МИНИСТЕРСТВО
ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Электростальский филиал Федерального государственного
образовательного
учреждения среднего профессионального образования
«Московский
колледж управления и новых технологий»
Рабочая программа
учебной дисциплины
«Источники питания средств вычислительной техники»
для специальности 230101
"Вычислительные машины, комплексы,
системы и сети"
г.о. Электросталь
2010 год
|
Одобрена цикловой
Методической
комиссией «Общепрофессиональных дисциплин»
Пр. №_____________
От «___»
______________ 2010 г.
Председатель ЦМК
________________ /Д.И. Лепихов
|
|
Составлена в
соответствии с Государственными требованиями к минимуму содержания и уровню
подготовки выпускника по специальности
|
|
|
|
|
|
|
|
Утверждена
Методическим Советом колледжа
Протокол №
__________
от «___»
__________2010г.
Председатель
методического Совета – заместитель директора ЭФ «МКУиНТ» по УР
_______/И.В.
Краснобельмова
|
|
|
|
|
|
Автор
|
|
Лнпихов Д.И.,
преподаватель ЭФ ФГОУ СПО «МКУиНТ»
|
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Программа учебной дисциплины «Источники питания
средств вычислительной техники» предназначена для реализации государственных
требований к минимуму содержания и подготовки выпускников по специальности
230101 «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети».
Дисциплина ИП СВТ является специальной и основывается
на знаниях, полученных студентом при изучении дисциплин «Электротехника» и
«Электронная техника».
В результате изучения дисциплины студент должен
Иметь представление:
- о ее взаимосвязи с другими специальными дисциплинами;
- о прикладном характере дисциплины применительно к специальности;
Знать
- основные узлы питающих устройств;
Уметь
- читать структурные и принципиальные схемы основных узлов;
- рассчитывать узлы питающих устройств.
Программа рассчитана на 80 часов (в том числе 30 часов практических и
лабораторных работ) для базового уровня профессионального образования.
Программа состоит из введения и 8 разделов:
Раздел 1. Трансформаторы и дроссели.
Раздел 2. Выпрямители.
Раздел 3. Сглаживающие фильтры.
Раздел 4. Стабилизаторы напряжения и тока.
Раздел 5. Преобразователи напряжения.
Раздел 6. Повышение надежности и помехоустойчивости ЭВМ по
цепям питания ПВМ.
Раздел 7. Блоки питания ПВМ.
Раздел 8. Химические источники питания.
Проверка приобретенных знаний, умений и навыков
производится на основе зачетной и экзаменационной системы.
В результате изучений данной дисциплины студент
получает знания, умения и практические навыки специалиста по эксплуатации и ремонту
источников питания СВТ.
Тематический
план
|
Наименование
разделов
|
Кол-во аудиторных
часов
при очной
форме
обучения
|
Самостоят.
работы
|
Всего
|
Лаб.
работы
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
|
Введение
|
2
|
|
|
Раздел 1. Трансформаторы
и дроссели.
|
8
|
6
|
|
1.1
Конструкция трансформаторов
и дросселей.
|
4
|
4
|
|
1.2
Расчет трансформаторов
и дросселей.
|
2
|
2
|
|
|
1.3 Унифицированные
трансформаторы и
дроссели.
|
2
|
-
|
|
Раздел 2. Выпрямители.
|
12
|
10
|
|
|
2.1 Однофазные выпрямители.
|
4
|
4
|
|
|
2.2 Умножители
напряжения.
|
4
|
2
|
|
|
2.3 Трехфазные
выпрямители.
|
2
|
-
|
|
|
2.4 Расчет выпрямителей
|
2
|
4
|
|
Раздел 3. Сглаживающие
фильтры.
|
4
|
|
|
|
3.1
Сглаживающие фильтры и расчет.
|
4
|
|
|
|
Раздел 4. Стабилизаторы
напряжения и тока.
|
12
|
10
|
|
|
4.1 Параметрические стабилизаторы
|
2
|
2
|
|
|
4.2 Компенсационные стабилизаторы постоянного напряжения непрерывного
действия
|
4
|
8
|
|
|
4.3 Импульсные стабилизаторы постоянного напряжения. Основные понятия.
Импульсные стабилизаторы постоянного напряжения релейного типа
|
2
|
-
|
|
|
4.4 Применение интегральных схем в стабилизаторах напряжения
|
2
|
-
|
|
|
4.5 Защита полупроводниковых стабилизаторов
|
2
|
-
|
|
|
Раздел 5. Преобразователи напряжения.
|
8
|
4
|
|
|
5.1
Автогенераторы
|
2
|
|
|
|
5.2
Усилители мощности
|
2
|
|
|
|
5.3 Стабилизация выходного напряжения и частоты преобразователей
|
2
|
|
|
|
5.4 Стабилизированные блоки питания.
|
2
|
4
|
|
|
Раздел 6. Повышение надежности и
помехоустойчивости ЭВТ по цепям электропитания.
|
4
|
|
|
|
6.1 Повышение надежности систем электропитания
|
2
|
|
|
|
6.2 Повышение помехоустойчивости РЭА по цепям электропитания.
|
2
|
|
|
|
Раздел 7. Блоки питания ПВМ.
|
4
|
|
|
|
7.1 Блок питания РС-ХТ
|
2
|
|
|
|
7.2 Блок питания видеомонитора
|
1
|
|
|
|
7.3 Блок питания принтера.
|
1
|
|
|
|
Раздел 8. Химические источники питания
|
2
|
|
|
|
8.1 Кислотные аккумуляторы. Щелочные аккумуляторы
|
1
|
|
|
|
8.2 Автономные источники питания
|
1
|
|
|
|
Всего
по дисциплине
|
56
|
30
|
|
Содержание предмета
Введение
Значение курса в формировании специалиста –
электроника.
Классификация преобразователей энергии:
трансформаторы; выпрямители; инверторы; преобразователи напряжения
(конверторы), стабилизаторы напряжения; электромеханические преобразователи.
Влияние характеристик электропреобразовательных
устройств на характеристики РЭА.
Раздел 1. Трансформаторы и дроссели
Тема 1.1 Конструкция трансформаторов и дросселей
В результате
изучения темы студент должен:
знать:
- конструкцию
трансформаторов и дросселей;
уметь:
- объяснять работу
трансформатора и дросселя.
Трансформаторы. Общие понятия. Сердечники и обмотки
трансформаторов. Маркировка сердечников: П и ПЛ; Ш и ШЛ; ОЛ. Выполнение
первичной, вторичной и экранной обмоток. Принцип действия и КПД трансформатора.
Векторная диаграмма трансформатора на холостом ходу. Коэффициент трансформации.
Автотрансформаторы. Дроссели сглаживающих фильтров. Общие понятия.
Лабораторные работы:
№1. Вводное занятие. Инструктаж по технике
безопасности.
№2. Исследование однофазного трансформатора.
Тема 1.2 Расчет трансформаторов и дросселей
В результате изучения
темы студент должен:
знать:
- расчет
трансформаторов малой мощности (ТММ) и дросселей;
уметь:
- по результатам расчета выбрать тип сердечника,
диаметры обмоточных проводов, толщину изоляционных прокладок, размеры
каркаса, толщину немагнитной прокладки.
Расчет трансформатора: расчет габаритной мощности, выбор
сердечника, расчет каркаса, расчет диаметра проводов обмоток и их размещение на
каркасе. Расчет дросселя: расчет габаритной мощности, проверка размещения
обмоток на каркасе, расчет немагнитной прокладки.
Самостоятельная работа: подготовка к практической
работе.
Практическая работа №1 Расчет трансформатора малой
мощности.
Тема 1.3 Унифицированные трансформаторы питания (УТП)
и дроссели
В результате изучения темы студент должен:
знать:
- основные параметры УТП и дросселей
уметь:
- выбрать из
справочника тип УТП или дросселя, применяемые в источнике питания.
УТП, общие понятия. Типы трансформаторов: ТА, ТН, ТАН, ТПП, УУТП, и параметры.
Типовые дроссели сглаживающих фильтров, их параметры.
Раздел 2. Выпрямители
Тема 2.1. Однофазные выпрямители
В результате изучения
темы студент должен
знать:
- схемы одно- и
двухполупериодного однофазных выпрямителей;
уметь:
- объяснить работу
выпрямителей.
