3. Экспериментальное исследование импульсного стабилизатора постоянного напряжения:

а) собрать схему импульсного стабилизатора постоянного напряжения (см. рис. 2). Для этого переключить тумблер SA2 в положение «Стаб», замкнув тем самым цепь обратной связи по напряжению;

б) снять зависимости (в замкнутой системе) U_Н = F (U_d),  = F (U_d) при постоянном напряжении задания U_з и сопротивлении нагрузки R_Н. Для этого ручкой потенциометра RP1 и RP2 установить требуемые значения напряжения U_d и U_Н соответственно согласно таблице вариантов. При выставленных значениях U_d и U_Н установить заданный ток нагрузки I_Н реостатом R_Н и на протяжении всего опыта не трогать положение ручки потенциометра R_Н. Изменяя напряжение U_d на входе от нуля до максимально возможного значения, фиксировать показания U_d, U_Н и . Показания занести в таблицу, построить характеристики;

в) снять внешнюю U_Н = F (I_Н) и энергетическую  = F (I_Н) характеристики стабилизатора, при неизменном напряжении задания U_з и заданных U_d и f_ШИМ. Для этого потенциометром RP1 и RP2 установить заданные по варианту напряжения U_d и U_Н соответственно. Изменяя сопротивление нагрузки реостатом R_Н, фиксировать показания U_d, I_d, U_Н, I_Н. Показания занести в таблицу, построить характеристики.

4. Экспериментальное исследование транзисторных ключей при активно-индуктивной нагрузке, шунтированной диодом:

а) при работе стабилизатора в режиме непрерывного тока снять осциллограммы напряжения на ключе u_vt и тока через ключ i_vt для трех типов транзисторов (биполярного, полевого и IGBT) для заданных по варианту значений U_d, U_Н и f_ШИМ. Для этого сначала установить перемычку между гнездами X15 – X16, подключив выход системы управления СУ к биполярному транзистору. Канал CH1 осциллографа подключить к шунту RS2 («+» – гнездо X19, корпус осциллографа «» – гнездо X20), а канал CH2 – к гнезду X11 (напряжение на транзисторном ключе). Зарисовать осциллограммы для биполярного транзистора VT1. Проделать аналогичные действия для других типов транзисторов, последовательно переключая выход СУ к входам VT2 и VT3. Обратить особое внимание на начало и конец импульса тока;

б) снять осциллограммы токов управления для трех типов транзисторов и напряжения на нагрузке u_Н при заданных по варианту значений U_d, U_Н и f_ШИМ. Для этого канал CH1 осциллографа подключить к шунту RS1 («+» – гнездо X6, корпус осциллографа «» – гнездо X7), а канал CH2 – к гнезду X21 (напряжение на нагрузке u_Н). Для правильного отклонения напряжения u_Н нажать кнопку СН2 INV на осциллографе. Зарисовать осциллограммы для всех типов транзисторов. Обратить особое внимание на начало и конец импульса тока управления транзисторов и фронтов на нагрузке. По снятым осциллограммам для биполярного транзистора показать время рассасывания зарядов;

в) определить КПД для трех типов транзисторных ключей при заданных по варианту значениях U_d, U_Н и f_ШИМ. Для этого переключать перемычку на входах транзисторов (см. рис. 2), одновременно фиксируя значения U_d, I_d, U_Н, I_Н. Рассчитать КПД, сравнить результаты;

г) повторить пункт 4 в) при другой частоте ШИМ.

Выключить переключатель питания модуля «Преобразователь постоянного напряжения», а затем автомат QF1 «Модуля питания стенда».

Содержание отчета

Отчет должен содержать следующие пункты:

а) наименование и цель работы;

б) предварительные расчеты и построения;

в) исходные данные, принципиальную силовую схему установки;

г) обработанные осциллограммы;

д) результаты экспериментальных исследований и проведенных по ним расчетов, помещенные в соответствующие таблицы;

е) экспериментально снятые и построенные характеристики (регулировочные, внешние и энергетические);

ж) определение коэффициента стабилизации и выходного сопротивления стабилизатора, по зависимостям U_Н = F (U_d), U_Н = F (I_Н):

при ;

при .

з) выводы по работе:

• пояснить влияние частоты ШИМ преобразователя f_ШИМ на коэффициент пульсаций тока нагрузки q;

• объяснить влияние коэффициента заполнения  на КПД преобразователя постоянного напряжения;

• объяснить влияние тока нагрузки I_Н на вид внешних и энергетических характеристик ППН и стабилизатора;

• сравнение показателей стабилизаторов с транзисторными ключами различных типов по КПД и анализ причин отличий;

• оценка влияния частоты ШИМ на КПД стабилизатора с различными транзисторными ключами;

• сравнение форм токов и напряжений в транзисторных ключах различных типов и пояснение причин отличий.