Контрольні питання
Дайте визначення стабілізатора постійної напруги.
Наведіть класифікацію.
Які основні параметри стабілізаторів постійної напруги?
Наведіть схему параметричного стабілізатора.
Опишіть принцип роботи стабілізатора.
Поясніть графо - аналітичний розрахунок стабілізатора.
Наведіть схему компенсаційного стабілізатора.
Яке призначення елементів схеми?
Опишіть принцип роботи схеми.
Який спосіб регулювання вихідної напруги?
5.7.3 Дослідження стабілізаторів напруги
Навчальна мета: Закріплення й експериментальне підтвердження теоретичного матеріалу по компенсаційним стабілізаторам напруги.
Завдання для домашньої підготовки
Дати визначення і класифікацію стабілізаторів напруги.
Описати принцип роботи стабілізатора напруги.
Виконати розрахунок стабілізатора. Вихідні дані: номінальна вихідна напруга UО, межі регулювання вихідної напруги ∆UО = UОмакс - UОмін, номінальний струм навантаження IО, зміна вхідної напруги ∆UВХ. Варіанти завдання приведені в таблиці 1.
Порядок попереднього розрахунку стабілізатора:
1) Визначають мінімальну вхідну напругу U ВХмін= UОмакс+ (4...5…5)В. номінальне UВХном = U ВХмін + ∆UВХ і максимальна вхідна напруга U ВХмакс= U ВХмін + 2 ∆UВХ.
У залежності від струму навантаження визначають число транзисторів регулюючого елемента. При струмі IО = (0,02...0…0,03)А можна використовувати тільки один транзистор VТ1; при 0,03< IО< 0,06 А можна використовувати два транзистори VТ1, VТ2; при 0,06< IО< 5А – усі три транзистори.
По UВХмакс, UОмін, IО визначають максимальна напруга колектор-емітер UКЭмакс= U ВХмакс- UОмін, струм колектора IК = 1,2 IО. потужність, виділювану на колекторному p-n переході РК = UКЭмакс· IК. і вибирають тип транзисторів.
Вибирають тип стабілітрона VD по напрузі стабілізації з умови UС = UОмін – (2...3…3)В. У цьому випадку опір резистора R2=(2...3…3)/IСмін., де IСмін.- мінімальний струм стабілітрона. При IСмин.= 5 ма R2 =(400…600)Ом.
Опір резистора R1 визначають з умови, що при напрузі U ВХмін- UС по ньому протікає струм 3...5…5 мА.
5) Розраховують сумарне RД опір резисторів дільника R3…R5з умови протікання по ньому струму 5...10…10 мА. при номінальній напрузі UО. При цьому опорі резистори дільника визначаються з виражень: R5 = RД ( UС + UБЭ2)/ UОмакс, R4 = RД (1 - UС/ UОмін.) R3 = RД - R4 – R5.
2 Порядок виконання роботи на комп'ютері
2.1 Набрати схему компенсаційного стабілізатора напруги (рис.1).
Установити задані і розраховані параметри елементів схеми.
Уключити схему. Подати на вхід стабілізатора напруга UВХном і резистором R4 установити UО. Заповнити таблицю 1.
Таблиця 2
UВих,В |
UВХном, В |
UВХмін, В |
UВХмакс, В. |
|
|
|
|
Визначити коефіцієнт стабілізації Кст = (∆UВХ/ UВХном)/( ∆UО/ UО).
При номінальній вхідній напрузі, змінюючи опір резистора R4 у межах (0…100)%,визначити UОмін і UОмакс
Зняти навантажувальну характеристику стабілізатора: UВИХ = f ( IН ). Показання приладів занести в таблицю 3.
Побудувати навантажувальну характеристику
Таблиця 3
IН / IО |
1,0 |
1,3 |
1,6 |
1,9 |
2,2 |
2,5 |
2,8 |
3,1 |
UВИХ,В |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 Зміст звіту
3.1 Найменування роботи.
3.2 Відповіді на завдання для домашньої підготовки.
3.3 Схеми і результати експериментальних досліджень.
