ЕЛЕКТРОПИТАННЯ

Документи

Л. Франгу: Блоки живлення, керівництво лабораторії, 2017

ЕЛЕКТРОПИТАННЯ керівництво лабораторії

Л. Франгу: Блоки живлення, керівництво лабораторії, 2017

Стаття 2: Характеристика навантаження нестабілізованого джерела Цілі роботи: - підвищення навантажувальної характеристики джерела - апроксимація характеристики прямолінійною лінією, визначення параметрів - виділення пульсацій та спотворень первинного струму Необхідні пристрої: нестабілізоване джерело, цифровий вольтметр, міліамперметр, змінний резистор (або декадний блок), гальванічний ізольований перетворювач струму. Теоретичний бриф

Стабілізовані джерела відіграють роль подачі напруги з невеликими варіаціями щодо тривожних коливань. Серед порушень найбільш важливими є: навантаження, джерело живлення та температура навколишнього середовища. Зазвичай джерело живлення стабілізатора забезпечується нестабілізованим джерелом, створюючи енергію, яку можуть надходити: батареї, сонячні батареї, випрямляч мережі тощо. Характеристика навантаження цього джерела (також звана зовнішньою характеристикою) виражає залежність напруги від струму навантаження для фіксованих значень напруги живлення та температури навколишнього середовища, змінними є Us і Is. Це важливо під час проектування, оскільки воно призводить до екстремальних порушень, які можуть виникати на джерелі живлення стабілізатора (приклад стабілізатора, що працює від мережі, на рисунку 1).

Рисунок 1: Блок живлення, що складається з нестабілізованого джерела (трансформатор + випрямляч + фільтр) та стабілізатора

Рисунок 2: Вимірювальна схема для характеристики джерела

Для експериментального визначення характеристики навантаження використовується схема, подібна схемі на малюнку 2. Щоб мінімізувати похибку вимірювання, ми припустили, що вольтметр має дуже високий внутрішній імпеданс (електронний вольтметр відповідає цій вимозі), тому поглинається ним струм є незначним. порівняно зі струмом через навантаження. Такі запобіжні заходи щодо похибки, спричиненої методом вимірювання, повинні дотримуватися джерела, що подають малий струм.

Для аналізу та проектування використовуються спрощені варіанти характеристики навантаження. Найпростішим наближенням є лінійне (графік - пряма лінія), до якого додається максимально допустиме значення струму навантаження, якщо це обмеження є необхідним. Параметрами лінії є нахил і зріз з віссю ординат. Напруга холостого ходу джерела дорівнює зсуву з віссю ординат, а внутрішній опір дорівнює нахилу лінії, помноженому на 1. Визначення параметрів можна використовувати декількома методами: - побудова наближеної лінії експериментальних точок та вимірювання параметрів і безпосередньо на графіку; - аналітичне визначення параметрів лінійного наближення, використовуючи цитування найменших квадратів (див. лінійну регресію на http://www.etc.ugal.ro/lfrangu/IETC1.pdf).

Л. Франгу: Блоки живлення, керівництво лабораторії, 2017

Як працювати: 1. Вихід нестабілізованого джерела порожній, джерело подається від мережі змінного струму. За допомогою осцилографа спостерігається вихідний сигнал і визначається тип джерела (змінного, постійного струму з мережевим трансформатором тощо). Екрани вимірювальних приладів вибирають відповідно до типу вихідної напруги. Якщо потрібно (наприклад, щоб побачити форму пульсації), додайте на виході навантаження, яке поглинає низький струм (нижче 50 мА). 2. Схема з фіг.2 виконана для характеристики джерела Е (незалежно від його типу). Використовується електронний вольтметр. Навантаженням є змінний резистор, який може представляти собою декадний блок або набір резисторів різних значень (приблизно 20 250, без 500 мА). 3. Дайте різні значення опору R і виміряйте пари U-I (орієнтовні значення сили струму в таблиці). Виміряні значення заносяться в таблицю. Для отримання значення 0 струму навантаження навантаження відключають. I (мА) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 U (V) 4. Накресліть характеристику U (I) джерела, апроксимуючи характеристику лінією. 5. З лінійного графіка визначаються два параметри характеристики: напруга холостого ходу (Е) - це значення напруги на перетині графіка з віссю

ординати; внутрішній опір джерела дорівнює нахилу лінії, зі зміненим знаком. Внутрішній опір є

може наблизити від крайніх точок лінії:

6. Параметри лінійного наближення визначають методом найменших квадратів і порівнюють із значеннями, визначеними вище. 7. За допомогою опції одиночного знімка осцилографа виміряйте перехідний час, коли джерело вмикається та вимикається. 8. Використовуючи перетворювач струму з гальванічною розв’язкою, виділяється форма струму, що поглинається від мережі змінного струму. Лабораторний звіт повинен містити: - схему, таблицю значень та характеристику навантаження - значення параметрів, визначені з графіку, а також значення, визначені c.m.m.p. - Інші експериментально визначені значення - Яку структуру досліджувало джерело? - Сьогоднішня лижа мера. Чи відповідає це типу джерела, визначеному на початку? Типовий звіт лабораторної роботи:

Л. Франгу: Блоки живлення, керівництво лабораторії, 2017

Характеристика навантаження нестабілізованого джерела 1. Вимірювальний контур

2. Підвищення U (I) характеристики джерела. I (мА) 0 20 40 60 80100120140160 180 200 U (V) 3.

4. Значення параметрів, визначені з графіка і методом м.м.п . приблизно, з графіка методом м.м.п. Напруга холостого ходу джерела, E (V) Внутрішній опір, r () 5.

Тут графік намальований на міліметровому папері або іншому викладеному папері (характеристика отримана експериментально). U (V) n упорядкована, I (mA) n абсциса. Значення на осях, розміщених на рівній відстані (достатньо 8-12 значень). На осі ординат початкове значення буде відрізнятися від 0 (воно може бути трохи нижче найнижчого виміряного значення напруги). Виміряні точки слід позначати окремо. Інші рядки допомоги не потрібні, крім оригінальної паперової лінії. Можна використовувати графік, нанесений приблизно, лінійно, між вимірюваними точками, лінійкою. З другим кольором проводиться лінія, що характеризується параметрами, визначеними методом c.m.m.p.

Вихідна напруга пульсації лиж Вихідна напруга лиж, у перехідному режимі (запуск, зупинка)

Л. Франгу: Блоки живлення, керівництво лабораторії, 2017

Документ 3: Оцінка розсіюваної потужності на капсулі силового пристрою Цілі роботи: - визначення характерної температури/різниці розсіяної потужності для силових транзисторів (різниця, виміряна між капсулою та середовищем) на капсулі за допомогою різниці температур від навколишнього середовища - визначення впливу частоти перемикання на розсіюється потужність Необхідні пристрої: амперметр, електронний вольтметр, стабілізований джерело 15 В, 1 А, експериментальна платформа для вимірювання різниці температур (2 датчики температури для капсули i для навколишнього середовища), змінний опір навантаження 3 - 33/2А, генератор функцій, осцилограф, термометр з термопарою. Теоретичний бриф

Розсіювання потужності в електронних пристроях викликає внутрішнє нагрівання (переходи), потім капсулу, а потім навколишнє середовище. Різниця температур між капсулою та навколишнім середовищем залежить від потужності, що розсіюється, і від того, як тепло зникає в навколишньому середовищі. Елементами, що впливають на дисипацію в навколишньому середовищі, є: - капсула та випромінювач (геометрія, променисті та провідні властивості) - дисипаційне середовище (повітря, рідина, енергопоглинаючі тіла навколо капсули, повітряний струм) - положення капсули (або радіатора) відносно природного напрямку потоку текучого середовища Якщо ці елементи нерухомі, різниця температур залежить майже виключно від потужності, що розсіюється. Графік функції 1dt (P) показаний на малюнку 1. В результаті потужність, що розсіюється приладом, може бути оцінена, припускаючи, що встановлений стаціонарний режим, лише вимірюючи різницю температур між капсулою та навколишнім середовищем. у цьому