- выпрямители
однофазного переменного тока;
- однополупериодный
выпрямитель;
- схема, ее работа на
активную нагрузку;
- на активно –
емкостную нагрузку.
Соотношение в схеме; коэффициент пульсации; частота
пульсации; временная диаграмма. Применение схемы. Двухполупериодные
выпрямители. Схема со средней точкой. Работа схемы, временная диаграмма.
Соотношения в схеме. Работа на активную и активно – емкостную нагрузку. Схема
Гретца (мостовая). Работа на активную и активно – емкостную нагрузку.
Соотношения в схеме. Применение схемы.
Самостоятельная работа. Подготовка к лабораторным
работам.
Лабораторные работы.
№3. Исследование однополупериодного однофазного
выпрямителя.
№4. Исследование двухполупериодного однофазного
выпрямителя.
Тема 2.2. Умножители напряжения
В результате изучения
темы студент должен:
знать:
- схемы удвоения и
умножения напряжения
уметь:
- объяснить
работу этих схем.
Схеме удвоения напряжения. Схема с удвоением напряжения (Латура).
Работа схемы. Соотношение к схеме. Умножитель напряжения. Схема. Её работа.
Параметры. Применение.
Самостоятельная работа: подготовка к лабораторной
работе.
Лабораторная работа №5. Исследование умножения
напряжения.
Тема 2.3. Трехфазные выпрямители
В результате изучения темы студент должен:
знать:
- трехфазную
однополупериодную схему выпрямителя.
уметь:
- объяснить работу этой схемы.
Трехфазные выпрямители. Однополупериодная схема. Работа схемы,
временная диаграмма, соотношение в схеме, ее применение.
Тема 2.4. Расчет выпрямителей
В результате изучения темы студент должен:
знать
- соотношения в
однофазных одно- и двух полупериодных схемах выпрямителей.
уметь
- рассчитать однофазные однополупериодный и
двух полупериодный мостовой выпрямители с применением справочной
литературы.
Расчет выпрямителей. Постоянные составляющие напряжения и тока в
схемах; максимальное обратное напряжение на вентиле; требуемое напряжение на
вторичной обмотке трансформатора; действующий ток в вентиле; выбор диодов для
схем; требуемая мощность трансформатора.
Самостоятельная работа: подготовка к выполнению
практических работ.
Практические работы:
№2. Расчет однополупериодного выпрямителя
№3. Расчет двух полупериодного мостового выпрямителя.
Раздел 3. Сглаживающие фильтры
Тема 3.1 Сглаживающие фильтры и их расчет
В результате изучения
темы студент должен:
знать:
- схемы
сглаживающих фильтров, их применение
уметь:
- рассчитать значение элементов, входящих в состав
фильтров с применением справочной литературы.
Общие сведения. Пульсация, ее влияние на работу РЭА.
Основные параметры фильтров: коэффициент сглаживания, коэффициенты пульсации на
входе и выходе; амплитуда гармоник на входе и выходе фильтра. Схемы фильтров.
Индуктивный фильтр, принцип действия, соотношение в фильтре. Расчет
индуктивности. Коэффициент сглаживания. Емкостный фильтр: принцип действия,
соотношение в нем. Определение емкости.
Г – образный LC – фильтр.
Схема, расчет ее элементов.
П – образный CLC –
фильтр. Схема, расчет ее элементов.
Г – образный RC –
фильтр. Схема, ее расчет.
П – образный CRC –
фильтр. Схема, ее расчет.
Раздел 4. Стабилизаторы напряжения и тока
Тема 4.1. параметрические стабилизаторы напряжения
В результате изучения темы студент должен:
знать:
- схему
параметрического стабилизатора
уметь:
- объяснить работу стабилизатора и рассчитать его
схему с применением справочной литературы.
Параметрические стабилизаторы напряжения. Схема, выбор
рабочей точки стабилитрона: ТКН стабилитронов; термокомпенсация; коэффициент
стабилизации.
Самостоятельная работа: подготовка к выполнению
практической работы.
Практическая работа №4 Расчет источников Vдоп
и Vоп для компенсационного стабилизатора напряжения.
