1. Исследование характеристик трансформаторного источника питания на основе однофазного двухполупериодного выпрямителя.
1.1.Исследование двухполупериодного выпрямителя (емкостной фильтр и ППСН – отключены).
1.2.Исследование источника вторичного питания с подключенными емкостным фильтром (ППСН – отключен).
1.3.Исследование источника вторичного питания с емкостным фильтром и ППСН.
2. Исследование характеристик трансформаторного источника вторичного питания со стабилизатором напряжения.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
I. Исследование характеристик трансформаторного источника питания на основе однофазного двухполупериодного выпрямителя с выводом средней точки.
Исследования выполняются с использованием платы №1 «Источники вторичного питания», установленной на макете лабораторной установки, подключенной к вторичной обмотке внешнего трансформатора питания со средней точкой (рис.5.6).
|
1. Исследование характеристик полупроводникового выпрямителя.
1.1. Подготовка к проведению исследования полупроводникового выпрямителя.
- Тумблер ВК1 «Фильтр» установить в нижнее положение «Выкл»: емкостной фильтр отключен (см. рис.5.6).
- Переменный резистор RН установить в крайнее правое положение: установка максимального сопротивления нагрузки (200 Ом). При необходимости, контролируя величину сопротивления нагрузки мультимером (тестером), работающим в режиме измерения сопротивления, можно установить сопротивление нагрузки в пределах от 100 до 200 Ом. Нижнее значение определяется ограничительным сопротивлением R 2.
- Перемычкой перемкнуть гнезда 3 и 5: подсоединить нагрузку.
1.2.Подготовить мультимер (тестер) к проведению исследований (приложение 2).
1.3. Подготовить осциллограф к наблюдению эпюр напряжений на элементах схемы (приложение 1).
1.4. Выполнение измерений (проводится после уяснения последовательности выполнения действий и осмотра схемы преподавателем). Включение питания схемы источника вторичного питания выполняется переключателем «Напряжение» на выносном пульте: установить в положение «~ 2 • 6,3 В».
1.4.1. Измерение с помощью мультимера (тестера) переменных напряжений на выпрямителе и нагрузке (данные занести в табл. 5.1):
§ Измерить переменные напряжения на входе двухполупериодного выпрямителя (на вторичных обмотках понижающего трансформатора - контакты К1, К2, К8): u18, u28 и u12;
§ Измерить переменное напряжение (u Н~) на нагрузке (Г5 и Г2).
§ Измерить (соблюдая полярность подключения прибора) постоянное напряжение (u Н=) на нагрузке (Г5 и Г2).
Графа «ожидаемые значения» заполняется с учетом исходных данных и по результатам предварительного анализа схемы, графа «амплитудные значения» заполняется в процессе расчетов по результатам измерений.
Таблица 5.1
| Переменные напряжения на элементах схемы, В | ||||||
| u 18 | u 28 | u 12 | u Н= | u Н~ | Δu | |
| Ожидаемые значения | - | |||||
| Измеренные значения | - | |||||
| Амплитудные значения | - | - | ||||
| Амплитудные значения (измерения с помощью осциллографа) | - | - | ||||
| Амплитудные значения (измерения осцилл. при вкл. фильтре) | - |
1.4.2. Наблюдение эпюр переменных напряжений и измерение амплитудных значений напряжений на элементах выпрямителя и нагрузке:
- Подготовить осциллограф к работе в режиме наблюдения по каналу «Х» (приложение 1).
- Установить входной делитель напряжения канала в положение, позволяющее наблюдать сигналы, амплитуды которых соответствуют данным табл. 1, переключатель разверток – в положение, обеспечивающее наблюдение сигналов частоты 50 Гц.
- Установить переключателем открытый вход «
» канала «Х» осциллографа. - Наблюдать по каналу «Х» осциллографа напряжения, измерить их амплитудные значения (результаты измерений занести в табл.5.1) и зарисовать ( в масштабе экрана осциллографа ) эпюры:
- на входе выпрямителя u 18, u 28, u 12 (К1 – вход канала, К8 – корпус канала, затем К2 – вход канала, К8 – корпус канала, затем К1 – вход канала, К2 – корпус канала).
- на первом выпрямительном диоде VD1 (К3 - вход канала; К1 – корпус канала);
- на втором выпрямительном диоде VD2 (К3 - вход канала; К2 – корпус канала);
- на нагрузке (Г7 - вход канала; Г2 – корпус канала) сначала при открытом входе осциллографа, затем при закрытом входе осциллографа.
§ Подготовить осциллограф к работе в режиме двухканального наблюдения (приложение 1):
ВНИМАНИЕ: при двухканальном наблюдении корпусные контакты каналов X и Y должны подключаться к одной точке схемы!
- Наблюдать и зарисовать ( в масштабе экрана осциллографа ) эпюры напряжений на входе выпрямителя: К1 – вход канала «Х», К8 – корпус канала; К2 – вход канала «Y», К8 – корпус канала.
- Наблюдать и зарисовать эпюры напряжений на диодах выпрямителя: К1 – вход канала «Х», К3- корпус; К2 – вход канала «У», К3– корпус.
2. Исследование источника вторичного питания с подключенными емкостным фильтром (ППСН – отключен).
Наблюдение эпюр переменных напряжений и измерение амплитудных значений напряжений на элементах схемы при подключенном фильтре (ВК1 установить в положение «Вкл») и отключенном ППС (см. рис. 5.6).
2.1. Подготовить осциллограф к двухканальному режиму измерений.
§ Наблюдать и зарисовать ( в масштабе экрана осциллографа ) эпюры напряжений на диодах выпрямителя при подключенном емкостном фильтре: К1 – вход канала «Х», К3- корпус; К2 – вход канала «У», К3– корпус. Измерить с помощью осциллографа амплитуды напряжений, результаты измерений занести в табл.1.
2.2.Подготовить осциллограф к работе в режиме одноканального наблюдения по каналу «Х» с открытым входом.
§ наблюдать и зарисовать эпюры напряжения на нагрузке: (Г5 - вход канала; Г2 – корпус канала).
§ измерить величину постоянного напряжения на нагрузке.
2.3. Подготовить осциллограф к работе в режиме одноканального наблюдения по каналу «Х» с закрытым входом (~).
§ наблюдать и зарисовать эпюры переменной составляющей напряжения на нагрузке: (Г5 - вход канала; Г2 – корпус канала). Измерить величину амплитуды переменной составляющей напряжения (
) на нагрузке.
Выключить питание схемы.
2.4. Измерение тока в нагрузке и напряжения на нагрузке при отключенном и включенном емкостном фильтре:
§ Подготовить мультимер (тестер) для измерения постоянного тока с пределом измерения 500 mA.
§ Снять перемычку между гнездами Г3 и Г5.
§ Подключить «+» мультимера (тестера) к Г3, «-» - к гнезду Г5.
§ Установить ВК1 в положение «Выкл».
§ Включить питание схемы и измерить постоянный ток в нагрузке.
§ Установить ВК1 в положение «Вкл». Измерить постоянный ток в нагрузке.
§ Установить перемычку между гнездами Г3 и Г5.
§ С помощью тестера (мультимера) в режиме измерения постоянных напряжений измерить напряжение на нагрузке.
Результаты измерений зафиксировать в табл.2.
§ Рассчитать мощность, рассеиваемую на нагрузке.
Таблица 2
| Режим измерений | Измеряемые и рассчитываемые параметры | |||
| I Н, mА | U Н, В | Р Н, Вт | ||
| При отключенном фильтре | ||||
| При подключенном фильтре |
3. Исследование источника вторичного питания с емкостным фильтром и полупроводниковым параметрическим стабилизатором напряжения (ППСН).
3.4. Используя плату №1 «Источники вторичного питания» и перемычки выполнить (см. рис. 5.6):
§ Включить емкостной фильтр (ВК1 в положение «Вкл»).
§ Подготовить мультимер (тестер) для измерения постоянного тока. Подключить мультимер (тестер) «+» - к Г3, «-» - к Г4.
§ Включить питание и измерить ток, протекающий через ППСН. Его величина не должна превышать справочных значений для используемого типа стабилитрона (40 mА). Выключить питание блока.
3.5.Измерение параметров стабилизатора напряжения.
§ Перемычками перемкнуть гнезда Г3 и Г4, а также Г5 и Г6 (подключить ППСН).
§ Установить переменный потенциометр нагрузки в крайнее правое положение (максимальное сопротивление нагрузки).
§ Подготовить мультимер (тестер) для измерения постоянных напряжений.
§ Включить питание, измерить постоянное напряжение на входе ППС (Г3 - «+», Г2 – «-»), далее измерить постоянное напряжение на нагрузке (выходе ППСН) (Г7 - «+», Г2 – «-»). Данные занести в табл. 3. Выключить питание.
§ Перемкнуть гнезда Г3 и Г4. Вместо перемычки гнезд Г5 и Г6 включить мультимер (тестер): «+» - к гнезду Г6, «-» - к гнезду Г5. Включить питание. Измерить ток на выходе ППСН. Данные занести в табл. 3. Выключить питание.
§ Определить КПД ППС.
§ Повторить измерения по п. 3.5, после установки минимального сопротивления нагрузки.
§ Определить приращения напряжения 
и тока 
в нагрузке и рассчитать выходное сопротивление ППСН
Выключить питание.
Таблица 3
| Условия измерений | На входе ППС | На выходе ППС | 
|
|
| R ВЫХ | ||||
| I ВХ | U ВХ | P ВХ | I ВЫХ | U ВЫХ | P ВЫХ | |||||
| R Н МАХ | ||||||||||
| R Н МИН |
3.6.Измерение параметров вторичного источника питания при изменении входных напряжений.
- Перемкнуть перемычками Г3 и Г4, Г5 и Г6. Установить R Н МАХ.
- На выносном пульте установить пониженное значение напряжения (5 В);
- Включить питание и измерить с помощью мультимера (тестера): напряжение на входе ППСН и напряжение на нагрузке, а также ток, протекающий по нагрузке. Выключить питание.
- Используя данные табл. 1, определить приращения ВХ на входе ППСН и Н на нагрузке при максимальном сопротивлении нагрузки.
- Определить коэффициент стабильности напряжения
.
§ Подготовить осциллограф для одноканального измерения с закрытым входом.
§ Включить питание. Наблюдать нестабильность (пульсации) напряжения на входе ППСН. Измерить величину нестабильности напряжения на входе ППСН. Зарисовать эпюры напряжения в масштабах экрана осциллографа.
§ Подключить осциллограф к нагрузке. Измерить величину нестабильности напряжения на выходе ППСН. Зарисовать эпюры напряжения в масштабах экрана осциллографа. Выключить питание.
§ Определить коэффициент сглаживания пульсаций как отношение амплитуды пульсаций на входе к амплитуде пульсаций на выходе ППСН.
Выключить питание.
II. Исследование характеристик трансформаторного источника вторичного питания со стабилизатором напряжения.
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
Оформить отчет и представить работу к защите (в день выполнения работы подгруппа может проводить защиту по одному отчету с последующим оформлением остальных отчетов).
Отчет должен содержать:
§ название и цель работы;
§ номера и наименования пунктов исследований.
§ схемы соединений при проведении измерений по каждому пункту задания, номиналы параметров элементов цепей.
§ таблицы с результатами измерений и графики эпюр напряжений.
§ результаты расчетов параметров исследуемой схемы.
§ выводы по отдельным пунктам работы и по работе в целом.