Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
ПРОЕКТУВАННЯ ПЕС МЕРЕЖЕВОГО АДАПТЕРА ДЛЯ МОБІЛЬНОГО ТЕЛЕФОНУ У СЕРЕДОВИЩІ PROTEUS 7.7 PROFESSIO
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Кафедра електронних приладів
Інформація про роботу
Рік:
2010
Тип роботи:
Практична робота
Предмет:
Інші
Група:
ЕПП – 11
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
ІНСТИТУТ ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙ, РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ
ТА ЕЛЕКТРОННОЇ ТЕХНІКИ
КАФЕДРА ЕЛЕКТРОННИХ ПРИЛАДІВ
Звіт
до практичної роботи №2
«ПРОЕКТУВАННЯ ПЕС МЕРЕЖЕВОГО АДАПТЕРА ДЛЯ
МОБІЛЬНОГО ТЕЛЕФОНУ У СЕРЕДОВИЩІ PROTEUS 7.7 PROFESSIONAL»
Виконав:
ст.гр. ЕПП-11
Перевірив:
Львів-2010 р.
1. Мета роботи: ознайомитись із загальним принципом створення мережевих адаптерів. Ознайомитись з методикою інтерактивного проектування ПЕС в програмному пакеті PROTEUS 7.7 PROFESSIONAL. Набути пpактичних навикiв pоботи з програмою PROTEUS 7.7 PROFESSIONAL. Спроектувати в програмі PROTEUS 7.7 PROFESSIONAL схему мережевого адаптера мобільного телефону.
2. Дослідження схеми побудови та параметрів основних параметрів прямо входового перетворювача.
Прямоходовий (Forward) перетворювач.
На відміну від зворотньоходової схеми, у трансформаторі прямоходового перетворювача (рис. 1) енергія не запасається. Коли ключ відкритий, до первинної обмотки прикладається напруга живлення Vіn. На обмотці N2 з'являється напруга, відкривається діод D2, струм протікає через індуктор LC-фільтр у навантаження. Коли ключ розмикається, відкривається діод D3, енергія, накопичена в індукторі L, надходить у навантаження. Розмагнічування трансформатора відбувається через додаткову обмотку й діод D1.
Схема може працювати як у режимі безперервного струму в індукторі L (рис.2), так і в переривчастому режимі (рис.3).
Для розрахунку необхідно знати наступні початкові дані Vin_min, Vin_max, Vout, Iout, f.
Коефіцієнт трансформації дорівнює:
Індуктивність дроселя:
Рис. 1. Схема прямоходового (Forward) перетворювача.
Для режиму безперервних струмів ∆IL<2Iout:
Для переривчастого режиму ∆IL>2Iout:
Рис. 2. Діаграми напруги й струмів Рис.3. Діаграми напруги й струмів
у режимі безперервних струмів. для переривчастого режиму.
Прямоходовий двохтранзисторний (Two-Transіstor Forward) перетворювач.
Схема прямоходового двохтранзисторного перетворювача (рис. 4) за принципом роботи аналогічна до однотранзисторної, іноді її називають "косий міст". Наявність другого транзистора потребує застосування драйвера (додаткового посилюючого каскаду) верхнього плеча. На відміну від однотранзисторної схеми "косий міст" дозволяє використати менш високовольтні транзистори Vds=Vin.
Коли обидва ключі замкнуті, напруга Vіn надходить на первинну обмотку N1. На вторинній обмотці N2 з'являється напруга, відкривається діод D2. Струм через LC фільтр надходить у навантаження. Після розмикання ключів індуктор L продовжує віддавати накопичену енергію в навантаження. Режим роботи індуктора може бути безперервним (рис. 5) і переривчастим (рис. 6).
Коли ключі розімкнуті, первинна обмотка через діоди підключена до напруги живлення, відбувається автоматичне розмагнічування трансформатора; викид енергії, пов'язаний з наявністю індуктивності розсіювання, вертається в шину живлення.
Вихідна напруга перетворювача залежить від коефіцієнта трансформації, вхідної напруги і коефіцієнта заповнення циклу (50% max):
Коефіцієнт трансформації N1/N2 розраховується, виходячи з мінімальної вхідної напруги Vin_min і заданої вихідної напруги:
Рис. 4. Схема прямоходового двухтранзисторного перетворювача.
Рис. 5. Діаграми напруги й струмів у режимі безперервних струмів.
Рис. 6. Діаграми напруги й струмів для переривчастого режиму.
Для режиму безперервних струмів ∆IL<2Iout:
Для переривчастого режиму ∆IL>2Iout:
РІЗНОВИДИ ПРЯМОХОДОВИХ ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ
У цей час існує багато різновидів прямоходових схем, причому кожна маєсвої переваги й недоліки.
Класична схема.
Класична схема прямоходового перетворювача вже розглядалася на ( рис. 1). Якщо транзисторний ключ V1 замкнуть, вхідна напруга прикладається до первинної обмотки трансформатора. На вторинній обмотці трансформатора з'являється напруга, відкривається діод D2. Низькочастотний LC-фільтр зглажує пульсації вихідної напруги й віддає енергію в навантаження через діод D3, коли транзистор VT закритий (ключ розімкнений).
У той час, коли транзистор V1 закритий, трансформатор розмагнічується через додаткову обмотку й діод D1. При однаковій кількості витків коефіцієнт заповнення d<0.5. Коефіцієнт передачі дорівнює n·d, де d - коефіцієнт заповнення, n=N1/N2 - коефіцієнт трансформації.
Типове значення перенапруги на транзисторі дорівнює 2.6 Vіn_max. При такому рівні перенапруження істотно зростає вартість силових транзисторів з низьким опором Rdson, особливо для мережних (220 В) джерел живлення.
Недоліком даної схеми є наявність додаткової обмотки, що ускладнює трансформатор і збільшує його вартість.
Прямоходовий перетворювач з RCD-демпфіруючим ланцюгом.
Поява даної модифікації прямоходової схеми - це одна з перших спроб спростити
й поліпшити процес розмагнічування трансформатора. Прямоходовий перетворювач із RCD-демпфіруючим ланцюжком (рис. 7) використовується, в основному, якщо необхідно побудувати недороге джерело живлення.
Коефіцієнт передачі, як і в класичної прямоходової схеми, дорівнює добутку n·d.
Коли транзистор VT розімкнуть, діод VD і конденсатор С обмежують напруга на ньому до рівня, обумовленого вхідною напругою й коефіцієнтом заповнення. Резистор R призначений для розряди конденсатора. Типове значення перенапруження на транзисторі становить 2.0 Vіn_max.
Рис. 7. Схема прямоходового перетворювача
з RCD-демпфіруючим ланцюжком.
Основний недолік схеми – додаткова втрата потужності, що розсіюється в резисторі R, і приводить до зниження ККД і збільшенню масогабаритних показників джерела живлення.
Прямоходовий перетворювач з LCDD-демпфіруючим ланцюжком.
У цьому випадку почата спроба розмагнічування трансформатора за допомогою демпфіруючого ланцюжка без додаткових втрат потужності (рис. 8).
Коефіцієнт передачі, як і в попередніх схемах, визначається як n·d.
Коли транзистор VT відкритий, діод і конденсатор обмежують напругу на стоці транзистора, аналогічно варіанту схеми з RCD-демпфіруючим ланцюжком. Резонансний контур, що складається з Lr, Сг, і VDcl, забезпечує розряд конденсатора. Типове значення перенапруги на транзисторі дорівнює 2.0 Vіn_max.
Рис. 8. Схема прямоходового перетворювач з LCDD-демпфіруєючим ланцюжком.
