Раб. прогр. Электропитание устройств и систем

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет - УПИ»
КАФЕДРА - Радиоэлектроники информационных систем
УТВЕРЖДАЮ
Проректор университета
_______________ Ребрин О.И.
“____”__________2008 г.
ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ УСТРОЙСТВ И СИСТЕМ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
Рекомендована Методическим Советом ГОУ ВПО УГТУ -УПИ
для специальностей и направлений подготовки:
Укрупненная группа по ОКСО
Код Наименование
210000 Электронная техника,
радиотехника и связь
210000 Электронная техника,
радиотехника и связь
Направление, специальность
Код Наименование
210402 средства связи с
подвижными объектами
210406 сети связи и системы
коммутации
Екатеринбург 2008
Квалификация
Код Наименование
65 инженер
65 инженер
Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным
стандартом высшего профессионального образования (регистрационный номер 20
тех/дc от 10.03.2000г.) для направления 210000 – Электронная техника, радиотехника и
связь - учебным планом специальности 210402 – Средства связи с подвижными
объектами - и учебным планом специальности 210406 – Сети связи и системы
коммутации.
Рабочая программа составлена авторами:
Фамилия
1 Елфимов
2
Имя
Вячеслав
Отчество
Ильич
Уч. звание
доцент
Уч. степень
к.т.н.
Должность
доцент
Кафедра
РЭИС
Рабочая программа одобрена на заседании кафедр:
Наименование
кафедры
1
РЭИС
4
РТС
5
ТСС
Дата
заседания
Номер
протокола
Рабочая программа одобрена
Радиотехнического института - РТФ
Решение кафедры
ФИО зав.каф.
Одобрить,
рекомендовать к
использованию в
учебном процессе
Одобрить,
рекомендовать к
использованию в
учебном процессе
Одобрить,
рекомендовать к
использованию в
учебном процессе
на
Подпись
Елфимов В.И.
Язовский А.А.
Иванов В.Э.
заседании
методической
комиссии
“____”_________2008 г., протокол №____.
Председатель методической комиссии
_________ Астрецов Д.В.
АННОТАЦИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Дисциплина посвящается изучению элементной базы, принципов построения,
основных характеристик, параметров и основ проектирования систем электрического
питания, находящих широкое применение в электронных системах различного
назначения. Особое внимание уделено проектированию систем электрического питания,
составлению структурных схем, проведению электрических, тепловых, конструкторских
расчетов элементов систем. Рассматриваются основные схемные решения основных
узлов систем электропитания оборудования автоматической и многоканальной
электросвязи, систем радиосвязи и вещания. Изучаются вопросы электромагнитной
совместимости и борьба с помехами в системах электропитания.
2
1 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
1.1. Цель преподавания дисциплины
Дисциплина «Электропитание устройств и систем телекоммуникаций» является
одной из первых инженерных дисциплин, целью которой является изучение элементной
базы, принципов построения, основных характеристик, параметров и основ
проектирования силовых устройств радиоэлектронных средств, находящих широкое
применение в оборудовании автоматической и многоканальной электросвязи, систем
радиосвязи и вещания. При изучении принципов построения и проектирования систем
электрического питания устройств и систем телекоммуникаций основное внимание
обращается на учет требований энергетической эффективности, высокой надежности,
электромагнитной совместимости, а также на использование современных интегральных
схем и перспективных способов на основе последних достижений микроэлектроники и
интегральной электроники.
1.2. Основные источники содержания программы базируются на требованиях
приведенных в ГОС направления 210400 - Телекоммуникации: принципы организации
электроснабжения телекоммуникационных устройств и сетей: электромагнитные
устройства электропитания, выпрямительные устройства, фильтры, статические
преобразователи напряжения и тока: системы электропитания оборудования
автоматической и многоканальной электросвязи, систем радиосвязи и вещания;
основные источники энергоснабжения стационарных и подвижных объектов;
аккумуляторы большой емкости для стационарной и носимой аппаратуры и зарядные
устройства к ним; вопросы резервирования и надежности в системе электроснабжения;
технико-экономическое сравнение различных систем электроснабжения аппаратуры и
рекомендации по их выбору.
