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

.

Описание лабораторного макета стабилизатора и указания по проведению экспериментальных исследований - student2.ru

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:

Описание лабораторного макета стабилизатора и указания по проведению экспериментальных исследований - student2.ru или Описание лабораторного макета стабилизатора и указания по проведению экспериментальных исследований - student2.ru (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%

Описание лабораторного макета стабилизатора и указания по проведению экспериментальных исследований - student2.ru (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)

Описание лабораторного макета стабилизатора и указания по проведению экспериментальных исследований - student2.ru (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 :

Описание лабораторного макета стабилизатора и указания по проведению экспериментальных исследований - student2.ru (5.4)

или

Описание лабораторного макета стабилизатора и указания по проведению экспериментальных исследований - student2.ru (5.5)

Коэффициент пульсаций выходного напряжения стабилизатора определяется при постоянном значении сопротивления нагрузки Rн

( Rн = const ) в соответствии с соотношением :

Описание лабораторного макета стабилизатора и указания по проведению экспериментальных исследований - student2.ru (5.6)

I. Экспериментальное исследование транзисторного компенсационного стабилизатора с широтно-импульсным регулированием.

Описание лабораторного макета стабилизатора и указания по проведению экспериментальных исследований - student2.ru

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).

Определение КПД

· Установить номинальный режим работы стабилизатора:

UВХ НОМ = 15 В; UВЫХ НОМ = 3 В; IНАГР НОМ = 0,18 А .

Записать значения IВХ (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)

Наши рекомендации