4 курс (заочка) / Учебные материалы / ЭУиСТ практикум Шакиров Яблочников (часть 3)

Подключение блока нагрузок при исследовании преобразователя показано на рис. 5.

5.МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ.

5.1.Ознакомиться с работой преобразователя постоянного напряжения, изучив раздел 3.

5.2.Ознакомиться со стендом и подготовить установку к работе, собрав электрическую схему, приведенную на рис. 5 (подключение вольтметра PV1 к источнику питания и нагрузки с измерительными приборами PA2, PV2 осуществляется с помощью дополнительных проводников с однополюсными вилками).

Рис. 5. Схема подключения элементов блока нагрузок к исследуемому преобразователю

5.3. При снятии нагрузочной характеристики преобразователя с замкнутой обратной связью необходимо предварительно:

31

-тумблер S1 установить в верхнее положение;

-ручку регулятора напряжения источника питания (ИП) установить в среднее положение;

-переключатель нагрузки « н грубо» установить в положение «11»;

-подключить вход осциллографа к контрольной точке КТ5 (корпусной вывод осциллографа подключить к общей точке )

С помощью переключателя “ВКЛ”, расположенного в правом верхнем углу стенда подать питание на стенд.

Изменяя напряжение источника питания UИП от минимального значения, равного 10.0 В до максимального значения, равного 15.0 В снять зависимость UВЫХ от UИП. Результаты измерений занести в табл. 2.

Таблица 2

По результатам измерений определить UВЫХ как разность выходного напряжения преобразователя при UИП МАКС =15,0 В и выходного напряжения при UИП МИН =10.0 В. За номинальное значение UВЫХ НОМ следует принимать

5.4. Перевести тумблер S1 в нижнее положение. С помощью потенциометра РЕГ.ВЫХ установить относительную длительность импульса напряжения, подаваемого на затвор транзистора VT2 равной γНОМ (напряжение

UИП НОМ=12.0 В).

Изменяя напряжение питания от 10.0 до 15.0 определить изменение

определяющее величину коэффициента усиления цепи обратной связи. Значение (ΔU1 ВЫХ)/(ΔUВЫХ) должно быть представлено в отчете.

5.5. Для снятия регулировочной характеристики преобразователя следует при тумблере S1 в нижнем положении установить напряжение питания равным 12.0 В. Меняя положение ручки потенциометра РЕГ.ВЫХ от крайнего левого до крайнего правого положения, т.е меняя напряжение, подаваемое на вход компаратора от практически нулевого до максимального значения определить с помощью вольтметра PV2 и осциллографа зависимость UВЫХ от относительной длительности импульса напряжения, подаваемого на затвор транзистора VT2.

Результаты измерений необходимо занести в табл. 3.

Таблица 3.

По результатам измерений построить регулировочную характеристику UВЫХ/ UВЫХ МАКС(γ) и рассчитать значение коэффициента трансформации

трансформатора n21.

Значение n21 должно быть представлено в отчете.

5.6. Для снятия внешней характеристики преобразователя UВЫХ=f(IH) тумблер S1 должен быть в верхнем положении. Напряжение UИП , подаваемое на вход преобразователя следует установить равным номинальному значению 12.0 В. Переключатель « н грубо» установить в положение «11», что соответствует максимальному значению тока нагрузки IН МАКС. Вход осциллографа подключить к контрольной точке КТ7, что позволит отслеживать форму кривой тока стока транзистора VT2, примерный вид которой приведен на рис. 1-2е.

Уменьшая ток нагрузки регулятором « н грубо» с помощью осциллографа в первом приближении необходимо определить минимальное значение тока нагрузки IН МИН, соответствующее режиму безразрывного тока дросселя L1 (при переходе в режим разрывных токов дросселя ток стока транзистора VT2 начинает нарастать с нулевого значения). В диапазоне

33

изменения тока нагрузки от IН МИН до IН МАКС произвести запись показаний выходного вольтметра PV2 по крайней мере для 4-х значений тока нагрузки. Результаты измерений занести в табл. 4.

Таблица 4

По результатам измерений необходимо рассчитать значение внутреннего сопротивления преобразователя ri .

где UВЫХ – разность между максимальным и минимальным значениями показаний вольтметра PV2; IН – разность между максимальным и минимальным значениями тока нагрузки.

Вычисленное значение ri должно быть представлено в отчете.

5.7. Для снятия внешней характеристики преобразователя при разомкнутой цепи обратной связи следует:

-тумблер S1 установить в нижнее положение;

-подать на вход преобразователя номинальное значение напряжения источника питания (12.0 В);

-с помощью потенциометра «РЕГ ВЫХ» установить при максимальном

токе нагрузки (переключатель « н грубо» должен быть в положении «11») выходное напряжение преобразователя равное выходному напряжению преобразователя при максимальном токе нагрузки для предыдущего пункта

5.6(примерно 4.0 В).

