Электропитание устройств и систем телекоммуникаций

Анализ и выбор системы электропитания и определение числа элементов аккумуляторной батареи. Расчет и выбор емкости аккумуляторной батареи. Определение числа вольтдобавочных конвертеров в ЭПУ. Выбор типа и материала магнитопровода для трансформатора Т1.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 01.05.2019
Размер файла 116,1 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство связи

Северо-Кавказский филиал ордена Трудового Красного Знамени

федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования

«Московский технический университет связи и информатики»

Кафедра инфокоммуникационных технологий и систем связи

Контрольная работа

по дисциплине: Электропитание устройств и систем телекоммуникаций

Студент: Цупко С.А.

Направление 11.03.02____

Группа _КС-31_ Курс _3_

Шифр ст. билета _ 17215_

Вариант ______15

Дата «15» марта 2019г._

Ростов-на-Дону 2019 г

Задача №1

электропитание аккумуляторный батарея конвертер

Задача №1 предусматривает расчет и выбор оборудования ЭПУ, выполненной либо по буферной системе электропитания с вольтдобавочными конверторами, либо по буферной (модульной) системе электропитания без каких-либо устройств регулирования в цепи постоянного тока. Выбор системы электропитания осуществляется исходя из допустимых пределов изменения напряжения на зажимах аппаратуры (UН.МИН UН.МАКС ), указанных в исходных данных. В исходных данных также приводится значение мощности, потребляемой технологическим оборудованием в аварийном режиме работы ЭПУ (РН ) и падение напряжения в токораспределительной сети ТРС постоянного тока (U ТРС ).

Для расчета и выбора оборудования ЭПУ, выполненной по одной из систем электропитания, необходимо также знать длительность аварийного режима работы ЭПУ tАВ (время питания аппаратуры от одной группы аккумуляторной батареи) и минимальное значение температуры в помещении , где устанавливаются аккумуляторы, tОКР . Значения tАВ и tОКР приведены в исходных данных.

Исходные данные :

UН.МИН UН.МАКС = (40…54) В ; РН = 6,0 кВт ; U ТРС = 0,8 В ; tАВ = 1,0 час;

tОКР =20є С.

Решение.

1.1.Выбор системы электропитания и определение числа элементов аккумуляторной батареи.

1.1.1.Определяем необходимое число элементов в каждой группе аккумуляторной батареи, обеспечивающее питание аппаратуры в аварийном режиме работы ЭПУ :

nМИН = (UН.МИН + U ТРС )/ U К.Р , (1)

где UН.МИН - минимально допустимое значение напряжения на выходных зажимах оборудования ;

U К.Р - допустимое напряжение в конце разряда для одного элемента, определяемой из [1] .

U ТРС - падение напряжения в ТРС.

Подставляя числовые значения, получаем : nМИН = (40 + 0,8 )/ 1,75 =24.

1.1.2.Определяем максимальное значение напряжения на зажимах аккумуляторной батареи при ее заряде в послеаварийном режиме работы ЭПУ:

UАБ.МАКС = 2,35 · n , [В] (2)

Подставляя числовые значения, получаем : UАБ.МАКС = 2,35 · 24 = 56,4 (В).

Так как полученное значение UАБ.МАКС = 56,4 В оказалось больше максимально допустимого значения напряжения на выходных зажимах оборудования UН.МАКС = 54 В, то ЭПУ должна быть выполнена по буферной системе с вольтдобавочными конверторами. Выбираем конверторы типа КУВ 12/100-2. Для этой системы электропитания число элементов в каждой группе АБ может быть выбрано исходя из условия выполнения неравенств:

n ? UН.МАКС / 2,35 ; n ? (UН.МИН + U ТРС +2)/ UС , (3)

где UС = 2,23 В - значение напряжения содержания для кислотного аккумулятора закрытого типа при температуре электролита, равный 20є С.

