Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

ИНЖЕНЕРНЫЙ АНАЛИЗ, МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ

.pdf
Скачиваний:
43
Добавлен:
30.04.2015
Размер:
8.69 Mб
Скачать

 

 

а)

 

б)

 

Рис. 37.Напряжениенавыходедвухполупервыпрямиодноготел

 

я

 

безко

нденсатораС1)идопол( кондеенС1б)н( саторомого

 

 

 

 

 

XSC1

 

 

 

 

G

 

 

 

 

T

 

 

 

A

B

 

 

 

 

D1

 

V1

T1

1N3611GP

 

R1

 

10 V

 

 

 

50 Hz

 

 

10.0kOhm_1%

 

0Deg

 

TS_POWER_VIRTUAL

C1

 

 

 

 

 

D2

10uF-POL

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1N3611GP

 

Рис.

38.Двухполупервыпрям,дополкоительндо енсатыйый

 

оромС1

81

 

3.Мостовая10.схема6.выпр мления

 

 

 

Состав

 

 

 

 

 

 

 

Мостоваясхема

 

выпр(.исямления

39)содержит

двепарыдиодов,

 

включенныхп

о схемечетырехплечногомостаиработающихпоочереднона

 

 

 

однунагрузку.

 

 

 

 

 

 

 

Какиранее,всхдляегомеисследованиякачествепитающейсети

 

 

 

 

используетсяисточникпер

 

 

еменапряженияного

V1,вкачественагрузки

-

резистор R1Для.получениявременныхдиаграмм

 

используетосяциллограф.

Работасхемы

 

 

 

 

 

 

 

Втечеодполупериопаруниеоготокпротекчерезоднуиодовет,

 

 

 

 

нагрузку R1ивторичную

обмоткутрансформатораТ1Во.вторуюполовину

 

 

пеработаетиодадругаяпдиодовра.Таким

 

 

 

образом,черезнагрузкуток

 

протекаетвтечениевсегопериода

 

 

номнапр(.исавлении

40.а).

Вэтой

схемекоэффициентпульрасацсчтакже, тываетсяйдляакдвухполуп

 

 

 

е-

риодноговыпрямителя.

 

 

 

 

 

 

Какивслучаедвухполупервыпрям,мосхемтовителемоднымая

 

 

 

 

выпрямленияможетбытьдополнена

 

 

конденсатором.Результатыработы

 

мо-

стовойсхемывыпрямлкондения

 

 

нсаторомпредставленынарис.

40.б.

 

Достоинстванедостатки

 

 

 

 

 

 

Кдостоинствамсхемыжтнестивозиспользованияожностьд

 

 

 

и-

одовсменьшимобратнымпряженвыскоэффииемй

 

 

 

 

циентспол

ьзо-

ваниямощноститран

 

сформатора.

 

 

 

 

Применение

Используетсяв устрповышействахмощпривыхностинйдных

напряженияхотдесятковдосотенвольт.

82

V2

T1

 

10 V

50 Hz 0Deg

TS_POWER_VIRTUAL

XSC1

G

T

A B

2

D1

1B4B42

4

1

3

 

R1

 

10.0kOhm_1%

 

Рис. 39.Мостовойвыпрямитель

а)

б)

Рис. 40.Напряжениенавыходемостовоговыпрямител

ябезконденсатораС1)идополненного(

 

конденсаторомС1б)(

83

 

3.Ум10.7напряжения.ожители

 

Принципдействия

 

 

Принципдейсхемумножентвиянапряженияос ованемспол

ь-

зованиипроцессаразряданесколькихконденсаторов,заряженныхчерез

ы-

прямитель,на однунагрузку.Наиболеечастопрактикеиспользуютсясх

е-

мыудвоениярис(.

41)иутроениянапряжения.Результатымоделиров

ания

схемыудвоениянапряженияпредставлены

ис. 42.

XSC1

G

T

A B

 

D1

 

 

V1

 

10 V

1N3611GP

 

50 Hz

C1

 

0Deg

10uF-POL

R1

 

 

10.0kOhm_1%

 

C2

 

 

10uF-POL

 

 

D2

 

 

1N3611GP

 

Рис. 41.Схемаудвоенияпряжения

Работа схемыудвоениянапряжения

Схемаудвоенияпряженияпредсобойтавляетоедвухоинение

д-

нополувыпериодныхрямит елей.

84

Применение

Применяетсяпривысокихнапряженияхдо(1кВ)...небольших2 т

о-

кахнагрузки.

Пульсациин апряжения

Приближенная формула длякоэффициентапульсацийсовпадает

ы-

ражением(

3). Пульсациинакаждомконденсаторесхемыудвразаоения2

 

большепульсацийнав

ыходе.

 

 

Рис. 42.Напряжениенавходевыс удвоенияемынапряжения

 

 

 

 

 

 

 

3.Зад10нлабораторную.8.ниеработу

 

 

 

 

 

1. Иcследоднополуватьсхемувыпрямлеериоднияую

 

 

 

 

 

1.1.

Собсхемур(.атьис

32)Выпрямительный.

диодспользоватьиз/р

 

№1Тран.

сформатор - «идеальный»безпотерь( )

 

 

TS_POWER_VIRTUAL из

набора Basic.

 

 

 

 

 

 

1.2. Наблюдатьнаэкранеосциллографасигналывходевыходе

 

 

 

 

ы-

прямителя.

 

 

 

 

 

 

1.3. Добавить всхемуконденсатор

С1рис.(

34)Наблюдать.

наэкранео

с-

85

циллографасигналывходевыходевыпрямителя

 

.

 

1.4. Определитьпоосциллограм литудульсацийнвыходефувыпр

 

я-

мителя.Приизмеренияхиспорганыльзуправленияоватьсциллографом

 

 

(AC/DC, Scale, Y position)дляканаловАиВ.

 

 

1.5. Рассчитатьэкспериментальный

теоретическийкоэффициенты(3)

 

пульс.Срзначениявнитьций.

 

 

 

 

1.6. Вставиотчедокумент( ь

 

Word)копииэкрановосциллографам

о-

ментизмеренияпульсацийнавыходевыпрасчетыямик еля

 

 

оэффициен-

товпульсаций.

 

 

 

 

1.7. Исследзависимостьк ватьэффициентовпульсацийотемкостифил

 

ь-

трующегоконденсато,ув значенияличгов2,раз10в5.

 

 

 

1.8. Исследзависимостьк ватьэффициентовпульсацийсопротивле

 

-

ниянагру,увезличгокиначенияв2,в5

 

 

10раз.

 

2. Иcследовать двухполусхемувыпрямлеериоднуюия

 

2.1. Собсхемыр(.атьис

 

36 и 38)

 

2.2. Повторитьэксперименты1.2

-1для.8двухполупериодноговыпрямл

е-

ниярис(.

38)Прирасчетах. использоватьвыражение(4).

 

 

3. Иcследовать мосхемтоввыпрямленияую

 

 

3.1. Собратьсх

емурис(.

39).

 

 

3.2. Добавитьсхемуконденсаторповторитьэксперименты1.4

 

-1для.8

мостовоговыпрямления.

 

 

 

4. Иcследоватьсхемуудвоениянапряжения.

 

 

4.1. Собсхемур(.исать

 

41).

 

 

4.2. Добавитьсхемуконденсаторповторитьэксперименты1.4

 

-1.8 для

удвоителянапряжения

 

.

 

 

4.3. Определитьэксперименткоэффициеум ожапряжльеныйият

 

е-

ния.

 

 

 

 

 

86

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 2

 

 

Заднлабораторнуюниеработу

 

 

№2

 

 

 

№варианта

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Амплитуда,В

 

10

10

20

20

10

10

5

5

20

20

Частота,Гц

 

50

50

50

50

100

100

100

100

200

200

Rн,кОм

 

10

10

27

5,1

5,1

7,5

1,0

5,1

5,1

5,1

C,мкФ

 

10

22

3,3

10

10

22

22

7,5

10

5,1

№варианта

11

 

12

13

14

15

16

17

18

19

20

Амплитуда,В

5

 

5

10

10

5

5

10

10

5

5

Частота,Гц

200

200

400

400

400

400

1000

1000

1000

1000

Rн,кОм

15

 

12

15

6,8

1,5

1,5

6,8

1,5

1,5

1,0

C,мкФ

1,0

1,0

2,2

2,2

4,7

2,2

2,2

4,7

2,2

2,2

Вслучаепоявленияокнасообщениемошибке

 

 

 

 

 

Simulation

Error

Log/Audit Trail произвесамостподборнтиятельноминалэлементов

 

 

 

 

 

 

схеме.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.10.9. Контрольныевопросы

1.Назначениесоставвыпрямителей.

2.Требованияквыпрямителям.

3.Основнвыпрямителейсхем ихсравнение.

4.Составиработаоднополусхемывып.рямлеериоднияой

5.

Достоиннедо,применениестоднополупериоднойаткивасхемыв

ы-

прямления.

 

 

6.

Достоиннедодвухполупериоднойстаткивасхемы

 

выпрямления.

7.

Применение,достоиннедомостхемытовойваатки

 

выпрямления.

8.

Особеумножителейности

напряжения.

