Схемотехника

Измерение потерь в дроссе


                     Московский Энергетический Институт
                          (технический университет)
кафедра ЭИ



                               Курсовая работа

            По теме: ”Измерение потерь в дросселе.”



                              Группа: ТФ-13-98

                            Студент: Поярков М.Ю.
                                    Научный руководитель: Комаров Е.В.



                            Москва 2002г.

                            Содержание:

1. Техническое задание____________________________________________3
2. Введение и цель работы__________________________________________3
3. Анализ технического задания_____________________________________4
4. Реализация технического задания. Разработка структурной
схемы ___________________________________________________________7
5. Анализ элементов структурной схемы. Расчет узлов схемы
    Измерение мощности потерь _____________________________________9
      5.1 Блок управления драйвером________________________________9
      5.2 Управление ключами с помощью драйвера___________________10
           5.2.1 Ключи ___________________________________________12
      5.3 Измерительная схема _____________________________________14
            5.3.1 Фильтрация сигнала  _______________________________14
6. Выводы _______________________________________________________14
7. Литература  ____________________________________________________15
8. Приложение  ___________________________________________________16



                       1.Техническое задание.
      Разработать устройство измеряющее потери  в  дросселе,  при  следующих
параметрах электрической цепи:
      частота работы  устройства  f=(10(100)  кГц,   среднее  значение  тока
I0=(1(20)А,[pic],индуктивности катушки дросселя [pic].



      необходимо обеспечить работу схемы (см рис1) в импульсном режиме, т.е.
ток и напряжение должны изменяться как показано на рис2.

                      2. Введение и цель работы.
      В  настоящее  время  существует  несколько  методов  оценки  потерь  в
дросселе, при чем, большинство  из  них  могут  только  качественно  оценить
потери  в  дросселе.  Для  реализации  количественной  оценки  потерь   было
необходимо  большое  количество  элементов,  несколько  источников  питания.

      Целью данной работы является разработка алгоритма и  схемы  измерения,
позволяющей использовать меньшее число  элементов  и  количественно  оценить
электрические потери, возникающие в дросселе при  наличии  в  нем  активного
сопротивления.  Благодаря  появлению  новой  технической  базы   это   стало
возможным.


              3. Анализ технического задания.
      Для решения данной задачи необходимо  рассмотреть  несколько  случаев,
которые характеризуют процессы  протекающие в дросселе.
      В начале, рассмотрим идеальный случай, когда  в  дросселе  отсутствует
активная часть сопротивления. (см рис 3)
                 L                L



                  E                E
      В данном случае среднее значение тока
[pic], где [pic] - минимальное значение тока;
                 [pic]- максимальное значение тока;
[pic] ; [pic]     ; [pic][pic]
[pic]  ; [pic] ; [pic]
      Таким образом, при  заданных  значения  (i  и  L,  мы  можем,  изменяя
напряжение менять тем самым частоту работы схемы.

      Теперь рассмотрим тот же случай  при  помощи  гармонического  анализа.
Функцию напряжения E(t) (см рис2) можно представить в виде ряда Фурье.
      [pic]
      [pic]
Функцию тока  I(t) (cм рис3) также можно представить аналогичным способом.
      То есть:
[pic] , [pic]
[pic],[pic]
[pic]; [pic]
[pic]  =    [pic]
[pic]
[pic]
После прохождения  сигналов  I(t),  E(t)  через  усилитель,  данные  функции
примут следующий вид :
[pic]

[pic]
      Мощность потерь в дросселе определяется следующей формулой:
      [pic] ;
       (P – это мощность, которая будет на выходе умножителя без сигнала  на
его входе, т.е. это погрешность нуля.
      При E=24 B, L=10-4  Гн,  fт1 =107 МГц, fт2 =106 МГц, [pic]; [pic]
Для n=1 [pic]

      Теперь рассмотрим случай, когда дроссель не идеальный, т.е. в дросселе
присутствует активная часть сопротивления.
      Тогда,
      [pic], где [pic]
      Запишем эту функцию через ряд
Фурье, тогда для 0>T, следовательно (=R18 C=103  Ом[pic]1 мкФ=10-3 с
      Для перевода результирующего сигнала с земли, принадлежащей
измерительной части схемы, на землю общую для элементов, управляющих
ключами, мы используем изолированный усилитель ISO124 фирмы BURR- BROWN.
Основные технические характеристики представлены в таблице 6.



|Параметры                                |Значения            |
|Напряжение питания                       |±18 В               |
|Напряжение входа                         |±100 В              |
|Полоса пропускания                       |              50 КГц|



Выводы по работе:
      Данный алгоритм и схема измерения позволяют  обеспечить заданные
режимы работы схемы, которые позволяют определять  электрические потери в
дросселе с высокой степенью точности.



      Литература:
           1. ”Аналоговая и цифровая электротехника”, Ю.П. Опадчий, О.П.
              Гудкин, А.И. Гуров. Москва, “Горячая Линия-Телеком”,2000 г.
           2. “Справочник по математике”, И.Н. Бронштейн,
           3. К.А. Семендяев. Москва,”Наука”, 1980г.
           4. Справочник “Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы”,
              С.В. Якубовский, В.И. Кулешова. Москва “Радио связь”,1990 г.
           5. Datasheet фирм International Rectifier, National
              Semiconductor, LEM. Application Note фирмы International
              Rectifier
           6. Конспект лекций Е.В. Комарова ”Физические основы электроники”
              , 2000-2001г.

-----------------------
К1

                                      E

К2

К4

                                  Рис. 4.1

                                     LEM



                                     RК


                                     LК



                                   Драйвер

                                 Устройство

                                  сравнения

К3

U2

U1

R0



  X


Фильтр

(i

I, A

T, c

I1

I2

I0

Рис  5

Рис  3

R                     L                            E

t

E

Рис  2

I

t

T

[pic]

t

T/2

E(t)


Табл 1

Рис 10

 Q--



Рис  4

+V

V+

UОС

U11

U22


R1


R2

R5

R6

R4

R3


_ DD1



+


_

+

out

out


R  DD3



S

DD2

 Рис 9

 Таблица 2

 Таблица 3

[pic]

I0

0

Таблица 5

Таблица 6

C 5

C 4

[pic]

Таблица 4

[pic]

Рис  1

E(t)

Q

[pic]

t

t




смотреть на рефераты похожие на "Измерение потерь в дроссе"