Metodichka_EiE_LR

Основним вузлом стабілізатора є напівпровідниковий стабілітрон. На рис. 7.10 зображена типова характеристика стабілітрона.

Як видно з рисунку, стабілітрон має дуже круту характеристику пробою, що свідчить про те, що падіння напруги на діоді в режиму пробою залишається майже постійним при зміні зворотного струму в широкому діапазоні. Саме тому стабілізатори використовуються для стабілізації вихідної напруги в джерелах живлення. Найпростіша схема стабілізатора напруги, який ще має назву параметричний стабілізатор, зображена на рис.

7.11.

Rб – балансний опір

Рисунок 7.11 – Схема параметричного стабілізатора

Тут вихідна напруга дорівнює різниці потенціалів на стабілітроні і саме тому при зміні вхідної напруги в широких межах слід враховувати, що вхідна напруга стабілізатора Uвх повинна бути принаймні на два або три вольти вище, ніж необхідна вихідна напруга UН, для того, щоб задати відповідний струм через стабілітрон, при якому забезпечується його робота в режимі пробою.

7.3 Порядок виконання роботи

Лабораторна робота включає експериментальне дослідження випрямлячів вторинних джерел живлення різноманітних способів побудови, фільтрацію вихідного сигналу випрямляча, а також стабілізацію вихідного сигналу джерела живлення.

Усі експериментальні дослідження проводяться при напрузі живлення джерела ЕРС Е, що дорівнює 220В, частотою 50Гц Дослідження стабілізатору проводяться при напругах, що задаються викладачем і залежать від напруги стабілізації стабілізатора.

7.3.1 Експериментальні дослідження

7.3.1.1 Дослідження однонапівперіодного випрямляча

Скласти електричне коло вторинного джерела живлення з однонапівперіодним випрямлячем, який містить джерело змінної ЕРС Е, трансформатор TV1 (типу TS POWER 10 T01), діод, що випрямляє VD1

(вибрати з табл. 7.1), фільтр що містить ємність С1, …, С4, які можуть бути комутовані за допомогою перемикачів SA1, …, SA4, а також опорів навантаження R1 та R2. Для реєстрації часових діаграм передбачено використання осцилографу. Вимір напруги здійснюється за допомогою вольтметрів, один з яких вимірює дійсну напругу на виході U1, а другий – постійну складову цієї напруги U2.

Таблиця 7.1 – Варіанти типів діодів

Схема такого пристрою зображена на рис. 7.12.

Рисунок 7.12 – Джерело живлення в однонапівперіодним випрямлячем

Зібрати електричне коло згідно з рис.7.12 і встановити перемикачі SA1, …, SA4 у положення розімкнено, а величину (за допомогою кнопки А встановити R2 на 100%). Змінюючи ємність фільтру в межах від 0 до 90 мкФ з дискретністю 10 мкФ, замикаючи та розмикаючи окремі перемикачі, вимірювати напругу пульсації (Uп) и занести результати у табл. 7.2. Перед встановленням нового значення ємності вимикати коло.

Таблиця 7.2 – Результати вимірювання Uп

Зняти осцилограми вхідної та вихідної напруги при С=0 мкФ, С=30 мкФ, С=60 мкФ та С=90мкФ.

При С=90 мкФ (усі перемикачі ввімкнені) зняти навантажувальну характеристику джерела живлення. Результати вимірів занести до табл. 7.3.

Таблиця 7.3 – Результати досліджень при знятті навантажувальної характеристики джерела

Rн=R1+R2,Ом 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100

U1, В

U2, В

За даними табл.7.2 та 7.3 побудувати графіки залежності Uп=f(C),

U1=f(Rн), U2=f(Rн).

7.3.1.2 Дослідження двохнапівперіодного випрямляча з двома діодами, що випрямляють.

Зібрати електричне коло (рис.7.13). Джерело ЕРС Е, трансформатор TV1 та діод, що випрямляє такі самі, як у попередньому експерименті.

Рис.7.13 – Джерело живлення з двохнапівперіодним випрямлячем, з використанням двох діодів, що випрямляють

Повторити досліди та зняти осцилограми такі, як і для однонапівперіодного випрямляча. Порівняти отримані результати, зробити висновки.

