epu_337 (Методическое пособие №337), страница 4

6.Моделирование температурной нестабильности выходного на- пряжения стабилизатора Переключатели установить в следующие положения: э"! — 1 или 2, 52 — 1, Я вЂ” "Вкл", 54 — 1. Потенциометром Я12 (Уос) установить выходное напряже- ние в пределах 10... 12 В. Снять зависимость дрейфа напряжения на нагрузке Ун от времени при прогреве сначала одного из транзисторов диффе- ренциального усилителя УПТ, затем обоих транзисторов (вклю- чить подогрев второго без отключения подогрева первого), а по- том при одновременном отключении подогрева обоих транзисто- ров. На каждом из этих режимов с интервалом 1 мин снять по 3— 4 отсчета напряжения на нагрузке Ун. Результаты эксперимента представить в виде единого графика. Определить температурные погрешности стабилизации на каждом участке: бог= ~ А Ун шахХУн!.

глг ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА Хя 5 СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА С ИМПУЛЬСНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ 5.1. Цель работы Изучение принципа действия и основных характеристик регуляторов и стабилизаторов напряжения постоянного тока с импульсным регулированием. 5,1, Описание лабораторного стенда Лабораторный стенд состоит из исследуемого устройства, универсального мультиметра и встроенного блока питания. Схема исследуемого стабилизатора приведена на рис. 5.1.

В работе исследуются две схемы преобразователей и импульсных стабилизаторов на их основе, реализующие эквивалентные схемы: стабилизатор с понижением напряжения (переключатель 52 в положении "1") и инвертирующий стабилизатор (переключатель 52 в положении "2"). Управление регулирующим транзистором Р7Ч (через согласующее устройство — СУ) осуществляется компаратором. На неинвертирующий вход компаратора напряжение поступает или от генератора с линейно изменяющимся напряжением (ГЛИН), обеспечивая режим регулирования с ШИМ, (переключатель Я! в положении "Г'), или от источника опорного напряжения Е,„~ при переходе в релейный режим (переключатель Я в положении "2").

На инвертирующий вход компаратора через потенциометр И поступает напряжение или с выхода устройства (переключатель Я в положении "2"), обеспечивая режим стабилизации, или от источника опорного напряжения Ежа (переключатель Я в положении "1") в режиме регулирования выходного напряжения конвертора.

Частота переключения ГЛИН может изменяться в пределах от 1 до 20 кГц. Предусмотрена возможность подключения двухлучевого осциллографа для просмотра временных диаграмм управляющего напряжения (выходного напряжения компаратора), коллекторно- го тока регулирующего транзистора, тока дросселя„тока диода и напряжений на дросселе, диоде, на участке коллектор-эмиттер транзистора и на выходе устройства. Рис.

5.1. Приниипиальная схема лабораторного макета для ис- следования компенсаиионного стабилизатора напряжения по- стоянного тока с импульсным регулированием В макете установлена защита от перегрузки, которая через компаратор приводит к дополнительной модуляции коллекторного тока регулирующего транзистора, ограничивая его величину на уровне 350 мА. Внешне срабатывание схемы защиты проявляется в нарушении периодичности управляющего напряжения.

Для выхода из этого режима необходимо устранить причину перегрузки. Наименования измеряемых мультиметром величин и их значения выводятся на жидкокристаллический дисплей, расположенный в правом верхнем углу передней панели. Под диспле- ем расположены кнопки управления выводимой информацией. Для удобства работы в первой строке дисплея при установке номера пункта программы работы по данному руководству (кнопка "№ пункта") выводится величина параметра, изменяемого в данном пункте работы.

На дисплей выводятся постоянные составляющие напряжения регулирования (Ур), входного напряжения (('вх), напряжения на нагрузке (Ун), тока в нагрузке (7н) и коллекторного тока регулирующего транзистора (Ук). 5,3. Программа выполнении работы Ознакомиться с расположением органов управления стендом и включить его. 1. Исследование преобразователя постоянного напряжения понижающего типа Переключатели установить в следующие положения: 51 — 1, 52 — 1, 53 — 1, частота переключения ГЛИН вЂ” Г = 10 кГц, входное напряжение Цщ = 12 ... 15 В. 1.1.

Установить потенциометр И в среднее положение, сопротивление нагрузки Ян — в положение 6...8. Зарисовать временные диаграммы, характеризующие работу преобразователя. Установить частоту ГЛИН Р= 1 кГц. Изменением сопротивления нагрузки добиться колебательного характера при нарастании коллекторного тока транзистора (положение 2...3).

Наблюдать изменение формы коллекторного тока транзистора и тока дросселя прн изменении частоты переключения ГЛИН в пределах от 1 до 20 кГц. Восстановить: Е= 10 кГц, Ян — положение 6...8. Измерить входное напряжение Увх, напряжение на нагрузке Ун„постоянную составляющую коллекторного тока !к, ток в цепи нагрузки Ун. Вычислить коэффициент полезного действия преобразователя. 1.2. Потенциометром И установить 'у в пределах от 0,4 до 0,7. Снять регулировочные характеристики преобразователя, т. е. зависимости напряжения на нагрузке, длительности г импульсов коллекторного тока, относительной длительности у = тГГ и посто- янной составляющей коллекторного тока Хк от регулирующего напряжению Ун, т, "у Хк =ЯУрег)„при постоянном сопротивлении нагрузки )1н (положение 6...8). 1.3, Снять нагрузочные характеристики преобразователя: Ц~, т, у Ук =Я1н) при изменении сопротивления нагрузки.