3.4 Графік залежності UВІХ = f ( IН ).
3.4 Порівняти теоретичні й експериментальні результати.
3.5 Зробити висновки.
Рис.1 Схема компенсаційного стабілізатора напруги.
Таблиця 1
№ вар |
±ΔUвх ,% |
ΔU0, В |
±ΔU0,В |
I0 , A |
№ вар |
±ΔUвх,% |
ΔU0, В |
±ΔU0, В |
I0 , A |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
1 |
5 |
5 |
1 |
0,1 |
31 |
15 |
5 |
1 |
0,05 |
2 |
10 |
10 |
2 |
0,2 |
32 |
20 |
10 |
1 |
0,06 |
3 |
15 |
15 |
3 |
0,3 |
33 |
5 |
15 |
1 |
0,07 |
4 |
20 |
20 |
4 |
0,4 |
34 |
10 |
20 |
1 |
0,08 |
Продоаження таблиці
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
5 |
5 |
25 |
5 |
0,5 |
35 |
15 |
25 |
1,5 |
0,09 |
6 |
10 |
30 |
1 |
0,6 |
36 |
20 |
30 |
1,5 |
0,1 |
7 |
15 |
35 |
2 |
0,7 |
37 |
5 |
35 |
1,5 |
0,15 |
8 |
20 |
40 |
3 |
0,8 |
38 |
10 |
40 |
2,0 |
0,2 |
9 |
5 |
45 |
4 |
0,9 |
39 |
15 |
45 |
2,0 |
0,25 |
10 |
10 |
50 |
5 |
1,0 |
40 |
20 |
50 |
2,5 |
0,3 |
11 |
15 |
5 |
1 |
1,1 |
41 |
5 |
55 |
2,5 |
0,35 |
12 |
20 |
10 |
2 |
1,2 |
42 |
10 |
5 |
0,5 |
0,4 |
13 |
5 |
15 |
2 |
1,3 |
43 |
15 |
10 |
0,5 |
0,45 |
14 |
10 |
20 |
3 |
1,4 |
44 |
20 |
15 |
1 |
0,5 |
15 |
15 |
25 |
3,5 |
1,5 |
45 |
5 |
20 |
1 |
0,55 |
16 |
20 |
30 |
4,0 |
1,6 |
46 |
10 |
25 |
1 |
0,6 |
17 |
5 |
35 |
4,5 |
1,7 |
47 |
15 |
30 |
1,5 |
0,65 |
18 |
10 |
40 |
5,0 |
1,8 |
48 |
20 |
35 |
2,0 |
0,7 |
19 |
15 |
45 |
5,5 |
1,9 |
49 |
5 |
40 |
2,5 |
0,75 |
20 |
20 |
50 |
6,0 |
2,0 |
50 |
10 |
45 |
3,0 |
0,8 |
21 |
5 |
10 |
1 |
2,1 |
51 |
15 |
50 |
3,5 |
0,85 |
22 |
10 |
15 |
1,5 |
2,2 |
52 |
20 |
5 |
1 |
0,9 |
23 |
15 |
20 |
2,0 |
2,3 |
53 |
5 |
10 |
1,5 |
0,95 |
24 |
20 |
25 |
2,5 |
2,4 |
54 |
10 |
15 |
1,5 |
1,0 |
25 |
5 |
30 |
3,0 |
2,5 |
55 |
15 |
20 |
2,0 |
1,05 |
26 |
10 |
35 |
3,5 |
2,6 |
56 |
20 |
25 |
2,0 |
1,1 |
27 |
15 |
40 |
4,0 |
2,7 |
57 |
5 |
30 |
2,5 |
1,2 |
28 |
20 |
45 |
4,5 |
2,8 |
58 |
10 |
35 |
3,0 |
1,3 |
29 |
5 |
50 |
5,0 |
2,9 |
59 |
15 |
40 |
3,5 |
1,4 |
30 |
10 |
55 |
5,5 |
3,0 |
60 |
20 |
45 |
4,0 |
1,5 |