Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 634620)
Контекстум
.

Источники вторичного электропитания. Практикум (500,00 руб.)

0   0
Первый авторПодгорный В. В.
АвторыСеменов Е. С.
ИздательствоМ.: Горячая линия – Телеком
Страниц151
ID297854
АннотацияСистематически изложен лабораторный курс «Источники вторичного электропитания», который охватывает основные типы линейных и импульсных однотактных источников питания. Приведено описание девяти лабораторных работ. Для каждой работы даны: теоретическое введение с изложением физического принципа работы изучаемой схемы; краткий вывод и строгое обоснование основных рабочих формул с указанием границ их применимости; описание экспериментальной установки; программа работы и методические рекомендации по обработке результатов; список контрольных вопросов и рекомендованной для самостоятельного изучения литературы. Каждая работа сопровождается подробным теоретическим материалом в форме конспективного изложения основных разделов лекций, поэтому данное пособие может быть полезно студентам при подготовке к экзамену по теоретическому курсу.
Кем рекомендованоУМО по образованию в области Инфокоммуникационных технологий и систем связи в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки 210700 - «Инфокоммуникационные технологии и системы связи» квалификации (степени) «бакалавр» и квалификации (степени) «магистр»
Кому рекомендованоДля студентов, обучающихся по направлениям подготовки 210400 – «Телекоммуникации»; 210700 – «Инфокоммуникационные технологии и системы связи», и может также служить справочным пособием при изучении курсов специализаций, а также при выполнении курсовых и дипломных работ.
ISBN978-5-9912-0308-1
УДК621.38
ББК32.85
Подгорный, В.В. Источники вторичного электропитания. Практикум : учеб. пособие для вузов / Е.С. Семенов; В.В. Подгорный .— Москва : Горячая линия – Телеком, 2013 .— 151 с. — ISBN 978-5-9912-0308-1 .— URL: https://rucont.ru/efd/297854 (дата обращения: 19.04.2024)

Предпросмотр (выдержки из произведения)

Систематически изложен лабораторный курс «Источники вторичного электропитания», который охватывает основные типы линейных и импульсных однотактных источников питания. <...> Источник вторичного электропитания — далее блок питания (БП) — устройство, предназначенное для формирования требуемого потребителю (нагрузке) напряжения (при заданном диапазоне токов нагрузки) как при питании его от электрической сети, так и от других источников питания (аккумуляторов, гальванических элементов). <...> Полученное постоянное напряжение преобразуется в прямоугольные импульсы повышенной частоты и определенной скважности, подаваемые или на трансформатор (в случае импульсных БП с гальванической развязкой от питающей сети), или напрямую на выходной ФНЧ (в импульсных БП без гальванической развязки). <...> В импульсных БП могут применяться малогабаритные трансформаторы — это объясняется тем, что с ростом частоты повышается эффективность работы трансформатора и уменьшаются требования к габаритам (сечению) сердечника, необходимым для передачи эквивалентной мощности. <...> В большинстве случаев такой сердечник может быть выполнен из ферритов (ферромагнитных материалов с высоким удельным сопротивлением), в отличие от сердечников низкочастотных трансформаторов, для которых используется электротехническая сталь. <...> В импульсных БП стабилизация напряжения обеспечивается посредством отрицательной обратной связи. <...> Обратная связь позволяет поддерживать выходное напряжение на относительно постоянном уровне вне зависимости от колебаний входного напряжения и нагрузки. <...> Для первичной сети 50 Гц импульсный БП является существенно нелинейной нагрузкой (в отличие от линейных БП). <...> Мостовой выпрямитель с емкостным фильтром Электрическая схема выпрямителя показана на рис. <...> Выходное напряжение мостового выпрямителя с емкостным фильтром быстро подзаряжает его через маленькое сопротивление включенных в прямом направлении диодов <...>
Источники_вторичного_электропитания._Практикум._Учебное_пособие_для_вузов._(1).pdf
УДК 621.38 ББК 32.85 П44 Р е ц е н з е н т ы : доктор техн. наук, профессор, зав. кафедрой «Мультисервисных сетей и информационной безопасности» Поволжского государственного университета телекоммуникаций и информатики кандидат техн. наук, доцент, зав. кафедрой «Сетей связи и систем коммутации» ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный университет имени Н. П. Огарёва» Подгорный В. В., Семенов Е. С. П44 Источники вторичного электропитания. Практикум. Учебное пособие для вузов. − М.: Горячая линия–Телеком, 2013.− 150 с., ил. ISBN 978-5-9912-0308-1. Систематически изложен лабораторный курс «Источники вторичного электропитания», который охватывает основные типы линейных и импульсных однотактных источников питания. Приведено описание девяти лабораторных работ. Для каждой работы даны: теоретическое введение с изложением физического принципа работы изучаемой схемы; краткий вывод и строгое обоснование основных рабочих формул с указанием границ их применимости; описание экспериментальной установки; программа работы и методические рекомендации по обработке результатов; список контрольных вопросов и рекомендованной для самостоятельного изучения литературы. Каждая работа сопровождается подробным теоретическим материалом в форме конспективного изложения основных разделов лекций, поэтому данное пособие может быть полезно студентам при подготовке к экзамену по теоретическому курсу. Для студентов, обучающихся по направлениям подготовки 210400 – «Телекоммуникации»; 210700 – «Инфокоммуникационные технологии и системы связи», и может также служить справочным пособием при изучении курсов специализаций, а также при выполнении курсовых и дипломных работ. ББК 32.85 Адрес издательства в Интернет www.techbook.ru Подгорный Владимир Викторович, Семенов Евгений Сергеевич Источники вторичного электропитания Учебное пособие для вузов Подписано к печати 15.07.2013. Формат 60×88 1/16. Усл. печ. л. 9,5. Изд. № 130308. Тираж 500 экз. (1-й завод 100 экз.) ISBN 978-5-9912-0308-1 © В. В. Подгорный, Е. С. Семенов, 2013 © Издательство «Горячая линия–Телеком», 2013 ; В. Г. Карташевск ий В. В. Никулин. Учеб н о е изд а ние
Стр.2
Оглавление Введение. Общие сведения об источниках вторичного электропитания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1. Базовые элементы и схемы источников вторичного электропитания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1. Преобразование параметров мощности первичной электрической сети: трансформатор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2. Мостовой выпрямитель с емкостным фильтром . . . . . . . . . 3 7 7 9 1.3. Параметрический стабилизатор на полупроводниковом стабилитроне . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.4. Конденсатор как накопитель энергии и его эффективность . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.5. Индуктивная катушка: эффективность накопления энергии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2. Ферромагнитные материалы и изделия в источниках питания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.1. Описание намагничивания вещества . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.2. Магнитное поле в веществе и вектор H . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 2.3. Основные характеристики ферромагнетиков . . . . . . . . . . . . 23 2.3.1. Кривая намагничивания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 2.3.2. Магнитная проницаемость . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2.3.3. Магнитный гистерезис . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 2.3.4. Потери энергии при перемагничивании ферромагнетика . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 2.4. Работа индуктивных элементов с ферромагнитным сердечником в условиях однополярных токов . . . . . . . . . . . . . . . 30 2.5. Магнитные материалы для импульсных источников питания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 2.5.1. Ферриты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 2.5.2. Магнитодиэлектрики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 2.6. Измерение параметров динамических петель гистерезиса с помощью осциллографа (лабораторная работа № 1) . . . 36 2.6.1. Метод . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 2.6.2. Программа измерений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 2.6.3. Обработка результатов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 2.6.4. Контрольные вопросы и задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Стр.148
Оглавление 149 3. Линейные стабилизаторы напряжения и тока . . . . . . . . . 46 3.1. Общие сведения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 3.2. Параметрический стабилизатор напряжения с усилителем тока (лабораторная работа № 2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 3.2.1. Лабораторная установка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 3.2.2. Программа работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 3.2.3. Обработка полученных результатов . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 3.2.4. Контрольные вопросы и задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 3.3. Компенсационный стабилизатор с параллельным регулятором . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 3.3.1. Компенсационный стабилизатор напряжения с параллельным регулятором (лабораторная работа № 3) . . . . . . . . . . 54 3.3.2. Расчет параметров электрической схемы . . . . . . . . . . . . . 