Дисциплина: Электротехника и электроника
Тема: Изучение выпрямительных схем и сглаживающих фильтров
Выполнила: студентка гр. 17 Лукьяненко А.А.
Проверила: Курбанова Е.Г.
г. Абакан, 2009 г.
Цель работы:
1. Изучение принципов работы мостовой схемы полупроводникового выпрямителя;
2. Изучение принципов работы кенотронного выпрямителя;
3. Изучение принципа действия сглаживающих фильтров LC- и RC-типа.
Упражнение 1. Исследование однополупериодного кенотронного выпрямителя.
Упражнение 2. Исследование двухполупериодного кенотронного выпрямителя.
· Осциллограмма при отключенных элементах фильтра:
· Осциллограмма при подключении к выпрямителю одного конденсатора:
· Осциллограмма при подключении Г - образного RC – фильтра:
· Осциллограмма при подключении Г - образного LC – фильтра:
· Осциллограмма при подключении П - образного RC – фильтра:
· Осциллограмма при подключении П - образного LC – фильтра:
Упражнение 3. Исследование мостовой схемы выпрямителя.
В целом, осциллограммы напряжений аналогичны предыдущему упражнению при соответствующих фильтрах, но всё-таки более плавные.
Упражнение 4. Исследование нагрузочных характеристик выпрямителя.
Данные измерений указаны в таблице. Графики зависимостей U0 = f(I0) для различных фильтров показаны на рисунке.
| I, mA | U, v | |||
| Г-RC | П-RC | Г-LC | П-LC | |
Упражнение 5. Исследование качества сглаживания пульсации простейшими фильтрами.
· Минимальная нагрузка тока:
· Максимальная нагрузка тока:
Чем больше ток нагрузки, тем сглаживание пульсаций хуже, поскольку амплитуда при максимальном токе больше, чем при минимальном.
После подключения 2го конденсатора качество сглаживания повысилось.
· Минимальная нагрузка тока:
· Максимальная нагрузка тока:
При минимальной нагрузке тока осциллограмма стала практически прямой.
Чем больше ток нагрузки, тем сглаживание пульсаций хуже, поскольку амплитуда при максимальном токе больше, чем при минимальном.
Краткие ответы на контрольные вопросы
1. Какие преимущества имеет схема двухполупериодного выпрямителя по сравнению с однополупериодной?
Двухполупериодная схема имеет преимущества по сравнению с однополупериодной: max проходит через вторичную обмотку трансформатора в течении каждого полупериода в разных направлениях, частота пульсации вдвое больше и равна примерно 100 Гц, его входное сопротивление вдвое меньше, коэффициент пульсации меньше или равен 0,67.
2. В чём преимущество мостовой схемы выпрямления по сравнению со схемой кенотронного выпрямления?
Мостовая схема имеет следующие преимущества: ток во вторичной обмотке каждый полупериод меняет свое направление, обратное напряжение на каждом диоде равно амплитуде переменного напряжения на вторичной обмотке, для мостовой схемы требуется простой трансформатор без вывода средней точки во вторичной обмотке.
3. Начертите схему мостового выпрямителя со сглаживающим фильтром и покажите пути протекания тока.
4. Сравните свойства сглаживающих LC- и RC-фильтров.
Особенностью LC фильтров является небольшие потери позволяющие применить их в устройствах с относительно большим током нагрузки. В маломощных выпрямителях (10-15 мА) можно применять RC-фильтры.
5. Для чего диоды в выпрямителях могут соединяться последовательно?
Схему с последовательно включенными диодами используют в том случае если обратное напряжение диода меньше напряжения вторичной обмотки транзистора. Чтобы между ними распределить обратное напряжение поровну.
6. Почему при последовательном соединении полупроводниковых диодов в выпрямителе их шунтируют резисторами?
Диоды шунтируют между собой, так как параметров диодов может оказаться таким что обратное напряжение распределяется межу диодами неравномерно, при этом диод может сгореть.
7. Что такое коэффициент сглаживания фильтра?
Важной характеристикой фильтров является коэффициент сглаживания - q=KП1/КП2, где: КП1 - коэффициент пульсаций на входе фильтра, КП2 - коэффициент пульсаций на выходе фильтра.
8. С какой частотой пульсирует напряжение на нагрузке в случае однополупериодного выпрямителя, двухполупериодного?
В случае однополупериодного выпрямителя частота пульсации в два раза ниже, чем в случае двухполупериодного (50 Гц).
9. Какую функцию выполняют конденсаторы C1, C2 и дроссель в сглаживающем фильтре?
Конденсаторы используются для сглаживания пульсаций напряжения, а дроссели, чтобы емкости этих конденсаторов не складывались.
10. Приведите пример схемы умножения напряжения.
Иногда (при большом сопротивлении нагрузки) можно использовать схему умножения напряжения, работа которой основана на свойстве конденсатора накапливания заряда.
