Systemkonstruktion LABORATION SWITCHAGGREGAT. Utskriftsdatum:

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Systemkonstruktion LABORATION SWITCHAGGREGAT. Utskriftsdatum:"

Vilhelm Åström
för 7 år sedan
Visningar:

1 Systemkonstruktion LABORATION SWITCHAGGREGAT Laborationsansvariga: Anders Arvidsson Utskriftsdatum:

2 Syfte Denna laboration syftar till att bekanta sig med en typ av switchaggregat, boost-regulatorn. Den uppswitchade spänningen kommer att användas för att driva en glimlampa (som kräver drygt 60V för att lysa). Genom att experimentera med diverse uppkopplingar kommer laboranten förhoppningsvis få en känsla för principerna bakom switchaggregat. Genomförande Alla uppkopplingar sker på GL-24 däck och med spänningsmatning från Vellemanaggregaten. Hjälpmedlen består av föreläsningsanteckningar och ELFA-katalogen. Alla beräkningar och grafer som görs under laborationen antecknas på separat papper, dessa kommer att gås igenom vid redovisning av laborationen. Redovisning sker genom att laboranten muntligen med hjälp av de anteckningar som gjorts redogör för resultatet för laborationsansvarig. Innehållsförteckning 1 FÖRBEREDELSER UPPKOPPLING EJ ÅTERKOPPLAT SYSTEM ÅTERKOPPLAT SYSTEM MÄTNINGAR I KOPPLINGEN

3 1 Förberedelser Börja med att mäta upp induktansen och serieresistansen i spolen L1 (se bilaga 1) med hjälp av LCR-metern som finns i salen. L = R S = 2 Uppkoppling Kopplingen utförs på GL-24, med matning från spänningskuberna. Två olika matningsspänningar används, +5 V och U SWITCH. Båda dessa ska strömbegränsas till 200 ma. +5 V matningen används till styrelektroniken och U SWITCH är matningsspänningen till switchaggregatet. Rita ett förenklat schema över bilaga 1 där endast komponenter som krävs för switchprincipen tas med. (Hoppa över zenerdioder som endast används som överspänningsskydd, mm). PWMgenerering och återkoppling kan ritas som ett block, men använd samma komponent-id som i schemat på de komponenter du behåller. Det förenklade schemat gör det lättare att känna igen sig i föreläsningsanteckningarna och litteraturen. Koppla sedan upp kopplingen enligt bilaga Ej återkopplat system Under de första mätningarna ska endast +5 V vara inkopplad. Ref_IN ska vara kopplad till Ref_1, varvid man kan justera PWM signalen som kommer ur komparatorn med hjälp av potentiometern. Börja med att mäta och rita V SAW på separat papper. Undersök sedan vilka pulskvoter som är möjliga att få ut på PWM signalen. Notera svaret. Anslut sedan den andra spänningskällan, U SWITCH, och ställ in den på 10 V. Mät på utgången och justera med hjälp av potentiometern utspänningen till 80 V. Vilken är den tid som transistorn leder (T ON ) med denna inställning? 2.2 Återkopplat system Byt nu Ref_IN till att vara Ref_2, varvid systemet kommer nu att få en negativ återkoppling och reglera sig självt. Mät upp utspänningen och kontrollera T ON. Notera dessa värden. Undersök och beskriv hur återkopplingen fungerar. Justera U SWITCH och mät utspänning och PWM signalen. Vid vilka inspänningar (U SWITCH ) kommer regleringen att fungera, om man tillåter en avvikelse på ±1 V på utgången? Hur stor blir pulskvoten (T ON /T) vid gränserna? 3

4 3 Mätningar i kopplingen Under dessa mätningar ska U SWITCH vara 15 V. Dessa mätningar görs för att få en mera ingående förståelse för hur ett switchaggregat fungerar. För att mäta strömmar med oscilloskopet används lämpligen ett motstånd på 3,3 Ω i serie med mätobjektet. Tänk på att placera probarnas jordar i samma punkt. Mät följande spänningar och strömmar: U UT = (Mät med multimeter) U IN = (Mät med multimeter) I UT = ( I = I + I UT R6 R8, mät spänningarna över motstånden) I IN = (mät U R10 med oscilloskop och medelvärdesbilda) Mät med oscilloskop och rita på annat papper (med angivna tider och amplituder): PWM signalen. I Q1. I L1. I D3. Testa gärna att byta D3 mot den långsammare dioden 1N4004 och se vad som händer med strömmen. Beräkna nu verkningsgraden för aggregatet. (Med D3 enligt schema.) η = P UT = P IN η Gör teoretiska beräkningar för I L (hur stor i borde hinna bli under T on och T r ) och jämför med dina uppmätta resultat. 4

Relevanta dokument

Systemkonstruktion LABORATION LOGIK

Systemkonstruktion LABORATION LOGIK Laborationsansvarig: Anders Arvidsson Utskriftsdatum: 2005-04-26 Syfte Denna laboration syftar till att visa några av logikkretsarnas analoga egenskaper. Genom att experimentera