Лабораторная работа №1. «Диоды в источниках питания» icon

Лабораторная работа №1. «Диоды в источниках питания»


Смотрите также:
Изучение макрокоманд программы ms excel с выполнением контр...
Лабораторная работа №1...
Динамические процессы в источниках питания магнетронных генераторов малой мощности...
Лабораторная работа №1...
Лабораторная работа №4...
Лабораторная работа 9...
Лабораторная работа № топографические карты...
Лабораторная работа №1...
Контрольная работа Лабораторная работа №1 «Дольменная культура» Лабораторная работа №2 «Генуэзцы...
Лабораторная работа №1...
Лабораторная работа №1. Освоение приемов работы с электронными таблицами. 5...
Методические указания к выполнению лабораторно-практических работ для студентов специальности 17...



Загрузка...
страницы:   1   2   3   4   5   6   7
скачать

Лабораторная работа №1. «Диоды в источниках питания» 2

Цель работы. 2

Теоретическая часть. 2

Описание макета. 5

Задание. 5

Контрольные вопросы. 6

Лабораторная работ №3 «Ключевой режим работы транзистора» 7

Цель работы. 7

Теоретическая часть 7

Описание макета 9

Задание 10

Контрольные вопросы 11

Лабораторная работа №4. «Униполярный транзистор в широкополосном усилительном каскаде с RC-связями» 12

Цель работы. 12

Теоретическая часть. 12

Описание макета. 15

Задание. 15

Контрольные вопросы. 16

^ Лабораторная работа № 6. «Ключ на транзисторах с эмиттерной связью» 17

Цель работы. 17

Теоретическая часть. 17

Описание макета. 18

Задание 24

Содержание отчета 25

Вопросы для самоподготовки 25
^



Лабораторная работа №1. «Диоды в источниках питания»

Цель работы.


Исследование характеристик и параметров выпрямительных схем и стабилизаторов напряжения.
^

Теоретическая часть.


Электронные приборы и устройства требуют для своего питания стабильного напряжения постоянного тока. В большинстве практических случаев такое напряжение получают из переменного напряжения сети с помощью вторичных источников питания, включающих выпрямитель сетевого напряжения, сглаживающий фильтр и стабилизатор напряжения (рис. I).



В состав выпрямителя обычно входят: силовой трансформатор, предназначенный для получения необходимых величин переменного напряжения из напряжения сети, а также для гальванической раз­вязки с сетью; вентильная группа (чаще всего полупроводниковые диоды), преобразующая напряжение переменного тока в пульсирующее напряжение постоянного тока, и емкостная нагрузка вентильной группы, представляющая собой конденсатор относительно большой емкости, который можно также рассматривать как простой емкостный сглаживающий фильтр. Сглаживающий фильтр, подключаемый к выходу выпрямителя, уменьшает пульсации выходного напряжения.

Если к выходному напряжению предъявляются высокие требова­ния по стабильности при колебаниях напряжения сети и тока нагрузки, то в источник питания вводится стабилизатор напряжения.

На рис. 2а представлена схема однополупериодного выпрямителя с полупроводниковым выпрямительным диодом V1. Как известно, вольт-амперная хар-ка (ВАХ) выпрямительного диода имеет вид, представленный на рис. 3. Для упрощения практических расчетов ее часто представляют на основе кусочно-линейной аппроксимации двумя участками прямых AB и BC, причем AB идет по оси абсцисс, а наклон BC определяется средним, прямым сопротивлением диода



С целью дальнейшего упрощения иногда принимают Uдн=0 и тогда точка B смещается в начало координат. Как следует из такой аппроксимации ВАХ, диод представляют элементом с односторонней проводимостью, его внутреннее сопротивление на участке ВА стремится к бесконечности, а на участке ВС сравнительно мало.








Рис 4. Временные диаграммы, отражающие работу однополупериодного выпрямителя.

На рис. 4 приведены временные диаграммы напряжений и токов в выпрямителе, работающем на емкостную нагрузку. В интервале времени t2-t1, соответствующему изменению фазового угла t2 - t1, диод открыт и через него протекает токи нагрузки и заряда конденсатора С. Постоянная времени заряда зар=С(Rн||Rпот), где сопротивление потерь Rпот=Rпр.ср+Rтр (Rтр - активное сопротивление потерь трансформатора). Практически всегда Rпот<=Rн и зарСRпот. В остальную часть периода диод закрыт.

В течение этого времени конденсатор разряжается разрC(Rн||(Rобр+Rпр)).

Поскольку у правильно выбранных диодов их обратное сопротивление Rобр>>Rпр+Rн, постоянная времени разряда разрRн и зар<<разр, т.е. процессы заряда и разряда конденсатора С идут с разной скоростью. Следовательно, появляется постоянная составляющая напряжения U0, на диоде обратное напряжение может достигать величины Uобр=2U2m. Поэтому диод выбирают с Uобр.макс>2U2m.

Фазовый угол, в течение которого диод открыт обозначается 2 =t2-t1, где - угол отсечки. Чем меньше , тем больше U0 и меньше пульсация. Поэтому  нежелательно уменьшать.

В установившемся режиме площади под кривыми тока заряда конденсатора Iсз и тока заряда Iср одинаковы. Основными расчетными параметрами выпрямителя являются функциями коэф-та А()= tg-=Rпот/(mRн), где m=1 для однополупериод. и m=2 для двухлолупериод. выпpямителeй. С помощью этого пар-ра определяют необходимые значения:

Im-макс-го импульса тока через диод;

I2 - действующего значения тока вторичной обмотки трансформатора;

Е2 - действующего значения ЭДС вторичной обмотки.

С помощью коэф. А() при расчетах определяют и коэффициент пульсации, равный отношению амплитуды напряжения первой гармоники к постоянной составляющей выпрямленного напряжения U0:.

Выходное сопротивление , где ∆U0 и ∆I0 находят по нагрузочной характеристике источника U0=f(I0); U0 и I0 –напряжение и ток нагрузки.

На рис. 2 б приведена схема двухполупериодного мостового выпрямителя. Ее особенностью является то, что за период через диоды протекают два импульса тока. В одном полупериоде ток течет через диоды V2 и V3 (пунктирные стрелки), в другом - через диоды V1 и V4. Частота пульсации выпрямленного тока выше в два раза, а величина их меньше. Обратное напряжение на диодах ниже в два раза сравнению с однополупериодной схемой, поэтому необходимо обеспечить Uобр.макс>U2m. Еще одной особенностью этой схемы является отсутствие в трансформаторе постоянного подмагничивания, так как ток вторичной обмотки в полупериодах протекает в противоположных направлениях.

Для уменьшения пульсации выходного напряжения между выпрямителем и нагрузкой часто включают сглаживающий фильтр. Качество сглаживания определяется коэффициентом сглаживания, равным отношению коэффициента пульсации на входе фильтра к коэффициенту пульсации на его выходе



Например, простой LC-фильтр, представляющий собой последовательно с нагрузкой включенный дроссель и параллельно с нагрузкой включенный конденсатор, существенно уменьшает пульсации, поскольку для постоянной составляющей U0 сопротивление дросселя близко к 0, а конденсатора - к бесконечности, для переменной- наоборот, поэтому постоянная составляющая проходит через фильтр практически без изменений, а переменная существенно уменьшается.

Использование электронного стабилизатора позволяет значительно уменьшить Кп, Rвых. а также зависимость U0 от колебаний напряжения в сети и тока нагрузки. Качество стабилизации оценивается коэф. стабилизации при пост. токе нагрузки



где ∆Uвых - приращение U0 при изменении Uвх на величину ∆Uвх; Uвх.ном, Uвых.ном - номинальные значения напряжений.



Простейшим электронным стабилизатором является параметрический стабилизатор (рис. 5а), состоящий из балластного сопротивления Rб и стабилитрона. Он устанавливается в источнике питания между нагрузкой и выпрямителем со сглаживающим фильтром, если таковой имеется. В этой схема используется свойство обратно смещенного стабилитрона сохранять напряжение в области пробоя практически неизменным при значительных изменениях протекающего через него тока (рис. 5 6, обратная ветвь ВАХ стабилитрона в области Uст). При отклонении Uвх от номинального значения почти все приращение входного напряжения падает на Rб, а выходное напряжение практически не меняется. При изменении тока нагрузка I2(Uвх=const) происходит перераспределение тока между стабилитроном и нагрузкой (изменяется Iст) почти без изменения общего тока I1 . Следовательно, напряжение на нагрузке остается практически постоянным. Коэффициент стабилизации параметрического стабилизатора определяется по формуле



где rд - динамическое сопротивление стабилитрона.

Выходное сопротивление стабилизатора , так как rд<б




Скачать 0.67 Mb.
оставить комментарий
страница1/7
Дата29.09.2011
Размер0.67 Mb.
ТипЛабораторная работа, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

страницы:   1   2   3   4   5   6   7
плохо
  1
не очень плохо
  1
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх