Разработка вторичного стабилизированного источника электропитания постоянного тока

Техническое задание.

Исходные данные.

Первичный источник питания - трехфазный генератор переменного тока с возбуждением от постоянных магнитов.

1) Минимальная частота вращения генератора nmin, об./мин.

1000
2) Максимальная частота вращения генератора nmax, об./мин.

2000
3) Число пар полюсов, р

6
4) Диапазон входного напряжения Uвх., В 30-60
5) Номинальное выходное напряжение Uн., В 28
6) Номинальная мощность нагрузки Рн., Вт 250
7) Минимальная мошность нагрузки Рн мин., Вт 0
8) Амплитуда пульсаций напряжения на нагрузке, Uвыхм, В 0.1
9) Всплеск выходного напряжения при скачкообразном уменьшении мощности на нагрузке от Рн до Рн мин., В 1
10) Допустимое отклонение выходного напряжения в установившемся режиме в процентах от номинального значения , %

1
11) Температура окружающей Среды, С -60 - +60
12) Влажность воздуха, %

98
13) Срок службы, лет

10
14) КПД стабилизатора п более , %

90

Гальваническая развязка между первичным источником питания и нагрузкой не требуется.

Разработка электрической схемы импульсного стабилизатора напряжения.

Анализ технического задания.

Стабилизатор напряжения - это устройство, поддерживающее неизменным напряжение на своем выходе, т.е. на нагрузке, при изменении входного напряжения и тока нагрузки.С точки зрения режима работы регулирующего элемента стабилизаторы напряжения разделяют на непрерывные ( регулирующий элемент работает в линейном режиме ) и дискретные ( регулирующий элемент работает в ключевом режиме ). Непрерывный стабилизатор напряжения не имеет смысла выбирать , так как его главным недостатком явлиется низкий КПД
.Следовательно, свой выбор остановим на дискретном стабилизаторе напряжения. Дискретные стабилизаторы напряжения делятся на релейные и импульсные. Релейный стабилизатор работает в режиме автоколебаний, частота и амплитуда которых зависит от значений внешних возмущающих воздействий
(входного напряжения и тока нагрузки ), что является главным его недостатком. Наличие в системе питания автоколебаний может привести к неустойчивой работе некоторых систем, являющихся потребителями этой энергии. Поэтому в качестве стабилизирующего источника вторичного электропитания выбираем импульсный стабилизатор напряжения, характеризующийс тем, что у него частота коммутаций регулирующего транзистора постоянна и регулирующий транзистор управляется от модулятора ширины импульса ( МШИ ), т.е.стабилизация входного напряжения осуществляется за счет изменения времени нахождения транзистора в открытом состоянии.

Т.к. в техническом задании указан диапазон изменения входного напряжения : 30-60 В, а значание выходного напряжения : 28 В и не требуется гальванической развязки между первичным источником питания и нагрузкой, то выбираем импульсный стабилизатор напряжения понижающего типа.

Электрическая схема импульсного стабилизатора напряжения понижающего типа.

Iп.ср. Iк L

Iн

VT

Iсп IL
Uп VD

Сп Iд Iсн

Сн Uн Rн

Рис.4