Схемная реализация преобразователя напряжения повышающего типа.

Измените схему таким образом, чтобы она приобрела вид, указанный на рис. 1.62. Сначала удалите проводники, соединяющие компоненты схемы. Для этого выделите удаляемый проводник кликом правой кнопки мыши и в контекстном меню выберите «Удалить» (рис. 1.61).

Для переноса компонента кликните на его изображении левой кнопкой мыши и, не отпуская её, перетащите компонент на новое место. Для поворота компонента кликните на его изображении правой кнопкой мыши и выберите необходимое действие.

 

 

Рис. 1.х. Удаление проводника. Выделите удаляемый проводник кликом правой кнопки мыши и в контекстном меню выберите «Удалить».

 

Соедините компоненты проводниками для новой конфигурации по схеме преобразователя напряжения повышающего типа. Измените номинальные значения компонентов в соответствии с программой расчётов: V1 = 12V, Lf = 80u, Cf = 510u, Rload = 48.

Рис. 1.62. Схема преобразователя напряжения повышающего типа. V1=12V, Lf=80u, Cf=510u, Rload=48.

 

Установите параметры генератора напряжения в соответствии с рис. 1.63 – «Амплитуда #1»  10 Вольт, «Амплитуда #2»  0 Вольт, «Интервал времени #2» 7,5u, «Интервал времени #5» 2,5u, остальные интервалы 1n. «Сдвиг по времени» – 0.

 

 

Рис. 1.63. Настройка параметров генератора напряжения. «Амплитуда #1»  10 Вольт, «Амплитуда #2»  0 Вольт, «Интервал времени #2» установить 7,5u,  «Интервал времени #5» установить 2,5u, остальные интервалы 1n. «Сдвиг по времени» – 0.

В главном меню выберите пункт «Анализ». В выпадающем меню выберите пункт «Анализ переходных процессов» (рис. 1.64). В открывшемся окне установите начало и конец анализа процесса – 0 и 20 миллисекунд (20m).

 

Рис. 1.64. Установите начало и конец анализа процесса – 0 и 20 миллисекунд (20m). Кликом левой кнопки мыши убрать птичку в опции «Отобразить возбуждения».

 

После клика левой кнопкой мыши на кнопке «ОК» начнется процесс анализа (рис.1.65).

 

 

Рис. 1.65. Запущен процесс анализа.

 

После завершения процесса анализа откроется окно с отображением его результатов (рис. 1.66). В указанном случае кривые графиков не разделены.

Преобразуйте вид графиков, как показано на рис. 1.67 – 1.72.

 

 

Рис. 1.66. Результаты анализа переходных процессов.

 

 

Рис. 1.67. Окно результатов анализа. Разделение графиков.

Рис. 1.68. Выбор участка для анализа графиков установкой масштаба оси времени.

 

 

Рис. 1.69. Выделен участок графиков в интервале от 15,00 до 15,05 миллисекунд.

 

Рис.1.70. Настройка пределов вертикальной оси графика выходного напряжения.

 

 

Рис.1.71. Настройка пределов вертикальной оси графика тока дросселя.

 

Рис. 1.72. Графики разделены и установлены удобные пределы по осям: «Ток Lf» – от 2 до 5 Ампер, «Выход» – от 43,1 до 43,3 Вольт, «Время» – от 15,00 до 15,05 миллисекунд.

 

Для измерений на графиках предназначены два курсора. Для использования курсора необходимо кликнуть на соотвествующую кнопку курсора, затем указателем мыши кликнуть в требуемой точке графика (рис. 1.73). В появившемся окне будут показаны координаты соответствующей точки графика. При подключении второго курсора появятся величины разностей координат соответствующих точек (рис. 1.74).

 

 

Рис.1.73. Расположение кнопок курсоров А и В.

 

 

Рис. 1.74. Анализ графиков. Курсор А установлен на максимум графика пульсаций. Курсор В установлен на минимум графика пульсаций.

 

Для измерения пульсаций выходного напряжения установите курсор А на максимум пульсаций выходного напряжения (верхний график), курсор В на минимум пульсаций. Пример результата отображён на рис. 1.74. Величина пульсаций оказалась равной 13,27 милливольт, что не превышает расчётное значение в 20 милливольт.

Для измерения величины среднего значения выходного напряжения воспользуйтесь пунктом меню «Обработка». Для этого кликом левой кнопки мыши выберите требуемый график, при этом цвет графика изменится на красный и пункт меню «Обработка» станет активным. Откройте этот пункт и в выпадающем меню выберите пункт «Средние» (рис. 1.75). Пример измерений показан на рис. 1.76.

 

Рис. 1.75. Измерение среднего значения выходного напряжения.

 

 

Рис. 1.76. Результат измерения среднего значения выходного напряжения.

 

Для определения зависимости величины выходного напряжения от длительности импульса (коэффициента заполнения) удобно воспользоваться режимом вариации параметра. В пункте меню «Анализ» в выпадающем меню выделите левой кнопкой мыши пункт «Режим» (рис. 1.77). В окне «Выбор режима анализа» выберите опции, указанные на рис. 1.78. и кликните кнопку «ОК».

 

 

Рис. 1.77. Установка режима анализа.

 

 

Рис. 1.78. Выбор опций режима анализа. Должны быть отмечены опции «Шаг параметра», «Параллельный шаг», «Разделение случаев на диаграмме».

 

Далее, необходимо указать компонент, параметры которого будем менять, а также сами параметры, подлежащие изменению – длительность импульса и длительность паузы после действия импульса.

На панели инструментов выберите левой кнопкой мыши кнопку «Выбор объекта управления» (рис. 1.79). При этом изменится вид указателя мыши. Далее кликните левой кнопкой мыши на изображении генератора напряжения (рис. 179 - 1.80).

Для установки параметров пошагового режима выполните последовательность кликов левой кнопкой мыши, как показано на рис. 1.80. В последнем из окон в поле «Шаг параметра» установите «Начальное значение» 6u, «Конечное значение» 8u (соответствует 6 и 8 микросекундам). Количество случаев – 3 (по умолчанию).

 

Рис. 1.79. Выбор объекта управления.

 

 

Рис. 1.80. Установка изменяемого параметра – длительности импульса. Начальное значение – 6u, конечное значение – 8u.

Подобные действия необходимо проделать для изменения интервала после импульса, для того чтобы сумма длительностей импульса и интервала осталась равной величине периода импульса, которая в случае широтно-импульсной модуляции (ШИМ) должна оставаться неизменной (рис.1.81). Соответственно установите «Начальное значение» 4u, «Конечное значение» 2u (соответствует 4 и 2 микросекундам). Количество случаев – 3 (по умолчанию).

 

Рис. 1.81. Установка изменяемого параметра – интервала после импульса. «Начальное значение» 4u, «Конечное значение» 2u (соответствует 4 и 2 микросекундам). Количество случаев – 3 (по умолчанию).

 

После клика на кнопке «ОК» начнется процесс анализа (рис.1.82).

 

 

Рис. 1.82. Запущен процесс анализа.

 

Результат должен соответствовать рис. 1.83.

 

Рис. 1.83. Вид окна после завершения анализа. Результаты будут выведены на трех последних вкладках.

Для удобства изучения графика измените масштаб оси времени, например, как показано на рис. 1.84.

 

Рис. 1.84. Установка масштаба оси времени (оси Х).

 

Обработка графиков продемонстрирована на рис. 1.85 – 1.87.

 

 

Рис. 1.85. Длительность импульса 8 микросекунд. Курсор А на графике выходного напряжения.

 

Рис. 1.86. Длительность импульса 7 микросекунд. Курсор А на графике выходного напряжения.

 

Рис. 1.87. Длительность импульса 6 микросекунд. Курсор А на графике выходного напряжения.

 

Результаты занесите в таблицу 2 и сделайте выводы.

 

Таблица 2. Импульсный преобразователь повышающего типа.

Длительность импульса, микросекунд	Коэффициент заполнения D	Среднее значение выходного напряжения Vout		Погрешность %
		Расчётная величина, Вольт	Измеренная величина, Вольт
7,5
6
7
8
Пульсации выходного напряжения ΔVout, милливольт