Тема 4.2. Компенсационные стабилизаторы постоянного
напряжения постоянного напряжения непрерывного действия
В результате изучения
темы студент должен:
знать:
- структурную
схему компенсационного стабилизатора
уметь:
- объяснить работу стабилизатора по
принципиальной схеме;
- рассчитать стабилизатор с применением
справочной литературы.
Компенсационные стабилизаторы постоянного напряжения
непрерывного действия. Общие сведения. Классификация стабилизаторов;
структурная схема: свойства стабилизаторов; схема стабилизатора, ее элементы и
работа. Регулирующий элемент (РЭ) и схема сравнения (СС). Усилитель постоянного
тока (УТП). Расчет схемы стабилизатора. Расчет теплоотвода.
Самостоятельная работа: подготовка к лабораторной и
практической работам.
Лабораторная работа №6. Исследование компенсационного
стабилизатора постоянного напряжения.
Практические работы
№5. Расчет
регулирующего элемента (РЭ) в компенсационном стабилизаторе постоянного
напряжения.
№6. Расчет схемы
сравнения и усилителя постоянного тока (СС и УПТ) в компенсационном
стабилизаторе постоянного напряжения.
№7. Расчет
коэффициента стабилизации компенсационного стабилизатора постоянного
напряжения. Расчет площади теплоотвода для мощного транзистора.
Тема 4.3. Импульсные стабилизаторы постоянного
напряжения (ИСПН)
В результате изучения темы студент должен:
знать:
- структурную
схему ИСПН.
уметь:
- объяснить по
принципиальной схеме работу ИСПН.
Импульсные стабилизаторы постоянного напряжения
(ИСПН).
Общие понятия: структурная схема; принцип действия
импульсных стабилизаторов: ИСПН в релейном режиме: схема, элементы схемы,
работа схемы.
Тема 4.4. Применение интегральных схем в
стабилизаторах напряжения
В результате изучения темы студент должен:
знать:
- классификацию
интегральных схем К142 ЕН
уметь:
- объяснить по
схеме работу стабилизатора напряжения К142ЕН1
Применение интегральных микросхем в стабилизаторах.
Стабилизаторы постоянного напряжения на основе операционных усилителей. Схемы,
анализ работы схем.
Микросхемные стабилизаторы напряжения (серия К142).
Стабилизатор К142 ЕН1. Схема, анализ ее работы, применение серии К142ЕН1 на
большие токи. Понятия о стабилизаторах тока.
Тема 4.5. Защита полупроводниковых стабилизаторов
В результате изучения темы студент должен:
знать
- работу схем
защиты.
уметь
- выбрать плавкий
предохранитель.
Защита полупроводниковых стабилизаторов. Аварийные
режимы работы стабилизаторов и их последствия. Схемы защиты на плавких
предохранителях; амперсекундные характеристики предохранителей. Схемы защиты:
на реле и транзисторах, на транзисторах, на основе «зеркала» тока; на диодах;
комбинированная защита.
Раздел 5. Преобразователи напряжения
Тема 5.1. Автогенераторы
В результате изучения темы студент должен:
знать
- схемы одно и
двухтактных генераторов.
уметь
- объяснить работу
генераторов по принципиальным схемам.
Общие понятия о преобразователях. Автогенераторы;
усилители мощности; назначение узлов схем.
Автогенераторы. Однотактный автогенератор. Схема и ее
работа. Двухтактные схемы автогенераторов с отводом от средней точки
коллекторной обмотки трансформатора. Анализ работы схемы. Частота генерации, ее
зависимость от напряжения питания и параметров сердечника трансформатора.
Понятие о мостовых и полумостовых схемах
автогенераторов.
Тема 5.2. Усилители мощности (УМ)
В результате изучения темы студент должен
знать
- схему усилителя
мощности со средней точкой.
уметь
- объяснить работу
УМ по принципиальной схеме.
Усилители мощности (УМ). Назначение УМ. Двухтактная
схема усилителя мощности. Назначение элементов в схеме, ее работа.
Понятие о мостовой схеме УМ.
Тема 5.3. Стабилизация выходного напряжения Vвых и
частоты преобразователей fпреобр
В результате изучения темы студент должен:
знать
- структурные
схемы стабилизации Vвых
уметь
- объяснить работу
схем.
