Файл: Учебнометодическое пособие для выполнения лабораторных работ по дисциплине Источники питания.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.01.2024
Просмотров: 180
Скачиваний: 5
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
1 Лабораторная работа № 1. Исследование двухполупериодной схемы выпрямления
2. Лабораторная работа № 2. Исследование мостовой схемы выпрямления
2.3. Порядок выполнения работы
3. Лабораторная работа № 3. Исследование параметрического стабилизатора напряжения
3.3. Порядок выполнения работы
4. Лабораторная работа № 4. Исследование компенсационного стабилизатора напряжения
VD4, вывод 2. При этом на нагрузке RН образуется падение напряжения URн, полярность которого указана на рисунке 2.2, а. Форма напряжения URн - это следующие один за другим синусоидальные импульсы (рисунок 2.2, д). Диоды VD2 и VD3 в течение этого полупериода тока не проводят, так как закрыты поступающим на них через открытые диоды VD1 и VD2 напряжением U2m (рисунок 2.2, е). Максимальное обратное напряжение закрытых диодов равно амплитуде напряжения на обмотке, т. е. вдвое меньше, чем в двухполупериодной схеме.
В следующий полупериод, когда знаки напряжения на вторичной обмотке трансформатора изменяются на противоположные (на рисунке 2.2, а они даны в скобках), ток I2 (рисунок 2.2, г), будет проходить по цепи (рисунок 2.2, а): вывод 2, диод VD2, резистор RН, диод VD3, вывод 1.
Достоинство мостовой схемы по сравнению с двухполупериодной состоит в том, что диоды могут быть рассчитаны на вдвое меньшее обратное напряжение. Однако в цепи прямого тока в любой момент выпрямительного процесса находятся два последовательно включенных диода, что снижает экономичность схемы из за падения напряжения на них при прохождении прямого тока. В выпрямителях, выпрямленное напряжение которых значительно выше прямого падения напряжения на диодах, этот недостаток незаметен. В тех же случаях, когда выпрямленное напряжение соизмеримо с прямым падением напряжения, применяют двухполупериодную схему.
В мостовой схеме, как и в двухполупериодной, частота пульсаций равна удвоенной частоте сети.
1. Собрать электрическую схему исследуемого выпрямителя (см. рисунок 2.1), пользуясь условными графическими обозначениями, приведенными на сменной панели стенда. Переменное напряжение подвести к гнезду 1 исследуемой схемы от одного из крайних зажимов источника питания ИП стенда, а к гнезду 2 от зажима «Общ.».
При выполнении работы в качестве VD1 … VD4 используются диоды Д220, резистор R1 = 200 Ом, конденсаторы С1 = С2 емкостью 20 и 50 мкФ, резистор R2 сопротивлением 510 Ом, 1 кОм, 1,6 кОм.
При выполнении работы не следует изменять положение тумблера ИП, так как в этом случае на 15% изменится входное напряжение, что внесет погрешность в измерения.
2. Провести измерения электрических параметров схемы для набора значений R2 и C1 = С2, вычислить значения kП и kСГЛ и занести в таблицу 2.1. Для измерения тока нагрузки в качестве РА используют мультиметр, включенный на пределе «200 мА». Необходимо обратить внимание на подключение измерительных щупов к гнездам «СОМ» и «А» для измерения тока.
Постоянные напряжения в схеме измеряют вторым мультиметром на пределе «20 В». Переменное напряжение на входе схемы измеряют, поставив переключатель пределов в положение «≈ 20 В».
Таблица 2.1
3. Снять осциллограммы в точках Х1, Х2, Х3, Х6 схемы на рисунке 2.1, измерить величины пульсаций, графики сохранить для занесения в отчет по лабораторной работе.
4. Построить нагрузочную характеристику, пользуясь данными таблицы 2.1.
5. Сделать выводы по проделанной работе о характере влияния сопротивления нагрузки и емкостей конденсаторов фильтра на работу двухполупериодного выпрямителя и нагрузочные характеристики схемы.
1. Сколько последовательно включенные диодов имеется в цепи тока нагрузки при мостовой схеме выпрямления?
2. Каким должно быть максимально допустимое обратное напряжение диода в мостовой схеме?
3. Как влияют конденсаторы фильтра и сопротивление нагрузки на амплитуду пульсации?
4. Какой будет осциллограмма напряжения па нагрузке, если один из диодов отключен?
5. Когда применяют мостовую схему выпрямления?
6. Сравнить достоинства и недостатки мостовой и двухполупериодной схем выпрямителей
Целью работы является изучение принципа действия параметрического стабилизатора напряжения, его исследование при изменении входного напряжения и сопротивления нагрузки, расчет коэффициента стабилизации и выходного сопротивления.
Для питания радиоэлектронной аппаратуры обычно используют стабилизированные источники. Особенно широко их применяют в аппаратуре на транзисторах и микросхемах. Идеальный стабилизатор должен обеспечивать абсолютное постоянство выходного напряжения. В реальном стабилизаторе выходное напряжение все же зависит от входного. Стабильность выходного напряжения оценивают коэффициентом стабилизации:
,
где ΔUВХ - изменение входного напряжения; ΔUВЫХ — изменение выходного напряжения, вызванное изменением входного.
Стабилизаторы одновременно со стабилизацией сглаживают пульсации выпрямленного напряжения, т. е. являются активными фильтрами.
В параметрических стабилизаторах напряжения (рисунок 3.1) используется малая зависимость напряжения на стабилитроне от проходящего через него тока (см. ВАХ стабилитрона – рисунок 3.2.б
В следующий полупериод, когда знаки напряжения на вторичной обмотке трансформатора изменяются на противоположные (на рисунке 2.2, а они даны в скобках), ток I2 (рисунок 2.2, г), будет проходить по цепи (рисунок 2.2, а): вывод 2, диод VD2, резистор RН, диод VD3, вывод 1.
Достоинство мостовой схемы по сравнению с двухполупериодной состоит в том, что диоды могут быть рассчитаны на вдвое меньшее обратное напряжение. Однако в цепи прямого тока в любой момент выпрямительного процесса находятся два последовательно включенных диода, что снижает экономичность схемы из за падения напряжения на них при прохождении прямого тока. В выпрямителях, выпрямленное напряжение которых значительно выше прямого падения напряжения на диодах, этот недостаток незаметен. В тех же случаях, когда выпрямленное напряжение соизмеримо с прямым падением напряжения, применяют двухполупериодную схему.
В мостовой схеме, как и в двухполупериодной, частота пульсаций равна удвоенной частоте сети.
2.3. Порядок выполнения работы
1. Собрать электрическую схему исследуемого выпрямителя (см. рисунок 2.1), пользуясь условными графическими обозначениями, приведенными на сменной панели стенда. Переменное напряжение подвести к гнезду 1 исследуемой схемы от одного из крайних зажимов источника питания ИП стенда, а к гнезду 2 от зажима «Общ.».
При выполнении работы в качестве VD1 … VD4 используются диоды Д220, резистор R1 = 200 Ом, конденсаторы С1 = С2 емкостью 20 и 50 мкФ, резистор R2 сопротивлением 510 Ом, 1 кОм, 1,6 кОм.
При выполнении работы не следует изменять положение тумблера ИП, так как в этом случае на 15% изменится входное напряжение, что внесет погрешность в измерения.
2. Провести измерения электрических параметров схемы для набора значений R2 и C1 = С2, вычислить значения kП и kСГЛ и занести в таблицу 2.1. Для измерения тока нагрузки в качестве РА используют мультиметр, включенный на пределе «200 мА». Необходимо обратить внимание на подключение измерительных щупов к гнездам «СОМ» и «А» для измерения тока.
Постоянные напряжения в схеме измеряют вторым мультиметром на пределе «20 В». Переменное напряжение на входе схемы измеряют, поставив переключатель пределов в положение «≈ 20 В».
Таблица 2.1
| Элементы схемы | R2, кОм | ∞ | 1,6 | 1,0 | 0,51 | ||||
| С1 = С2, мкФ | 20 | 50 | 20 | 50 | 20 | 50 | 20 | 50 | |
| UC1 , В | | | | | | | | | |
| ΔUC1,В | | | | | | | | | |
| ΔUC2,В | | | | | | | | | |
| IН, мА | | | | | | | | | |
| UR2 = URн,B | | | | | | | | | |
| К.П.Д.= (РВЫХ/РВХ) | | | | | | | | | |
| kП | | | | | | | | | |
| kСГЛ | | | | | | | | | |
3. Снять осциллограммы в точках Х1, Х2, Х3, Х6 схемы на рисунке 2.1, измерить величины пульсаций, графики сохранить для занесения в отчет по лабораторной работе.
4. Построить нагрузочную характеристику, пользуясь данными таблицы 2.1.
5. Сделать выводы по проделанной работе о характере влияния сопротивления нагрузки и емкостей конденсаторов фильтра на работу двухполупериодного выпрямителя и нагрузочные характеристики схемы.
2.4. Контрольные вопросы
1. Сколько последовательно включенные диодов имеется в цепи тока нагрузки при мостовой схеме выпрямления?
2. Каким должно быть максимально допустимое обратное напряжение диода в мостовой схеме?
3. Как влияют конденсаторы фильтра и сопротивление нагрузки на амплитуду пульсации?
4. Какой будет осциллограмма напряжения па нагрузке, если один из диодов отключен?
5. Когда применяют мостовую схему выпрямления?
6. Сравнить достоинства и недостатки мостовой и двухполупериодной схем выпрямителей
3. Лабораторная работа № 3. Исследование параметрического стабилизатора напряжения
3.1. Цель работы
Целью работы является изучение принципа действия параметрического стабилизатора напряжения, его исследование при изменении входного напряжения и сопротивления нагрузки, расчет коэффициента стабилизации и выходного сопротивления.
3.2. Теоретическая часть.
Для питания радиоэлектронной аппаратуры обычно используют стабилизированные источники. Особенно широко их применяют в аппаратуре на транзисторах и микросхемах. Идеальный стабилизатор должен обеспечивать абсолютное постоянство выходного напряжения. В реальном стабилизаторе выходное напряжение все же зависит от входного. Стабильность выходного напряжения оценивают коэффициентом стабилизации:
,где ΔUВХ - изменение входного напряжения; ΔUВЫХ — изменение выходного напряжения, вызванное изменением входного.
Стабилизаторы одновременно со стабилизацией сглаживают пульсации выпрямленного напряжения, т. е. являются активными фильтрами.
В параметрических стабилизаторах напряжения (рисунок 3.1) используется малая зависимость напряжения на стабилитроне от проходящего через него тока (см. ВАХ стабилитрона – рисунок 3.2.б