zas niestab 05, INSTYTUT TELEKOMUNIKACJI I AKUSTYKI


INSTYTUT TELEKOMUNIKACJI I AKUSTYKI

POLITECHNIKI WROCŁAWSKIEJ

Ćwiczenie numer 14

„ ZASILACZE NIESTABILIZOWANE ”

Ćwiczenie wykonali : Bartosz Balicki i Jacek Augustyniak

WROCŁAW 4.12.1997

Czwartek godzina 730

  1. Cel ćwiczenia :

Ćwiczenie ma na celu zapoznanie się z problemami spotykanymi podczas

projektowania układów prostowniczych ,które są podstawowymi podzespołami

0x08 graphic
urządzeń zasilających.

  1. 0x08 graphic
    0x08 graphic
    0x08 graphic
    0x08 graphic
    0x08 graphic
    0x08 graphic
    Badany układ laboratoryjny :

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
C7 4500u

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
Sieć 220 [ V ]

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
Ut , U0

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
BNC

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
P9 Id

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
P8 D­1

0x08 graphic
0x08 graphic
R1 0,1 [Ω]

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
B­1

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
P1 Pn

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
Tr1 D2

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
C1 Cn

0x08 graphic

Transformator sieciowy :

Tr1 - TS20/10 ; Rp= 184 [ Ω ] ; R'W = 2*1 [ Ω ] ; η` = 75 [ % ]

3.1 Pomiar rezystancji RW transformatora .

Pomiar polega na pomiarze napięcia na połowie uzwojenia wtórnego transformatora bez obciążenia i z obciążeniem .

Opis

U połowa uzwojenia [ V ]

Bez obciążenia -U1

10,06

Z obciąż. R0 = 10 [ Ω ] - U2

9,30

Na podstawie tych danych wyliczamy RW transformatora :

ΔU = U1 - U2 = 0,76 [ V ]

I = U1 / R0 = 0,93 [ A ]

ΔU

RW = __ = 0,82 [ Ω ]

I

Rezystancja ekwiwalentna transformatora z uwzględnieniem diody :

Przyjmujemy , że RD =0,7 [ Ω ]

RS = RW + RD = 1,52 [ Ω ]

3.2. Pomiar parametrów prostownika dwupołówkowego .

3.2.1. Pomiar przy obciążeniu R­­0 = 6,1 [ Ω ] , R­­0 = 10 [ Ω ]

a). Wyznaczenie współczynnika tętnień:

Kt = ( Ut / U0 ) * 100 [ % ] ;

U0 - napięcie średnie ;

Ut - napięcie tętnień ;

Przykład :

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
UWY

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
U0 Ut

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
t

ID

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

t

0x08 graphic
0x08 graphic

Parametry prostownika wraz z wynikami zebrałem w tabelach :

Dla R0 = 6,1 [ Ω ]

C

[ μF ]

U0­

[ V ]

Ut

[ V ]

Kt

[ % ]

0

[ W ]

I0

100

7,0

11

157,14

8,0328

1,1475

500

7,7

7

90,909

9,7197

1,2623

1000

8,0

5

62,5

10,492

1,3115

1500

8,1

3,5

43,21

10,756

1,3279

2200

8,2

2

24,39

11,023

1,3443

4500

8,2

1,2

14,634

11,023

1,3443

9700

8,4

0,6

7,1429

11,567

1,377

Dla rezystancji R0=10 [ Ω ] otrzymaliśmy:

C

[ μF ]

U0­

[ V ]

Ut

[ V ]

Kt

[ % ]

0

[ W ]

I0

100

7,8

10,2

130,77

6,084

1,2787

500

9,1

5,5

60,44

8,281

1,4918

1000

9,5

3,4

35,789

9,025

1,5574

1500

9,6

2,9

30,208

9,216

1,5738

2200

9,6

2

20,833

9,216

1,5738

4500

9,6

0,9

9,375

9,216

1,5738

9700

9,5

0,45

4,7368

9,025

1,5574

P0 = (U0)2 /R0

I0= P0 / U0

Kt = Ut / U0

Na podstawie powyższych danych wyznaczamy wykres współczynnika tętnień

w funkcji iloczynu ωCR0 ( ω = 2Πf ; f = 50 [ Hz ] ).

Maksymalne moce :

P0 max = 9,216 [ W ] dla R0 = 10 Ω

P0 max = 11,567 [ W ] dla R0 = 6.1 Ω

0x08 graphic
3.2.2 Wypadkowa sprawność prostownika.

η =P0/P1 ;

gdzie :

P0 - moc wyjściowa (U0⋅ I0)

P1 - moc doprowadzana do uzwojenia pierwotnego transformatora.

P1 = 20,9 [ VA ] dla R0=6.1 [ Ω ] ;

P1 = 16 [ VA ] dla R0=10 [ Ω ] ;

Zatem wypadkowa sprawność prostownika wynosi

dla R0 = 6.1 Ω η = 11.567VA / 20.9VA = 0.5534 = 55,3 [ % ]

dla R0=10Ω η = 9,216VA / 16VA = 0.576 = 57,6 [ % ]

Sprawność transformatora wynosi 75% .

Zatem dla obciążenia :

R0=6,1Ω - 19.7 [ % ]

R0=10Ω - 17.4 [ % ]

energii jest traconej na elementach prostowniczych i kondensatorze.

U2m-amplituda napięcia na zaciskach wyjściowych połowy uzwojenia wtórnego transformatora bez obciążenia = 11.88V

0x08 graphic
0x01 graphic

Oscylogramy przebiegów czasowych napięcia tętnień i impulsów diod prostowniczych dołączono do sprawozdania.