Подставляя числовые значения, получаем : n ? 54/2,35 = 22,9 , n ? (40+0,8+2)/2,23=19,2

Принимаем n = 20.

1.2.Расчет и выбор емкости аккумуляторной батареи.

1.2.1.Определяем номинальное значение напряжение на зажимах АБ (напряжение содержания UАБ.НОМ ) для нормального режима работы ЭПУ:

UАБ.НОМ = 2,23· n , [В] (4)

Подставляя числовые значения, получаем : UАБ.НОМ = 2,23·20 = 44,6 (В).

Для ЭПУ с ВДК напряжение на выходе ЭПУ в нормальном режиме работы будет меньше UАБ.НОМ на величину падения напряжения на обходном диоде, равном 0,7 В:

UАБ.НОМ - 0,7 = 44,6- 0,7 = 43,9 (В).

Для этого они обычно настраиваются на стабилизацию напряжения на выходе ЭПУ в аварийном режиме на уровне : UЭПУ АВ =( UАБ.НОМ - 2) = 44,6 - 2 = 42,6 В.

1.2.2.Определяем максимальное значение напряжения на зажимах АБ в конце первой ступени заряда UАБ МАКС :

UАБ МАКС = 2,35· n , [В] (5)

Подставляя числовые значения, получаем : UАБ МАКС = 2,35· 20 = 47 (В).

1.2.3.Для ЭПУ с ВДК определяем среднее значение мощности РВХ ВДК СР , потребляемой ВДК от разряжающейся АБ:

РВХ ВДК СР = 0,5· РН · ( 2· UЭПУ АВ - n· (UР.Н. - U К.Р. ))/ UЭПУ АВ · зВДК [ Вт] , (6)

где РН - мощность, потребляемая технологическим оборудованием в аварийном режиме работы ЭПУ, заданная в исходных данных;

UР.Н. - начальное напряжение разряда аккумулятора. В расчетах следует принять UР.Н. = 2,0 В;

зВДК - коэффициент полезного действия ВДК, определяемый из [1].

Подставляя числовые значения, получаем:

РВХ ВДК СР = 0,5· 6000 · ( 2· 42,6 - 20· (2. - 1,75 ))/ 42,6 · 0,7 =8068,4 (Вт).

1.2.4.Определяем мощность, отдаваемую аккумуляторной батареей (одной группой) во время ее разряда РАВ , с учетом требуемого температурного коэффициента увеличения емкости:

РАВ = (1 +0,008(20 - tОКР )) (РН +РВХ ВДК СР ) [Вт]. (7)

Подставляя числовые значения, получаем:

РАВ = (1 +0,008(20 - 20)) (6000 +8068,4 ) =14068,4 (Вт).

1.2.5.Определяем мощность, отдаваемую одним элементом (аккумулятором) РЭЛ при разряде :

РЭЛ = РАВ / n , [Вт] (8)

Подставляя числовые значения, получаем: РЭЛ = 14068,4 / 20= 703,42 , (Вт).

1.2.6. Из [1] по данным разряда аккумуляторов постоянной мощностью до UК.Р. определяем требуемую емкость аккумулятора, обеспечивающую расчетное значение РЭЛ , при заданном конечном напряжении разряда UК.Р. и длительности разряда tАВ = tРАЗ . Нашим условиям удовлетворяет аккумулятор типа 100PzS1000. Его номинальная емкость СНОМ = 1000 А·ч.

1.3. Расчет и выбор выпрямительных устройств.

1.3.1.Определяем суммарный выходной ток рабочих выпрямителей IВЫП в нормальном режиме работы ЭПУ :

IВЫП = РН /( UАБ НОМ ) + IАБ СОД [А], (9)

где РН - максимальная мощность, потребляемая аппаратурой ;

IАБ СОД =2 · (1· 10-3 )· СНОМ - ток содержания обеих групп аккумуляторной батареи.

