Разработка источника питания станции связи.

Введение…….………………………………………………………………..…. 5
Перечень используемых сокращений………………………………………..… 8
1 Обзор известных технических решений…………………………………..… 9
1.1 Классификация источников питания…………………………………….. 9
1.2 Основные характеристики ИВЭП………………………………………… 15
1.3 Сравнительный анализ линейных и импульсных источников питания.. 17
2 Выбор и обоснование структурной схемы……….………………………….. 20
2.1Линейные источники питания…………………………………………… 20
2.2 Импульсные источники питания…………………………………………. 20
2.3 Обоснование выбора схемы…………………………………………….. 21
2.4 Заключение…………………………………………………………………. 22
3 Принцип действия источника питания………………………………………. 23
3.1 Входной фильтр………………………………………………………….. 23
3.2 Выпрямитель и корректор коэффициента мощности (RECTIFIER
& PFC)…………………………………………………………………………… 23
3.3 Двухтактный преобразователь (POWER SWITCHING)………………. 24
3.4 Трансформатор (TRANSFORMER)…………………………………….. 24
3.5 Синхронные выпрямители и фильтры (RECTIFIERS & FILTER)……. 25
3.6 Система регулирования (CONTROL)…………………………………… 25
3.7 Цепи защиты (O.V.P., O.L.P., O.T.P.)…………………………………… 25
3.8 Вспомогательная линия питания (12 V)………………………………….. 27
4 Определение топологии инвертора…………………………………………… 28
5 Расчет параметров источника питания…….………………………………….. 31
5.1 Исходные данные………………………………………………………….. 31
5.2 Расчёт выходной мощности…………………………………………….. 32
5.3 Расчёт входной мощности………………………………………………. 33
5.4 Расчёт токов в силовых цепях…………………………………………… 33
5.5 Расчёт транзисторов……………………………………………………… 35
5.6 Расчёт диодов……………………………………………………………. 37
5.7 Расчёт выходного фильтра………………………………………………... 37
5.8 Расчёт трансформатора…………………………………………………… 39
5.9 Расчёт управляющей схемы (ШИМ-контроллера)……………………… 49
6 Разработка корпуса……….…………………………………………………… 58
6.1 Цель испытаний……………………………………………………………. 58
6.2 Объем испытаний…………………………………………………………. 58
6.3 Условия и порядок проведения испытаний……………………………... 59
6.4 Методика проведения испытаний………………………………………. 60
7 Обеспечение ЭМС…..…….………………………………………………….. 69
7.1 Причины и источники электромагнитных помех………………………. 69
7.2 Исследование модуля без фильтров подавления ЭМП……………….. 71
7.3 Проектирование и расчёт фильтра подавления ЭМП………………….. 73
7.4 Проверка фильтра на реальном модуле…………………………………. 75
7.5 Объективные итоги испытаний…………………………………………. 76
8 Моделирование работы ключевых элементов источника…………………... 77
Заключение ……………………………………………………………………… 82
Список используемых источников……..………………………………………. 84
Приложение А…………………………………………………………………… 86
Приложение Б…………………………………………………………………… 88
Приложение В……………………….………………………………..…………. 94
Приложение Г……………………….………………………………..…………. 96

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность темы. На сегодняшний день почти всё радиоэлектронное оборудование нуждается в одном или нескольких автономных источников питания. На сегодняшний момент существует широкий выбор номенклатуры выпускаемых ИП, поэтому выполняемый анализ требований к ИП является основополагающим. Очень часто не возникает затруднений в приобретение необходимого источника электропитания, удовлетворяющего необходимым нуждам. В отдельных случаях при разработке той или иной электронной аппаратуры, целесообразно использовать свой источник питания. Индивидуальные требования предъявляемы к ИП определяются допустимыми эксплуатационными характеристиками электронной аппаратуры. К примеру, создание ИП для аппаратуры, работающей в условиях больших электрических наводок, проникающие через питающие сети, требуется создание специальных ИП со специфическим напряжением, током, полярностью, допустимой нестабильностью. Дополнительные требования, которые следует учитывать: условия, при которых он будет эксплуатироваться (влажность, температура, давление).
В этих случаях применяют источники вторичного электропитания, использующие импульсное преобразование и управление. Они нашли широкое применение во многих современных электронных устройствах. [3] По сравнению с классическими линейными схемами ИВЭП импульсные схемы питания отличаются повышенными требованиями к фильтрации высокочастотных составляющих на выходе питающего устройства что обуславливает их повышенную схемотехническую сложность и себестоимость. Однако этот недостаток не принимается во внимание, когда ИП должен обладать высокими эксплуатационными характеристиками.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Обзор известных технических решений

