Джерела живлення. Дослідження основних параметрів
Методическое пособие - Физика
Другие методички по предмету Физика
?я як відношення коефіцієнтів пульсацій). Коефіцієнт пульсацій - відношення амплітуди першої гармоніки змінної складової випрямленої напруги до її постійної складової. Іноді визначають коефіцієнт пульсацій як відношення подвійної амплітуди змінної складової 2Uм.вих до постійної складової U0. Подвійна амплітуда змінної складової вимірюється як сума позитивної і негативної напівхвиль змінної складової випрямленої напруги. Розраховується коефіцієнт пульсацій за формулою
. (1.1)
Струм навантаження
,(1.2)
де RН - опір навантаження.
ККД характеризує економічність джерел живлення, рівний відношенню корисної вихідної потужності Ркор до потужності, споживаної від мережі Рспож.
, (1.3)
де Ркор=І0U0;
Pспож= ІспожUспож .
Перевірочні розрахунки та визначення параметрв якості випрямляючих пристроїв як складової частини джерел живлення виконуються з застосуванням методики при вихідних потужностях до сотень Ват. Початковими даними для розрахунку є: номінальна випрямлена напруга U0, струм навантаження І0, коефіцієнт пульсацій Kп, номінальна напруга мережі живлення U1 і частота f=50 Гц. Значення U0, І0 визначаються параметрами апаратури.
Коефіцієнт пульсацій, що задається в розрахунку, не повинен перевищувати 0.15, а допустиме відносне значення змінної складової напруги для вибраних конденсаторів фільтра повинне бути не менш за 0.05.
Розрахунок починають з вибору вентилів. Для цього за наближеними формулами відповідно до таблиці 1.1 обчислюють значення зворотньої напруги на вентилях Uзвор, середнього струму Іср, амплітуди Ім струму через вентиль.
За знайденими Uзвор і Ім вибирають випрямляючі діоди у відповідності з [ 2, с. 138-139 ], потім визначають опір навантаження
.(1.4)
Якщо опір і напруга навантаження задані, то шуканою величиною повинно бути значення струму в навантаженні.
Приймають опір обмоток трансформатора Rтр в межах (0.07-0,1)Rн для випрямлячів потужністю до 10 Вт і (0.05 - 0.08)Rн для випрямлячів потужністю до 10-100 Вт.
Знаходять прямий опір випрямляючого діода за наближеною формулою
, (1.5)
де Uпр- постійна пряма напруга на діоді.
Визначають активний опір фази випрямляча за формулами
, - для мостової схеми; (1.6)
- для решти схем. (1.7)
За параметрами r, RН визначають коефіцієнт А по таблиці 1.1 (дивись додаток).
У залежності від значення А знаходять допоміжні коефіцієнти В, D, F, Н за графіками відповідно до рисунків 1.1 і 1.2.
Рисунок 1.1 - Графіки для визначення коефіцієнтів В, D, F
1- для однонапівперіодної; 2- для решти схем.
Рисунок 1.2 - Графік для визначення коефіцієнта Н
За точними формулами, наведених в таблиці 1.1, обчислюють значення зворотньої напруги на діодах Uзвор, амплітуди Ім і Іср через діоди, які не повинні перевищувати допустимих значень для вибраних діодів у відповідності з довідковими даними. У іншому випадку необхідно вибрати інші діоди і виконати розрахунок спочатку. За формулами таблиці 1.1 визначають значення напруги на вторинній обмотці трансформатора (в режимі холостого ходу) U2х і ефективне значення струму вторинної обмотки І2. Визначають вихідну ємність (вхідну ємність фільтра) С, мкФ, за формулою:
. (1.8)
- Зміст роботи
У даній лабораторній роботі на основі теоретичних відомостей про параметри випрямляючих пристроїв необхідно освоїти методику розрахунку випрямляча і експериментально виміряти подвійну амплітуду змінної складової, постійну складову випрямленої напруги після випрямляючого пристрою, стабілізатора в блоках живлення, що досліджується в лабораторній робот, вивчити х конструктивне виконання; оцінити коефіцієнти пульсації за даними вимірювань, коефіцієнт сгладження пульсацій.
Виміряти споживаний струм і напругу від мережі, падіння напруги в блоках живлення під навантаженням, опір якого визначає опір резистора набору еквівалентв навантаження. Оцінити ККД блокв живлення. Зробити висновки про можливе поліпшення параметрв досліджених блокв живлення, удосконалення х конструкцій й розширення функціональних можливостей.
Вивчивши функціональні можливості запропонованого викладачем джерела живлення, скласти керівництво з експлуатації.
Рисунок 1.3 - Схема блока живлення 15 В
Рисунок 1.4 - Схема блока живлення 9 В
- Методичні вказівки з виконання лабораторної роботи
Для отримання практичних навичок з виконання перевірочних розрахунків та визначення параметрв якості джерел живлення проводять розрахунок випрямляючого пристрою з використанням початкових даних, запропонованого викладачем варанту завдань у відповідності з таблицею 1.2.
Таблиця 1.2 Варіанти завдань для розрахунку випрямляючого пристрою
Варіант завданняU0, ВІ0, АKП190.30.12150.50.133620.1542430.1552540.1563000.20.175500.10.181420.159120.50.11060.20.15
Визначаються в виборі схеми випрямляючого пристрою з урахуванням потужності в навантаженні, величини коефіцієнта пульсацій: однонапівперіодна, двонапівперіодна, мостова, з подвоєнням напруги. Виконують розрахунки з визначення діодів-вентилів, результати можуть уточнюватися, або може бути прийнята інша схема випрямляючого пристрою (див. рекомендації п 1.2).
Для вимірювання напруги на виході блоків живлення на холостому ходу підключають вимірювальний прилад (мультиметр) до блоку живлення, що досліджується.