Подставляя числовые значения, получаем :

IАБ СОД =2 · (1· 10-3 )· 1000 = 2,0 (А) ; IВЫП = 6000 /44,6 + 2,0 = 136,53 (А).

1.3.2. Задаемся величиной зарядного тока аккумуляторной батареи IАБ ЗАР в послеаварийном режиме работы ЭПУ: IАБ ЗАР = 2·(0,2…0,25)·СНОМ [А] . (10)

Подставляя числовые значения, получаем :

IАБ ЗАР = 2·(0,2…0,25)·1000 = (400…500) (А). Принимаем IАБ ЗАР =450 А.

1.3.3. Производим выбор типа и числа выпрямителей nВУ в ЭПУ .

Выбираем современные выпрямительные устройства с бестрансформаторным входом типа ВБВ-48/60, использующие импульсный способ преобразования энергии на высокой частоте.

Минимальное число выпрямителей типа ВБВ без резервирования в этом случае должно быть не менее:

N ? (I ВЫП + I АБ ЗАР )/ IНОМ , (11)

где IНОМ ,А - номинальный ток одного выпрямительного устройства.

N ? (136,53 + 450) / 60 = 9,8 . Принимаем N = 10.

Число резервных выпрямителей ВБВ NРЕЗ должно быть выбрано исходя из условия выполнения ниже записанного неравенства :

5/4 ? ((N + NРЕЗ )/ N ) ? 3/2 (12)

При NРЕЗ = 3 получаем : 5/4 = 1,25 < ((10+3/10) = 1,3 > 3/2 = 1,5 - неравенство выполняется.

1.4. Определение числа вольтдобавочных конвертеров в ЭПУ.

1.4.1. Определяем минимальное количество ВДК nВДК МИН , из условия обеспечения питания аппаратуры в аварийном режиме работы ЭПУ:

nВДК МИН ? РН /( UАБ НОМ · IВДК НОМ ) , (13)

где IВДК НОМ - номинальный ток одного ВДК.

Подставляя числовые значения, получаем : nВДК МИН ? 6000 /( 100 · 44,6) = 1,3.

Принимаем nВДК МИН = 2.

1.4.2. Определяем общее количество ВДК nВДК с учетом их резервирования исходя из условия выполнения неравенства :

nВДК / nВДК МИН ? 5/4. (14)

При nВДК = 3 получаем : 3/2 = 1,5 > 5/4 =1,25 - неравенство выполняется.

1.5. Определение числа обходных диодов.

Для повышения надежности подачи электрической энергии к технологическому оборудованию в ЭПУ с ВДК параллельно выходу ВДК устанавливаются так называемые обходные диоды ОД. В качестве ОД применяются мощные низкочастотные диоды, например типа Д-143-1000-4-1.55, устанавливаемые на радиаторы охлаждения. Каждый такой прибор способен обеспечить ток в 250 А.

Требуемое количество диодов nОД определяется следующим выражением :

nОД ? РН /( UАБ НОМ -0,7) )/ 250 . (15)

Подставляя числовые значения, получаем : nОД ? 6000 /( 44,6 -0,7) )/ 250 = 0,55 .

Принимаем nОД = 1.

1.6.Структурная схема ЭПУ.

В соответствии с выбранной системой электропитания начертим структурную схему ЭПУ, отразив на ней : количество выпрямительных устройств, их тип и подключение к сети переменного тока и к аккумуляторной батареи ; количество элементов в каждой группе аккумуляторной батареи с указанием типа аккумулятора ; количество ВДК (если они входят в состав ЭПУ), их тип и подключением к выпрямительно-аккумуляторной установке, а также подключением обходных диодов (см.рисунок 1.1).