Але, через складність і неоднозначність резонансних процесів для різних режимів роботи схеми, для того, щоб забезпечити правильну роботу схеми у всьому діапазоні зміни навантаження й вхідної напруги, необхідна не одна ітерація при виборі параметрів контуру. У випадку не оптимальних параметрів резонансного контуру втрати потужності можуть навіть перевершувати втрати потужності в резисторі R, властиві схемі, зображеної на рис. 7.
Ще одним недоліком схеми є істотні габаритні розміри дроселя L, особливо для високих вхідних напруг.
Прямоходовий перетворювач із резонансною схемою розмагнічування трансформатора.
Для розмагнічування трансформатора використовується паразитна ємність транзистора (іноді необхідна додаткова зовнішня ємність). Це дуже проста й зручна в застосуванні схема, не потрибуюча великої кількості додаткових компонентів (рис. 9).
Коефіцієнт передачі, як і в класичній прямоходовій схемі, дорівнює n·d.
При вимиканні транзистора виникають коливання в резонансному контурі, утвореному індуктивністю намагнічування трансформатора й паразитною ємністю транзистора, завдяки чому перемагнічування трансформатора відбувається автоматично. Типове значення перенапруження на транзисторі дорівнює 2.0 Vіn_max.
Недоліком будь-якої резонансної схеми являється складність забезпечення оптимальних умов перемагнічування у всьому діапазоні зміни навантаження й вхідної напруги.
Рис. 9. Схема прямоходового перетворювача з резонансною
схемою розмагнічування трансформатора.
Прямоходовой перетворювач із двома ключами.
Схема прямоходового перетворювача із двома ключами була розглянута на (рис. 4). Процес передачі енергії аналогічний класичній схемі, коефіцієнт передачі дорівнює n·d. У момент вимкнення транзисторів первинна обмотка через діоди підключається до вхідного джерела напруга у зворотній полярності, перемагнічування трансформатора відбувається автоматично. Тому максимальне значення перенапруги на транзисторі - 1.0 Vіn_max.
Недоліком схеми є застосування додаткового польового транзистора й необхідність використання "відв'язаного від землі" драйвера для керування транзистором V2.
Прямоходовий перетворювач із активним обмежуючим ланцюгом.
У даній схемі (рис. 10) для перемагнічування трансформатора використається додатковий транзистор і конденсатор Сr; коефіцієнт передачі дорівнює n·d.
При вимиканні силового транзистора з деякою тимчасовою затримкою відкривається допоміжний транзистор і перезаряджає ємність Сr, типове значення перенапруження на транзисторі становить 1.3 Vіn_max.
Тимчасова затримка необхідна для перезарядки вихідних ємностей транзисторів енергією, яка накопичена в індуктивності розсіювання трансформатора.
Рис. 10. Схема прямоходового перетворювача з активним обмежуючим ланцюгом.
Важливою перевагою цієї схеми являється те, що перемикання транзисторів відбувається при нульовій напрузі на них (ZVS).
До недоліків схеми можна віднести наявність додаткового транзистора і схеми керування, забиспечуючи затримку при переключенні транзисторів, а також збільшення втрат провідності через використання невеликих індуктивностей намагнічування.
3.Проектування ПЕС мережевого адаптера мобільного телефону.
Для моделювання мережевого адаптера використовуємо програмний пакет Proteus Professional.
Вигляд ПЕС мережевого адаптера мобільного телефону.
Висновок: в процесі виконання практичної роботи ми ознайомилися із загальним принципом створення мережевих адаптерів. Ознайомилися з методикою інтерактивного проектування ПЕС в програмі PROTEUS 7.7 PROFESSIONAL. Набули пpактичних навикiв pоботи з програмним пакетом PROTEUS 7.7 PROFESSIONAL. Спроектували в програмному пакеті PROTEUS 7.7 PROFESSIONAL схему мережевого адаптера мобільного телефону.
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора