laboratornaya_rabota_4

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ

Ордена Трудового Красного Знамени

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Московский технический университет связи и информатики»

Кафедра «Экологии, безопасности жизнедеятельности и электропитания»

Лабораторная работа №4

ИССЛЕДОВАНИЕ ИМПУЛЬСНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ

Выполнил:

Студентка группы БРМ1902

Обама Х.С.

Цель работы

Изучить принцип действия и особенности импульсных источников питания. Ознакомиться с принципом действия релейных стабилизаторов.

Фронтальный вид стенда

Принципиальные схемы

	Схема релейного стабилизатора
	Временная диаграмма напряжения на входе фильтра
	Схема электрическая принципиальная исследуемого стабилизатора

Таблица экспериментальных и расчетных данных

Таблица 1

U0 = 27 В - const
Экспериментальные данные					Результаты расчета
Iн, А	Uн, В	I0, А	ΔUH~, В	Pн, Вт		P0, Вт	η
0,1	11,991	0,07	0,137	1,1991		1,89	0,634
0,2	11,996	0,11	0,134	2,3992		2,92	0,822
0,3	11,945	0,16	0,132	3,5835		4,32	0,83
0,4	11,922	0,21	0,13	4,7688		5,67	0,842
0,5	11,877	0,34	0,127	5,9385		9,18	0,647

= = 0,285

Таблица 2

Iн = 0,2 А - const
Экспериментальные данные					Результаты расчета
U0, В	Uн, В	I0, А	ΔUH~, В	Pн, Вт		P0, Вт	η
18	11,9	0,18	0,122	2,38		3,24	0,735
20	11,93	0,17	0,126	2,386		3,4	0,702
23	11,94	0,16	0,133	2,388		3,68	0,649
27	11,95	0,13	0,137	2,39		3,51	0,681
30	11,96	0,1	0,141	2,392		3	0,797

Графики и диаграммы

Вывод: в процессе изучения принципа действия и особенностей импульсных источников питания мы построили графики характеристик стабилизатора: график внешней характеристики стабилизатора U_Н=f(I_Н) при постоянном напряжении питания; график нагрузочной характеристики стабилизатора U_Н=f(U₀) при постоянном токе нагрузки I_Н=const; график зависимости величины и частоты пульсации на нагрузке стабилизатора при изменяющемся напряжении U₀ и постоянном токе нагрузки, а также при постоянном напряжении U₀ и изменяющемся токе нагрузки.

Контрольные вопросы:

1. По схеме рис.9:

- на транзисторах VT1, VT2 выполнено УПТ;

- резистор R1 и стабилитрон VD3 выполняет стабилизацию УПТ;

- на резисторах R2-R4 и стабилитроне VD4 выполнен эталонный источник;

- диоды VD5, VD6 включенные параллельно конденсатору C3 необходимы прежде всего для стабилизации напряжения на этом конденсаторе;

- диод VD7, конденсатор C4 и дроссель L2 образуют выходной фильтр нижних частот.

2. УПТ выполнен по схеме дифференциального усилителя для того, чтобы значительно минимизировать температурный дрейф нуля. Такие усилители построены на двух идентичных по своим параметрам и характеристикам транзисторах.

УПТ служат для усиления медленно меняющихся сигналов или сигналов, значение которых после изменения остается сколь угодно долго.

Особенностью УПТ является непосредственная (гальваническая) связь между каскадами. Это объясняется тем, что ни конденсатор, ни трансформатор не пропускают постоянную составляющую тока.

Недостатком УПТ является «дрейф нуля» − наличие сигнала на выходе при его отсутствии на входе. Самым эффективным методом борьбы с «дрейфом нуля» является использование дифференциального усилителя.

3. При переводе VT4, VT5 и VT6 в состояние осечки создается цепь базового тока для транзистора VT7 (+U0→RШ→переход эб VT7→диоды VD5, VD6→резисторы R15, R16→- U0→+U0) и перевод его в состояние насыщения, что в свою очередь приводит к переводу силового транзистора VT8 в режим насыщения.

4. При переводе силового транзистора VT8 в режим насыщения, начинается процесс увеличения тока дросселя L2 и увеличение выходного напряжения. Выходной фильтр нижних частот состоит из дросселя L2, конденсатора C4 и диода VD7.

5. Параметры каких элементов схемы наиболее сильно влияют на изменения выходного напряжения стабилизатора?

Наиболее сильное влияние на изменения выходного напряжения стабилизатора оказывает источник опорного напряжения и коэффициент усиления по цепи отрицательной обратной связи.

6. Достоинства линейных стабилизаторов напряжения: простота применения, малые габариты, низкий уровень шума выходного напряжения, относительно небольшая стоимость.

Преимущество импульсных стабилизаторов напряжения: более высокий КПД (по сравнению с линейными).

7. Триггер Шмитта. Триггер может находиться в одном из двух устойчивых состояний. В первом состоянии транзистор T₁ закрыт, а T₂ - открыт и насыщен. Переход триггера из одного состояния в другое происходит очень быстро (лавинообразно) при воздействии определенной величины на базу транзистора T₁. Существуют две критические величины сигнала, при которых происходит срабатывание и отпускание триггера. Под срабатыванием триггера будем понимать переход транзистора T₁ в открытое состояние, а транзистора T₂ - в закрытое. Отпускание триггера – переход его в исходное положение (транзистор T₁ закрыт, а T₂ - открыт). Когда напряжение, приложенное к базе транзистора T₁, достигает некоторого значения U_ср, триггер срабатывает. Возврат триггера в исходное положение происходит при другой величине управляющего напряжения на базе транзистора T₁ – U_отп (напряжение отпускания). Эти напряжения U_ср и U_отп являются основными величинами характеризующими работу триггера как релейного элемента, причем всегда U_ср > U_отп . Интервал между величинами этих напряжений характеризует зону нечувствительности релейного элемента, т.е. когда величина входящего сигнала находится в пределах U_ср>U_упр>U_отп, то состояние триггера не может быть однозначно определено.

8. Определение значения выходного напряжения и тока, потребляемого стабилизатором от регулируемого выпрямителя, осуществляется с помощью вольтметра U₀ и амперметра I₀. Ток нагрузки определяется с помощью амперметра I_Н. U_Н определяет среднее значение выходного напряжения стабилизатора. U₁ определяет входное напряжение.

Москва – 2022