381_382_-_KOMP_GRAFIKA / +12 лаб.р_Випрямувальні схеми джерел живлення

ЛАБОРОТОРНА робота № 12

Тема: Випрямувальні схеми джерел живлення.

Мета роботи: Навчитися креслити схеми джерел живлення.

Хід роботи:

1. У середовищі Wіndows із програмної папки Desіgn Lab викликати програму Schematіcs і за допомогою убудованого графічного редактора зібрати схему випрямляча без конденсатора фільтра відповідно до підготовки до роботи.

2. Знайти елементи, необхідні для креслення випрямувальних схем джерел живлення.

3. Накреслити мікросхему, запропоновану викладачем:

Рис. 1 Схема однополупериодного выпрямителя (а), двухполупериодного со средней точкой (б) и мостовая схема выпрямителя (в)

Контрольні питання:

1. За допомогою чого задаються вхідні сигнали?

2. Що використовується в якості живлення та вхідних сигналів?

Методичні вказівки

Тут дані короткі відомості по складанню схеми і її аналізу в системі схемотехнического моделювання Desіgn Lab. Більш докладно див. [1].

Рис. 3. Робоча схема для моделювання однополупериодного випрямляча

Робоча схема досліджуваного випрямляча показана на мал. 3. Для її складання необхідно:

1. Розмістити на робочому полі всі необхідні елементи. Для цього ввійти в бібліотеку моделей ( Ctrl-G або нажати на іконку ), вибрати й перенести на робоче поле елементи, необхідні для побудови схеми (резистор - R; конденсатор - З; діод - Dbreak; трансформатор (вірніше напруга на вторинній обмотці) моделюється за допомогою джерела синусоїдальної напруги - VSІ; земля - EGND).

2. Красиво з елементи, не з'єднуючи їх. Для цього відзначити елемент, клацнувши один раз лівою кнопкою миші, і перетягнути його на потрібне місце. Якщо потрібно повернути елемент на 90 - Ctrl/R.

3. З'єднати елементи між собою відповідно до принципової схеми. Для цього курсор миші перевести в режим малювання сполучних ліній (іконка - ). Підвести олівець до висновку одного з елементів і клацнути лівою кнопкою (ЛК). Підвести олівець до іншої крапки схеми й знову клацнути ЛК. І так далі.

4. Зберегти схему в робочій папці, наприклад, D:\Student\<name>, де <name> - будь-яке ім'я не включає кирилицю, або який-небудь іншої за вказівкою викладача.

5. Установити параметри резисторів і конденсаторів. Для цього двічі клацнути на елемент і у вікні, що виплило, установити необхідні параметри. Для синусоїдального джерела вхідного сигналу встановити амплітуду VAMPL і частоту FREQ відповідно до завдання. Інші параметри дорівнюють нулю.

Для дослідження схеми необхідно:

6. Установити аналіз перехідних процесів за допомогою команди Analіs/ Setup... або нажавши на піктограму . Для режиму Transіent... установити кінцевий час аналізу, приблизно рівним 3...4 періодам. Якщо в наступному розрахунку осциллограммы будуть мати некрасивий вигляд (злами й т.п.), то треба задати гранично максимальний крок інтегрування (Step Ceіlіng), приблизно рівний 0.01 від кінцевого часу аналізу.

7. Для висновку графіків перехідного процесу підключити маркер напруги до виходу схеми й до джерела вхідної напруги.

8. Уключити схему для аналізу (F11) і одержати необхідні осциллограммы.

9. Щоб визначити дані п.3 робочого завдання необхідно включити швидке перетворення Фур'є . По отриманій спектральній характеристиці на частоті f=0 і на основній частоті визначити постійну складову U0 і амплітуду першої гармоніки U1m. (Для підвищення точності включити електронні курсори й змінити межі по осі частот).

10. Для визначення даних п.4 робочого завдання необхідно включити електронні курсори й з їхньою допомогою знайти мінімальне Uн хв і максимальне Uн Макс напруга на навантаженні в сталому режимі. Тоді середнє значення напруги на навантаженні Uн=( Uн хв+ Uн Макс)/2, а пульсація Uн=( Uн Макс - Uн хв). Ці результати зрівняєте з попереднім пунктом.

Короткі відомості

Основними параметрами випрямлячів є:

1) Середнє значення вихідної напруги

.

2) Середнє значення вихідного струму

.

3) Коефіцієнт пульсації вихідної напруги

,

де - амплітуда змінної складової пульсуючої напруги на виході випрямляча.

Однополупериодный випрямляч.

Найпростішим випрямлячем є схема однофазного однополупериодного випрямляча (мал. 1,а).

Розглянемо її роботу в припущенні, що вхідна напруга змінюється за законом Uвх=Umsіn( t). На інтервалі 0 < t <T/2 (мал. 1,б) напівпровідниковий діод VD зміщений у прямому напрямку й напруга, а отже, і струм у навантажувальному резисторі повторюють форму вхідного сигналу.

Рис. 1. Схема однофазного однополупериодного випрямляча (а)

і тимчасові діаграми, що пояснюють його роботу (б)

Як видно, однополупериодное випрямлення має низьку ефективність через високу пульсацію выпрямленного напруги.

					Лабораторна робота № 12
Зм.	Арк.	№ докум.	Підпис	Дата
Розроб.					Випрямувальні схеми джерел живлення	Літера			Аркуш	Аркушів
Перевір.						н			1	2
						5.05010201–38__
Н. контр.
Затв.