Потенциометром Я1 установить относительную длительность импульсов коллекторного тока у в пределах от 0,3 до 0,8. По построенным графикам определить выходное сопротивление преобразова- (5) Исследование преобразователя постоянного напряжения инвертирующего типа. Установить переключатели в следующие положения: 51 — 1, 52 — 2, ЬЗ вЂ” 1; входное напряжение Увх = 13 ... 15 В, частоту переключения ГЛИН вЂ” 10 кГц.

1.4. Установить, сопротивление нагрузки (положение 3...8) и относительную длительность импульсов коллекторного тока у (потенциометром И) такими, чтобы постоянная составляющая коллекторного тока не превышала 350 мА. Зарисовать временные диаграммы, характеризующие работу преобразователя. 1.5. Снять регулировочные характеристики преобразователя: Ун, т, у .1к =ЯУрег) при постоянном сопротивлении нагрузки (положение 2) и минимальном входном напряжении. 1.6.

Установить максимальное сопротивление нагрузки (положение 1) и относительную длительность импульсов коллекторного тока у в пределах от 0,3 до 0,5. Снять нагрузочные характеристики преобразователя: Ун, т, у 1к =ЯУн) при изменении сопротивления нагрузки. По построенным графикам определить выходное сопротивление преобразователя 2. Исследование импульсного стабилизатора постоянного напряжения понижающего типа в режиме ШИМ Переключатели установить в следующие положения: Я! — 1, 52 — 1, Я вЂ” 2, частота переключения ГЛИН вЂ” Р= 10 кГц. Потенциометр И вЂ” среднее положение.

2.1. При постоянном сопротивлении нагрузки (Ян в положении 6...8) снять зависимость напряжения на нагрузке Ун, длительности импульсов коллекторного тока т и относительной длительности у= г~Т от входного напряжения: Ун, т, у= г11Гвх), По графикам определить коэффициент стабилизации (4) при минимальном, среднем и максимальном значениях входного напряжения. 2.2. Снять нагрузочные характеристики стабилюатора: !.Ги, т, у =Я1н) при Ян = ~аг, Увх = 13...15 В. По построенным графикам определить выходное сопротивление стабилизатора. 3.

Исследование импульсного стабилизатора постоянного напряжения инвертирующего типа в режиме ШИМ Переключатели установить в следующие положения: 51 — 1, 52 — 2, 53 — 2, частота переключения ГЛИН вЂ” Я = 10 кГц. Потенциометр Я1 — среднее положение 2.3. При постоянном сопротивлении нагрузки (Ян в положении 6...8) снять зависимость надряжения на нагрузке Ун, длительности импульсов коллекторного тока т и относительной длительности У= т!Т от входного напРЯжениЯ: Ун, т, У=!1сГвх).

По графикам определить коэффициент стабилизации. 2.4, Снять нагрузочные характеристики стабилизатора: Ун, г, у=.дтн) при Ян = ~аг, Увх = 13...15 В. По построенным графикам определить выходное сопротивление стабилизатора. 3. Исследование импульсного стабилизатора постоянного напряжения понижающего типа в релейном режиме. Переключатели установить в следующие положения: 51 — 2, 52 — 1, 53 — 2, потенциометр Я1 — в среднее положение.

Выполнить исследования по программе, описанной в и. 3.! и 3.2. Примечание: Измерение т и Тудобно проводить по временным диаграммам, сохраняющим форму последовательности прямоугольных импульсов (иупр, икэ, и~о). 6.МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОПРЕДЕЛЕ- НИК) ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК И ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ 6.1. Нагрузочная характеристика Нагрузочной !внешней, выходной) характеристикой электропреобразовательного устройства называется зависимость его выходного напряжения 0,„„от тока нагрузки 1„при постоянном входном напряжении У„, то есть 1г„~=Я1„) при и =сопят, (6.1) Для определения нагрузочной характеристики ЭПУ измеряют 10...15 иар значений сГ, и Х„.

Индекс ~' соответствует текущему измерению !с' изменяется от 1 до п, где и - число измерений). Переход от экспериментальных точек к аналитической зависимости нагрузочной характеристики (6.1) выполняют разными методами. Наиболее удобным и наглядным является метод наименьших квадратов !МНК). Вид аналитической зависимости, которой предстоит аппроксимировать экспериментальные данные, определяется либо физическими аспектами исследуемого явления, либо техническим заданием, либо интуитивно выбирается самим исследователем. А метод наименьших квадратов позволяет определить лишь числовые коэффициенты при переменных для искомой аналитической зависимости.