1.3. Компетенции формируемые в процессе изучения дисциплины
При изучении дисциплины у студента формируются следующие компетенции:
универсальные:

общенаучными (ОНК):
 готовность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в
профессиональной деятельности, применять методы математического анализа
и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОНК-1);
 готовность выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в
ходе профессиональной деятельности, привлекать для их решения
соответствующий физико-математический аппарат (ОНК-2);
 инструментальными (ИК):
 способность самостоятельно работать на компьютере (элементарные навыки)
(ИК-1);
 способность к письменной и устной коммуникации на государственном языке и
необходимое знание второго языка (ИК-2);
 готовность к организационно-управленческой работе с малыми коллективами
(ИК-3);
3

 готовность работать с информацией из различных источников (ИК-4);
социально-личностными и общекультурными (СЛК):
 способность приобретать с большой степенью самостоятельности новые знания,
используя современные образовательные и информационные технологии (СЛК1);
профессиональными:

проектная деятельность:
 способность участвовать в проведении экспериментальных исследований
радиоэлектронных средств по заданной программе, составлять описания
экспериментов, готовить данные для составления отчетов, обзоров и другой
документации (ПК-1);
 научно-исследовательская деятельность:
 способность выполнять математическое моделирование объектов и процессов
по типовым методикам, в том числе с использованием стандартных пакетов
прикладных программ (ПК-3);
 способность осуществлять сбор, обработку, анализ и систематизацию научнотехнической информации по теме исследований и разработок (ПК-4);
 способность изучать специальную литературу и другую научно-техническую
информацию, достижения отечественной и зарубежной науки и техники в
области радиотехники (ПК-5)
2 ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
В результате изучения дисциплины студенты должны
2.1 Знать
Элементную базу, принципы построения и схемотехнику систем электропитания
устройств и систем телекоммуникаций, а также знать основные характеристики и
показатели силовых устройств, находящих применение в системах связи.
2.2 Уметь
Технически грамотно на основе заданных требований выбирать и проектировать
системы электропитания и их узлы, составлять структурные схемы, проводить
электрические, тепловые, конструкторские расчеты элементов систем электропитания,
использовать микроэлектронные изделия для построения различных силовых устройств,
проводить испытания систем электропитания.
2.3 Владеть
Представлениями об экранировании и защите систем электропитания, а также об
основных тенденциях и перспективах развития систем электропитания.
4
3 ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ
3.1 Система учета трудоемкости в академических часах
Виды учебной работы по дисциплине и формы итогового контроля знаний, с
разбивкой объема работы по часам и семестрам для существующих форм
обучения для данной профессиональной образовательной программы (ПрОП)
приведены в таблице 3.1.
Таблица 3.1 – Трудоемкость дисциплины в академических часах (по формам
обучения и технологиям обучения)
Форма обучения ОЧНАЯ
Виды учебной работы,
Учебные семестры
Часы
формы контроля
5
N2 N3 N4
Общая трудоемкость по учебному
плану ПрОП
85
85
Аудиторные занятия
51
51
0
0
0
Лекции (Л)
34
34
Практические занятия (ПЗ)
0
Лабораторные работы (ЛР)
17
17
Самостоятельная работа студентов
(СРС)
34
34
0
0
0
кол-во конт. меропр
2
2
0
0
0
объем, час
14
14
0
0
0
Курсовой проект (КП)
0
Курсовая работа (КР)
0
Расчетно-граф. работа (РГР)
0
Расчетная работа (РР)
0
Контрольная работа (КР)
2
1
Домашняя работа (ДР)
12
2
Реферат
0
Коллоквиум
0
Подготовка к ауд. занятиям
15
15
0
0
0
Другие виды СРС
5
5
0
0
0
Вид итогового контроля, кол-во
1
1
0
0
0
1З
Зачет (З)
0
Экзамен (Э)
0
Зачет дифференцир. (ЗД)
0
Зкзамен по нак. принц. (ЭН)
0
Государствен. экзамен (ГЭ)
Форма обучения ОЧНО-ЗАОЧНАЯ
Раздел не предусмотрен в рабочей программе
Форма обучения ЗАОЧНАЯ
Раздел не предусмотрен в рабочей программе
5
Технология обучения ДИСТАНЦИОННАЯ
Раздел не предусмотрен в рабочей программе
3.2 Система учета трудоемкости в кредитах
Раздел не предусмотрен в рабочей программе
4 СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Содержание дисциплины определяется как требованиями к обязательному
минимуму содержания (по ГОС) так и квалификационными требованиями ГОС.
4.1 Разделы дисциплины и виды занятий
Перечень разделов дисциплины с указанием трудоемкости их освоения, в
академических часах, по видам учебной работы с учетом существующих форм
освоения приведен в таблице 4.1.
