5.3. Исследование импульсного регулятора понижающего типа
Цель: построение регулировочной характеристика, выходной характеристики, снятие осциллограмм токов через транзистор, диод и дроссель. Оценка влияния изменения сопротивления нагрузки на формы токов(,и )
Приборы и элементы
- транзистор IRG4BC20U Q1
Диод Шоттки 10BQ040 D1
Резисторы R1=20Ом, R2=510 Ом,
Индуктивность L1=10мГн
Емкость С1=3мкФ
Сопротивление нагрузки R1=2Ом
Потенциометр R=10Ом
Датчики тока R=10млОм
Амперметры U2, U3
Вольтметры U1
Четырехканальный осциллограф XSC1
Двухканальный осциллограф XSC2
Функциональный генератор XFG1
Источник постоянной ЭДС V1
Исходные данные и значения номиналов элементов входящих в схему.
Исходные данные:
U1=25В – входное напряжение ЭДС постоянного тока;
Rн=( R6+ R7)=(212)Ом – сопротивление нагрузки;
=20 кГц – рабочая частота;
- коэффициент заполнения импульса.
Рабочая частота и коэффициент заполнения импульса задается с помощью функционального генератора XFG1 форма импульсов прямоугольна
Максимальные значения напряжения и тока нагрузки
Максимальные значения напряжения на диоде D1и транзисторе Q1
Значение индуктивности из условия непрерывности тока через катушку , L1=500мкГн.
Значение емкости ,
С1=2мкФ.
Максимальное значение токов через диод и транзистор
По значениям, , выбраны диод с барьером Шоттки D1 10BQ040 и транзистор IGBT – IRG4BC20U/
Сопротивление датчиков тока R3, R4, R5 выбираются из условия R2=R3=R4=(0,05Rнmin
Резистор R1 выбирается из условия обеспечения максимального зарядного тока входной емкости C11 IGBT транзистора. Максимальный зарядный ток затвора Iсз=1 А, напряжение затвор-эмиттер Uзэ=20В.
Диод VD2 позволяет сократить время разряда входной емкости.
Исследуемая схема изображена на рисунке 5.3.
ИРН понижающего типа
Рисунок 5.3
Рисунок 5.4
форма тока через дроссель
форма напряжения на диоде D1
форма тока через транзистор
форма тока через диод
Порядок проведения эксперимента
Эксперимент 1. построение регулировочной характеристики ИРН понижающего типа для Rн max= 12 Ом и Rн min=2 Ом. Определение входного сопротивления при различных γ.
Откройте файл «ИРН понижающего типа» или соберите схему, изображенную на рис. 4.3. установите значение Rн min=R7=2 Ом, а R6=0 Ом (0%). Включите схему. Изменяя значения γ от 0.2 (20% - duty Cycle) c шагом Δγ=0.1, занесите в таблицу показания вольтметра U2, измеряющего Uн .
Установите значение ,
R6max=10 Ом (100%) и повторите опыт а). Постройте регулировочную характеристику
Uн(Rн min)=f(γ) и Uн(Rн max)=f(γ). Проведите сравнительный анализ и сделайте выводы относительно теоретической зависимости Uн=U1*γ, почему нет совпадений.
Установите значения: γ1=0.3, γ2=0.5, γ3=0.9. изменяя величину Rн от 12 до 2 Ом, занесите показания вольтметра U2, амперметра U1 в таблицу. По табличным данным постройте выходные характеристики ИРН для трех случаев (γ1=0.3, γ2=0.5, γ3=0.9). По полученным зависимостям найти выходные сопротивления. Провести сравнительный анализ, сделайте выводы о поведении напряжения нагрузки в зависимости от тока нагрузки при различных γ.
Рассчитайте КПД регулятора, используя показания амперметра U4 (ток потребления I0), амперметра U3 (ток нагрузки Iн) и вольтметра U2 (напряжение нагрузки Uн) для γ2=0.5 и γ3=0.9 для двух случаев и
Потребляемая мощность:
Мощность, выделяемая нагрузкой
КПД
Сделайте выводы.
- Источники электрической энергии
- Выпрямители
- Эксплуатационные характеристики выпрямителей
- Однофазный выпрямитель со средней точкой вторичной обмотки трансформатора, работающей на активную нагрузку
- Однофазная мостовая схема выпрямителя с активной нагрузкой
- Эксперементальная проверка работоспособности однофазная двухполупериодных выпрямителя
- 3. Сглаживающие фильтры
- 3.2. Индуктивный фильтр
- 3.3. Емкостной фильтр
- 3.4. Г-образный lc- фильтр
- 4. Линейные стабилизаторы
- 4.1. Основные понятия
- 4.2. Параметрические стабилизаторы напряжения
- 4.3. Компенсационные линейные стабилизаторы
- 4.4. Базовая схема трехполюсного стабилизатора
- 4.5. Стабилизатор напряжения с повышенным током нагрузки
- 4.6. Трехполюсный стабилизатор с защитой от перегрузки по току
- 4.7. Линейный стабилизатор с вольтодобавкой
- 4.8. Экспериментальная часть
- 4.8.2. Исследование базовой схемы компенсационного стабилизатора
- 4.9. Стабилизаторы тока
- 5. Импульсные регуляторы напряжения
- 5.1. Импульсный регулятор напряжения последовательного типа.
- 5.3. Исследование импульсного регулятора понижающего типа
- 5.4.Импульсный регулятор повышающего типа
- 5.5. Принцип работы импульсного регулятора повышающего типа
- 5.6. Импульсный регулятор с инверсией выходного напряжения.
- Приложение Виртуальная измерительная лаборатория.
- Мультиметр (Multimeter)
- 2. Функциональный генератор (Function Generator).
- 4. Ваттметр (Wattmeter)
- 5. Осциллограф (Oscilloscope)
- 6. Частотомер (Freqcounter-xfci)
- 7. Функциональный генератор Agilent Generator-xfg1
- 8. Четырехканальный осциллограф (4 Channel Oscilloscope - xsci)
- 9. Измеритель частотных характеристик (Bode Plotter)
- 10. Анализатор вах (IV Analyzer-xiv1)
- 11. Спектроанализатор (Spectrum Analyzer).
- Создание схем.
- Группа sources
- Группа diodes
- Группа transistors
- Группа analog
- Группа misc
- Группа power
- Группа ttl
- Группа cmos