Master's Thesis

DC power supply 0 - 60 V / 0 - 20 A

Final Thesis 20.47 MB

Author of thesis: Ing. Karel Kvasnička

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: doc. Ing. Pavel Vorel, Ph.D.

Reviewer: Ing. Dalibor Červinka, Ph.D.

Abstract:

Electronic devices use power supplies with various DC voltagets. In addition to various DC voltages, electronic devices differ in power consumption. To test, build and repair these devices an universal DC power supply with variable voltage and current output is essential.

The main goal of this master´s thesis is to build a DC power supply with variable voltage output 0 - 60 V and current output 0 - 20 A.

To create this power supply the topology using two forward convertors was chosen. With two forward convertors, it is posibble to double the amount of pulses on the output filter. The master´s thesis includes desing phase and testing phase of the created power supply.

The result of the master´s thesis is completed DC power supply with output voltage 0 - 60 V and current 0 - 20 A.

The power supply is able to supply and regulate the output DC voltage in the range 0 to 60 V. The output current limit can be set in the range 0 to 20 A. The power supply is able to deliver a continues output power of 1200 W without a time limitation. The power supply was put in a case, which fully completed the building of the power supply. The case includes control and indication components. The power supply input uses a grid voltage of 230 V AC.

Keywords:

laboratory power supply, switching power supply, forward convertor, high frequency power transformer

Date of defence

09.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student seznámil s komisi s parametry vyrobeného zdroje. Dále uvedl zapojení vstupní a výstupní části měniče včetně základních vztahů pro návrh. Vysvětlil funkci všech dílčích obvodových částí. Poté uvedl oscilogramy z měření a ověření funkčnosti zdroje včetně měření oteplení zařízení termokamerou. Na otázky oponenta student odpověděl. Také odpověděl na doplňkové otázky komise.

Language of thesis

Czech

Faculty

Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií

Department

Department of Power Electrical and Electronic Engineering

Study programme

Power Electrical and Electronic Engineering (MPC-SVE)

Composition of Committee

doc. Ing. Pavel Vorel, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Bohuslav Bušov, CSc. (člen)
Ing. Petr Huták, Ph.D. (člen)
Ing. Dalibor Červinka, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Ondřej Vítek, Ph.D. (místopředseda)

Supervisor’s report
doc. Ing. Pavel Vorel, Ph.D.

Student pracoval na práci velice pečlivě a svědomitě, velmi se soustředil na řešení každého detailu. Kromě teoretického návrhu a výpočtů vykonal i velké množství řemeslné a laboratorní práce. Výsledkem je plně funkční laboratorní zdroj s podrobnou technickou dokumentací zastavěný do přístrojové krabice. Student prokázal teoretické znalosti i praktické dovednosti. Práci jednoznačně doporučuji k obhajobě. Points proposed by supervisor: 98

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Dalibor Červinka, Ph.D.

Diplomová práce dokumentuje vývoj a výrobu univerzálního laboratorního zdroje využívajícího populární topologii dvou jednočinných měničů pracujících v protitaktu. Text práce je členěn logicky, přehledně a i stylistická i grafická úroveň je solidní. V práci nebyla objevena žádná nesprávná tvrzení.
Z textu je patrno, že k návrhu všech komponent zdroje bylo přistupováno zodpovědně a vše je dostatečně odůvodněno. Evidentně bylo vykonáno značné množství práce i při fyzické realizaci a všech zkouškách, což zasluhuje ocenění. 

Formální nedostatky:
Na straně 37 ze uvádí, že byla zvolena velikost tlumivky L = 90 uF.
Na obrázcích z osciloskopu je v elektronické verzi práce málo viditelná mřížka a tak se těžko odečítají úrovně signálů. V tomto případě je vhodnější obrázky invertovat, na bílém pozadí by bylo vidět více.
Prostorově úsporně řešené zařízení bylo ve finále umístěno do poměrně prostorově naddimenzované skříně, což mírně kazí výsledný dojem z výrobku.

Přes uvedené detaily má práce nadprůměrně dobrou úroveň, s velkou rezervou splňuje požadavky na diplomovou práci a proto ji doporučuji k obhajobě a navrhuji hodnocení 95 bodů. Topics for thesis defence:
  1. Na straně 86 je popsáno měření rozptylu transformátoru a je měřením a výpočtem zjištěna hodnota 3,27 uH. Při měření RLCmetrem byla však zjištěna hodnota 1 uH. Jaký byl použit RLC metr a lze mu věřit? Můžete zkusit vysvětlit, kde vznikl tak velký rozdíl mezi zjištěnými hodnotami?
  2. Z fotografie Obr 2.2 hotového zdroje na straně 72 není jasné, jakým způsobem byly mechanicky spojeny obě půlky jader transformátorů. V průmyslové praxi se používají různé klipsy, které zjistí dlouhodobou spolehlivost i při dlouholetém provozu se zvýšenou teplotou. Jakým způsobem jsou spojena jádra zde?
Points proposed by reviewer: 95

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová