Опис лабораторної установки
ДОСЛІДЖЕННЯ ПАРАМЕТРИЧНОГО СТАБІЛІЗАТРА
ПОСТІЙНОЇ НАПРУГИ
Мета роботи — дослідити основні якісні параметри схеми параметричного стабілізатора.
Короткі теоретичні відомості
Стабілізатори напруги характеризуються вхідною Uвх і вихідною Uвих напругами, їх приростами ∆Uвх і ∆Uвих, струмом навантаження Ін і його приростом ∆Ін, коефіцієнтом стабілізації Kст і вихідним опором Rвих. Крім того, важливими характеристиками є дрейф напруги, ККД, допустимий діапазон регулювання напруги і т.д.
Коефіцієнт стабілізації Kст визначається відношенням (при постійному струмі навантаження)
Вихідний опір, який характеризує величину зміни вихідної напруги при зміні струму навантаження і Uвx = const
Параметричні стабілізатори напруги (ПСН) застосовують у випадку малих вихідних струмів та невисоких вимог до стабільності вихідної напруги. Принцип дії ПСН ґрунтується на використанні елементів із нелінійною вольт-амперною характеристикою, для чого найчастіше використовують стабілітрони, що працюють на зворотній ділянці вольт-амперної характеристики. Принципову схему ПСН зображено на рис. 10.1.
Рис. 10.1. Принципова схема ПСН
Основними параметрами стабілітрона є: робочий діапазон струмів напруга стабілізації Uсm, що відповідає середині робочої ділянки, і диференціальний опір Rд, який характеризує нахил робочої ділянки
Особливістю зворотної ділянки ВАХ стабілітрона є те, що у разі зміни струму стабілітрона в межах робочої ділянки напруга на стабілітроні змінюється незначно, тому якщо при зміні напруги живлення або струму навантаження робоча точка стабілітрона знаходиться у межах робочої ділянки, напруга на навантаженні буде змінюватися у допустимих межах.
Для схеми, зображеної на рис. 10.1, згідно з другим законом Кірхгофа можна записати
При збільшенні вхідної напруги Е струм стабілітрона Іст збільшується так, що завдяки збільшенню падіння напруги на Rб напруга на стабілітроні (і навантаженні) збільшується незначно. При зменшенні Е падіння напруги на Rб зменшується внаслідок чого напруга на навантаженні зменшується незначно. Напруга на навантаженні не виходитиме за межі Ucm.mіn і Ucm.max, якщо струм стабілітрона буде знаходитися у межах робочої ділянки Icm.min…Icm.max.
Коефіцієнт стабілізації ПСН визначається за формулою
де
Вихідний (внутрішній) опір ПСН відносно Rн невеликий і визначається за формулою
Опис лабораторної установки
Робота проводиться на універсальному стенді 87Л-01 (схеми стенда №10). В роботі використовуються джерела живлення ГС, ГН3; вимірювальні пристрої PV1, PV2, ІВ. Діоди КД103А — 4 шт.; резистори R1 = 510 Ом, R2 = 510 Ом, 1 кОм, 2 кОм; конденсатори С1 = С2 = 50 мкФ × 25 В; стабілітрон Д814А.
Програма роботи
Вивчити методику виконання роботи, розрахувати теоретичні величини Kст і Kвих. Навчитися правильно складати схему для дослідження параметричного стабілізатора. Дослідити основні параметри схеми. Оформити звіт роботи.
Порядок виконання роботи
1. Встановити на стенд змінну панель №10.
2. Зібрати схему для дослідження параметричного стабілізатора (рис. 10.2).
Рис. 10.2. Схема дослідження параметричного стабілізатора
3. При визначенні Kст за допомогою тумблера ~15 встановлювати різні величини Uвх, вимірюючи Uвх між гніздами Х3 і Х4 та відповідні їм значення Uвих між гніздами 3 і 4.
4. При визначенні Rвих виміряти значення R2 і кожного разу фіксувати ∆Uвих і ∆Iн.
5. Визначити Kст і Rвих, прирівняти з теоретичними значеннями.
Таблиця 1
Uвх, В | U1, B | R2 = 510 Ом | R2 = 1 кОм | R2 = 2 кОм | |
~ 15 | 14,31 | І2, мА | 4,22 | 2,49 | 1,26 |
U2, B | 6,92 | 7,88 | 7,93 | ||
~ 15 +15% | 16,48 | І2, мА | 4,86 | 2,5 | 1,27 |
U2, B | 7,71 | 7,91 | 7,94 |
Висновок:дослідили основні якісні параметри схеми параметричного стабілізатора.