lr_metod_0511 (Методическое пособие №0511), страница 4

Задание 1: Выполиеиие пунктов 1.1, 12, 3.1, 32, 5. Задание 2: Выполнение пунктов 2.1, 2.2, 4.1, 4.2, 5. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА зй 5 ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ И СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА С ИМПУЛЬСНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ 5А. Цель работы Изучение принципа действия и основных характеристик преобразователей и стабилизаторов напряжения постоянного тока с импульсным регулированием. 5.1. Описание лабораторною стенда Лабораторный стенд состоит из комплексного устройства, реализующего преобразователи и стабилизаторы напряжения постоянного тока с импульсным регулированием, универсального мультиметра и встроенного блока электропитания.

Функциональная схема 'суейда приведена на рис. 5.1. В работе исследуют две схемы "преобразователей и импульсных стабилизаторов на их основе, реализующие эквивалентные схемы: стабилизатор (переключааель ЯА2 в положении н1"), силовая часть которого построена по схеме понижающего типа и часто называемого чоппером (Сйоррег), а также стабилизатор (переключатель ЮА2 в положении н2"), силовая часть которого построена по схеме полярно-иивертируюшего типа Положение рабочей точки на коллекторной характеристике .регулирующего транзистора УТ1 определяется блоком управления, входной сигнал которого формируется компаратором РА1 В качестве транзистора УТ1 может быль использован, как биполярный, так униполярный (и<!левой) транзистор.

В современных импульсных устройствах используются,,как правило, мощные полевые транзисторы с изолированным затвором (транзисторы МОБРЕТ), В высокдвольтных (рабд ее напряжение превышает 300 ... 400 В) источниках вторичнд!'о электропитания в качестве ключевых 23 элементов используются биполярные транзисторы с изолированным затвором 10ВТ (Хпеи1агей Осяе Вгро!аг Тгггпегегог).

гп лаз ~ Рис. г.1. Фунечиснальнал схелга лабгенинорного макениг алл исследование комненсаиионного сннгбилинннсра нгггагьзсенил носнниигного тона с импульсным регулированием На прямой (иеинвертирунлций) вход компаратора ХгА1 постуцает сигнал или от генератора линейно згзменяющегося напряжения (ГЛИН), обеспечивая режим регулироваапгя с широтно- импульсной. модуляцией (ШИМ), (перекщочатель ЮА1 л положении в1"), или от источника опорного (эталонного) напряжения Е, (при переходе в режим двухпозиционной (релейной) модуляции (ДПМ) (переключатель ЮА1 в пологкении "2")). На инверсный вход компаратора ХгА1 через потенциометр л1 прогуляет напряжение илн с выхода устройства (переключатель ЯАЗ В полбжении "2"), обеспечивая режим стабилизации, или':от источника опорного напряжения Е,на (переключатель 5АЗ в положении "1") .в режиме регулировав)ил выходн9га напряжения конвертора Частота сигнала на вьщоде ГЛИН изменяется в диапазоне 1...20 кГц.

В макете. предусмотрена возможность подключения двухлучевого осциллографа для просмотра временных диаграмм управляющего напряжения (выходного напряжения ком паратора) у~, коллекторного тока Х„регулирующего транзистора РТ1. тока Х, дросселя ХД, тока Х;, замыкающего диода И)1 и падения напряжения на дросселе г.1, замыкающем диоде КИ, на участке коллектор-эмиттер транзистора е'Т1 и на выходе (Хв устройства. Наименования измераемых мультиметром величин и их значения выводятся на жидкокристаллический дисплей, расположенный в правом верхнем углу передней панели макета.

Под дисплеем расположены кнопки управления выводимой информацией. Для удобства работы в первой строке дисплея прн установке номера пункта программы работы по данному руководству (кнопка "'Ж пункта") выводится. величина параметра, измеряемого в данном пункте работы. На;дисплей выводятся постоянные составляющие напряжения регулирования (Х „входного напряжения (Хге, напряжения на щцрузке (г'„, тока в нагрузке Х„и коллекторного тока Х, регулируяащего транзистора . 5.3. Программа выполнения работы Ознакомьтесь с расположением органов управленца стендом н,включите его.

Сопоставьте функциональную схему макета, показанную на рнс. 5.1, со схемой, имеющейся на макете. 1,Исследование преобразователя напрюкевия поснюянного тока, силовая чостпь, копюрого построена гю схеме лонижакчг1его типа Переключатели установить и следующие положены: ЯА1— 1, БА2 — 1, Я4З вЂ” 1. Частоту Х переключения ГЛИН установить 10 кГп. а входное напряжение (Х . = 12...15 В. 1.1.

Установить цотяициоме;гр л1 в среднее положение, а сопротивление нагрузки Я„в положение б...8. Зарегистрировать временшуе диаграммы, характеризующие работу преобразовате- Измерить входное напряжение 11 г напряжение на н Х1„, постоянную составляющую ксллекторного тока Х„и ток в цепи нагрузки Х„. ТОЛЯ. Вычислить коэффициент полезного действия об пре разова- 1.2. .. Потенциометром И устанавливать у в пределах от 0,4 до 0,7.

Снять регулировочные характеристики преобразователи, то есть зависимости напряжения 1Х„на нагрузке, длительности г импульсов коллекторного тока, относительной длительности у= гlТ и постоянной составляющей коллекторного тока 1, от ре- гулирующего напряжения 11: 1Х ЯсХ ) — Я 11 ), лег' и иег» Г регГ' у.Я ),,=ЯР ) при постоянном сопротивлении нагрузки Я„(положение 6...8). 1.3.

С .. Снять нагрузочные"характеристики преобразователя: 1Х„= ЯХ„), г=КХ„), 3=ЯХи), Хи=ЯХи) при изменении сопротивле- ния нагрузки Я„. Потенцлометром И установить относительную длительность импульсов коллекторного тока ув пределах ст 0,3 до, . Определить внутреннее свнрогивление Я,. преобразовате- о 03. Ог, ля. 2.11сследование лреобразователя напряжения постоянного тока, сиговая часть коглорого построена по схеме пакярно- инвертируюггего типа Установйть переключатели в следующие положения: ЯА1— 1, ЯА2" — 2, 243- 1. Частоту Х' переключения ГЛИН устано- вить 10 кГц, а входное напряжение 11 .= 13...15 В. 2.1.

Установить сопротйвлеиие йагрузки )е„в положение 3...8 и относйтельную длительность импульсов коллекторного тока у (потенциометром И) такими, чтобы постоянная состав- ляющая коллекторного тока не превышала 350 мА. Зарегистри- ровать временийе'диаграммы, характеризующие работу'прбобра- зователя. »- Измерить входное напряжение 11,, напрюкение на нагрузке 1Хи, постоянную составляющую коллекторного тока Х„и ток в цепи нагрузки 1„. Вычислить кгвффициент полезного действия преобразова- 2.2.

Снять регулировочные характеристики преобразователя: У„=ЯХХ ), т=Я11 ), )~Я1Х ), Х„г,з=ЯХХ г) при постоянном сопротивлении нагрузки Я„(положение 2) и минимальном входном напряжении 1Х 2.3. Установить максимальное сопротивление нагрузки (положение 1') и относительную длительность импульсов коллектор- ного тока ув пределах от 0„3 до 0,5. Снять нагрузочные характеристики преобразователя: 1Х„=ЯХ„), г=ЯХ„), у=ЯХ„), Х„,,д=ЯХ„) при изменении сопротивления нагрузки Ю„.

Определить внутреннее сопротивление Яг преобразователя. 3.Исследование кампенсагрюнного стабилизатора нагдтжения постоянного тока с импульсным регулированием, силовая часть которою построена по схеме понизесаюгаего типа, а регулируклиий транзистор работает в режиме ШИМ Переключатели установить в следующие положения; ЯА1— 1, ЯА2 — 1, ГАЗ вЂ” 2. Частоту 1 переключения ГЛИН установить 10 кГц, а потенциометр И вЂ” в среднее.

