8.4.1.1 Результаты работы

Подготовьте отчет по лабораторной работе.

8.4.1.2 Контрольные вопросы

1 Приведите функциональную схему понижающего регулятора напряжения. Объясните назначение основных узлов регулятора напряжения и в чем состоит сущность термина понижающий?

2 На какой элементной базе выполняются основные узлы понижающего регулятора напряжения?

3 В чем состоит принципиальное отличие понижающего от повышающего регулятора напряжения?

4 Чем объясняется более высокий кпд понижающих регуляторов по сравнению с другими?

5 Чем определяется качество регулирования напряжения в понижающих регуляторах напряжения?

5.  Какой вид модуляции нашел наибольшее распространение в импульсных регуляторах понижающего типа и почему?

6. Сравните работу регулятора при непрерывном и прерывистом токе дросселя.

8.4.2 Исследование регулятора напряжения повышающего типа

Схема повышающего импульсного регулятора напряжения (модель регулятора в формате EWB), представлена на рисунке 8.8. Она позволяет исследовать установившийся режим работы регулятора.

Рисунок 8.8 – Модель повышающего регулятора напряжения

(Файл ИРНповыш)

Схема содержит следующие элементы:

• источник входного напряжения постоянного тока U1;

• генератор прямоугольных сигналов 0,1 МГц, 10В (схема управления);

• силовая цепь: регулирующий транзистор VT1, обратный диод VD1, накопительная индуктивность L1 и конденсатор фильтра C1;

• нагрузочный реостат RН;

• резисторы R3 и R4 предназначены для измерения тока ключа VT1 и тока диода VD1, соответственно;

• переключатели S1, S2 обеспечивают просмотр напряжения и тока ключа VT1, тока диода VD1 и напряжения на нагрузке;

• двухлучевой осциллограф и ампер- вольтметры.

Внутреннее сопротивление амперметра I1 отождествляем с сопротивлением дросселя (r_L).

Нагрузочный реостат RН управляется клавишей «R» на 10% при каждом нажатии, для движения в противоположную сторону используется комбинация Shift+R.

Коммутация переключателей S1 и S2 выполняется нажатием клавиш 1 и 2, соответственно. При левом положении S1 наблюдается форма напряжения на ключе VT1, при правом положении – форма тока через ключ. Для просмотра тока необходимо повысить чувствительность осциллографа по каналу A (кнопки mV/div в зависимости от величины тока ключа вашего варианта). Аналогично, при правом положении ключа S2 наблюдается форма напряжения на нагрузке, а при левом – форма тока диода VD1. Для просмотра тока необходимо повысить чувствительность осциллографа по каналу В (кнопки mV/div в зависимости от величины тока диода).

Вольтметр U0 служит для измерения постоянной составляющей выходного напряжения регулятора (вольтметр должен иметь опцию DC, рисунок 8.9), а вольтметр U2 – действующего значения переменной составляющей (опция – AC).

Рисунок 8.9 – Окно вольтметра

1 Выпишите в соответствии со своим вариантом задания (номером бригады) исходные данные из таблицы 8.2. Установите уровень входного напряжения U1 и сопротивление нагрузки RH.

Таблица 8.5 – Варианты задания

Номер бригады	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
U1, В	14	16	26	32	44	22	27	30	36	42
RH, Ом	50	52	54	56	58	48	50	54	56	60

2 Установите S1 в левое, аS2 – в правое положение, реостатRH– 50%, коэффициент заполнения импульсов универсального генератора (Dutycycle)= 60%. Внутреннее сопротивление (R) амперметраI1 установите равнымR= 0.05R_H.

Установите параметры накопительной индуктивности L1 (дросселя) для этого откройте окно параметров. Установите индуктивность 100 мкГн в опции Value. Перейдите в опцию Fault и введите сопротивление утечки 10 кОм, как показано на рисунке 8.10.

Рисунок 8.10 – Окно параметров дросселя

Двойным щелчком по значку «осциллограф» откройте его. Установите удобную развертку: 5 µS/div; Y/T; Auto; 10…50 V/div (в обоих каналах) и начальное смещение уровня сигнала Y position равное 0,00; входы каналов открытые (DC).

3 Переведите выключатель в правом верхнем углу экрана в положение «1». Дождитесь окончания переходных процессов по числовым показаниям приборов и выключите схему. Зарисуйте синхронные формы напряжения на ключе и нагрузке и запишите показания всех приборов.

4 Переведите S1 иS2 в другое положение. Установите достаточную чувствительность в обоих каналах осциллографа. Переведите выключатель в правом верхнем углу экрана в положение «1». Дождитесь окончания переходных процессов и выключите схему. Зарисуйте токи ключаVT1 и диодаVD1.

5 Для снятия регулировочных характеристик подготовьте две таблицы 8.6.

Таблица 8.6 – Снятие регулировочных характеристик

, %	20	30	50	60	70	80	90
U0, В	x	x	x	x	x	x	x
I0, A	x	x	x	x	x	x	x
U0/U1	р	а	с	ч	е	т	ы
	р	а	с	ч	е	т	ы

Снимите регулировочные характеристики регулятора U₀/U₁=f() для двух значенийRH(40% и 80%).

Найдите отношение сопротивления потерь дросселя к сопротивлению нагрузки – коэффициент потерь – ( и).

6 Постройте экспериментальные ( U0/U1=f() ) и теоретические () регулировочные характеристики для двух значений  на одном графике, сравните их и объясните расхождение.

7 Установите коэффициент заполнения импульсов универсального генератора (Dutycycle)= 70%. Для снятия зависимостей характеристик регулятора от тока нагрузки подготовьте таблицу 8.7.

Таблица 8.7 – Зависимость характеристик регулятора от тока нагрузки

RН, %	100	80	60	40	20	10
I1, A	x	x	x	x	x	x
U0, В	x	x	x	x	x	x
I0, A	x	x	x	x	x	x
U2, B	x	x	x	x	x	x
KП2	р	а	с	ч	е	т
 , %	р	а	с	ч	е	т
	р	а	с	ч	е	т

С помощью клавиши Rизменяйте сопротивлениеRН от 100% до 10% (для движения в обратную сторону используйте комбинациюShift+R), заполните таблицу. Включайте схему только на время измерений.

Коэффициент пульсаций на выходе равен . Коэффициент потерь и КПД определяются выражениями, соответственно:

;.

После выполнения расчетов постройте зависимости U₀,K_П2иот тока нагрузкиI₀.

8  Установите значение ёмкости С1 = 2 мкФ и повторите п. 7. Сравните графические зависимости U₀,K_П2ипри двух значениях ёмкости фильтра и объясните их.