Радиоэлектроника скачать реферат

[ книги ] [ рефераты ] [ тесты ] [ ридеры ] [ регистрация ] [ вход ]
[ новинки книг ] [ категории книг ] [ правила ]

Изучение режимов работы диодов и транзисторов в электронных схемах скачать реферат

Электронные приборы и устройства требуют для своего питания стабильного напряжения постоянного тока. В большинстве практических случаев такое напряжение получают из переменного напряжения сети с помощью вторичных источников питания, включающих выпрямитель сетевого напряжения, сглаживающий фильтр и стабилизатор напряжения (рис. I).

Рис.1 Структурная схема вторичного источника питания

В состав выпрямителя обычно входят:

силовой трансформатор, предназначен для получения необходимых величин переменного напряжения из напряжения сети, а также для гальванической развязки с сетью;

вентильная группа (чаще всего полупроводниковые диоды), преобразующая напряжение переменного тока в пульсирующее напряжение постоянного тока;

емкостная нагрузка вентильной группы, представляющая собой конденсатор относительно большой емкости, который можно также рассматривать как простой емкостный сглаживающий фильтр. Сглаживающий фильтр, подключаемый к выходу выпрямителя, уменьшает пульсации выходного напряжения.

Если к выходному напряжению предъявляются высокие требования по стабильности при колебаниях напряжения сети и тока нагрузки, то в источник питания вводится стабилизатор напряжения.

На рис. 2а представлена схема однополупериодного выпрямителя с полупроводниковым выпрямительным диодом V. Как известно, вольтамперная характеристика (BAX) выпрямительного диода имеет вид, представленный на рис. 3. Для упрощения практических расчетов ее часто представляют на основе кусочно-линейной аппроксимации двумя .участками прямых АВ и ВС , причем АВ идет по оси абсцисс, а наклон ВС определяется средним, прямым сопротивлением диода . С целью дальнейшего упрощения иногда принимают UgH » 0 и тогда точка В смещается в начало координат. Как следует из такой аппроксимация ВАX, диод представляют элементом с односторонней проводимостью, его внутреннее сопротивление на участке ВА стремится к бесконечности, а на участке ВС сравнительно мало.

Рис. 2. Схемы выпрямителей: а - однополупериодного, б – двухполупериодного (мостового)

Подпись: Рис. 3. Вольт-амперная характери-стика диодаНа рис. 4 приведены временные диаграммы напряжений и токов в выпрямителе, работающем на емкостную нагрузку. В интервале времени t2 – t1, соответствующем изменению фазового угла wt2 – wt1, диод открыт и через него протекают токи нагрузки и заряда конденсатора С . Постоянная времени заряда tзар = С(RH ||Rпот), где сопротивление потерь

Rпот = Rпр.ср.+Rтр (Rтр - активное сопротивление потерь трансформатора). Практически всегда Rпот £ RH и tзар @ С(RH ||Rпот. В остальную часть периода диод закрыт. В течение этого времени конденсатор разряжается tразр » С(RH ||Rобр+Rтр)).

Поскольку у правильно выбранных диодов их обратное сопротивление Rобр³Rтр+RH, постоянная времени разряда tразр » СRH и t разр <<tзар -т.е. процессы заряда и разряда конденсатора С идут с разной скоростью. Следовательно, появляется постоянная составляющая напряжения Uc , на диоде обратное напряжение .может достигать величины Uобр=2U2m. Поэтому диод выбирают с Uобр.макс>2U2m. Фазовый угол, в течение которого диод открыт, обозначается 2q=wt2-wt1, где q - угол отсечка. Чем меньше q . тем больше U0 и меньше пульсации. Поэтому q желательно уменьшать.

В установившемся режиме площади под кривыми тока заряда конденсатора Jсз и тока разряда Jcр одинаковы. Основные расчетные параметры выпрямителя являются функциями коэффициента , где m=1 для однополупериодного и m = 2 для двухполупериодного выпрямителей.

