Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
Исследование параметрических стабилизаторов напряжения и тока. Цель работы: изучение принципов действия и исследование режимов работы параметрических стабилизаторов постоянного напряжения и постоянного тока
|
|
Цель работы: изучение принципов действия и исследование режимов работы параметрических стабилизаторов постоянного напряжения и постоянного тока.
Методические указания по подготовке к работе
Широко применяемые в источниках питания стабилизаторы напряжения и тока делятся на параметрические и автокомпенсационные.
В параметрических стабилизаторах (ПС) для достижения эффекта стабилизации применяются элементы, у которых зависимость сопротивлений от тока или напряжения существенно нелинейна. Принцип действия заключается в использовании особого стабилизирующего участка из вольтамперной характеристики, на котором наблюдается слабая зависимость тока от напряжения (в стабилизаторах тока) или напряжения от тока (в стабилизаторах напряжения).
В ПС на кремниевом стабилитроне (рис. 3.1, а) стабилизация напряжения происходит из-за наличия пологого участка его вольтамперной характеристики при обратном смещении (при электрическом пробое). Нагрузка включается параллельно стабилитрону. При изменении входного напряжения изменяется ток через стабилитрон I с, вызывающий соответствующее изменение напряжения на так называемом балластном сопротивлении R б, которое включается последовательно со стабилитроном и нагрузкой. Напряжение на стабилитроне (т. е. на нагрузке) поддерживается постоянным, так как любое изменение напряжения вызовет равное ему изменение напряжения на R б. Если же имеют место отклонения тока нагрузки I н при постоянном входном напряжении, то ток Iс изменяется таким образом, чтобы суммарный ток I вх =I н +Iс через R б оставался постоянным, т. е. напряжение на нагрузке и в этом случае стабильно.
При больших изменениях сопротивления нагрузки в ПС напряжения необходимо подключение с стабилитрону эмиттерного повторителя (рис. 3.1, б), который позволяет повысить мощность и КПД стабилитрона.
В исследовании ПС тока (рис. 3.1, в) в качестве нелинейного элемента используется транзистор, у которого при фиксированном напряжении на базе коллекторный ток очень слабо зависит как от сопротивления нагрузки, так и от напряжения питания транзистора.
Описание лабораторной установки
Исследования проводятся на макете, принципиальная схема которого приведена на рис. 3.2. Переменное напряжение сети поступает на трансформатор Тр1, мостовую схему выпрямления и преобразуется в постоянное напряжение, величина которого регулируется с помощью переключателя S 1. Переключатель S2 позволяет подключить к выпрямителю одну из исследуемых схем. В положении 1 переключателя включается стабилизатор напряжения на стабилитроне; в положении 2 – стабилизатор напряжения на кремниевом стабилитроне с эмиттерным повторителем; в положении 3 – стабилизатор тока на транзисторе.
Стабилизатор напряжения состоит из стабилитрона VD1 и балластного сопротивления R1; стабилизатор с эмиттерным повторителем выполнен на транзисторе VT1, стабилитроне VD2 и резисторе R 7. Стабилизатор тока собран на транзисторе VT 2, стабилитронах VD 3, VD 4 и резисторах R13 – R15.
Переключатели S3, S4, S5 позволяют ступенчато изменять сопротивления нагрузки стабилизаторов. Токи в нагрузке регистрируются соответственно приборами pА1, pА2 и pА3. Контактные клеммы К1 – К6 позволяют подключать к различным точкам схемы осциллограф и цифровой вольтметр с целью наблюдения и измерения пульсаций, точного определения постоянных составляющих напряжений.
Порядок выполнения работы
1.Изучить схему установки, ее макет, порядок включения, назначение измерительных приборов и органов управления.
2.Исследовать работу схемы ПС напряжения на стабилитроне. Для этого необходимо включить установку, осциллограф и цифровой вольтметр. Перевести переключатель S2 в положение 1.
2.1.Снять зависимость режимов работы ПС напряжения на стабилитроне от входного напряжения U 1. С этой целью:
а) переключатель S3 перевести в положение 3, S1 – в положение 1;
б) изменяя входное напряжение U 1 переводом переключателя S1 из положения 1 в положение 5, регистрировать значения U 1 и напряжения нагрузки U н по показаниям цифрового вольтметра, поочередно подключая его к контактным клеммам К1 и К2; ток нагрузки I н определять по показаниям миллиамперметра РА1; результаты измерений занести в таблицу 1.
