8.4 Порядок выполнения работы

Лабораторная работа №8 состоит из трех отдельных работ:

• Лабораторная работа №8.1. Исследование регулятора напряжения понижающего типа (Файл ИРНпониж);

• Лабораторная работа №8.2. Исследование регулятора повышающего типа (Файл ИРНповыш);

• Лабораторная работа №8.3. Исследование регулятора инвертирующего типа (Файл ИРНинверт).

Лабораторная работа № 8.1 Исследование регулятора напряжения понижающего типа (Файл ирНпониж)

Схема понижающего регулятора напряжения (модель понижающего регулятора в формате EWB) представлена на рисунке 8.5. Она позволяет исследовать регулятор в установившемся режиме.

Схема содержит следующие элементы:

• источник входного напряжения постоянного тока U1;

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

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

• нагрузочный реостат RН;

• резистор R5 отражает потери в дросселе L1;

• резисторы R3 и R4, предназначены для измерения тока ключа VT1 и тока дросселя L1, соответственно;

• переключатели S1, S2 обеспечивают просмотр напряжения и тока ключа VT1, тока дросселя L1 и напряжения на нагрузке;

• двухлучевой осциллограф и ампер- вольтметры.

– 94 –

Рисунок 8.5 – Модель понижающего регулятора напряжения

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

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

Вольтметр U0 служит для измерения постоянной составляющей выходного напряжения регулятора (вольтметр должен иметь опцию DC, рисунок 8.6).

Рисунок 8.6 – Окно вольтметра

– 95 –

Вольтметр U2 служит для измерения действующего значения переменной составляющей (опция –AC).

1 Выпишите в соответствии со своим вариантом задания (номером бригады) исходные данные из таблицы 8.1. Установите уровень входного напряжения U1 и сопротивление нагрузки RH.

Таблица 8.1 – Варианты задания

Номер бригады	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
U1, В	12	18	24	36	48	20	25	30	35	40
RH, Ом	50	52	54	56	58	48	50	54	56	60

2 Установите S1 иS2 в правое положение, реостатRH– 50%, коэффициент заполнения импульсов универсального генератора (Dutycycle)= 50%. АмперметрI1 должен иметь внутреннее сопротивление (R) 0,1 Ом.Сопротивление резистора R5 установите равным 0.05RH. 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 8.7.

Рисунок 8.7 - Окно параметров дросселя

Двойным щелчком по иконке “осциллограф” откройте его. Установите удобную развертку: 5 µS/div; Y/T; Auto; 10…50 V/div (в обоих каналах) и начальное смещение уровнясигнала 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 диоде и на нагрузке, запишите показания всех приборов.

– 96 –

4 Переведите S1 иS2 в левое положение (установите достаточную чувствительность в обоих каналах осциллографа). Переведите клавишу в правом верхнем углу экрана в положение “1”. Дождитесь окончания

переходных процессов и выключите схему. Зарисуйте синхронные осциллограммы тока ключа и дросселя.

Для снятия регулировочных характеристик подготовьте две таблицы 8.2.

Таблица 8.2 –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 значений RH (20% и 100%).

Рассчитайте отношение сопротивления потерь дросселя к сопротивлению нагрузки .

6 Постройте экспериментальные (U0/U1=f()) и теоретические (=f()) 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 8.3.

Таблица 8.3 - Снятие зависимостей 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
S	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!

– 97 –

Определите коэффициент сглаживания SфильтраL1C1 по первой гармонике, учитывая, что амплитуда первой гармоники на его входе связана с напряжениемU1 и коэффициентом заполнениявыражением

.

Коэффициент пульсаций на входе равен , на выходе -. Коэффициент сглаживания пульсаций и кпд определяются выражениями, соответственно:,.

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

8 По проведенным измерениям п. 7 определите для каких значений тока дросселя выполняется условие непрерывности тока и совпадает ли это с теоретическим значением ( ).

Зарисуйте осциллограммы тока ключа и дросселя для крайних точек (10% и 100% RH).