4.9. Стабилизаторы тока
Для расширения функциональности линейные стабилизаторы напряжения могут использоваться в устройствах стабилизации тока. Пример стабилизатора тока с использованием трехполюсной модели стабилизатора напряжения показана на рисунке 3.10.
Стабилизатор тока
Рисунок 3.10
В этой схеме базовый трехполюсник преобразуется в двухполюсник. Для того чтобы схема работала в режиме стабилизации тока между выходом и общим выводом трехполюсного стабилизатора включается датчик тока R1 на котором поддерживается постоянное напряжение равное выходному напряжению микросхемы. Для обеспечения условия Iн=const при изменении дестабилизирующих факторов(источника постоянной ЭДС v1, сопротивления нагрузки R2) изменяется напряжение между выходом U12 и соответственно сопротивление регулирующего элемента U1. Для получения высокого КПД стабилизатора тока микросхемы, используемые в качестве двухполюсников должны иметь низкое выходное напряжение стабилизации. Максимальное значение выходного тока стабилизатора тока. Максимальное значение выходного тока стабилизатора ограничивается схемой стабилизации напряжение. Получение больших токов стабилизаторов возможно с использованием схем стабилизаторов напряжения, с повышенным током нагрузки приведенных в разделе 3.7.
Минимальное входное напряжение:
Номинальное значения напряжения:
Максимальное входное напряжение:
Сопротивление датчика тока R1
,
где 
-ток стабилизации , Iout
– Исследование стабилизатора тока.
Экспериментальная часть
Цель: Исследование стабилизатора тока.
Схема исследуемого стабилизатора приведена на рисунке 3.11.
Исследуемая схема стабилизатора тока
Рисунок 3.11
В качестве стабилизатора напряжения выбрана микросхема LM117 с параметрами:
Выходное напряжение Uout=1,2 В
Выходной ток Iout= 1,8 А.
Значение
резистора датчика тока R1
где
выходное напряжение микросхемы LM117H,
выходной ток стабилизатора тока.
Минимальное и максимальное значения входного напряжения:
,
где
В относительное отклонение питающей
сети.
Сопротивление нагрузки определяется суммой двух резисторов постоянного резистора R2=5 Ом и переменного R3(100%)=10 Ом. Значение R3 изменяется от 0 до 100%
Эксперимент 1. Изучение принципа работы и построение выходной характеристики стабилизатора тока.
а)
Откройте файл « Стабилизатор тока» или
соберите схему рис. Установите значения
напряжения постоянной ЭДС V1
равным 
сопротивление
нагрузки Rнmax=15
Ом. Изменяя значение постоянной ЭДС V1
от 
до
с шагом 
занесите в таблицу показания амперметра
U2(ток
нагрузки Iнст)
и
вольтметров
U3(напряжение
датчика тока UR1),
(напряжение
нагрузки (
),
(падение
напряжения 
).
б)
По данным таблицы построить зависимости:
,
,
,
и КПД
По полученным зависимостям сделайте выводы о принципе работы стабилизатора тока при изменении входного напряжения U1.
в)
Установите 
.
Изменяя значения резистора R3
от 100% до 0% с шагом 10%, занесите в таблицу
показания амперметра U2
(ток
нагрузки Iнст),
вольтметров U3
(UR1),
U4(Uн),
U5(U12).
г)
По данным таблицы постройте зависимости:
,
,
,
и КПД
По полученным зависимостям сделайте выводы о принципе работы стабилизатора тока при изменении сопротивления нагрузки.
д) В исследуемой схеме замените микросхему U1 LM117H на LM7805CT, значение резистора R1=2,4 Ом на R1=10 Ом. Установите значение входного напряжения U1
Повторите пункты а), б), в), г) и проведите сравнительный анализ между схемами.