С помощью этого параметра определяют необходимые значения:

Jm - максимального импульса тока через диод;

J2 - действующего значения тока вторичной обмотки трансформатора;

E2 - действующего значения ЭДС вторичной обмотки.

С помощью коэффициента A(q) при расчетах определяют и коэффициент пульсаций, равный отношению напряжения первой гармоники к постоянной составляющей выпрямленного напряжения U0'

.

Выходное сопротивление , где DU0 и DJ0, находят по нагрузочной характеристике источника U0=f(J0); U0 и J0 - напряжение и ток нагрузки.

На рис. 26 приведена схема двухполупериодного мостового выпрямителя. Ее особенностью является то, что за период через диоды протекают два импульса тока. В одном полупериоде ток течет через диода V2 и V3 (пунктирные стрелки), в другом – через диоды V1 и V4. Частота пульсаций выше в два раза, а величина их меньше. Обратное напряжение на диодах ниже в две раза Uобр.макс>2U2m по сравнению с однополупериодной схемой. Еще одной особенностью этой схемы является отсутствие в трансформаторе постоянного подмагничивания, так как ток вторичной обмотки в полупериодах протекает в противоположных направлениях.

Для уменьшения пульсации выходного напряжения между выпрямителем и нагрузкой часто включают сглаживающий фильтр. Качество сглаживания определяется коэффициентом сглаживания, равным отношению коэффициента пульсации на входе фильтра к коэффициенту пульсации на его выходе

Например, простой LC -фильтр, представляющий собой последовательно о нагрузкой включенный дроссель и параллельно c нагрузкой включенный конденсатор, существенно уменьшает пульсации, поскольку для постоянной составляющей U0 сопротивление дросселя близко к 0, а конденсатора - к бесконечности, для пульсирующей - наоборот, поэтому постоянная составляющая проходит через фильтр практически без изменений, а пульсирующая существенно уменьшается.

Использование электронного стабилизатора позволяет значительно уменьшить кп, Rвых, а также зависимость U0 от колебаний напряжения сети и тока нагрузки. Качество стабилизации оценивается коэффициентом стабилизации при постоянном токе нагрузки

где DUвых - приращение U0 при изменении Uвх на величину DUвх ;

Uвх.ном ; Uвых.ном - номинальные значения напряжений.

Рис. 5. Параметрический стабилизатор (а) и вольт-амперная характеристика стабилитрона (б)

Простейшим электронным стабилизатором является параметрический стабилизатор (рис. 5а), состоящий из балластного сопротивления Rб и стабилитрона. Он устанавливается в источнике питания между нагрузкой и выпрямителем со сглаживающим фильтром, если таковой имеется. В этой схеме используется свойство обратно смещенного стабилитрона сохранять напряжение в области пробоя практически неизменным при значительных избиениях протекающего через него тока (рис. 56, обратная ветвь ВДХ стабилитрона в области Uст). При отклонении Uвх от номинального значения почти все приращение входного напряжения падает на Rб , а выходное напряжение практически не меняется. При изменении тока нагрузки J2 (Uвх – const) перераспределение тока между стабилитроном и нагрузкой (изменяется Jcт ) почти без изменения общего тока J1 . Следовательно, напряжение на нагрузке остается практически постоянным. Коэффициент стабилизации параметрического стабилизатора определяется по формуле

где rg - динамическое сопротивление стабилитрона.

Выходное сопротивление стабилизатора Rвых=Rб||rg»rg так как rg<<Rб.

Описание макета

Макет, схема которого представлена на рис. 6, включает:

- выпрямитель, который в зависимости от положения переключателя BI может работать по однополупериодной или мостовой схеме;

- LC –фильтр /L1,C2/;

- параметрический стабилизатор /R2,V6/;'

- контрольно-измерительные приборы (I1, V2);

- дискретно изменяющуюся нагрузку (R3,R4,R5,R6);

- емкостную нагрузку (CI).