Таблица 4.1 – Перечень разделов дисциплины с указанием трудоемкости их освоения
(по формам обучения и технологии обучения)
Форма обучения очная
6
Управляемые выпрямители и общий
порядок проектирования
5 выпрямителей
Назначение и классификация
стабилизаторов. Стабилизаторы
6.1
переменного тока
Подготовка к ауд. занятиям
Самостоятельная работа
студентов
Курсовой проект (КП)
Курсовая работа (КР)
Расчетно-граф. работа (РГР)
Расчетная работа (РР)
Контрольная работа (КР)
Домашняя работа (ДР)
Реферат
Коллоквиум
Другие виды СРС
1
1
0
0,3
4
3
3
1
0,9
16
8
4
4
8
1
2,4
15
7
3
4
8
1
2,1
4
2
2
2
1 0,6
0
0,3
Лабораторные работы
1
Практические занятия
Лекции
4
Аудиторные занятия по
данному разделу, час
3
Общая трудоемкость
раздела, час
2
Введение
Структурные схемы и характеристи-ки
систем электропитания
Выпрямительные устройства
Сглаживающие фильтры
Номер модуля,
Номер раздела
1
Наименование раздела
1
1
1
6.2 Параметрические стабилизаторы
6.3 Компенсационные стабилизаторы
Импульсные (ключевые)
6.4 стабилизаторы напряжения
6.5 Стабилизаторы переменного тока
Классификация и структурные схе-мы
7.1 статических преобразователей
11
12
6
9
2
4
6
1
3
1
3
1
3
0
2 0,9
0,3
1
1
1
0
0,3
7.2 Инверторы
Расчет и проектирование преобра7.3 зователей
Показатели систем электроснабжения
8.1
Структурные схемы систем
8.2 электроснабжения
Надежность систем электроснабжения
8.3
Надежность систем электроснабжения
8.4
Борьба с помехами в системах
8.5 электроснабжения
Итого по дисциплине
3
2
2
1
0,6
4
2
2
2
1 0,6
1
1
1
0
0,3
1
1
1
0
0,3
1
1
1
0
0,3
1
1
1
0
0,3
1
1
1
0
0,3
85
51 34
4
5
0 17
5
3
1 1,8
2,7
34 0 0 0 0 2 12 0 0 5
Форма обучения очно-заочная
Раздел не предусмотрен в рабочей программе
Форма обучения заочная
Раздел не предусмотрен в рабочей программе
7
1
15
Технология обучения ДИСТАНЦИОННАЯ
Раздел не предусмотрен в рабочей программе
4.2 Содержание разделов дисциплины
Содержание дисциплины структурировано по разделам и темам. Ниже приведен
перечень разделов и тем каждого раздела, трудоемкость освоения каждого раздела
показана в таблице 4.1.
4.2.1 Введение
Место дисциплины в подготовке инженера. Основные задачи, стоящие перед
дисциплиной «Электропитание устройств и систем телекоммуникаций». Классификация
систем электропитания и их функциональная сложность. Краткий исторический очерк
развития систем электроснабжения.
4.2.2 Раздел 2. Структурные схемы и характеристики систем электропитания
Основные требования к системам электропитания, применяемым в системах
связи. Структурные схемы систем электропитания и основные показатели их
функциональных узлов. Одноканальные и многоканальные системы электропитания.
Первичные источники электропитания: основные характеристики; области
применения. Аккумуляторы большой емкости для стационарной и носимой аппаратуры и
зарядные устройства к ним.
4.2.3 Выпрямительные устройства
Назначение и классификация выпрямителей.
Электрические требования к
выпрямителям и вентилям. Основные выпрямительные схемы: однотактные и
двухтактные, однофазные и многофазные. Формы токов и напряжений в различных
цепях выпрямительных схем. Влияние характера нагрузки на работу выпрямителей.
Соотношения между токами и напряжениями в выпрямителях с емкостными и
индуктивными нагрузками. Пульсации выпрямленного напряжения.
Выпрямители с умножением напряжения.
4.2.4 Сглаживающие фильтры
Требования к пульсации выпрямленного напряжения при питании устройств и
систем телекоммуникаций. Классификация сглаживающих фильтров и их основные
характеристики.
Схемы и расчет простых и сложных пассивных сглаживающих фильтров. Активные
сглаживающие фильтры: определение, классификация, основные схемы и принцип
действия. Влияние инерционности фильтра на работу оборудования автоматической и
многоканальной электросвязи, систем радиосвязи и вещания.
