Pomorski fakultet u Rijeci Zavod za elektrotehniku, automatiku i informatiku Energetska elektronika –laboratorijske vježbe 4 1. Trantzistorski istosmjerni pretvarač za sniženje napona (Buck Converter) Slika 1. Tranzistorski istosmjerni pretvarač za sniženje napona Smisao ove vježbe je upoznavanje s načinom rada tranzistorskog istosmjernog pretvarača za smanjenje napona. U prvom dijelu vježbe treba najprije pomoću osciloskopa odrediti radnu frekvenciju i promatrati utjecaj opterećenja na veličinu i valovitost napona na izlazu. U drugom dijelu vježbe uz postepeno povećavanje širine impulsa treba uočiti promjene na izlaznom naponu. Treći dio vježbe pokazuje kako se uz dovoljno veliki kondenzator može dobiti kvalitetan istosmjerni napon i kako je za malu širinu impulsa kojoj odgovara mali izlazni napon potreban veći kondenzator za željenu kvalitetu izlaznog napona. Valovitost napona računa se kao: ΔU% = (Umax – Umin) / Usr Istosmjerni pretvarač u propusnom spoju, odnosno čoper za sniženje napona sastoji se od izvora napona, poluvodičke sklopke, diode, prigušnice L, kondenzatora C i tereta R. Kod ovog pretvarača izlazni napon na tošilu je uvjek manji od ulaznog i može se izračunati kao: Ut=α∙Uizv gdje je Ut napon na trošilu, α faktor intermitencije i Uizv napon izvora. Kada je poluvodička sklopka uključena (elektronički ventil vodi) izvor predaje energiju trošilu. Istodobno se na induktivitetu L i na kondenzatoru C pohranjuje energija u obliku magnetskog, odnosno električnog polja. Frekvencija prekapčanja poluvodičke sklopke je f=1/(tv +tz)=1/T. Ovisno da li poluvodički ventil vodi ili je u stanju zapiranja, struja kroz prigušnicu raste i opada, odnosno njena vrijednost varira oko srednje vrijednosti stuje trošila. Kondenzator C omogućuje približno konstantnu struju i napon, odnosno služi kao filtar za glađenje izlazne struje i napona. Slika 2. Multisim model anzistorskog istosmjernog pretvarača za sniženje napona T1 R1 D1 L1 C1 T1 R1 80Ω U1 40 V D1 L1 1.0mH C1 1.0µF V2 XCP1 1 V/mA XSC1 A B C D G T XCP2 1 mV/mA Pulse Pulse XMM1
ovaj file ide gore samo da ja mogu skinut nesto dada i
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Pomorski fakultet u Rijeci
Zavod za elektrotehniku, automatiku i informatiku
Energetska elektronika –laboratorijske vježbe 4
1. Trantzistorski istosmjerni pretvarač za sniženje napona (Buck
Converter)
Slika 1. Tranzistorski istosmjerni pretvarač za sniženje napona
Smisao ove vježbe je upoznavanje s načinom rada tranzistorskog istosmjernog pretvarača za smanjenje napona. U prvom dijelu vježbe treba najprije pomoću osciloskopa odrediti radnu frekvenciju i promatrati utjecaj opterećenja na veličinu i valovitost napona na izlazu. U drugom dijelu vježbe uz postepeno povećavanje širine impulsa treba uočiti promjene na izlaznom naponu. Treći dio vježbe pokazuje kako se uz dovoljno veliki kondenzator može dobiti kvalitetan istosmjerni napon i kako je za malu širinu impulsa kojoj odgovara mali izlazni napon potreban veći kondenzator za željenu kvalitetu izlaznog napona. Valovitost napona računa se kao: ΔU% = (Umax – Umin) / Usr
Istosmjerni pretvarač u propusnom spoju, odnosno čoper za sniženje napona sastoji se od izvora napona, poluvodičke sklopke, diode, prigušnice L, kondenzatora C i tereta R. Kod ovog pretvarača izlazni napon na tošilu je uvjek manji od ulaznog i može se izračunati kao: Ut=α∙Uizv
gdje je Ut napon na trošilu, α faktor intermitencije i Uizv napon izvora. Kada je poluvodička sklopka uključena (elektronički ventil vodi) izvor predaje energiju trošilu. Istodobno se na induktivitetu L i na kondenzatoru C pohranjuje energija u obliku magnetskog, odnosno električnog polja. Frekvencija prekapčanja poluvodičke sklopke je f=1/(tv +tz)=1/T. Ovisno da li poluvodički ventil vodi ili je u stanju zapiranja, struja kroz prigušnicu raste i opada, odnosno njena vrijednost varira oko srednje vrijednosti stuje trošila. Kondenzator C omogućuje približno konstantnu struju i napon, odnosno služi kao filtar za glađenje izlazne struje i napona.
Slika 2. Multisim model anzistorskog istosmjernog pretvarača za sniženje napona
T1
R1D1
L1
C1
T1
R1
80Ω
U1
40 V
D1
L11.0mH
C1
1.0µFV2
XCP1
1 V/mA
XSC1
A B C D
G
T
XCP2
1 mV/mA
Pulse
Pulse
XMM1
POSTUPAK 1. Učitati shemu: vjezba4a. 2. Aktivirati osciloskop i instrument. 3. Pokrenuti simulaciju 4. Kada se napon na teretu ustali zaustaviti simulaciju. 5. Odrediti radnu frekvenciju. 6. Očitati maksimalnu, minimalnu i srednju vrijednost izlaznog napona i izračunati valovitost. 7. Smanjiti otpor tereta na 40Ω. 8. Pokrenuti simulaciju. 9. Kada se napon na teretu ustali, zaustaviti simulaciju. 10. Nacrtati oblik napona na izlazu. Očitati maksimalnu, minimalnu i srednju vrijednost izlaznog napona i izračunati valovitost. 11. Povećati širinu impulsa na 30%. 12. Pokrenuti simulaciju. 13. Kada se napon na teretu ustali, zaustaviti simulaciju. 14. Nacrtati oblik napona na izlazu. Očitati maksimalnu, minimalnu i srednju vrijednost izlaznog napona i izračunati valovitost. 15. Ponoviti točke 11-14 za širinu impulsa 60% i 80 % 16. Povećati kapacitet kondenzatora na 15µF. 17. Pokrenuti simulaciju. 18. Kada se napon na teretu ustali, zaustaviti simulaciju. 19. Nacrtati oblik napona na izlazu. Očitati maksimalnu, minimalnu i srednju vrijednost izlaznog napona i izračunati valovitost. 20. Smanjiti širinu impulsa na 10%. 21. Pokrenuti simulaciju. 22. Kada se napon na teretu ustali, zaustaviti simulaciju. 23. Nacrtati oblik napona na izlazu. Očitati maksimalnu, minimalnu i srednju vrijednost izlaznog napona i izračunati valovitost. 24. Povećati kapacitet kondenzatora na 30µF. 25. Pokrenuti simulaciju. 26. Kada se napon na teretu ustali, zaustaviti simulaciju. 27. Nacrtati oblik napona na izlazu. Očitati maksimalnu, minimalnu i srednju vrijednost izlaznog napona i izračunati valovitost. f=_____________ KHz