуру в виде таблицы состояний (истинности) согласно упрощенного выражения логической функции F:
Дальнейшее упрощение (минимизацию) заданной логической функции проводим графическим методом с использованием карты Карно, где количество независимых переменных К = 3.
Результат склейки клеток 1,2 и 1,7 даёт описание логической структуры в виде минимизированной дизъюнктивной нормальной формы (МДНФ), представляющей собой алгебраическое выражение: – – – –
Проведём синтез полученной логической структуры с использованием логических элементов в интегральном исполнении.
Синтезируем логическую структуру в виде структурно – функциональных схем. Для сравнительного анализа различных схемных решений рассмотрим варианты реализации логической структуры с использованием базовых логических элементов, а также с использованием элементов И-НЕ и с использованием элемента ИЛИ – НЕ. Результаты проделанной работы представлены в графической части.
Синтезируем логическую структуру в виде принципиальных электрических схем на микросхемах ТТЛ серии 155. Результаты проделанной работы представлены в графической части.
В результате анализа предложенных вариантов реализации логической структуры отдаем предпочтение варианту выполнения принципиальной электрической схемы на микросхеме К155ЛЕ1, так как этот вариант имеет лучшие технико – экономические показатели, а именно: меньшее количество внутрисхемных соединений, количество электронных компонентов минимальное (всего одна ИС), выше надежность устройства, повышенное быстродействие, минимальная потребляемая мощность.
В данной курсовой работе был разработан блок питания для системы автоматического управления процессом транспортировки и хранения комбикормов в животноводческом комплексе и произведено структурное проектирование логической схемы в интегральном исполнении по заданной логической функции.
Для блока питания представлены принципиальная и структкрно-функциональная схемы. Он рассчитан на питание от бытовой сети с параметрами U=220 B, f=50 Гц и выдаёт два выпрямленных напряжения (U=12 В, I=0.5 А и U=24 В, I=0.05 А), и два переменных (U=220В, I=0.45 А и U=10В, I=1 А).
В выпрямителе этого блока питания могут использоваться диоды следующих марок: для схемы выпрямителя с нулевым выводом – Д226Е, для мостовой схемы – Д226Е. В схеме выпрямителя с нулевым выводом используется многозвенный фильтр с двумя звеньями. В первом звене используется конденсатор К50 – 3 с Сном = 2000 мкФ; Uном = 12 В. Во втором звене используется конденсатор К50 – 3 с Сном = 2000 мкФ; Uном = 12 В и катушка индуктивности с индуктивностью L = 0.314 Гн. В мостовой схеме выпрямления используется С – фильтр с маркой конденсатора: К50 – 3, Uном = 25 В, Сном = 100 мкФ.
1.Макаров А.А. Электроника. Учебно-методическое пособие. – Кострома: изд. КГСХА, 2003.-67 с.
2. Арестов К.А. Основы электроники и микропроцессорной техники. – М.: Колос, 2001

Название: Разработка блока питания
Раздел: Рефераты по физике
Тип: курсовая работа
Добавлен 15:33:59 02 мая 2010 Похожие работы
Просмотров: 183
Комментариев: 13
Оценило: 2 человек
Средний балл: 5
Оценка: неизвестно   Скачать

Привет студентам) если возникают трудности с любой работой (от реферата и контрольных до диплома), можете обратиться на FAST-REFERAT.RU , я там обычно заказываю, все качественно и в срок) в любом случае попробуйте, за спрос денег не берут)
Да, но только в случае крайней необходимости.

Курсовая работа: Разработка блока питания
Реферат по теме Экзаменационные билеты по предмету Экономические последствия чрезвычайных ситуаций - весенний семестр 2001 года
Поисковая Система Яндекс Реферат
Дневник Практики Документоведа
Реферат по теме Икона
Курсовая работа: Похищение человека: уголовно-правовая характеристика и проблемы квалификации. Скачать бесплатно и без регистрации
Прямое и косвенное избирательное право
Курсовая работа по теме Разработка технологического процесса перевозки скоропортящихся грузов (замороженная рыба) автомобильным транспортом
Написать Сочинение На Тему Роман Дубровского
Реферат по теме Сон, його значення в житті людини. Гігієна сну
Курсовая работа по теме Совершенствование организационных структур управления предприятием в рыночной экономике
Положение О Защите Докторских Диссертаций
Социальные Основы Политики Реферат
Обществознание Контрольная Работа По Теме Экономика
Реферат по теме Высшая нервная деятельность в зрелом возрасте
Сочинение На Тему Про Войну
Курсовая работа: Хабаровская автобаза
Курсовая работа по теме Русское централизованное государство
Реферат по теме Профессионально-прикладная физическая подготовка
Реферат по теме Цели системы компенсации сотрудников
Способности Развитие Способностей Реферат
Реферат: Конституционное право в Великобритании
Реферат: Энергетический принцип расчета барьерных ограждений на мостах
Реферат: Основний обробіток ґрунту під льон олійний після пшениці озимої в південній частині правобережного лісостепу України