Разработка источника вторичного электропитания на базе DC-DC преобразователя мощностью 1 кВт

1.

Санкт-Петербургский государственный электротехнический
университет
Разработка источника вторичного
электропитания на базе DC-DC
преобразователя мощностью 1 кВт
Земский Д. А., группа 8401
Руководитель: Перевалов Ю.Ю
Санкт-Петербург
2024

2.

Цель работы
• Цель работы – исследование работы
преобразователя DC-DC мощностью
• 1 кВт при входном напряжении 400 В и выходном
напряжении 24 В при
• номинальном токе нагрузки. Тема работы
актуальна, потому что она открывает
• новые возможности для использования
преобразовательной техники. Данный
• тип преобразователей уместно использовать
там, где надо получить компактное
• и высокоэффективное решение, а также в
военной технике.
Земский Д.А./ФЭА гр.8401Разработка источника вторичного электропитания на базе DC-DC преобразователя мощностью 1 кВт
2

3.

3
Введение
В современной электронике достигнуты большие
достижения в сфере DCDC
преобразователей. DC-DC преобразователи применяются в
различных
электронных приборах, мобильных устройствах,
вычислительной технике,
устройствах телекоммуникации, автоматизированных
системах управления
(АСУ), и т. д. DC-DC преобразователи применяются для
повышения и
понижения напряжения на выходе, относительно напряжения
на входе.
В данной работе представлен DC-DC преобразователь с
гальванической
развязкой, состоящий из мостового инвертора,
трансформатора и выпрямителя
(диодного моста).
Земский Д.А./ФЭА гр.8401Разработка источника вторичного электропитания на базе DC-DC преобразователя мощностью 1 кВт
3

4.

Исходные данные
Исходные данные:
- мощность в нагрузке P2 = 1 кВт;
- входное постоянное напряжение U1 = 400 В;
- частота коммутации 1 Мгц;
- коммутирующие элементы – MOSFET транзисторы.
Земский Д.А./ФЭА гр.8401Разработка источника вторичного электропитания на базе DC-DC преобразователя мощностью 1 кВт
4

5.

Преобразователь с
гальванической развязкой
• Преимуществом
преобразователя с
гальванической развязкой
является то, что у таких
преобразователей
шансполучить выходной
сигнал, из-за которого появится
перебой на выходе на
• порядки ниже из-за
защищенности от пробоя.
• Для таких устройств характерна
большая разница потенциалов
между
• входным и выходным
напряжением. Внешний вид
такого преобразователя
• изображен на рисунке 2.
5
Рисунок 1 - DC-DC преобразователь с
гальванической развязкой
Земский Д.А./ФЭА гр.8401Разработка источника вторичного электропитания на базе DC-DC преобразователя мощностью 1 кВт

6.

Планарный
трансформатор
Преимуществом планарных
трансформаторов, в первую
очередь, является их размер.
Данный тип
трансформаторов уместно
использовать там, где надо
получить компактное и
высокоэффективное
решение, а также в военной
технике.
Рисунок 2 - Преобразователь с
интегрированным планарным
трансформатором
Земский Д.А./ФЭА гр.8401Разработка источника вторичного электропитания на базе DC-DC преобразователя мощностью 1 кВт
6

7.

Планарный
трансформатор
В зависимости от
конструкции планарных
трансформаторов, могут
быть разделены на
различные типы.
Рисунок 3 - Варианты изготовления планарных
устройств
а – навесной, б – навесной низкопрофильный
в – гибридный г – интегрированный
Земский Д.А./ФЭА гр.8401Разработка источника вторичного электропитания на базе DC-DC преобразователя мощностью 1 кВт
7

8.

Построение и исследование характеристик
планарного трансформатора
Геометрическая
планарного
модель
трансформатора
с
двумя Е-образными сердечниками
представлена на рисунке 4.
Рисунок 4 - 3D-модель трансформатора
Земский Д.А./ФЭА гр.8401Разработка источника вторичного электропитания на базе DC-DC преобразователя мощностью 1 кВт
8

9.

Построение и исследование характеристик
планарного трансформатора
Рисунок 5 - Распределение магнитной индукции на
разрезе планарного трансформатора
Земский Д.А./ФЭА гр.8401Разработка источника вторичного электропитания на базе DC-DC преобразователя мощностью 1 кВт
9

10.

Построение и исследование характеристик
планарного трансформатора
Рисунок 6 - Распределение температуры в планарном
трансформаторе
Земский Д.А./ФЭА гр.8401Разработка источника вторичного электропитания на базе DC-DC преобразователя мощностью 1 кВт
9

11.

Спасибо за внимание!
Земский Д.А./ФЭА гр.7401/Разработка индукционной печи с холодным тиглем для плавки имитатора кориума
11