Вступ



В даний час спостерігається збільшення потреби у високошвидкісних центрах обробки даних, системах телекомунікаційного зв'язку в реальному масштабі часу і застосуванні систем з безперервним автоматичним технологічним процесом. Зростання потреби в такому устаткуванні поряд із забезпеченням великою кількістю різноманітних можливостей висуває вимоги до їхніх джерел електроживлення. Незважаючи на те, що при генерації електроенергії сигнал має чудову форму, у той момент, коли електроживлення досягає споживача, його якість далека від ідеального. Більшість типів перекручувань неприпустимі, наприклад, значні провали напруги і коливання частоти, що можуть призвести до непоправних втрат, викликаних ушкодженням устаткування в сполученні c неможливістю його подальшого використання по призначенню. Звичайно ж фінансові наслідки цього можуть бути просто страшними, впливаючи не тільки на поточну роботу, але, що є серйознішим, і на розвиток бізнесу в майбутньому.

Темою даного проекту є розробка стабілізатора напруги який б був універсальним. Універсальність його заключається в тому, що він би міг використовуватись в будь-якій апаратурі потужністю до 150 Вт. Причина побудови стабілізатора напруги - це можливість його використання в будь-якій апаратурі, для якої є важливим фактором мати саме синусоїдальну напругу, напругу яка б при роботі джерела від мережі чи від внутрішніх батарей немала б провалів напруги при переході роботи з одного в інше.

Невеликі розміри, високі експлуатаційні характеристики, багатофункціональність, надійність, простота у виготовленні і управлінні і низька вартість роблять цей пристрій дуже привабливим.

При проектуванні радіоелектронної апаратури, одним з основних критеріїв економічності є зниження споживаної пристроєм потужності (зокрема, застосування нових технологій дозволило скоротити на кілька порядків споживання енергії побутовою апаратурою в порівнянні навіть з десятком років тому).

За минулі більш ніж 100 років від моменту появи першого електронного пристрою (радіо А.С.Попова) до наших днів змінилось кілька поколінь електронних пристроїв, що мають принципові відмінності по функціональних можливостях, типу застосовуваної елементної бази, конструктивно-технічному рішенню і т.д. Це рівною мірою відноситься до радіоелектронної апаратури побутового призначення, так і системам керування складними технічними об'єктами, такими як повітряні лайнери, космічні апарати та ін. Однак кожен вид електронних засобів, будь це комп'ютер, схема керування роботою системи життєзабезпечення, програвач компакт дисків чи радіолокаційна станція всі вони мають пристрій який забезпечує електроживленням всіх елементів (електронних ламп, транзисторів, мікросхем), пристроїв які входять до тієї чи іншої системи. Отже наявність стабілізованого джерела живлення в будь-якому пристрої річ цілком очевидна і вимоги до нього досить великі, адже від його якісної роботи залежить робота пристрою в цілому. Особливу увагу на живлення стали звертати при побудові складних цифрових пристроїв (персональний комп'ютер чи будь-яка інша мікропроцесорна техніки), де виникла потреба забезпечення цих пристроїв безперервним і найголовніше - якісним живленням. Коливання напруги для пристроїв цього класу може бути фатальним: медицинські системи життєзабезпечення потребують постійної роботи комплексу пристроїв, і вимоги до їх живлення дуже суворі; системи банківського захисту і охоронні системи; системи зв'язку і передачі інформації.

Стабілізатори бувають наступних типів:

Ферорезонансні були розроблені в середині 60 років минулого століття, дія їх заснована на використанні явища магнітного насичення феромагнітних сердечників трансформаторів або дроселів. Застосовувалися такі пристрої для стабілізації напруги живлення побутової техніки (телевізор, радіоприймач, холодильник і тому подібне). Достоїнства ферорезонансних стабілізаторів : висока точність підтримки вихідної напруги (1-3%), висока (для того часу) швидкість регулювання. Недоліки: підвищений рівень шуму і залежність якості стабілізації від величини навантаження. Сучасні ферорезонансні стабілізатори позбавлені цих недоліків, але вартість їх рівна або вище за вартість ИБП (Джерела Безперебійного Живлення) на таку ж потужність. Внаслідок цього ферорезонансні стабілізатори широкого поширення як побутові не отримали.

