Разработка источника питания ЭВМ
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
ьваническую развязку нагрузки от первичной сети и резко уменьшает массогабаритные показатели трансформаторов и дросселей, значительно повышает КПД ИВЭП за счет импульсного режима работы мощных транзисторов.
Мы рассмотрим источники с бестрансформаторным входом с низким уровнем выходного напряжения (2-27 В) и широким диапазоном тока нагрузки (1-100 А), которые находят применение в РЭА четвертого и пятого поколения.
Цель настоящего дипломного проекта - разработка источника питания ЭВМ с бестрансформаторным входом с выходным напряжением 5 В и током 2А.
1. Выбор и обоснование Схемы электрической структурной
Для создания ИВЭП с широким диапазоном регулирования напряжения или тока, а также повышения их надежности целесообразно использовать адаптивные источники с бестрансформаторным входом. Структура таких источников сложнее, чем у линейных. На рисунке 1 приведена общая структурная схема адаптивного ИВЭП с бестрансформаторным входом, которая включает сетевой выпрямитель (СВ), дискретный исполнительный орган (ДИО), датчик тока (ДТ) и устройство управления (УУ). Под адаптивными ИВЭП с бестрансформаторным входом будем понимать устройства стабилизации, регулирования и преобразования напряжения (тока), имеющие ДИО со структурой, изменяющейся в зависимости от отклонений выходного напряжения DU или диапазона регулирования напряжения Uрег, тока DIн или надежности Р (рисунок 1). ДИО может быть выполнен для получения требуемой надежности на N основных и F резервных преобразовательных модулях (ПМ) с трансформаторным выходом на раздельных магнитопроводах. Число сочетаний ПМ зависит от задач, которые ставятся перед источником электропитания (стабилизация, регулирование, повышение надежности) и обеспечиваются УУ. Устройство управления может включать в себя следующие каналы адаптации ДИО:
- По стабилизации напряжения на нагрузке U1 = f (Uн).
- По диапазону регулирования напряжения U2 = f (Uрег).
- По кратности изменения тока нагрузки U3 = f (DIн).
- По отказам модулей ДИО U4 = f (p).
Выбираем вариант 2 по диапазону регулирования напряжения
U2 = f (Uрег). на нагрузке. В этом варианте для регулирования напряжения Uн в широком диапазоне модули должны соединяться по входным цепям параллельно, а по выходным последовательно - (вид соединения ПР - ПС).
источник вторичное электропитание схема
Однофазное переменное напряжение сети Uс = 220В% частотой 50 1 Гц выпрямляется выпрямителем СВ и поступает на преобразовательные модули ПМ ДИО, где преобразуется в высокочастотное напряжение с прямоугольными импульсами (меандр.) и далее через трансформаторный выход на выпрямитель и датчик тока ДТ, после которого DUн, отклонение напряжения на нагрузке от заданного значения, поступает на устройство управления УУ, которое корректирует Uн, включая или отключая соответствующие модули ПМ (инверторы).
Представленную структурную схему можно рассматривать как базовую для адаптивного ИВЭП. В зависимости от требований, предъявляемых к ИВЭП и его конкретной технической реализации, организация ИВЭП может отличаться от базовой. Адаптивный ИВЭП может быть выполнен с использованием различных блоков, часть которых при решении поставленной задачи обязательна (например, ПМ в различных их вариантах), а другие могут быть и не включены (например, устройство плавного запуска).
Выбранная структурная схема адаптивного ИВЭП с бестрансформаторным входом на основе регулируемого конвертора приведена на рисунке 2. Она состоит из двух функциональных узлов - сетевого выпрямителя СВ и преобразователя напряжения ПН. Сетевой выпрямитель (рисунок 1) выполняет функции выпрямления напряжения сети и сглаживания пульсаций. На выходе СВ формируется напряжение Е постоянного тока, которое характеризуется значениями 264 - 340 В для однофазной сети 220В%. Преобразователь напряжения включает в себя конвертор К и устройство управления УУ. Конвертор состоит из регулируемого инвертора И, преобразующего постоянное выходное напряжение СВ в переменное прямоугольной формы, трансформаторно - выпрямительного узла ТВУ, работающего на повышенной частоте (20 кГц) и обеспечивающего гальваническую развязку сети с нагрузкой, и высокочастотного фильтра ФВ. Устройство управления (УУ) обеспечивает мощные транзисторы импульсами управления.
2. Выбор и обоснование схемы электрической принципиальной
Устройство управления (канал адаптации) ДИО по отклонению DUн напряжения обеспечивает амплитудно-импульсное регулирование за счет последовательного соединения по входу с помощью ключей определенного числа преобразовательных модулей (ПМ) с трансформаторным выходом на общий магнитопровод (рисунок 3)
ДИО состоит из основного инвертора ПМ0, рассчитанного на нижний предел входного напряжения Еmin, и регулируемой части, состоящей из N инверторов ПМ1 - ПМN, напряжения на первичных обмотках которых составляют геометрическую прогрессию со знаменателем
(U1; 2U1; …, 2N-1U1), что позволяет значительно уменьшить число инверторов. Сигнал управления типа меандр поступает на все инверторы от генератора импульсов управления (ГИУ). Необходимая комбинация работающих инверторов регулируемой части, соответствующая уровню отклонения DUн, осуществляется с помощью коммутатора К, состоящего из ключей VT11 - VT1N, шунтирующих вход i - го инвертора, и ключей VT21 - VT2N-1, исключающих прохождение тока первичной цепи по шунтирующим ключам отключенных инверторов. Состояние шунтирующих ключей определяется сигнало?/p>