Разработать импульсный стабилизатор тока на основе прямоходового преобразователя.

1. Задание на проектирование и исходные данные Для схемы, представленной на рис. 1 провести выбор и расчет элементов силовой части схемы. Выбрать и рассчитать все элементы системы управления, обобщенная структура которой приведена на рис. 2. Система управления должна обеспечивать требуемый алгоритм управления силовой частью стабилизатора и обеспечивать заданную точность выходных параметров при изменении входного напряжения в заданном диапазоне. Для данного варианта задания стабилизатор должен иметь следующие параметры: – обратная связь по току; – входное напряжение изменяется от 40 до 80 В; – напряжение на нагрузке 10 В; – ток на нагрузке 20 А; – частота преобразования 10 кГц; – точность стабилизации 2%. Рисунок 1 – Исходная схема преобразователя Рисунок 2 – Обобщенная схема импульсного источника питания Д - датчик тока; СУ - согласующее устройство;  - суммирующий усилитель; УК - устройство коррекции; Пр - широтноимпульсный преобразователь; УМ - усилитель мощности; ИОН - источник опорного напряжения 2. Обзор аналогичных устройств Стабилизатором напряжения (тока) называется устройство, автоматически обеспечивающее поддержание напряжения (тока) на нагрузке с заданной степенью точности при изменении дестабилизирующих факторов в заданных пределах. В настоящее время известны два основных способа, позволяющих обеспечить режим стабилизации напряжения или тока электропитания: параметрический и компенсационный. При параметрическом способе режим электропитания стабилизируется за счет применения элемента с нелинейной вольтамперной характеристикой, имеющей пологий участок, в пределах которого стабилизируемый параметр (напряжение или ток) изменяется незначительно при воздействии дестабилизирующего фактора. При параметрическом способе стабилизации дестабилизирующий фактор (изменение входного напряжения или тока нагрузки) непосредственно воздействует на нелинейный элемент, а изменение выходного напряжения (или тока) относительно заданного значения не контролируется и определяется только параметрами нелинейного элемента (степенью нелинейности его вольтамперной характеристики). Параметрическим стабилизатором напряжения (тока) называется устройство, у которого стабилизирующие свойства определяются характеристикой нелинейного элемента, и отсутствует элемент, измеряющий отклонение выходного напряжения (тока) от заданного значения. При компенсационном способе режим электропитания стабилизируется за счет измерения отклонения выходного напряжения (тока) от заданного значения, сравнения его с эталонной величиной, и воздействия полученного сигнала рассогласования на регулирующий элемент. Регулирующий элемент при этом изменяет свое динамическое сопротивление таким образом, что компенсирует возникшее отклонение выходной величины. При компенсационном способе стабилизации имеется отрицательная обратная связь между выходом стабилизирующего устройства и регулирующим элементом. Для улучшения качества стабилизации в цепь обратной связи включают усилитель сигнала рассогласования. Наличие цепи обратной связи превращает стабилизирующее устройство в замкнутую систему автоматического регулирования. При компенсационном способе стабилизации действием стабилизирующего устройства управляет отклонение стабилизируемой величины от ее заданного значения, информация о котором по цепи обратной связи поступает на регулирующий элемент. Компенсационным стабилизатором напряжения (тока) называется устройство, в котором имеются элемент, измеряющий величину отклонения выходного напряжения (тока) от заданного значения, и элемент, вырабатывающий опорное напряжение. Полученный в результате сравнения этих напряжений сигнал рассогласования управляет работой регулирующего элемента, изменение состояния которого приводит к компенсации происшедшего отклонения. Таким образом, действием компенсационного стабилизатора управляет отклонение выходной стабилизируемой величины от заданного значения. Параметрические стабилизаторы. При параметрическом методе режим стабилизации напряжения (тока) электропитания осуществляется за счет применения элемента с нелинейной вольтамперной характеристикой. От степени нелинейности вольтамперной характеристики элемента зависит качество стабилизации. Для параметрической стабилизации тока используют бареттеры. Бареттер - вакуумный прибор, наполненный водородом, в котором помещена стальная или

Содержание 2 1. Задание на проектирование и исходные данные 3 2. Обзор аналогичных устройств 4 3. Проектирование и расчет схемы стабилизатора 14 3.1 Силовой модуль стабилизатора 14 3.2 Расчет модуля ШИМ-контроллера 20 3.3 Расчет модуля выделения напряжения ошибки 23 4. Расчет и оценка погрешностей 27 Заключение 31 Список литературы 32 Приложение А 35 Приложение Б 36