Опишем кратко работу ЭПУ во всех режимах. При наличии нормального электроснабжения питание аппаратуры осуществляется от основных выпрямителей типа ВБВ, обеспечивающих одновременно непрерывный подзаряд групп аккумуляторных батарей. При этом вольтдобавочные конверторы ВДК типа КУВ закрыты, и находятся в ждущем режиме. Их выходы шунтированы обходным диодом ОД. При выходе из строя одного из основных выпрямителей ВБВ подключается блок резервных выпрямителей ВБВ. При отключении электроснабжения, когда выпрямители ВБВ не работают, питание аппаратуры осуществляется от одной из групп аккумуляторных батарей, при этом автоматически включаются ВДК, и компенсируют уменьшение напряжения на группе аккумуляторных батарей. После восстановления электроснабжения и заряда групп аккумуляторных батарей до требуемого значения ВДК отключаются. Для проведения контрольного разряда групп аккумуляторных батарей используются перемычки П1 и П2, которые подключают блок разрядных резисторов БРР.

Рисунок 1.1 - Структурная схема ЭПУ с ВДК

Задача №2

Задача №2 заключается в расчете и выборе элементов силовой части однотактного преобразователя с обратным включением диода. Преобразователь работает в режиме широтно-импульсного управления на заданной частоте. Частота работы f и выходное напряжение U ВЫХ указаны в исходных данных.

Максимальное IВЫХ МАКС и минимальное IВЫХ МИН значения выходного тока преобразователя, а также требуемые значения пульсации U ВЫХ М и нестабильности д выходного напряжения приведены в исходных данных.

Максимальное значение напряжения на входе преобразователя UВХ МАКС определяется по результатам решения задачи №1 как напряжение на первой ступени послеаварийного заряда аккумуляторной батареи, и составляет:

UВХ МАКС = 2,35· n [В] , (16)

где n - число элементов в каждой группе аккумуляторной батареи.

Минимальное значение напряжения на входе преобразователя UВХ МИН определяется также по результатам решения задачи №1 и для ЭПУ, выполненной по буферной системе электропитания с ВДК, может быть принято равным :

UВХ МИН = UЭПУ АВ - UТРС [В] . (17)

Номинальное значение напряжения на входе преобразователя UВХ НОМ для ЭПУ с ВДК можно принять равным :

UВХ НОМ = ( 2,23· n ) - 0,7 [В] , (18)

Значение температуры окружающей среды tОКР следует брать при расчетах на 10є С выше значения, указанного в исходных данных к задаче №1.

Схема силовой части однотактного преобразователя ОПН с обратным включением диода при применении полевого транзистора показана на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 - Схема силовой части ОПН с обратным включением диода

Схема управления должна формировать на выходе прямоугольные разнополярные импульсы, обеспечивающие надежную работу транзистора VT в режиме переключения. Стабилизация выходного напряжения ОПН осуществляется за счет изменения относительной длительности включенного состояния транзистора г :

г = tН / Т , (19)

где tН - время включенного состояния транзистора VT ;

Т =1 / f - период преобразования энергии в ОПН.

На интервале открытого состояния транзистора VT диод VD закрыт, а трансформатор Т1 запасает энергию , что приводит к увеличению магнитной индукции в магнитопроводе трансформатора. Для нормальной работы преобразователя индукция в магнитопроводе не должна достигать значения индукции насыщения, ни при каких условиях. На интервале закрытого состояния транзистора энергия, запасенная трансформатором, передается в нагрузку и обеспечивает подзаряд конденсатора, при этом ток вторичной обмотки трансформатора уменьшается. Принципиально возможны два режима работы ОПН: режим безразрывных токов в обмотках трансформатора, когда ток вторичной обмотки не спадает до нуля, и режим разрывных токов [2]. На практике ОПН чаще всего работают в режиме безразрывных токов, что обеспечивает получение лучших энергетических показателей.

Исходные данные:

f = 40 кГц , U ВЫХ = 5 В, IВЫХ МАКС =3,0 А, IВЫХ МИН = 0,4 А, U ВЫХ М = 0,1 В, д = 2 % .

Из задачи №1 имеем : n =20, U ТРС = 0,8 В , UЭПУ АВ = 42,6 В, tОКР =20є С.