4.2.5 Управляемые выпрямители и общий порядок проектирования выпрямителей
Принципы управления выпрямленным напряжением. Схемы выпрямителей с
управляемыми вентилями. Влияние характера нагрузки на работу управляемых
выпрямителей.
Требования технического задания на выпрямительные устройства, выбор схемы и
общий порядок проектирования выпрямителей.
8
4.2.6 Стабилизаторы напряжения и тока
6.1. Назначение и области применения стабилизаторов. Классификация стабилизаторов.
6.2. Параметрические стабилизаторы и их основные характеристики. .схемы и основные
расчетные соотношения для параметрических стабилизаторов напряжения.
6.3. Компенсационные стабилизаторы и их основные характеристики.
Принципы
построения компенсационных стабилизаторов. Сравнивающие схемы, усилители и
регулирующие элементы. Основные расчетные соотношения. Серийные микросхемы
непрерывных стабилизаторов, их показатели и способы применения.
6.4. Импульсные (ключевые) стабилизаторы напряжения. Схемы и расчетные
соотношения для стабилизаторов импульсного действия. Серийные микросхемы
ключевых стабилизаторов, способы их применения.
6.5. Стабилизаторы переменного тока. Принцип построения, основные характеристики и
особенности стабилизаторов переменного тока.
4.2.7 Преобразователи и инверторы
7.1. Классификация и области применения статических преобразователей напряжения и
тока. Структурные и принципиальные схемы статических преобразователей.
7.2. Инверторы: классификация, области применения, основные схемы, области
применения, основные схемы и характеристики.
7.3. Расчет преобразователей и их конструирование на основе микроэлектронной базы.
4.2.8 Общие вопросы электроснабжения телекоммуникационных устройств и сетей
8.1.
Основные источники энергоснабжения стационарных и подвижных объектов.
Показатели систем электроснабжения телекоммуникационных устройств и сетей.
Технико-экономическое сравнение различных систем электроснабжения аппаратуры и
рекомендации по их выбору.
8.2. Структурные схемы систем электроснабжения телекоммуникационных устройств и
сетей.
8.3. Надежность систем электроснабжения телекоммуникационных устройств и сетей и
методы повышения надежности.
8.4. Основные направления и методы комплексной миниатюризации систем
электроснабжения. Новая элементная база, применяемая при разработке различных
систем электропитания.
8.5. Требования электромагнитной совместимости и помехи, создаваемые системами
электроснабжения телекоммуникационных устройств и сетей. Защита от помех по цепям
электропитания.
4.2.9 Заключение.
Основные тенденции и направления дальнейшего развития и совершенствования
систем электрического питания телекоммуникационных устройств и сетей.
5 ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
Наименования лабораторных работ с указанием разделов дисциплины, к которым
они относятся, приведены в таблице 5.1. Номера разделов дисциплины и их
наименования приведены в таблице 4.1.
Таблица 5.1 – Распределение лабораторных работ по разделам дисциплины (по формам
обучения и технологиям обучения)
9
Форма обучения очная
Номер Номер
работы раздела
1
3
2
3
3
3
4
4
5
6
6
6
Наименование работы
Время на
выполнение
работы, час
Исследование
однофазной
однополупериодной
схемы
выпрямления
Исследование схемы двухфазной двухполупериодной схемы
выпрямления
Исследование однофазной мостовой схемы выпрямления
Исследовние пассивных сглаживающих фильтров
Исследование параметрического стабилизатора постоянного
напряжения
Исследование компенсационного стабилизатора постоянного
напряжения на интегральной схеме
Итого
2
2
4
2
3
4
17
Форма обучения очно-заочная
Раздел не предусмотрен в рабочей программе
Форма обучения заочная
Раздел не предусмотрен в рабочей программе
Технология обучения ДИСТАНЦИОННАЯ
Раздел не предусмотрен в рабочей программе
6 УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
6.1 Рекомендуемая литература
6.1.1 Основная литература
1. Пасынков В.В. Материалы электронной техники: Учебник для вузов / В.В.
Пасынков, В.С. Сорокин. М.: Лань, 2003. 368 с.
2. Щука А.А. Электроника: Учебное пособие / А.А. Щука; под ред. А.С. Сигова. Санкт
– Петербург: БХВ – Петербург, 2005. 800с.
