Работа схемы удвоения напряжения
Схема удвоения напряжения представляет собой соединение двух однополупериодных выпрямителей.
Применение
Применяется при высоких напряжениях (до 1...2 кВ) и небольших токах нагрузки.
Пульсации напряжения
Приближенная формула для коэффициента пульсаций совпадает с выражением (3). Пульсации на каждом конденсаторе схемы удвоения в 2 раза больше пульсаций на ее выходе.
Рис. 42. Напряжение на входе и выходе схемы удвоения напряжения
Задание на лабораторную работу
1. Иcследовать однополупериодную схему выпрямления
1.1. Собрать схему (рис. 32). Выпрямительный диод использовать из л/р №1. Трансформатор - «идеальный» (без потерь) TS_POWER_VIRTUAL из набора Basic.
1.2. Наблюдать на экране осциллографа сигналы на входе и выходе выпрямителя.
1.3. Добавить в схему конденсатор С1 (рис. 34). Наблюдать на экране осциллографа сигналы на входе и выходе выпрямителя.
1.4. Определить по осциллографу амплитуду пульсаций на выходе выпрямителя. При измерениях использовать органы управления осциллографом (AC/DC, Scale, Y position) для каналов А и В.
1.5. Рассчитать экспериментальный и теоретический (3) коэффициенты пульсаций. Сравнить значения.
1.6. Вставить в отчет (документ Word) копии экранов осциллографа в момент измерения пульсаций на выходе выпрямителя и расчеты коэффициентов пульсаций.
1.7. Исследовать зависимость коэффициентов пульсаций от емкости фильтрующего конденсатора, увеличив его значения в 2, 5 и 10 раз.
1.8. Исследовать зависимость коэффициентов пульсаций от сопротивления нагрузки, увеличив его значения в 2, 5 и 10 раз.
2. Иcследовать двухполупериодную схему выпрямления
2.1. Собрать схемы (рис. 36 и 38)
2.2. Повторить эксперименты 1.2-1.8 для двухполупериодного выпрямления (рис. 38). При расчетах использовать выражение (4).
3. Иcследовать мостовую схему выпрямления
3.1. Собрать схему (рис. 39).
3.2. Добавить в схему конденсатор и повторить эксперименты 1.4-1.8 для мостового выпрямления.
4. Иcследовать схему удвоения напряжения.
4.1. Собрать схему (рис. 41).
4.2. Добавить в схему конденсатор и повторить эксперименты 1.4-1.8 для удвоителя напряжения.
4.3. Определить экспериментальный коэффициент умножения напряжения.
Таблица 2
Задание на лабораторную работу №2
| № варианта | ||||||||||
| Амплитуда, В | ||||||||||
| Частота, Гц | ||||||||||
| Rн, кОм | 5,1 | 5,1 | 7,5 | 1,0 | 5,1 | 5,1 | 5,1 | |||
| C, мкФ | 3,3 | 7,5 | 5,1 |
| № варианта | ||||||||||
| Амплитуда, В | ||||||||||
| Частота, Гц | ||||||||||
| Rн, кОм | 6,8 | 1,5 | 1,5 | 6,8 | 1,5 | 1,5 | 1,0 | |||
| C, мкФ | 1,0 | 1,0 | 2,2 | 2,2 | 4,7 | 2,2 | 2,2 | 4,7 | 2,2 | 2,2 |
В случае появления окна с сообщением об ошибке Simulation Error Log/Audit Trail произвести самостоятельно подбор номиналов элементов в схеме.
Контрольные вопросы
1. Назначение и состав выпрямителей.
2. Требования к выпрямителям.
3. Основные схемы выпрямителей и их сравнение.
4. Состав и работа однополупериодной схемы выпрямления.
5. Достоинства и недостатки, применение однополупериодной схемы выпрямления.
6. Достоинства и недостатки двухполупериодной схемы выпрямления.
7. Применение, достоинства и недостатки мостовой схемы выпрямления.
8. Особенности умножителей напряжения.
3.11. Лабораторная работа №3.
Исследование стабилизаторов напряжения
В большинстве случаев источники питания не могут самостоятельно обеспечить требуемую стабильность напряжения и тока. На практике находят применение параметрические, компенсационные и компенсационно-параметрические стабилизаторы. Наиболее часто используют параметрические стабилизаторы, работа которых основана на изменении параметров стабилизирующего элемента для компенсации влияния дестабилизирующих факторов.
Применение
Стабилизаторы напряжения используются в источниках питания для стабилизации постоянного напряжения, а также в качестве источников опорного напряжения.
Принцип действия
В стабилизаторах напряжения применяются элементы с нелинейной вольтамперной характеристикой, напряжение на которых мало зависит от протекающего через них тока. В качестве таких элементов используются полупроводниковые стабилитроны (диоды Зенера, Zener diodes).
При изменении входного напряжения ток через стабилитрон изменяется, что приводит к незначительным изменениям напряжения на стабилитроне и, следовательно, на нагрузке.