ДОСЛІДЖЕННЯ МОСТОВОЇ СХЕМИ НАПІ-ВПРОВІДНИКОВОГО ВИПРЯМЛЯЧА.. Інструкція та методичні настанови з Електроніка та мікросхемотехніка. Робота № 203559

Перехід до торгівельного партнера Binance

ДОСЛІДЖЕННЯ МОСТОВОЇ СХЕМИ НАПІ-ВПРОВІДНИКОВОГО ВИПРЯМЛЯЧА.

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Національний університет Львівська політехніка

Інститут:

Не вказано

Факультет:

Не вказано

Кафедра:

Не вказано

Інформація про роботу

Рік:

2006

Тип роботи:

Інструкція та методичні настанови

Предмет:

Електроніка та мікросхемотехніка

Завантажити

Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА» ДОСЛІДЖЕННЯ МОСТОВОЇ СХЕМИ НАПІВПРОВІДНИКОВОГО ВИПРЯМЛЯЧА Інструкція до лабораторної роботи № 9 з дисципліни: “Електроніка та мікросхемотехніка” Затверджено на засіданні кафедри « Комп’ютеризовані системи автоматики» Протокол № 1 від 31 серпня 2006 р. Львів 2006 Укладачі: доц., к.т.н. Вітер О.С., доц., к.т.н. Гаранюк І.П. Відповідальний за випуск проф., д.т.н. Наконечний А.Й. Мета роботи – вивчення мостової однофазної схеми напівпровідникового випрямляча і практична перевірка властивостей випрямляча, що працює на активне навантаження. Теоретичні відомості Для живлення сучасної електронної апаратури найбільш часто застосовують випрямлячі однофазного змінного струму, які працюють в режимі двопівперіодного випрямлення. Основними схемами побудови такого типу випрямлячів є схема з середньою точкою та мостова схема. EMBED Word.Picture.8 Рис.1. а). Двопівперіодна схема випрямлення з середньою точкою EMBED Word.Picture.8 Рис. 1 б). Мостова однофазна схема випрямлення Перевагою двопівперіодного випрямляча з середньою точкою є мінімальне (2 шт.) число вентилів, низьке середнє значення струму вентилів, можливість встановлення однотипних вентилів на спільному радіаторі без ізоляції. До недоліків схеми слід віднести необхідність використання трансформатора, висока зворотна напруга на вентилях, підвищений вихідний опір, велика ймовірність появи пульсацій з частотою мережі через несиметрію плеч. Перевагою двопівперіодного мостового випрямляча є відносно низькі зворотна напруга на вентилях та середнє значення струму. Недоліками схеми є необхідність використання 4-х вентилів, підвищений вдвоє спадок прямої напруги на вентилях, неможливість встановлення однотипних напівпровідникових вентилів на одному радіаторі без ізоляційної прокладки. Змінна напруга підводиться до однієї діагоналі моста, а навантаження підключене до другої його діагоналі між точками з’єднання катодів двох діодів (VD1 і VD2) і точки з’єднання анодів діодів (VD3 і VD4). В схемі пропускає струм та пара діодів, в якої анод діода групи (VD1 або VD2) має більш високий додатний потенціал, а катод діода групи (VD4 або VD3) ,більш низький від’ємний потенціал. Так, наприклад, якщо на вторинні обмотці діє додатна півхвиля напруги то в цьому випадку пропускають струм відкриті діоди VD1 і VD4 , діоди VD2 VD3 закриті. Коли полярність напруги на вторинній обмотці змінює свій знак на зворотний, то в цьому випадку катод діода VD3 має низький потенціал, а анод діода VD2 високий потенціал, тому струм пропускають діоди VD2 і VD3. При цьому напрямок струму І0 через навантаження залишається незмінним. У вторинній обмотці трансформатора струм протікає двічі за період і має форму синусоїди. В схемі відсутнє підмагнічення сердечника трансформатора. Струм у первинній обмотці також синусоїдальний, тому роботу трансформатора можна розглядати як роботу на активне навантаження. Середнє значення випрямленої напруги на навантаженні буде складати EMBED Equation.3 Діюче значення напруги вторинної обмотки трансформатора дорівнює EMBED Equation.3 Діюче значення струму вторинної обмотки трансформатора складає EMBED Equation.3 Враховуючи, що EMBED Equation.3 отримуємо EMBED Equation.3 . Тоді остаточно діюче значення струмі вторинної обмотки трансформатора буде визначатися виразом EMBED Equation.3 Потужність вторинної обмотки трансформатора буде дорівнювати EMBED Equation.3 де P0=U0 І0  потужність сталих складових випрямленої напруги і струму. Діюче значення струму первинної обмотки трансформатора можна визначити з рівняння магнітної рівноваги трансформатора EMBED Equation.3 Звідси знаходимо значення струму первинної обмотки EMBED Equation.3 Діюче значення струму первинної обмотки трансформатора буде визначатися EMBED Equation.3 Потужність первинної обмотки трансформатора EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 Типова потужність трансформатора EMBED Equation.3 Зворотна напруга, яка прикладається до одного діода EMBED Equation.3 Частота пульсацій вихідної напруги і струму в навантаженні рівна подвоєній частоті мережі EMBED Equation.3 Коефіцієнт пульсацій мостової однофазної схеми випрямлення складає: EMBED Equation.3 Контрольні запитання Які переваги має мостова схема напівпровідникового випрямляча порівняно із випрямлячем, складеними за двопівперіодною схемою із середньою точкою? Накресліть мостову схему напівпровідникового випрямляча та поясніть призначення її елементів. Як підбирають тип напівпровідникових вентилів для роботи в мостовій схемі випрямляча? Чому при послідовному з’єднанні напівпровідникових діодів їх потрібно шунтувати резисторами? Розкажіть про призначення силового трансформатора в схемі випрямляча. Як підбирають осердя для силового трансформатора? Від чого залежить діаметр провідників обмоток силового трансформатора? Побудуйте графік навантажувальної характеристики випрямляча. Що таке к.к.д. випрямляча? Чи впливає значення внутрішнього опору вентилів на к.к.д. випрямляча? З якою частотою пульсує напруга на навантаженні в мостовій схемі випрямлення? Вкажіть вади мостової схеми випрямлення. Схема дослідження, необхідні прилади та деталі Схема дослідження напівпровідникового випрямляча показана на рис. 1. Тип напівпровідникових діодів, силовий трансформатор, вимірювальні прилади та опір навантаження добирають залежно від величини випрямлених напруги EMBED Equation.3 та струму EMBED Equation.3 . EMBED Word.Picture.8 При виборі напівпровідникових діодів використовуються наступні співвідношення EMBED Equation.3 , (1) (1) EMBED Equation.3 , (2) де EMBED Equation.3 – величина діючого значення струму, що протікає через кожен діод; EMBED Equation.3 – зворотна напруга, прикладена до кожного із діодів. Користуючись довідником із напівпровідникових приладів і формулами (1), (2), перевіряють придатність того чи іншого напівпровідникового діоду для роботи в мостовій схемі. Значення EMBED Equation.3 та EMBED Equation.3 , знайдені за цими формулами, не повинні перевищувати допустимих відповідних значень, вказаних у довіднику. Нижче наведені дані елементів схеми при використанні напівпровідникових діодів типу Д226. Силовий трансформатор Т зібраний на осерді Ш16 EMBED Equation.3 32. Мережна обмотка EMBED Equation.3 , розрахована на напругу мережі 220 В, містить 2100 витків провідника типу ПЭЛ 0,27. Вторинна обмотка EMBED Equation.3 містить 2400 витків провідника типу ПЭЛ 0,16. У схемі можна використовувати готовий силовий трансформатор, наприклад, від побутової радіоапаратури або ін. Опір навантаження EMBED Equation.3 повинен допускати зміни струму EMBED Equation.3 в межах, достатніх для зняття навантажувальної характеристики. Для цього можна використати змінний резистор (5–10) кОм. Для запобігання недопустимого збільшення струму EMBED Equation.3 при зменшенні опору навантаження до реостату EMBED Equation.3 потрібно прилаштувати обмежувач переміщення повзунка. Крім цього, в коло випрямленого струму включається запобіжник FU (на 0,5 А) для захисту діодів від перевантажень підчас зняття навантажувальної характеристики. Вольтметр EMBED Equation.3 та амперметр EMBED Equation.3 – електромагнітної системи. Верхні межі вимірювання: для вольтметра – 300 В, для амперметра 1,5 А. Вольтметр EMBED Equation.3 , та міліамперметр EMBED Equation.3 – магнітоелектричної системи. Верхні межі вимірювань цих приладів складають відповідно 50 В і 300 мА й уточнюються підчас випробування схеми залежно від значення EMBED Equation.3 та EMBED Equation.3 . Значення пульсацій випрямлених напруги EMBED Equation.3 та струму EMBED Equation.3 однакові й характеризуються коефіцієнтом пульсацій EMBED Equation.3 , (3) де EMBED Equation.3 – амплітуда змінної складової напруги основної гармоніки, яка змінюється із частотою повторення імпульсів випрямленого струму. Напругу пульсації EMBED Equation.3 на навантажувальному опорі можна виміряти приладом змінного струму, наприклад, вольтметром EMBED Equation.3 типу ВК7-9Б, який має великий внутрішній опір і частотний діапазон не нижче 50 Гц. Якщо шкала вольтметру проградуйована в дійсних значеннях змінної напруги, то виміряну напругу пульсації EMBED Equation.3 потрібно при підстановці у формулу (3) помножити на EMBED Equation.3 (щоб отримати амплітудне значення напруги пульсації EMBED Equation.3 ). ВИКОНАННЯ РОБОТИ План роботи: Складання та випробування схеми. Зняття навантажувальної характеристики. Визначення коефіцієнта пульсації випрямленої напруги. Визначення К.