По формулам (16) - (18) получаем : UВХ МАКС = 2,35· 20 =47 В, UВХ МИН = 42,6 - 0,8 = 41,8 В , UВХ НОМ = ( 2,23· 20 ) - 0,7=43,9 В.

Значение температуры окружающей среды принимаем равным : tОКР =20є +10є =30є С.

Решение .

2.1.Задаемся максимальным значением относительной длительности включенного состояния транзистора г = 0,5. В случае применения биполярных низкочастотных транзисторов это значение г МАКС может быть реализовано на частотах преобразования энергии не выше 25 кГц. Согласно исходным данным f = 40 кГц. Следовательно, в качестве транзистора VT необходимо применять полевые транзисторы.

2.2.Определяем требуемое значение коэффициента трансформации трансформатора Т1 n21 :

n21 = (UВЫХ +?U2 + U ПР VD1 )·(1 - г МАКС )/( U ВХ МИН -UСИ НАС - ?U1 г МАКС , (20)

где UВЫХ , В - выходное напряжение преобразователя ; ?U1 = 0,02· U ВХ НОМ, В и ?U2 = 0,02· U ВЫХ ,В - падения напряжений на активных сопротивлениях соответственно первичной и вторичной обмоток трансформатора Е1 ; UСИ НАС = (0,7…1,5) В - падение напряжения на транзисторе в режиме насыщения ; U ПР VD1 = (0,6…1,0) В - падение напряжения на открытом диоде VD1.

При UВЫХ =5 В, UВХ МИН = 41,8 В, ?U1 = 0,02· 43,9 =0,88 В, U2 = 0,02· 5 = 0,1 В,

UСИ НАС = 1,0 В, U ПР VD1 = 0,8 В, г МАКС = 0,5, получаем :

n21 = (5 +0,1+ 0,8)·(1 - 0,5 )/( 41,8 -1,0 - 0,88 )· 0,5 =0,148.

2.3. Определяем минимальное гМИН и номинальное гНОМ значения относительной длительности включенного состояния транзистора VT:

г МИН = UВЫХ /( n21 · UВХ МАКС + U ВЫХ ), (21)

г НОМ = UВЫХ /( n21 · UВХ НОМ + U ВЫХ ), (22)

Подставляя числовые значения, получаем :

г МИН = 5 /( 0,148 · 47 + 5 ) = 0,42, г НОМ =5 / (0,148· 43,9 + 5 ) = 0,43.

2.4. Выбор типа и материала магнитопровода для трансформатора Т1.

Ввиду того, что ОПН должен работать в режиме безразрывных токов магнитопровод трансформатора Т1 должен выполняться с немагнитным зазором, исключающим насыщение материала магнитопровода. Поэтому для трансформатора Т1 могут применяться только разрезные магнитопроводы. Наибольшее применение находят Ш-образные магнитопроводы, выполненные из никель-марганцевых ферритов.

2.5. Расчет трансформатора Т1.

2.5.1. Определяем критическое значение индуктивности первичной обмотки L1КР трансформатора Т1, обеспечивающее работу преобразователя в режиме безразрывных токов.

L1КР = UВХ МАКС · г МИН ·(1- г МИН )/2· f · n21 · IВЫХ МИН , [Гн] . (23)

Подставляя числовые значения, получаем :

L1КР = 47 · 0,42 ·(1- 0,42)/2·40000· 0,148· 0,4 = 2,42·10-3 (Гн)

Задаемся индуктивностью первичной обмотки L1 =1,2· L1КР = 1,2·2,42·10-3 =2,90·10-3 (Гн).

2.5.2. Определяем максимальные действующие значения токов первичной I1 и вторичной I2 обмоток трансформатора Т1 :

I1 = ( n21 · IВЫХ МАКС · ) / (1 - г МАКС ), [А] , (24)

I2 = IВЫХ МАКС / , [А] , (25)

Подставляя числовые значения, получаем :

I1 = ( 0,148 · 3,0 · ) / (1 - 0,5 ) = 0,63 , (А) , I2 = 3,0 / =3,94 (А).

