Лабораторная работа 5 по ЭПУ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ, ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИКИ

(Технический университет)

Лабораторная работа №5

Исследование импульсного стабилизатора постоянного напряжения

по предмету: «Электропреобразовательные устройства радиоэлектронных средств»

Выполнил студент гр. хх-х-хх:

Key_S

Проверил:

Петров В. А.

Лабораторная работа № 5

ИССЛЕДОВАНИЕ ИМПУЛЬСНОГО СТАБИЛИЗАТОРА ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Цели работы:

1. Исследование схем и основных характеристик регуляторов и стабилизаторов постоянного напряжения с импульсным регулированием.

2. Приобретение навыков экспериментального определения параметров стабилизатора.

Принципиальная схема макета:

Экспериментальная часть:

1. Исследование преобразователя постоянного напряжения понижающего типа.

1. Снятие временных диаграмм, характеризующих работу преобразователя.

U_ВХ = 13,5 В

F = 10 кГц

R₇ – положение 7

U_Н = 8,003 В

I_К = 175,1 мА

I_Н = 257,7 мА

КПД

На временных диаграммах:

Trace 1 – Напряжение U_VD1

Trace 2 – Напряжение U_УПР

Trace 3 – Напряжение U_КЭ

Trace 4 – Ток i_К

Trace 5 – Ток i

Trace 6 – Напряжение U_L1

Trace 7 – Ток i_VD1

Trace 8 – Напряжение U_Н

2. Снятие регулировочные характеристики преобразователя, т. е. зависимости напряжения на нагрузке, длительности τ импульсов коллекторного тока, относительной длительности γ = τ/T и постоянной составляющей коллекторного тока Iк от регулирующего напряжения: Uн, τ, γ, Iк = f(Uрег), при постоянном сопротивлении нагрузки Rн

Uр, В	3,933	3,773	3,581	3,453	3,197	3,069	2,887
Uн, В	5,243	5,795	6,517	7,000	7,770	8,300	8,959
, мкс	33	44	49	54	60	65	70
	0,4	0,45	0,5	0,55	0,6	0,65	0,7
Iк, мА	81,4	98,32	120,7	138,5	167,3	188,4	216,7

Uн=19,11799-3,5286*Uр

 = 153,33696-28,93562*Uр

=1,51544-0,28285*Uр

Iк=581,87558-128,1467*Uр

3. Снятие нагрузочные характеристики преобразователя: Uн, τ, γ, Iк = f(Iн) при изменении сопротивления нагрузки.

Iн, мА	11,49	45,62	79,37	108,3	136,1	161,7	187,3	210,2
Uн, В	7,26	6,878	6,581	6,369	6,135	5,965	5,817	5,689
, мкс	44,7	46	47	47,7	48,4	48,8	49,3	49,7
	0,45	0,471	0,48	0,487	0,493	0,497	0,501	0,506
Iк, мА	10,51	29,27	45,75	60,82	73,17	85,52	98,78	111,1

Ом

Uн=7,25323-0,0078*Iн

 = 44,82176+0,02449*Iн

=0,45553-2,56066*10^-4*Iн

Iк=5,77257-0,49862*Iн

2. Исследование преобразователя постоянного напряжения инвертирующего типа.

1. Снятие временных диаграмм, характеризующих работу преобразователя.

На временных диаграммах:

Trace 1 – Напряжение U_VD1

Trace 2 – Напряжение U_УПР

Trace 3 – Напряжение U_КЭ

Trace 4 – Ток i_К

Trace 5 – Ток i

Trace 6 – Напряжение U_L1

Trace 7 – Ток i_VD1

Trace 8 – Напряжение U_Н

2. Снять регулировочные характеристики преобразователя: Uн, τ, γ, Iк = f(Uрег), при постоянном сопротивлении нагрузки и минимальном входном напряжении.

U_ВХ = 8,9 В

Uр, В	4,029	3,837	3,645	3,453	3,293	3,101	2,877
Uн, В	-6,496	-7,706	-9,022	-10,55	-12,20	-13,88	-15,73
, мкс	39,0	44,0	49,1	54,3	58,9	64,1	63,8
	0,4	0,45	0,5	0,55	0,6	0,65	0,7
Iк, мА	39,78	55,79	78,66	110,6	174,5	211,7	303,6

Uн= -39,1268+ 8,18253*Uр

 = 144,24202-26,07774*Uр

=1,46695-0,26485*Uр

Iк=2786,26014-1316,36403*Uр157,51006 *Uр²

3. Снятие нагрузочных характеристик преобразователя: Uн, τ, , Iк = f(Iн) при изменении сопротивления нагрузки.

