Semestrální projekt předmětu X31SCS – Struktury číslicových systémů
Jan Kubín
2.5.2007
1. Stručně 2. Rozdělení napájecích zdrojů 3. Spínané zdroje obecně
4. Blokové schéma spín. zdroje 5. Problematika spín. zdrojů 6. Spínaný zdroj s uprocesorem
České vysoké učení technické v Praze Fakulta elektrotechnická
Stručně
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
Spínané zdroje s uprocesory
Jan Kubín
2.5.2007
1. Stručně 2. Rozdělení napájecích zdrojů 3. Spínané zdroje obecně
4. Blokové schéma spín. zdroje 5. Problematika spín. zdrojů 6. Spínaný zdroj s uprocesorem
České vysoké učení technické v Praze Fakulta elektrotechnická
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 Spínané zdroje s uprocesory
Jan Kubín
2.5.2007
1. Stručně 2. Rozdělení napájecích zdrojů 3. Spínané zdroje obecně
4. Blokové schéma spín. zdroje 5. Problematika spín. zdrojů 6. Spínaný zdroj s uprocesorem
České vysoké učení technické v Praze Fakulta elektrotechnická
Spínané zdroje obecně Spínané zdroje = moderní trend v elektrotechnice
Klady a zápory ve srovnání se zdroji s lineární regulací ¾ vyšší účinnost (výhodné zejména při velkém rozdílu Uvst a Uvyst) ¾ malé rozměry ¾ nižší hmotnost ¾ ekonomicky výhodnější ¾ pomalejší reakce na skokovou změnu výstupní veličiny ¾ generování rušivých signálů ¾ větší zvlnění na výstupu
Spínané zdroje s uprocesory
Jan Kubín
2.5.2007
1. Stručně 2. Rozdělení napájecích zdrojů 3. Spínané zdroje obecně
4. Blokové schéma spín. zdroje 5. Problematika spín. zdrojů 6. Spínaný zdroj s uprocesorem
České vysoké učení technické v Praze Fakulta elektrotechnická
Blokové schéma spínaného zdroje
Spínané zdroje s uprocesory
Jan Kubín
2.5.2007
1. Stručně 2. Rozdělení napájecích zdrojů 3. Spínané zdroje obecně
4. Blokové schéma spín. zdroje 5. Problematika spín. zdrojů 6. Spínaný zdroj s uprocesorem
České vysoké učení technické v Praze Fakulta elektrotechnická
Schéma spínaného zdroje
Spínané zdroje s uprocesory
Jan Kubín
2.5.2007
1. Stručně 2. Rozdělení napájecích zdrojů 3. Spínané zdroje obecně
4. Blokové schéma spín. zdroje 5. Problematika spín. zdrojů 6. Spínaný zdroj s uprocesorem
České vysoké učení technické v Praze Fakulta elektrotechnická
Problematika spínaných zdrojů Zdroj snižující střídavé síťové napětí 230V na stejnosměrné napětí ¾ nutnost usměrnit a vyhladit vstupní napětí (400Vss) ¾ spínání proudů do indukční zátěže (špičkově desítky A) ¾ nutnost galvanického oddělení vstupu a výstupu ¾ velké nároky na součástky z hlediska spínací frekvence ¾ přeladitelnost výstupního proudu cca 90% ¾ pro řídící člen většinou nutný pomocný nezávislý zdroj ¾ nutnost generování ostrých proudových pravoúhlých impulzů ¾ nutnost galvanického oddělení zpětné vazby
Spínané zdroje s uprocesory
Jan Kubín
2.5.2007
1. Stručně 2. Rozdělení napájecích zdrojů 3. Spínané zdroje obecně
4. Blokové schéma spín. zdroje 5. Problematika spín. zdrojů 6. Spínaný zdroj s uprocesorem
České vysoké učení technické v Praze Fakulta elektrotechnická
Spínaný zdroj s uprocesorem Řízení spínaného zdroje uprocesorem ¾ kvalitní pomocný zdroj (5Vss stab.) ¾ A/D a D/A převodníky pro ZV pro napětí popř. proud ¾ nutnost softwarové realizace celého níže uvedeného blokového zapojení
TL494 – PWM regulator Spínané zdroje s uprocesory
Jan Kubín
2.5.2007
1. Stručně 2. Rozdělení napájecích zdrojů 3. Spínané zdroje obecně
4. Blokové schéma spín. zdroje 5. Problematika spín. zdrojů 6. Spínaný zdroj s uprocesorem
České vysoké učení technické v Praze Fakulta elektrotechnická
Spínaný zdroj s uprocesorem Řešením složité softwarové i hardwarové implementace je realizace ¾ regulačních a pomocných spínacích prvků pomocí speciálních IO ¾ výkonové části pomocí diskrétních součástek ¾ řízení ZV a nastavení výstupních hodnot za použití uprocesoru
Výhody použití uprocesoru v obvodu nastavení výstupních veličin ¾ jednoduché a přesné ovládání pomocí tlačítek (elektr. potenciometrů) ¾ možnost zobrazení hodnot na znakovém i grafickém displeji ¾ možnost dálkového ovládání (např. po sběrnici, RS-232 atd.) ¾ možnost propojení s PC ¾ možnost programování časových průběhů ¾ jednoduchá změna parametrů zdroje bez zásahu do HW konfigurace
Spínané zdroje s uprocesory
Jan Kubín
2.5.2007
4. Blokové schéma spín. zdroje 5. Problematika spín. zdrojů 6. Spínaný zdroj s uprocesorem
7. Příklady IO a uprocesorů 8. Závěrem
České vysoké učení technické v Praze Fakulta elektrotechnická
Příklady IO a uprocesorů vhodných pro spínané zdroje PWM regulátory ¾ TL494, TL497 ¾ UC3842, UC3843, UC3844, UC3845, UC3846, UC3854 ¾ pro jednoduchá zapojení NE555, U2008, TOP2xx, L29x, L49xx, LT1xxx
uprocesory (většina typů s následujícími vlastnostmi) ¾ obsahující A/D a D/A převodník ¾ obsahující watchdog ¾ větší tepelná odolnost ¾ taktovací frekvence srovnatelná s pracovní frekvencí spín. zdroje ¾ vyšší odolnost proti elektromagnetickému rušení ¾ dostatek vstupů/výstupů
Spínané zdroje s uprocesory
Jan Kubín
2.5.2007
4. Blokové schéma spín. zdroje 5. Problematika spín. zdrojů 6. Spínaný zdroj s uprocesorem
7. Příklady IO a uprocesorů 8. Závěrem
České vysoké učení technické v Praze Fakulta elektrotechnická
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.
Spínané zdroje s uprocesory
Jan Kubín
2.5.2007
1. Stručně 2. Rozdělení napájecích zdrojů 3. Spínané zdroje obecně
4. Blokové schéma spín. zdroje 4. Problematika spín. zdrojů 5. Spínaný zdroj s uprocesorem
České vysoké učení technické v Praze Fakulta elektrotechnická
