1. Цель работы
Рассчитать и экспериментально исследовать однополупериодный и двухполупериодный выпрямитель на полупроводниковых диодах Д226.
2. Схемы исследования
 |
Схема №1 служит для снятия вольт-амперной характеристики выпрямительного диода Д226.
Схема №2 служит для исследования однополупериодного выпрямителя на основе Д226
Схема №3 служит для исследования двухполупериодного выпрямителя на основе Д226
3. Расчётные формулы
4. Исходные данные
Однополупериодный выпрямитель:
Двухполупериодный выпрямитель:
5. Результаты теоретических расчетов и экспериментальных измерений
|
Таблица №1 |
||||
|
ВАХ выпрямительного диода Д226 |
||||
|
U1, В |
U2, В |
I, А |
||
|
0,7 |
0,845 |
0,009667 |
||
|
0,708 |
0,858 |
0,01 |
||
|
0,71 |
0,877 |
0,011133 |
||
|
0,715 |
0,896 |
0,012067 |
||
|
0,72 |
0,929 |
0,013933 |
||
|
0,735 |
1,009 |
0,018267 |
||
|
0,75 |
1,11 |
0,024 |
||
|
0,77 |
1,26 |
0,032667 |
||
|
0,79 |
1,503 |
0,047533 |
||
|
0,805 |
1,69 |
0,059 |
||
|
0,815 |
1,807 |
0,066133 |
||
|
0,82 |
1,985 |
0,077667 |
||
|
0,837 |
2,18 |
0,089533 |
||
|
0,845 |
2,36 |
0,101 |
||
|
0,86 |
2,65 |
0,119333 |
||
|
0,9 |
3,36 |
0,164 |
||
|
0,948 |
5,06 |
0,274133 |
||
|
0,95 |
5,09 |
0,276 |
||
На основе таблицы №1 была построена вольт-амперная характеристика выпрямительного диода Д226.
|
Таблица №2 |
||||||||
|
Однополупериодный выпрямитель на основе Д226 |
||||||||
|
U1, В |
U2, В |
Iн, А |
Uп, В |
Uпт, В |
||||
|
7,35 |
3,76 |
0,250667 |
2,8 |
3,342222 |
||||
|
7,7 |
2,91 |
0,194 |
2,3 |
2,586667 |
||||
|
7,89 |
2,49 |
0,166 |
2 |
2,213333 |
||||
|
7,96 |
2,05 |
0,136667 |
1,6 |
1,822222 |
||||
|
8,1 |
1,72 |
0,114667 |
1,5 |
1,528889 |
||||
|
8,25 |
1,48 |
0,098667 |
1,1 |
1,315556 |
||||
|
8,46 |
1,11 |
0,074 |
1 |
0,986667 |
||||
|
8,61 |
0,71 |
0,047333 |
0,64 |
0,631111 |
||||
|
8,8 |
0,59 |
0,039333 |
0,52 |
0,524444 |
||||
|
8,95 |
0,31 |
0,020667 |
0,4 |
0,275556 |
||||
|
8,99 |
0,27 |
0,018 |
0,28 |
0,24 |
||||
|
9,05 |
0,26 |
0,017333 |
0,24 |
0,231111 |
||||
|
Таблица №3 |
||||||||
|
Двухполупериодный выпрямитель на основе Д226 |
||||||||
|
U1, В |
U2, В |
Iн, А |
Uп, В |
Uпт, В |
||||
|
7,25 |
2,95 |
0,196667 |
2,2 |
2,622222 |
||||
|
7,36 |
2,76 |
0,184 |
2,1 |
2,453333 |
||||
|
7,5 |
2,55 |
0,17 |
2 |
2,266667 |
||||
|
7,55 |
2,31 |
0,154 |
1,9 |
2,053333 |
||||
|
7,65 |
2,2 |
0,146667 |
1,6 |
1,955556 |
||||
|
7,73 |
1,8 |
0,12 |
1,3 |
1,6 |
||||
|
8 |
1,4 |
0,093333 |
1 |
1,244444 |
||||
|
8,15 |
1,15 |
0,076667 |
0,84 |
1,022222 |
||||
|
8,27 |
0,96 |
0,064 |
0,8 |
0,853333 |
||||
|
8,09 |
0,75 |
0,05 |
0,62 |
0,666667 |
||||
|
8,25 |
0,62 |
0,041333 |
0,5 |
0,551111 |
||||
|
8,47 |
0,45 |
0,03 |
0,4 |
0,4 |
||||
|
8,58 |
0,35 |
0,023333 |
0,3 |
0,311111 |
||||
|
8,89 |
0,27 |
0,018 |
0,25 |
0,24 |
||||
На основе данных таблиц №2 и №3 были построены графики напряжения пульсации и зависимости напряжения нагрузки от тока на нагрузке.
6. Выводы
На основании проведённых исследований однополупериодного и двухполупериодного выпрямителей и анализе полученных результатов, о качестве выходного напряжения можно сказать следующее:
Для однополупериодного выпрямителя выходное напряжение Uн выше чем у двухполупериодного, соответственно выше и пульсация напряжения. Это связано в основном с тем, что, по сравнению в двухполупериодной схемой, конденсатор заряжается практически до амплитудного значения входного напряжения U2, время разряда которого в два раза больше, чем у двухполупериодной схемы (20 мсек.). Величина выпрямленного напряжения в данном случае меньше амплитудного на величину uпр. Недостатком такой схемной реализации можно считать тот факт, что диод в течении отрицательного полупериода напряжения U2 заперт отрицательным напряжением, величина которого может достигнуть 2u2. Данный факт следует учитывать при выборе типа диода для выпрямителя, но диоды выдерживающие высокие обратные напряжения нецелесообразно использовать по причине их высокой стоимости. Гораздо выгоднее экономически использовать мостовые выпрямительные схемы, состоящие из 4 диодов (см. схему №3). При такой мостовой схеме реализуется двухполупериодный выпрямитель, величина выпрямленного напряжения которого меньше амплитудного на 2uпр К тому же к паре диодов, находящихся в закрытом состоянии прикладывается напряжение примерно в два раза меньшее чем в однополупериодном выпрямителе, что не накладывает особых ограничений на выбор диодов, т.к. каждому из четырёх диодов будет приложено напряжение приблизительно равное 1/4 напряжения приложенного к диоду в закрытом состоянии в однополупериодном выпрямителе. Следует отметить и тот факт, что в двухполупериодном выпрямителе пульсация напряжения меньше, чем в однополупериодном, т.к. конденсатор разряжается примерно за 10 мсек.
Большое практическое распространение получили двухполупериодные выпрямители на основе диодного моста.
Разница в экспериментально и теоретически полученных значениях объясняется, в основном, погрешностями приборов (в большей степени снятие визуально напряжения пульсации с экрана осциллографа) и погрешностью элементов цепи (резистора, подстроечного резистора и электролитического конденсатора большой ёмкости), а также недостаточно надёжными контактами при сборке схемы и влияние внешних помех. Остальные причины следует считать несущественными.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.