ÁRAMFORRÁS

Dokumentumok

L. Frangu: Tápegységek, laboratóriumi útmutató, 2017

TÁPELLÁTÓK laboratóriumi útmutató

L. Frangu: Tápegységek, laboratóriumi útmutató, 2017

2. cikk: Egy nem stabilizált forrás terhelési jellemzői A munka céljai: - a forrás terhelési jellemzőinek emelése - a jellemző közelítése egyenes vonallal, a paraméterek meghatározása - az elsődleges áram hullámzásának és torzításának kiemelése Szükséges eszközök: stabilizálatlan forrás, digitális voltmérő, milliaméter, változtatható ellenállás (vagy dekadikus doboz), galvanikusan elkülönített áramátalakító. Elméleti ismertetés

A stabilizált forrásoknak az a szerepe, hogy a zavaró ingadozásokhoz képest kis eltérésekkel szolgáltassák a feszültséget. A zavarok közül a legfontosabbak a következők: terhelés, áramellátás és a környezeti hőmérséklet. Általában a stabilizátor tápellátását stabilizálatlan forrás biztosítja, az energia létrehozása származhat: elemekből, napelemekből, hálózati egyenirányítóból stb. Ennek a forrásnak a terhelési karakterisztikája (más néven külső jellemző) kifejezi a feszültség függését a terhelési áramtól, a tápfeszültség és a környezeti hőmérséklet rögzített értékeinél, a változók Us és Is. Fontos a tervezés során, mert a végső zavarokat eredményezi, amelyek a stabilizátor áramellátásánál jelentkezhetnek (példa a hálózatról táplált stabilizátorra, az 1. ábrán).

1. ábra: Stabilizálatlan forrásból (transzformátor + egyenirányító + szűrő) és stabilizátorból álló tápegység

2. ábra: Mérőáramkör a forrás jellemzéséhez

A terhelési karakterisztika kísérleti meghatározásához egy olyan áramkört használunk, mint a 2. ábrán. A mérési hiba minimalizálása érdekében feltételeztük, hogy a voltmérőnek nagyon nagy a belső impedanciája (az elektronikus voltmérő megfelel ennek a követelménynek), így az általa elnyelt áram elhanyagolható. a terhelésen átáramló áramhoz képest. A mérési módszer által bevezetett hibákra vonatkozó ilyen óvintézkedéseket azokon a forrásokon kell megtenni, amelyek kis áramot szolgáltatnak.

Elemzés és tervezés céljából a terhelés jellemzőinek egyszerűsített változatait alkalmazzák. A legegyszerűbb közelítés egy lineáris (a grafikon egyenes), amelyhez hozzáadódik a terhelési áram maximálisan megengedett értéke, ha erre a korlátozásra szükség van. Az egyenes paraméterei a meredekség és a vágás az ordinátatengellyel. A forrás üresjárati feszültsége megegyezik az ordinátatengely nyírásával, a belső ellenállás pedig megegyezik a vonal meredekségével, szorozva 1-vel. A paraméterek meghatározása több módszerrel is elvégezhető: közvetlenül a grafikonon; - a lineáris közelítés paramétereinek analitikai meghatározása a legkisebb négyzetek hivatkozása alapján (lásd a lineáris regressziót a http://www.etc.ugal.ro/lfrangu/IETC1.pdf dokumentumban).

L. Frangu: Tápegységek, laboratóriumi útmutató, 2017

Hogyan kell dolgozni: 1. A stabilizálatlan forrás kimenete üres, a forrást az AC hálózatról tápláljuk. Az oszcilloszkóp segítségével megfigyeljük a kimeneti jelet és meghatározzuk a forrás típusát (AC, DC hálózati transzformátorral stb.). A mérőeszközök képernyőit a kimeneti feszültség típusának megfelelően választják meg. Ha szükséges (például a hullám alakjának megtekintéséhez), adjon egy terhelést a kimenethez, amely elnyeli az alacsony áramot (50 mA alatt). 2. A 2. ábrán látható áramkör készül az E forrás jellemzésére (annak típusától függetlenül). Elektronikus voltmérőt használnak. A terhelés változó ellenállás, amely lehet dekadikus doboz vagy különböző értékű ellenállások (kb. 20 250, 500mA nélkül). 3. Adjon meg különböző értékeket az R ellenállásnak, és mérje meg az U-I párokat (az áram indikatív értékei a táblázatban). A mért értékeket a táblázat tartalmazza. A terhelési áram 0 értékének megszerzéséhez a terhelést kikapcsolják. I (mA) 0 20 40 60 80 100 120 120 140 160 180 200 U (V) 4. Rajzolja meg a forrás U (I) karakterisztikáját, egy vonallal közelítve a karakterisztikát. 5. A lineáris gráfból két jellemző paramétert határozunk meg: az alapjárati feszültség (E) a gráf és a tengely metszéspontjában lévő feszültség értéke

ordináták; a forrás belső ellenállása megegyezik a vonal meredekségével, megváltozott előjellel. A belső ellenállás az

közelíteni tud a vonal szélső pontjaiból:

6. A lineáris közelítés paramétereit a legkisebb négyzetek módszerével határozzuk meg, és hasonlítsuk össze a fent meghatározott értékekkel. 7. Az oszcilloszkóp egyszeri felvételének opciójával mérje meg az átmeneti időt a forrás be- és kikapcsolásakor. 8. Galvanikusan leválasztott áramátalakítóval kiemeljük a váltakozó áramú hálózatból elnyelt áram alakját. A laboratóriumi jelentésnek tartalmaznia kell: - a sémát, az értékeket tartalmazó táblázatot és a terhelési jellemzőket - a paraméterek grafikon alapján meghatározott értékeit, valamint a c.m.m.p. - A többi kísérletileg meghatározott érték - Milyen struktúrát vizsgált a forrás? - A polgármester jelenlegi síléce. Összeegyezik-e az elején azonosított forrás típusával? A laboratóriumi munka mintadokumentuma:

L. Frangu: Tápegységek, laboratóriumi útmutató, 2017

Stabilizálatlan forrás terhelési jellemzői 1. Mérőáramkör

2. A forrás U (I) jellegzetességének emelése. I (mA) 0 20 40 60 80 100 120 120 140 160 180 200 U (V) 3.

4. A paraméterek értéke, amelyet a grafikon és a megközelítőleg c.m.m.p . módszerrel határozunk meg, a grafikonról a c.m.m.p. A forrás üresjárati feszültsége, E (V) Belső ellenállás, r () 5.

Itt a gráfpapírra vagy más bélelt papírra rajzolt grafikon (jellemző kísérleti úton nyert). U (V) n rendezett, I (mA) n abszcissza. Az egyenlő távolságra elhelyezett tengelyek értékei (8-12 érték elegendő). Az ordinátatengelyen a kiindulási érték különbözik a 0-tól (kissé alacsonyabb lehet, mint a legalacsonyabb mért feszültségérték). A mért pontokat külön kell megjelölni. Az eredeti papírvonalon kívül nincs szükség más segélyvonalakra. A mért pontok között megközelítőleg, lineárisan rajzolt grafikon vonalzót használhat. A második színnel megrajzoljuk a vonalat, amelyet a c.m.m.p módszerrel meghatározott paraméterek jellemeznek.

Kimeneti feszültség hullámzó sí Kimeneti feszültség síelés, átmeneti üzemmódban (indítás, leállítás)

L. Frangu: Tápegységek, laboratóriumi útmutató, 2017

3. cikk: Az áramellátó eszköz kapszuláján elárasztott teljesítmény értékelése a kapszulán, a környezettől való hőmérséklet-különbség segítségével - a kapcsolási frekvencia hatásának meghatározása a szórt teljesítményre Szükséges eszközök: ampermérő, elektronikus voltmérő, stabilizált forrás 15V, 1A, kísérleti platform a hőmérséklet-különbség mérésére (2 hőmérséklet-jeladó a környezethez), változó terhelési ellenállás 3 - 33/2A, funkciógenerátor, oszcilloszkóp, hőmérő hőelemmel Elméleti ismertetés

Az áramellátás az elektronikus eszközökben belső fűtést (csomópontokat) okoz, majd a kapszulát, majd a környezetet. A kapszula és a környezet közötti hőmérséklet-különbség az elvezetett energiától és a hő eltűnésétől függ. A környezet disszipációját befolyásoló elemek a következők: - a kapszula és a radiátor (geometria, sugárzási és vezető tulajdonságok) - a disszipációs környezet (levegő, folyadék, a kapszula körüli energiaelnyelő testek, a légáram) - a kapszula (vagy radiátor) helyzete, a folyadék közeg természetes áramlási irányához viszonyítva Ha ezek az elemek rögzülnek, a hőmérséklet-különbség szinte kizárólag a disszipált teljesítménytől függ. Az 1dt (P) függvény grafikonját az 1. ábra mutatja. Ennek eredményeként a készülék által elvezetett teljesítmény csak a kapszula és a környezet közötti hőmérséklet-különbség mérésével értékelhető, feltételezve, hogy álló helyzetű rendszert telepítettek. ebben