3. Петров К.С. Радиоматериалы, радиокомпоненты и электроника: Учебное пособие /
К.С. Петров. М.: Питер, 2003. 512 с.
4. Электропитание устройств связи: Учебник для вузов/ А.А. Бокуняев, В.М. Бушуев,
А.С. Жерненко и др.; Под ред. Ю.Д. Козляева. М.: Радио и связь, 1998, 328 с.
5. Костиков В.Г., Парфенов Е.М., Шахнов В.А.
Источники электропитания
электронных средств. Схемотехника и конструирование: Учебник для вузов,
6. 2-ое изд. М.: Горячая линия - Телеком, 2001. 344 с.
10
7. Источники вторичного электропитания/ В.А. Головацкий, Г.Н. Гулякович, Ю.И.
Конев и др.; Под ред. Ю.И. Конева. М.: Радио и связь, 1990. 277 с.
8. Иванов-Цыганов А.И. Электропреобразовательные устройства РЭС: Учебник для
вузов по специальности «Радиотехника». М.: Высшая школа, 1991. 272 с.
6.1.2 Дополнительная литература
1. Электропитание устройств связи: Учебник для вузов/ А.А. Бокуняев, Б.В. Горбачев,
В.Е. Катаев и др.; Под ред. В.Е. Катаева. М.: Радио и связь, 1988, 280с.
2. Высокочастотные транзисторные преобразователи/Э.М. Ромаш, Ю.И. Драбович, Н.Н.
Юрченко, П.Н. Шевченко. М.: Радио и связь, 1988. 288 с.
3. Кожарский Г.В., Орехов В.И. Методы автоматизированного проектирования
источников вторичного электропитания. М.: Радио и связь, 1985. 184 с.
4. Полянин К.П. Интегральные стабилизаторы напряжения. М.: Энергия, 1979. 192 с.
6.1.3 Методические разработки кафедры
1.
Исследование сглаживающих фильтров: Методические указания к лабораторным
работам. Сост.: Н.С. Устыленко, В.И. Елфимов, А.А. Дурнаков. ГОУ ВПО УГТУ-УПИ.
Екатеринбург, 2005. 30 с.
2.
Исследование выпрямительных устройств гармонических сигналов: Методические
указания к лабораторным работам. Сост.: А.А. Дурнаков , В.И. Елфимов, Н.С. Устыленко.
ГОУ ВПО УГТУ-УПИ. Екатеринбург, 2003. 26 с.
3.
Электропреобразовательные устройства РЭС: Методические указания и
контрольное задание. Сост.: В.И. Елфимов, УГТУ-УПИ. Екатеринбург, 1998. 27 с.
4.
Исследование схемы регулируемого тиристорного выпрямителя: Методические
указания к лабораторной работе. Сост.: В.И. Елфимов, В.Н. Шукстов, УПИ. Свердловск,
1990. 19 с.
5.
Исследование параметрического стабилизатора постоянного напряжения:
Методические указания к лабораторной работе. Сост.: В.И. Елфимов, Т.И. Филатова,
В.Н. Шукстов, УГТУ-УПИ. Екатеринбург, 1993. 17 с.
6.
Исследование компенсационного стабилизатора постоянного напряжения на
интегральной микросхеме: Методические указания к лабораторной работе. Сост.: В.И.
Елфимов, Т.И. Филатова, В.Н. Шукстов, УПИ. Свердловск, 1989. 22 с.
6.2 Средства обеспечения освоения дисциплины
6.2.1 Перечень средств обеспечения
В процессе изучения дисциплины используются:



раздаточный материал для изучения лекционного материала;
учебный материал в электронном виде;
контрольные программы по курсу для подготовки к сдаче семестровой аттестации
и экзамена.
6.2.2 Программно-информационное обеспечение дисциплины
1. Пакет прикладных программ ACCEL EDA проектирования электронных схем
2. Пакет прикладных программ OrCad 9.1 проектирования и анализа электронных
схем
11
Пакет прикладных программ Microcap V анализа электронных схем
Пакет прикладных программ Electronics Workbench 5 анализа электронных схем
Пакет программ MathCad 2000 для математических расчетов
Пакет прикладных программ MATHCAD (Math Soft Inc) для математических
расчетов.
7. Пакет прикладных программ MATHLAB для анализа электронных схем.
3.
4.
5.
6.
7 МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ДИСЦИПЛИНЫ
7.1 Общие требования
Лекционный материал должен изучаться в специализированной аудитории,
оснащенной современным компьютером; проектором с видеотерминала
персонального компьютера на настенный экран.