3.3. Pomiar parametrów prostownika jednopołówkowego.

a) dla obciążenia R0=6,1 [ Ω ] ;

C

[ μF ]

U0­

[ V ]

Ut

[ V ]

Kt

[ % ]

0

[ W ]

I0

500

4,5

10

222,22

3,3196

0,7377

1000

5,3

8,6

162,26

4,6049

0,8688

1500

5,6

6,6

117,85

5,1409

0,9183

2200

5,8

4,5

77,586

5,5147

0,9508

4500

6,0

2,3

38,333

5,9016

0,9836

9700

6,0

1,1

18,333

5,9016

0,9836

Dla R0 = 10 [ Ω ]

C

[ μF ]

U0­

[ V ]

Ut

[ V ]

Kt

[ % ]

0

[ W ]

I0

500

5,8

8,8

151,72

3,364

0,58

1000

6,9

7,9

114,49

4,761

0,69

1500

7,2

5,5

76,388

5,184

0,72

2200

7,4

3,5

47,29

5,476

0,74

4500

7,5

1,9

25,333

5,625

0,75

9700

7,6

0,9

11,842

5,776

0,76

0x08 graphic

0x01 graphic

d) Wypadkowa sprawność prostownika η=P0/P1

gdzie

P0 - moc wyjściowa (U0⋅ I0)

P1 - moc doprowadzana do uzwojenia pierwotnego transformatora

P1= 27VA dla R0=6.1Ω

P1 = 20,7VA dla R0=10Ω

Zatem wypadkowa sprawność prostownika wynosi

dla R0=6.1Ω η = 5,9VA/27VA= 0.218=21.8%

dla R0=10Ω η = 5,78VA/20,7VA=0.576=27,9 %

Sprawność transformatora wynosi 75%. Zatem dla obciążenia :

R0=6,1Ω - 53,2 [ % ]

R0=10Ω - 47.1 [ % ]

energii jest traconej na elementach prostowniczych i kondensatorze.

3.4. Pomiar parametrów prostownika mostkowego .

a) napięcie Uo bez obciążenia wynosiło 15 [ V ].

b) z obciążeniem R0= 10Ω średnie napięcie wyjściowe wynosiło U0= 8,7 [ V ]

c) napięcie tętnień Ut = 1,5 [ V ]

d) moc wyjściowa P0= (Uśr)2 / R0 = 7,57 [ W ]

e) współczynnik tętnień Kt = Ut / U0= 1,5V / 8.7V= 0.172 = 17,2 [ % ]

3.5 Porównanie parametrów prostownika mostowego i dwupołówkowego paracującego z kondensatorem C=4500 μF (R0= 10Ω)

Parametr

Układ mostkowy

Układ dwupołówkowy pracujący z kondensatorem C=4500μF

Uo

8.7V

9.6V

Ut

1,5V

0.9V

P0

7.57VA

9.216VA

Kt

17,2%

9,4%

4. Wnioski

Badane w ćwiczeniu zasilacze należą , z racji swej prostoty , do najczęściej używanych zasilaczy w prostych układach elektronicznych. Prostota konstrukcji pociąga za sobą słabe parametry użytkowe , to znaczy duży współczynnik tętnień i dość małą sprawność . Z wszystkich przebadanych typów niestabilizowanych zasilaczy najlepszymi parametrami wyróżniał się zasilacz z prostownikiem dwupołówkowym (sprawność około 57 [ % ], współczynnik tętnień przy maksymalnej pojemności zbiorczej około 5 [ % ] ). Nieco gorsze parametry posiadał prostownik mostkowy ( współczynnik tętnień około 17 %). Spowodowane jest to tym , że w prostowniku mostkowym w każdym okresie prąd płynie jednocześnie przez dwie diody. Stosowanie prostownika dwupołówkowego wymaga użycia odpowiedniego transformatora (symetrycznego) . Parametry prostownika jednopołówkowego (sprawność około 27 [ % ] , współczynnik tętnień przy maksymalnej pojemności zbiorczej około 15 [ % ] ) w zasadzie wykluczają realne zastosowanie tego typu układu.

W badanych typach układów współczynnik tętnień malał wraz ze wzrostem pojemności kondensatora zbiorczego. Jednak stosowanie coraz większych pojemności nie jest korzystne gdyż pociąga za sobą spadek sprawności układu (spowodowany np. przez wzrost rezystancji upływu kondensatora) oraz uniemożliwia miniaturyzację zasilacza .

Charakterystyczne również było pogarszanie się parametrów układu wraz ze wzrostem obciążenia prostownika .

0x01 graphic

0x01 graphic



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Badanie pętli fazowej PLL, INSTYTUT TELEKOMUNIKACJI I AKUSTYKI
Projekt układów PLL, INSTYTUT TELEKOMUNIKACJI I AKUSTYKI
PCM 4, Ćwiczenie 8 - Urządzenia zwielokrotniające TN1+1 i PCM 4aaa, Instytut Telekomunikacji i Akust
gen VCO 07, INSTYTUT TELEKOMUNIKACJI I AKUSTYKI
05 Instytucje a Polityka monetarna
zas niestab
zas niestab 08, 1
zas niestab guru
zas niestaba
zas niestab
zas niestab
zas niestab
zas niestab 09, LABORATORIUM
zas niestab 02, 1
zas niestab 10, LABORATORIUM UK˙AD˙W
zas niestab
zas niestab, Inzynieria Materiałowa, I semestr, Elektrotechnika, elektrotechnika, Układy Elektronicz

więcej podobnych podstron