ProstowZasilStab_do druku-1

WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA WYDZIAŁ MECHA ICZ Y LABORATORIUM PODSTAW ELEKTROTECHIKI I ELEKTROIKI INSTYTUT POJAZDÓW MECHANICZNYCH I TRANSPORTU

Temat ćwiczenia:

Wykonawcy:

Badanie prostownika i zasilacza stabilizowanego

BADAIE UKŁADÓW PROSTOWICZYCH 1. Przebieg ćwiczenia: 1.1. Wykorzystując elementy makiety przedstawionej na rys. 1 połączyć je w prostowniczy układ półokresowy z jedną diodą bez filtru. 1.2. Makietę z rys. 1 połączyć z aparaturą badawczą i siecią elektryczną według elektrycznego schematu ideowego przedstawionego na rys.2. (Uwaga: przed włączeniem napięcia zasilającego poprawność połączeń musi zatwierdzić prowadzący zajęcia). 1.3. Przeprowadzić obserwacje oscylogramów napięcia wyjściowego U0 dla tego układu przed i po zmianie napięcia zasilającego oraz przed i po zmianie prądu obciążenia I0 (Uwaga: maksymalna wartość prądu obciążenia I0 nie może przekroczyć 0,5A – aby to zapewnić obserwacje rozpoczynać od maksymalnej wartości rezystancji obciążenia). 1.4. Zwrócić uwagę na kształt oraz pulsacje napięć wejściowego i wyjściowego. (Uwaga: ponieważ żadna z par wyprowadzeń wejściowo-wyjściowych prostowniczego układu mostka Graetza nie znajduje się na jednakowym potencjale toteż nie prowadzić jednoczesnej obserwacji napięć wejściowych i wyjściowych tego układu). 1.5. Narysować elektryczny schemat ideowy połączonego układu prostowniczego i odpowiadające mu zaobserwowane oscylogramy wraz z reakcjami na wprowadzane w pkt. 1.3 zmiany w układzie: schemat→napięcie wejściowe→napięcie wyjściowe bez obciążenia→wpływ zmian UAC→wpływ zmian IDC ; 1.6. Pomierzyć zależności: przemiennego napięcia wyjściowego transformatora/napięcia wejściowego układu prostowniczego oraz składowych stałej i zmiennej napięcia wyjściowego układu prostowniczego od prądu obciążenia. Wyniki pomiarów zanotować w tabeli 1 (dla prostowniczego układu półokresowego z jedną diodą bez filtru). (Uwaga: składową stałą mierzyć za pomocą woltomierza napięcia stałego zaś za składową zmienną uważać międzyszczytową wartość tętnień napięcia odczytywaną z ekranu oscyloskopu).

Rys. 1. Elektryczny schemat ideowy makiety do łączenia różnych rodzajów prostowniczych układów półprzewodnikowych

1.7. Czynności 1.1÷1.6 powtórzyć dla: -prostowniczego układu pełnookresowego z dwiema diodami bez filtru (wyniki pomiarów zapisać w tabeli 2); -prostowniczego układu pełnookresowego z czterema diodami w układzie mostka Graetza bez filtru (wyniki pomiarów zanotować w tabeli 3); -wybranego układu prostowniczego połączonego z filtrami pojemnościowymi o dwóch różnych wartościach pojemności oraz z filtrami LC typu Π (wyniki pomiarów zapisać w tabelach 4÷6). Tabela 1 Wyniki pomiarów charakterystyk i obliczeń prostowniczego układu półokresowego z jedną diodą bez filtru

IDC

[A]

UAC

[V]

UDC

[V]

Uzm

[V]

U zm U DC

V V

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

0,45

0,5

Tabela 2 Wyniki pomiarów charakterystyk i obliczeń prostowniczego układu pełnookresowego z dwiema diodami bez filtru

IDC

[A]

UAC

[V]

UDC

[V]

Uzm

[V]

U zm U DC

V V

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

0,45

0,5

Tabela 3 Wyniki pomiarów charakterystyk i obliczeń prostowniczego układu pełnookresowego z czterema diodami w układzie mostka Graetza bez filtru

IDC

[A]

UAC

[V]

UDC

[V]

Uzm

[V]

U zm U DC

V V

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

0,45

0,5

Tabela 4 Wyniki pomiarów charakterystyk i obliczeń wybranego układu prostowniczego z filtrem pojemnościowym o mniejszej wartości pojemności

