Силовая часть импульсного стабилизатора напряжения. Схема силовой части понижающего стабилизатора напряжения

Цель работы: изучить принцип действия, методику расчета и исследовать работу силовой части импульсного понижающего стабилизатора напряжения с последовательным включением ключевого элемента.

Используемое оборудование: блок трансформатора, макет лабораторного стенда №5 по ПТ, осциллограф С1-83 (С1-93) с одним шнуром, вольтметр В7-35 (В7-37) со шнуром, соединительные провода.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

В импульсных стабилизаторах регулирующий элемент работает в ключевом режиме, что позволяет значительно повысить к.п.д. стабилизатора. При этом импульсный характер передачи энергии в нагрузку приводит к необходимости введения в схему стабилизатора силового фильтра, который выполняет сглаживание пульсаций напряжения нагрузки. Элементами фильтра как правило служат конденсатор и дроссель.

Различают три варианта схем импульсных стабилизаторов напряжения: понижающий, повышающий и инвертирующий.

В лабораторной работе исследуется схема силовой части  понижающего стабилизатора напряжения.

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

В лабораторной работе исследуется силовая часть понижающего импульсного стабилизатора напряжения (расположена в верхней части макета). Перед проведением исследований необходимо подготовить схему эксперимента согласно рис.1.

Рис.1 Схема исследования силовой части стабилизатора

Сигнал с выхода форсирующего звена устройства управления (УУ) необходимо подать на базу транзистора (Uупр), а сигнал до форсирующего звена использовать для внешней синхронизации осциллографа. Напряжение с выхода выпрямителя (В) подать на эмиттер транзистора (вход преобразователя).

Перед подачей питающего напряжения на стабилизатор необходимо убедиться в наличии управляющих импульсов напряжения на базе транзистора VT.

Для наблюдения осциллограмм следует использовать только один канал осциллографа с соблюдением указанной в порядке проведения работы полярности.

На осциллограммах должна быть указана размерность по осям времени и напряжения.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1.  ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЁТ

Записать в отчёт наименование и номер работы, цель работы. Зарисовать исследуемую схему (см. «МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА»).

ТАБЛИЦА 1.

Собрать схему исследования для выданных параметров (таблица 1).

Измерить и записать в отчёт значение сопротивления нагрузки.

По осциллограмме сигнала внешней синхронизации осциллографа регулировкой соответствующих сопротивлений устройства управления установить заданную в таблице 1 частоту и скважность q = 2 сигнала управления.

Измерить вольтметром величину входного напряжения стабилизатора и записать в отчёт.

По формуле , где: - коэффициент заполнения импульса, U_{Д ПР} – падение напряжения на прямосмещённом диоде, рассчитать значение напряжения на нагрузке. Приняв  по формуле  рассчитать минимально необходимую индуктивность катушки.

Выбрать L>L_МИН из имеющихся на стенде:

Пересчитать по формуле  реальные пульсации тока в дросселе, а по формуле  рассчитать коэффициент пульсаций. Все расчеты должны быть приведены в отчёте.

Rн = 58 Ом;

Uвх.ст.= 10 В;

2.  ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Зарисовать осциллограммы Uкэ (1-общий, 2-сигнал), Uvd (2 – общий, 6 – сигнал), Ur₁ (входной ток: 5 – общий, 6 - сигнал), Ur₂ (6 – общий, 7 - сигнал), Ur₃ (ток конденсатора: 4 – общий, 7 - сигнал), а также осциллограмму пульсаций напряжения на нагрузке. Повторить исследование работы силовой части стабилизатора в режиме прерывистых токов дросселя (с катушкой L₁).