57 3.3.3. Программа работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 3.3.4. Обработка результатов измерений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 3.3.5. Контрольные вопросы и задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 3.3.6. Компенсационный стабилизатор тока с параллельным регулятором (лабораторная работа № 4). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 3.3.7. Расчет параметров электрической схемы стабилизатора тока . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 3.3.8. Эффективность стабилизатора тока . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 3.3.9. Программа работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 3.3.10. Обработка результатов измерений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 3.3.11. Контрольные вопросы и задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 3.4. Компенсационный стабилизатор напряжения с последовательным регулятором (лабораторная работа № 5) . . . . . . . 73 3.4.1. Принцип работы и описание схемы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 3.4.2. Коэффициент стабилизации напряжения . . . . . . . . . . . . . 76 3.4.3. Энергетическая эффективность схемы стабилизатора напряжения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 3.4.4. Предельные характеристики стабилизатора напряжения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 3.4.5. Нахождение предельной ВАХ стабилизатора напряжения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 3.4.6. Описание лабораторной установки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 3.4.7. Программа работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 3.4.8. Обработка полученных результатов . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 3.4.9. Контрольные вопросы и задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 4. Однотактные импульсные источники питания . . . . . . . . 85 4.1. Чопперная схема и её расчет (лабораторная работа № 6) 88 4.1.1. Сглаживание пульсаций тока нагрузки . . . . . . . . . . . . . . . 92 4.1.2. Экспериментальная установка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
Стр.149
150 Оглавление 4.1.3. Программа измерений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 4.1.4. Обработка полученных результатов . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 4.1.5. Контрольные вопросы и задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 4.2. Бустерная схема и её расчет (лабораторная работа № 7) . 97 4.2.1. Экспериментальная установка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 4.2.2. Программа работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 4.2.3. Обработка полученных результатов . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 4.2.4. Контрольные вопросы и задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 4.3. Обратноходовой (Flyback) преобразователь и его расчет (лабораторная работа № 8) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 4.3.1. Экспериментальная установка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 4.3.2. Программа работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 4.3.3. Обработка полученных результатов . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 4.3.4. Контрольные вопросы и задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 5. Генераторы мощных импульсов тока и напряжения . . 117 5.1. Генератор импульсного тока . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 5.2. Генератор импульсного напряжения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 5.2.1. Исследование модели ГИН (лабораторная работа № 9) 121 5.2.2. Моделирование разряда индуктивного накопителя . . . 121 5.2.2.1. Алгоритм определения неизвестных параметров R и C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 5.2.2.2. Передача энергии ИНЭ в активную нагрузку . . . . . 124 5.2.2.3. Максимальная мощность, передаваемая в нагрузку 127 5.2.2.4. Эффективность передачи энергии в активную нагрузку . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 5.2.3. Экспериментальная установка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 5.2.4. Вольт-амперная характеристика ключа . . . . . . . . . . . . . . . 132 5.2.5. Измерение параметров импульсов с помощью осциллографа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 5.2.6. Емкостной делитель напряжения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 5.2.7. Исследование экспериментальной модели ГИН. . . . . . . . 135 5.2.7.1. Программа измерений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 5.2.7.2. Обработка результатов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 5.2.7.3. Контрольные вопросы и задания . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 Приложение. Реализация основных однотактных схем DC-DC преобразователей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
Стр.150