 

87

 

3.11. Лабораторнаяработа№3.

 

 

Исследованиестабилизаторовнапряж

ения

Вбольшинствеслучаевисточникипитаниянемогутсамостоятельно

 

 

обеспечитьтребуемуюста

бильностьнапряжениятока.Напрактикенах

о-

дятприменениепараметр,компенсацическионные

 

мпенсационно-

параметристабил.Начиеаиспользуютболеезаткиетопараметричры

 

е-

скиестабилизаткоторых,работаоснизмененииаванапараметровст

 

а-

билизирующегоэлементадляк мпенвлияниядестабациилиз

 

ирующих

факторов.

 

 

 

Применение

 

 

 

Стабилнапряженияиспользуютсязаторывисточникахпитаниядля

 

 

стабилизациипостоянногонапряжения, вкачествеистопочников

 

р-

ногонапряжения.

 

 

 

Принципдействия

 

 

 

Встаб илизаторахнапряженияприменяют

 

сяэлементыснелинейной

вольтамперхаракте,напнаркистикойяжениемалоторыхзависитот

 

 

протченихкающрезто.Вкачтакихэлементовствегоиспользуются

 

о-

лупровостабилитроныд(никовые

одыЗенера,

Zener diodes).

Приизмене

ниивходногонапряжтокчерстабезизменяеяилитрон

т-

ся,чтоприводиткнезнач

ительнымизменениямнапряжениястабилитроне

и,следовательно,нагрузке.

 

 

 

3.11.1. Однокаскадныйстабил

изаторнапряжения

 

Состав

 

 

 

Схемаоднокстаскадногобилизат

ра

напряженияприведена

 

рис. 43.Онсостоитизстабилитрона

D1иограни

чивающегорезистора

R1.

88

ДлястабилнапряженияспзацииобральзуетсявеВАХстабилвьн

 

 

ит-

рона.Резистор

R1нужендляограничениявеличинытока,протекающего

 

е-

резстабилитронис

 

ключениятепловогопробоя

 

p-n перехода.

 

Дляисследования

стабилизаторанапряжения

используетсяисточник

 

постоянногонапряжения

 

V1Резистор.

R2выступаеткачественагрузки.

Его

номожноиналзменять.

 

 

 

 

 

R1

10.0Ohm_1%

V1

 

D1

 

R2

4 V

 

1N4728A

 

10.0kOhm_1%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 43.Однокаскадныйстабилизаторнапряжения

 

Примеррабсхемыотыднокстаскбилизатнапряжениядногора

и-

веден нарис.

44.

 

а)

б)

Рис. 44 Напряжениянавходе)(выходеб()однокстаскбилизатнапряжениядногопри( ра

подключенномис точникепеременногонапряжения)

89

Коэффициент стабилизации

 

Коэффицистабилизацииопрпоеприближеннойделяетсянтформу

ле:

 

Kст

=

 

U0 R1

,

(5)

 

 

U

i

R

 

 

 

 

 

 

s

 

 

где:

 

 

 

 

 

 

 

 

U0 – изменение апряжениянастабилионо(зависитосопротироне

 

 

 

 

в-

ленияограничрезистовнутвающегосопротивеннего

 

 

 

 

 

 

лениястабил

ит-

рона);

 

 

 

 

 

 

 

 

R1 - сопротивлениеограничрезистора; вающего

 

 

 

 

 

 

 

 

Ui – изменение питающегонапряжения;

 

 

 

 

 

 

Rs - внутреннеединамическоесопротивстаби(раблениеитрона

 

 

 

 

 

 

 

очем

участке):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rs

=

 

dU s

 

 

 

(6)

 

 

dI s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где Us и Is - напряженрабочемитокчерезстабилитронна участке.

Достоинстванедостатки

 

 

 

 

 

Недостаткполупрстабиомводникявляетзавиитросяимостьноввых

 

 

 

 

ихпараметровоттемпер

атуры.И

зменениетемприводитературыксдвигу

 

 

 

ВАХиизмвеличиненпадеюныия

 

напряженияст

абилитроне.

 

Температурныйкоэфф

ициентнапряжения

 

 

 

Паденапряжениястабилитронеиеоцениваетсявеличинойтемпер

 

 

 

а-

турногокоэффициентанапряженияТКН()стаб

 

илитрона.О

нопределяетот

-

клонениевыходногонапряженнапряжстабилприизмезаторания

 

 

 

 

ении

темпер.Уст,чанаибольштновленоурытемперзависимостьтурная

 

 

 

 

наблюдаетсядляприбонапряжеов

 

ниемстабилиз

ации Us

>В.5,5

 

 

 

90