Електромеханічні у 60-80-і роки минулого століття для регулювання напруги застосовувалися автотрансформатори з ручним регулюванням вихідної напруги, внаслідок чого доводилося постійно стежити за приладом, що показує вихідну напругу (стрілочний або лінійка, що світиться) і, при необхідності, вручну виставляти номінальне. Нині корекція вихідної напруги здійснюється автоматично, за допомогою електродвигуна з редуктором.

Гідність таких електромеханічних стабілізаторів - висока точність підтримки вихідної напруги (2-3%). Недоліки - підвищений рівень шуму (шумить двигун, і практично постійно, оскільки відстежується зміна напруги на (2-4 В) і низька швидкість регулювання із-за інерційності двигуна. При різкому збільшенні напруги може короткочасно відключати навантаження, оскільки напруга на виході може перевищити максимально допустиме значення. При цьому, в більшості випадків, така висока точність не вимагається, досить 5-7%, як вказано в паспортах на самі широкораспространенные побутові електроприлади загального призначення.

Разом з точністю стабілізації, є найважливішою його характеристикою є діапазон вхідної напруги. Цей діапазон складається з двох категорій:

робочий - коли вхідна напруга знаходиться в межах, при яких на виході забезпечується заявлена величина стабілізації, наприклад 2205%;

граничний - коли стабілізатор зберігає працездатність, але напруга на виході відрізняється від заявленої величини у велику або меншу сторони до 15-18%).

При напрузі на вході, що виходить за рамки граничного, стабілізатор відключає електроприлади, сам залишаючись підключеним до мережі для контролю з можливістю підключення електроприладів знову в роботу при поверненні живлячої мережі в робочий (граничний) діапазон напруги. Точність стабілізації вихідної напруги залежить від величини вхідної напруги, якщо воно знаходиться в робочому діапазоні, то точність стабілізації складає 0,9-5% залежно від моделі стабілізатора.

Перевантажувальна здатність - здатність витримувати короткочасні перевантаження від електроприладів, що мають високі пускові струми (наприклад, електродвигун погружного насоса, холодильника і тому подібне).

Захист від перевантаження і короткого замикання на виході. У разі перевантаження стабілізатора, коли із стабілізатора починає зніматися потужність на 5-50% що перевищує номінальну протягом тривалого періоду часу (від 0,1сек. до 1мин. чи трохи більш), спрацьовує система захисту (час спрацьовування захисту залежить від величини перевантаження), який відключить стабілізатор і тим самим запобіжить його вихід з ладу. За наявності в стабілізаторі функції одноразового повторного включення через 10 сек. після його відключення по перевантаженню, він знову включиться.

Якщо перевантаження при повторному включенні стабілізатора відсутнє, то стабілізатор продовжує штатно працювати. У разі короткого замикання в ланцюзі підключених до стабілізатора електроприладів, стабілізатор відключиться. Після чого обов'язково необхідно виявити і усунути причину короткого замикання і тільки потім включити стабілізатор.

При створенні електронного пристрою окремого класу і призначення (електронно-обчислювальні машини, медична і побутова електронна техніка, засоби автоматизації) чи джерело системи забезпечення гарантованого живлення можуть бути підібрані з тих, які серійно випускаються промисловістю. У деяких країнах існують фірми, що спеціалізуються на промисловому випуску стабілізаторів напруги живлення, і споживач має можливість вибрати той, котрий йому найбільше підходить. Однак, якщо по в експлуатаційному, конструкторському чи іншому розуміннях стабілізатора напруги, що випускаються серійно, не задовольняють потреб споживача, необхідно розробити новий, з урахуванням усіх правил і обмежень, специфічних для цього виду.



















Змн.



Арк.



№ докум.



Підпис



Дата



Арк.



ВТК 5.090704.008 ПЗ