CC BY
76
предстоит внедрение системы на производство. Разработанный алгоритм может быть расширен на поиск других объектов путем обучения сети на других данных.
Список литературы / References
1. Форсайт Д., Понс Ж. Компьютерное зрение. Современный подход. М.: ИД Вильямс, 2004.
2. BragginsD. Robots sharpen up their vision. New Scientist, 1983.
3. Deep Autoencoders. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://deeplearning4j.org/deepautoencoder/ (дата обращения: 05.03.2017).
4. Hinton G.E. Learning multiple layers of representation // Trends in cognitive sciences, 2007. Т. 11. № 10. С. 428-434.
5. Hinton G.E., Osindero S., Teh Y.W. A fast learning algorithm for deep belief nets // Neural computation, 2006. Т. 18. № 7. С. 1527-1554.
6. LeCun Y. et al. Backpropagation applied to handwritten zip code recognition // Neural computation, 1989. Т. 1. № 4. С. 541-551.
7. Nielsen M.A. Neural Networks and Deep Learning. Determination Press, 2015.
8. Viola P., Jones M. Robust real-time object detection // International Journal of Computer Vision, 2001. Т. 4. № 34-47.
9. Viola P., Jones M.J., Snow D. Detecting pedestrians using patterns of motion and appearance //International Journal of Computer Vision, 2005. Т. 63. № 2. С. 153-161.
СРАВНЕНИЕ ЛИНЕЙНЫХ И ИМПУЛЬСНЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПИТАНИЯ
Кузьмич А.Ю.1, Дрожжачих П.А.2 Email: Kuzmich [email protected]
'Кузьмич Александр Юрьевич - бакалавр; 2Дрожжачих Павел Александровича — бакалавр, направление: электроника и наноэлектроника, кафедра промышленной электроники, Рязанский государственный радиотехнический институт, г. Рязань
Аннотация: перечень наиболее важных факторов при создании или проектировании источников питания. Описание сглаживания пульсации напряжения, выходные фильтры. Раздельный подход к проектированию импульсных источников питания и линейных источников питания. Сравнительный анализ источников питания по уровню шумов, стабильности выходных параметров, коэффициенту полезного действия, влиянию внешних факторов, характеров нагрузки. Практическое применение различных типов источников питания. Особенности изолирования высоковольтных источников питания с применением компаунда. Ключевые слова: трансформатор, сравнение, частота.
COMPARISON OF LINEAR AND SWITCHING POWER SUPPLIES Kuzmich A.Yu.1, Drozhzhachikh P.A.2
'Kuzmich Alexander Yurievich - Bachelor; 2Drozhzhachikh Pavel Aleksandrovich — Bachelor, DIRECTION: ELECTRONICS AND NANOELECTRONICS, DEPARTMENT OF INDUSTRIAL ELECTRONICS, RYAZAN STATE RADIO ENGINEERING INSTITUTE, RYAZAN
Abstract: the list of the most important factors when creating or designing power supplies. Description smoothing of voltage ripple, output filters. Separate approach to the design of switching power supplies and linear power supplies. Comparative analysis of power supplies in terms of noise level, stability of output parameters, efficiency, influence of external factors, load patterns. Practical application of various types of power supplies. Features of isolation of high-voltage power supplies with the use of compound. Keywords: transformer, comparison, frequency.
УДК 331.225.3
Сравнение линейных и импульсных источников питания.
При создании и проектировании источников питания [1] необходима тщательная проработка важнейших параметров. Пульсации напряжения, долговременная и краткосрочная стабильность, повторяемость и погрешность - таков перечень наиболее важных факторов, определяющих степень надежности полученной аналитической информации. Пульсация напряжения (тока) — Процесс периодического или случайного изменения постоянного напряжения (тока) относительно его среднего уровня в установившемся режиме работы источника, преобразователя электрической энергии или системы электроснабжения. Сглаживание пульсаций - первоочередная задача после выпрямления тока. Эту задачу выполняет фильтр, состоящий из конденсатора (конденсаторов), который включен в цепь между выпрямителем и нагрузкой. Ёмкость конденсатора фильтра зависит от тока нагрузки. Чем больше ток нагрузки, тем большую ёмкость должен иметь конденсатор сглаживающего фильтра. Принцип работы сглаживающего фильтра выпрямителей следующий: в промежутки времени между импульсами напряжения с выпрямителя напряжение для нагрузки получается с конденсатора. В то время, когда есть импульс, конденсатор заряжается, когда импульса нет или он ниже напряжения источника питания конденсатор отдаёт своё напряжение в нагрузку. Стоит обратить внимание, после сглаживания напряжение на выходе фильтра выпрямителя (без нагрузки) превышает среднее значение напряжения. Оно практически равно амплитуде выпрямленного напряжения. Точное значение - переменное напряжение с вторичной обмотки трансформатора умноженное на 1,4.