К.Д. випрямляча. Побудова навантажувальної характеристики. Складання і випробовування схеми Після добору елементів мостової схеми випрямляча за заданою напругою EMBED Equation.3 та струмом EMBED Equation.3 їх з’єднують між собою згідно до рис. 2. Перевіривши зібрану схему, починають її випробувати. Для цього необхідно: встановити повзунок реостата EMBED Equation.3 в положення, що відповідає максимальному опору навантаження випрямляча; подати на мережну обмотку силового трансформатора напругу мережі; змінити величину опору резистора EMBED Equation.3 й переконатися у тому, що при цьому змінюються величини EMBED Equation.3 та EMBED Equation.3 , тобто можна зняти навантажувальну характеристику випрямляча; підключити до схеми вольтметр EMBED Equation.3 й переконатися, що він дає покази; із врахуванням показів вимірювальних приладів уточнити їх верхні межі вимірювання. Зняття навантажувальної характеристики Для зняття навантажувальної характеристики мостової схеми випрямлення реостатом EMBED Equation.3 потрібно змінювати величину випрямленого струму EMBED Equation.3 й стежити за показами вольтметра EMBED Equation.3 , що вимірює величину випрямленої напруги EMBED Equation.3 . Для побудови навантажувальної характеристики достатньо провести (710) відліків. Дані спостережень записують у таблицю 1. Найбільший струм у навантаженні визначається найбільшим допустимим випрямленим струмом для напівпровідникових діодів. Перевищувати це значення струму не слід, бо перегорить запобіжник FU, розрахований на максимально допустимий струм у навантаженні. Табл. 1 EMBED Equation.3 Визначення коефіцієнта пульсацій випрямленої напруги Для знаходження коефіцієнта пульсацій EMBED Equation.3 , до резистора EMBED Equation.3 потрібно підключити вольтметр EMBED Equation.3 , який показує діюче значення EMBED Equation.3 змінної складової випрямленої напруги. Виміри проводять для двох-трьох значень напруги EMBED Equation.3 . Дані спостережень записують у табл. 2. Табл. 2 Визначення к.к.д. випрямляча Коефіцієнтом корисної дії EMBED Equation.3 випрямляча називають відношення потужності EMBED Equation.3 постійного струму, яку споживає навантаження, до потужності EMBED Equation.3 змінного струму, яку споживає випрямляч із мережі, тобто EMBED Equation.3 , (4) де EMBED Equation.3 , а EMBED Equation.3 . Для визначення к.к.д. проводять вимірювання EMBED Equation.3 , EMBED Equation.3 та EMBED Equation.3 для двох-трьох значень випрямленого струму EMBED Equation.3 . Результати вимірювань і обчислень заносять в табл. 3. Побудова навантажувальної характеристики За даними табл. 1, в прямокутній системі координат будують навантажувальну характеристику випрямляча. Приблизний вигляд навантажувальної характеристики показаний на рис. 3. Табл. 3 EMBED Word.Picture.8 ВКАЗІВКИ ДО ОФОРМЛЕННЯ ЗВІТУ Звіт повинен містити Точну назву та мету роботи. Схему дослідження випрямляча із короткою характеристикою її елементів. Необхідні розрахунки, що підтверджують правильність вибору елементів схеми. Таблиці спостережень. Навантажувальну характеристику. Короткий висновок. Література Степаненко И.П. Основы теории транзисторов и транзисторных схем. – М.: Энергия, 1973. Виноградов Ю.В. Основы электронной и полупроводниковой техники. – М.: Энергия, 1972. Скаржепа В.А., Луценко А.Н. Электроника и микросхемотехника. Ч.1. Электронные устройства информационной автоматики. – К.: Выща шк., 1989. Захаров В.К., Лыпарь Ю.И. Электронные устройства автоматики и телемеханики. – Л.: Энергоиздат, 1984. Прянишников В.А. Электроника: Курс лекций. – С-П.: КОРОНА принт, 1998.

Інструкція та методичні настанови Електроніка та мікросхемотехніка

01.01.1970 03:01-

Коментарі

Ви не можете залишити коментар. Для цього, будь ласка, або зареєструйтесь.

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

Маєш корисні навчальні матеріали, які припадають пилом на твоєму комп'ютері? Розрахункові, лабораторні, практичні чи контрольні роботи — завантажуй їх прямо зараз і одразу отримуй бали на свій рахунок! Заархівуй всі файли в один .zip (до 100 МБ) або завантажуй кожен файл окремо. Внесок у спільноту – це легкий спосіб допомогти іншим та отримати додаткові можливості на сайті. Твої старі роботи можуть приносити тобі нові нагороди!

поділитись