为了进一步研究电压控制型开关调节系统在受到扰动作用时的动态特性,作者搭建了60W实验样机,开展了突变负载和电源电压变化的实验。
1.突变负载的实验
实验参数:输入电压Ug=23.0V,输出电压U=10.0V,最大负载电流5.8A,最小负载电流1.8A。
突增负载实验:实验时,输出电流是从1.8A突升到5.8A,系统动态响应如图2-22所示,实验测得:瞬态电压下降2.0V,调节时间ts=2.5ms。
突减负载实验:实验时,输出电流是从5.8A突降到1.8A,系统动态响应如图2-23所示,实验测得:瞬态电压上升1.6V,调节时间ts=2.26ms。
图2-22 电压控制突增负载动态响应曲线
1—输出电压 2—输出电流纵坐标:输出电压20V/格;输出电流10A/格
图2-23 电压控制突减负载动态响应曲线
1—输出电压 2—输出电流纵坐标:输出电压20V/格;输出电流10A/格
2.电源电压变化的实验
实验参数:输出电压U=12.1V,负载电阻Rload=12Ω。(www.daowen.com)
电源电压上升实验:实验时,输入电压Ug是从17.05V升到24.00V,实验波形如图2-24所示。实验测得:电源电压突增前输出电压为12.10V,电源电压突增使输出电压瞬态上升7.5V,达到稳态后,输出电压稳定在11V上。由于电压型控制系统是I型系统,从图2-24可见,电源变化属斜坡输入函数,因此系统存在稳态误差为1.1V。实验表明,采用电压单环控制对电源电压突变反应慢,电压波动大,有静差,动态响应不理想。
电源电压下降实验:实验时,输入电压Ug是从24.00V降到17.05V,实验波形如图2-25所示。从图2-25可见,电源电压突降时,输出电压几乎没变化。说明虽然电源电压突降,但输出端接有较大的滤波电容,能较好地维持输出电压的稳定。
上述实验测得的数据见表2-4。从改变电源电压和负载突变实验可得出:电压控制型开关调节系统(单环控制)对负载突变能获得较好的动态特性,但对电源电压的变化,动态响应不理想。
图2-24 电源电压上升时单环控制的动态响应曲线
1—输出电压 2—电源电压纵坐标:输入电压5V/格;输出电压5V/格;横坐标:时间20ms/格
图2-25 电源电压下降时单环控制的动态响应曲线
1—输出电压 2—电源电压纵坐标:输入电压5V/格;输出电压5V/格;横坐标:时间20ms/格
表2-4 突变负载和电源电压变化实验数据表
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