POLITECHNIKA RZESZOWSKA
Im. Ignacego Łukasiewicza
WYDZIAŁ BUDOWY MASZYN I LOTNICTWA
KATEDRA AWIONIKI I STEROWANIA
PODSTAWY ELEKTRONIKI
Laboratorium
Temat: Zasilacze
Wykonali:
Elżbieta Nycz
Sławomir Pająk
Cel ćwiczenia
Pomiar rezystancji maksymalnej przy niepodłączonym wzmacniaczu.
Pomiar prądu i napięcia zarówno na wejściu jak na wyjściu zasilacza impulsowego przy różnych wartościach rezystancji korzystając z multimetrów i oscyloskopu.
Pomiar prądu i napięcia zarówno na wejściu jak na wyjściu zasilacza linowego przy różnych wartościach rezystancji korzystając z multimetrów i oscyloskopu.
Zasilacz
Zasilacz jest to urządzenie elektroniczne które przekształca jeden rodzaj energii elektrycznej (najczęściej sieciowe napięcie przemienne AC) w drugi (najczęściej napięcie stałe DC)
w obrębie danej mocy. Każdy zasilacz jest określony przez trzy podstawowe parametry charakteryzujące poziomy napięć i moce. Parametry te są najważniejsze z punktu widzenia doboru elektrycznego zasilaczy:
· znamionowe napięcie wejściowe
· znamionowe napięcie wyjściowe
· zamionowy prąd wyjściowy (moc wyjściowa).
Podział zasilaczy
Zasilacz ( power supply) jest urządzeniem transformującym jeden poziom napięcia na inny, wymagany do zasilania danego urządzenia. Katalog ten dotyczy głównie zasilaczy transformujących jest napięcie sieci zasilającej (1 lub 3 fazowej) na napięcie stałe 12 VDC lub 12 VDC o mocach od kilkunastu do kilkuset watów.
ZASILACZE:
Impulsowe
Liniowe :
-stabilizowane,
- niestabilizowane .
Zasilacz liniowy niestabilizowany jest jednym z najprostszych zasilaczy. Składa się
z transformatora sieciowego, dwupołówkowego prostownika diodowego (mostek Gretza) oraz filtru wyjściowego w postaci kondensatora elektrolitycznego. Zadaniem transformatora jest zapewnienie separacji galwanicznej między wejściem a wyjściem oraz dopasowanie poziomu napięcia. Po wyprostowaniu otrzymujemy napięcie stałe, ale o dużych tętnieniach. Zadaniem filtru jest wygładzenie tych tętnień.
Rys.1) Zasada działania zasilacza liniowego niestabilizowanego
Zasilacz liniowy stabilizowany posiada taką samą budowę jak zasilacz niestabilizowany, ale dodatkowo wyposażony jest w układ regulacji, którego zadaniem jest stabilizacja napięcia wyjściowego na zadanym poziomie
Rys. 2) Zasada działania zasilacza liniowego stabilizowanego
Zasilacz impulsowy- jego budowa jest znacznie bardziej skomplikowana. Zasada działania jest zupełnie inna niż zasilaczy liniowych. Napięcie sieciowe jest prostowane i przetwarzane na napięcie stałe.
Układ modulacji szerokości impulsów PWM (ang. Pulse width modulation) generuje napięcie o częstotliwości 50-200 kHz. Umożliwia to znaczną redukcję strat w miedzi, ponieważ liczba zwojów transformatora maleje wraz ze wzrostem częstotliwości. Napięcie wtórne jest prostowane, filtrowane, po czym zostaje przekazane bezpośrednio na obciążenie. W celu stabilizacji napięcia mierzony jest prąd i napięcie wyjściowe i odpowiednio zmienia się współczynnik wypełnienia przebiegu sterującego kluczem po pierwotnej stronie transformatora.
Kluczowanie po stronie pierwotnej (ang. primary switching), gdzie jest duża częstotliwość, wymaga mniejszego transformatora w porównaniu z transformatorem na 50 Hz.
Rys. 3) Zasada działania zasilacza impulsowego
Porównanie zasilaczy impulsowych i liniowych
Poniższa tabelka zawiera podstawowe właściwości którymi charakteryzują się podstawowe dwa rodzaje zasilaczy:
Rodzaj zasilacza: |
Zalety: |
Wady: |
Liniowy niestabilizowany |
|
|
Linowy stabilizowany |
|
|
Impulsowy |
|
|
Schemat pomiarowy
Tabela wyników
Iwe [A] |
Uwe [V] |
R [Ω] |
Iwyj [A] |
Uwyj [V] |
Pwe [W] |
Pwyj[W] |
η [%] |
0,015 |
15,63 |
391 |
0,011 |
5 |
0,23445 |
0,055 |
23,45916 |
0,016 |
15,6 |
373 |
0,011 |
5 |
0,2496 |
0,055 |
22,03526 |
0,017 |
15,58 |
336,4 |
0,013 |
5 |
0,26486 |
0,065 |
24,54127 |
0,018 |
15,57 |
301,3 |
0,014 |
5 |
0,28026 |
0,07 |
24,97681 |
0,019 |
15,67 |
260,8 |
0,017 |
5 |
0,29773 |
0,085 |
28,54936 |
0,021 |
15,53 |
224,3 |
0,02 |
5 |
0,32613 |
0,1 |
30,66262 |
0,025 |
15,52 |
183,7 |
0,025 |
5 |
0,388 |
0,125 |
32,21649 |
0,03 |
15,51 |
139,7 |
0,033 |
5 |
0,4653 |
0,165 |
35,46099 |
0,039 |
15,48 |
97,8 |
0,048 |
5 |
0,60372 |
0,24 |
39,75353 |
0,208 |
14,85 |
14 |
0,346 |
5 |
3,0888 |
1,73 |
56,00881 |
Wykres