Исследование однофазных выпрямителей на полупроводниковых диодах

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

1. Ознакомиться с полупроводниковыми диодами и их свойствами.
2. Изучение принципа действия одно- и двухполупериодного выпрямителей и сглаживающих фильтров.
3. Исследование влияния сглаживающих фильтров на величину пульсации выпрямленного напряжения на нагрузке.

 

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯРАБОТЫ

1. Исследование однополупериодного выпрямителя

1.1. После собеседования с преподавателем (сдачи коллоквиума) ознакомьтесь с лабораторной установкой и уясните какие измерительные приборы потребуются для реализаций схем выпрямителей согласно схемам 1 и 2. Внесете технические характеристики этих приборов в протокол испытаний.

1.2. Соберите принципиальную электрическую схему однополупериодного выпрямителя (схема 1). Подключите электронный осциллограф параллельно нагрузке.

1.3. После проверки преподавателем правильности сборки схемы включите измерительное приборы и дайте им прогреться в течении 3-5 минут.

1.4. Включите макет выпрямителя в сеть (тумблер AI) и проведите исследование влияния сглаживающих фильтров на величину пульсации выпрямительного напряжения, для следующих случаев:

a) без сглаживающих фильтров;

б) с L - фильтром;

в) с C - фильтром;

г) с Г - образным фильтром;

д) с П - образным фильтром;

Для каждого случая зарисуйте мягким карандашом полученные осциллограммы, приложив к экрану осциллографа прозрачную бумагу (кальку). Показания приборов занесите в табл.

2. Исследование двухполупериодного выпрямителя.

Методика исследования двухполупериодного выпрямителя аналогична исследованию однополупериодного выпрямителя. Для этого выполните вышеприведенные пункты 1.2; 1.3; 1.4 на макете двухполупериодного выпрямителя (схема 2) и занесите показания приборов табл.

3. На основании полученных, измерении вычислите коэффициенты пульсаций и коэффициент сглаживания. Сопоставьте результаты расчёта, сделайте выводы о качестве фильтров.

4. Оформите отчёт, в котором приведите принципиальные электрические схемы обоих выпрямителей; заполненную таблицу, зарисовки осциллограмм формы пульсации выпрямительного напряжения на нагрузке выпрямителя и сделанные вами выводы.

Примечания:

1. Коэффициент пульсации "р" определяется как отношение амплитудного значения основной гармоники выпрямительного напряжения U_{1 m} к постоянной составляющей, равной среднему выпрямленному напряжению

U₀=U_{н ср}, т.е. p=U_1m/U₀,

где U_1m= U~

U~ – переменная составляющая выпрямительного напряжения, измеренная ламповым вольтметром.

2. Коэффициент сглаживания «q» определяется как отношение коэффициентов пульсации на входе и выходе фильтра, т.е.

q=P_вх/P_вых,

 

 

Таблица

№ п/п	Опытные данные	Расчетные данные
перед фильтром	на нагрузке	перед фильтром	На нагрузке
U0^’	Uг^’	U0	U~	U^’1 m	Pвх	U1 m	Pвых
Однополупериодные выпрямители
-
L
C
Г
П
Днухполупериодные выпрямители
-
L
C
Г
П

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какие схемы выпрямителей исследуются в работе?

2. Какие схемы выпрямителей известны?

3. Как устроен полупроводниковый диод?

4. Объясните принцип действия однополупериодного выпрямителя.

5. Объясните принцип действия двухполупериодного выпрямителя.

6. Какие сглаживающие фильтры используется в работе?

7. Объясните принцип действия фильтра.

8. Что называется коэффициентом пульсации. Каковы его значения для одно- и двухполупериодных выпрямителей?

9. Как определить коэффициент сглаживания фильтра?

 

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Основы промышленной электроники. Учеб. «для неэлектротех.» спец. вузов / В.Г. Герасимов, О.М. Князьков и др.; Под ред. В.Г. Герасимова.– 3-е изд. перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1986 с. 225-240.

2. Основы промышленной электроники / Под ред. В.Г. Герасимова.– М.: Высш. шк., 1978, с. 179-190.

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 42

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ СТАБИЛИЗАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ

 

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

1. изучение принципа действия и исследование вольтамперной характеристики ионных и полупроводниковых стабилитронов.

2. изучение принципа действия и исследование работы стабилизаторов напряжения (ионных, полупроводниковых, на микросхемах).

3. развитие навыков чтения принципиальных электрических схем.

 

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. после собеседования с преподавателем (сдачи коллоквиума) и получения у него задания на выполнение исследования внимательно ознакомьтесь с лабораторной установкой и уясните какие измерительные приборы потребуются в процессе исследования. Внесите технические характеристики этих приборов в протокол испытаний.

2. установите ЛАТР в крайнее (нулевое) положение, вращая его рукоятку до упора против часовой стрелки.

3. дальнейший порядок работы устанавливается самими студентами (по согласованию с преподавателем) в соответствии с полученным заданием и на основании следующих рекомендаций:

4. снятие вольтамперной характеристики полупроводникового стабилитрона.

Соберите схему 1 и дайте проверить ее преподавателю. Отключите нагрузку (выкл. SA3) и отключите трансформатор Т (выкл. SA1). Изменяя с помощью автотрансформатора анодное (входное) напряжение от) до 250 В (PU3), снимите зависимость I_вх=f(U_вх), занося показания приборов в табл. 1. установите ЛАТР в нулевое положение и выключите источник питания (выкл. SA2).

Таблица 1

Снятие зависимости U_вх=f(U_вых) для полупроводникового стабилитрона.

Uвх,B						…
Ia,мА
Uвых,B

 

5. Снятие зависимости U_н=f(U_вх) параметрического стабилизатора на полупроводниковом стабилитроне.

Соберите схему согласно схеме 1 и дайте проверить ее преподавателю. Отключите трансформатор Т (выкл. SA1) и включите нагрузку (вкл. SA3). Изменяя с помощью автотрансформатора входное напряжение стабилизатора от) до 240В (PU3), занесите показания приборов в табл. 2.

Таблица 2. Снятие зависимости U_вх=f(U_вых) для ионного стабилитрона.

Uвх,B						…
Ia,мА
Uвых,B

 

Установите автотрансформатор в нулевое положение и выключите питание (выкл. SA2).

6. Снятие вольтамперной характеристики ионного стабилитрона. Выполняется аналогично п.4 по схеме 1.

7. Снятие зависимости U_н=f(U_вх) параметрического стабилизатора на ионном стабилитроне. Выполняется аналогично п.4 по схеме 1.

8. Снятие зависимости U_н=f(U_вх) компенсационного стабилизатора на микросхеме.

Соберите схему согласно схеме 1 и дайте проверить ее преподавателю. Изменяя с помощью автотрансформатора входное напряжение стабилизатора от 0 до 16В, занесите показания приборов в табл. 3.

Таблица 3. Снятие зависимости U_вх=f(U_вых) для микросхемы.

Uвх,B
Uн,B

 

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

1. По данным табл. 1, 2, 3 постройте графические зависимости I_вх=f(U_вх) и U_н=f(U_вх) для исследования стабилизаторов напряжения. Зависимость I_вх=f(U_вх) стройте в третьем квадранте системы координат.

2. Определите коэффициенты стабилизации напряжения на основании построенных зависимостей U_н=f(U_вх) как отношение

,

где U_вх и U_н – приращение входного и соответствующее ему приращение выходного (на нагрузке) напряжений стабилизатора.

U_но – номинальное (заданное) значение стабилизированного напряжения, соответствующее середине участка стабилизации, т.е.

U_вхо – входное напряжение, соответствующее выходному (номинальному) напряжению U_но.

U_{н min} –напряжение начала участка стабилизации.

U_{н max} –напряжение конца участка стабилизации.

 

Результаты расчета коэффициентов стабилизации напряжения запишите в табл. 4

 

Таблица 4

№ п/п	Тип стабилизатора напряжения	Uно	Uвхо	∆Uн	∆Uвх	Uсти

 

 

Пример определения величин

 

3. Оформите отчет по выполненной работе, в котором приведите:

– принципиальную электрическую схему лабораторной установки, заполненные таблицы, графические зависимости;

– расчет коэффициентов стабилизации исследованных стабилизаторов;

– краткие выводы по полученным результатам

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какие типы стабилизаторов известны?

2. Что такое полупроводниковый стабилитрон и как он включается в схему стабилизатора напряжения?

3. Какие свойства стабилитрона положены в основу работы параметрического стабилизатора? Поясните это с помощью вольтамперной характеристики стабилитрона?

4. Нарисуйте схему параметрического стабилизатора на полупроводниковом (ионном) стабилитроне и объясните его принцип действия?

5. Для чего в анодную цепь стабилизатора включается балластный резистор?

6. Каковы достоинства и недостатки параметрических стабилизаторов?

7. Каковы достоинства и недостатки компенсационных стабилизаторов?

 

 

Жданова Людмила Сергеевна

Электротехника и электроника

Сборник методических указаний

по выполнению лабораторных работ

для студентов дневного обучения

механико-технологического факультета

Формат 60Х84 1/16 Объём 3.3125 п.л. Тираж 25 экз.

Заказ Бесплатно

Брянская государственная инженерно технологическая академия

г. Брянск, Ст. Димитрова, 3

Редакционно-издательский отдел, 41-45-62

Отпечатано: подразделение печати БГИТА