Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
2.Исследование повышающего регулятора постоянно...doc
Скачиваний:
5
Добавлен:
21.09.2019
Размер:
10.44 Mб
Скачать

17

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Камская государственная инженерно-экономическая академия

Исследование повышающего регулятора постоянного напряжения

Методические указания к лабораторной работе

Набережные Челны

2010

Исследование повышающего регулятора постоянного напряжения: Методические указания к лабораторной работе / Составитель Р.Т. Насибуллин, К.З. Фатыхов - г. Наб.Челны: Изд-во ИНЭКА, 2010.

Рецензент: доцент каф. АиИТ, к.т.н. Заморский В.В.

Печатается в соответствии с решением научно-методического совета Камской государственной инженерно-экономической академии

Камская государственная

инженерно-экономическая

академия, 2010 г.

Цель работы: Исследования повышающего регулятора постоянного напряжения при работе на активно-емкостную нагрузку.

Краткие теоретические сведения

Импульсные источники напряжения постоянного тока применяются главным образом как стабилизаторы напряжения. В отличие от непрерывных стабилизаторов напряжения импульсные стабилизаторы обладают лучшими энергетическими характеристиками, меньшими массами и габаритами.

Рассмотрим схему повышающего импульсного источника напряжения.

Схема повышающего импульсного источника напряжения приведена на рисунке 1 а.

Рис. 1. Повышающий импульсный источник постоянного напряжения

В этой схеме дроссель включен последовательно с источником питания UП, а диод D – последовательно с нагрузкой.

При включении транзистора VT индуктивность L подключается непосредственно к источнику питания. Ток в индуктивности начинает линейно нарастать, пока из схемы управления не поступит сигнал на запирание транзистора VT.

После запирания транзистора VT избыточная энергия, накопленная в L, через открытый диод D поступает в нагрузку, подзаряжая конденсатор фильтра C. Электромагнитные процессы в схеме показаны на рисунке 1 б.

Исходя из того, что напряжение на нагрузке постоянно, а среднее напряжение на индуктивности за период равно нулю, можно определить среднее напряжение на нагрузке:

γUП = (UНUП)(1-γ)

откуда

UН = UП / (1-γ) (*)

Регулировочная характеристика повышающего импульсного источника питания, построенная по (*), приведена на рисунке 2.

Рис. 2. Регулировочная характеристика повышающего импульсного источника питания

К энергетическим характеристикам импульсных источников питания относятся:

- средние и эффективные токи в нагрузке;

- средние и эффективные токи в транзисторе;

- средние и эффективные токи в диоде;

- средние и эффективные токи в источнике питания.

Описание виртуальной лабораторной установки.

Виртуальная лабораторная установка для исследований показана на рисунке 3.

Она содержит следующие основные элементы:

• источник постоянного напряжения (240 В);

• активно-емкостную нагрузку (R, С);

• последовательную накопительную индуктивность (дроссель) (Series LR);

• обратный диод (Diode);

• измерители мгновенных токов в источнике питания (I1) и нагрузке (I Load);

• измеритель мгновенного напряжения на нагрузке (V Load);

• блок для измерения среднего значения тока питания (Fourier);

• блок для измерения среднего значения тока нагрузки (Fourier I0)

• блок для измерения среднего значения напряжения на нагрузке (Fourier V0);

• блок для измерения действующего значения тока силового полупровод-никового модуля (RMS T);

• блок для наблюдения (измерения) мгновенных значений тока в цепи питания, тока нагрузки и напряжения на нагрузке (Scope);

• блок для наблюдения (измерения) мгновенных значений тока и напряжения силового модуля (Scope 1);

• блок для измерения величины среднего значения тока в цепи питания (Display 1);

• блок для измерения величин средних значений тока и напряжения на нагрузке, а также действующего тока в силовом полупроводниковом модуле (Display);

• силовой транзисторный модуль на MOSFET-транзисторе с обратным диодом (Mosfet);

• импульсный генератор (Pulse Generator) для управления модулем.

Рис. 3. Модель повышающего регулятора постоянного напряжения

Окно настройки параметров силового полупроводникового модуля показано на рисунке 4.

В полях настойки заданы:

• динамическое сопротивление полупроводникового транзистора открытом состоянии в омах (Ron, Ohms);

• индуктивность транзистора в открытом состоянии в генри (Lon, H);

• сопротивление обратного диода в открытом состоянии в омах (Rd);

• начальный ток в модуле;

• параметры демпфирующих цепей (Snubber resistance, Snubber capacitance).

Рис. 4. Окно настройки параметров силового модуля

Параметры генератора задаются в окне параметров (рис. 5). В исследуемой модели установлены следующие параметры генератора:

• период напряжения T0 = 0,001 с. (частота f0 = 1000 Гц);

• амплитуда напряжения – 1 B;

Рис. 5. Окно настройки параметров генератора

Окно настройки параметров нагрузки показано на рис. 6. Для реализации активно-емкостной нагрузки в параллельной R, L, C-цепи в первом и третьем полях (Resistance R, Ohms, Capacitanc С, F) устанавливается значение активного сопротивления в омах и емкости в фарадах, во втором поле (Inductance L, H) – бесконечность (inf).

В окнах настройки параметров блоков Fourier, Fourier I0, Fourier V0 (рис. 3) устанавливается частота равная частоте напряжения генератора (1000 Гц) и номер нулевой гармоники. Окно блока для измерения действующего тока в полупроводниковом модуле показано на рис. 7. В поле окна вводится частота, на которой производится измерение (в данном случае – это частота генератора).

Рис. 6. Окно настройки параметров нагрузки

Рис. 7. Окно блока для измерения действующего тока