Источники электропитания

Для получения итоговой оценки требуется:

Посещение лекций
Защита всех лабораторных работ
Защита курсовой работы

Организация электропитания Основные понятия электрической сети

М.О. Доливо-Добровольский

ГОСТ 13109-87

Напряжение 209-231 В
Частота 49.8-50.2 Гц
Коэффициент несинусоидальности <=5
Напряжение 198-242 В
Частота

ГОСТ Р 50628-93 по устойчивости к электромагнитным помехам.

Сбои электропитания

Провалы напряжения - кратковременные понижения напряжения, связанные с резким увеличением

Перегрузки

Ситуации, когда ток в сети выше номинального или предельно допустимого для

Схема включения средств вычислительной техники в электрическую цепь

Должна обеспечивать функции:
1. Безусловной

Возможные причины поражения электрическим током при применении выделенного контура заземления на

Безопасная система заземления

Устройство защитного отключения

Электрический ток

Напряжение

Правила Кирхгофа

Элементы электрической цепи

Емкостной элемент

Индуктивный элемент

Сопротивление реактивных элементов

Взаимоиндуктивный элемент

Классификация источников питания

Линейные источники питания

Импульсные источники питания

Структурные схемы вторичных источников электропитания

Импульсные источники вторичного электропитания (с преобразованием частоты)

Импульсные источники вторичного электропитания (с преобразованием частоты)

Используя структурную схему ВИП

Сварочный источник питания

Сварочный источник питания

Элементная база ИП

1) электровакуумные приборы (диоды, триоды и многосеточные лампы);
2) полупроводниковые

Элементная база ИП

6) интегральные стабилизаторы напряжения и тока (линейные и им-
пульсные);
7)

Выпрямители Структурная схема в общем виде

Диод - основной элемент блока выпрямления

Диод Шоттки

Функциональные схемы однофазных выпрямителей
Для выпрямления однофазного переменного напряжения широко применяют

Схема однополупериодного выпрямителя

U2 - Напряжение на вторичной обмотке трансформатора
Uн –

Основные параметры однополупериодного выпрямителя

Двухполупериодный выпрямитель с выводом средней точки вторичной обмотки трансформатора

Двухполупериодный выпрямитель с общей точкой

Основные параметры двухполупериодного выпрямителя с нулевым выводом

Двухполупериодный мостовой выпрямитель

Основные параметры двухполупериодного мостового выпрямителя

1. Выбор схемы выпрямителя

При нескольких нагрузках, питающихся от одного источника:

Выбор

2.Выбор типа вентиля

Формулы для расчёта выпрямителя

Выбор схемы выпрямителя, основные расчетные соотношения
Метод Терентьева - метод номограмм.

Низкочастотный выпрямитель

Низкочастотный выпрямитель

Низкочастотный выпрямитель

Выходной выпрямитель

Выходной выпрямитель

Сглаживающие фильтры

Классификация
по типу элементов:
-пассивные фильтры
-электронные (активные) фильтры - с использованием

Классификация фильтров (продолжение)

По количеству фильтрующих элементов различают:
-однозвенные
-многозвенные

Параметры сглаживающих фильтров

При последовательном соединении фильтров:

Общий коэффициент сглаживания

Пассивные фильтры Емкостные фильтры

Индуктивные фильтры

Г-образные фильтры

LC-типа
RС-типа

П-образные фильтры

Транзисторные сглаживающие фильтры.

Динамическое сопротивление

Статическое сопротивление

Пути повышения эффективности транзисторных фильтров

Схема активного фильтра с общей базой

! Импульсные источники вторичного электропитания являются источниками интенсивных электромагнитных помех (ЭМП)!

Электромагнитные

Функциональные элементы блока питания ПК Сетевой фильтр

Сетевой фильтр

ВАХ варистора

Схема заградительного фильтра системного модуля

Низкочастотный выпрямитель

Стабилизаторы

Классификация стабилизаторов
Стабилизаторы классифицируют по ряду признаков:
1) по роду стабилизируемой

Коэффициент стабилизации по напряжению

Коэффициент стабилизации тока

Коэффициент полезного действия стабилизатора

Параметрические стабилизаторы на полупроводниковых приборах

ВАХ стабилитрона и нагрузки

Схема параметрического стабилизатора с эмиттерным повторителем

Расчет элементов диодно-транзисторного стабилизатора.

Компенсационные стабилизаторы непрерывного действия

В компенсационном стабилизаторе непрерывного действия регулирующий транзистор работает в активном режиме!

