Министерство образования и науки РФ

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Кафедра промышленной электроники (ПрЭ)

Курсовая работа

НПН повышающего типа

По дисциплине «Энергетическая электроника»

г. Томск

2013

Министерство образования и науки РФ

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Кафедра промышленной электроники (ПрЭ)

Утверждаю:

Зав. кафедрой ПрЭ

_______ А.В. Кобзев

ЗАДАНИЕ

на курсовое проектирование по дисциплине

«Энергетическая электроника»

студенту Раднаев Алдар Баирович

группа 369-2 факультет ФЭТ

Тема проекта: НПН повышающего типа

Срок сдачи студентов законченного проекта

Исходные данные к проекту:

Uвх, В	Iн, А	Uн, В	fпр, Гц	К`п, %
320	3	800	30000	3

Содержание пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов): осцилограммы и расчёт НПН повышающего типа.

Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей и схем): схема электрическая принципиальная

Дата выдачи задания:

Руководитель проекта: Зубакин А.Г.

Задание принял к исполнению

(дата и подпись студента)

СОДЕРЖАНИЕ

Техническое задание ……………………………………………………..2

Введение …………………………………………………………………4

1. Описание и принцип работы преобразователя……………….…5

2. Расчет силовой части…………………………………………..…8

3. Диаграммы …………………………..…………………….…..…13

Список используемой литературы ……………………………………16

Введение

Целью данного курсового проекта является проектирование и расчет непосредственного преобразователя.

Существуют непосредственные преобразователи различных типов. Их можно разделить на две группы – с гальваническим разделением входа и выхода и без разделения. К первой группе относят прямоходовые и обратноходовые преобразователи. К преобразователям без гальванического разделения входа и выхода относятся понижающие, повышающие и инвертирующие преобразователи. В данном проекте рассмотрен непосредственный преобразователь повышающего типа.

Описание и принцип работы преобразователя

Наиболее простым методом преобразования (или регулирования) постоянного напряжения является непрерывный, который реализуется за счет включения в последовательную цепь с нагрузкой балластного сопротивления. Такой метод применяется в непрерывных стабилизаторах, например, в интегральных стабилизаторах серии ЕН. Недостаток метода заключается в принципиально низком значении К.П.Д. В результате непрерывные стабилизаторы обычно используются лишь при мощностях порядка единиц ватт. Кроме того, непрерывный метод позволяет только уменьшить выходное напряжение относительно входного. Для получения высоких значений К.П.Д. разработаны импульсные методы преобразования, реализуемые за счет периодического подключения нагрузки к источнику питания. Причем, применение в схемах импульсных преобразователей реактивных элементов – дросселей и конденсаторов – позволяет регулировать выходное напряжение как ниже, так и выше входного. Импульсные преобразователи, регулирующие выходное напряжение лишь за счет такого периодического переключения, получили название непосредственных, или однократных. В таких преобразователях нагрузка и источник гальванически связаны между собой

Проанализируем работу схемы на рис. 1 в режиме непре-

рывного тока дросселя, полагая все элементы идеализированны-

ми и используя диаграммы на рис. 2

Рис. 1 — Непосредственный преобразователь

повышающего типа

При некотором установившемся режиме работы на интервале включенного состояния транзистора γT , который задается управляющим напряжением Uy u , дроссель L подключен к источнику питания, диод VD закрыт под действием напряжения на

конденсаторе C , нагрузка от источника питания отключена и конденсатор поддерживает уровень выходного напряжения. Напряжение на дросселе равно Uвх , а ток в его обмотке изменяется по линейному закону от минимального значения Ilmin до

максимального Ilmax на величину 2ΔIl

На интервале (1 – γ)T транзистор закрыт и энергия, накопленная в дросселе L, передается в конденсатор C и нагрузку через открывшийся диод VD . Ток в дросселе спадает по линейному закону, при этом к нему приложена разность напряжений выход-

ного и входного. Так как постоянная составляющая напряжения на дросселе равна нулю.

следует, что выходное напряжение в схеме рассматриваемого преобразователя при любом значении γ больше входного, откуда он и получил название «повышающий».

Рис. 2— Процессы в повышающем преобразователе

Рис.3- Схема непосредственного преобразователя понижающего типа.

.

Со схемы управления приходят управляющие импульсы. Эти импульсы переводят транзистор в открытое состояние. Транзистор проводит входное напряжение до тех пор пока импульс не прекратится. Как только импульс прекращается, транзистор закрывается и входное напряжения не поступает на нагрузку. Таким образом, изменяется среднее за период напряжение на нагрузке.

Список используемой литературы

1. Кобзев А.В., Коновалов Б.И., Семенов В.Д. Энергетическая электроника: Учебное пособие. — Томск: Томский межвузовский центр дистанционного образования, 2010. — 164 с.

2. Мишуров В.С., Семенов В.Д. Энергетическая электроника: Учебно-методическое пособие. — Томск: Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, 2007. — 221 с.

3. Мишуров В.С. Энергетическая электроника: Методические указания и примеры выполнения курсового проекта / В.С. Мишуров. — Томск : Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, 2010 — 148 с.

4. Расчет электромагнитных элементов источников вторичного электропитания / А.Н. Горский, Ю.С. Русин, Н.Р. Иванов, Л.А. Сергеева. — М.: Радио и связь, 1988. — 176 с.

15