Изменяя с помощью переключателя « н грубо» ток нагрузки в тех же пределах, что и в п. 5.6 данной лабораторной работы, снять внешнюю характеристику преобразователя. Результаты измерений заносятся в таблицу, аналогичную табл. 4.

По результатам измерений рассчитать внутреннее сопротивление преобразователя R0 по той же формуле, которая приведена в п.5. и определить отношение R0/ ri.

Результаты реализованных Вами расчетов должны быть приведены в отчете.

34

6.ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1.Какие именно электронные устройства именуют инвертором, а какие преобразователем?

2.Какое устройство является конвертором и каковы его принципы функционирования?

3.В чем отличие между однотактным и двухтактным преобразователями?

4.Какова функциональная зависимость между частотой изменения пилообразного напряжения, подаваемого на вход компаратора схемы управления и частотой пульсации выходного напряжения преобразователя напряжения?

5.Как зависит стабильность выходного напряжения преобразователя от амплитудного значения пилообразного напряжения, подаваемого на вход широтно-импульсного модулятора (компаратора) ?

6.В каких пределах может меняться напряжение, подаваемое на затвор транзистора DNMOS, при котором обеспечивается надежный перевод полевого транзистора в режим насыщения?

7.Каковы достоинства и недостатки рассматриваемого двухтактного преобразователя по сравнению с двухфазным однотактным преобразователем

спрямым включением диода?

8.Почему рассматриваемый двухтактный преобразователь, как правило, не применяется при достаточно высоких значениях (несколько сот вольт) напряжения источника питания?

9.В чем смысл изменения принципов работы преобразователя, путем увеличения рабочей частоты изменения напряжения с нескольких десятков кГц на частоты до нескольких сотен кГц?

10.В чем отличие относительной длительности включенного состояния транзистора преобразователя γ от D?

11.От чего зависит переход преобразователя из режима безразрывных токов выходного дросселя в режим разрывных токов?

12.От чего зависит значение внутреннего сопротивления ri стабилизирующего преобразователя?

35

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Электропитание устройств и систем телекоммуникаций: Учебное пособие для вузов / В. М. Бушуев, В. А. Деминский, Л. Ф. Захаров. – М.: Горячая линия-Телеком, 2011. – 384 с.

2.Сажнев А.М. Источники бесперебойного электропитания переменного тока [Электронный ресурс]: учебное пособие/ Сажнев А. М., Рогулина Л. Г. – Электрон. текстовые данные. – Новосибирск: Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики, 2015. –

312 с. – Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/55478

3.Козляев Ю.Д. Сборник задач и упражнений по курсу «Электропитание устройств и систем телекоммуникаций» [Электронный ресурс]: учебно-методическое пособие / Козляев Ю. Д. - Электрон. текстовые данные. – Новосибирск: Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики, 2015. – 82 с.

4.Электропитание устройств и систем телекоммуникаций: учебнометодическое пособие для студентов заочной формы по направлению 210700.62 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи» / сост.: Н. Н. Лисовская. – Электрон. дан. – Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2014.

5.Шпилевой А.А. Электропитание устройств и систем телекоммуникаций [Электронный ресурс]: учебное пособие / Шпилевой А.А.

–Электрон. Текстовые данные. – Калининград: Балтийский федеральный университет имени Им. Канта, 2010. – 131 с. – Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/23959.html - ЭБС «IPRbooks»

6.Электропитание устройств связи: Учебное пособие для вузов / Л.Ф. Захаров, М.Ф. Колканов. – М.: «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2009.

7.Сажнев А.М. Промышленные электропитающие устройства связи [Электронный ресурс]: учебное пособие / Сажнев А. М., Рогулина Л. Г., Абрамов С. С. Электрон. текстовые данные. – Новосибирск: Сибирский государственный ун-т телекоммуникаций и информатики, 2009.– 192 с.

8. Яблочников С.Л., Шакиров К.Ф. Практикум по дисциплине электропитание устройств и систем телекоммуникаций. Учебное пособие для бакалавров (направление 11.03.02). Часть I. - М.: МТУСИ. – 57 с.

9. Яблочников С.Л., Шакиров К.Ф. Практикум по дисциплине «Электропитание устройств и систем телекоммуникаций» / Учебное пособие для студентов направления подготовки 11.03.02 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи» (уровень бакалавриат). Часть II, 2019. ‒ М.: МТУСИ. ‒ 40 с.

36