Практикум Ростов-на-Дону дгту 2021 удк

Лабораторно-практическая работа №27
Исследование транзисторного регулятора мощности

ЦЕЛИ РАБОТЫ

1. 
   Исследовать работу транзисторного регулятора мощности; измерить и построить управляющую характеристику U_Н(t_И).
   
2. 
   Сделать выводы о возможностях применения исследованного устройства.
   

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
Схема транзисторного регулятора мощности показана на рис. 27.1. Здесь напряжение с вторичной обмотки трансформатора поступает на выпрямитель на диодах VD1…VD4, собранный по мостовой схеме выпрямления. Полученное на выходе выпрямителя пульсирующее напряжение поступает на коллектор силового транзистора VT1, работающего в ключевом режиме по схеме с общим эмиттером. Работой силового транзистора управляет генератор прямоугольных импульсов с регулируемым временем длительности импульса при постоянной частоте следования импульсов, то есть, по принципу широтно-импульсного управления. При поступлении на базу транзистора VT1 импульса напряжения он переходит в режим насыщения и все напряжение, приложенное к его коллектору, прикладывается к сопротивлению нагрузки Rn, обеспечивая в ней пульсирующий ток заданной величины. Окончание импульса приводит к запиранию транзистора VT1 и переходу его в состояние отсечки. Таким образом, мощность поступает в наргузку в импульсном режиме, обеспечивая достаточно высокий КПД устройства в целом. На рис. 27.2 приведена осциллограмма напряжения на нагрузке, снятая при длительности импульса, составляющей 60% от периода, то есть, при периоде пульсаций, равном 10 мс (длительность импульса в данном случае составляет t_И = 6 мс).
Транзисторный регулятор мощности относится к классу силовых импульсных устройств и позволяет регулировать электрическую мощность, поступающую в нагрузку при максимально высоком КПД, который достигается ключевым режимом работы силового транзистора.

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

1. 
   Собрать схему для исследования работы устройства (рис. 27.1) и проверить ее работу.
   
2. 
   Изменяя величину длительности импульса, измерить соответствующие им значения постоянной составляющей напряжения U₀; результаты измерений занести в табл. 27.1.
   
3. 
   По данным табл. 27.1 построить управляющую характеристику устройства U₀(t_И).
   
4. 
   Сделать выводы.
   

Рис. 27.1 Схема для исследования транзисторного регулятора мощности

Табл. 2.1 Результаты измерений управляющей характеристики
tИ, мс
U0, В

Рис. 27.2 Осциллограмма напряжения нагрузки при длительности импульса, составляющей 60% от периода.

РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. 
   Схема исследуемого устройства.
   
2. 
   Регулирующая характеристика.
   
3. 
   Выводы.
   

ВЫВОДЫ

1. 
   Импульсный режим работы устройств позволяет добиться максимально возможного КПД при передаче электрической мощности от источника к нагрузке.
   
2. 
   Недостатком исследованного устройства является необходимость создания источника импульсов с возможностью регулирования его длительности, что существенно усложняет и удорожает устройство.