ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 24.10.2023
Просмотров: 219
Скачиваний: 8
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
2. Определение выходного сопротивления RВЫХ
-
Установить UВХ = 13 В. -
Измерить UН и IН при среднем значении сопротивления нагрузки RН (переключатель «RН грубо» в положение «2 », ручка «RН точно» - в среднее положение) , поддерживая постоянство напряжения на входе (UВХ = 13 В). -
Перевести переключатель «RН грубо» в положение «5 »и измерить UН и IН в этом положении переключателя. -
Результаты измерений свести в таблицу 4.4 -
Вычисления произвести, пользуясь данными таблицы 5.4при UВХ = 13 В. по формуле (4.3).
Таблица 4.4
Измеряемый параметр | Прибор | Результаты измерений | RВЫХ, Ом | |
П «2» | П « 5» | |||
UН, В | PV1 | | | |
∆UН, В | | | ||
IН, мА | PA1 | | | |
∆IН, мА | | |
3. Определение КПД
-
Вычисления произвести, пользуясь данными таблицы 5.4при UВХ = 13 В. по формуле (4.4)
III. Сводная таблица показателей качества исследуемых схем стабилизаторов
Таблица 4.5
Тип стабилизатора | Коэффициент стабилизации КСТ | Выходное сопротивление RВЫХ, Ом | КПД |
На ИМС КР142ЕН8Б | | | |
Транзисторный, с непрерывным регулированием | | | |
IV. По результатам проведенного эксперимента сделать выводы.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5
ИССЛЕДОВАНИЕ КЛЮЧЕВЫХ СТАБИЛИЗАТОРОВ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ
Цель работы:
Закрепить знания принципов работы и рабочих свойств стабилизаторов постоянного напряжения с ключевым режимом работы регулирующего элемента.
Освоить методику экспериментального определения значений показателей качества компенсационных стабилизаторов постоянного напряжения с широтно-импульсным и релейным принципами регулирования и оценить достоинства и недостатки каждого из стабилизаторов путем сравнения численных значений показателей качества.
Описание лабораторного макета стабилизатора и указания по проведению экспериментальных исследований
Экспериментальные исследования проводится на макетах, смонтированных и установленных в рабочем отсеке лабораторной установки УНТЦ СПбГУТ
.
Рис. 5.1 Внешний вид сменного блока «Импульсный стабилизатор постоянного напряжения».
Для проведения исследований на вход исследуемой схемы стабилизатора подается напряжение от встроенного источника постоянного нестабилизированного напряжения. Это напряжение регулируется в пределах от 5 до 20 вольт. Источник имеет защиту от кратковременной перегрузки по току нагрузки. При перегрузке начинает мигать светодиод «Перегрузка». Входное напряжение и потребляемый ток контролируются с помощью PV1 и PA1 лабораторной установки. Значение тока нагрузки устанавливается путём изменения сопротивления блока нагрузок (правая панель лабораторной установки, ручка переключателя «RН грубо» и ручка переменного резистора «RН точно»). Примерные пределы изменения RН: от 1300 Ом в положении «1» до 17 ОМ в положении «11» переключателя «RН грубо». В положении «Х.Х.» RН=∞. Напряжение на нагрузке (выходное напряжение) контролируются вольтметром
PV2 и миллиамперметром PA2.
Введение:
При оценке качества функционирования стабилизаторов напряжения необходимо определить численные значения его основных показателей качества:
коэффициент стабилизации Кст ;
относительной нестабильности выходного напряжения dU,%;
выходного сопротивления Rвых;
коэффициента полезного действия h.
Коэффициент стабилизации выходного напряжения стабилизатора определяется при постоянном значении сопротивления нагрузки Rн
( Rн = const ) в соответствии с соотношением:
или (5.1)
Номинальное значение входного напряжения Uвх ном , выходного напряжения Uвых ном, измеряются вольтметрами РV1 и РV2, установленным на приборной панели установки.
Относительная нестабильность выходного напряжения dU%
(5.2)
также определяется при постоянном значении сопротивления нагрузки
Rн = const .
Значение динамического выходного сопротивления стабилизатора Rвых дин определяется при постоянной величине входного напряжения Uвх - const (т.е. ∆Uвх=0)
(5.3)
где ∆Uвых - отклонение выходного напряжения стабилизатора от его номинального значения, соответствующее изменению тока нагрузки на величину ∆Iн (∆Iн =I н ном – I н min) .
Потери мощности в элементах стабилизатора оцениваются его коэффициентом полезного действияh :
(5.4)
или
(5.5)
Коэффициент пульсаций выходного напряжения стабилизатора определяется при постоянном значении сопротивления нагрузки Rн
( Rн = const ) в соответствии с соотношением :
(5.6)
I. Экспериментальное исследование транзисторного компенсационного стабилизатора с широтно-импульсным регулированием
.
