5.4.Импульсный регулятор повышающего типа

Регулятор повышающего типа изображен на рис. 5.5.

Когда транзистор Q1 открыт, L1 накапливает энергию, при этом диод D2 закрыт. При закрытом транзисторе направление тока в индуктивности L1 не меняется, диод открывается, и индуктивность отдает ток в нагрузку и на заряд емкости C1.

Регулятор напряжения повышающего типа

Рисунок 5.5

А интервале от 0 до транзистор открыт. Напряжение на индуктивности равно:

Изменение тока через индуктивность на интервале :

На интервале от T до t₁ транзистор закрыт, диод открыт. Напряжение на индуктивности и ток через неё:

На основании законов коммутации: ток через дроссель L за время от 0 до t₁ нарастет на величину ,а за интервал (T-t₁) упадет на эту же величину Сравнивая эти изменения, можно найти регулировочную характеристику:

Где - коэффициент заполнения импульса.

Значение индуктивности выбирается по условию:

Где f_p – рабочая частота коммутации, L_p – расчетное значение индуктивности, L_в – выбранное значение индуктивности.

Значение емкости фильтра:

Где - коэффициент пульсации выходного напряжения, - рабочая частота. Коэффициент полезного действия:

Ток через транзистор и диод:

Напряжения :

,

Где - максимальное напряжение на закрытом транзисторе (интервал T-t₁), - обратное максимальное значение напряжение на диоде (интервал t₁).

5.5. Принцип работы импульсного регулятора повышающего типа

Цель:

1. исследование принципа работы ИРН повышающего типа.

2. определение регулировочной характеристики.

3. определение нагрузочной характеристики.

4. исследование форм: тока через дроссель, напряжения на транзисторе, напряжения на нагрузке.

5. определение КПД

приборы и элементы

четырехканальный осциллограф

функциональный генератор

вольтметр U1

амперметры U2,U3

сопротивления R1, R2, R3

конденсатор С1

источник постоянной ЭДС U₁

Схема ИРН повышающего типа показана на рисунке 5.6 (файл ИРН – повышающего типа)

Схема импульсного регулятора повышающего типа

Рисунок 5.6

Исходные данные:

– сопротивление нагрузки

- сопротивление нагрузки

- сопротивление для ограничения тока заряда входной емкости транзистора

- датчик тока индуктивности

- рабочая частота переключения транзистора

- минимальный и максимальный коэффициент заполнения импульса

- напряжение источника постоянной ЭДС

Максимальное значение напряжения нагрузки при ,

Ток нагрузки

Максимальный ток потребления

Значение индуктивности и емкости

Максимальное значение тока через транзистор и диод

Максимальное значение напряжения на диоде и транзисторе

По этим данным выбран IGBT транзистор IRGBC205 и виртуальный диод.

Порядок и проведение экспериментов.

Эксперимент 1. Снятие регулировочной характеристики.

а) Открыть файл «ИРН повышающего типа» или собрать схему рис 4.5. На функциональном генераторе XFG1 установить частоту 20 кГц, форму колебаний – прямоугольник, длительность цикла от20% до 80% (показания соответствуют до, амплитуду 20 Vp, offset 10 V(постоянная составляющая). Изменяя значение длительности цикла(Daty Cycle) от 20% до 90% с шагом 10% занесите показания вольтметра V1(Vн) в таблицу. По полученным данным пост

роите регулировочную характеристику сравните ее с теоретической и сделайте выводы.

б)Закодируйте показания осциллографа:

первая кривая – форма напряжения на транзисторе;

вторая кривая – форма напряжения пульсации на нагрузке;

третья кривая – форма тока через дроссель.

Этот эксперимент проделайте для до. С помощью визиров определите параметры импульсов напряжения на транзисторе, напряжение пульсации на выходе регуляторе, изменение тока через индуктивность и его величину:

, рассчитайте коэффициент пульсации

Изменение тока через индуктивность(третья кривая)

, величина тока через индуктивность или потребляемый ток

Сделайте выводы по поводу различий.