Часть 2

В программном комплекте PSpice сформировать математическую модель регулятора с системой управления (модель ключа – идеализированная, модель системы управления – функциональная).

Определим номинальную нагрузку регулятора:

Далее используя полученную модель в разомкнутой системе:

0. Подобрать значение емкости С конденсатора выходного фильтра регулятора по условию допустимых пульсаций (в режиме γ=0.5)

Коэффициент пульсаций выходного напряжения определяется как:

При

Или

Учитывая ,что переменная составляющая тока преимущественно протекает через конденсатор С-фильтр ,связь заряда Q конденсатора с напряжением,можно записать в следующем виде:

(5)

Из (5) с учетом (3) и (4) получим

Путём подбора определения емкости С получим пульсацию выходного напряжения ,которое дольжно быть меньше максимальной пульсации выходного напряжения:

(6)

Коэффициент пульсаций определяется по формуле:

Где

По заданному коэффициенту пульсаций определяем максимальные пульсации выходного напряжения :

Из условии (6) получаем

При этом,

Выбираем С=100µФ

Схема регулятора с разомкнутой системой управления:

Рис.5 Схема регулятора с разомкнутой системой управления

2.2Диаграммы токов и напряжений на основных элементах регулятора в рабочем и пусковом режимах:

В рабочем режиме построим характеристики:

1. Ток в индуктивности; 4.Ток через конденсатор

2. Ток в диоде; 5. Напряжение на ключе

3. Ток в нагрузке; 6. Напряжение на диоде

7. Напряжение нагрузки

1. Ток в индуктивности

Рис.6 Ток в индуктивности

2. Ток в диоде

Рис.7 Ток в диоде

3. Ток в нагрузке

Рис.8 Ток в нагрузке

4.Ток через конденсатор

Рис.9 Ток через конденсатор

5. Напряжение на ключе

Рис.10 Напряжение на ключе

6. Напряжение на диоде

Рис.11 Напряжение на диоде

7. Напряжение нагрузки

Рис.12 Напряжение нагрузки

В пусковом режиме построим:

1. Ток в индуктивности

Рис.13 Ток в индуктивности

2. Ток в диоде

Рис.14 Ток в диоде

3. Ток в нагрузке

Рис.15 Ток в нагрузке

4. Напряжение на ключе

Рис.16 Напряжение на ключе

5. Напряжение на конденсаторе

Рис.17 Напряжение на конденсаторе

2.3. Построить регулировочные характеристики для трех значений входного напряжения и регулятора. Определить диапазон изменения , обеспечивающий стабильность выходного напряжения.

Для изменения гаммы мы используем источник напряжения V4. Мы задаем произвольные значения ЭДС в пределах максимума и минимума пилы. После этого мы выводим графики напряжений на нагрузке и графики импульсов, поступающие на ключ. По графикам импульсов мы находим значение гаммы. А по графикам напряжений на нагрузке определяем выходное напряжение Uвых. Подобным образом, мы проделываем эту операцию для трех входных значений ЭДС.

γ	Uвых , В
	Emax=182 B	Enom=140 B	Emin=98 B
0.4	81.467	62.433	43.694
0.5	94.473	72.572	50.921
0.6	106.694	82.159	57.421

Чтобы, диапазон изменения было очевидно возьём ещё некоторые точки.

γ	Uвых , В
	Emax=182 B	Enom=140 B	Emin=98 B
0.1	25.468	19.525	13.529
0.2	47.304	36.306	25.352
0.3	65.742	50.410	35.498
0.7	124.212	95.695	66.853
0.8	141.920	109.068	76.323
0.9	159.205	122.491	85.694

Рис.18 регулировочные характеристики

В данном случае коэффициент заполнения имеет диапазон γ =0.4-0.85

2.4. Построить входную характеристику при γ=0.571

E	Uвых , В
Emin=98 B	77.83
Enom=140 B	78.99
Emax=182 B	102.42

Рис.19 входная характеристика