Разработка источника питания ЭВМ
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
? U1, а исключающих - сигналом U2, которые поступают с выходного устройства ВУ. Управление коммутатором осуществляется измерительным органом (ИО), на вход которого подается напряжение Uн и опорное Uоп, аналогоцифровым преобразователем (АЦП), преобразующим сигнал рассогласования DU в последовательный код, и выходным устройством (ВУ), преобразующим последовательный код в параллельный и формирующим сигналы U1 и U2.
Введение в устройство коммутатора дает возможность получить любое сочетание последовательно соединенных по входу инверторов, то есть необходимый коэффициент трансформации, который для нерегулируемого инвертора ПМ0 будет равен К0 , а для i - го инвертора регулируемой части Ki = dк2i-1, где dк = - относительный интервал квантования, соответствующий напряжению U1 младшего модуля и определяющий заданную точность DUн стабилизации напряжения Uн.
3. Расчет
Основными факторами, определяющими структуру построения адаптивного ИВЭП, являются заданные входные и выходные параметры: входные - параметры сети: однофазное переменное напряжение сети Uс = 220В% частотой 50 1 Гц; выходные - параметры нагрузки: Uн = 5В, DUн = 0,05В, Iн = 2А.
3.1 Расчет числа модулей регулируемой части
Общее число модулей регулируемой части, обеспечивающих изменение напряжения в заданном диапазоне с заданной относительной точностью стабилизации dк = при относительном отклонении напряжения в сети dс = согласно [1] определяется формулой (3.1):
N = log2 [+1] (3.1)
Изменение напряжения в заданном диапазоне определим по формуле (3.2):
dр = , (3.2)
где D Uр = 2В - регулируемый диапазон напряжения (от 5В до 3В);
Uн = 5В - напряжение, снимаемое с нагрузки источника, то есть заданное выходное напряжение ИВЭП.
dр = , dр = 0,4
Относительную точность стабилизации определяем по формуле (3.3):
dк = = 0,01, (3.3)
где DUн = 0,05В - заданная точность стабилизации напряжения Uн.
dк = , dк = 0,01
Максимальное отклонение напряжения в сети dс=0,15 (15%).
Подставляя исходные данные в формулу (3.1), получим:
N = log2 [+1]
N = log2245, N @ 8
То есть общее число модулей регулируемой части N=8, что и отражено на схеме (рисунок 3).
3.2 Расчет напряжений, поступающих на преобразовательные модули ПМ
На рисунке 3 показана электрическая принципиальная схема однофазного мостового сетевого выпрямителя СВ. Первичная обмотка трансформатора ПМ0 (рисунок 3) рассчитана на весь диапазон отклонения напряжения сети от 264 до 340В. При минимальном напряжении сети все транзисторы открыты и входное напряжение приложено только к первичной обмотке трансформатора модуля ПМ0. При максимальном напряжении сети все транзисторы закрыты и входное напряжение приложено к первичным обмоткам трансформаторов всех модулей ПМ0. - ПМ8. В промежуточных положениях работают соответствующие комбинации модулей. При этом на первичные обмотки трансформаторов модулей поступают следующие значения напряжений: 0,75; 1,55; 3,1; 6,25; 12,5; 25; 50; 100В.
3.3 Расчет надежности
Одним из основных параметров устройств является надежность - свойство выполнять заданные функции, сохраняя эксплуатационные показатели в течении требуемого промежутка времени.
.3.1 Для всех типов элементов из технической документации выбираем интенсивность отказов и заносим их в таблицу 3.1.
.3.2 Определяем нагрузочную способность всех элементов по формуле (3.4):
Кн =
где Кн - нагрузочная способность;
Np - реальный коэффициент разветвления;
Nд - допустимый коэффициент разветвления.
Полученные результаты заносим в таблицу 3.1.
.3.3 Определяем поправочный коэффициент, учитывающий действительный режим работы по формуле (3.5):
a1 = b1b2b3b4, (3.5)
где a1 - коэффициент, учитывающий действительный режим работы;
b1 - коэффициент вибрации;
b2 - коэффициент ударных нагрузок;
b3 - коэффициент относительной влажности;
b4 - коэффициент, учитывающий высоту над уровнем моря.
Для нормального режима работы принимаем:
b1 = 1
b2 = 1
b3 = 1
b4 = 1
a1 = 1111
a1 = 1
Полученные данные заносим в таблицу 3.1.
.3.4 Определяем поправочный коэффициент, учитывающий влияние нагрузки и температуры, по формуле (3.6):
а2 = 0,75Кн, (3.6)
где а2 - коэффициент, учитывающий влияние нагрузки.
Полученные результаты сводим в таблицу 3.1.
Таблица 3.1 Данные для расчета надежности.
Наименование элементовniКна1lio 10-6 час-1a2li = а1 а2liolini 10-6час-1ИО10,510,10,050,0050,005ИЭН10,610,10,050,0050,005ГИУ10,510,10,050,0050,005АЦП10,510,10,050,0050,005Импульсный трансформатор 9 1 1 1,04 1,04 1,082 9,734Диоды150,110,10,050,0050,075Транзисторы 240,110,10,050,0050,12Конденсаторы 20,310,120,2250,0270,054Резисторы200,410,050,30,0150,3Разъем1110,10,750,0750,075Cоединение пайкой250110,0040,750,0030,75
3.3.5 Определяем суммарную интенсивность отказов по формуле (3.7):
lсум = Slini10-6час-1, (3.7)
где lсум - суммарная интенсивность отказов;
li - интенсивность отказов данного элемента;
ni - количество данных элементов.
lсум = (0,005 + 0,005 + 0,005 + 0,005 + 9,734 + 0,075 + 0,12 + 0,054 + 0,3 + 0,075 + 0,75) *10-6 =11,12810-6час-1
.3.6 Определяем вероятность P (t) безотказной работы ИВЭП за 1000 часов по формуле (3.8):
P (t) = e-lcумt (3.8)
P (t) = e - 11,128101000
P (t) = 0,988934
.3.7 Определяем среднее время исправной работы до первого отказа
по формуле (3.9):
Тср = , (3.9)
где Тср - среднее врем?/p>