Исследование повышающего регулятора постоянного напряжения

Бриг. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 f, Гц 800 850 900 950 1000 1050 1100 1150 1200 R, Ом 10 20 15 25 30 35 10 20 30 С, мкФ 20 25 30 35 15 20 25 30 35

Исследование понижающего регулятора постоянного напряжения

1. Цель работы

Исследования понижающего регулятора постоянного напряжения при работе на активно-емкостную нагрузку.

2. Содержание работы

Исследование регулировочной и энергетических характеристик по­такающего регулятора постоянного напряжения при работе на активно-емкостную нагрузку.

3. Описание виртуальной лабораторной установки

Виртуальная лабораторная установка для исследований показана на рис.1. Она содержит:

• источник постоянного напряжения (240 В);

• активно-емкостную нагрузку (R, С),

• последовательную накопительную индуктивность (дроссель)  (Series L);

• обратный диод (Diode);

• измерители мгновенных токов в источнике питания (I1) и нагрузке

(I Load);

• измеритель мгновенного напряжения на нагрузке (V Load);

• блок для измерения среднего значения тока питания (Fourier I1);

• блок для измерения среднего значения тока нагрузки (Fourier I0)

• блок для измерения среднего значения напряжения на нагрузке

(Fourier U0);

• блок для измерения действующего значения тока силового полу

проводникового модуля (RMS Т);

• блок для наблюдения (измерения) мгновенных значений тока в

пени питания, тока нагрузки и напряжения на нагрузке (Scope);

• блок для наблюдения (измерения) мгновенных значений тока и

напряжения силового модуля (Scope 1);

• блок для измерения величины среднего значения тока в цепи питания (Display 1);

• блок для измерения величин средних значений тока и напряжения на нагрузке, а также действующего тока в силовом полупровод­никовом модуле (Display);

• блоки Mux и Demux для собирания и разделения сигналов;

• силовой транзисторный модуль на MOSFET-транзисторе с обратным диодом (Mosfet);

• импульсный генератор (Pulse Generator) для управления модулем.

Рис. 1 Модель понижающего регулятора постоянного напряжения

 

Окно настройки параметров силового полупроводникового модуля показано на рис. 2.

В полях настройки заданы:

• динамическое сопротивление полупроводникового транзистора в открытом состоянии в Омах (Ron, Ohms);

• индуктивность транзистора в открытом состоянии генри (Lon, Н);

• сопротивление обратного диода в открытом состоянии в Омах (Rd);

• начальный ток в модуле;

• параметры демпфирующих цепей (Snubber resistance, Snubber capacitance).

Рис. 2 Окно настройки параметров силового модуля

 

Параметры генератора задаются в окне параметров (рис. 3). В исследуемой модели установлены следующие параметры генератора:

• период напряжения Т₀ = ПО ВАРИАНТАМ с. (частота f_o – см. таблицу);

• амплитуда напряжения - 1 В;

 

Рис. 3 Окно настройки параметров генератора

 

Окно настройки параметров нагрузки показано на рис. 4. Для реализации активно-емкостной нагрузки в параллельной R, L, С - цепи в первом и третьем полях (Resistance R, Ohms, Capacitance С, F) устанав­ливается значение активного сопротивления в Омах и емкости в Фара­дах.

В окнах настройки параметров блоков Fourier I1, Fourier I0, Fourier U1 устанавливается частота равная частоте напряжения генератора и номер нулевой гармоники.

4. Порядок проведения лабораторной работы

Исследование регулировочных, внешних и энергетических характе­ристик понижающего регулятора постоянного напряжения при работе на активно-емкостную нагрузку проводится на виртуальной установке.

Рис. 4 Параметры моделирования

    Величина последовательной индуктивно­сти равна 0,5 Гн. Параметры моделирования задаются на вкладке Simulation/Configuration parameters (рис.4).

При снятии характеристик параметры R, С нагрузки остаются без изменений, изменяется длительность импульса генератора (поле Pulse width) от 0% до 100% с шагом 20%.

При этом моделирование проводится для каждого значения дли­тельности импульса генератора (длительности включенного состояния силового модуля). Результаты моделирования и последующих вычис­лений заносятся в табл. 1.

 

Табл. 1

Данные	Измерения						Вычисления
	А	В	А	А	В	А	Вт	Вт	Вт
20%	9,485	47,43	4,068	10,81	240	35
40%	19,08	95,39	12,38	21,7	240	40
60%	28,69	143,5	21,96	30,39	240	47,5
80%	38,3	191,5	32,8	37,92	240	47,5
95%	45,5	227,5	43,42	44,93	240	48

 

Средний ток в источнике питания определяется по показаниям Display 1. На блоке Display измеряемые величины пред­ставлены в следующей последовательности: (1) Средний ток нагруз­ки. (2) Среднее напряжение на нагрузке. (3) Действующий ток в си­ловом полупроводниковом модуле. Мгновенные значения тока пита­ния, нагрузки и напряжения на нагрузке можно наблюдать на экране осциллографа.

Мгновенные значения тока и напряжения силового модуля можно наблюдать на экране осциллографа.

Относительная продолжительность импульса напряжения на нагрузке определяется как длительность импульса генератора, поделенная на 100.

Мощность в цепи источника питания рассчитывается по выраже­нию:

Р₁ = U_пI₁, (Вт),

где U_п - напряжение питания.

Квазистатические потери в силовом полупроводниковом модуле рассчитываются по уравнению:

,

где R_on - параметр силового модуля, I_VT(RMS) - его действующий ток (табл. 1). Мощность в нагрузке определяется по выражению:

Р_Н =U_HI_H , (Вт).

По результатам табл. 1 строятся:

• регулировочные характеристики регулятора ;

• энергетические характеристики регулятора , .

5. Содержание отчета

5.1. Схема виртуальной установки.

5.2. Выражения для расчета основных характеристик.

5.3. Регулировочная характеристика.

5.4. Энергетические характеристики.

5.5. Выводы по работе.

 

Исследование повышающего регулятора постоянного напряжения

1. Цель работы

Исследование повышающего регулятора постоянного напряжения при работе на активно-емкостную нагрузку.

2. Содержание работы

Исследование регулировочной, внешней и энергетических характе­ристик понижающего регулятора постоянного напряжения при работе на активно-емкостную нагрузку.

3. Описание виртуальной лабораторной установки

Виртуальная лабораторная установка показана на рис. 5. Она содержит все те же блоки, что и лабораторная работа Исследование понижающего регулятора постоянного напряжения.

4. Порядок проведения лабораторной работы

Исследование регулировочных, внешних и энергетических характе­ристик понижающего регулятора постоянного напряжения при работе на активно-емкостную нагрузку проводится на виртуальной установке (рис 5).

 

 

Рис. 5 Модель повышающего регулятора постоянного напряжения

Последовательный дроссель имеет параметры L₁ = 0,02 Гн, R₁, = 2 Ом, параметры нагрузки R_Н = 50 Ом, С_H  = 1000 мкФ.

При снятии характеристик параметры R, С нагрузки остаются без изменений, изменяется длительность импульса генератора поле Pulse width, от 0% до 100% с шагом 20%.

Моделирование проводится для каждого значения дли­тельности импульса генератора (длительности включенного состояния силового модуля). Результаты моделирования и последующих вычис­лений заносятся в табл. 2.

 

Табл. 2

Данные	Измерения						Вычисления
	А	В	А	А	В	А	Вт	Вт	Вт

 

Средний ток в источнике питания определяется по показаниям Display1. На блоке Display измеряемые величины представлены в сле­дующей последовательности: (1) Средний ток нагрузки. (2) Среднее напряжение на нагрузке. (3) Действующий ток в силовом по­лупроводниковом модуле. Мгновенные значения тока питания, нагрузки и напряжения на нагрузке можно наблюдать на экране осциллографа.

Мгновенные значения тока и напряжения силового модуля можно наблюдать на экране осциллографа.

Относительная продолжительность импульса напряжения на нагрузке определяется как длительность импульса генератора, поделенная на 100.                   Мощность в цепи источника питания рассчитывается по выраже­нию:

Р₁ = U_пI₁, (Вт),

 где U_п - напряжение питания.

Квазистатические потери в силовом полупроводниковом модуле рассчитываются по уравнению:

, (Вт),

где R_on - параметр силового модуля, I_VT(RMS) - его действующий ток. Мощность в нагрузке определяется по выражению:

Р_Н =U_HI_H (Вт).

 

По результатам табл. 2 строятся:

• регулировочные характеристики регулятора ;

• энергетические характеристики регулятора

, .

 

 

5. Содержание отчета

5.1. Схема виртуальной установки.

5.2. Выражения для расчета основных характеристик.

5.3. Регулировочная характеристика.

5.4. Энергетические характеристики.

5.5. Выводы по работе.

 

---

Дата добавления: 2018-09-20; просмотров: 361; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!