Лабораторные работы должны выполняться в специализированных классах,
оснащенных современными персональными компьютерами и программным
обеспечением, в соответствии с тематикой изучаемого материала; число рабочих
мест в классах должно быть таким, чтобы обеспечивалась индивидуальная работа
студента на отдельном персональном компьютере.
7.2 Сведения об оснащенности дисциплины специализированным и
лабораторным оборудованием
Лаборатория Р-438 «Радиоэлементов и устройств».
Универсальный лабораторный стенд для исследования функциональных узлов и
систем электропитания – 10 шт. Позволяют фронтально проводить лабораторный
практикум.
Измерительные приборы:
осциллограф С1-67;
мультиметр цифровой В7-20;
цифровой вольтметр Ф 203
8 МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ
ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
В
настоящем
разделе
приведены
методические
рекомендации
для
преподавателей, студентов. Кроме того, показана тематика самостоятельной работы
студентов (СРС), предусмотренная данной рабочей программой дисциплины (см.
таблицу 3.1).
8.1 Рекомендации для преподавателя


глубокое освоение теоретических аспектов тематики курса, ознакомление,
переработку литературных источников; составление списка литературы,
обязательной для изучения и дополнительной литературы; проведение
собственных исследований в этой области;
разработку методики изложения курса: структуры и последовательности
12



изложения материала; составление тестовых заданий, контрольных вопросов;
разработку
методики
проведения
и
совершенствование
тематики
лабораторных работ; использование в лабораторном практикуме реальных
данных и получение имеющих практический смысл для издательского дела и
редактирования результатов;
разработка методики самостоятельной работы студентов;
постоянную корректировку структуры, содержания курса.
8.2 Рекомендации для студента


обязательное посещение лекций ведущего преподавателя; лекции – основное
методическое руководство при изучении дисциплины, наиболее оптимальным
образом структурированное и скорректированное на современный материал; в
лекции глубоко и подробно, аргументировано и методологически строго
рассматриваются главные проблемы темы; в лекции даются необходимые разные
подходы к исследуемым проблемам;
подготовку и активную работу на лабораторных занятиях; подготовка к
лабораторным
занятиям
включает
проработку
материалов
лекций,
рекомендованной учебной литературы.
8.3 Перечень тем практических занятий
Раздел не предусмотрен в рабочей программе
8.4 Перечень тем рефератов
Раздел не предусмотрен в рабочей программе
8.5 Тематика курсового проектирования
Раздел не предусмотрен в рабочей программе
8.6 Перечень тем домашних работ
Настоящий раздел является обязательным для дисциплин, для которых
предусмотрено выполнение домашних работ (см. таблицу 3.1).
1. По экспериментальным данным рассчитать параметры однофазной
однополупериодной схемы выпрямления.
2. По экспериментальным данным рассчитать параметры двухфазной
двухполупериодной схемы выпрямления.
3. По экспериментальным данным рассчитать параметры однофазной мостовой
схемы выпрямления.
4. По
экспериментальным
данным
рассчитать
параметры
пассивных
сглаживающих фильтров.
8.7 Перечень тем контрольных работ
Настоящий раздел является обязательным для дисциплин, для которых
предусмотрено выполнение контрольных работ, а также рубежных контрольных работ
студентами заочной формы обучения (см. таблицу 3.1).
1. Оценить
основные
параметры
заданной
схемы
параметрического
стабилизатора постоянного напряжения.
13
2. Оценить
основные
параметры
заданной
стабилизатора постоянного напряжения.
схемы
компенсационного
8.8 Перечень тем расчетных работ
Раздел не предусмотрен в рабочей программе
8.9 Перечень тем расчетно-графических работ
Раздел не предусмотрен в рабочей программе
8.10 Перечень контрольных вопросов для подготовки к итоговой
аттестации по дисциплине
Настоящий раздел является обязательным для дисциплин, по которым
предусмотрен зачет и (или) экзамен (см. таблицу 3.1).
1. Структурные схемы и характеристики систем электрического питания
1.1. Основные требования, предъявляемые к системам электрического питания.
1.2. Структурные схемы одноканальных и многоканальных систем электрического
питания: источники, преобразователи, выпрямители, фильтры, стабилизаторы,
регуляторы напряжения и тока.
1.3. Классификация систем электрического питания и их основные свойства.