1.1 Классификация источников питания
Источники питания делятся на два типа: источники первичного электропитания, преобразующий энергию не электрического вида в электрическую, и источники вторичного электропитания, использующие энергию от источника первичного электропитания (или системы электроснабжения), которые предназначены для формирования необходимых для работы электронных элементов напряжений с заданными характеристиками [1].
К источникам первичного электропитания можно отнести:
- химические источники тока (гальванические элементы, батареи и аккумуляторы);
- термобатареи;
- термоэлектрические преобразователи;
- фотоэлектрические преобразователи (фотоэлементы и солнечные батареи);
- топливные элементы;
- биохимические источники тока;
- атомные элементы;
- электромеханические генераторы [2].
Химические источники тока обширно применяются для питания маломощных устройств и аппаратуры, требующей независимого питания. Выходное напряжение этих источников фактически не включает переменной составляющей пульсаций, но в большой степени зависит от значения тока, отдаваемого в нагрузку, и степени разряда. Именно поэтому в узлах, критичных к напряжению питания, химические источники тока применяются совокупно с стабилизаторами напряжения. Также вспомогательными и резервными источниками энергии в устройствах, питающихся от сети переменного тока, считаются батареи и аккумуляторы.
Термобатареи состоят из последовательно соединенных термопар. Термобатареи применяются в качестве источников питания небольшой мощности. В простом виде термоэлектрический генератор представляет собой батарею термопар, у которых одни концы спаев нагреваются, а другие имеют достаточно низкую температуру, благодаря чему создается термо-ЭДС и во внешней цепи протекает ток.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Федосеева Е.В. Источники вторичного электропитания: Учебное пособие – Муром: ВлГУ, 2014 – 136 с.
2. Ефимов И.П. Источники питания РЭА: Учебное пособие. – 2-е изд., испр. – Ульяновск: УлГТУ, 2002. – 136 с.
3. Крылов В.И., Трифонов В.Г. Электронные источники питания. — М.: Энергоатомиздат, 2010. — С. 45–67.
4. NXP Semiconductors. GreenChip TEA2017AAT SMPS Controller Datasheet. — Rev.1, 2022. — С. 1–29. URL: https://www.nxp.com/docs/en/data-sheet/TEA2017AAT.pdf
5. NXP Semiconductors. TEA2096 Synchronous Rectifier Datasheet. — Rev.1, 2022. — С. 1–24. URL: https://www.nxp.com/docs/en/data-sheet/TEA2096.pdf
6. Савелов А.А. Расчет импульсных источников питания устройств авионики: учебное пособие. –М.: МГТУ ГА, 2015. – 96 с., 66 ил., 30 табл., лит.: 24 наим.
7. ON Semiconductor. MC7812 Voltage Regulator Datasheet. — Rev.10, 2020. — С. 1–10. URL: https://www.onsemi.com/pdf/datasheet/mc7812-d.pdf
8. Texas Instruments. TL431B Programmable Shunt Regulator Datasheet. — Rev.L, 2021. — С. 1–15. URL: https://www.ti.com/lit/ds/symlink/tl431b.pdf
9. ГОСТ 30630.1.4–2013. Испытания на воздействие климатических факторов. — Введ. 01.07.2014. — 22 с.
10. Малыгин Ю.И. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств. — СПб.: Питер, 2017. — 304 с.

Весь текст будет доступен после покупки