Лаб 5 ИССЛЕДОВАНИЕ КЛЮЧЕВЫХ СТАБИЛИЗАТОРОВ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ
.docxВыполнил:
Группа:
Отчет
По лабораторной работе №5
«ИССЛЕДОВАНИЕ КЛЮЧЕВЫХ СТАБИЛИЗАТОРОВ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ»
Цель работы:
Закрепить знания принципов работы и рабочих свойств стабилизаторов постоянного напряжения с ключевым режимом работы регулирующего элемента.
Освоить методику экспериментального определения значений показателей качества компенсационных стабилизаторов постоянного напряжения с широтно-импульсным и релейным принципами регулирования и оценить достоинства и недостатки каждого из стабилизаторов путем сравнения численных значений показателей качества.
Рис. 5.1. Внешний вид сменного блока «Импульсный стабилизатор постоянного напряжения»
I. Экспериментальное исследование транзисторного компенсационного стабилизатора с широтно-импульсным регулированием
Определение коэффициента стабилизации Kст:
Uвх.ном = 15 В; Uвых.ном = 3 В; Iнагр.ном = 0,18 А
Uвх.макс = 18,3 В;
Uвых.макс= 3,06 В;
∆Uвх = Uвх.макс - Uвх.ном =3,3 В
∆Uвых= Uвых.макс - Uвых.ном = 0,06 В
Кст = 11
Определение выходного сопротивления Rвых:
Rвых = (3 – 3,1)/(0,12-0,03)= - 1,1 Ом
Определение КПД:
ɳ= 3 * 0,183/(12*0,065) = 0, 7.
Определение коэффициента пульсаций Kп:
Кп = 0,5*1/3*100% = 16,7 %
Снятие осциллограмм напряжений и токов в контрольных точках схемы стабилизатора при широтно-импульсном управлении регулирующим элементом:
Uвх.ном = 15 В; Uвых.ном = 3 В; Iнагр.ном = 0,18 А
fп = 10кГц
f = 1/ 5*20 * 10^(-6) = 10 кГц.
II. Экспериментальное исследование транзисторного компенсационного стабилизатора с релейным регулированием
Определение коэффициента стабилизации Kст:
Uвх.ном = 15 В; Uвых.ном = 3 В; Iнагр.ном = 0,12 А;
Uвх.макс = 18,3 В; Uвых.макс = 3,11 В;
∆Uвх = Uвх.макс - Uвх.ном = 3,3 В
∆Uвых = Uвых.макс - Uвых.ном = 0,11 В
Кст = 3,3/0,11*3/15= 6.
Определение выходного сопротивления Rвых:
Rвых = (3 – 3,11)/(0,12-0,03)= - 1,2 Ом
Определение КПД:
ɳ= 3 * 0,181/(15*0,062) = 0,58.
Определение коэффициента пульсаций Kп:
Кп = 0,5*1/3*100% = 16,7 %
Снятие осциллограмм напряжений и токов в контрольных точках схемы стабилизатора при релейном управлении регулирующим элементом:
Uвх.ном = 15 В; Uвых.ном = 3 В; Iнагр.ном = 0,18 А.
fп= 10кГц.
f= 1/ 5,2*20 * 10^(-6) = 9,6 кГц.
Режим |
Uвх.ном, В |
Uвх.max, В |
∆Uвх, В |
Uвых.ном, В |
∆Uвых, В |
f'п, кГц |
f''п, кГц |
Широтно-импульсное регулирование |
15 |
18, 3 |
3, 3 |
3 |
0, 06 |
10 |
10 |
Релейное регулирование |
15 |
18, 3 |
3,3 |
3 |
0,11 |
10 |
9,6 |
III. Сравнение показателей качества исследуемых схем стабилизаторов
Тип стабилизатора |
Коэффициент стабилизации, Кст |
Выходное сопротивление R, Ом |
КПД |
С широтно-импульсным регулированием |
11 |
-1,1 |
0,7 |
С релейным регулированием |
6 |
-1,2 |
0,58 |
Тип стабилизатора |
Коэффициент пульсаций |
Частота пульсаций, кГц |
|
Uвх.ном = 15 В |
Uвх.max =18,3 |
||
С широтно-импульсным регулированием |
16,7 |
10 |
10 |
С релейным регулированием |
16,7 |
10 |
9,6 |
Вывод:
В ходе работы мы выяснили преимущества и недостатки стабилизаторов с широтно-импульсным регулированием и релейным регулированием.
У стабилизатора с широтно-импульсным регулированием КПД больше чем у стабилизатора с релейным.
У стабилизатора с релейным регулированием есть множество преимуществ, таких как простота использования, компактность, малая стоимость. Но и есть недостатки:
Ступенчатая неплавная коррекция напряжения
Медленная реакция на резкие перепады напряжения (10-20 мс)
Низкая точность стабилизации – 5-10% (зависит от количества используемых силовых реле)
Шум при работе (характерные щелчки от срабатываний реле являются серьезным ограничением в размещении устройств в жилых помещениях)
Наличие механических деталей в силовых реле (негативно влияют на срок службы)