1.4. Первичные
источники
электрического
питания:
электромашинные,
магнитогидродинамические,
термоэлектрические
и
термоэлектронные
генераторы; химические источники тока (гальванические элементы,
аккумуляторы, топливные элементы); солнечные и атомные батареи.
Назначение, принцип действия, достоинства и недостатки. Аккумуляторы
большой емкости для стационарной и носимой аппаратуры и зарядные
устройства к ним.
1.5. Трансформаторы: классификация, конструкция, основные характеристики и
параметры. Пьезоэлектрические трансформаторы.
1.6. Дроссели: классификация , конструкция , основные характеристики и
параметры.
2. Выпрямительные устройства
2.1. Назначение и классификация выпрямителей.
2.2. Электрические требования, предъявляемые к выпрямителям и вентилям.
2.3. Выходные параметры выпрямительных устройств, Параметры вентилей и
трансформатора в выпрямительных схемах.
2.4. Основные выпрямительные схемы: однотактные и двухтактные; однофазные и
многофазные. Форма токов и напряжений в различных цепях выпрямительных
схем, соотношения между токами и напряжениями для резистивной нагрузки.
2.5. Работа выпрямительных схем на нагрузку, начинающуюся с индуктивности.
Форма токов и напряжений в различных цепях выпрямительных схем.
Соотношения между токами и напряжениями.
2.6. Работа выпрямительных схем на нагрузку, начинающуюся с емкости. Форма
токов и напряжений в различных цепях выпрямительных схем. Соотношения
между токами и напряжениями.
2.7. Однофазные несимметричные схемы умножения напряжения: схемы, принцип
действия, форма токов и напряжений в различных цепях, области применения,
достоинства и недостатки.
14
Симметричные схемы умножения напряжения: схемы принцип действия,
форма токов и напряжений в различных цепях, области применения,
достоинства и недостатки.
3. Сглаживающие фильтры
3.1. Требования к пульсациям выпрямленного напряжения при питании
радиоустройств. Классификация сглаживающих фильтров и их основные
характеристки.
3.2. Схемы и расчет простых пассивных CR и LR сглаживающих фильтров.
Достоинства и недостатки простых CR и LR фильтров.
3.3. Схемы и расчет сложных пассивных Г-образных CR и LR фильтров.
Достоинства и недостатки сложных CR и LR сглаживающих фильтров, области
применения.
3.4. П-образные и другие сложные пассивные сглаживающие фильтры.
3.5. Активные сглаживающие фильтры: схемы; принцип действия; особенности
расчета; области применения; достоинства и недостатки.
4. Управляемые
выпрямители
и
общий
порядок
проектирования
выпрямительных устройств
4.1. Способы регулирования выходного напряжения выпрямительных устройтв.
Схемы выпрямителей с управляемыми вентилями.
4.2. Двухполупериодный управляемый выпрямитель с резистивной нагрузкой:
схема, принцип действия; форма токов и напряжений в различных цепях;
соотношения между токами и напряжениями.
4.3. Двухполупериодный управляемый выпрямитель с индуктивной реакцией
нагрузки: схема; принцип действия; форма токов и напряжений в различных
цепях; соотношения между токами и напряжениями.
4.4. Требования технического задания на выпрямительные устройства, выбор схем
и общий порядок проектирования выпрямителей.
5. Стабилизаторы напряжения и тока
5.1. Назначение и области применения стабилизаторов. Классификация
стабилизаторов и их основные характеристики.
5.2. Параметрические стабилизаторы: определение; классификация, принцип
действия; основные параметры; достоинства и недостатки.
5.3. Однокаскадный параметрический стабилизатор постоянного напряжения:
принципиальная и эквивалентная схемы; принцип действия; основные
расчетные соотношения.
5.4. Параметрические стабилизаторы постоянного напряжения с улучшенными
характеристиками: каскадное включение параметрических стабилизаторов;
параметрический стабилизатор с токостабилизирующим двухполюсником;
принцип действия; основные параметры, достоинства и недостатки.
5.5. Компенсационные стабилизаторы постоянного напряжения: определение;
классификация; структурные схемы; основные параметры; достоинства и
недостатки.
5.6. Транзисторный компенсационный стабилизатор постоянного напряжения с
последовательным включением регулирующего элемента: структурная и
принципиальная схемы; принцип действия; основные расчетные соотношения.
5.7. Транзисторный компенсационный стабилизатор постоянного напряжения с
параллельным включением регулирующего элемента: структурная и
принципиальная схемы, принцип действия; основные расчетные соотношения.
