Другие лабораторные по этому курсу Вы можете найти по ссылке >>>>>
Схема повышающего импульсного регулятора напряжения (модель регулятора в формате EWB), представлена на рисунке 8.8. Она позволяет исследовать установившийся режим работы регулятора.
Вариант 01
| Номер бригады | 1 |
| U1, В | 14 |
| RH, Ом | 50 |
Рисунок 8.8 – Модель повышающего регулятора напряжения
(Файл ИРНповыш)
Схема содержит следующие элементы:
- источник входного напряжения постоянного тока U1;
- генератор прямоугольных сигналов 0,1 МГц, 10В (схема управления);
- силовая цепь: регулирующий транзистор VT1, обратный диод VD1, накопительная индуктивность L1 и конденсатор фильтра C1;
- нагрузочный реостат RН;
- резисторы R3 и R4 предназначены для измерения тока ключа VT1 и тока диода VD1, соответственно;
- переключатели S1, S2 обеспечивают просмотр напряжения и тока ключа VT1, тока диода VD1 и напряжения на нагрузке;
- двухлучевой осциллограф и ампер- вольтметры.
Внутреннее сопротивление амперметра I1 отождествляем с сопротивлением дросселя (rL).
Нагрузочный реостат RН управляется клавишей «R» на 10% при каждом нажатии, для движения в противоположную сторону используется комбинация Shift+R.
Коммутация переключателей S1 и S2 выполняется нажатием клавиш 1 и 2, соответственно. При левом положении S1 наблюдается форма напряжения на ключе VT1, при правом положении – форма тока через ключ. Для просмотра тока необходимо повысить чувствительность осциллографа по каналу A (кнопки mV/div в зависимости от величины тока ключа вашего варианта). Аналогично, при правом положении ключа S2 наблюдается форма напряжения на нагрузке, а при левом – форма тока диода VD1. Для просмотра тока необходимо повысить чувствительность осциллографа по каналу В (кнопки mV/div в зависимости от величины тока диода).
Вольтметр U0 служит для измерения постоянной составляющей выходного напряжения регулятора (вольтметр должен иметь опцию DC, рисунок 8.9), а вольтметр U2 – действующего значения переменной составляющей (опция – AC).
Рисунок 8.9 – Окно вольтметра
1 Выпишите в соответствии со своим вариантом задания (номером бригады) исходные данные из таблицы 8.2. Установите уровень входного напряжения U1 и сопротивление нагрузки RH.
Таблица 8.5 – Варианты задания
| Номер бригады | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| U1, В | 14 | 16 | 26 | 32 | 44 | 22 | 27 | 30 | 36 | 42 |
| RH, Ом | 50 | 52 | 54 | 56 | 58 | 48 | 50 | 54 | 56 | 60 |
2 Установите S1 в левое, а S2 – в правое положение, реостат RH – 50%, коэффициент заполнения импульсов универсального генератора (Duty cycle) g = 60%. Внутреннее сопротивление (R) амперметра I1 установите равным R = 0.05RH.
Установите параметры накопительной индуктивности L1 (дросселя) для этого откройте окно параметров. Установите индуктивность 100 мкГн в опции Value. Перейдите в опцию Fault и введите сопротивление утечки 10 кОм, как показано на рисунке 8.10.
Рисунок 8.10 – Окно параметров дросселя
Двойным щелчком по значку «осциллограф» откройте его. Установите удобную развертку: 5 µS/div; Y/T; Auto; 10…50 V/div (в обоих каналах) и начальное смещение уровня сигнала Y position равное 0,00; входы каналов открытые (DC).
3 Переведите выключатель в правом верхнем углу экрана в положение «1». Дождитесь окончания переходных процессов по числовым показаниям приборов и выключите схему. Зарисуйте синхронные формы напряжения на ключе и нагрузке и запишите показания всех приборов.
4 Переведите S1 и S2 в другое положение. Установите достаточную чувствительность в обоих каналах осциллографа. Переведите выключатель в правом верхнем углу экрана в положение «1». Дождитесь окончания переходных процессов и выключите схему. Зарисуйте токи ключа VT1 и диода VD1.
5 Для снятия регулировочных характеристик подготовьте две таблицы 8.6.
Таблица 8.6 – Снятие регулировочных характеристик
| g, % | 20 | 30 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 |
| U0, В | x | x | x | x | x | x | x |
| I0, A | x | x | x | x | x | x | x |
| U0/U1 | р | а | с | ч | е | т | ы |
| р | а | с | ч | е | т | ы |
Снимите регулировочные характеристики регулятора U0/U1=f(g) для двух значений RH (40% и 80%).
Найдите отношение сопротивления потерь дросселя к сопротивлению нагрузки – коэффициент потерь – ( и ).
6 Постройте экспериментальные ( U0/U1=f(g) ) и теоретические () регулировочные характеристики для двух значений s на одном графике, сравните их и объясните расхождение.
7 Установите коэффициент заполнения импульсов универсального генератора (Duty cycle) g = 70%. Для снятия зависимостей характеристик регулятора от тока нагрузки подготовьте таблицу 8.7.
Таблица 8.7 – Зависимость характеристик регулятора от тока нагрузки
| RН, % | 100 | 80 | 60 | 40 | 20 | 10 |
| I1, A | x | x | x | x | x | x |
| U0, В | x | x | x | x | x | x |
| I0, A | x | x | x | x | x | x |
| U2, B | x | x | x | x | x | x |
| KП2 | р | а | с | ч | е | т |
| h , % | р | а | с | ч | е | т |
| s | р | а | с | ч | е | т |
С помощью клавиши R изменяйте сопротивление RН от 100% до 10% (для движения в обратную сторону используйте комбинацию Shift + R), заполните таблицу. Включайте схему только на время измерений.
Коэффициент пульсаций на выходе равен . Коэффициент потерь и КПД определяются выражениями, соответственно:
; .
После выполнения расчетов постройте зависимости U0, KП2 и h от тока нагрузки I0.
8 Установите значение ёмкости С1 = 2 мкФ и повторите п. 7. Сравните графические зависимости U0, KП2 и h при двух значениях ёмкости фильтра и объясните их.
8.4.2.1 Результаты работы
Подготовьте отчет по лабораторной работе.
8.4.2.2 Контрольные вопросы
- Приведите функциональную схему повышающего регулятора напряжения. Объясните назначение основных узлов регулятора напряжения и в чем состоит сущность термина повышающий?
- На какой элементной базе выполняются основные узлы повышающего регулятора напряжения?
- В чем достоинства импульсных регуляторов по сравнению с аналоговыми?
- Чем ограничивается частота работы импульсного регулятора?
- Назовите недостатки импульсного регулятора.
- Как на основе импульсного регулятора построить стабилизатор напряжения и стабилизатора тока?
Отзывы
Отзывов пока нет.