Риc.6. Схема макета лабораторной работы №1

Задание

1. Исследовать работу однополупериодной и двухполупериодной схем выпрямителя для случаев:

активной нагрузки;

емкостной нагрузки;

зарисовать форму выходного напряжения, а также форму тока, протекающего через диод.

2. Определить с помощью осциллографа угол отсечки q и коэффициент пульсаций кп для одно- и двухполупериодной схем.

3. Исследовать сглаживающее действие фильтра LC при одно- и двухполупериодном выпрямлении. Определить коэффициенты сглаживания.

4. Отснять нагрузочные характеристики выпрямителя и определить его выходное сопротивление.

5. Подключить к выпрямителю параметрический стабилизатор, снять нагрузочную характеристику стабилизатора и определить по ней его выходное сопротивление, определить коэффициент стабилизации (схема выпрямителя мостовая, фильтр LC отключен).

kонтрольные вопросы

1. Как работают однополупериодный и двухполупериодный мостовой выпрямители?'

2. Каковы основные параметры выпрямителей?

3. На чем основана работа LC -фильтра и что такое коэффициент сглаживания?

4. Как определяется коэффициент стабилизации стабилизатора?

5. Что такое угол отсечки и как его измерить?

6. Что такое нагрузочная характеристика, как она снимается и какие параметры можно по ней определить?

7. Объясните работу параметрического стабилизатора.

8. В чем отличие работы диода в однополупериодной и двух-полупериодной мостовой схемах?

9. Чему равен угол отсечки при коротком замыкании нагрузки и при холостом ходе?

Литература

1.Иванов-Цаганов А.И. Электротехнические устройства радио-систем: Учеб. для студентов радиотехн. спец. вузов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1984.- 280 о., илл.

2. Вересов Г.П. Электропитание бытовой радиоэлектронной аппаратуры. - М.: Радио и связь, 1983. - 128 с., ил.

Добавлен: 06.01.2012, 16:43 [ Скачать с сервера (398.0Kb) ]
Категория: Радиоэлектроника
Просмотров: 775 | Загрузок: 138
Рейтинг: 0.0/0

форма входа

Логин:
Пароль:

объявления

Во втором, переработанном и дополненном, издании практикума (предыдущее вышло в 2003 г.), подготовленном коллективом специалистов во главе с профессором И. С. Клециной, представлены методические разработки практических и семинарских занятий по гендерной психологии. Практикум предназначен для подготовки студентов гуманитарных, технических и естестве...
Двое людей поженились, у них родился ребенок. Они живут в райском местечке, на краю земли у моря, и любят друг друга. Казалось бы, чем может удивить история счастливой семейной пары?
Но ведь любовь нужно не только найти, но и сохранить - вопреки любым трудностям, вопреки козням и сплетням завистников, вопреки собственным опрометчивым поступк...
Как известно, главное на войне – это маневры, и хотя война во Вселенной неудачников еще толком не началась, маневры уже идут вовсю.

На границе исследованного сектора космоса происходит инцидент, способный стать поводом для военного столкновения между Империей и Альянсом, и Алекс, случайно оказавшийся в центре событий, делает все для то...
Монография содержит оригинальную теорию личности человека, созданную на базе новой методологии, а также дает подробнейший анализ процессов формирования и развития личности. Книга является практическим руководством для специалистов, занимающихся проблемами личностных кризисов, детально описывает технологию психотерапевтического сопровождения процесс...

объявления

Анализ показателей прибыльности и безубыточной работы предприятия

[Экономика и Финансы] - скачать

Антибактериальная терапия хламидиозов. Возможные осложнения

[Медицина] - скачать

жидкокристаллические СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКИ

[Физика] - скачать

Анализ прибыли и рентабельности

[Экономика и Финансы] - скачать

Кодоимпульсные ТИС

[Радиоэлектроника] - скачать