Лабораторные работы Электроника (1076461), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

14.4, при использовании отрицательного входногосигнала?Программа лабораторной работы1. Получить у преподавателя стабилитрон для исследований ивеличину его максимального тока стабилизации.2. Подключив стабилитрон к источнику постоянного тока и изменяя величину этого тока, определить значения напряжения стабилизации Uст, минимального тока стабилизации Iмин, и дифференциального сопротивления r. Для этого снять зависимость дифференциального сопротивления от тока через стабилитрон r I  .

При этом величину r необходимо вычислять следующим образом: при токе I сделать небольшое приращение тока I и измерить возникающее при22этом приращение падения напряжения на стабилитроне U . Вычислить дифференциальное сопротивление как отношение приращенийнапряжения и тока r  U I .Построенный график (рис. 14.5) должен содержать слабо меняющуюся часть, средний уровень которой определяет дифференциальное сопротивление стабилитрона. То значение тока, при которомначинается рост дифференциального сопротивления, является значением минимального тока стабилизации, а падение напряжения на стабилитроне при данном значении протекающего тока является напряжениемстабилизации.3.

Разработать схему параметрического стабилизатора напряжения,имеющего заданный преподавателем Рис. 14.5. Определение основныхпараметров стабилитронакоэффициент стабилизации. При этомследует иметь в виду, что, если стабилитрон имеет недостаточно малое дифференциальное сопротивление, то его можно уменьшить, соединяя несколько однотипных стабилитронов параллельно.4.

Собрать разработанную схему и измерить коэффициент стабилизации. Сравнить с заданным значением.5. Определить допустимый диапазон изменения нагрузки разработанного стабилизатора. Для этого при минимальном расчетномзначении входного напряжения снять зависимость выходного напряжения от сопротивления подключаемой нагрузки. Тот диапазон сопротивления нагрузки, при котором выходное напряжение сохраняетсвое значение, и является искомым диапазоном. Рассчитать диапазонизменения нагрузки, основываясь на параметрах стабилитрона и разработанной схемы. Сравнить рассчитанный и измеренный диапазоны.Содержание отчета23Отчет должен содержать:1. Измеренную зависимость дифференциального сопротивления стабилитрона от протекающего через него тока.2.

Определенные из полученной зависимости главное значениедифференциального сопротивления и значения напряжения стабилизации и минимального тока стабилизации.3. Разработанную схему параметрического стабилизаторанапряжения с заданным преподавателем коэффициентом стабилизации.4. Измеренное значение коэффициента стабилизации стабилизатора с описанием процедуры его измерения.5. Оценку диапазона допустимых значений сопротивлениянагрузки стабилизатора.6.

Измеренную зависимость выходного напряжения стабилизатора от сопротивления нагрузки.24ТЕМА 4. ТИРИСТОРанод, катод, управляющий электродтрехэлектродный тиристор, тринистордвухэлектродный тиристор, динисторток спрямлениянапряжение переключениятиристорный регулятор мощностиЦель работы.Изучить основные структуры тиристоров, их основные параметры.Научиться собирать тиристорный регулятор мощности, снимать его основные характеристики.Тиристор является нелинейным полупроводниковым прибором,представляющим собой четыре полупроводниковых слоя разных типов проводимости (рис.

15.1). Тиристор содержит три p-n перехода.Как правило, тиристоримеет три электрода, называемых анод, катод и управляющий электрод. Такойтиристорназываетсятрехэлектродныйтиристор, или тринистор (левоеобозначение на рис. 15.1).Рис. 15.1. Структура тиристора и егоТиристор без управляющегообозначение на принципиальных схемахэлектроданазывается двухэлектродным тиристором, или динистором (правоеобозначение на рис. 15.1).25ВАХ тиристора содержит участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением и являетсяхарактеристикой S-типа (рис.

15.2).С увеличением тока управляющегоэлектрода падающий участок ВАХтиристора уменьшается и при достижении величины Iспр исчезает соРис. 15.2. ВАХ тиристоравсем. Данное значение тока управляющего электрода называется током спрямления тиристора.Рассмотрим схему, изображенную на рис. 15.3. Режим работыдинистора в этой схеме определяется пересечением ВАХ динистора инагрузочной прямой I  U вх  U  Rн (рис.

15.4). При нулевом значении входного напряжения ток через динистор также имеет нулевоезначение. С увеличением входного напряжения нагрузочная прямаяперемещается вправо, и рабочая точка последовательно занимает позиции 1, 2, 3, 4 и 5.При этом ток через динистор имеет величину, близкую к нулю, и поэтому говорят, чтотиристор закрыт. Если при положении рабочейточки 5 еще увеличить входное напряжение, торабочая точка динистора скачком переместится вРис. 15.3.

Типичноеположение 6, ток через динистор резко увеливключение динисторачится, а падение напряжения на нем резкоуменьшится. В этом случае говорят, что тиристор открылся. Значение входного напряжения, при котором тиристор открывается, называется напряжением переключениятиристора.

