Джерела живлення. Дослідження основних параметрів
Методическое пособие - Физика
Другие методички по предмету Физика
Методические указания к лабораторной работе № 1
1 ДЖЕРЕЛА ЖИВЛЕННЯ. ДОСЛІДЖЕННЯ ОСНОВНИХ ПАРАМЕТРІВ
- Мета роботи
Метою роботи є:
- вивчення принципів перетворення змінної напруги в постійну;
- вивчення основ функціональної побудови джерел живлення;
- придбання практичних навичок з виконання перевірочних розрахунків та визначення параметрв якості джерел живлення;
- вивчення конструктивного виконання випрямлячів, інверторів, фільтрів, стабілізаторів, їх зєднань в блоках живлення пристроїв різного функціонального призначення;
- придбання практичних навичок з визначення параметрів джерел живлення різних функціональних схем;
- вивчення функціональних можливостей джерел живлення і складання керівництва з експлуатації.
1.2 Методичні вказівки з підготовки до лабораторної роботи
При підготовці до лабораторної роботи необхідно вивчити теоретичний матеріал, який міститься в конспекті лекцій і літературі, що рекомендується [1, с. 157-195].
При вивченні матеріалу потрібно звернути увагу на те, що первинні (до них відносять гальванічні елементи і батареї з них) і вторинні (акумулятори) хімічні джерела струму характеризуються такими основними параметрами, як електрорухома сила (ЕРС), початкова (кінцева) напруга, внутрішній опір, ємність, термін зберігання (для акумуляторів - збереження); додатково для акумуляторів - віддача акумулятора по ємності, віддача по енергії, термін служби, термін придатності.
Необхідно памятати, що в джерелах живлення приймально-підсилювальної апаратури знаходять застосування випрямляючі пристрої, що конструктивно обєднують трансформатор живлення, комплект вентилів, згладжувальний фільтр. Часто в літературі випрямляючі пристрої називають випрямлячами. Використання цього терміну в лабораторній роботі має зміст тільки як комплект вентилів.
Випрямляючі пристрої служать для перетворення змінної напруги в постійну. Основними параметрами випрямляючих пристроїв є: номінальна напруга, частота живлючої мережі і їх відхилення від номінальних значень; повна потужність, яка споживана від мережі живлення при номінальному навантаженні; номінальна вихідна напруга; номінальний струм навантаження, їх відхилення від номінальних значень; коефіцієнт корисної дії (ККД); коефіцієнт пульсацій.
За використаною схемою розрізняють випрямляючі пристрої однонапівперіодні, двонапівперіодні з виведенням середньої точки, мостові, з подвоєнням напруги. Частіш за все вони виконуються зі згладжувальним фільтром, що починається з конденсатора, отже, працюють на ємнісне навантаження. Використовуються для отримання напруги від одиниць вольт до десятків кіловольт.
Потрібно знати, що вибір тієї або іншої схеми визначається необхідною потужністю в навантаженні, величиною коефіцієнта пульсацій. Так, при потужностях в навантаженні до 5-10 Вт і тоді, коли не потрібен малий коефіцієнт пульсацій, застосовують однонапівперіодну (однофазну) схему випрямляча. Двонапівперіодну схему з виведенням середньої точки (двофазну) застосовують частіше за все при потужностях до 100 Вт і величинах напруг до 400-500 В. Однофазна мостова схема характеризується хорошим використанням потужності трансформатора, тому рекомендується при потужностях в навантаженні до 1000 Вт і більш. Симетричну схему з подвоєнням напруги застосовують частіше за все при потужностях в навантаженні до 1000 Вт і випрямлених напругах вище за 500-600В.
Згладжувальні фільтри використовують для зменшення пульсації випрямлених напруг. Вони складаються з дроселя і конденсатора або з резистора і конденсатора, також використовуються фільтри на транзисторах, дія яких заснована на тому, що опір транзистора між емітером і колектором для змінної складової випрямленого струму у багато разів більше, ніж для постійної. Параметром якості фільтра є коефіцієнт згладження, який дорівнює відношенню коефіцієнта пульсацій на вході до коефіцієнта пульсацій на виході.
Стабілізатори напруги є конструктивною частиною блоків живлення і використовуються для автоматичної підтримки рівня постійної напруги. Основними параметрами стабілізаторів є: коефіцієнт нестабільності по напрузі, коефіцієнт нестабільності по струму, коефіцієнт стабілізації напруги, вихідний опір, ККД, коефіцієнт згладження пульсацій (має те ж значення, що і для фільтрів). У залежності від необхідного коефіцієнта стабілізації струмів і напруги в навантаженні використовують різні види стабілізаторів: напівпровідникові параметричні, компенсаційні, імпульсні.
Перетворювачі постійної напруги дозволяють набути різних значень напруги. Конструктивно вони складаються з інвертора, що перетворює напругу в напругу прямокутної форми, і випрямляча. У залежності від необхідної потужності в навантаженні використовують перетворювачі: однотактні з транзисторним ключем, однотактні з широтно-імпульсною стабілізацією, двотактні, безтрансформаторні. Імпульсні мережні блоки живлення конструктивно обєднують безтрансформаторн випрямляч, фільтри, імпульсн стабілізатори напруги, інвертори.
Для перерахованих пристроїв знаходять застосування випрямлячі (випрямляючі пристрої), якість яких визначається коефіцієнтом пульсацій, коефіцієнтом згладження (для фільтрів і стабілізаторів, який розраховуєть?/p>