 = 0,4

Iн, мА	-14,46	-45,99	-71,21	-92,35	-108,3	-124,2	-137,6	-149,8
Uн, В	-7,855	-6,581	-5,817	-5,286	-4,84	-4,522	-4,246	-4,012
, мкс	39	39,1	39,1	39,1	39,1	39,1	39,1	39,1
Iк, мА	12,8	40,7	61,74	78,77	87,35	101,9	110,6	122,1

Ом

Uн=-7,97342-0,02773*Iн

Iк=3,49107-0,79046*Iн

3. Исследование импульсного стабилизатора постоянного напряжения понижающего типа в режиме ШИМ.

1. При постоянном сопротивлении нагрузки снять зависимость напряжения на нагрузке Uн, длительности импульсов коллекторного тока τ и относительной длительности γ = τ/T от входного напряжения: Uн, τ, γ = f(Uвх)

Uвх, В	8,873	10	12	13	14	15	17	18,84
Uн, В	5,180	5,456	5,838	5,986	6,135	6,241	6,475	6,645
, мкс	62,1	57	50	47	45	42,1	38	35,1
	0,62	0,577	0,51	0,481	0,46	0,433	0,393	0,363

Uн= 2,60694+ 0,36215*Uвх -0,00788*Uвх²

 = 83,4739-2,68129*Uвх

=0,82933-0,02573*Uвх

2. Снятие нагрузочных характеристик стабилизатора: Uн, τ, γ = f(Iн)

U_ВХ = 14 В

Iн, мА	10,38	43,02	76,77	107,1	137,9	167,2	197,3	225,1
Uн, В	6,602	6,475	6,39	6,305	6,241	6,178	6,114	6,071
, мкс	38	39	41	42	43	44	45	46
	0,388	0,4	0,42	0,43	0,436	0,45	0,455	0,47

Ом

Uн=6,58909-0,00242*Iн

 = 37,74856+0,03733*Iн

=0,38682+3,67391*10^-4*Iн

4. Исследование импульсного стабилизатора постоянного напряжения инвертирующего типа в режиме ШИМ.

1. Снятие зависимости напряжения на нагрузке Uн, длительности импульсов коллекторного тока τ и относительной длительности γ = τ/T от входного напряжения: Uн, τ, γ = f(Uвх)

Uвх, В	8,873	10,03	11,04	12	13	15	16	17	18,55
Uн, В	-5,753	-6,008	-6,178	-6,326	-6,475	-6,708	-6,836	-6,942	-7,04
, мкс	52,1	48	45	43	40	36,5	34,9	33	31,6
	0,529	0,49	0,461	0,441	0,413	0,378	0,36	0,343	0,323

Uн= -4,69126 -0,13206*Uвх

 = 68,82378-2,10147*Uвх

=0,69808-0,02095*Uвх

2. Снятие нагрузочных характеристик стабилизатора: Uн, τ, γ = f(Iн)

U_ВХ = 14 В

Iн, мА	-13,72	-50,81	-87,53	-121,6	-152,8	-183,9	-214,7	-243,3
Uн, В	-7,336	-7,303	-7,133	-7,006	-6,878	-6,730	-6,645	-6,517
, мкс	25,1	28,8	31	32,6	35	37,2	38	40
	0,265	0,304	0,324	0,343	0,365	0,369	0,393	0,4

Ом

 = 25,10894-0,06255 *Iн

Uн=-7,44587-0,00376*Iн

=0,26972-5,66508*10^-4 *Uвх

4. Исследование импульсного стабилизатора постоянного напряжения понижающего типа в релейном режиме.

1. При постоянном сопротивлении нагрузки снять зависимость напряжения на нагрузке Uн, длительности импульсов коллекторного тока τ и относительной длительности γ = τ/T от входного напряжения: Uн, τ, γ = f(Uвх)

Uвх, В	8,893	10	12	13	14	15	16	17	19,07
Uн, В	2,377	2,441	2,547	2,59	2,632	2,675	2,717	2,781	2,844
, мкс	250	267,5	292	303,5	312	320	328	335	344
	0,323	0,302	0,26	0,24	0,23	0,22	0,213	0,20	0,18

2. Снятие нагрузочных характеристик стабилизатора: Uн, τ, γ = f(Iн)

U_ВХ = 14 В

Iн, мА	4,45	17,8	33,38	47,1	60,82	72,32	87,9	94,95
Uн, В	3,12	2,881	2,844	2,823	2,759	2,696	2,681	2,611
, мкс	1120	660	480	418	360	339	320	300
	0,2228	0,2295	0,2376	0,2391	0,2479	0,2440	0,2431	0,2316

Ом