7 Содержание отчета
7.1 Наименование лабораторной работы.
7.2 Цель работы.
7.3 Перечень приборов и оборудования.
7.4 Принципиальная электрическая схема лабораторного макета.
7.5 Результаты измерений и вычислений (таблицы 3.1 и 3.2).
7.6 Графики зависимости = f ( ).
7.7 Осциллограммы напряжений на выходе несимметричной и симметричной схем удвоения напряжения.
7.8 Ответы на контрольные вопросы (по заданию преподавателя).
7.9 Выводы по работе.
8 Конрольные вопросы
8.1 Из-за чего кратность увеличения напряжения, полученная экспериментально (см. таблицу 3.1), отличается от теоретической?
8.2 На выходе какой из схем удвоения (несимметричной или симметричной) частота пульсации выпрямленного напряжения выше?
8.3 Что ограничивает применение выпрямителей с умножением напряжения при больших токах нагрузки?
9 Необходимый объем знаний и умений студентов для
ЗАЧЕТА
Студент должен знать ответы на контрольные вопросы. Должен уметь проводить измерения, предусмотренные заданием на работу, анализировать результаты измерений.
10 Краткие теоретические сведения
Выпрямительные схемы с умножением напряжения применяются для питания высоковольтных маломощных потребителей постоянного напряжения, таких, как электроннолучевые трубки и фотоэлектронные умножители.
Однофазные схемы умножения бывают симметричными и несимметричными.
Принцип работы симметричной выпрямительной схемы с удвоением напряжения (схемы Латура), представленной на рисунке 3.2, заключается в следующем.
Рисунок 3.2 - Схема Латура
В
два плеча выпрямительного моста включены
диоды VD1
и VD2,
а в два другие плеча - конденсаторы С1и
С2.
При положительном потенциале точки а
по отношении к точке б
открыт вентиль VD1и
конденсатор С1
заряжается.
Ток в этот полупериод переменного
напряжения протекает через вторичную
обмотку трансформатора, диод VD1
и конденсатор
С1. В следующий
полупериод при противоположном
направлении переменной ЭДС (при
положительном потенциале точки б
по отношению к точке а
заряжается конденсатор
С2. Ток заряда
конденсатора С2
протекает
через вторичную обмотку, конденсатор
С2, диод
VD2. Конденсаторы
С1 и
С2 по
отношению к сопротивлению нагрузки
соединены
последовательно. Поэтому напряжение
на нагрузке
в
каждый момент времени t
равно сумме напряжений
и
на
этих конденсаторах.
Разряд конденсаторов происходит в основном через сопротивление нагрузки. Небольшая часть тока разряда протекает по цепям утечки и через обратные сопротивления вентилей. Так как напряжение на конденсаторах и сдвинуты по фазе на половину периода, то суммарное напряжение изменяется с удвоенной частотой, т.е. в этой схеме частота первой гармоники выпрямленного напряжения равна удвоенной частоте сeти.
Величина коэффициента пульсации при постоянной нагрузке обратно пропорциональна величине емкости конденсаторов. Конденсаторы С1 и С2 должны иметь достаточно большую емкость, чтобы в интервалах между их подзарядками напряжение на выходе выпрямителя уменьшилось незначительно.
Однофазные несимметричные схемы выпрямителей с умножением напряжения в два, три и шесть раз приведены на рисунке 3.3 а, б и г.
Действие
первой из них (рисунок 3.3, а)
заключается в следующем. В полупериод
напряжения
с полярностью, указанной на схеме, ток
протекает через вентиль VD1
и заряжает конденсатор С1
как в схемах
с емкостной реакцией нагрузки, т.е. с
отсечкой тока вентиля. В следующий
полупериод, когда полярность напряжения
изменяется на противоположную, напряжения
и
суммируется и на сопротивлении нагрузки
возникает
пульсирующее напряжение, как показано
на рисунке 3.3 б.
Описание процесса упрощено тем, что
зарядка и разрядка конденсаторов
рассматриваются раздельно. На самом
деле, в некоторой части периода наряду
с зарядным током через вентиль VD1
протекает
также ток нагрузки.
Здесь, как и ранее, для упрощения рассуждений сделано допущение, что ток нагрузки намного меньше зарядного тока. Описанный процесс повторяется каждый период.
Если в схеме удвоения напряжения имелось 2 конденсатора и 2 вентиля, то в общем случае для умножения в K раз требуется K вентилей и конденсаторов. При этом напряжение на нагрузке достигает номинального значения спустя K периодов выпрямленного тока. Пульсация выпрямленного напряжения в несимметричных схемах происходит с частотой, равной частоте питающего напряжения, а величина пульсаций определяется емкостью конденсаторов и сопротивлением нагрузки.
Рисунок 3.3 - Схемы выпрямителей с умножением напряжения: в два раза (а), в три раза (в), в шесть раз (г); временные диаграммы, поясняющие работу схемы выпрямителя с умножением напряжения в два раза (б)
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4