Prostowniki. 1. Cel ćwiczenia. 2. Budowa układu.

Podobne dokumenty
UKŁADY PROSTOWNICZE 0.47 / 5W 0.47 / 5W D2 C / 5W

Prostowniki małej mocy

Liniowe stabilizatory napięcia

(a) Układ prostownika mostkowego

SERIA V. a). b). c). R o D 2 D 3

Układy Elektroniczne Analogowe. Prostowniki i powielacze napięcia

Podstawowe zastosowania wzmacniaczy operacyjnych wzmacniacz odwracający i nieodwracający

Stabilizacja napięcia. Prostowanie i Filtracja Zasilania. Stabilizator scalony µa723

Własności i zastosowania diod półprzewodnikowych

Badanie diody półprzewodnikowej

Zasilacze: - prostowniki, - filtry tętnień, - powielacze napięcia. Rodzaje transformatorów sieciowych

Filtry aktywne filtr środkowoprzepustowy

Politechnika Białostocka

Badanie obwodów z prostownikami sterowanymi

Pomiary napięć i prądów zmiennych

Projektowanie i analiza układów prostowniczych

LABORATORIUM ELEKTRONIKI WZMACNIACZ MOCY

Ćwiczenie 7: Sprawdzenie poprawności działania zasilacza REGIONALNE CENTRUM EDUKACJI ZAWODOWEJ W BIŁGORAJU

LABORATORIUM ELEKTRONIKI WZMACNIACZ MOCY

Prostowniki. Prostownik jednopołówkowy

ĆWICZENIE LABORATORYJNE. TEMAT: Badanie liniowych układów ze wzmacniaczem operacyjnym (2h)

Tranzystory bipolarne. Właściwości wzmacniaczy w układzie wspólnego kolektora.

ĆWICZENIE ZASILACZE. L a b o r a t o r i u m Elektroniki 2. Zakład EMiP I M i I B

Podstawy Elektroniki dla Informatyki. Diody półprzewodnikowe

Ć w i c z e n i e 1 6 BADANIE PROSTOWNIKÓW NIESTEROWANYCH

Tranzystory w pracy impulsowej

Zasilacze sieciowe. Rodzaje transformatorów sieciowych. Główne parametry transformatora sieciowego

Bogdan Olech Mirosław Łazoryszczak Dorota Majorkowska-Mech. Elektronika. Laboratorium nr 3. Temat: Diody półprzewodnikowe i elementy reaktancyjne

Własności i zastosowania diod półprzewodnikowych

DIODY PÓŁPRZEWODNIKOWE

Podstawowe zastosowania wzmacniaczy operacyjnych wzmacniacz odwracający i nieodwracający

Temat: Badanie własności elektrycznych p - pulsowych prostowników niesterowanych

Politechnika Białostocka

Badanie wzmacniacza operacyjnego

LABORATORIUM ELEKTRONIKI FILTRY AKTYWNE

ĆWICZENIE LABORATORYJNE. TEMAT: Badanie wzmacniacza różnicowego i określenie parametrów wzmacniacza operacyjnego

Filtry aktywne filtr górnoprzepustowy

Elektronika. Wzmacniacz tranzystorowy

Badanie dławikowej przetwornicy podwyŝszającej napięcie

Politechnika Białostocka

Laboratorium Metrologii

ELEKTRONIKA. Generatory sygnału prostokątnego

Układy prostownicze. Laboratorium elektroniki i miernictwa. Gliwice, 3 grudnia informatyka, semestr 3, grupa 5

STABILIZATORY NAPIĘCIA I PRĄDU STAŁEGO O DZIAŁANIU CIĄGŁYM Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych

Ćwiczenie 1. Parametry statyczne diod LED

Sprzęt i architektura komputerów

Zakład Zastosowań Elektroniki i Elektrotechniki

Politechnika Białostocka

Ćwiczenie 1. Sprawdzanie podstawowych praw w obwodach elektrycznych przy wymuszeniu stałym

