Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Рязанский государственный радиотехнический университет им. В.Ф. Уткина
Кафедра РТУ
Лабораторная работа №3
«ИССЛЕДОВАНИЕ ПОВЫШАЮЩЕГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ
НАПРЯЖЕНИЯ»
Выполнил: ст. гр. 119
Павкин А.О.
Проверил:
к.т.н, доц. каф. РТУ
Крюков А. Н.
Рязань 2024
Цели:
- реализовать программу экспериментальных исследований;
- экспериментально исследовать зависимости выходного напряжения от
входного, выходного напряжения от выходного тока;
- оценить качество преобразователя напряжения.
Исходные данные :
Nгр = 9
Nжур = 8
L1 = 0,3 * (Nгр +1) = 0,3 * (9+1) = 3 мкГн
Resr = 0,01 * 8 = 0,08 Ом
1. Схема лабораторной установки
Рисунок 1 Схема лабораторной установки
Проверим работоспособность модели — откроем панель «Analysis»«Transient».
Рисунок 2 Исходные данные для анализа оставляем по-умолчанию
Рисунок 3 Временные диаграммы напряжений на выходе и в цепи обратной
связи(синие графики) и тока сглаживающего конденсатора(зелёный
график)в установившемся режиме
2. Выбор технических средств
Установим значения L1 и Resr согласно исходным данным.
Рисунок 4 Значения элементов L1 и Resr изменены
Откроем панель Analisis – Transient, изменим исходные данные для анализа
Рисунок 5 Исходные данные для анализа изменены.
Рисунок 6 Временные диаграммы сигналов повышающего преобразователя
напряжения.
Uвх = 8 В, Uвых = 11, 87В
3. Программа экспериментальных исследований
Исследование зависимости выходного напряжения Uвых от
входного Uвх
Изменим значение входного напряжения V1 на Uвх = 3В.
Рисунок 7 Временные диаграммы при V1 = Uвх = 3 В
Uвх = 3 В, Uвых = 11,72 В
Изменим Uвх от 3 до 10 В. Заполним таблицу 1.
Рисунок 8 Временные диаграммы при Uвх = 4 В , Uвых = 11,81 В.
Рисунок 9 Временные диаграммы при Uвх = 5 В , Uвых = 11,94 В.
Рисунок 10 Временные диаграммы при Uвх = 6 В , Uвых = 11,94 В.
Рисунок 11 Временные диаграммы при Uвх = 7 В , Uвых = 11,95 В.
Рисунок 12 Временные диаграммы при Uвх = 8 В , Uвых = 11,95 В.
Рисунок 13 Временные диаграммы при Uвх = 9 В , Uвых = 11,96 В.
Рисунок 14 Временные диаграммы при Uвх = 10 В , Uвых = 11,96 В.
Таблица
1.
Зависимость
напряжения
на
выходе
повышающего
преобразователя Uвых от напряжения на входе Uвх .
Uвх, В 3
4
5
6
7
8
9
10
Uвых В 11,72
11,81
11,94
11,94
11,95
11,95
11,96
11,96
Iн А
0,985
0,995
0,995
0,997
0,997
0,997
0,997
0,977
Установим значение V1 = 8 В.
3.2. Исследование зависимости выходного напряжения Uвых
преобразователя напряжения от сопротивления нагрузки Rload = Rн.
Изменим значение величины Rload и установим ее значение Rload = 3 Ом.
Рисунок 15 Временные диаграммы при Uвых = 11,50 В, Rload = Rн = 3 Ом
Рисунок 16 Временные диаграммы при Uвых = 11,74 В,Rн = 4 Ом
Рисунок 17 Временные диаграммы при Uвых = 11,84 В, Rload = Rн = 5 Ом
Рисунок 18 Временные диаграммы при Uвых = 11,86 В, Rload = Rн = 6 Ом
Рисунок 19 Временные диаграммы при Uвых = 11,89 В,Rн = 7 Ом
Рисунок 20 Временные диаграммы при Uвых = 11,90 В,Rн = 8 Ом
Рисунок 21 Временные диаграммы при Uвых = 11,92 В,Rн = 9Ом
Рисунок 22Временные диаграммы при Uвых = 11,93 В,Rн = 10 Ом
Рисунок 23 Временные диаграммы при Uвых = 11,93 В,Rн = 11 Ом
Рисунок 24 Временные диаграммы при Uвых = 11,95 В,Rн = 12 Ом
Таблица 2. Зависимость напряжения на выходе Uвых преобразователя от тока
нагрузки Iн.
Rн
Ом
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Uвых 11,50 11,74 11,84 11,86 11,89 11,90 11,92 11,93 11,93 11,95
В
Iн А
3,84
2,94
2,37
1,98
1,7
1,49
1,33
1,2
1,09
1
4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
Построим графики
зависимостей напряжения на выходе преобразователя
напряжения Uвых от напряжения на входе Uвх по Таблице 1, зависимости
напряжения на выходе преобразователя Uвых от тока нагрузки Iн, тока
нагрузки Iн от сопротивления нагрузки Rн по Таблице 2.
Рассчитаем Коэффициент нестабильности напряжение на выходе Uвых от
зависимости от напряжения Uвх
KнU = (ΔUвых/ ΔUвых)/ ΔUвх
KнU = {(11,96 – 11,72) : 12} : (10-3) = 0,29%/В
Выводы
1. При увеличении входного напряжения выходное напряжение меняется мало
потому, что в данной схеме присутствует обратная связь, которая позволяет
изменять параметры ШИМ сигнала так, чтобы поддерживать напряжение на
выходе одинаковым.
2. При увеличении тока нагрузки выходное напряжение снижается потому, что
увеличение тока производилось посредством уменьшения сопротивления
нагрузки. При снижении сопротивления происходит падение напряжения.
3. При уменьшении сопротивления нагрузки ток на выходе преобразователя
растёт экспоненциально потому, что по закону Ома ток имеет обратную
зависимость от сопротивления I~1/R, что и дает экспоненциальный рост в
случае уменьшения сопротивления.
