Двухкаскадный стабилизатор напряжения

Если требуется повышенная стабильность выходного напряжения, то применяются двухкаскадные схемы стабилизаторов (рис. 46).

Рис. 46. Двухкаскадный стабилизатор напряжения

Предварительная стабилизация напряжения в двухкаскадном стабилизаторе напряжения с помощью элементов R1 и D1 позволяет получить достаточно высокий коэффициент стабилизации выходного напряжения, который равен:

(8)

где , - внутренние динамические сопротивления стабилитронов.

Мостовые стабилизаторы напряжения

Для мостовой схемы стабилизации с одним стабилитроном (рис. 47. а) коэффициент стабилизации равен:

(9)

Для стабилизатора напряжения с двумя стабилитронами (рис. 47.б) коэффициент стабилизации равен:

(10)

где , - внутренние динамические сопротивления стабилитронов.

а) б)

Рис. 47. Мостовые стабилизаторы с одним (а) и двумя стабилитронами (б)

В мостовых параметрических стабилизаторах коэффициент стабилизации теоретически может быть бесконечно малым, если выбрать элементы, исходя из условий равенства нулю выражения в скобках.

Величина отклонения выходного напряжения мостовых схем стабилизатора напряжения при изменении температуры зависит от температурных коэффициентов стабилитронов, а для схемы на рис. 47.а еще и от температурных коэффициентов резисторов R1 и R2. Особенностью мостовой схемы на рис. 47.б является возможность получения низких выходных напряжений при небольшом температурном уходе за счет применения стабилитронов с мало отличающимися температурными коэффициентами.

Следует отметить, что относительно высокая стабильность выходного напряжения в стабилизаторах напряжения на рис. 46 и 47 достигается за счет значительного ухудшения КПД по сравнению со схемами на рис. 43 и 45.

Задание на лабораторную работу

1. Исследовать однокаскадный стабилизатор напряжения без термокомпенсации:

1.1. Собрать схему (рис. 43). Добавить последовательно источник переменного напряжения 1В, 100 Гц. Добавить приборы для измерения тока и напряжения на стабилитроне (удобнее всего воспользоваться элементами AMMETER и VOLTMETER из набора Indicators).

1.2. Изменять напряжение источника постоянного напряжения и измерять напряжение и ток стабилитрона. Измерения проводить до тех пор, пока ток стабилитрона не начнет резко расти.

1.3. Построить вольтамперную характеристику стабилитрона (обратную ветвь).

1.4. Для анализа сигналов на входе и выходе выпрямителя установить осциллограф. Подать входной сигнал на канал А, выходной – на канал В.

1.5. Наблюдать на экране осциллографа сигналы на входе и выходе выпрямителя.

1.6. Рассчитать коэффициент стабилизации.

1.7. Измерить напряжение пульсаций на выходе схемы, меняя напряжение постоянного источника питания последовательно от 1 до 10 В. Построить график Uд(Uп).

1.8. Создать отчет (документ Word, Exel). В отчет занести результаты измерений, графики, расчеты.

2. Исследовать однокаскадный стабилизатор напряжения с термокомпенсацией (рис. 45). Исследование проводить аналогично пунктам 1.1 – 1.8. Диоды использовать из л/р №1.

3. Исследовать двухкаскадный стабилизатор напряжения (рис. 46). Исследования проводить аналогично пунктам 1.1 – 1.6.

4. Исследовать мостовой стабилизатор напряжения с одним стабилитроном (рис. 47.а). Исследования проводить аналогично пунктам 1.1 – 1.6.

5. Исследовать мостовой стабилизатор напряжения с двумя стабилитронами (рис. 47.б). Исследования проводить аналогично пунктам 1.1 – 1.6.

Таблица 3

Задание на лабораторную работу №3

№ варианта
Стабилитрон	1N4728A	1N4741A	1N5221B	1N5222B	1N5266B	1N5943B	1N747A	1N749A	1N748A	1N992B

№ варианта
Стабилитрон	1N4729A	1N4681	BZV55-C2V3	BZV55-C2V4	BZV55-C4V3	BZV55C2V7	BZX55-C3V0	1N4371	1N4370A	1N4372A

Контрольные вопросы

1. Основной принцип действия стабилитронов и их применение.

2. Положение рабочего участка стабилитрона.

3. Виды стабилитронов и их применение.

4. Основные параметры стабилитронов.

5. Особенности однокаскадного, двухкаскадного и мостового стабилизаторов напряжения.

6. Смысл термокомпенсации.

7. Сравнение различных схем стабилизации напряжения.

Лабораторная работа №4.