2.5.3. Определяем необходимое значение произведения поперечного сечения стержня на поперечное сечение магнитопровода SСТ · SОК :

SСТ · SОК = (4· U ВЫХ · L1 · I1 · IВЫХ МАКС)/(КОК · j · з · U ВХ МИН · ?В ) , [м4] , (26)

где КОК = 0,25 - коэффициент заполнения окна магнитопровода медью ; j - удельная плотность тока в обмотках трансформатора, А/м2 ; з 0,85 - коэффициент полезного действия преобразователя ; ?В - циклическое приращение магнитной индукции, равное разности максимального и минимального значений, Тл.

Значение j берем из [1] . Габаритная мощность трансформатора PГ в [1] равна :

PГ = U ВЫХ · I2 · г МАКС · (1 + з ) / 2· з , [Вт] (27)

Подставляя числовые значения, получаем :

PГ = 5,0 · 3,94· 0,5 · (1 + 0,85 ) / 2· 0,85 = 10,72 (Вт).

Определяем отношение f / PГ = 40000 / 10,72 = 3731,3 (Гц/Вт).

Из [1] определяем значение j = 7,2· 106 А/м2 .

Так как f = 40 кГц> 25 кГц, то принимаем значение ?В равное : ?В= 0,1 Тл.

Подставляя числовые значения в (26), получаем :

SСТ · SОК = (4· 5 · 2,90·10-5 · 0,63 · 3,0)/(0,25 · 7,2·106 · 0,85 · 41,8 · 0,1) = 1,71· 10-8 4).

По вычисленному значению SСТ · SОК из [1] выбираем Ш-образный магнитопровод типа ШК 10х10, для которого : SСТ =1,0 см2 , SОК = 2,08 см2 , LСР =84 мм.

2.5.4. Определяем число витков первичной W1 и число витков вторичной W2 обмоток трансформатора Т1 :

W1 = г МАКС · (UВХ МИН - UСИ НАС - ?U1)/ (?В· f · SСТ ) , [витков] , (28)

W2 = n21 · W1 , [витков] , (29)

Подставляя числовые значения, получаем :

W1 = 0,5 · (41,8 - 1,0 - 0,88)·104/ (0,1· 40000 · 1,0 ) = 49,9? 50 (витков) ,

W2 = 0,148 · 50=7,4? 8 (витков) .

2.5.5. Определяем поперечное сечение провода первичной q1 и вторичной q2 обмоток трансформатора :

q1 = I1 / j , [м2] , q2 = I2 / j , [м2] , (30)

Подставляя числовые значения, получаем :

q1 = 0,63/ 7,2·106 =8,75·10-8 , (м2) , q2 = 3,94 / 7,2·106 =5,47·10-7 , (м2).

Из [1] выбираем для первичной обмотки провод марки ПЭВ-1 диаметром 0,39 мм ( q1 =9,621·10-8 м2), а для вторичной обмотки провод марки ПБД диаметром 1,14 мм

(q2 =5,809·10-7 м2).

2.5.6. По известным значениям q1 , q2 , W1 , W2 и SОК проверяем выполнение условия:

(q1 ·W1 + q2· W2 )/ SОК ? КОК , (31)

Подставляя числовые значения, получаем :

(9,621·10-8 ·50 +5,809·10-7 · 7,4 )/ 2,08 ·10-4 = 4,38·10-2 < 0,25 - неравенство выполняется.

2.5.7. Определяем величину немагнитного зазора в магнитопроводе дз:

дз =м0 · W12 · SСТ · / L1 , [м] , (32)

где м0 =4р ·10-7 - магнитная постоянная, (Гн/м).

дз =4 · 3,14 ·10-7 · 502 · 1,0 ·10-4 / 2,90 ·10-3 = 1,08·10-5 (м) .