2.8.
15
Основные принципы построения регулирующих элементов, сравнивающих
схем, усилителей постоянного тока.
5.9. Компенсационный стабилизатор постоянного напряжения на основе ИМС
К142ЕН1: принципиальная схема ИМС К142ЕН1 и основные составные
элементы; принцип действия; технические параметры.
5.10. Компенсационный стабилизатор постоянного напряжения на основе ИМС
К142ЕН1: типовая схема включения; принцип действия; требования к
элементам схемы.
5.11. Компенсационный стабилизатор постоянного напряжения на основе ИМС
К142ЕН1: схема включения и принцип действия стабилизатора с
повышенными токами нагрузки.
5.12. Компенсационные стабилизаторы постоянного напряжения импульсного
действия: общие принципы построения; структурная схема; классификация;
достоинства и недостатки.
5.13. Компенсационный стабилизатор постоянного напряжения импульсного
действия: способы построения силовой части стабилизатора.
5.14. Компенсационный стабилизатор постоянного напряжения импульсного
действия: принципиальная схема силовой части; принцип действия,
временные диаграммы токов и напряжений в различных цепях; расчетные
соотношения.
5.15. Ключевые стабилизаторы постоянного напряжения на основе ИМС К142ЕП1:
принципиальная схема ИМС К142ЕП1 и ее составные элементы; схема
включения и принцип действия ключевого стабилизатора напряжения.
6. Преобразователи и инверторы
6.1. Классификация и области применения преобразователей напряжения и тока.
Структурные схемы одноканальных статических преобразователей.
6.2. Инверторы: классификация; области применения; структурная схема.
6.3. Транзисторные однотактные
инверторы с внешним возбуждением.
Транзисторные двухтактные инверторы с внешним возбуждением.
6.4. Однотактные и двухтактные транзисторные инверторы с самовозбуждением.
6.5. Схемы управления инверторами и преобразователями.
7. Общие вопросы электроснабжения телекоммуникационных устройств и
сетей
7.1. Основные показатели систем электропитания оборудования автоматической и
многоканальной электросвязи, систем радиосвязи и вещания,
критерии
эффективности. Технико-экономическое сравнение различных систем
электроснабжения аппаратуры и рекомендации по их выбору.
7.2. Структурные схемы систем электроснабжения устройств и систем
телекоммуникаций.
7.3. Надежность системы электроснабжения устройств и систем телекоммуникаций
и методы повышения надежности.
7.4. Основные направления и методы комплексной миниатюризации систем
электроснабжения. Новая элементная база, применяемая при разработке
различных систем электрического питания.
7.5. Требования электромагнитной совместимости и помехи, создаваемые
системами электроснабжения устройств и систем телекоммуникаций.
5.8.
16
8.11 Перечень ключевых слов дисциплины
В соответствии с ГОСТ 7.32, перечень ключевых слов должен включать от 5 до 15
слов или словосочетаний из текста содержания каждого раздела, которые в наибольшей
мере характеризуют его содержание и обеспечивают возможность информационного
поиска. Ключевые слова приводятся в именительном падеже и печатаются строчными
буквами в строку через запятые.
Наименование раздела
1 Введение
Структурные схемы и характеристи-
2 ки систем электропитания
3 Выпрямительные устройства
Сглаживающие фильтры
4
Управляемые выпрямители и общий
порядок проектирования
5 выпрямителей
Стабилизаторы напряжения и тока
Номер
модуля,
в который
включен
Номер раздела
Таблица 8.1 – Ключевые слова разделов дисциплины
Ключевые слова раздела
Электрическое питание. Источник электрического питания
(ИЭП).
Первичный, вторичный ИЭП. Одноканальная,
многоканальная системы электропитания.
Трансформатор, вентиль, сглаживающий фильтр.
Пассивный и активный сглаживающие фильтры,
коэффициент затухания, коэффициент сглаживания.
7
Тиристор. Регулировичная характеристика. Угол
регулирования.
Параметрический, компенсационный стабилизаторы.
Коэффициент стабилизации. Обратная связь.
Регулирующий элемент.
Однотактный, двухтактный инверторы. Самовозбуждающиеся инверторы. Статический преобразователь.
Общие вопросы электроснабжения
телекоммуникационных устройств и
8 систем
Централизованная, децентрализованная системы.
Надежность. Помехи .
6
Преобразователи и инверторы
17