6.7. Исследование процессов функционирования преобразователя постоянного напряжения.

К пункту 4.6. Для исследования процессов функционирования накопительного фильтра при номинальном входном и выходном напряжении СППН зарисовать осциллограммы в гнездах XI - Х6. Форма тока через накопительный дроссель L1 получается наложением (сложением) осциллограмм в гнездах XI-Х2 и Х2-ХЗ.

а) б) в)

Для оценки изменения коэффициента заполнения на входе накопительного фильтра СППН в гнездах Х2 - Х4 зарисовываются в масштабе (по клеткам маски экрана осциллографа) осциллограммы Ux₂-x₄ при U₁=0,85U_{1 ном} (рис.9.3 в) и при U₁=l,lU_{1 ном} (рис.9.3 б). Далее вычисляется коэффициент заполнения Кз =t_и/T. Для определения коэффициента сглаживания q накопительного фильтра используют осциллограммы, наблюдаемые в гнездах Х2-Х4 и Х5-Х6.

При использовании этих осциллограмм необходимо учитывать изменение масштаба оси амплитуд, если оно производилось с помощью переключателя осциллографа "В/дел.". Тогда

где U_{X2 - X4} и U_{X5 - X6} - отсчитываются в клетках экрана осциллографа с учетом масштаба переключателя осциллографа "В/дел".

Коэффициент пульсации выходного напряжения СППН

где U_- переменная составляющая напряжения, измеренного в гнезде Х5 – Х6 вольтметром переменного тока или с помощью осциллографа с учетом масштабного множителя "Вольт/деление".

Примерный вид осциллограмм на выходе накопительного фильтра СППН, иллюстрирующих принцип стабилизации методом ШИМ (влияние коэффициента заполнения Кз на величину выходного напряжения U_2ном ), изображен на рис. 9.2 (а,б,в).

Экспериментальное определение рабочей частоты СППН определяется по осциллограмме в гнездах Х2-Х4 при U1ном=27В, I2=0,9А..

Для этого необходимо измерить по сетке осциллографа длительность периода Т (см. рис. 9.3) наблюдаемой последовательности прямоугольных импульсов ШИМ, используя значения величины множителя «Время/Деление» одноименного переключателя осциллографа. Измеряемый временной интервал определяется произведением двух величин: длины «» измеряемого интервала времени на экране по горизонтали в делениях и значения величины времени на делении «n» в данном положении переключателя осциллографа «Время/Деления». Тогда:

7. Особенности лабораторной установки.

Лабораторная установка представляет собой устройство для исследования нестабилизированного и стабилизированного преобразователя постоянного напряжения. Она питается от промышленного маломощного регулируемого выпрямителя типа Б5-8, который включается в сеть переменного тока 220 В тумблером “сеть”, расположенным в верхнем правом углу его лицевой панели. Регулирование выходного напряжения постоянного тока осуществляется ступенчато с помощью переключателя, расположенного в середине лицевой панели Б5-8, имеющего ступенчатые диапазоны (пределы) в 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30… Вольт, и плавно внутри каждого диапазона с помощью переменного резистора с круглой ручкой, расположенного ниже ступенчатого переключателя. Выходная клемма регулируемого выпрямителя расположена в правом нижнем углу лицевой панели Б5-8, и имеют обозначение «-, +» , причем к клемме «+» должен подходить провод питания исследуемого преобразователя красного цвета, а к клемме «-» - провод белого цвета.

При выполнении варианта работы нестабилизированного преобразователя ступенчатый переключатель устанавливается на пределе 20 В, для варианта стабилизированного преобразователя – на пределе 30 В.

На передней панели лабораторного макета установлены слева- направо приборы, измеряющих соответственно напряжение и ток на входе и то же на выходе преобразователя.

Режим работы преобразователя устанавливается с помощью тумблера: в положении тумблера: вправо - нестабилизированный вариант, влево - стабилизированный.

Сам тумблер расположен в правой нижней части лицевой панели лабораторного макета.

На передней панели лабораторного макета имеются гнезда для наблюдения с помощью осциллографа следующих параметров:

Х1-Х2 – ток через прямой диод VD1 преобразователя;

X2-X3 – ток через обратный диод VD2 преобразователя.

Сумма осциллограмм этих токов с учетом их временного сдвига и масштаба представляет собой ток дросселя L1.

Х2-Х4 – выходное прямоугольное напряжение преобразователя, иллюстрирующего работу ШИМ и позволяющего оценить коэффициент заполнения на входе накопительного фильтра преобразователя;

Х5-Х6 – выходное напряжение постоянного тока преобразователя. Точное значение его постоянной составляющей можно оценить с помощью выносного цифрового вольтметра постоянного тока, а переменной составляющей (пульсации) с помощью осциллографа с учетом масштабного множителя “Вольт/деление”. Величина тока нагрузки преобразователя плавно регулируется с помощью переменного резистора R_н, расположенного в правой торцевой части макета.

Некоторые технические данные цифрового вольтметра В7-21.

Вольтметр универсальный В7-21 предназначен для измерения напряжения постоянного тока от 1*10^-6 В до 500В и силы постоянного тока А до 5А. В данной лабораторной работе он используется только для точного измерения постоянного напряжения на выходе стабилизатора. Цифровой прибор включается в сеть переменного тока 220В клавишей «Сеть», расположенной в правом верхнем углу лицевой панели прибора и должен прогреваться в течении не менее 5-10 мин. Часть шкалы такого прибора изображена на рис 9.4.

После включения прибора В7-21 в сеть и его прогрева следует нажать кнопку 10В. На индикаторах-лампах появляется результат, например:3,012 В.