2.6. Расчет и выбор выходного конденсатора преобразователя.

Исходя из заданного значения амплитуды пульсации выходного напряжения преобразователя определяем требуемое значение выходной емкости СН :

СН = г МАКС · IВЫХ МАКС / 2· U ВЫХ М · f , [Ф]. (33)

Подставляя числовые значения, получаем :

СН = 0,5 · 3,0 / 2· 0,1 · 40000 = 1,88·10-4 ( Ф) .

Из [1] выбираем конденсатор типа К50-29 номинальной емкостью 220 мкФ на номинальное напряжение 16 В.

2.7. Расчет и выбор транзистора.

2.7.1. Определяем максимальное значение тока стока IС1 МАКС транзистора VT1:

IС1 МАКС =[ n21 · IВЫХ МАКС / ( 1- г МАКС ) + U ВЫХ · ( 1- г МАКС )/2· n21 · f · L1] / з , [А] (34)

Подставляя числовые значения, получаем :

IС1 МАКС =[ 0,148· 3,0 / ( 1- 0,5 ) + 5 · ( 1- 0,5 )/2· 0,148· 40000 · 2,90·10-3 ] / 0,85= 1,13 (А).

2.7.2. Определяем максимальное значение напряжения, приложенного к закрытому транзистору UСИ 1 МАКС :

UСИ 1 МАКС = UВХ МАКС + UВЫХ / n21 , [В] . (35)

Подставляя числовые значения, получаем : UСИ 1 МАКС = 47 + 5 / 0,148=80,78 (В).

2.7.3. По вычисленным значениям IС1 МАКС и UСИ 1 МАКС , а также заданной частоте преобразования f = 40 кГц из [1] выбираем транзистор так, чтобы его предельные эксплуатационные параметры удовлетворяли ниже приведенным неравенствам :

UСИ МАКС ? 1,2· UСИ 1 МАКС ; IС МАКС ? IС1 МАКС . (36)

Подставляя числовые значения, получаем : UСИ МАКС ? 1,2· 80,78=96,94 В ;

IС МАКС ? 1,13 А.

Нашим условиям удовлетворяет полевой транзистор КП809А, у которого UСИ МАКС =400 В, IС МАКС = 9,6 А, Р С МАКС = 100 Вт , значение сопротивления сток-исток RСИ = 0,3 Ом, время включения tВКЛ = 50 нс и время спада тока стока tСП = 100 нс .

2.7.4. Определяем максимальное значение мощности PС , рассеиваемой транзистором :

PС = n21 · ( IВЫХ МАКС)2 · RСИ · г МАКС + 0,5· f · UСИ 1 МАКС · IС1 МАКС · (tВКЛ + tСП ), [Вт]. (37)

Подставляя числовые значения, получаем :

PС = 0,148 · ( 3,0)2 · 0,3· 0,5 + 0,5· 40000· 80,78 · 1,13· (50 + 100 ) ·10-9 = 0,47 (Вт) .

Проверяем возможность использования выбранного транзистора по мощности при заданной температуре окружающей среды tОКР по выполнению условия :

PС МАКС = 200 Вт > 1,2 ·PС = 1,2 · 0,47= 0,56 Вт - условие выполняется.

2.8. Расчет и выбор выходного диода преобразователя.

2.8.1. Определяем максимальное значение обратного напряжения на диоде VD1 UVD1 МАКС и максимальное значение тока диода VD1 IVD1 МАКС :

UVD1 МАКС = n21 · UВХ МАКС , [В] ; IVD1 МАКС = IС1 МАКС · n21 , [А] (38)

Подставляя числовые значения, получаем :

UVD1 МАКС = 0,148· 47=6,96 (В) ; IVD1 МАКС = 1,513· 0,148 = 0,16 , (А)

Из [1] выбираем тип диода так , чтобы :

UОБР ? 1,2· UVD1 МАКС =1,2 · 6,96 = 8,35 В ; IПР ? 1,2· IVD1 МАКС =1,2 · 0,16= 0,19 А.

