Полупроводниковый однополупериодный выпрямитель ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5 по дисциплине Основы электротехники и электроники для студентов направления подготовки (специальности) 162300 ТЕМА №10 Источники вторичного электропитания | Должность, уч. степень | Фамилия/ Подпись | Дата | Разработал | Доцент кафедры | Кивокурцев А.Л. | 02.09.2012 г. | Иркутский филиал МГТУ ГА кафедра Авиационных электросистем и пилотажно- Навигационных комплексов Лабораторная работа № 5 По дисциплине Основы электротехники и электроники СОДЕРЖАНИЕ ТЕМА №10 Источники вторичного электропитания ЛР10.1 Исследование полупроводниковых выпрямителей. ЛИТЕРАТУРА [4] Дроздов В.В. Общая электротехника и электроника. Часть2. Основы электроники. М., МГТУ ГА, 2005 г. с.41…46. [8] Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника. М., «Академия», 2007 г. с. 253…265. [9] Лачин В.И., Савёлов Н.С. Электроника. Ростов на Дону, «Феникс», 2005 г. с. 295…307. НАГЛЯДНЫЕ ПОСОБИЯ, ПРИЛОЖЕНИЯ, ТСО 1. Компьютеризированные учебно-лабораторные стенды «Теория электрических цепей и основы электроники». ТЕМА №10 ИСТОЧНИКИ ВТОРИЧНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5 ЛР 10.1. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ. Цель работы В результате занятия студенты должны Знать:назначение, конструкцию, принцип работы, основные характеристики и особенности технической эксплуатации источников вторичного электропитания (полупроводниковых выпрямителей);; Уметь: -самостоятельно собрать электрическую схему с подключением электроизмерительных приборов для снятия основных характеристик полупроводниковых выпрямителей; - произвести расчет параметров и снять основные характеристики полупроводниковых выпрямителей; Владеть: техникой экспериментальных исследований однофазных трансформаторов и проведения анализа полученных результатов исследования. Методические указания 1. Изучить следующие вопросы. - принцип действия вторичных источников электропитания (полупроводниковых выпрямителей); - назначение, классификацию, структуру выпрямительных устройств (ВУ); - структуру, принцип действия, основные характеристики неуправляемых полупроводниковых выпрямителей; - назначение, структуру управляемых полупроводниковых выпрямителей; - назначение, структуру сглаживающих фильтров; - понятие коэффициента пульсаций выпрямленных напряжений; - как влияет на коэффициент пульсаций введение в схему ВУ сглаживающих фильтров? 2. Ознакомиться с порядком выполнения работы. 3. Подготовить отчет, содержащий следующие разделы: - тему и цель работы; - принципиальные электрические схемы выпрямителей при проведении экспериментов; - формулы для расчёты параметров схем; - заготовки таблиц результатов измерений и расчетных данных; - заготовки графиков результатов измерений и расчетных данных; - выводы по работе. Краткие теоретические сведения Эффект p-n перехода в диодах Двухэлектродный полупроводниковый элемент - диод содержит n- и p -проводящий слои (рис. 1.). В n-проводящем слое в качестве свободных носителей заряда преобладают электроны, а в p-проводящем слое - дырки. Существующий между этими слоями p-nпереход имеет внутренний потенциальный барьер, препятствующий соединению свободных носителей заряда. Таким образом, диод блокирован. При прямом приложении напряжений («+» к слою p, «—» к слою n) потенциальный барьер уменьшается, и диод начинает проводить ток (диод открыт). При обратном напряжении потенциальный барьер увеличивается (диод заперт). В обратном направлении протекает только небольшой ток утечки, обусловленный неосновными носителями. ВАХ диода  Вольтамперная характеристика это график зависимости тока, протекающего через диод от напряжения приложенного к диоду (рис.2). Причины отличия реальных ВАХ диодов от идеальных (характеристика p-nперехода) обусловлены: - сопротивлением слоев полупроводника; - сопротивлением контактов металл -полупроводник. Рис. 2 Полупроводниковый однополупериодный выпрямитель В цепи с полупроводниковым диодом (рис.3) установившийся ток может протекать только при определенной полярности приложенного к диоду напряжения. При изменении полярности напряжения диод запирается и ток прекращается. В результате при синусоидальном приложенном напряжении uвх в нагрузке протекает пульсирующий ток одного направления. Такую же форму имеет и выпрямленное напряжение на нагрузке ud. Для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения применяются сглаживающие фильтры. Простейшим фильтром является конденсатор, подключенный параллельно нагрузке. Тогда при открытом состоянии диода конденсатор заряжается, а при закрытом -разряжается на нагрузку. Ток и напряжение на нагрузке становятся непрерывными, пульсации уменьшаются, и увеличивается среднее значение напряжения на нагрузке. Кривая ud(t) для этого случая показана на рис.4 пунктиром.  Рис.3 При исследовании выпрямителей применяются следующие обозначения: · uвх, Uвх, Uвхmax – мгновенное, действующее и амплитудное синусоидального входного напряжения; · ud, Ud, Udmax, Udmim – мгновенное, среднее, максимальное, минимальное значения выходного (выпрямленного) напряжения; · (Umax~) – изменение пульсирующего выпрямленного напряжения (амплитуда переменной составляющей выпрямленного напряжения, которая в первом приближении может быть определена из графика) (рис .4): =  · fп - частота пульсаций выходного напряжения; fвх – частота входного напряжения · m = fпульс / fвх — число пульсаций выпрямленного напряжения за один период напряжения питания; · - коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения. В однополупериодном выпрямителе без фильтра: ; ;  |