Импульсный стабилизатор напряжения

Осциллограммы напряжений импульсного СН

Функциональная схема импульсного стабилизатора постоянного напряжения

Выходное напряжение импульсного стабилизатора

Линейный источник питания

Импульсный источник питания

Доменная структура ферромагнетика

Принцип устройства трансформатора

Виды магнитопроводов трансформаторов

Магнитопроводы из штампованных пластин

Устройство ленточных магнитопроводов трансформаторов.

Магнитопровод тороидальной с воздушным зазором

Влияние воздушного зазора на форму петли гистерезиса

Преобразователи напряжения в импульсных источниках электропитания

По числу фаз переменного напряжения на

По способу использования электрической энергии схемы преобразователей делятся на:
а прямоходовые

Преобразователи напряжения в импульсных источниках электропитания

По способу управления:
- с самовозбуждением

Двухтактные преобразователи напряжения

Обратноходовый импульсный источник питания

Временные диаграммы, поясняющие работу обратноходового импульсного преобразователя.

Прямоходовый импульсный источник питания

Схема однотактного преобразователя с обратным включением диода

Влияние воздушного зазора на форму петли гистерезиса

Сердечник трансформатора выполняется из магнитного материала с узкой петлей гистерезиса и

Двухтактные преобразователи напряжения. Классификация

С автогенерацией колебаний

С выводом от средней точки трансформатора

Мостовая

С автогенерацией колебаний

С внешним управлением
Мостовая схема

С внешним управлением
Полумостовая схема (преобразователь блока питания АТХ)

С внешним управлением
С выводом от средней точки трансформатора

В каком случае для дросселя LF обеспечивается режим непрерывных токов?
Чему равно

Габариты трансформатора

ДПН: - минимальные
ОПНО: - максимальные

Сложность схемы

ДПН: - максимальные
ОПНО: - минимальные

По габаритам трансформатора

ДПН: - минимальные
ОПНО: - максимальные

Максимальная емкость конденсатора фильтра

ДПН

Минимальная емкость конденсатора фильтра

ОПНО

Зависимость массы и объема ИВЭП и его компонентов (реактивных и теплоотводящих)

Транзисторные ключи на биполярных транзисторах

Переходные процессы в электронном ключе на биполярном транзисторе

Ключи на биполярных и транзисторах:

С потенциальным управлением
С управляющими трансформаторами
С управлением от

С потенциальным управлением (через эмиттерный повторитель) Пассивное рассасывание заряда

Ев – напряжение

Пример схемы ключа с активным рассасыванием заряда

Пример схемы ключа с рассасыванием зарядов форсирующим конденсатором

С управляющими трансформаторами

Трансформатор напряжения

Трансформатор тока

С управлением от силового трансформатора

Ключи с пропорционально-токовым управлением

Пассивное рассасывание заряда

Активное рассасывание заряда

Ключи на полевых транзисторах

По структуре проводящего канала сток-исток:
Со встроенным каналом

Упрощённая модель полевого транзистора с изолированным затвором

исток (англ. source) — электрод, из которого в канал входят основные носители заряда;
сток (англ. drain) — электрод,

Устройство полевого транзистора с изолированным затвором. a) — с индуцированным каналом, b) — со

Типовая схема включения полевого транзистора

Временные диаграммы переключения полевого транзистора

Обобщённая схема ключа с полевым транзистором

Управление ключом на полевом транзисторе от интегральной микросхемы

Схема ключа с управлением от операционного усилителя

Схема управления от двухтактного выходного каскада

Схема ключа с шунтирующим транзистором

Схема ключа с управляющим трансформатором

ШИМ контроллер

Модуляторы

ШИМ – широтно-импульсные модуляторы
ЧИМ – частотно-импульсные модуляторы

СС – схема сравнения
М –

Широтно-импульсные модуляторы (структурная схема)

ГПН - генератор пилообразного напряжения; К - компаратор

Ucc

Схемы ГПН

Схемы и диаграммы работы упрощённых ГПН

Временные диаграммы работы ШИМ в однополупериодном (а) и двухполупериодном (б) режимах

Выходной параметр ШИМ- коэффицент заполнения импульсов

Если закон нарастания пилы – линеен

Проходная

Статический коэффицент передачи ШИМ

Простая схема ШИМ на интегральном компараторе

Структура микросхемы TL494CN

Структура микросхемы TL494CN

Временные диаграммы микросхемы TL494CN