Список рекомендуемой литературы

Министерство образования и науки Российской Федерации

Новосибирский государственный технический университет

621.314 № 3239

Э 455

ЭЛЕКТРОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ
УСТРОЙСТВА

Методические указания
к лабораторным работам 1–4 для студентов III–V курсов РЭФ
дневной и заочной формы обучения

Новосибирск
2006

УДК 621.314.2(076.5)

Э 455

Составитель: канд. техн. наук, доц. С.В. Тырыкин

Рецензент: канд. техн. наук, доц. И.С. Савиных

Работа подготовлена на кафедре радиоприемных
и радиопередающих устройств

ã Новосибирский государственный
технический университет, 2006

1. Общие требования и порядок
выполнения лабораторных работ

1. Лабораторный практикум по курсу «Электропреобразовательные устройства» состоит из четырех лабораторных работ, каждая из которых рассчитана на выполнение и защиту в течение четырех академических часов. Перечень работ, выполняемых студентом, определяется требованиями образовательных стандартов и может изменяться в зависимости от специальности, по которой обучается студент.

2. Перед началом лабораторной работы преподаватель проводит краткий инструктаж по порядку ее выполнения. На первом занятии проводится инструктаж по технике безопасности, после которого студенты расписываются в журнале преподавателя. Студенты, нарушающие правила техники безопасности, привлекаются к административной ответственности вплоть до отчисления из университета.

3. Студент должен готовиться к лабораторной работе. Подготовка заключается в изучении теоретического материала, связанного с предстоящей работой, ознакомлении с принципом работы исследуемых узлов и порядком проведения измерений. Одновременно с этим полезно сделать заготовку отчета, содержащую схемы исследуемых устройств, таблицы для занесения результатов измерений, координатные оси для графиков и осциллограмм.

4. В конце лабораторной работы студенты предъявляют преподавателю результаты проведенных измерений и получают соответствующую отметку в журнале. Допускается предъявлять черновой вариант отчета, при этом чистовой вариант оформляется дома.

5. Отчет по лабораторной работе в обязательном порядке должен содержать следующие элементы: титульный лист установленного образца, цель работы, принципиальные схемы исследуемых узлов, результаты выполнения работы по пунктам, выводы по работе. Обращаем особое внимание на то, что все пункты должны иметь поясняющий текст, графики должны сопровождаться таблицами с числовыми значениями отображаемых величин, а осциллограммы выполняться с соблюдением масштаба.

6. Защита работы проводится в форме собеседования. К защите допускаются студенты, успешно выполнившие программу лабораторной работы и оформившие отчет. Отчеты, оформленные небрежно или не содержащие перечисленных выше пунктов, к защите не принимаются. На одну бригаду, состоящую из 2-3 студентов, оформляется один отчет.

7. Самостоятельно проверить свою готовность к защите студент может с помощью контрольных вопросов, приводимых в конце описания каждой лабораторной работы. Следует помнить, что залогом успешной защиты является не формальное знание ответов на контрольные вопросы, а понимание принципов работы исследованной схемы и физических процессов, происходящих в ней.

8. Лабораторная работа считается защищенной в срок при ее защите на следующем занятии или ранее. Последняя лабораторная работа защищается в день ее выполнения.

9. Наличие невыполненных или незащищенных работ лишает студента допуска к экзамену (зачету).

2. Описание лабораторного стенда

Лабораторный стенд по курсу «Электропреобразовательные устройства» представляет собой конструктивно законченное изделие, включающее в себя различные узлы источников питания и необходимые для их исследования приборы. Для наблюдения формы токов и напряжений в различных сечениях схем используется универсальный осциллограф.

Стенд состоит из восьми блоков (рис. 1). На лицевых панелях шести из них изображены исследуемые схемы, а также выведены органы управления и коммутации, необходимые для проведения измерений. Названия блоков соответствуют тематике проводимых лабораторных работ.

1. Блок № 1. Неуправляемые выпрямители.

2. Блок № 2. Параметрические стабилизаторы.

3. Блок № 3. Компенсационный стабилизатор.

4. Блок № 4. Понижающий ИСН.

5. Блок № 5. Повышающий ИСН.

6. Блок № 6. Бестрансформаторный преобразователь напряжения.

Рис. 1. Расположение блоков в стенде

Блоки № 7 и № 8 обеспечивают проведение измерений и функционирования стенда в целом. Блок № 7 (блок управления стендом) включает в себя (рис. 2) следующие элементы.

1. Переключатель «Сеть» подает сетевое питание на весь стенд.

2. Панель «Выбор блока» подключает один из шести исследуемых блоков питания к первичному источнику и нагрузке. Подключение блока осуществляется кратковременным нажатием на соответствующую кнопку панели. Номер подключенного блока подсвечивается светодиодом.

3. Панель «Напряжение» управляет источником регулируемого постоянного напряжения, предназначенным для исследования стабилизаторов (блоки 2–5). Диапазон регулирования напряжения составляет
0…18 В. В настоящих методических указаниях, на принципиальных схемах этот источник обозначен символом . Источник регулируемого напряжения подключается ко входу исследуемого стабилизатора автоматически при выборе соответствующего блока.

Блок № 8 (блок цифровых измерителей и нагрузки) стенда содержит (рис. 3) следующие элементы.

1. Цифровой вольтметр постоянного тока с пределом измерения 20 В и разрешением 10 мВ. Следует обратить внимание, что для подключения к исследуемой цепи доступна только одна из клемм вольтметра. Вторая клемма подключена к общему проводу макета, обозначенному на схемах символом . Таким образом, данный вольтметр показывает величину постоянной составляющей напряжения в выбранной точке схемы относительно общего провода.

Рис. 2. Блок управления стендом

2. Цифровой амперметр постоянного тока с пределом измерения 2 А и разрешением 1 мА. Для измерения силы тока амперметр должен включаться в разрыв соответствующей цепи. Поэтому для подключения амперметра в составе стенда предусмотрены специальный кабель и гнезда, обозначенные на схемах и лицевой панели стенда символом . При проведении измерений недопустимо подключать амперметр к клеммам стенда, не обозначенным символом .

Рис. 3. Блок цифровых измерителей и нагрузки

3. Панель «Ток нагрузки» предназначена для задания величины тока, потребляемого нагрузкой от исследуемого источника питания. Активная нагрузка, сопротивление которой изменяется переменным резистором в этой панели, подключается к выходу исследуемой схемы автоматически при выборе соответствующего блока. Диапазон регулирования тока нагрузки также устанавливается автоматически в соответствии с нагрузочной способностью исследуемой схемы, но не выходит за пределы 5…1000 мА. Кроме того, имеется возможность установить режим прерывистого тока, при котором ток, потребляемый нагрузкой, будет изменяться скачкообразно от 5 мА до значения, установленного переменным резистором с частотой 5…10 Гц. Этот режим необходим для наблюдения реакции источника питания на резкие изменения тока нагрузки. Включение режима прерывистого тока нагрузки производится нажатием на кнопку «непрерывный/импульсный». Обратите внимание, что в подавляющем большинстве проводимых измерений ток нагрузки должен быть непрерывным, т.е. кнопка «непрерывный/импульсный» должна быть отжата. Измерить величину тока, потребляемого нагрузкой, можно, подключив амперметр к специальному гнезду на панели «Ток нагрузки». Недопустимо соединять гнездо панели «Ток нагрузки» с какими-либо клеммами стенда, кроме входа амперметра.

Лабораторная работа № 1

Неуправляемые выпрямители
с емкостной нагрузкой

Цель работы: изучить физические процессы, происходящие в неуправляемых выпрямителях на основе полупроводниковых диодов при емкостном характере нагрузки; приобрести навыки измерения основных характеристик выпрямителей и сглаживающих фильтров; изучить влияние параметров элементов фильтра на качественные показатели выпрямленного напряжения.

1.1. Описание схемы
лабораторной установки

Элементы для исследования схем выпрямления и фильтрации напряжения переменного тока находятся в блоке № 1 лабораторного стенда. Он содержит следующие узлы.

Низкочастотный силовой трансформатор (T) с одной вторичной обмоткой, имеющей отвод от середины. Этот трансформатор обеспечивает понижение сетевого напряжения до безопасного уровня, а также формирование двухфазного напряжения, необходимого для исследования двухфазного выпрямителя.

Набор кремниевых выпрямительных диодов (VD1– VD7) в сочетании с переключателями S1 и S2 позволяет собрать и подключить к трансформатору одну из трех схем выпрямителей.

1. Переключатели S1 и S2 в положении вкл. – однофазный однополупериодный (однотактный) выпрямитель (рис. 1.1).

2. Переключатель S1 в положении вкл., переключатель S2 в положении выкл. – двухфазный однополупериодный выпрямитель (рис. 1.2).

3. Переключатель S1 в положении выкл., переключатель S2 в положении вкл. – однофазный двухполупериодный (мостовой) выпрямитель (рис. 1.3).

Рис. 1.1. Однофазный однополупериодный выпрямитель

Рис. 1.2. Двухфазный однополупериодный выпрямитель

Рис. 1.3. Однофазный двухполупериодный

(мостовой) выпрямитель

Узел для исследования сглаживающих фильтров (рис. 1.4) содержит два одинаковых электролитических конденсатора (C1, C2), сглаживающий дроссель (L) и три переключателя (S3– S5).

Переключатели S3 и S5 позволяют подключать параллельно нагрузке конденсаторы C1 и C2 соответственно. Дроссель L включен между выходом выпрямителя и нагрузкой. Для его исключения из схемы предусмотрен переключатель S4, закорачивающий выводы дросселя. Таким образом, эти элементы позволяют собирать и включать между выпрямителем и нагрузкой сглаживающие фильтры различной конфигурации. В данной лабораторной работе используются три конфигурации:

1) S3 – вкл., S4 – вкл., S5 – выкл. – емкостной фильтр с одним конденсатором (рис. 1.5, а);

2) S3 – вкл., S4 – вкл., S5 – вкл. – емкостной фильтр с двумя конденсаторами (рис. 1.5, б);

3) S3 – вкл., S4 – выкл., S5 – вкл. – П-образный фильтр (рис. 1.5, в);

Токоизмерительные резисторы R1– R4 (рис. 1.1–1.4) предназначены для наблюдения осциллограмм тока, протекающего в соответствующей цепи. Сопротивление этих резисторов 0.1 Ом, и они не оказывают заметного влияния на работу схемы. Однако падение напряжения, вызванное протекающим

а б в

Рис. 1.5. Варианты сглаживающих фильтров:

a – С-фильтр; б – 2С-фильтр; в – С- L - C-фильтр

через них током, можно зафиксировать осциллографом. Таким образом, подключая осциллограф к резисторам R1–R4, можно наблюдать осциллограммы следующих токов:

1) R1 (клеммы X1, X2) – ток первичной обмотки трансформатора;

2) R2 (клеммы X3, X4) – ток вторичной обмотки трансформатора (ток вентилей выпрямителя);

3) R3 (клеммы X6, X9) – ток через первый конденсатор фильтра;

4) R4 (клеммы X7, X9) – ток через второй конденсатор фильтра.

Переменный резистор нагрузки (R_н), не показанный на лицевой панели блока № 1, подключается к выходу выпрямителя (клеммы X8, X9) автоматически при выборе первого блока стенда.

1.2. Основные определения
и расчетные соотношения

Трансформатор – статический электромагнитный преобразователь параметров электрической энергии переменного тока, обеспечивающий передачу этой энергии из первичной цепи во вторичную.

Выпрямитель – устройство статического преобразования напряжения переменного тока в напряжение постоянного или пульсирующего тока.

Неуправляемый выпрямитель – выпрямитель с нерегулируемым выходным напряжением.

Вентиль – электронный прибор, проводящий электрический ток в одном направлении.

Внешняя характеристика выпрямителя – зависимость выходного напряжения выпрямителя от тока нагрузки (рис. 1.6).

Выходное сопротивление выпрямителя – параметр, характеризующий зависимость выходного напряжения выпрямителя от тока нагрузки. Выходное сопротивление выпрямителя отрицательно и может быть рассчитано по его внешней характеристике (рис. 1.6) как отношение изменения напряжения на нагрузке к соответствующему изменению тока нагрузки :

(1.1)

Сглаживающий фильтр – пассивная электрическая цепь (фильтр нижних частот), предназначенная для уменьшения пульсации выпрямленного напряжения или тока.

Коэффициент пульсации напряжения – отношение амплитуды первой гармоники пульсации ( ) к постоянной составляющей выпрямленного напряжения ( ):

(1.2)

В процессе выполнения данной лабораторной работы студентам потребуется измерять коэффициент пульсации выпрямленного напряжения. При работе исследуемых выпрямителей на чисто активную нагрузку форма напряжения на нагрузке будет иметь вид полуволн положительной полярности, как это показано на рис. 1.1–1.3. Коэффициент пульсации такого напряжения составляет 157 % для однофазного однополупериодного выпрямителя (cм. рис. 1.1) и 67 % для двухфазного однополупериодного и мостового выпрямителей (cм. рис. 1.2 и 1.3).

Подключение к выпрямителю сглаживающего фильтра существенно изменяет характер пульсации напряжения. При использовании
емкостного фильтра (cм. рис. 1.5, а, б) форма пульсации выпрямленного

а б

Рис. 1.7. Форма пульсаций напряжения на выходе
сглаживающего фильтра

напряжения будет близка к пилообразной (рис. 1.7, а). В этом случае постоянная составляющая напряжения ( ) может быть измерена вольтметром постоянного тока, встроенным в макет, а амплитуда
первой гармоники будет примерно равна трети полного размаха пульсации , измеренного с помощью осциллографа. Тогда коэффициент пульсации выпрямленного напряжения (рис. 1.7, а) рассчитывается по формуле

(1.3)

При подключении к выпрямителю П-образного фильтра (рис. 1.5, в) форма пульсации выпрямленного напряжения приближается к гармонической (рис. 1.7, б). Очевидно, что в этом случае коэффициент пульсации может быть рассчитан по формуле

(1.4)

Коэффициент сглаживания фильтра – отношение коэффициента пульсации напряжения на входе фильтра к коэффициенту пульсации напряжения на выходе фильтра:

(1.5)

При использовании емкостных фильтров коэффициент сглаживания определяется как отношение коэффициента пульсации выходного напряжения выпрямителя без фильтра к коэффициенту пульсации выходного напряжения выпрямителя с фильтром:

(1.6)

Отсечка тока вентиля – сокращение времени протекания тока через вентиль, связанное с реактивным характером нагрузки.

Угол отсечки тока вентиля – отношение длительности импульса тока через вентиль ( ) к периоду выпрямляемого напряжения ( ), выраженное в градусах:

(1.7)

а б

Рис. 1.8. Осциллограммы тока вторичной обмотки
трансформатора

Рассчитать величину угла отсечки можно по осциллограмме тока вторичной обмотки трансформатора (рис. 1.8, а – для однотактных выпрямителей, рис. 1.8, б – для двухтактного (мостового) выпрямителя).

1.3. Порядок выполнения работы

1. Снять внешнюю характеристику однофазного однотактного выпрямителя (переключатели S1 и S2 в положении вкл.) в сочетании с тремя конфигурациями фильтров – один конденсатор в фильтре (S3 – вкл., S4 – вкл., S5 – выкл.), два конденсатора в фильтре (S3 – вкл., S4 – вкл., S5 – вкл.) и П-образный фильтр (S3 – вкл., S4 – выкл., S5 – вкл.). При выполнении данного пункта ток нагрузки изменяется с помощью регулятора «Ток нагрузки» в диапазоне 50…350 мА с шагом 50 мА. Напряжение на выходе выпрямителя контролируется вольтметром на гнезде X8. Полученные зависимости необходимо построить на одном графике и по ним рассчитать выходное сопротивление выпрямителя (1.1). Результаты расчетов свести в таблицу (табл. 1.1).

Таблица 1.1

Фильтр	C	2C	C - L - C
R_вых, Ом	*	*	*

2. Снять зависимость коэффициента пульсации (1.2) выпрямленного напряжения от тока нагрузки для однофазного однотактного выпрямителя в сочетании с каждым из трех фильтров (С, 2С и С- L-С). В зависимости от формы пульсации для расчета используйте формулы (1.3) и (1.4). При проведении измерений ток нагрузки изменять в диапазоне 50…350 мА с шагом 50 мА. Полученные зависимости коэффициента пульсации от тока нагрузки построить на одном графике.

3. Измерить угол отсечки тока вентиля (1.7) однофазного однотактного выпрямителя при двух значениях емкости фильтра (С, 2С) и максимальном токе нагрузки. Измерение угла отсечки тока вентиля рекомендуется проводить в следующем порядке:

· установить максимальный ток нагрузки;

· подключить к выпрямителю конденсатор С1;

· подключить осциллограф к гнездам X3, X4 и добиться устойчивого изображения двух-трех импульсов тока (см. рис. 1.8);

· рассчитать величину угла отсечки по формуле (1.7);

· подключить к выпрямителю второй конденсатор С2 и повторить расчет угла отсечки;

· результаты измерения угла отсечки занести в таблицу (табл. 1.2).

Таблица 1.2

Величина емкости	C	2C
, град.	*	*

4. Измерить угол отсечки тока вентиля однофазного однотактного выпрямителя при двух значениях тока нагрузки ( и ) и одной емкости в фильтре. Методика проведения измерений аналогична изложенной в п. 3. Результаты измерений свести в таблицу (табл. 1.3).

Таблица 1.3

Ток нагрузки, мА	50	350
, град.	*	*

5. По результатам измерений, проведенных в пп. 3 и 4, сделать вывод о влиянии величины емкости фильтра и тока нагрузки на угол отсечки тока вентиля.

6. Измерить коэффициенты сглаживания каждого из трех фильтров в составе однофазного однотактного, двухфазного однотактного и мостового выпрямителей. При выполнении данного пункта рекомендуется такая последовательность действий:

· установить максимальный ток нагрузки;

· собрать схему однофазного однотактного выпрямителя – переключатели S1 и S2 в положении вкл.;

· подключить к выпрямителю в качестве фильтра один конденсатор С1;

· измерить амплитуду пульсаций (осциллографом) и постоянную составляющую (вольтметром) выпрямленного напряжения;

· рассчитать коэффициент пульсации выпрямленного напряжения по формуле (1.3);

· рассчитать коэффициент сглаживания фильтра по формуле (1.6) (при расчете используйте справочное значение коэффициента пульсации напряжения выпрямителя без фильтра, приведенное на рис. 1.1);

· подключить к выпрямителю второй конденсатор С2;

· повторить измерения амплитуды пульсаций и постоянной составляющей выпрямленного напряжения, а также расчет коэффициента сглаживания фильтра;

· подключить П-образный фильтр и повторить измерения и расчет коэффициента сглаживания фильтра (обратите внимание, что при гармонической форме пульсации коэффициент пульсации следует рассчитывать по формуле (1.4));

· собрать схему двухфазного однотактного выпрямителя – переключатель S1 в положении вкл., переключатель S2 в положении выкл.;

· повторить измерения коэффициентов сглаживания для трех фильтров (С, 2С, C- L- C);

· собрать схему мостового выпрямителя – переключатель S1 в положении выкл., переключатель S2 в положении вкл.;

· повторить измерения коэффициентов сглаживания для трех фильтров (С, 2С, C- L- C);

· результаты измерения коэффициентов сглаживания занести в таблицу (табл. 1.4).

Таблица 1.4

Вид выпрямителя	Вид фильтра
Вид выпрямителя	С	2С	С- L - C
Однофазный однотактный	K_сгл	K_сгл	K_сгл
Двухфазный однотактный	K_сгл	K_сгл	K_сгл
Мостовой	K_сгл	K_сгл	K_сгл

7. Зарисовать осциллограмму тока холостого хода трансформатора. Для этого необходимо подключить осциллограф к клеммам X1, X2, а переключатели S1 и S2 перевести в положение выкл., соответствующее разрыву в цепи вторичной обмотки трансформатора.

8. Для однофазного однотактного выпрямителя (переключатели S1 и S2 в положении вкл.) с П-образным фильтром при максимальном токе нагрузки зарисовать следующие осциллограммы:

· ток первичной обмотки трансформатора (клеммы X1, X2);

· ток вторичной обмотки трансформатора (клеммы X3, X4);

· ток через первый конденсатор фильтра (клеммы X6, X9);

· ток через второй конденсатор фильтра (клеммы X7, X9);

· напряжение на нагрузке (клеммы X8, X9);

· напряжение на дросселе (клеммы X5, X8).

9. Для мостового выпрямителя (переключатель S1 в положении выкл., переключатель S2 в положении вкл.) с емкостным фильтром (2С) при максимальном токе нагрузки зарисовать следующие осциллограммы:

· ток первичной обмотки трансформатора (клеммы X1, X2);

· ток вторичной обмотки трансформатора (клеммы X3, X4);

· напряжение на нагрузке (клеммы X8, X9).

10. Сделать выводы по работе, включающие в себя сравнительный анализ исследованных выпрямителей и фильтров, а также анализ влияния параметров элементов фильтра на его качественные показатели и процессы, происходящие в выпрямителе.

1.4. Контрольные вопросы

1. Нарисуйте схемы следующих выпрямителей: однофазный однотактный, однофазный двухтактный, двухфазный однотактный, трехфазный однотактный и трехфазный двухтактный.

2. Какие элементы используются в качестве вентилей в неуправляемых выпрямителях?

3. Нарисуйте вольт-амперную характеристику идеального вентиля. Чем отличается полупроводниковый диод от идеального вентиля?

4. Какие основные требования предъявляются к полупроводниковому диоду, используемому в качестве вентиля в выпрямителе?

5. Дайте сравнительный анализ характеристик кремниевых выпрямительных диодов и выпрямительных диодов с барьером Шоттки.

6. Объясните влияние величины емкости фильтра на угол отсечки тока вентиля.

7. Как влияет величина емкости фильтра на выбор типа вентиля?

8. Объясните влияние емкости фильтра на уровень пульсации выпрямленного напряжения.

9. Назовите основные пути снижения пульсации выпрямленного напряжения.

10. Объясните влияние емкости фильтра на внутреннее сопротивление выпрямителя.

11. От чего зависит и что характеризует внутреннее сопротивление выпрямителя с фильтром?

12. Какие требования предъявляются к конденсаторам, используемым в сглаживающих фильтрах источников питания радиоэлектронной аппаратуры?

13. Назовите основные достоинства и недостатки П-образного
(C- L- C) фильтра.

14. Дайте сравнительный анализ емкостного и П-образного фильтров.

15. Дайте сравнительный анализ характеристик однофазного однотактного и мостового выпрямителей.

16. Дайте сравнительный анализ двухфазного однотактного и мостового выпрямителей.

17. Чем определяется коэффициент полезного действия трансформатора, выпрямителя, фильтра?

18. Назовите пути увеличения коэффициента полезного действия трансформатора.

Лабораторная работа № 2

Параметрические стабилизаторы
напряжения

Цель работы: изучить принцип работы простейших параметрических стабилизаторов напряжения постоянного тока; исследовать физические процессы в параметрических стабилизаторах при воздействии дестабилизирующих факторов; приобрести навыки измерения основных характеристик стабилизаторов напряжения постоянного тока.

2.1. Описание схемы лабораторной установки

В данной лабораторной работе исследуются три простейших параметрических стабилизатора напряжения.

1. Параллельный параметрический стабилизатор напряжения с токоограничивающим резистором (рис. 2.1).

2. Параллельный параметрический стабилизатор напряжения с токостабилизирующим двухполюсником (рис. 2.2).

3. Параллельный параметрический стабилизатор напряжения с усилителем постоянного тока (УПТ) на выходе (рис. 2.3).

Рис. 2.1. Параллельный параметрический стабилизатор
напряжения с токоограничивающим резистором

Рис. 2.2. Параллельный параметрический стабилизатор напряжения
с токостабилизирующим двухполюсником

Рис. 2.3. Параллельный параметрический стабилизатор
с УПТ на выходе

Исследуемые схемы (рис. 2.1–2.3) расположены в блоке № 2 лабораторного стенда. При выборе блока № 2 к клеммам X1, X2 автоматически подключается источник регулируемого постоянного напряжения (см. разд. 2), который формирует входное напряжение для исследуемых стабилизаторов. Для подключения нужного стабилизатора к этому источнику используются переключатели S1–S3 в соответствии со схемой, изображенной на панели блока № 2. При проведении измерений нужно следить, чтобы к источнику входного напряжения был
подключен только один стабилизатор. Выходное напряжение стабилизаторов рис. 2.1–2.3 выведено на клеммы X3–X5 соответственно. Регулируемая нагрузка ( ) подключается к выходу исследуемого стабилизатора автоматически.

2.2. Основные определения
и расчетные соотношения

Стабилизатор напряжения – электронное устройство, автоматически поддерживающее в заданных пределах напряжение на стороне потребителя электрической энергии при воздействии любых дестабилизирующих факторов.

Дестабилизирующие факторы – условия или изменения условий работы стабилизатора, приводящие к нарушению постоянства его выходного напряжения (изменение напряжения питающей сети, тока нагрузки, температуры, давления влажности, наличие вибраций, внешних электромагнитных помех и т.д.).

Параметрический стабилизатор напряжения – стабилизатор, в котором управление регулирующим элементом осуществляется тем же внешним воздействием, которое нарушает постоянство выходного напряжения стабилизатора.

Стабилитрон – специальный полупроводниковый диод, имеющий на обратной ветви вольт-амперной характеристики участок с высокой крутизной, обусловленный явлением обратимого электрического пробоя.

Частный коэффициент стабилизации по напряжению – показывает, во сколько раз относительное изменение выходного напряжения стабилизатора меньше относительного изменения входного напряжения стабилизатора (рис. 2.4):

. (2.1)

Рис. 2.4. К определению частного коэффициента
стабилизации по напряжению

Выходное сопротивление стабилизатора – параметр, характеризующий зависимость выходного напряжения стабилизатора от тока нагрузки (рис. 2.5). Выходное сопротивление стабилизатора определяется аналогично выходному сопротивлению выпрямителя (1.1).

Рис. 2.5. К определению выходного сопротивления
и частного коэффициента стабилизации по току
нагрузки

Частный коэффициент стабилизации по току нагрузки – показывает, во сколько раз относительное изменение выходного напряжения стабилизатора меньше относительного изменения тока нагрузки (рис. 2.5):

. (2.2)

Коэффициент полезного действия стабилизатора напряжения – отношение мощности, передаваемой стабилизатором в нагрузку ( ),
к мощности, потребляемой стабилизатором от первичного источника ( ):

(2.3)

Коэффициент сглаживания пульсации – отношение коэффициента пульсации напряжения на входе стабилизатора к коэффициенту пульсации напряжения на выходе стабилизатора:

(2.4)

2.3. Порядок выполнения работы

1. Подключить к источнику регулируемого напряжения параллельный параметрический стабилизатор с токоограничивающим резистором (схема № 1 – переключатель S1 в положении вкл., переключатели S2 и S3 в положении выкл.).

2. Снять зависимость выходного напряжения стабилизатора от входного при максимальном токе нагрузки. Входное напряжение стабилизатора изменять в диапазоне 11…16 В с шагом 1 В. Контроль входного напряжения стабилизатора осуществляется встроенным вольтметром на гнезде X1, контроль выходного напряжения на гнезде X3. Результаты измерения занести в таблицу (табл. 2.1) и построить график (см. рис. 2.4). По полученной зависимости рассчитать частный коэффициент стабилизации по напряжению (2.1).

Таблица 2.1

U_вх, В	11	12	13	14	15	16
U_н, В	*	*	*	*	*	*

3. Снять зависимость выходного напряжения стабилизатора от тока нагрузки при номинальном входном напряжении . Ток нагрузки изменять в диапазоне от минимального до максимального значения с шагом 10 мА. Ток нагрузки контролируется встроенным амперметром, входное гнездо которого должно быть соединено с гнездом панели «Ток нагрузки» (см. разд. 2). Выходное напряжение стабилизатора контролируется встроенным вольтметром на гнезде X3. Результаты измерения занести в таблицу (табл. 2.2) и построить график (рис. 2.5). По полученной зависимости рассчитать частный коэффициент стабилизации по току нагрузки (2.2) и выходное сопротивление стабилизатора (1.1).

Таблица 2.2

I_н, мА	min	10	20	30	40	max
U_н, В	*	*	*	*	*	*

4. Измерить коэффициент полезного действия стабилизатора (2.3) при номинальном входном напряжении и максимальном токе нагрузки. При измерении КПД ток, потребляемый стабилизатором, контролируется встроенным амперметром, входное гнездо которого должно быть соединено с гнездом блока № 2 (см. разд. 2).

5. Подключить к источнику регулируемого напряжения и нагрузке параллельный параметрический стабилизатор с токостабилизирующим двухполюсником (схема № 2 – переключатель S2 в положении вкл., переключатели S1 и S3 в положении выкл.).

6. Снять зависимость выходного напряжения стабилизатора от входного при максимальном токе нагрузки. Выходное напряжение контролировать на клемме X4. Результаты измерения занести в таблицу и построить график (выполнять аналогично п. 2). По полученной зависимости рассчитать частный коэффициент стабилизации по напряжению.

7. Снять зависимость выходного напряжения стабилизатора от тока нагрузки при номинальном входном напряжении . Результаты измерения занести в таблицу и построить график (выполнять аналогично п. 3). По полученной зависимости рассчитать частный коэффициент стабилизации по току нагрузки и выходное сопротивление стабилизатора.

8. Измерить коэффициент полезного действия стабилизатора при номинальном входном напряжении и максимальном токе нагрузки (выполнять аналогично п. 4).

9. Подключить к источнику регулируемого напряжения и нагрузке параллельный параметрический стабилизатор с УПТ на выходе (схема № 3 – переключатель S3 в положении вкл., переключатели S1 и S2 в положении выкл.).

10. Снять зависимость выходного напряжения стабилизатора от входного при максимальном токе нагрузки. Выходное напряжение контролировать на клемме X5. Результаты измерения занести в таблицу и построить график (выполнять аналогично п. 2). По полученной зависимости рассчитать частный коэффициент стабилизации по напряжению.

11. Измерить коэффициент сглаживания пульсации напряжения (2.4) при максимальном токе нагрузки.

12. Снять зависимость выходного напряжения стабилизатора от тока нагрузки при номинальном входном напряжении . Ток нагрузки изменять в диапазоне от 50 мА до 350 мА с шагом 50 мА. Результаты измерения занести в таблицу и построить график (выполнять аналогично п. 3). По полученной зависимости рассчитать частный коэффициент стабилизации по току нагрузки и выходное сопротивление стабилизатора.

13. Измерить коэффициент полезного действия стабилизатора при номинальном входном напряжении и максимальном токе нагрузки (выполнять аналогично п. 4).

14. Результаты измерений параметров исследованных стабилизаторов напряжения занести в таблицу (табл. 2.3).

Таблица 2.3

Стабилизатор	K_U	K_I	R_вых, Ом	h, %
Схема № 1	*	*	*	*
Схема № 2	*	*	*	*
Схема № 3	*	*	*	*

15. Сделать выводы по работе, включающие в себя сравнительный анализ исследованных параметрических стабилизаторов напряжения.

2.4. Контрольные вопросы

1. Поясните принцип действия простейшего параллельного параметрического стабилизатора напряжения с токоограничивающим резистором.

2. Поясните принцип действия параллельного параметрического стабилизатора напряжения с токостабилизирующим двухполюсником.

3. Поясните принцип действия параллельного параметрического стабилизатора с УПТ на выходе.

4. Какими параметрами характеризуются стабилизаторы напряжения?

5. Назовите пути повышения качественных показателей параметрических стабилизаторов напряжения.

6. От чего зависят энергетические показатели параметрического стабилизатора напряжения?

7. Какова область применения параметрических стабилизаторов напряжения?

8. Нарисуйте структурные схемы основных типов параметрических стабилизаторов напряжения.

9. Какие приборы используются в качестве параметрических элементов в стабилизаторах напряжения?

10. Нарисуйте вольт-амперную характеристику идеального и реального стабилитрона.

11. Можно ли использовать выпрямительный диод в качестве стабилитрона?

12. К изменению каких параметров стабилизатора приводит последовательное (параллельное) соединение нескольких стабилитронов?

13. Допустимо ли параллельное соединение нескольких стабилитронов с целью уменьшения выходного сопротивления стабилизатора и повышения максимального тока стабилизации?

Лабораторная работа № 3

компенсационный стабилизатор
напряжения

Цель работы: изучить принцип действия компенсационного стабилизатора постоянного напряжения; исследовать физические процессы в компенсационном стабилизаторе напряжения при воздействии дестабилизирующих факторов; приобрести навыки измерения основных характеристик стабилизаторов напряжения постоянного тока.

3.1. Описание схемы
лабораторной установки

В данной лабораторной работе изучается компенсационный стабилизатор постоянного напряжения с последовательным включением регулирующего элемента, расположенный в блоке № 3 лабораторного стенда. Принципиальная схема исследуемого стабилизатора приведена на рис. 3.1. Подключение стабилизатора к источнику регулируемого входного напряжения и регулируемой нагрузке осуществляется автоматически при выборе блока № 3.

Рис. 3.1. Компенсационный стабилизатор напряжения на микросхеме КР142ЕН14

Исследуемый стабилизатор выполнен на специализированной интегральной микросхеме КР142ЕН14, принципиальная схема которой приведена в приложении 1. Данная микросхема содержит все узлы, необходимые для построения компенсационного стабилизатора напряжения: источник опорного напряжения (7.15 В), дифференциальный усилитель (усилитель сигнала ошибки), мощный выходной транзистор для управления внешним регулирующим элементом, узел защиты от токовых перегрузок. Кроме интегральной микросхемы КР142ЕН14 стабилизатор содержит следующие элементы.

1. Делитель опорного напряжения, выполненный на резисторах R1 и R2. Этот делитель определяет величину выходного напряжения стабилизатора (в данном стенде оно составляет 5 В).

2. Внешний регулирующий элемент (VT), выполненный на мощном биполярном транзисторе КТ819А.

3. Токоизмерительный резистор R3 (датчик тока), определяющий порог срабатывания защиты при токовой перегрузке.

4. Конденсаторы коррекции частотной характеристики усилителя сигнала ошибки С1 и С2, которые с помощью переключателей S1 и S2 соответственно могут включаться в цепь отрицательной обратной связи усилителя сигнала ошибки для увеличения запаса устойчивости стабилизатора. Однако такая коррекция ведет к сужению полосы пропускания усилителя и, как следствие, к ухудшению динамических характеристик стабилизатора. Влияние величины емкости корректирующего конденсатора на динамические характеристики стабилизатора исследуется в п. 5 лабораторной работы.

5. Конденсаторы C3 и C4 необходимы для обеспечения устойчивой работы стабилизатора и улучшения его динамической нагрузочной способности. Конденсаторы С3 и С4 подключаются с помощью переключателей S3 и S4 соответственно.

3.2. Основные определения
и расчетные соотношения

Компенсационный стабилизатор напряжения – стабилизатор, в котором управление регулирующим элементом осуществляется отклонением выходного напряжения стабилизатора от значения, заданного источником опорного напряжения, независимо от того, какие внешние воздействия нарушают постоянство выходного напряжения стабилизатора.

Источник опорного напряжения – маломощный источник высокостабильного постоянного напряжения, с величиной которого сравнивается выходное напряжение стабилизатора.

Регулирующий элемент – электронный прибор, способный изменять свое сопротивление постоянному току под действием управляющего сигнала.

Рабочая область регулирующего элемента – область на выходных характеристиках регулирующего элемента, в пределах которой перемещается его рабочая точка при изменении входного напряжения и тока нагрузки стабилизатора в номинальном диапазоне (рис. 3.2).

Рис. 3.2. К определению рабочей области регулирующего
элемента (транзистора)

Динамическая нагрузочная характеристика стабилизатора напряжения – реакция выходного напряжения стабилизатора на скачкообразное изменение тока нагрузки (рис. 3.3).

Выброс динамической нагрузочной характеристики стабилизатора напряжения – максимальное отклонение выходного напряжения стабилизатора ( ) при скачкообразном изменении тока нагрузки от

Рис. 3.3. К определению динамической нагрузочной
характеристики стабилизатора напряжения

минимального до максимального значения, отнесенное к установившемуся значению выходного напряжения ( ):

(3.1)

3.3. Порядок выполнения работы

1. Включить в стабилизаторе все цепи коррекции. Для этого необходимо перевести переключатели S1–S4 в положение вкл. Установить входное напряжение стабилизатора равным 13 В (напряжение контролировать встроенным вольтметром на гнезде X1). Убедиться в отсутствии самовозбуждения стабилизатора при всех значениях тока нагрузки. Для этого необходимо подключить к выходу стабилизатора (гнезда X3, X4) осциллограф и, плавно изменяя ток нагрузки, убедиться в отсутствии высокочастотных колебаний на выходе стабилизатора во всем диапазоне токов нагрузки (осциллограф должен быть установлен на максимальную чувствительность).

2. Снять зависимость выходного напряжения стабилизатора от входного при максимальном токе нагрузки. Входное напряжение стабилизатора изменять в диапазоне 9…16 В с шагом 1 В. Контроль входного напряжения стабилизатора осуществляется встроенным вольтметром на гнезде X1, контроль выходного напряжения – на гнезде X3. Результаты измерения занести в таблицу (табл. 3.1) и построить график (см. рис. 2.4). По полученной зависимости рассчитать коэффициент частный стабилизации по напряжению (2.1).

Таблица 3.1

U_вх, В	9	10	11	12	13	14	15	16
U_н, В	*	*	*	*	*	*	*	*

3. Снять зависимость выходного напряжения стабилизатора от тока нагрузки при номинальном входном напряжении . Ток нагрузки изменять в диапазоне от 50 до 350 мА с шагом 50 мА. Ток нагрузки контролируется встроенным амперметром, входное гнездо которого должно быть соединено с гнездом панели «Ток нагрузки» (см. разд. 2). Выходное напряжение стабилизатора контролируется встроенным вольтметром макета на гнезде X3. Результаты измерений занести в таблицу (табл. 3.2) и построить график (см. рис. 2.5). По полученной зависимости рассчитать частный коэффициент стабилизации по току нагрузки (2.2) и выходное сопротивление стабилизатора (1.1).

Таблица 3.2

I_н, мА	50	100	150	200	250	300	350
U_н, В	*	*	*	*	*	*	*

4. Построить рабочую область регулирующего элемента (транзистора). Номинальный диапазон входного напряжения для исследуемого стабилизатора составляет 9…16 В, а номинальный диапазон тока нагрузки – 50…350 мА. Рабочая область регулирующего элемента компенсационного стабилизатора напряжения имеет вид, показанный на рис. 3.2. Для ее построения достаточно измерить координаты точек 1–4. При проведении измерений следует помнить, что ток коллектора регулирующего транзистора практически равен току нагрузки ( ), а напряжение коллектор–эмиттер можно определить как разность входного и выходного напряжения стабилизатора ( ). При проведении измерений рекомендуется следующий порядок действий:

· установить ток нагрузки , входное напряжение и измерить координаты точки № 1;

· увеличить ток нагрузки до 350 мА и измерить координаты точки № 2;

· установить ток нагрузки , входное напряжение и измерить координаты точки № 3;

· увеличить ток нагрузки до 350 мА и измерить координаты точки № 4.

5. Снять динамическую нагрузочную характеристику стабилизатора (см. рис. 3.3) при различных значениях емкости конденсатора частотной коррекции усилителя сигнала ошибки (конденсаторы С1 и С2). Для получения импульсного тока нагрузки необходимо установить регулятор «Ток нагрузки» в положение «max», а кнопку режима тока нагрузки перевести в нажатое положение (см. разд. 2). При этом ток нагрузки стабилизатора будет скачкообразно изменять свое значение от минимального до максимального с частотой 5…10 Гц, а осциллограмма выходного напряжения будет искомой динамической нагрузочной характеристикой.

При проведении измерений рекомендуется следующий порядок действий:

· установить входное напряжение стабилизатора ;

· подключить емкость частотной коррекции С2 = 1000 пФ (переключатель S1 в положении выкл., переключатель S2 в положении вкл.);

· установить импульсный режим тока нагрузки;

· подключить осциллограф к выходным клеммам стабилизатора (X3, X4) и зарисовать динамическую нагрузочную характеристику (рис. 3.3);

· по снятой динамической характеристике рассчитать величину выброса (3.1);

· подключить емкость частотной коррекции С1 = 150 пФ (переключатель S1 в положении вкл., переключатель S2 в положении выкл.), повторить измерение нагрузочной характеристики и расчет выброса;

· отключить частотную коррекцию усилителя ошибки (переключатели S1 и S2 в положении выкл.), повторить измерение нагрузочной характеристики и расчет выброса.

ВНИМАНИЕ! При выполнении данного пункта возможно самовозбуждение стабилизатора, что приводит к появлению высокочастотных колебаний на его выходе. В этом случае вместо динамической нагрузочной характеристики и выброса измеряется частота самовозбуждения. Для удобства измерения частоты самовозбуждения рекомендуется установить непрерывный ток нагрузки.

6. Измерить коэффициент полезного действия стабилизатора (2.3) при номинальном входном напряжении и максимальном токе нагрузки. При измерении КПД ток, потребляемый стабилизатором, контролируется встроенным амперметром, входное гнездо которого должно быть соединено с гнездом блока № 3 (см. разд. 2).

7. Результаты измерения параметров компенсационного стабилизатора напряжения занести в таблицу (см. табл. 3.3).

8. Сделать выводы по работе, включающие в себя сравнительный анализ параметрических и компенсационных стабилизаторов напряжения постоянного тока.

Таблица 3.3

Параметр	Значение
Частный коэффициент стабилизации по напряжению K_U	*
Частный коэффициент стабилизации по току нагрузки K_I	*
Выходное сопротивление R_вых., Ом	*
Выброс динамической нагрузочной характеристики d¹, %: при С_корр = 1000 пФ; при С_корр = 150 пФ; при С_корр = 0.	* * *
Коэффициент полезного действия h, %	*

¹В случае самовозбуждения стабилизатора вместо величины выброса указывается частота самовозбуждения.

3.4. Контрольные вопросы

1. Поясните принцип действия компенсационного стабилизатора напряжения (КСН) по структурной схеме.

2. Какими параметрами характеризуются стабилизаторы постоянного напряжения?

3. Поясните назначение источника опорного напряжения в составе КСН.

4. По каким схемам строятся источники опорного напряжения?

5. Какие требования предъявляются к источнику опорного напряжения, используемому в составе КСН?

6. Нарисуйте амплитудно-частотную характеристику усилителя сигнала ошибки.

7. Как влияет величина коэффициента передачи усилителя ошибки на качественные показатели КСН?

8. Как влияет ширина полосы пропускания усилителя ошибки на качественные показатели КСН?

9. Что такое динамическая нагрузочная характеристика КСН?

10. Назовите пути улучшения динамической нагрузочной характеристики КСН.

11. Назовите достоинства и недостатки КСН по сравнению с параметрическими стабилизаторами напряжения.

12. Назовите пути повышения качественных показателей КСН.

13. От чего зависят энергетические показатели КСН?

14. Чему равен максимально достижимый КПД компенсационного стабилизатора напряжения с последовательным включением регулирующего элемента?

15. Какие приборы используются в качестве регулирующих элементов в КСН?

16. Что такое рабочая область регулирующего элемента и как она используется при выборе типа регулирующего элемента?

17. Какие требования предъявляются к регулирующим элементам КСН?

Лабораторная работа № 4

Бестрансформаторный преобразователь
НАПРЯЖЕНИЯ

Цель работы: изучить принцип действия преобразователей напряжения, построенных на основе коммутируемых конденсаторов; исследовать физические процессы, происходящие в преобразователях на основе коммутируемых конденсаторов.

4.1. Описание схемы
лабораторной установки

Исследуемая в данной лабораторной работе схема (рис. 4.1) относится к классу бестрансформаторных преобразователей переменного напряжения на переключаемых конденсаторах. Эти устройства осуществляют преобразование высокого переменного напряжения в более низкое стабилизированное постоянное напряжение без использования трансформаторов и других индуктивных элементов. Фактически такие устройства заменяют собой понижающий трансформатор, выпрямитель, сглаживающий фильтр и стабилизатор напряжения.

Исследуемый преобразователь выполнен на основе специализированной интегральной микросхемы КР1182ЕМ2, содержащей бльшую часть элементов преобразователя. Принципиальная схема микросхемы КР1182ЕМ2 приведена в приложении 2.

Рис. 4.1. Бестрансформаторный преобразователь напряжения

Принцип работы преобразователя заключается в следующем. Входное переменное напряжение выпрямляется мостовым выпрямителем, входящим в состав микросхемы КР1182ЕМ2. Пульсирующее напряжение подается на электронный ключ, выполненный на тиристоре, и схему управления. После перехода сетевого напряжения через ноль схема управления подключает внешний накопительный конденсатор (С3, С4) к выходу выпрямителя до тех пор, пока он не зарядится до напряжения, задаваемого внешним стабилитроном (VD). Затем схема управления отключает накопительный конденсатор от выпрямителя до следующей полуволны сетевого напряжения. В оставшееся время цикла накопительный конденсатор питает нагрузку. Следующий цикл включения происходит после перехода сетевого напряжения через ноль и достижения напряжения на выходе выпрямителя на 1.5 В больше, чем на накопительном конденсаторе. Таким образом, напряжение на выходе преобразователя стабилизируется на уровне, близком к рабочему напряжению стабилитрона VD. Внешние элементы схемы выполняют следующие функции.

Резистор R1 ограничивает ток зарядки накопительного конденсатора на уровне, безопасном для выпрямителя и электронного ключа.

Конденсатор С1 совместно с резистором R1 образуют фильтр низких частот, ограничивающий скорость нарастания входного напряжения. При отсутствии этого фильтра, в силу значительной инерционности ключа и схемы управления, импульсные помехи с высокой крутизной фронтов могут проходить на выход преобразователя.

Конденсатор С2 удерживает электронный ключ в закрытом состоянии при включении преобразователя. Это исключает бросок тока, возникающий при подключении полностью разряженного накопительного конденсатора к сети в моменты, когда сетевое напряжение близко к пиковому значению.

Переключатель S позволяет изменять емкость накопительного конденсатора, подключая параллельно конденсатору C3 конденсатор С4, имеющий такую же емкость.

Резисторы R2 и R3 сопротивлением 0.1 Ом выполняют в данной схеме функции токоизмерительных и позволяют с помощью осциллографа наблюдать форму тока, потребляемого преобразователем от сети (резистор R2, клеммы X3, X4) и форму тока через накопительный конденсатор (резистор R3, клеммы X6, X8).

Исследуемый преобразователь расположен в блоке № 6 лабораторного стенда. Его подключение к источнику входного переменного напряжения и регулируемой нагрузке происходит автоматически при выборе блока № 6.

4.2. Порядок выполнения работы

1. Снять зависимость выходного напряжения преобразователя от тока нагрузки при двух значениях емкости накопительного конденсатора (переключатель S разомкнут – С_н = 220 мкФ, переключатель S замкнут – С_н = 440 мкФ). Ток нагрузки изменять от минимального до максимального значения с шагом 10 мА. Ток нагрузки контролируется встроенным амперметром, входное гнездо которого должно быть соединено с гнездом панели «Ток нагрузки» (см. разд. 2). Выходное напряжение стабилизатора контролируется встроенным вольтметром макета на гнезде X7. Результаты измерений занести в таблицу (табл. 4.1) и построить на одном графике. По полученным зависимостям рассчитать выходное сопротивление преобразователя при двух значениях емкости накопительного конденсатора (1.1).

Таблица 4.1

I_н, мА	min	10	20	30	40	50	max
U_н, В (при C_н = 220 мкФ)	*	*	*	*	*	*	*
U_н, В (при С_н = 440 мкФ)	*	*	*	*	*	*	*

2. Снять зависимость абсолютного коэффициента пульсации выходного напряжения преобразователя от тока нагрузки при двух значениях емкости накопительного конденсатора (C_н = 220 мкФ и С_н = 440 мкФ).

Абсолютным коэффициентом пульсации напряжения называется отношение полного размаха пульсации к постоянной составляющей выходного напряжения преобразователя:

где – полный размах пульсации выходного напряжения (измеряется осциллографом на клеммах X7, X8); – постоянная составляющая выходного напряжения преобразователя (измеряется встроенным вольтметром макета на гнезде X7).

При проведении измерений ток нагрузки изменять от минимального до максимального значения с шагом 10 мА. Результаты измерений занести в таблицу (см. табл. 4.2) и построить на одном графике.

Таблица 4.2

I_н, мА	min	10	20	30	40	50	max
K_п0, В (при C_н = 220 мкФ)	*	*	*	*	*	*	*
K_п0, В (при С_н = 440 мкФ)	*	*	*	*	*	*	*

3. При максимальном токе нагрузки и максимальной емкости накопительного конденсатора зарисовать (с указанием масштаба по координатным осям) следующие осциллограммы токов и напряжений:

· напряжение на входе преобразователя (клеммы X1, X2);

· ток, потребляемый преобразователем от сети (клеммы X3, X4);

· напряжение на выходе фильтра нижних частот (клеммы X2, X3);

· ток через накопительный конденсатор (клеммы X6, X8);

· напряжение на нагрузке (клеммы X7, X8).

4. Сделать выводы по работе, в которых должны быть отмечены основные достоинства и недостатки исследованного преобразователя по отношению к трансформаторным преобразователям напряжения.

4.3. Контрольные вопросы

1. Поясните принцип действия исследованного в лабораторной работе бестрансформаторного преобразователя напряжения.

2. Назовите основные достоинства и недостатки бестрансформаторных преобразователей напряжения на коммутируемых конденсаторах по отношению к другим известным вам преобразователям напряжения.

3. Назовите известные вам способы преобразования постоянного (переменного) напряжения с использованием коммутируемых конденсаторов.

4. Назовите основные пути повышения качественных показателей преобразователей напряжения на основе коммутируемых конденсаторов.

5. Чем определяется коэффициент полезного действия преобразователей напряжения на коммутируемых конденсаторах?

6. Назовите области применения преобразователей напряжения на основе коммутируемых конденсаторов.

Список рекомендуемой литературы

1. Иванов-Циганов А. И. Электропреобразовательные устройства радиоэлектронных систем : учеб. пособие для вузов. – М.: Высш. шк, 1991.

2. Китаев В. Е., Бокуняев А. А., Колканов М. Ф. Расчет источников электропитания / Под ред. А. А. Бокуняева. – М.: Радио и связь, 1993.

3. Березин О. К., Костиков В. Г., Шахнов В. А. Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры. – М.: Три Л, 2000.

4. Костиков В. Г., Парфенов Е. М., Шахнов В. А. Источники питания электронных средств. Схемотехника и конструирование. – М.: Радио и связь, 1998.

5. Кацман М. М. Электрические машины. – М.: Высш. шк., 2001.

6. Прянишников В. А. Электроника : курс лекций. – СПб.: КОРОНА принт, 1998.

7. Воробьев Л. Ю. Электроснабжение компьютерных и телекоммуникационных систем. – М., 2003.

8. Веселовский О. Н., Браславский Л. М. Основы электротехники и электротехнические устройства радиоэлектронной аппаратуры : учеб. пособие для вузов. – М.: Высш. шк., 1977.

9. Микросхемы для линейных источников питания и их применение. – М.: ДОДЭКА, 1999.

10. Микросхемы для импульсных источников питания и их применение. – 2-е изд. – М.: ДОДЭКА, 2000.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Электрическая принципиальная схема
интегральной микросхемы КР142ЕН14

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Электрическая принципиальная схема
интегральной микросхемы КР1182ЕМ2

Оглавление

1. Общие требования и порядок выполнения лабораторных работ 3

2. Описание лабораторного стенда................................................. 4

Лабораторная работа № 1.

Неуправляемые выпрямители с емкостной нагрузкой... 7

1.1. Описание схемы лабораторной установки........................................ 8

1.2. Основные определения и расчетные соотношения......................... 10

1.3. Порядок выполнения работы................................................................. 13

1.4. Контрольные вопросы............................................................................. 16

Лабораторная работа № 2.

Параметрические стабилизаторы напряжения....................... 17

2.1. Описание схемы лабораторной установки........................................ 18

2.2. Основные определения и расчетные соотношения......................... 19

2.3. Порядок выполнения работы................................................................. 21

2.4. Контрольные вопросы............................................................................. 23

Лабораторная работа № 3.

Компенсационный стабилизатор напряжения....................... 24

3.1. Описание схемы лабораторной установки........................................ 25

3.2. Основные определения и расчетные соотношения......................... 26

3.3. Порядок выполнения работы................................................................. 28

3.4. Контрольные вопросы............................................................................. 31

Лабораторная работа № 4.

Бестрансформаторный преобразователь напряжения...... 32

4.1. Описание схемы лабораторной установки........................................ 32

4.2. Порядок выполнения работы................................................................. 34

4.3. Контрольные вопросы............................................................................. 35

Список рекомендуемой литературы................................................ 36

Приложение 1....................................................................................................... 37

приложение 2....................................................................................................... 38

ЭЛЕКТРОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ
УСТРОЙСТВА

Методические указания
к лабораторным работам 1–4

Редактор И. Л. Кескевич

Технический редактор Н.В. Гаврилова

Корректор И.Е. Семенова

Компьютерная верстка В.Ф. Ноздрева

Подписано в печать 22.12.2006. Формат 60´84 1/16. Бумага офсетная. Тираж 150 экз.
Уч.-изд. л. 2,32. Печ. л. 2,5. Изд. № 301. Заказ № . Цена договорная

Отпечатано в типографии
Новосибирского государственного технического университета
630092, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20

Дата добавления: 2022-06-11; просмотров: 24; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!