Стабилизация выходного напряжения (Vвых) и частоты изменения (fпреобр).
Причины изменения Vвых и fпреобр. Влияние изменения Vвых и
fпреобр на работу фильтров. Стабилизация Vвых: стабилизация при помощи линейного стабилизатора
напряжения или ИСПН, стабилизация Vвых с применением
вольтодобавочного преобразователя постоянного напряжения.
Стабилизация fпреобр : параметрическая
стабилизация; кварцевая стабилизация. Мощность синхронизирующих генераторов.
Применение микросхем К142ЕП в преобразователях напряжения.
Тема 5.4. Стабилизированные блоки питания
В результате изучения темы студент должен:
знать
- структурную
схему стабилизированного блока питания.
уметь
- объяснить работу
узлов блока по принципиальной схеме.
Стабилизированный блок питания. Структурная схема, ее
элементы и узлы. Принципиальные схемы узлов. Трансформатор, сглаживающий
фильтр, компенсационный стабилизатор, особенности его схемы, генератор – возбудитель,
усилитель мощности, высокочастотный трансформатор, выпрямители, фильтры. Работа
отдельных узлов и всей схемы.
Самостоятельная работа: подготовка в лабораторным
работам.
Лабораторные работы.
№7.
Изучение структурной и принципиальной схем стабилизированного блока питания.
№8. Исследование стабилизированного блока питания.
Раздел 6.
Повышение надежности и помехоустойчивости ЭВТ по цепям электропитания
Тема 6.1. Повышение надежности систем электропитания
В результате изучения темы студент должен:
знать
- структурную
схему АГП.
уметь
- объяснить ее
работу.
Повышение надежности систем электропитания РЭА и ЭВМ.
Причины, снижающие надежность работы РЭА и ЭВМ: внешние причины; внутренние
причины. Допустимые изменения питающей сети. обеспечение бесперебойности
электроснабжения. Схема АГП с использованием статического преобразователя
напряжения.
Схема электроснабжения РЭА и ЭВМ от двух фидеров.
Тема 6.2.
Повышение помехоустойчивости РЭА и ЭВМ по цепям электропитания
В результате изучения темы студент должен:
знать
- причины появления
внешних и внутренних помех по цепям электропитания ЭВМ.
уметь -
практически выполнять рекомендации по защите от внешних и внутренних помех.
Повышение помехоустойчивости РЭА и ЭВМ по цепям
электропитания. Внешние помехи: атмосферные, промышленные и космические.
Устранение внешних помех. Применение АГП; отдельных трансформаторных ячеек:
помехоподавляющих фильтров. Заземление для ЭВМ, его конструкция. Внутренние
помехи: импульсные и коммутационные помехи: перекрестные наводки; отражения в
линиях связи; паразитные связи в цепях питания. Импульсные помехи, возникающие
в импульсных источниках вторичного питания (ИВП). Уровень импульсных помех
(привести примеры). Меры по подавлению импульсных помех, меры по защите
первичной сети от помех, возникающих в ИВП. Помехоподавляющие фильтры. Общие
рекомендации по защите РЭА и ЭВМ от электромагнитных полей, токов утечки,
взаимных индуктивностей.
Раздел 7.
Блоки питания ПВМ
Тема 7.1. Блок питания РС – ХТ
В результате изучения темы студент должен:
знать
- структурную
схему блока питания РС – ХТ.
уметь
- объяснить работу
схемы.
Блок питания РС – ХТ. работа основных узлов; узел
выработки сигнала POWER COOD; управляющая микросхема; узел защиты;
вторичные цепи.
Тема 7.2. Блок питания видеомонитора VGA
В результате изучения темы студент должен:
знать
- состав
структурной схемы блока.
уметь
- объяснить работу
блока.
Блок питания видеомонитора VGA.Помехоподавляющий
фильтр, выпрямитель, высокочастотный сглаживающий фильтр, преобразователь,
высокочастотный трансформатор, выпрямители, высокочастотные сглаживающие
фильтры. Схема обратной связи. Работа блока.
Тема 7.3. Блок питания принтера EPSON LQ
– 1050
В результате изучения темы студент должен
знать
- структурную
схему блока питания принтера
уметь
- объяснить
работу схемы.
