Часть вторая. Выполнение лабораторной работы

Выполнение лабораторной работы

1.Собрать схему для исследования вольтамперной характеристики диода.

2.Включить источник питания и изменяя выходное напряжение снять показания приборов для построения прямой ветви вольтамперной характеристики.

3.Изменить полярность напряжения на диоде. Снять показания приборов для построения обратной ветви вольтамперной характеристики.

4.Собрать схему для исследования вольтамперной характеристики стабилитрона.

5.Включить источник питания и изменяя выходное напряжение снять показания приборов для построения прямой ветви вольтамперной характеристики.

6.Изменить полярность напряжения стабилитроне. Снять показания приборов для построения обратной ветви вольтамперной характеристики.

7.Собрать схему со светодиодом.

8.Подать напряжение питание и, изменяя входное напряжение, наблюдать изменение яркости свечения.

В отчете по первой части представить:

Схемы исследования диода, стабилитрона и светодиода с указанием расчетных значений резисторов и предельных токов.

Вольтамперные характеристики диода и стабилитрона.

Контрольные вопросы по первой части

1.Какая ветвь вольтамперной характеристики (ВАХ) является рабочей для диода?

2.Какая ветвь ВАХ является рабочей для стабилитрона.

3.Как реализовать на базе стабилитрона простейший стабилизатор напряжения?

4.Для стабилитрона КС156А минимальный ток стабилизации равен 3 мА, максимальный - 55 мА. Добавочный резистор выбран такой величины, чтобы ток стабилизации без нагрузки составил 50 мА. Какой максимальный ток нагрузки может быть получен от такого стабилизатора?

5.Для двух однотипных диодов обратный ток при одинаковом напряжении составил соответственно 10 мкА и 50 мкА. Какой диод более качественный?

6.Для двух однотипных диодов прямое падение напряжение при одинаковом токе составило соответственно 0.4 и 0.8 В. Какой диод более качественный?

7.Как изменяется напряжение на стабилитроне, включенном встречно с питающим напряжением, при изменении проходящего через него тока?

ПРИЛОЖЕНИЕ

Краткие справочные данные/

Таблица 1 - Справочные данные по диодам

Тип	Uобр max, В	Iпр max, мА	Uпр, В

Таблица 2 - Справочные данные по стабилитронам

Тип	Uст, В	Iст min, мА	Iст max, мА
КС156А	5.6 (5.04-6.16)
Д814А	8 (7-8.5)
Д814Д	13 (11.5-14)
Д818Е	9 (8.55-9.45)

Таблица 3 - Справочные данные по светодиодам

Тип	Uобр max, В	Iпр max, мА	Uпр, В
АЛ102			2.8 (при Iпр =5 мА)
АЛ307Б			2 (при Iпр =10 мА)

Пиктограмма полупроводникового диода

Модель диода представляет собой схему замещения и содержит резистор Ron, индуктивность Lon, источник постоянного напряжения V1, ключ SW. Управляет роботой ключа блок логики. При положительном напряжении на диоде происходит его срабатывание (включение) и через диод начинает протекать ток. Размыкание ключа (выключение) осуществляется при снижении до нуля тока, протекающего через диод. Параллельно диоду подключена демпфирующая цепь, называемая Snubber, состоящая из последовательно соединенных резистора R и емкости С. На пиктограмме диода имеются анод а и катод к, также порт, обозначенный m, в котором формируется векторный Simulink- сигнал из двух составляющих. Первая состветствует анадному току, вторая - напряжению на аноде.

Во вторй части необходимо провести исследования модели однотактного выпрямителя с RC- нагрузкой и измерить токи и напряжения на диоде и нагрузке.

Исходные данные для модели: Питающее переменное напряжения 220В с частотой 50Гц, нагрузка с сопротивлением 2Ом и индуктивностью 5мГн.

Запускаем MATLAB и вызываем два окна: окно обозревателя библиотеки Simulink Librarу Browser, окно модели – через File/New/Model. Расположены окна на рабочем столе. В левой части окна обозревателя следует закрыть дерево

S imulink, открыть дерево SimPowerSystems и активировать строку дерева Electrical Sources (источники электрической энергии). В правой части окна обозревателя откроется раздел Electrical Sources. С помощью ЛКМ нужно перетащить пиктограмму источника переменного напряжения AC Voltage Source в окно модели. Действуя аналогично, в окно модели поочередно перемещают пиктограмму последовательной RCL-цепи Series RCL Branch

из раздела Elements (электротехнические элементы), пиктограмму измерителя напряжения Voltage Measuremtnt и измерителя тока Current Measuremtnt из раздела Measuremtnts (измерительные и контрольные устройства). Из библиотеки Simulink - пиктограммы осциллографа Scope

из раздела Sinks (приемники и измерители сигналов) и Demux из раздела

Signal Routing (блоки определяющие маршрут сигналов). Блоки соединяем в схему (рис.2а). К информационному порту m диода подключается осциллограф

Scope через демультиплексор выделяющий из общего векторного Simulink - -сигнала два раздельных сигнала, выводимых на осциллограф. Осциллограф имеет 4 входа. Количество входов устанавливается вызовом в окне осциллографа Scope кнопкой Parameteps другого окна с именем Parameters Scope и закладкой General - общие параметры, где и устанавливается требуемое число осей.

В блоках настройки параметров производят установку питающего напряжения, сопротивление и индуктивность. Параметры насторойки диода приведены на рис.2б. Уменьшение сопротивления в демпфирующей цепи Snubber до 10-20Ом, приводит к появлению высочастотных колебаний. Изменение емкости, также может привести к появлению высокочастотных колебаний.

Необходимо посмотреть и проанализировать временные диаграммы процессов при различных сочетаниях параметров диода и нагрузки.

Рис.2 SPS-модель полупроводникового диода и окно настройки

параметров диода

В отчете по второй части представить:

Схему SPS-модель полупроводникового диода, временные диаграммы процессов при различных сочетаниях параметров диода и нагрузки.

В отчете привести временные диаграммы переходных процессов при 3-х различных сочетаниях параметров диода и нагрузки.

Обьяснить различие полученных результатов

Контрольные вопросы по второй части

1. Как выбрать параметры диода?

2. Как изменяется прямое падение напряжения на диоде при изменении проходящего через него тока, если положительный потенциал питающего напряжения приложен к аноду?

3.На вход схемы, собранной для снятия ВАХ диода подано синусоидальное напряжение. Какую форму имеет напряжение на диоде.?

4. Обьяснике смысл постановки демпфирующей цепи?

5. Какой сигнал формирует выходной порт?

Дата добавления: 2015-03-29