Лабораторна робота 2 Дослідження схем випрямлення змінної напруги

2.1. Мета роботи

Вивчення особливостей роботи і основних характеристик малопотужних випрямлячів, які використовуються для живлення електронної апаратури при різному характері навантаження.

2.2. Використання пакету ni Multisim 11.0 для вивчення роботи

малопотужних випрямлячів

Дослідження двонапівперіодного випрямляча з середньою точкою виконується з використанням схеми, що приведена на рис. 2.1. Ця схема дає можливість заміряти миттєві значення і амплітуди напруг на вході трансформатора та на навантаженні. Діоди, що використовуються в схемі, вибираються з розділу Diode. Вибір діода забезпечується бібліотекою діодів. В кожнім з елементів бібліотеки можна редагувати параметри. Для цього необхідно натиснути кнопку Edit model, після чого з’являється вікно з параметрами SPICE-моделі діода:

Saturation current (IS) – струм насищення.

Ohmic resistance (RS) – об’ємний опір діода.

Zero-bias junction capacitance (CJO) – бар’єрна ємність р-п переходу при нульовій напрузі.

Junction potential (VJ) – контактна різниця потенціалів.

Transit time (Tt) – час переносу зарядів.

Grading coefficient (M) – конструктивний параметр р-п переходу.

Reverse breakdown voltage (BV) – максимальна зворотна напруга (для стабілітронів не нормується).

Emission coefficient (N) – коефіціент інжекції.

Activation energy (EG) – ширина забороненої зони.

Temperature exponent for effect on IS (XTI) – температурний коефіціент струму насищення.

Flicker noise coefficient (KF) – коефіціент флікер-шуму.

Flicker noise exponent (AF) – показник ступеня у формулі для флікер-шуму.

Coefficient for forward-bias depletion capacitance formula (FC) – коефіціент нелінійності бaр’рної ємності прямо зміщеного переходу.

Current at reverse breakdown voltage (IBV) – початковий струм пробою при напрузі BV.

Parameter measurement temperature (TNOM) – температура діоду.

Приведена схема дає можливість вивчити процес перетворення енергії змінного струму в постійний та встановити відповідність між фізичними явищами перетворення енергії і математичними формулами.

В схемі використовується ідеальний трансформатор (Transformer) з панелі Basic. Для побудови зовнішньої характеристики випрямляча необхідно встановити реальні параметри трансформатора. Для цього треба двічі клікнути лівою кнопкою миші по ньому, у вікні, що відчиниться, натиснути кнопку Edit, у наступному вікні виставити коефіцієнт перетворення (Primary-to-Secondary turns ratio) – 1, а опір вторинної обмотки (Secondary winding resistance) – 1 Ом.

Рис.2.1

Осцилограф покаже форму вхідної та вихідної напруги. Щоб розрізняти вхідний та вихідний сигнали рекомендується провідники, які приєднують осцилограф до схеми, виділити різними кольорами. В цьому випадку сигнали осцилографа будуть видображені тим кольором, який має провідник цього сигналу. Клікнув правою кнопкою миші по провіднику, та вибрав опцію Color Segment…, можна змінити колір провідника. Часові діаграми вхідної і вихідної напруги можна отримати завдяки Transient Analysis з меню Analysis. Для побудови зовнішньої характеристики випрямляча можна використовувати потенціометр (Potentiometer) з розділу Basic. Вікно Potentiometer Properties має такі опції:

Key – ключ для регулюювання установкою.

Resistance (R) – початковий опір.

Increment – шаг зміни установки (в відсотках).

Рис.2.2

Вивчення роботи однофазного мостового випрямляча забезпечується за допомогою схеми, що приведена на рис. 2.2. Вона дає можливість як встановити залежності між напругами, що мають місце в процесі перетворення, оцінити вплив конденсатора на величину і вигляд випрямленої напруги, так і провести необхідні заміри для побудови зовнішньої характеристики випрямляча. В неї використовується саме той трансформатор, що і в попередній схемі.

Вивчення роботи помножувачів напруги може бути забезпечено за допомогою схеми, що приводиться на рис. 2.3. Для дослідження впливу ємностей та навантаження на роботу схеми використовуються конденсатори та потенціометр (Potentiometer) з панелі Basic.

Рис. 2.3