FEL ČVUT Praha. Semestrální projekt předmětu X31SCS Struktury číslicových systémů. Jan Kubín

Transkript

1 FEL ČVUT Praha Semestrální projekt předmětu X31SCS Struktury číslicových systémů

2 2. Rozdělení napájecích zdrojů Stručně 5. Problematika spín. zdrojů Rozdělení napájecích zdrojů Spínané zdroje obecně Blokové schéma spínaného zdroje Problematika spínaných zdrojů Spínaný zdroj s uprocesorem Příklady IO a uprocesorů vhodných pro spínané zdroje Závěrem

3 2. Rozdělení napájecích zdrojů 5. Problematika spín. zdrojů Rozdělení napájecích zdrojů s kmitočtem sítě bez transformátoru s transformátorem pulsní regulace v sekundární části pulsní regulace v primární části s kmitočtem jiným než síťovým jednočinný blokující měnič měnič s jedním spínačem měnič se dvěma spínači jednočinný propustný měnič měnič s jedním spínačem měnič se dvěma spínači dvoučinné měniče protitaktní dvojčinný se čtyřmi spínači dvojčinný s kapacitními děliči dvojitý propustný měnič

4 2. Rozdělení napájecích zdrojů 5. Problematika spín. zdrojů Spínané zdroje obecně Spínané zdroje = moderní trend v elektrotechnice Klady a zápory ve srovnání se zdroji s lineární regulací vyšší účinnost (výhodné zejména při velkém rozdílu Uvst a Uvyst) malé rozměry nižší hmotnost ekonomicky výhodnější pomalejší reakce na skokovou změnu výstupní veličiny generování rušivých signálů větší zvlnění na výstupu

5 2. Rozdělení napájecích zdrojů 5. Problematika spín. zdrojů Blokové schéma spínaného zdroje

6 2. Rozdělení napájecích zdrojů 5. Problematika spín. zdrojů Schéma spínaného zdroje

7 2. Rozdělení napájecích zdrojů 5. Problematika spín. zdrojů Problematika spínaných zdrojů Zdroj snižující střídavé síťové napětí 230V na stejnosměrné napětí nutnost usměrnit a vyhladit vstupní napětí (400Vss) spínání proudů do indukční zátěže (špičkově desítky A) nutnost galvanického oddělení vstupu a výstupu velké nároky na součástky z hlediska spínací frekvence přeladitelnost výstupního proudu cca 90% pro řídící člen většinou nutný pomocný nezávislý zdroj nutnost generování ostrých proudových pravoúhlých impulzů nutnost galvanického oddělení zpětné vazby

8 2. Rozdělení napájecích zdrojů 5. Problematika spín. zdrojů Spínaný zdroj s uprocesorem Řízení spínaného zdroje uprocesorem kvalitní pomocný zdroj (5Vss stab.) A/D a D/A převodníky pro ZV pro napětí popř. proud nutnost softwarové realizace celého níže uvedeného blokového zapojení TL494 PWM regulator

9 2. Rozdělení napájecích zdrojů 5. Problematika spín. zdrojů Spínaný zdroj s uprocesorem Řešením složité softwarové i hardwarové implementace je realizace regulačních a pomocných spínacích prvků pomocí speciálních IO výkonové části pomocí diskrétních součástek řízení ZV a nastavení výstupních hodnot za použití uprocesoru Výhody použití uprocesoru v obvodu nastavení výstupních veličin jednoduché a přesné ovládání pomocí tlačítek (elektr. potenciometrů) možnost zobrazení hodnot na znakovém i grafickém displeji možnost dálkového ovládání (např. po sběrnici, RS-232 atd.) možnost propojení s PC možnost programování časových průběhů jednoduchá změna parametrů zdroje bez zásahu do HW konfigurace

10 5. Problematika spín. zdrojů 7. Příklady IO a uprocesorů 8. Závěrem Příklady IO a uprocesorů vhodných pro spínané zdroje PWM regulátory TL494, TL497 UC3842, UC3843, UC3844, UC3845, UC3846, UC3854 pro jednoduchá zapojení NE555, U2008, TOP2xx, L29x, L49xx, LT1xxx uprocesory (většina typů s následujícími vlastnostmi) obsahující A/D a D/A převodník obsahující watchdog větší tepelná odolnost taktovací frekvence srovnatelná s pracovní frekvencí spín. zdroje vyšší odolnost proti elektromagnetickému rušení dostatek vstupů/výstupů

11 5. Problematika spín. zdrojů Závěrem 7. Příklady IO a uprocesorů 8. Závěrem Co říci závěrem? Většina podstatných informací ohledně spínaných zdrojů a jejich přednostech při řízení pomocí uprocesoru byla řešena výše. V dnešní době je však při vývoji nových zařízení rozhodující především ekonomická stránka návrhu. Z hlediska spínaných zdrojů vše směřuje k integraci řídících prvků do jedné součástky ke které se připojí výkonové prvky a tento blok bude plně funkčním celkem. Z hlediska výroby menších sérií je velmi pravděpodobné, že řídící prvky budou programovatelné. Proto si myslím, že tato prezentace poukazuje na žhavé trendy v této oblasti a nestane se pouhým splněním povinnosti odevzdání semestrálního projektu.

12 2. Rozdělení napájecích zdrojů 4. Problematika spín. zdrojů 5. Spínaný zdroj s uprocesorem Použité zdroje ze sítě Internet

13 Děkuji za pozornost :o)

14 Prostor pro Vaše dotazy