Исследование регулировочных, внешних и энергетических характеристик понижающего регулятора постоянного напряжения при работе на активно-емкостную нагрузку проводится на виртуальной установке (рис. 3).
Рис. 8. Параметры моделирования
Параметры силового полупроводникового модуля задаются преподавателем. При самостоятельном изучении их целесообразно задать такими же, как на рис. 4. Величина последовательной индуктивности равна 0,5 Гн. Параметры моделирования задаются на вкладке Simulation/parameters (рис. 8).
При снятии характеристик параметры R, С нагрузки остаются без изменений, изменяется длительность импульса генератора (поле Dute cycle, рис. 5) от 0% (или 1%) до 100% (или 99%) с шагом 20%.
| № варианта | U, В | R, Ом | С, мкФ |
При этом моделирование проводится для каждого значения длительности импульса генератора (длительности включенного состояния силового модуля). Результаты моделирования и последующих вычислений заносятся в таблицу 1.
Табл. 1
| Данные | Измерения | Вычисления | |||||||
| γ | IН | UН | I1 | ITRMS | UTmax | ITmax | P1 | PT | PН |
| А | В | А | А | В | А | Bт | Bт | Bт | |
Средний ток в источнике питания определяется по показаниям Display 1. На блоке Display (рис. 3) измеряемые величины представлены в следующей последовательности: (1) Средний ток нагрузки. (2) Среднее напряжение на нагрузке. (3) Действующий ток в силовом полупроводниковом модуле. Мгновенные значения тока питания, нагрузки и напряжения на нагрузке можно наблюдать на экране осциллоскопа (рис. 9).
Мгновенные значения тока и напряжения силового модуля можно наблюдать на экране осциллоскопа (Scope 1, рис. 10).
Относительная продолжительность импульса напряжения на нагрузке определяется как длительность импульса генератора, поделенная на 100.
Мощность в цепи источника питания рассчитывается по выражению:
P1 = UП I1 (Вт), где UП – напряжение питания.
Квазистатические потери в силовом полупроводниковом модуле рассчитываются по уравнению:
PТ = R0n [ IТRMS ] 2, где R0n – параметр силового модуля (рис. 4), ITRMS – его действующий ток (табл. 1).
Мощность в нагрузке определяется по выражению:
PН = UН IН (Вт).
По результатам табл. 1 строятся:
• регулировочные характеристики регулятора U Н = f (γ)
• энергетические характеристики регулятора ITRMS, ITmax, Il = f (IH);
P1, PT = f (PН)
Рис. 9. Ток питания, нагрузки и напряжение на нагрузке
Рис. 10. Ток и напряжение силового модуля
Содержание отчета.
Отчет должен содержать:
- цель работы;
- краткие теоретические сведения;
- описание лабораторного стенда;
- выражения для расчета основных характеристик
- регулировочная характеристика
- энергетические характеристики
- выводы.
Контрольные вопросы.
1. Устройство понижающего регулятора постоянного напряжения.
2. Принцип действия понижающего регулятора постоянного напряжения.
3. Характеристики понижающего регулятора постоянного напряжения: регулировочная, энергетические.
4. Преимущества импульсных регуляторов постоянного напряжения.
