Разработка бесперебойного источника питания для защиты коммуникационного оборудования
Введение
Сфера телекоммуникаций стала неотъемлемой частью современного общества. Телекоммуникационное оборудование – от серверов и маршрутизаторов до спутников и антенн - играет ключевую роль в обеспечении бесперебойного потока информации по всему миру. Они обеспечивают работу множества сервисов, составляющих основу современной цифровой эры, начиная от базовой телефонии и подключения к Интернету и заканчивая продвинутыми приложениями в таких областях, как финансы, здравоохранение, развлечения и многое другое. Таким образом, обеспечение бесперебойной работы телекоммуникационного оборудования имеет первостепенное значение для устойчивости цифровых инфраструктур и, в более широком смысле, функционирования общества.
Основная цель этого дипломного проекта - углубиться в разработку источника бесперебойного питания (ИБП) для защиты телекоммуникационного оборудования. ИБП является важнейшим компонентом, обеспечивающим непрерывное питание подключенных устройств во время перебоев в подаче элек
Содержание
ВВЕДЕНИЕ 8
1 ВЫБОР СИЛОВОЙ СХЕМЫ ИСТОЧНИКА БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ 11
1.1 Обоснование обеспечения условий технического задания 11
1.2 Обзор аналогов изделия 12
1.3 Описание структурной схемы 13
2 РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ БЛОКОВ 20
2.1 Принцип действия инвертора 20
2.2 Формирование выходного напряжения и тока 21
2.3 Широтно-импульсная модуляция 23
2.4 Корректор коэффициента мощности 26
2.5 Система управления 30
2.6 Расчет инвертора 35
2.7 Расчет выпрямителя 37
2.8 Расчёт корректора мощности 42
2.9 Расчет трансформатора 45
3 МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ СХЕМЫ И ЕЕ ОТДЕЛЬНЫХ УЗЛОВ 60
3.1 Моделирование блока инвертора 60
3.2 Моделирование блока выпрямителя 61
4 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ИСТОЧНИКА БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ 63
4.1 Анализ рынка 63
4.2 Сравнение с аналогом 63
5 ЭКОЛОГИЧНОСТЬ И БЕЗОПАСНОСТЬ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА 65
5.1 Опасность поражения электрическим током 66
5.2 Пожарная безопасность помещения 67
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 68
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 71
Список использованных источников
1. " Силовая электроника для любителей и профессионалов " Б.Ю.Семенов 2001 г., " Солон-р ", Москва
2. " Силовая электроника от простого к сложному " Б.Ю.Семенов 2005 г., " Солон-Пресс ", Москва
3. А.А Лопухин, Источники бесперебойного питания без секретов, М.: «А и Т системы», 2000
4. Источники вторичного электропитания: Справочное пособие/ С.С.Букреев, В.А.Головацкий, Г.Н. Гулякович и др.; Под ред. Ю.И. Конева.-М.: Радио и связь,1983
5. Вельтховен, Ван К., Копе Г. Преобразватели с размагничивающей обмоткой с источниках питания//Электроника.-1978.-№3
6. Источники электропитания на полупроводниковых приборах: Проектирование и расчет/ Под ред. С.Д. Додика и Е.И.Гальперина.-М.: Советское радио, 1969
7. Мелешин В.И. Проектирование оптимальных по объему силовых электронных устройств// Электронная техника в автоматике.-Вып.11//Под ред. Ю.И. Конева.[Сборник].-М.:Советское радио, 1980
8. Попов В.А. Артеменко М.Е. Определение емкости входного конденсатора вторичного источника питания с бестрансформаторным входом//Вестник Киевского политехнического института. Радиоэлектроника.-Киев, 1981.-Вып.18
9. Митрофанов А.В., Щеголев А.И. Импульсные источники вторичного электропитания в бытовой аппаратуре.-М.: Радио и связь.1985
10. Автоматизиция схемотехнического проектирования на мини-ЭВМ: Учеб.пособие/ В.И. Анисимов, Г.Д. Дмитриевич, С.Н. Ежов и др.; Под ред.В.И. Анисимова. Л.: Изд-во Ленингр. Ун-та, 1983
11. Влах И., Сингхал К. Машинные методы анализа и проектирования электронных схем: Пер.с англ. М.: Радио и связь, 1988
12. Ильин В.Н. Коган В.Л. Разработка и применение программ автоматизации схемотехнического проектирования. М.: Радио и связь, 1984
13. Моделирование и оптимизация на ЭВМ радиоэлектронных устройств/ З.М. Бененсон, М.П. Елистратов, Л.К. Ильин и др.: Под ред. З.М. Бененсона, М.: Радио и связь, 1981
14. Чуа Л.О., Пен-Мин Лин Машинный метод электронных схем: Алгоритмы и вычислительные методы: Пер. с а
При разработке необходимо тщательно учитывать форму выходного напряжения или тока, вырабатываемого инвертором. Получение выходного напряжения или тока, близкого к синусоидальному, имеет решающее значение для поддержания хорошего коэффициента мощности, минимизации электромагнитных помех и шума как на клеммах питания, так и в цепях управления. Для многих нагрузок, таких как электромеханические датчики, требуется синусоидальное напряжение. Кроме того, если инвертор является частью источника бесперебойного питания, выходное напряжение должно эффективно заменять сеть переменного тока через определенные промежутки времени.
Решение этой проблемы является сложным, поскольку улучшение качества выходного напряжения исключительно с помощью LC-фильтра может оказаться непрактичным или неэффективным. Попытка уменьшить нежелательные гармоники путем увеличения индуктивности (L) и емкости (C) фильтра приводит к неизбежному уменьшению амплитуды основной гармоники (первой гармоники).
Чтобы преодолеть эту проблему, инверторы используют активные методы подавления гармоник, которые сочетаются с использованием фильтров (пассивные методы). Методы Ш