КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Расчет корректора коэффициента мощности
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ»
Факультет ИРЭ
Кафедра промышленной электроники
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
Тема: Разработка регулятора - стабилизатора тока для питания светодиодной матрицы
Выполнил:
Студент 4 курса
Группы ЭР-02-11
Громов А.В.
Научный руководитель:
Рашитов П.А.
Москва
Разработка регулятора-стабилизатора тока для питания светодиодной матрицы HPR40E-19K100W
Технические требования:
1. Входное напряжение: 150-250В С частотой 50Гц
2. Выходной номинальный ток: 2,8А
3.Выходное номинальное напряжение: 38В
4.Регулирование выходного тока в диапазоне от 10 до 100% номинального осуществляется по дополнительному каналу- уровнем напряжения в диапазоне от 1В до 5В
5.Точность стабилизации тока в диапазоне от 30 до 100% Iном не превышает 5%
6.КПД не менее 80%
7.Коэффициент мощности не менее 95%
8.Гальваническая развязка между входом и выходом не менее 1500В
9.Защита от превышения тока в нагрузке более 110%
10.Защита от короткого замыкания при величине выходного тока 150% от Iном
Схема проделанной работы:
Расчет корректора коэффициента мощности
Прежде чем рассчитать выпрямитель сетевого напряжения, необходимо рассчитать параметры корректора коэффициента мощности в дальнейшем ККМ. Применение ККМ вызвано требованиями электромагнитной совместимости преобразователя с питающей сетью. Как правило, источники питания радиоэлектронной аппаратуры питаются от однофазной сети переменного напряжения по схеме выпрямителей с емкостным фильтром. В схеме источников питания, не использующих корректор коэффициента мощности, ток из сети потребляется только тогда, когда мгновенное значение напряжения на входе диодного моста превышает напряжение на конденсаторе. Это приводит к большим пикам зарядного тока, а значит, и тока, потребляемого из сети .
Такой ток резко ухудшает коэффициент мощности преобразователя. Применение ККМ позволяет сделать ток, потребляемый от сети практически синусоидальным и в фазе с питающим напряжением. При этом будет отсутствовать реактивная мощность и уменьшится мощность искажений. Для этого обычно используются регулировочные возможности схем транзисторных импульсных регуляторов, получающих питание от однофазного двухполупериодного выпрямителя без фильтра.
. На этапе закрытого состояния (tп - время паузы) открывается диод и энергия, запасенная в индуктивности передается в емкость и нагрузку. На этом этапе ток 
. Различают два режима работы ключа:І) Открытие транзистора осуществляется в момент, когда ток дросселя достигает нулевого значения, а закрытие транзистора в момент равенства напряжения на выходе датчика тока дросселя и опорного напряжения, пропорционального напряжению Ud. В этом случае среднее значение тока индуктивности на полупериоде, а значит, и тока, потребляемого из сети, будет изменяться по синусоидальному закону; 
2) Закрытие транзистора осуществляется при равенстве напряжения на выходе датчика тока индуктивности и опорного напряжения Uоп1, пропорционального напряжению Ud, а открытие транзистора происходит при равенстве напряжения на выходе датчика тока индуктивности и опорного напряжения Uоп1>Uоп2. 
Такой режим может быть осуществлен, если в системе управления в качестве компаратора использовать триггер Шмидта, имеющий гистерезисные свойства. Как следует из временных диаграмм, при использовании второго режима работы синусоидальность тока индуктивности, а значит, и тока потребляемого из сети, выше (лучше гармонический состав). Однако при открытии транзистора при ненулевом токе индуктивности, а значит, и токе диода происходит бросок обратного тока через диод и открытый транзистор. Это накладывает требования к типу используемого диода, который должен быть высокочастотным, то есть иметь малое время восстановления. 
На рисунках показаны формы токов дросселя ід и тока сети іст, а также напряжений сети Uсети и нагрузки Uн при двух режимах работы ККМ. Напряжение на нагрузке (конденсаторе) показано в предположении. что пульсации весьма малы. Полезное свойство ККМ - возможность стабилизации (регулирования) напряжения на нагрузке. Как следует из принципа работы схемы, для регулирования выходного напряжения выпрямителя достаточно в системе управления изменять значение опорного напряжения Uоп. Для 
: 
Для 
: 
Для первой гармоники: 
Период коммутаций зависит от времени Максимальная частота коммутаций (минимальный период) достигается, когда 
= 
и 
. В этом случае : 
Минимальная частота коммутаций (максимальный период) достигается, когда = 
и 
. В этом случае : 
Задавшись 
, 
, 
и 
лежащим в диапазоне от 40 до 100кГц, найдем L. 
Расчет средних токов через диод и транзистор проводится следующим образом: Средний ток через диод равен среднему току, потребляемому нагрузкой ККМ. 
, где 
-средний ток сети. 
В худшем случае: 
0,67А, тогда 
- максимальный средний ток через транзистор
= 
= 
В схеме корректора коэффициента мощности присутствуют диод и транзистор. Чтобы собрать схему правильно, необходимо выбрать эти элементы из существующих.
Подбор диода производится по следующим параметрам:
Средний ток через диод-
Обратное напряжение приложенное к диоду - 
Учитывая коэффициент запаса берем диод исходя из больших значений обратного напряжения и среднего тока. Выбираем диод S3J
Выбираем диод 1N4005 для диодного моста.
Кроме диода необходимо подобрать и транзистор. Его подбираем по следующим параметрам:
= 
Для расчета ёмкости конденсатора на выходе ККМ зададимся уровнем пульсаций на выходе конденсатора равным ∆ 
=4В, C<100мкФ. Через конденсатор замыкается переменная составляющая тока диода 
. Расчет проводим по первой гармонике. Так как средний ток через диод равен 
, то действующее значение тока первой гармоники будет равно 
Коэффициент пульсаций ля двухполупериодной схемы выпрямления составляет q=2/3
Этот ток замкнется через конденсатор С и создаст следующие пульсации напряжения на выходе: 
∆ 
Дата добавления: 2015-08-05; просмотров: 146; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав |