Особенности лабораторной установки.

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2

Лабораторная установка представляет собой устройство для исследования нестабилизированного и стабилизированного преобразователя постоянного напряжения. Она питается от промышленного маломощного регулируемого выпрямителя типа Б5-8, который включается в сеть переменного тока 220 В тумблером “сеть”, расположенным в верхнем правом углу его лицевой панели. Регулирование выходного напряжения постоянного тока осуществляется ступенчато с помощью переключателя, расположенного в середине лицевой панели Б5-8, имеющего ступенчатые диапазоны (пределы) в 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30… Вольт, и плавно внутри каждого диапазона с помощью переменного резистора с круглой ручкой, расположенного ниже ступенчатого переключателя. Выходная клемма регулируемого выпрямителя расположена в правом нижнем углу лицевой панели Б5-8, и имеют обозначение «-, +», причем к клемме «+» должен подходить провод питания исследуемого преобразователя красного цвета, а к клемме «-» - провод белого цвета.

При выполнении варианта работы нестабилизированного преобразователя ступенчатый переключатель устанавливается на пределе 20 В, для варианта стабилизированного преобразователя – на пределе 30 В.

На передней панели лабораторного макета установлены слева- направо приборы , измеряющих соответственно напряжение и ток на входе и то же на выходе преобразователя.

Режим работы преобразователя устанавливается с помощью тумблера : в положении тумблера: вправо - нестабилизированный вариант, влево - стабилизированный.

Сам тумблер расположен в правой нижней части лицевой панели лабораторного макета.

На передней панели лабораторного макета имеются гнезда для наблюдения с помощью осциллографа следующих параметров:

Х1-Х2 – ток через прямой диод VD1 преобразователя;

X2-X3 – ток через обратный диод VD2 преобразователя.

Сумма осциллограмм этих токов с учетом их временного сдвига и масштаба представляет собой ток дросселя L1.

Х2-Х4 – выходное прямоугольное напряжение преобразователя, иллюстрирующего работу ШИМ и позволяющего оценить коэффициент заполнения на входе накопительного фильтра преобразователя;

Х5-Х6 – выходное напряжение постоянного тока преобразователя. Точное значение его постоянной составляющей можно оценить с помощью выносного цифрового вольтметра постоянного тока, а переменной составляющей (пульсации) с помощью осциллографа с учетом масштабного множителя “Вольт/деление”. Величина тока нагрузки преобразователя плавно регулируется с помощью переменного резистора R_н, расположенного в правой торцевой части макета.

Некоторые технические данные цифрового вольтметра В7-21.

Вольтметр универсальный В7-21 предназначен для измерения напряжения постоянного тока от 1*10^-6 В до 500В и силы постоянного тока А до 5А. В данной лабораторной работе он используется только для точного измерения постоянного напряжения на выходе стабилизатора. Цифровой прибор включается в сеть переменного тока 220В клавишей «Сеть», расположенной в правом верхнем углу лицевой панели прибора и должен прогреваться в течении не менее 5-10 мин. Часть шкалы такого прибора изображена на рис 9.4.

После включения прибора В7-21 в сеть и его прогрева следует нажать кнопку 10В. На индикаторах-лампах появляется результат, например: 3, 012 В.

Приложение. Процессы функционирования исследуемого транзисторногопреобразователя

В лабораторной работе исследуются преобразователь постоянного напряжения без обратной связи и с обратной связью, т.е. нестабилизированный (НППН) и стабилизированный (СППН) преобразователи. Выбор его схемы осуществляется переключателем S1 на рис. 9.1

Среднее значение выпрямленного напряжения на нагрузке схемы рис.9.1

где - коэффициент трансформации трансформатора ТV2,

Т-период работы силового ключа VT1,

tи –время, в течение которого ключ замкнут,

-коэффициент заполнения импульса тока.

Из определения коэффициента заполнения Кз следует, что регулировать его величину можно:

- изменением длительности замкнутого tи и разомкнутого tп состояний ключа при постоянном значении Т (широтно-импульсная модуляция – ШИМ);

- изменением периода Т при сохранении одного из значений tи или tп постоянным (частотно-импульсная модуляция –ЧИМ);

- комбинированным использованием ШИМ и ЧИМ.

В лабораторной работе изменение коэффициента заполнения осуществляется с помощью модулятора длительности (ширины) импульса, выполненного на базе несимметричного транзисторного двухтактного преобразователя, который одновременно входит в силовую часть исследуемых преобразователей..

В несимметричной двухтактной схеме в отличие от симметричной оба плеча преобразователя, транзисторы, коллекторные обмотки W1 и W2 – имеют разные параметры.

Транзистор VT1 является мощным, а транзистор VT2 –маломощным, вспомогательным. Транзистор VT2 обеспечивает лишь протекание намагничивающего тока через обмотку W2 в ту часть периода, когда мощный транзистор VT1 закрыт, обеспечивая тем самым нормальную работу преобразователя. Часть первичной обмотки W1, подключаемая к мощному транзистору, имеет большее число витков, выполненное более толстым проводом, чем часть W2, подключаемая к вспомогательному транзистору.

Базовые обмотки преобразователя W3 и W4 обычно одинаковы. Делитель R_б, R_см,как указывалось выше, облегчает запуск преобразователя. Нагрузка преобразователя питается через однополупериодный выпрямитель VD1, причем вентиль VD1 подключен так, что энергия в нагрузку поступает в ту часть периода, в которой открыт силовой транзистор VT1.

Форма напряжения на выходе несимметричного преобразователя до диода VD1 и после него имеет соответственно вид рис.9.4а и 9.4б.

Для сглаживания пульсаций в схеме преобразователя применен накопительный LC-фильтр с «обратным» диодом VD2. При замкнутом транзисторе VT1 диод находится под обратным напряжением и не оказывает влияния на работу схемы.

В это время происходит накопление энергии в дросселе и конденсаторе фильтра. При размыкании VT1 ток продолжает протекать через нагрузку за счет энергии, накопленной в элементах фильтра (при этом ЭДС самоиндукции на дросселе меняет свой знак на противоположный,. поддерживая ток через “обратный” диод VD2).

Нетрудно убедиться, что в подобных несимметричных модуляторах длительность управляемой паузы t_п соответствует временному интервалу (времени) перемагничивания сердечника трансформатора TV2 от максимальной индукции одного знака (например, +Bm ) до максимальной индукции другого знака (например, -Вm) и определяется средним значением напряжения на вспомогательной обмотке управления W2, взятым за этот интервал, т.е.

(1)

где U_w₂- напряжение на обмотке W2, имеющей W₂ витков

⇐ Предыдущая 12