Вход

Доработка источника напряжения ВС 4-12

Реферат по физике
Дата добавления: 29 августа 2009
Язык реферата: Русский
Word, rtf, 1 Мб
Реферат можно скачать бесплатно
Скачать
Данная работа не подходит - план Б:
Создаете заказ
Выбираете исполнителя
Готовый результат
Исполнители предлагают свои условия
Автор работает
Заказать
Не подходит данная работа?
Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.
Заказать новую работу
ДОРАБОТКА ИСТОЧНИКА НАПРЯЖЕНИЯ ВС 4-12 Любой школьный учитель , преподающий раздел физики «Электричество и ма г нетизм) в своей практике систематически использует такой широко извест ный исто ч ник постоянного напряжения, как ВС 4-12, позволяющий получать на выходе постоя н ное (пульсирующее) напряжение 4, 6, 8, 10 и 12 В при максимальном токе нагрузке 4 А . Принцип действия этого прибора очень прост и легко понятен из принципиальной сх е мы, показанной на рисунке 1 а . Следует отметить, что э тот источник питания оснащён относительно мощным понижающим трансформатором, способным питать нагрузку током, превышающим 4 А . Тем не менее делать этого нельзя, так как диоды выпрямительного моста рассчитаны на меньший ток. Однако незначительная доработка прибора позволяет использовать его как в стандартном режиме работы, так и в качестве источника переменного напр я жения с максимальным током нагрузки, превышающим 4 А . Для этого достаточно в конструкцию прибора ввести всего один тумблер, как это показано на рисунке 1 б . В верхнем по схеме положении контактов тумблера выходные гнёзда прибора подкл ю чаются к выходу выпрямительного моста, и источник работает в стандартном режиме. Если же контакты тумблера перевести в нижнее по схеме положение, то одно выходное гнёздо окажется подключённым непосредственно ко вторичной обмотке трансформ а тора, а второе – к ползунку галетного переключателя. Теперь на выходе источника б у дет действовать переменное напряжение, регулируемое приблизительно в тех же пр е делах, что и постоянное. Конструктивно доработка источника напряжения может быть осуществлена сл е дующим образом. Чтобы не делать в металлическом корпусе прибора лишних отве р стий, можно удалить индикаторную лампочку накаливания (всё равно она часто тер я ется или перегорает), а на её место установить тумблер. Также хорошо известно, что эти источники напряжения нередко выходят из строя из-за перегрузок по току, которые возникают особенно часто когда прибор поп а дает в руки школьников без присмотра учителя . Причём, наверное, каждый учитель з а мечал , что некоторые ВС 4-12 на удивление живучи, а иные – «горят» очень легко . Причина этому в следующем. Изначально диодный мост прибора изготавливался из, так называемых, селеновых шайб, устанавливаемых на мощных радиаторах. Позже промышленность перешла на использование мощных диодов КД202, способных в ы держивать меньший ток , при этом установлены они в ВС 4-12 без радиаторов, что и с о кращает срок службы таких приборов. Проблема может быть решена путём изготовления несложного защитного устройства, отключающего нагрузку прибора автоматически в случае превышения т о ком допустимого значения. Принципиальная схема возможного варианта такого устройства показана на рисунке 2. При соответствующем выборе транзисторов устро й ство способно защищать от перегрузок как простые, так и стабилизированные выпр я мители с в ы прямленным напряжением от 6 до 60 В и допустимым током нагрузки от 30 мА до 10 А . Конденсаторы и предназначены для работы защитного устройства в режиме импульсных перегрузок и при обычном его использовании дол ж ны быть из схемы исключены. Принцип действия защитного устройства состоит в следующем. Когда ток нагрузки меньше максимально допустимого тока ( ) транзистор открыт , а - закрыт. Падение напряжения на участке эмиттер – коллектор транзистора (между точками А и Б ) составляет несколько десятых долей вольта. В случае перегрузки ( ) напряжение между точками А и Б возрастает, что вызывает появление тока в цепи базы транзистора . В результате транзистор отпирается, а закрывается. Это ведёт к ещё большему росту напряжения между точками А и Б . Благодаря име ю щейся положительной обратной связи (через резистор ) схема очень быстро перех о дит во второе устойчивое состояние: - открыт, - закрыт. При этом б ольшая часть напряжения выпрямителя оказывается приложен ой к лампе Л , которая загорается, указывая на перегрузку. Потребляемый при этом ток от выпрямителя в наихудшем сл у чае (короткое замыкание) равен сумме токов лампы и открытого транзистора , что составляет величину в 2 3 раза меньшую . После устранения перегрузки и кратк о временного нажатия кнопки Кн защитное устройство переходит в исходное состояние, лампа гаснет. Выбор типа транзисторов и минимального сопротивления резисторов и осуществляется по ниже приведённой таблице. , В , А Типы транзисторов , кОм , кОм 6 15 0,03 0,1 МП39 МП42 МП42 ; МП42А ; МП42Б 6 30 0,1 1,5 МП42 МП42Б П213Б П217 6 60 1,5 5,0 П213Б П217 П214 В; П214Г; П217В 9 60 1,5 10,0 П213Б П217 П210Б; П210В При сборке устройства необходимо установить резистор сопротивлением в 2 3 раза больше минимального (окончательно его подбирают в процессе налаживани я устройства). При использовании мощных транзисторов (П213, П214 и т. п.) сопроти в ление резистора необходимо уменьшить до величины около 510 Ом . Поскольку оба транзистора работают в качестве электронных ключей , тепловые режимы их лёгкие и радиаторов можно не применять. Коэффициент передачи тока транзисторов должен быть не менее 20. Лучше, если эта величина (особенно для тра н зистора ) будет превышать 40, так как в этом случае уменьшается ток, потребляемый от выпрямителя для поддержания в открытом состоянии. Сигнальную лампу выбирают на рабочее напряжение и номинальный ток в 2 3 раза меньший . Низковольтные лампы (на 3,5 В или 6,3 В ) следует включать посл е довательно с добавочным резистором, сопротивление которого можно рассчитать по формуле: . При токе подобрать нужную лампу может оказаться затруднител ь н о . В этом случае для коммутации имеющейся лампы можно воспользоваться электр о магнитным реле. Его обмотка должна обладать сопротивление м, как минимум , в 1,5 2 раза больш им величины , а ток срабатывания - во столько же раз меньш им , чем . Контакты реле могут коммутировать любое сигнальное устройство. В некоторых случаях бывает необходимым, чтобы устройство не реагировало на импульсные перегрузки по току. Тогда можно включить в схему конденсатор ёмк о стью несколько сотен микрофарад или замедлить срабатывание защиты путём устано в ки конденсатора ёмкостью несколько микрофарад. Налаживание устройства состоит в следующем. Резистор составляют из п о следовательно включённых переменного и постоянного резисторов. При этом общее сопротивление должно быть не менее вычисленного по формуле: , где - статический коэффициент передачи тока транзистора (иначе этот транз и стор выйдет из строя). К выходным гнёздам устройства последовательно с амперме т ром подключают эквивалент нагрузки (проволочный резистор) сопротивлением . Затем включают питание устройства и подбирают сопротивление так, чтобы устройство срабатывало при заданном токе . В исходное состояние устройство во з вращают нажатием кнопки Кн . После окончания настройки заменяют переменный и постоянный резисторы одним постоянным резистором соответствующей величины, причём его мощность рассчитывают по формуле: . Конструктивно устройство защиты целесообразно выполнять в самостоятельном корпусе из пластмассы или другого диэлектрического материала в виде отдельной пр и ставки, что позволит использовать его при работе с различными источниками постоя н ного напряжения, удовлетворяющими выше изложенным требованиям. В случае отсу т ствия такой необходимости плату защитного устройства имеет смысл разместить вну т ри корпуса прибора на диэлектрическом основании, обеспечив надёжное отсутствие контакта токопроводящих дорожек платы и металлических корпусов деталей устро й ства с корпусом прибора.
© Рефератбанк, 2002 - 2017