Підвищення ККД лабораторного блоку живлення
Вантажиться...
Дата
2019-12
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
В даній роботі розглядається один із численної кількості типів конструкцій перетворювачів напруги – напівмостовий AC/DC перетворювач, призначений для роботи в мережах змінного струму з номінальною напругою 230 В.
Зважаючи на активний розвиток суспільства, роль електроніки та електронних пристроїв займає одне з перших місць серед інших виробничих галузей. Електронна промисловість почала стрімко розвиватися в середині минулого століття. З 60-тих років і до сьогоднішнього часу середній річний темп зростання електронної промисловості складає 17%. Такого зростання не було ні в одній іншій галузі світової промисловості. Практично немає сфери людської діяльності, де б продукція електронної промисловості не знайшла застосування. Електронна промисловість – найбільш наукомістка галузь.
Варто зауважити, що для роботи електроніки необхідна електрична енергія. Зазвичай для її продукування застосовуються електромеханічні машини (генератори), які приводяться в дію за рахунок спалювання викопного палива, використання енергії від ядерних реакцій, або за допомогою сили повітряних або водних течій. Оскільки електроенергію важко зберігати в таких кількостях, які були б достатні в масштабах держави, необхідно дотримуватися балансу: генерувати рівно стільки енергії, скільки споживається користувачами. Для цього енергетичним компаніям необхідно ретельно прогнозувати навантаження і постійно координувати виробничий процес зі своїми електростанціями. Деяка кількість потужностей при цьому тримається в резерві, щоб у разі виникнення тих чи інших проблем або втрат енергії підстраховувати електромережі.
Будь-який електронний пристрій з безліччю параметрів, але всі вони мають один спільний – це коефіцієнт корисної дії (ККД). Більше значення ККД
означає менші втрати енергії на її генерування, транспортування, перетворення. Так як для кожного пристрою потрібне своє, індивідуальне живлення з певними визначеними параметрами, майже у кожному пристрої є свій перетворювач. Перетворювачі можуть володіти різноманітними параметрами і їх величинами, але їхнє основне завдання полягає лише в одному – перетворити електроенергію, що надходить ззовні (у побуті – мережа 220 В 50 Гц, на виробництві – 380 В 3 фази, бортова мережа літака 120 В 400 Гц, 36 В постійного струму і т. д.) у таку, при якій інтелектуальна частина, що безпосередньо виконує певну функцію пристрою, працює прогнозовано, стабільно та не впливає на найближчі інші пристрої, що живляться від спільної мережі.
Підвищення ККД перетворювачів – актуальна тема, що була актуальною протягом всієї історії електроніки. Адже це суттєво поліпшує характеристики пристрою, робить їх дешевшими у використанні, особливо там, де продукування електроенергії проблематично (північний-південний полюси) або обмежено максимальною потужністю (літаки, автомобілі, плавзасоби, ракети, космічні апарати, автономні об’єкти).
Метою дисертаційного дослідження є проектування імпульсного джерела вторинного електроживлення який зможе змінювати не лише заповненість імпульсів фіксованої частоти, а й частоту імпульсів в залежності від вихідного навантаження, що дозволить, в свою чергу, зменшити динамічні втрати на перемикання силових транзисторів інвертора при низьких вихідних навантаженнях імпульсного джерела живлення.
Для досягнення цієї мети необхідно було сформулювати і вирішити наступні завдання:
• провести аналіз залежності коефіцієнту корисної дії (ККД) від частоти імпульсного джерела живлення;
• провести аналіз стійкості системи в залежності від зміни частоти та вихідного навантаження;
• проаналізувати можливі варіанти підвищення ККД джерела живлення на основі отриманих даних;
• розробити навантажувальний стенд для тестування та отримання головних характеристик джерел живлення.
• оцінити приріст ККД на всьому діапазоні вихідних навантажень джерела живлення.
Об’єктом дослідження є можливість керування частотою роботи джерела живлення з технологією широтно-імпульсної модуляції.
Предметом дослідження є модернізація та розширення функціональних можливостей ІДЖ, підвищення його ККД.
Методи дослідження та досягнення позитивного результату базуються на навантажуванні та знятті параметрів реального макету при зміні частоти. Також аналітичним шляхом оцінено приріст ККД, використовуючи запропонований метод управління.
Наукова новизна: полягає у розробленні нового методу підвищення ККД імпульсного блоку живлення, за рахунок керування ШІМ при різних вихідних навантаженнях. Розроблено рекомендації по створенню ІДЖ з функціями регулювання вихідної напруги, струму, потужності та частоти.
Практичне значення одержаних результатів. Наведено рекомендації щодо проектування схеми управління силовими ключами (модуль розв’язки низьковольтної і високовольтної сторін, підбір силових ключів, їх принцип керування), що зменшить вплив негативних ефектів від зміни частоти.
Опис
Ключові слова
імпульсне джерело живлення, інвертор, широтно-імпульсна модуляція, коефіцієнт корекції потужності, операційний підсилювач додатній зворотний зв’язок, від’ємний зворотній зв’язок, інвертор, керуючий трансформатор, додатній зворотний зв’язок від’ємний зворотній зв’язок, інвертор, керуючий трансформатор, від’ємний зворотній зв’язок
Бібліографічний опис
Пономаренко, А. В. Автоматизація автономного стенду для інженерних досліджень сейсмодатчиків : магістерська дис. : 151 Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології / Пономаренко Андрій Володимирович .- Київ, 2019. - 124 с.