7.3.1.3 Дослідження двохнапівперіодного мостового випрямляча

Зібрати електричне коло (рис. 7.14). Джерело ЕРС Е і трансформатор TV1 такі самі, як у попередньому експерименті, а тип діодного моста вибрати з табл. 7.4.

Таблиця 7.4 – Варіанти типів мостових випрямлячів

Рис.7.14 – Джерело живлення з випрямлячем мостового типу

Повторити досліди та зняти осцилограми згідно з п. 7.3.1.2. Порівняти отримані результати, зробити висновки.

7.3.1.4 Мостовий випрямляч для отримання двох напруг, які симетричні відносно землі.

Зібрати електричне коло (рис. 7.15). Встановити ЕРС джерела Е рівною 110 В, а частоту f=50 Гц. Трансформатор TV1 та діодний міст такі самі, як у п. 7.3.1.3.

Рисунок 7.15 – Мостовий випрямляч з двома вихідними напругами

Ввімкнути електричне коло і отримати осцилограми вихідних напруг. Записати значення напруги з вольтметрів. Зробити висновки.

7.3.1.5 Стабілізація вихідної напруги вторинного джерела живлення. Зібрати електричне коло (рис. 7.16). Тип мостового випрямляча

вибрати з табл. 7.4. В якості стабілізатора використовується мікросхема DA1 типу LM7805CT з напругою стабілізації Uст=5В. Змінюючи величину ЕРС Е

від 5 В до 15 В с дискретністю 1В спостерігати на осцилограмі зміну напруги на вході і виході стабілізатора. Результати спостережень занести в табл. 7.5. Зробити висновки.

Рисунок 7.16 – Схема вторинного джерела живлення зі стабілізатором напруги

Таблиця 7.5 – Результати досліджень стабілізації вихідної напруги вторинного джерела живлення

Звіт має містити:

—назву роботи;

—мету роботи;

—схеми електричні принципові досліджуваних кіл;

—данні варіанта параметрів досліджуваних кіл;

—результати експериментальних досліджень;

—осцилограми;

—висновки з порівняльним аналізом результатів.

7.5 Контрольні запитання та завдання

1.Яким вимогам повинен задовольняти напівпровідниковий діод, що працює на однонапівперіодному випрямлячі?

2.Як працюють двохнапівперіодні випрямлячі різноманітного виду?

3.Як оцінити ефективність фільтру, що згладжує?

4.Пояснити залежність зміни U1=f(Rн) та U2=f(Rн)?

5.Як отримати дві вихідні напруги, симетричні відносно землі?

6.В чому полягає сутність роботи стабілізатору напруги?

Навчальне видання

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

злабораторних робіт з дисциплін «ТЕОРІЯ ЕЛЕКТРИЧНИХ ТА ЕЛЕКТРОННИХ КІЛ», «ЕЛЕКТРОТЕХНІКА І ЕЛЕКТРОНІКА», «ЕЛЕКТРОТЕХНІКА ТА ПРОМИСЛОВА ЕЛЕКТРОНІКА», «ОСНОВИ ТЕОРІЇ ЕЛЕКТРИЧНИХ ТА МАГНІТНИХ КІЛ»

для студентів денної та заочної форм навчання спеціальностей: 6.050101 «Комп’ютерні науки»,

6.050102 «Комп’ютерна інженерія»,

6.051402 «Біомедична інженерія»,

6.051301 «Видавничо-поліграфічна справа»,

6.050201 «Системна інженерія»

Упорядники: БАРМІН Володимир Ігорович ПЕРОВА Ірина Геннадіївна

Відповідальний випусковий

Редактор

План 2013, поз.

Пiдп. до друку 00.00.00. Формат 60 84 1/16. Спосіб друку – ризографія.

Умов.друк.арк. Облiк. вид.арк. . Тираж прим.

Зам. № Цiна договiрна.

ХНУРЕ. Україна. 61166, Харків, просп. Леніна, 14

Надруковано в учбово-виробничому видавничо-поліграфічному центрі ХНУРЕ 61166, Харків, просп. Леніна, 14