2. Подготовительное задание

1. Изучить теоретическую часть работы и законспектировать основные вопросы по теме “Вторичные источники питания” с учетом контрольных вопросов лабораторной работы. При конспектировании особое внимание уделить вопросам дополняющим лекционный материал по изучаемой теме.

2. Нарисовать в отчете по лабораторной работе три схемы выпрямителей напряжения: однофазного однополупериодного ОО (рис. 3), двухполупериодного со средней точкой ДСТ (рис. 4) и однофазного мостового ОМ (рис. 5).

На схемах изобразить генератор сигнала ГС, обеспечивающий подачу на выпрямитель через силовой трансформатор Т₁ входного напряжения U_вх (генератор подключен к первичной обмотке I силового трансформатора, выпрямитель – к вторичной обмотке II силового трансформатора). К выходу выпрямителя подключить сопротивление нагрузки R_н.

Для каждой нарисованной схемы выпрямителей рассчитать действующие значения входных напряжений U_вх.ОО, U_вх.ДСТ и U_вх.ОМ. Для этого в соответствии с вариантом задания (табл. 1) по выходному напряжению стабилизатора U_вых, на основании выражения (14) определить входное напряжение U_вх.ст стабилизатора, которое принять равным действующему значению напряжений U_вых.в на выходе всех выпрямителей.

По действующему значению выходного напряжения U_вых.в выпрямителей определить соответствующее среднее значение U_ср, а затем по среднему значению выходного напряжения выпрямителей на основании выражений (4), (5), (7) определить действующие значения входных напряжений U_вх.ОО, U_вх.ДСТ, U_вх.ОМ и коэффициенты пульсаций _ОО, _ДСТ,_ОМ.

Полученные значения U_вх.ОО, U_вх.ДСТ, U_вх.ОМ и _ОО, _ДСТ,_ОМ отразить в отчете.

По среднему значению выходного напряжения выпрямителей и значениям _ОО, _ДСТ,_ОМ рассчитать амплитуды пульсаций U_m.ОО, U_m.ДСТ, U_m.ОМ, (максимальные отклонения напряжения от среднего значения) выходного напряжения всех выпрямителей.

Таблица 1

Вариант №	Выпря-митель	Схема фильтра	Uвых, В	UVD1, B	RRф, Oм	Cф, мкФ	Lф,н.в.	Rн, Ом
1	ОО	C	8,0	3,3	10	200	1–2	300
2	ДСТ	ГLC	6,3	4,7	7,5	100	1–3	200
3	ОМ	ГRC	4,5	3,3	20	50	1–4	200
4	ОО	ПRC	9,0	4,7	10	100	1–2	510
5	ДСТ	ПLС	8,5	6,2	7,5	200	1–3	300
6	ОМ	ГRC	5,0	4,7	20	100	1–4	510
7	ОО	ПRC	5,6	3,3	10	50	1–2	200
8	ДСТ	ГLC	9,5	6,8	7,5	200	1–3	510
9	ОМ	ПLC	9,0	6,2	20	100	1–4	510
10	ОО	ГRC	7,0	4,7	10	50	1–2	300
11	ДСТ	С	5,2	3,3	7,5	100	1–3	200
12	ОМ	ПRC	7,5	6,8	20	200	1–4	510
13	ОО	ГRC	8,0	6,2	10	100	1–2	300
14	ДСТ	ГLC	6,5	4,7	7,5	50	1–3	200
15	ОМ	ПLC	4,0	3,3	20	100	1–4	510

Примечание: в работе в качестве индуктивностей используются индуктивные катушки импульсного трансформатора ТОТ-61 или ТОТ-118 у которых указанные номера выводов соответствуют отмеченной ниже индуктивности: ТОТ-61: 1–2 выв. – 0,46 Гн; 1–3 выв. – 1,1 Гн; 1–4 выв – 2,2 Гн; ТОТ –118: 1–2 выв. – 0,12 Гн; 1–3 выв. – 0,28 Гн; 1–4 выв – 0,5 Гн. Тип трансформатора задается преподавателем.