IDC

[A]

UAC

[V]

UDC

[V]

Uzm

[V]

U zm U DC

V V

0

0,05

0,1

0,15

0,2

2

0,25

0,3

0,35

0,4

0,45

0,5

Tabela 5 Wyniki pomiarów charakterystyk i obliczeń wybranego układu prostowniczego z filtrem pojemnościowym o większej wartości pojemności

IDC

[A]

UAC

[V]

UDC

[V]

Uzm

[V]

U zm U DC

V V

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

0,45

0,5

0,45

0,5

Tabela 6 Wyniki pomiarów charakterystyk i obliczeń wybranego układu prostowniczego z filtrem LC typu Π

IDC

[A]

UAC

[V]

UDC

[V]

Uzm

[V]

U zm U DC

V V

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

BADAIE ZASILACZY STABILIZOWAYCH 2. Przebieg ćwiczenia: 2.1. Wykorzystując elementy makiety przedstawionej na rys. 3a połączyć je w układ zasilacza ze stabilizatorem napięcia w postaci diody Zenera. 2.2. Makietę z rys. 3a połączyć z aparaturą badawczą i siecią elektryczną według elektrycznego schematu ideowego przedstawionego na rys.4. (Uwaga: przed włączeniem napięcia zasilającego poprawność połączeń musi zatwierdzić prowadzący zajęcia). 2.3. Pomierzyć zależności: składowych stałej i zmiennej napięcia wyjściowego układu prostowniczego (napięcia wejściowego stabilizatora) oraz składowych stałej i zmiennej napięcia wyjściowego stabilizatora (zasilacza) od prądu obciążenia. (Uwaga: maksymalna wartość prądu obciążenia I0 nie może przekroczyć 0,5A – aby to zapewnić obserwacje rozpoczynać od maksymalnej wartości rezystancji obciążenia). 2.4. Czynności 2.1÷2.4 powtórzyć dla: -zasilacza ze stabilizatorem napięcia o zwiększonej mocy wyjściowej zbudowanym w oparciu o diodę Zenera i tranzystor, którego elektryczny schemat ideowy pokazano na rys.3b (wyniki pomiarów zapisać w tabeli 2); -zasilacza z monolitycznym stabilizatorem napięcia, którego aplikację pokazano na elektrycznym schemacie ideowym w postaci rys.5a (wyniki pomiarów zanotować w tabeli 3); -zasilacza ze stabilizatorem prądu zbudowanym w oparciu o układ scalony, którego aplikację pokazano na elektrycznym schemacie ideowym w postaci rys.5b (wyniki pomiarów zanotować w tabeli 4);

3

Rys. 3. Elektryczny schemat ideowy makiety do łączenia stabilizowanych zasilaczy napięcia Tabela 7. Wyniki pomiarów charakterystyk i obliczeń dla zasilacza ze stabilizatorem napięcia w postaci diody Zenera

IDC

[mA]

UDC

[V]

IZenera

[mA]

Uzm

[V]

U zm U DC

V V

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

90

100

Tabela 8. Wyniki pomiarów dla zasilacza ze stabilizatorem prądu zbudowanym w oparciu o układ scalony

IDC

[mA]

UDC

[V]

Uzm

[V]

U zm U DC

V V

0

10

20

30

40

50

60

70

80

Wskazówki do opracowania sprawozdania: Prawidłowo opracowane sprawozdanie powinno zawierać: 1. Oryginał protokołu z wykonanego ćwiczenia (w tym: stronę tytułową, opis metodyki badawczej i wyniki pomiarów); 2. Rysunki elektrycznych schematów ideowych połączonych układów prostowniczych i odpowiadających im zaobserwowanych oscylogramów; 3. Wyniki obliczeń w tabelach: 1÷10;

U zm =f(IDC), IZenera=f(IDC), U DC

4.

Wykresy zależności: UAC=f(IDC), UDC=f(IDC), Uzm=f(IDC),

5.

Uwagi i wnioski (dyskusja wyników), które powinny dotyczyć: -porównania oscylogramów i charakterystyk przedstawionych na wykresach; -porównania jakości badanych układów filtrujących; -odniesienia się do poprawności i zgodności z teorią uzyskanych wyników i wykresów.

4