положение. 3.1. При постоянном сопротивлении нагрузки (Я„в положении 6 ..3) снять зависимости напряжения на нагрузке У„, длительности импульсов коллекторного тока т и их относительной длительности у = те' Т от входного напряжения 11 ХХ, =,Х'1ХХ Л т=ЛХХ,.1иу=Л1Х 1. Определить коэффициент стабилизации К„выходного напряжения по входному при минимальном, среднем и максимальном значениях входного напряжения. 3.2. Снять нагрузочные характеристики стабиле вторя. 0'„= 1(1„), т = 1(1„) и 7 = 1(1ч) прн Я„= чаг и Б = 13...15 В. Определить внутреннее сопротивление Р; исследуемого компенсационного стабилизатора напряжения постоянного тока с импульсным регулированием, силовая часть котороголюстроена по схеме понижающего типа, а регулирующий транзистор работает в режиме ШИМ. 4.Исследование компенсационного стабияизаиюра напряжения постоянного тока с импульсным регуяироваииель сиговая часть которого построена по схеме тиизрно-инвервируюи(его типа, арегулькпзющий транзистор работает в режиме ШИМ Переключатели установита В следующие положения: ЮА1— 1, ЯА2 — 2, ЗАЗ вЂ” 2.

Частоту (переключения ГЛИН установить 1О кГц, а потенциометр Я1 — в среднее положение 4.1. При постоянном сопротивлении нагрузки (Я„в положении 6...3) снять зависимости напряжения на нагрузке (1„, длительности т щвпульсов коллекториого тока и их относительной длительности у от входного налфяжения У~: (1„=Я((1 ), т=Л(1 ) ну=Я(1 ). Опредйлвть коэффициент стабилизации К„выходного напряженна по входному при.минимальном, среднем и-максимальном значениях входного напряжения.

4.2. Снзпь нагрузочные характеристики стабилизатора: (1„= 1 (1„), т = Д(1„) и У = 1'(1я) пРи Я„= чаг и У = 13...15 В. Определить внутреннее сопротивление Я; исследуемого компенсационного стабилизатора напряжения постоянного ток» с импульсным регулированием, силовая часть которого построена по схеме полярно-инвертнрующего типа, а регулирующий транзистор работает в режиме ШИМ. 5.Исследование компенсационного стабилизатора напряжения постоянного тока с импульсньин регулированием, силовая часть которого посзпроеиа по схеме понзсхсающего типа врагу лирунзи)ий транзистор работает в резсиме дПМ Переключатели установить в следующие положения: 5А1— 2, ЮА2 — 1, ГАЗ вЂ” 2, а потенциометр И вЂ” в среднее положение.

5.1. Прн постоянном сопротивлении нагрузки (Я„в положении б.;.$) спать зависимости напряжения на нагрузке У„, длительности т импульсов коллекторного тока и их относительной длительности у от входного напряжения У~: У„=)'(У,„), т=)((1 )иу=(((1 ). Определить коэффициент стабилизации К„выходного напряжения по входному прн минимальном, среднем и максимальном значениях входного напряжения. 5.2. Снять нагрузочные характеристики стабилизатора: (1„= ((1„), т = ((1„) и "у = ((1„) прн Я, чаг и (1 = 13...15 В. Определить внутреннее сопротивление з(,.

исследуемого компенсационного стабйлнзатора напряжения постоянного тока с импульсным регулироаанием, силовая часть которого посгроена по схеме понижающего типа, а регулирующий транзистор работает в режиме ДПМ. Примечание 1: Измерение т в Т удобно проводить по временным диаграммам, ссхрлвяюшнм форму последовательности прямоугольных импульсов (иуцр, икэ„ичц,). Пимечакие 2 При недостатке времеви„отволвмого ва лабораторную работу, ыожвс ограничиться выполнением одного из нижеприведенных заданий, опрсдсляеыьвс прсполавазчхеы. Задание 1: Выполнение пунктов 1.1, 1.2, 1.3. 3 дт 2:Выпь У имг 1,22„2З.