Рис. Схема соединений коммутационными шнурами элементов установки для исследования компенсационного стабилизатора с широтно-импульсным регулированием
-
Переключатель S1 на панели ИСН установить в верхнее положение. -
Переключатель «RН грубо» установить в положение «5». -
Вольтметры PV1 и PV2 установить в режим измерения постоянного напряжения. Миллиамперметр РА1 установить в режим измерения постоянного тока. -
Включить электропитание установки. -
Включить источник постоянного напряжения.
-
Входное напряжение установить регулятором UИП источника питания, контролировать вольтметром PV1. -
Выходное напряжение установить регулятором R1, контролировать вольтметром PV2. -
Ток нагрузки установить регуляторами «RН грубо» и «RН точно», контролировать амперметром PА2.
1. Определение коэффициента стабилизации КСТ
-
Установить номинальный режим работы стабилизатора:
UВХ НОМ = 15 В; UВЫХ НОМ = 3 В; IНАГР НОМ = 0,18 А .
-
Увеличить напряжение источника питания до максимально возможного UВХ МАКС . (Вольтметр PV1) -
Записать значение выходного напряжения стабилизатораUВЫХ1 (Вольтметр PV2). -
Определить ∆UВХ , ∆UВЫХ - соответственно приращения входного и выходного напряжений стабилизатора при неизменном сопротивлении нагрузки. -
Рассчитать коэффициент стабилизации по входному напряжению по формуле (5.1)
2. Определение выходного сопротивления RВЫХ
-
Установить: UВХ НОМ = 15 В UВЫХ НОМ = 3 В IНАГР НОМ = 0,15 А. -
Увеличить сопротивление нагрузки таким образом, чтобы ток нагрузки уменьшился в 3 - 4 раза.
При этом поддерживать UВХ = const = UВХ НОМ = 15 В .
-
Записать изменение выходного напряжения стабилизатора ∆UВЫХ и тока нагрузки ∆IНАГР . -
Рассчитать выходное сопротивление по формуле (5.3).
3. Определение КПД
-
Установить номинальный режим работы стабилизатора:
UВХ НОМ = 15 В; UВЫХ НОМ = 3 В; IНАГР НОМ = 0,18 А .
Записать значения I
ВХ (Миллиамперметр PА2)
Рассчитать значение КПД по формуле (5.5)
4. Определение коэффициента пульсаций КП
-
Установить номинальный режим работы стабилизатора:
UВХ НОМ = 15 В; UВЫХ НОМ = 3 В; IНАГР НОМ = 0,18 А .
-
С помощью осциллографа определить частоту и размах пульсаций.
Амплитуду пульсаций брать как половину размаха .
-
Определить коэффициент пульсаций по формуле (5.6)
Снятие осциллограмм форм напряжений и токов в контрольных точках схемы стабилизатора широтно-импульсном управлении регулирующим элементом.
Режим работы осциллографа:
двухканальный, синхронизация по входу 1;
вход 1 – открытый; чувствительность 5 В / деление; длительность развертки 20 мкс / деление;
вход 2 - открытый; чувствительность 0,2 В / деление;
-
Установить номинальный режим работы стабилизатора:
UВХ НОМ = 15 В; UВЫХ НОМ = 3 В; IНАГР НОМ = 0,18 А .
-
Получить на экране осциллографа устойчивое изображение формы напряжения в КТ2 и КТ4.
-
Рассчитать и записать частоту переключения fп . -
Визуально определить зависимость длительности управляющих импульсов и частоты переключения от величины UВХ , UВЫХ , IНАГР . Для этого наблюдать осциллограммы напряжений в КТ2 при различных режимах работы импульсного стабилизатора напряжения. -
Наблюдать осциллограммы напряжений в КТ3, КТ4, КТ6, КТ7, КТ9, КТ10, КТ8. Для этого подключать к указанным контрольным точкам вход 2 осциллографа. При необходимости переключать режим входа 2 «Открытый - закрытый» и изменять его чувствительность. -
Те же осциллограммы наблюдать при различных режимах работы стабилизатора.
II. Экспериментальное исследование транзисторного компенсационного стабилизатора с релейным регулированием
-
Установить номинальный режим работы стабилизатора:
UВХ НОМ = 15 В; UВЫХ НОМ = 3 В; IНАГР НОМ = 0,18 А .
-
Определение коэффициента стабилизации, выходного сопротивления и КПД осуществляется как для стабилизатора с широтно-импульсным