Нашим условиям удовлетворяет диод типа КД212А , для которого UОБР = 200 В , IПР =1,0 А, постоянное прямое напряжение UПР = 1,0 В и время обратного восстановления tВОС = 300 нс.

2.8.2. Определяем максимальное значение мощности, рассеиваемой диодом VD1, РVD1 МАКС:

РVD1 МАКС = UПР · IВЫХ МАКС · г МАКС + f · UVD1 МАКС · IVD1 МАКС · tВОС /6, [Вт]. (39)

Подставляя числовые значения, получаем :

РVD1 МАКС = 1,0 · 3,0 · 0,5 + 40000 · 6,96 · 0,16 · 300·10-9 /6= 1,50 (Вт).

2.9. Определение требуемого коэффициента передачи схемы управления.

Исходя из заданного значения нестабильности выходного напряжения д , определяем требуемый коэффициент передачи схемы управления КОС :

КОС = 100 · г МАКС / д · UВЫХ . (40)

Подставляя числовые значения, получаем :

КОС = 100 · 0,5 / 0,02 · 5= 500

Список используемых источников

1. Методические указания и задания к выполнению контрольной работы по дисциплине «Электропитание устройств связи» для студентов 4 курса . Ростов на Дону 2016 г.

2. Бокуняев А.А. и др. Электропитание устройств связи : Учебник для вузов. Под ред. Ю.Д. Козляева - М: Радио и связь, 1998 г. - 328 с.

3. Китаев В.Е. и др. Расчет источников электропитания устройств связи : Учебное пособие для вузов. Под ред.А.А. Бокуняева - М; Радио и связь, 1993 - 232 с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Составление предварительной структурной схемы электропитания. Выбор преобразователей для бесперебойного питания нагрузок в аварийном режиме. Расчет числа элементов аккумуляторной батареи, параметров вводной сети переменного тока и дизель-генератора.

    контрольная работа [232,2 K], добавлен 05.02.2013

  • Выбор преобразователей для бесперебойного питания нагрузок в аварийном режиме. Расчет емкости и числа элементов аккумуляторной батареи. Определение параметров вводной сети переменного тока и дизель-генератора. Защита ЭПУ от внешних перенапряжений.

    курсовая работа [222,2 K], добавлен 05.02.2013

  • Расчет емкости аккумуляторных батарей. Буферная система электропитания с ВДК. Минимально допустимый уровень напряжения при разряде аккумуляторной батареи с учетом минимального уровня напряжения на одном элементе. Определение коэффициента отдачи батареи.

    контрольная работа [142,3 K], добавлен 04.04.2013

  • Рассмотрение особенностей солнечных элементов и выбор типа солнечной панели. Анализ типовых схемотехнических и конструкторских решений контроллеров заряда аккумуляторной батареи. Разработка структурной и электрической схемы, конструкции устройства.

    дипломная работа [4,7 M], добавлен 10.10.2015

  • Расчет числа элементов аккумуляторной батареи и ее емкости. Определение параметров вводной сети переменного тока и дизель-генератора. Схема токораспределительной цепи. Расчет защитного контура заземления. Размещение оборудования и защитного контура.

    курсовая работа [246,2 K], добавлен 12.02.2013

  • Описание и принцип работы системы гарантированного питания. Расчет зарядного устройства, входного выпрямителя, силового трансформатора и измерительных цепей. Определение источника питания собственных нужд. Расчет параметров и выбор аккумуляторной батареи.

    курсовая работа [924,7 K], добавлен 04.10.2014

  • Структурная схема электропитающей установки. Расчет аккумуляторной батареи. Выбор вводного устройства, инверторов и выпрямительного устройства. Расчет потребления электроэнергии от внешней цепи. Размещение оборудования в помещениях. Защитное заземление.

    курсовая работа [2,5 M], добавлен 28.01.2013

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.