Работа схемы удвоения напряжения

Схема удвоения напряжения представляет собой соединение двух однополупериодных выпрямителей.

 

Применение

Применяет­ся при высоких напряжениях (до 1...2 кВ) и небольших токах нагрузки.

Пульсации напряжения

Прибли­женная формула для коэффициента пульсаций совпадает с выражением (3). Пульсации на каждом конденсаторе схемы удвоения в 2 раза больше пульсаций на ее выходе.

Рис. 42. Напряжение на входе и выходе схемы удвоения напряжения

 

Задание на лабораторную работу

1. Иcследовать однополупериодную схему выпрямления

1.1. Собрать схему (рис. 32). Выпрямительный диод использовать из л/р №1. Трансформатор - «идеальный» (без потерь) TS_POWER_VIRTUAL из набора Basic.

1.2. Наблюдать на экране осциллографа сигналы на входе и выходе выпрямителя.

1.3. Добавить в схему конденсатор С1 (рис. 34). Наблюдать на экране осциллографа сигналы на входе и выходе выпрямителя.

1.4. Определить по осциллографу амплитуду пульсаций на выходе выпрямителя. При измерениях использовать органы управления осциллографом (AC/DC, Scale, Y position) для каналов А и В.

1.5. Рассчитать экспериментальный и теоретический (3) коэффициенты пульсаций. Сравнить значения.

1.6. Вставить в отчет (документ Word) копии экранов осциллографа в момент измерения пульсаций на выходе выпрямителя и расчеты коэффициентов пульсаций.

1.7. Исследовать зависимость коэффициентов пульсаций от емкости фильтрующего конденсатора, увеличив его значения в 2, 5 и 10 раз.

1.8. Исследовать зависимость коэффициентов пульсаций от сопротивле­ния нагрузки, увеличив его значения в 2, 5 и 10 раз.

 

2. Иcследовать двухполупериодную схему выпрямления

2.1. Собрать схемы (рис. 36 и 38)

2.2. Повторить эксперименты 1.2-1.8 для двухполупериодного выпрямления (рис. 38). При расчетах использовать выражение (4).

 

3. Иcследовать мостовую схему выпрямления

3.1. Собрать схему (рис. 39).

3.2. Добавить в схему конденсатор и повторить эксперименты 1.4-1.8 для мостового выпрямления.

 

4. Иcследовать схему удвоения напряжения.

4.1. Собрать схему (рис. 41).

4.2. Добавить в схему конденсатор и повторить эксперименты 1.4-1.8 для удвоителя напряжения.

4.3. Определить экспериментальный коэффициент умножения напряжения.

Таблица 2

Задание на лабораторную работу №2

№ варианта
Амплитуда, В
Частота, Гц
Rн, кОм 5,1 5,1 7,5 1,0 5,1 5,1 5,1
C, мкФ 3,3 7,5 5,1

 

№ варианта
Амплитуда, В
Частота, Гц
Rн, кОм 6,8 1,5 1,5 6,8 1,5 1,5 1,0
C, мкФ 1,0 1,0 2,2 2,2 4,7 2,2 2,2 4,7 2,2 2,2

 

В случае появления окна с сообщением об ошибке Simulation Error Log/Audit Trail произвести самостоятельно подбор номиналов элементов в схеме.

Контрольные вопросы

 

1. Назначение и состав выпрямителей.

2. Требования к выпрямителям.

3. Основные схемы выпрямителей и их сравнение.

4. Состав и работа однополупериодной схемы выпрямления.

5. Достоинства и недостатки, применение однополупериодной схемы выпрямления.

6. Достоинства и недостатки двухполупериодной схемы выпрямления.

7. Применение, достоинства и недостатки мостовой схемы выпрямления.

8. Особенности умножителей напряжения.


3.11. Лабораторная работа №3.
Исследование стабилизаторов напряжения

В большинстве случаев источники питания не могут самостоятельно обеспечить требуемую стабильность напряжения и тока. На практике находят применение параметрические, компенсационные и компенсационно-параметрические стабилизаторы. Наиболее часто используют параметрические стабилизаторы, работа которых основана на изменении параметров стабилизирующего элемента для компенсации влияния дестабилизирующих факторов.

 

Применение

Стабилизаторы напряжения используются в источниках питания для стабилизации постоянного напряжения, а также в качестве источников опорного напряжения.

 

Принцип действия

В стабилизаторах напряжения применяют­ся элементы с нелинейной вольтамперной характеристикой, напряжение на которых мало зависит от протекающего через них тока. В качестве таких элементов используются полупроводниковые стабилитроны (диоды Зенера, Zener diodes).

При измене­нии входного напряжения ток через стабилитрон изменяется, что приводит к незначительным изменениям напряжения на стабилитроне и, следовательно, на нагрузке.