Spínaný regulovatelný zdroj napětí

Bc. Lukáš Eichler

Bachelor's thesis

Regulated switching power supply

Abstract:

Tato bakalářská práce se má zabývat návrhem a realizací spínaného regulovatelného zdroje s rozsahem napětí od -20 V do +20 V. V první části se zabývám teoretickým rozborem návrhu regulovatelného spínaného zdroje. Popisuji zde, jak lze navrhnout generátor pulsní šířkové modulace. Dále zde popisuji, jak lze sestrojit čtyř-kvadrantový spínaný zdroj a jakou má splňovat funkci, aby se mohl čtyř-kvadrantovým nazývat. Také zde popisuji možnosti řízení, bipolární a unipolární a jejich výhody/nevýhody. Rozebírám zde funkci budiče tranzistorů a možnosti ochrany tranzistorů proti nadproudu. V druhé části se zabývám návrhem spínaného regulovatelného zdroje. Simuluji zde bipolární a unipolární řízení H-mostu. Po odsimulování se zabývám návrhem jednoho možného řešení. Popisuji celé navrhnuté schéma měniče a jeho jednotlivé části. Na konci této části popisuji návrh plošného spoje. Ve třetí části se zabývám realizací měniče navrženého v předchozí části. Popisuji zde hlavně naměřené průběhy při oživování plošného spoje, jejich význam a funkci spínaného regulovatelného zdroje. Závěrem bych chtěl dodat, že navržený spínaný zdroj funguje v rozsahu ?20 V při proudu 2 A, jak je předepsáno v zadání.

Abstract:

This thesis deals with design and realization of switched controllable source with a voltage range from -20 V to +20 V. The first part focuses on the theoretical analysis of the controllable switching source. In this part I describe how to design a generator of a pulse width modulation. Then I describe how to construct four-quadrant power supply. I analyze bipolar and unipolar control strategies and their advantages and disadvantages. I analyze function of the transistor drivers and methods how to protect transistors against over-current. The second part of thesis deals with the design of switched controllable source. I simulate bipolar and unipolar control of H-bridge. After simulation I suggest one possible solution. I describe the whole scheme of suggested converter and his individual parts. At the end of this section I describe the PCB. The third part deals with the realization of switched controllable source proposed in the previous section. Here I describe the waveforms measured at the source, their meaning and function switched controllable source . Finally, I would like to add that designed switching power source works in the range of ?20 V at a current of 2 A, as prescribed in the assignment.

Keywords

Spínaný regulovatelný zdroj, PWM modulace, Bipolární řízení, Unipolární řízení, H-můstek.

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 16. 5. 2016

Thesis defence

• Date of defence: 14. 6. 2016
• Supervisor: Ing. Miroslav Novák, Ph.D.

Technical University of Liberec

Faculty of Mechatronics, Informatics and Interdisciplinary Studies

Bachelor programme / field:
Electrical Engineering and Informatics / Electronic Information and Control Systems