Блок питания принтера EPSON LQ –
1050. Входной фильтр, выпрямитель, сглаживающий фильтр, преобразователь,
преобразователь, ВЧ трансформатор, выпрямители, сглаживающие фильтры. Схема
обратной связи.
Раздел 8.
Химические источники питания
Тема 8.1. Кислотные аккумуляторы. Щелочные
аккумуляторы
В результате изучения темы студент должен:
знать
- устройство
аккумуляторов и технику безопасности при работе с ними.
уметь
- производить
зарядку аккумуляторов.
Аккумуляторы. Общие понятия. Кислотные аккумуляторы. Устройство,
токи заряда и разряда, свойства аккумуляторов. Гелевые аккумуляторы. Техника
безопасности при изготовлении электролита и заливке его в аккумуляторы.
Щелочные аккумуляторы. Устройство, токи заряда и
разряда, свойства аккумуляторов.
Техника безопасности при изготовлении электролита и
его заливке в аккумуляторы.
Темы 8.2.
Автономные источники питания
В результате изучения темы студент должен:
знать
- параметры и
применение сухих батарей.
Автономные источники питания.
Сухие батареи, их свойства. Сравнительные свойства
аккумулятора.
Перечень
практических работ
|
№ п/п
|
№ раз
дела
|
Наименование
практических работ
|
Количество
часов
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
|
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
|
1
2
2
4
4
4
4
|
Расчет
трансформатора малой мощности (ТММ).
Расчет
однополупериодного выпрямителя.
Расчет
двуполупериодного мостового выпрямителя.
Расчет источника Uдоп и
Uоп в компенсационном стабилизаторе напряжения.
Расчет
регулирующего элемента в компенсационном стабилизаторе постоянного
напряжения.
Расчет схемы сравнения
(СС) в компенсационном стабилизаторе постоянного напряжения.
Расчет коэффициента
стабилизации и площади теплоотвода мощного транзистора.
|
2
2
2
1
1
1
1
|
|
|
|
Всего:
|
10
|
Перечень лабораторных работ
|
№ п/п
|
№ раз
дела
|
Наименование лабораторных работ
|
Количество
часов
|
|
|
|
|
|
|
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
|
1
1
2
2
2
4
5
5
|
Вводное занятие.
Инструктаж по технике безопасности.
Исследование
однофазного трансформатора.
Исследование
однополупериодного однофазного выпрямителя.
Исследование
двухполупериодного однофазного выпрямителя.
Исследование
умножителя напряжения.
Исследование
компенсационного стабилизатора напряжения.
Изучение схемы
стабилизированного блока питания.
Исследование
стабилизированного блока питания.
|
4
2
4
2
4
2
2
|
|
|
|
Всего:
|
20
|
Литература
1. Под редакцией Ю.И. Конева
«Источники вторичного электропитания». Москва. «Радио и связь». 1990г.
2. А.И. Иванов Цыганов
«Электропреобразовательные устройства РЭС».
3. Ж.А. Макричян «Электропитание
ЭВМ»
4. С.В, Левинзов «Защита в
источниках электропитания РЭА». Москва. «Радио и связь». 1990г.
5. Р.М. Малинин «Питание
радиоаппаратуры от электросети». Москва. «Энергия». 1980г.
6. Р.Е. Китаев, А.А. Бокуняев,
М.Ф. Колканов «Электропитание устройств связи». Москва. «Радио и связи». 1988г.
Дополнительная
1. Под редакцией С.Д, Додика и
Е.И, Гальперина «Источники электропитания на полупроводниковых приборах.
Проектирование и расчет».
2. Под редакцией А.А.
Куликовского «Справочнок по радиоэлектроники» том 2. Москва. «Энергия». 1980г.
3. А.Л. Булычев, В.И. Галкин,
В.А. Прохоренко «Аналоговые интегральные схемы» Справочник. Минск. «Беларусь».
1993г.
4. Н.Н. Акимов, Р.И. Ващуков,
В.А. Прохоренко «Резисторы, конденсаторы, транзисторы, дроссели коммутационные
устройства РЭА». Справочник. Минск. «Беларусь» 1993г.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.