BADANIE ELEMENTÓW RLC

WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA

Instrukcja do ćwiczenia Nr 60

8 K A T E D R A F I ZYKI S T O S O W AN E J

WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA

ELEKTROTECHNIKA I ELEKTRONIKA

LABORATORIUM PODSTAW ELEKTRONIKI PARAMETRYCZNY STABILIZATOR NAPIĘCIA

ELEMENTY ELEKTRONICZNE

Katedra Energetyki. Laboratorium Podstaw Elektrotechniki i Elektroniki

Ćwiczenie 3 Badanie obwodów prądu stałego

12. Zasilacze. standardy sieci niskiego napięcia tj. sieci dostarczającej energię do odbiorców indywidualnych

TRANZYSTORY BIPOLARNE

BADANIE UKŁADÓW CYFROWYCH. CEL: Celem ćwiczenia jest poznanie właściwości statycznych układów cyfrowych serii TTL. PRZEBIEG ĆWICZENIA

LABORATORIUM ELEKTRONIKA. I. Scalony, trzykońcówkowy stabilizator napięcia II. Odprowadzanie ciepła z elementów półprzewodnikowych

LABORATORIUM PODSTAW ELEKTRONIKI TYRYSTOR I TRIAK

Laboratorium Przyrządów Półprzewodnikowych Laboratorium 1

ĆWICZENIE LABORATORYJNE. TEMAT: Wyznaczanie parametrów diod i tranzystorów

Pomiar podstawowych wielkości elektrycznych

PRZEŁĄCZANIE DIOD I TRANZYSTORÓW

Politechnika Białostocka

Ćwiczenie 4 Pomiar prądu i napięcia stałego

Pracownia Automatyki i Elektrotechniki Katedry Tworzyw Drzewnych Ćwiczenie 1. Połączenia szeregowe oraz równoległe elementów RC

Elektronika. Wzmacniacz operacyjny

ELEMENTY ELEKTRONICZNE

LABORATORIUM PODSTAW ELEKTRONIKI TYRYSTOR I TRIAK

Badanie układów prostowniczych

LABORATORIUM INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ

Prostowniki. 1. Prostowniki jednofazowych 2. Prostowniki trójfazowe 3. Zastosowania prostowników. Temat i plan wykładu WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY

Opis dydaktycznych stanowisk pomiarowych i przyrządów w lab. EE (paw. C-3, 302)

Tranzystory bipolarne. Właściwości dynamiczne wzmacniaczy w układzie wspólnego emitera.

Politechnika Białostocka

EUROELEKTRA Ogólnopolska Olimpiada Wiedzy Elektrycznej i Elektronicznej Rok szkolny 2014/2015

Zespół Szkół Technicznych im. J. i J. Śniadeckich w Grudziądzu

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa

Generatory kwarcowe Generator kwarcowy Colpittsa-Pierce a z tranzystorem bipolarnym

Bierne układy różniczkujące i całkujące typu RC

Pomiary podstawowych wielkości elektrycznych: prawa Ohma i Kirchhoffa. Katedra Architektury Komputerów i Telekomunikacji

Badanie silnika indukcyjnego jednofazowego i transformatora

UKŁADY ELEKTRONICZNE Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych Badanie transoptora

PRZEKSZTAŁTNIKI SIECIOWE zadania zaliczeniowe

Zastosowania nieliniowe wzmacniaczy operacyjnych

LABORATORIUM INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ

Ćwiczenie 1: Pomiar parametrów tranzystorowego wzmacniacza napięcia w układzie wspólnego emitera REGIONALNE CENTRUM EDUKACJI ZAWODOWEJ W BIŁGORAJU

WYMAGANIA EDUKACYJNE I KRYTERIA OCENIANIA Z PRZEDMIOTU POMIARY W ELEKTRYCE I ELEKTRONICE

Źródła zasilania i parametry przebiegu zmiennego

Scalony stabilizator napięcia typu 723

20 Budowa, rodzaje i parametry zasilaczy. Układy prostownicze. Filtracja napięć

Laboratorium Podstaw Elektrotechniki i Elektroniki

Przerzutnik astabilny z wykorzystaniem układu typu "555"

Ćwiczenie 4 Badanie wpływu napięcia na prąd. Wyznaczanie charakterystyk prądowo-napięciowych elementów pasywnych... 68

Politechnika Białostocka

Transkrypt:

Prostowniki. Cel ćwiczenia. Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową i właściwościami podstawowych układów prostowniczych: prostownika jednopołówkowego, dwupołówkowego z dzielonym uzwojeniem transformatora oraz prostownika mostkowego.. Budowa układu. Schemat prostowników przedstawiono na Rys.. Każdy z typów prostownika (jednopołówkowy, dwupołówkowy z dzielonym uzwojeniem, mostkowy) może być zmontowany na płytce przedstawionej na Rys.. Na wejście prostownika podłączyć należy transformator zgodnie z Rys., a na wyjście obciążenie w postaci opornika dużej mocy. TR B J D Uwyj D C WEJŚCIE 3 C C J R0 TRNSFORMTOR R WYJŚCIE 0.47 / 5W TR B D C TRNSFORMTOR J 3 WEJŚCIE D D R C Uwyj C J WYJŚCIE R0 0.47 / 5W TR B D J 3 WEJŚCIE D4 D3 D D C Uwyj Uwyj C J R0 C TRNSFORMTOR R 0.47 / 5W WYJŚCIE Rys.. Schemat prostownika: (a) - jednopołówkowego, (b) - dwupołówkowego z dzielonym uzwojeniem, (c) - mostkowego..

K K 0 0 K 3 K Rys.. Widok płytki drukowanej prostownika. Na płytce zmontować można dowolny z prostowników z Rys.. Widok od strony elementów Bezpiecznik Bezpiecznik ~30V.. C B Uzwojenie wtórne D Uzwojenie wtórne Rys.3. Widok transformatora sieciowego.

3. Przygotowanie do zajęć. UWG: Czas przygotowania do zajęć szacuje się na 3 do 6 godzin. 3.. Materiały źródłowe [] Materiały Laboratorium i Wykładów Zespołu Układów Elektronicznych. [] U. Tietze, Ch. Schenk, Układy półprzewodnikowe, WNT, Warszawa, 996, s. 560-568. [3] P. Horowitz, W. Hill, Sztuka elektroniki, WKiŁ, Warszawa, 003, s. 55-6. [4] J. J. Car, Zasilanie urządzeń elektronicznych, BTC, Warszawa, 004, s. 07-53. [5] R. Kisiel, Podstawy technologii dla elektroników, Warszawa, 005, s.40-4. 3.. Pytania kontrolne. Co to jest prąd i napięcie skuteczne?. Co to jest prąd i napięcie średnie? 3. Co to jest moc czynna? 4. Co to jest współczynnik szczytu napięcia lub prądu? 5. Co to jest współczynnik kształtu napięcia lub prądu? 6. Co to jest współczynnik mocy prostownika? 7. Naszkicować schematy i wyjaśnić zasadę działania prostowników: jednopołówkowego, dwupołówkowego, mostkowego. 8. Naszkicować przebiegi napięć i prądów prostownikach z obciążeniem rezystancyjnym i rezystancyjno-pojemnościowym. 9. Jakie jest maksymalne napięcie wsteczne na diodach w poszczególnych prostownikach? 0. Jakie jest napięcie biegu jałowego w poszczególnych prostownikach?. Jak zależy napięcie tętnień od pojemności filtra i obciążenia? 3.3. Zadanie projektowe Dla danego typu prostownika (jednopołówkowy, dwupołówkowy, mostkowy) należy obliczyć wszystkie parametry prostownika [] i graficzną [] (zamiast metody graficznej można zastosować symulację komputerową). nanieść do odpowiednich Tabel -x (razem sześć tabel). y jakie należy obliczyć to: - 0V - napięcia średnie biegu jałowego (prostownika bez obciążenia), - V średnie napięcie wyjściowe, - MIN minimalną wartość napięcia wyjściowego, - RMS skuteczne napięcie wyjściowe, - MX maksymalną wartość napięcia wyjściowego, - RIP(PP) międzyszczytową wartość napięcia tętnień, 3

- I0V średni prąd obciążenia równy średniemu prądowi diod, W prostownikach dwupołówkowych każda dioda będzie miała prąd średni razy mniejszy; - MX - powtarzalna wartość szczytowa prądu diod, - SURGE (ang. inrush current or input surge current) maksymalny prąd diody przy załączaniu, - RMS prąd skuteczny diod, W prostownikach dwupołówkowych każda dioda będzie miała prąd skuteczny razy mniejszy od prądu skutecznego transformatora; - PRs moc czynna wydzielana na rezystancji uzwojeń transformatora, - CF (ang. crest factor) współczynnik szczytu prądu diody = ; - FF (ang. form factor ) współczynnik kształtu prądu diody = RMS/ V; - Δt czas przewodzenia diody, - η współczynnik mocy (ang. power factor) na wejściu prostownika. należy wykonać dla: - prostownika bez pojemności filtrujących i dla obu rezystancji obciążenia R0 = R0 i R0 = R0, oraz czterech kombinacji pojemności filtrujących oraz rezystancji obciążenia: - pojemność filtrująca C = C (wybrać pojemność mniejszą) i rezystancja obciążenia R0 = R0, - pojemność filtrująca C = C, rezystancja obciążenia R0 = R0, - pojemność filtrująca C = C + C, rezystancja obciążenia R0 = R0, - pojemność filtrująca C = C + C, rezystancja obciążenia R0 = R0. Należy przyjąć następujące parametry transformatora sieciowego (dostępnego na stanowisku laboratoryjnym): - napięciu skuteczne biegu jałowego URMS =.5V, - przekładnia n = 8.4, - rezystancji uzwojenia pierwotnego Rpierwotne = 300 Ω - rezystancji uzwojenia wtórnego Rwtorne = 3,8 Ω. Uwaga: w obliczeniach, do wyznaczonej na podstawie podanych powyżej parametrów wartości rezystancji wewnętrznej transformatora R S, należy dodać wartość rezystora monitorującego prąd (na schemacie R = 0.47 Ω) R S = R S + 0,47 Ω. 4. Przebieg ćwiczenia: 4.. Wyznaczanie rezystancji wewnętrznej uzwojenia wtórnego transformatora (RS) Transformator z punktu widzenia zacisków wyjściowych jest dwójnikiem, który (z twierdzenia Thevenina!!!!) można przedstawić jako źródło napięciowe z rezystancja wewnętrzną (Rys.4 ). 4

0 E-U n: IL ~30V E RS U =E E RS U RL Rys. 4. Transformator sieciowy i równoważny mu schemat zastępczy uzwojenia wtórnego Pomiar rezystancji RS polega na pomiarze siły elektromotorycznej E za pomocą woltomierza o bardzo dużej rezystancji wewnętrznej (uniwersalny miernik cyfrowy ma rezystancje rzędu 0MΩ). Na zaciskach transformatora nieobciążonego otrzymujemy wynik U =E (końcówki transformatora i B lub para C i D Rys.3 ). Po obciążeniu transformatora znaną rezystancją RL, o wartości rzędu 50 do 00Ω, mierzymy napięcie U. W tym pomiarze otrzymamy wynik mniejszy o spadek napięcia na rezystorze RS. Spadek ten wynosi skąd: ' E U" = R S I L ' E U" U ' U " U ' U " U ' U " RS = = = = RL I I U" L L U" RL Dokładną wartość rezystancji obciążenia RL należy zmierzyć miernikiem uniwersalnym. należy zebrać w Tabeli. Uwaga: rzeczywista wartość rezystancji szeregowej prostownika musi być powiększoną o rezystancję R=0,47Ω wlutowaną na płytce prostownika, przeznaczoną do pomiaru prądu diod. RS =R S + 0.47 Ω. 4.. Montowanie układu i pomiary. Zmontować należy prostownik, którego parametry zostały obliczone i bez pojemności filtrujących.. Na wejście podłączyć transformator, a na wyjście obciążenie R0 i włączyć zasilanie. 3. Za pomocą oscyloskopu zaobserwować napięcie wejściowe i wyjściowe prostownika oraz prąd obciążenia (można przyjąć, że prąd odpowiada napięciu wyjściowemu Iwyj=Uwyj/Robc). 4. Korzystając z oscyloskopu i funkcji pomiary zmierzyć parametry i nanieść wyniki do odpowiedniej Tabeli -x. 5. Wydrukować przebieg napięcia wyjściowego i prądu diody dla wypełnianej Tabeli -x. 6. Pomiar prądu SURGE może zostać wykonany z zastosowaniem funkcji pojedynczego wyzwalania oscyloskopu i włączania układu (transformatora); należy wydrukować jeden z zaobserwowanych przebiegów. 7. Czas przewodzenia diody można zmierzyć za pomocą funkcji kursory oscyloskopu. 8. Powtórzyć pomiary do 5 dla obciążenia R0. 5

9. Wlutować pojemność C (mniejszą) i zaobserwować napięcie wyjściowe oraz prąd ładowania kondensatora (pomiar spadku napięcia na rezystorze R=0,47 Ω). 0. Używając funkcji pomiary oscyloskopu uzupełnić dane w odpowiedniej Tabeli -x dla C-R0, C-R0,. Wlutować kondensator C i wykonać pomiary dla (C+C)-R0, (C+C)-R0,. Wypełnić 6 tabel z pośród tabel -x. 5. Wnioski. Dla układu z filtrem pojemnościowym należy: a. Wymienić parametry, które zmieniają się zgodnie z przewidywaniami teoretycznymi, przy wzroście pojemności filtrującej oraz przy wzroście obciążenia (zmniejszeniu rezystancji obciążającej). b. Wymienić parametry, które zmieniły się lub nie zmieniły się i było to niezgodnie z przewidywaniami teoretycznymi.. Porównać parametry układu bez filtra pojemnościowego z parametrami układu z filtrem. 3. Jak zmieniają się współczynnik mocy i współczynniki szczytu oraz kształtu prądu diody? Tabela. Pomiar rezystancji wewnętrznej transformatora. U = E U E U RL [Ω] I L R S [Ω] R S [Ω] obliczone 6

Tabela -j. obliczeń i. Siła elektromotoryczna skuteczna transformatora E=.., rezystancja wewnętrzna transformatorar S=...[ Ω] Prostownik jednopołówkowy bez filtra pojemnościowego R 0 = R0 =...[Ω] Pomiarów - 7 -

Tabela -j. obliczeń i. Siła elektromotoryczna skuteczna transformatora E=.., rezystancja wewnętrzna transformatorar S=...[ Ω] Prostownik jednopołówkowy bez filtra pojemnościowego R 0 = R0 =...[Ω] - 8 -

Tabela -d. obliczeń i. Siła elektromotoryczna skuteczna transformatora E=.., rezystancja wewnętrzna transformatorar S=...[ Ω] Prostownik dwupołówkowy bez filtra pojemnościowego R 0 = R0 =...[Ω] - 9 -

Tabela -d. obliczeń i. Siła elektromotoryczna skuteczna transformatora E=.., rezystancja wewnętrzna transformatorar S=...[ Ω] Prostownik dwupołówkowy bez filtra pojemnościowego R 0 = R0 =...[Ω] - 0 -

Tabela -3. obliczeń i. Siła elektromotoryczna skuteczna transformatora E=.., rezystancja wewnętrzna transformatorar S=...[ Ω] C = C =...[μf] (najmniejsza wartość) R 0 = R 0=...[Ω] [v] - -

Tabela -4. obliczeń i. Siła elektromotoryczna skuteczna transformatora E=.., rezystancja wewnętrzna transformatorar S=...[ Ω] C =C+C=...[μF] R 0 = R 0=...[Ω] - -

Tabela -5. obliczeń i. Siła elektromotoryczna skuteczna transformatora E=.., rezystancja wewnętrzna transformatorar S=...[ Ω] C = C =...[μf] (najmniejsza wartość) R 0 = R 0 =...[Ω] - 3 -

Tabela -6. obliczeń i. Siła elektromotoryczna skuteczna transformatora E=.., rezystancja wewnętrzna transformatorar S=...[ Ω] C =C+C=...[μF] R 0 = R 0 =...[Ω] - 4 -

Tabela -zbiorcza. obliczeń i. Siła elektromotoryczna skuteczna transformatora E=.., rezystancja wewnętrzna transformatorar S=...[ Ω] Bez filtra pojemnościowego C =...[μf] (najmniejsza wartość) C =...[μf] C =...[μf] (najmniejsza wartość) C =...[μf] R 0=.[Ω] R 0=...[Ω] R 0 =...[Ω] R 0 =... [Ω] R 0 =... [Ω] R 0 =... [Ω] MX/RM S - 5 -