Для каждой из трех схем выпрямления нарисовать временные диаграммы выходных напряжений. При построении временных диаграмм выходных напряжений каждого выпрямителя сначала изобразить диаграмму входного синусоидального напряжения, под которой с учетом масштаба и взаимного расположения изобразить диаграмму(ы) токов, протекающих через диоды выпрямителя, и в соответствии с диаграммами токов диодов нарисовать диаграмму выходного напряжения.

Рассчитанные значения действующих значений входных напряжений U_вх.ОО, U_вх.ДСТ и U_вх.ОМ, средних значений выходных напряжений U_ср.ОО, U_ср.ДСТ, U_ср.ОМ, амплитуд пульсаций U_m.ОО, U_m.ДСТ, U_m.ОМ и коэффициентов пульсаций _ОО, _ДСТ,_ОМ занести в табл. 2.

Таблица 2

Параметр	Схема выпрямителя ОО		Схема выпрямителя ДСТ		Схема выпрямителя ОМ
	расчет- ный	изме-ренный	расчет- ный	изме-ренный	расчет- ный	изме-ренный
Uвх, В
Uср, В

3. Нарисовать в отчете шесть схем сглаживающих фильтров: С – фильтр; L – фильтр; ГLС – Г- образный LC-фильтр; ГRC – Г – образный RC – фильтр; ПLC – П – образный LC – фильтр; ПRC – П – образный RC – фильтр.

При изображении схемы сглаживающего фильтра, определенного вариантом задания (табл. 1) на его входе включить схему выпрямления также определенную вариантом задания.

К выходу сглаживающих фильтров подключить сопротивление нагрузки R_н. На всех схемах указать значения параметров элементов. В отчете нарисовать форму табл. 3, предназначенную для внесения результатов лабораторного задания 2.

4. Нарисовать в отчете схему непрерывного последовательного стабилизатора (рис. 10). В стабилизаторе выбрать в качестве транзистора VT₁ биполярный транзистор структуры n-p-n, использованный для съема ВАХ в лабораторной работе № 3 и микросхему DA₁ операционного усилителя типа 154УД1 (К140УД6, К140УД7).

По заданным значениям выходного напряжения стабилизатора U_вых и напряжению стабилизации U_VD1 стабилизирующего диода VD₁ (табл. 1) повести расчет стабилизатора напряжения.

Для этого в соответствии с выражением (14) по напряжению U_вых определить входное напряжение стабилизатора U_вх.ст, выбирая значения: U_кэ  1,5 В; U = 1 В. Принимая, что в стабилизаторе напряжения используется параметрический стабилизатор на стабилитроне VD₁, расчет которого проведен в лабораторной работе № 2, выбрать рассчитанное ранее значение сопротивления R₁ и соответствующий стабилизирующий диод VD₁.

Для определения сопротивлений резисторов R₂, R₃ сначала необходимо рассчитать сопротивление резистора R₃ из условия, что в цепи делителя напряжения R₂, R₃ протекает ток I_R2 = I_R3 = (1  3) мА. Для этого воспользоваться выражениями (12). После определения сопротивления резистора R₃ по значениям U_VD1, U_вых и R₃ на основании выражения (13) определить сопротивление резистора R₂. И в соответствии с рядом номинальных значений резисторов для первого класса точности выбрать сопротивления резисторов R₁  R₃, которые указать на схеме стабилизатора.

Используя значения тока I_R2 = I_R3 и рассчитанное в лабораторной работе № 2 значение тока I_R1, определить мощности постоянного тока Р_R1, Р_R2, Р_R3, выделяемые на резисторах. И по рассчитанным значениям мощностей Р_R1, Р_R2, Р_R3 выбрать необходимую номинальную мощность резисторов R₁  R₃. Полученные значения номинальной мощности резисторов указать на схеме в виде условных графических обозначений.

Все проведенные вычисления и полученные значения отразить в отчете.

5. Составить и нарисовать в отчете схему вторичного источника питания, включающую силовой трансформатор Т₁, заданные вариантом задания (табл. 1) выпрямитель напряжения и сглаживающий фильтр и непрерывный последовательный стабилизатор (рис. 10). На схеме указать параметры всех элементов (резисторов, конденсаторов) тип диода VD₁, транзистора VT₁ и микросхемы DA₁, а также входные и выходные напряжения выпрямителя, сглаживающего фильтра и стабилизатора.