1. Аналоговая схемотехника: Учебное пособие., Шарапов А.В. ТУСУР, Томск-2006. - 193 с.
2. Все отечественные микросхемы. — 2-е изд., переработанное и дополненное — М.: Издательский дом «Додэка-XXI», 2004. — 400 с.
3. Импульсные источники вторичного электропитания в бытовой радиоаппаратуре. Митрофанов А.В., Щеголев А.И. — М.:Радио и связь, 1985.—72 с.
4. Импульсные источники питания. Теоретические основы проектирования и руководство по практическому применению. Рэймонд Мэк/Пер. с англ. — М.: Издательский дом «Додэка-ХХ1», 2008. — 272 с: ил. (Серия «Силовая электроника»).
5. Индуктивные элементы радиоэлектронной аппаратуры: Справочник/ И.Н. Сидоров, М.Ф. Биинатов, Л.Г. Шведова.—Радио и связь, 1992.—288 с.
6. Источники питания. 500 схем для радиолюбителей. Николаев А.П., Малкина М.В., Уфа.:\"SASHKIN SOFT\", 1999, - 220 с,
7. Конденсаторы: Справочник. Горячева Г.А., Добромыслов Е.Р. — М.: Радио и связь, 1984. — 88 с.
8. Малогабаритные трансформаторы и дроссели: Справочник / И.Н. Сидоров, В.В. Мукосеев, А.А. Христинин. — М.: Радио и связь, 1985. — 416 с.
9. Микросхемы для импульсных источников питания и их применение. Халикеева В.М., Перебаскин А.В., Казначеев В.А., Халикеев В.М., Кирюхин И.С., Додэка XXI Издательский дом, 2001 г. - 600 с.
10. Мощные полупроводниковые приборы. Транзисторы: Справочник / Б. А. Бородин, В. М. Ломакин, В. В. Мокряков и др.; Под ред. А. В. Го-ломедова. — М.: Радио и связь, 1985. — 560 с.
11. Основы преобразовательной техники. Коновалов Б.И. Томск: ТМЦДО, 2007 г. – 157 с.
12. Основы преобразовательной техники: Учебно-методическое пособие. Семенов В.Д., - Томск: ТМЦДО, 2002. - 132 с.
13. Основы силовой электроники., Изд. 2-е, испр. и доп. Зиновьев Г. С.– Новосибирск. Изд-во НГТУ, 2003. - 664 с.
14. Полупроводниковые приборы: Диоды, тиристоры, оптоэлектронные приборы. Справочник/А. В. Баюков. А. Б. Гитцевич, А. А. Зайцев и др.; Под общ. ред. Н.Н. Горюиова. — М.: Энергоатомиздат, 1983. — 744 с.
15. Полупроводниковые приборы: Транзисторы. Справочник / В.Л. Аронов, А.В. Баюков, А.А. Зайцев и др. Под общ. ред. Н.Н. Горюнова.— 2-е изд., перераб.— М.: Энергоатомиздат, 1985. — 904 с.
16. Практическое руководство по расчетам схем в электронике: Справочник. В 2-х т. Т.1 Кауфман М., Сидман А.Г.: пер. с англ./ Под ред. Ф. Н. Покровского. – М.: Энергоатомиздат,1991. – 368 с., ил.
17. Резисторы, конденсаторы, трансформаторы, дроссели, коммутационные устройства РЭА: Справ./Н.Н. Акимов, Е.П. Ващуков, В.А. Прохоренко, Ю.П. Ходоренок — Мн.: Беларусь, 1994.—591 с: ил.
18. Резисторы: Справочник/В.В. Дубровский, Д.М. Иванов, Н.Я. Пратусевич и др.; Под ред. И.И. Четверткова и В.М. Терехова. — 2-е изд., пе-рераб. и доп. — М.: Радио и связь, 1991. — 528 с.
19. Сетевые блоки питания с высокочастотными преобразователями. Эраносян С.А. — Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1991.— 176 с.
20. Силовая электроника: от простого к сложному. Б.Ю. Семенов. — СОЛОН-Пресс, 2005. — 416 с.
21. Силовая электроника: Примеры и расчеты/Ф. Чаки, И. Герман, И. Ипшич и др. Пер. с англ. — М.: Энер-гоиздат, 1982. — 384 с.
22. Справочник по полупроводниковым приборам. Москатов Е. А. Издание
2-е. – Таганрог, 219 с.
23. Справочник по электрическим конденсаторам / М.Н. Дьяконов, В.И. Карабанов, В.И. Присняков и др.; Под общ. ред. И.И. Четверткова и В.Ф. Смирнова. — М.: Радио и связь, 1983. — 576 с.
24. Транзисторы для бытовой, промышленной и специальной аппаратуры. Справочное пособие. Нефедов А.В., Аксенов А.И. — М.: СОЛОН-Пресс, 2006. — 600 с.
25. Электронные цепи и микросхемотехника. Часть 2. Скворцов В.А. Томск: ТМЦДО, 2005 г. – 204 с.
26. Электронные цепи и микросхемотехника. Часть II: Методические указания к курсовому проекту. Герасимов В.М., Скворцов В.А. - Томск: ТМЦДО, 2001. - 38 с.
27. Энергетическая электроника, Мишуров В.С., Семенов В.Д. ТУСУР, Томск-2007. — 174 с.
28. Практическая схемотехника. Преобразователи напряжения. Книга 2, Шустов М.А. – Москва, ООО «Альтекс».
29. Транзисторная преобразовательная техника, Мелешин В.И. – Москва: Техносфера, 2005. – 632 с.
30. Аналоговая электроника на операционных усилителях, Пейтон Дж. А., Волш В. – М. : БИНОМ, 1994 – 352 с.: ил.
31. Справочник по электролитическим конденсаторам / М.Н. Дьяконов, В.И.Карабанов, В.И.Присняков и др.; Под общ. ред. И.И.Четверткова и В.Ф.Смирнова. – М.: Радио и связь, 1983. – 576 с.; ил.