Кроме того, поскольку аналитические приборы внедряются в сферу управления производственных технологических процессов, очень важны такие показатели источников питания, как их надежность и стабильность. Источник питания - важнейший компонент многих приборов, он должен подходить для решения поставленной задачи. В зависимости от применения и типа, анализирующее устройство, методики и данные должны быть согласованы друг с другом. Понимание необходимых свойств, отличающих его от обычных источников питания, дает существенное преимущество разработчикам и пользователям аппаратуры.
Существует два принципиальных подхода к проектированию схем источников питания, в соответствии с которым их можно разделить на два основных класса: линейные (непрерывные) и импульсные.
В импульсном источнике питания [2] переменное напряжение сети выпрямляется, после чего конвертируется в высокочастотное напряжение, с частотой, выше 50 кГц, затем происходит повышение или понижение напряжения до необходимого значения с использованием трансформаторов, после чего оно выпрямляется и сглаживается. Стабилизация значения напряжения основная часть схемы импульсного преобразователя. Малые габариты присущи импульсным блокам питания, так же малый вес и высокий КПД. Современные преобразователи, удовлетворяют стандартам современных требований по уровню электромагнитных радиопомех, EMI, характеризуются на удивление низким уровнем шумов и могут быть использованы в блоках питания.
В сравнение ставится линейный источник питания, частота сети на входе которого равна частоте промышленной сети 50 Гц, с использованием габаритного силового трансформатора, где напряжение повышается или понижается до необходимого значения. К нему подключается диодный мостовой выпрямитель, со сглаживающими конденсаторами большой емкости или еще большие по габаритам дроссели, сглаживающие пульсации. Выпрямленное и сглаженное напряжение поступает на схемы стабилизаторов. У линейных блоков питания большой КПД и габариты, но при проектировании они требуют выполнения очень несложных расчетов и отличаются очень низким уровнем шумов. Высокая степень доступности комплектующих и простота изготовления делает их наиболее привлекательными для повторения начинающими радиоконструкторами. Кроме того, в некоторых случаях немаловажен и чисто экономический расчет — применение линейных ИП однозначно оправдано в устройствах, потребляющих до 500 мА, которые требуют достаточно малогабаритных ИП. К таким устройствам можно отнести:
• зарядные устройства для аккумуляторов;
• блоки питания радиоприемников, систем сигнализации и т.д.
Эффективность и рациональность применения линейных ИП значительно снижается при токах потребления более 1 А. Причинами этого являются:
• колебания сетевого напряжения сказываются на коэффициенте стабилизации;
• на входе стабилизатора приходится устанавливать напряжение, которое будет заведомо выше минимально допустимого при любых колебаниях напряжения в сети, а это значит, что когда эти колебания высоки, необходимо устанавливать завышенное напряжение, что в свою очередь влияет на проходной транзистор (неоправданно большое падение напряжения на переходе, и, как следствие, — высокое тепловыделение);
• большой потребляемый ток требует применения габаритных радиаторов на выпрямляющих диодах и регулирующем транзисторе, ухудшает тепловой режим и габаритные размеры устройства в целом.
При проектировании высоковольтных устройств, таких как фотодетекторы, электровакуумные приборы, фотоэлектронные умножители, часто возникают сложности с высоковольтными источниками питания. Разработка такого источника - процесс сложный. Здесь необходимо уделять внимание не только в схемотехнике источника питания, но и учитывать изоляционные параметры всех элементов схемы, рассчитывать напряжение пробоя на корпус и на внешние элементы устройства. И при этом источник должен обладать как можно меньшими размерами. При напряжении более 1 кВ использование в качестве изолятора воздушных промежутков приводит к увеличению габаритов источника, и в результате, к увеличению размеров всего устройства, что, в свою очередь, приведет к необоснованному удорожанию прибора. Чаще всего для решения подобных проблем в качестве изоляционного материала используют компаунды на основе эпоксидной смолы и других застывающих диэлектрических материалов. Компаунд — термоактивная, термопластическая полимерная смола (отверждаемая в естественных условиях) и эластомерные материалы с наполнениями и добавками или без них после застывания. Используется в качестве электроизоляционного материала и как средство зрывозащиты. Компаундом так же называют материал для заполнения кабелей и вант в висячих и вантовых мостах для защиты материала кабелей (вант) от агрессивного воздействия среды. В пищевой промышленности компаундами называют стабилизирующие системы (включающие эмульгаторы, стабилизаторы, загустители), применяемые для упрощения технологии и удешевления производства, например, майонезов и соусов.
Список литературы / References
1. Миловзоров В.П. Электромагнитные устройства автоматики. Москва. Издательство «Высшая школа», 1983.
2. Мэк Раймонд. Импульсные источники питания. Теоретические основы проектирования и руководство по практическому применению, 2008.