При дальнейшем увеличении входного напряжения рабочая точка будет перемещаться вРис. 15.4. Положения рабочей точки направлении положения 7. Еслидинистора в схеме рис. 15.3теперь уменьшать входное напряжение, то рабочая точка будет занимать положения 6, 8, 9 и 10. Дальнейшее уменьшение входного напряжения вызовет скачкообразное26перемещение рабочей точки в положение 2, и далее — в положение 1и 0.Таким образом, в схеме, показанной на рис. 15.3, при значениях входного напряжения, меньших некоторого порогового значения, ток через нагрузку практически отсутствует, а все напряжениепадает на динисторе. Если же входное напряжение превышает этопороговое значение, динистор открывается, и входное напряжениеприкладывается к нагрузке.

Причем теперь, для того чтобы снова закрыть динистор, необходимо очень сильно понизить входное напряжение, на практике — почти до нуля.Рассмотренное свойство тиристорных схем находит применение в самых разных пороговых схемах, включая схемы защиты от перенапряжения, короткого замыкания, а также релаксационные генераторы. Другое распространенное применение тиристоров — регуляторы мощности для потребителей переменного электрическоготока.

Типичная схема тиристорного регулятора мощностиприведена на рис.15.5. Нагрузка подключается к источникупеременногонапряжения послеРис. 15.5. Тиристорный регулятор мощностидовательно с диодным мостом, в диагональ которого включен трехэлектродный тиристор. Напряжение прикладывается к тиристору всегда в одномнаправлении. Если бы тиристор был всегда открыт, входное напряжение полностью падало бы на нагрузке. Если бы он был всегда закрыт,напряжение полностью падало бы на нем, а не на нагрузке.

Если тиристор часть времени находится в открытом состоянии, а часть — взакрытом, то входное напряжение только часть времени оказываетсяприложенным к нагрузке, и усредненная мощность, рассеиваемая наней, оказывается меньше номинальной. Для того чтобы перевеститиристор в открытое состояние, достаточно подать в управляющий27электрод ток, величина которого, по крайней мере, не меньше токаспрямления Iспр. В этом случае падающий участок ВАХ тиристораисчезает, и тиристор переключается в открытое состояние (например,из состояния 4 в состояние 8 на рис.

15.4). Снова закрыться тиристорсможет, только если падение напряжения на нем достигнет нулевогозначения. При использовании переменного напряжения это происходит само собой, два раза за период. Диаграммы работы тиристорногорегулятора мощности приведены на рис. 15.6.Схема управления, входящая в состав регулятора, выдает короткий импульс тока, задержанный относительно момента времениU 0 sin t   0 на время задержки tз и имеющий амплитуду, не меньшую, чем Iспр.

Импульс тока поступает на управляющий электрод тиристора и открывает его. Тиристор остается открытым до того момента, когда входное переменное напряжение не примет нулевое значение. После этого он закроется до прихода следующего импульса, выдаваемого схемой управления.Рис. 15.6. Диаграммы работы тиристорного регулятора мощностиУстройства управления для тиристорных регуляторов мощности строятся по разным схемам.

Принцип их работы состоит в следу28ющем. Как только внешнее напряжение достигнет нулевого значения(а в этом случае тиристор обязательно закроется), запускается электронное реле времени, собранное, например, на основе ждущегомультивибратора. Реле времени вырабатывает импульс напряжения,задержанный относительно начального момента времени. Как правило, в тиристорных регуляторах мощности предусматривается регулировка времени задержки, что позволяет регулировать величину мощности, потребляемую нагрузкой.Тиристорные регуляторы применяются для регулированиямощности ламп накаливания, нагревательных элементов, электромоторов, т.е.

таких потребителей, для которых форма питающегонапряжения не имеет принципиального значения.Контрольные вопросы1. Можно ли динистор в схеме заменить трехэлектродным тиристором?2. Можно ли использовать тиристоры для выпрямления переменного напряжения?3.

Закроется ли открытый тиристор, если ток управляющегоэлектрода примет нулевое значение?4. Зачем в схеме тиристорного регулятора мощности используется двухполупериодный выпрямитель?5. Если нагрузку подключать к источнику переменного напряжения через реостат, то можно получить регулятор мощности. В чемсостоит преимущество тиристорного регулятора мощности перед регулятором на основе реостата?6. Как изменятся свойства тиристорного регулятора мощностипри изменении сопротивления нагрузки, подключаемой к нему?7. Как изменятся свойства тиристорного регулятора мощности,если изменятся параметры входного напряжения: его амплитуда иличастота?29Программа лабораторной работы1. Получить у преподавателя тиристор для исследования.2.

Снять зависимость напряжения переключения тиристора от величины тока управляющего электрода.Для этого собрать схему согласнорис. 15.7. Зафиксировав значение токауправляющего электрода, изменятьвходное напряжение схемы от нулевой величины до момента открытияРис. 15.7. Измерение напряженияпереключения тиристоратиристора, определить который можно по показаниям амперметра.Входное напряжение схемы в момент открытия тиристора и будетявляться напряжением переключения тиристора при данном значениитока управляющего электрода.Сопротивление R при этих измерениях следует выбрать такимобразом, чтобы при открытом тиристоре ток через него не превышал2–3 A (или значения, указанного преподавателем).3.

Характеристики

Список файлов лабораторной работы