Таблица 1
| Положение S1 | Измеренные величины | Расчетные величины | ||||
| U 1 В | U н В | I н мА | Р 1 мВт | Р н мВт | КПД % | |
При выполнении отчета дополнить табл. 1 расчетными данными, причем мощность Р1, подводимая к стабилизатору, рассчитывается как
,
где R 1 = 50 Ом; мощность в нагрузке Р н = U н I н, а коэффициент полезного действия КПД = Р н / Р 1.
Определить коэффициент стабилизации ПС:
.
в) Построить графики зависимостей U н= f(U1), КПД= f(U1).
2.2. Исследовать зависимость режимов работы ПС напряжения на стабилитроне от сопротивления нагрузки. Для этого необходимо:
а) перевести переключатель S1 в положение 3, переключатель S3 – в положение 5;
б) изменяя сопротивление нагрузки переводом переключателя S3 из положения 5 в положение 1, измерить значения U 1, U н, амплитуд пульсаций Um 1, Um н, подключая поочередно цифровой вольтметр и осциллограф к клеммам К1 и К2; ток нагрузки I н определить по показаниям миллиамперметра pА1; данные свести в таблицу 2.
Таблица 2
| Положение S 3 | Измеренные величины | Расчетные величины | |||||||
| I н мА | U н В | U 1 В | U mн мВ | U m1 мВ | Р 1 мВт | Р н мВт | КПД % | К с | |
Выполняя отчет, дополнить табл. 2 расчетными величинами, причем значения коэффициента сглаживания пульсаций рассчитывается, как
Определить величину дифференциального сопротивления ПС.
.
в) Вычислить для каждого положения S3 R н= U н/ I н, построить графики зависимостей U н= f(R н ), КПД= f(R н ), Кс= f(R н ).
3. Исследовать работу схемы ПС напряжения с эмиттерным повторителем. Переключатель S 2 перевести в положение 2.
3.1.Снять зависимость режимов работы этого ПС от входного напряжения. Переключатель S4 установить в положении 3, далее провести измерения и расчеты согласно п. 2.1, заполнив таблицу, аналогичную таблице 1, причем для регистрации показаний U н и I н использовать клемму К4 и миллиамперметр pА 2. Мощность Р 1 в этом случае определяется как Р 1 = U 1 I н. Построить графики зависимостей U н= f(U1), КПД= f(U1), Кс= f(U1).
3.2.Исследовать зависимость режимов работы ПС напряжения с эмиттерным повторителем от сопротивления нагрузки. Переключатель S1 перевести в положение 3, далее действовать в соответствии с последовательностью, описанной в п. 2.2. Заполнить таблицу, аналогичную таблице 2. Вычислить для каждого положения S3 R н= U н/ I н, построить графики зависимостей U н= f(R н ), КПД= f(R н ), Кс= f(R н ).
4.Исследовать работу схемы стабилизатора тока, для чего установить переключатель S2 в положение 3.
4.1.Изучить зависимость режимов работы стабилизатора тока от входного напряжения U1. Для этого переключатель S1 перевести в положение 1, а переключатель S5 – в положение 3. Переводя S1 из положения 1 в положение 5, регистрировать значения U н, подключив цифровой вольтметр к клемме К6, и I н по показаниям миллиамперметра pА3. Заполнить таблицу 3, и построить графики зависимостей I н =f(U1), U н =f(U1).
Таблица 3
| Положение S 1 | U 1, В | U н, В | I н, мА |
4.2. Снять зависимость режимов работы стабилизатора тока от сопротивления нагрузки. Перевести переключатель S1 в положение 3, S 5 – в положение 1. Изменяя нагрузку переключением S5 из положения 1 в положение 5, измерить величины U 1, I н и U н. Данные свести в таблицу 4.
Таблица 4
| Положение S 5 | I н, мА | U н, В | U 1, В | R н, Ом |
Вычислить для каждого положения S5 R н= U н/ I н, построить графики зависимостей U н= f(R н ), I н= f(R н ).
Оформление отчета
В отчете должны быть представлены:
1.Исследуемые схемы параметрических стабилизаторов.
2.Таблицы, содержащие результаты измерений и расчетов.
3.Графики зависимостей измеренных и расчетных величин, указанных в соответствующих пунктах.
4.Краткие выводы по результатам исследований.
Библиографический список
1. Электропитание устройств связи: Учебник для ВУЗов/Под ред. Ю.Д. Козлова. -М.: Радио и связь, 1998.-С. 130-142.
2. Иванов-Цыганов А. И. Электропреобразовательные устройства РЭС. М.: Высшая школа, 1991. С. 152–161.
3. Электропитание устройств и систем телекоммуникаций: уч. пособие для вузов / В. М. Бушуев и др. – М.: Горячая линия-Телеком, 2011. С. 194 – 203.
______________
Date: 2015-12-12; view: 650; Нарушение авторских прав