![]()
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 4ДОСЛІДЖЕННЯ НАПІВПРОВІДНИКОВОГО СТАБІЛІЗАТОРА НАПРУГИ Мета роботи: вивчення схем напівпровідникових стабілізаторів напруги. Знати: будову, принцип дії схем напівпровідникових стабілізаторів напруги. Вміти: дослідним шляхом визначати характеристики напівпровідникових стабілізаторів напруги. Обладнання: стабілізатор напруги, вольтметри, резистор змінного опору.
КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ Стабілізатором напруги (струму) називають пристрій, який автоматично з необхідною точністю підтримує напругу (струм) на навантаженні при зміні дестабілізуючих факторів в певних межах. Незважаючи на застосування згладжуючих фільтрів, напруга на опорі навантаження випрямляча може змінюватися. Для отримання необхідної величини постійної напруги на опорі навантаження застосовуються стабілізатори напруги. У залежності від місця їх включення в схему розрізнюють стабілізатори напруги постійного і змінного струму. У першому випадку стабілізатор включають між випрямлячем і навантажувальним опором, в другому випадку - між джерелом змінного струму і випрямлячем. Існують два принципово різних методи стабілізації напруги: параметричний і компенсаційний. У параметричних стабілізаторах використовуються елементи з нелінійною залежністю між струмом і напругою (з нелінійною вольт-амперною характеристикою). Принцип дії параметричних стабілізаторів заснований на зміні опору (або інших параметрів) нелінійних елементів, що входять в їх схему, при зміні прикладеної до них напруги або струму. Внаслідок перерозподілу струмів і напруг між окремими елементами схеми досягається стабілізація вихідної напруги або струму. У параметричних стабілізаторах можуть використовуватися кремнієві стабілітрони, варистори, терморезистори і деякі інші прилади. У компенсаційних стабілізаторах проводиться порівняння фактичної величини вихідної напруги з її заданою величиною і в залежності від величини і знаку відмінності між ними автоматично здійснюється коректуючий вплив на елементи стабілізатора, направлений на зменшення цієї відмінності. Схеми компенсаційних стабілізаторів постійної напруги бувають послідовного і паралельного типів (рис. 1 ). Основними елементами таких стабілізаторів є: джерело опорної (еталонної) напруги (Э); порівнюючий і підсилювальний елемент (СУ); регулюючий елемент (Р). У стабілізаторах послідовного типу (рис. 1, а) регулюючий елемент включений послідовно з джерелом вхідної напруги Uвхі навантаженням RH. Якщо по яких-небудь причинах (наприклад, через нестабільність Uвхабо при зміні RH) напруга на виході Uвихвідхилилося від свого номінального значення, то різниця еталонної і вихідної напруги змінюється, посилюється і впливає на регулюючий елемент. При цьому опір регулюючого елемента автоматично змінюється і напруга Uвх розподіляється між Р і RH таким чином, щоб компенсувати зміни напруги, що відбулися на навантаженні.
Основні параметри стабілізаторів.
Основними параметрами, що характеризують стабілізатор, є: 1. Коефіцієнт стабілізації - відношення відносної зміни напруги (струму) на вході до відносної зміни напруги (струму) на виході стабілізатора (при постійному опорі навантаження). Коефіцієнти стабілізації по напрузі де 2. Вихідний опір, що характеризує зміну вихідної напруги зміні струму навантаження і незмінній вхідній напрузі, Бажано, щоб 3. Коефіцієнт корисної дії рівний відношенню потужності в навантаженні до номінальної вхідної потужності: 4. Дрейф (допустима нестабільність) вихідної напруги. Часовий і температурний дрейф характеризується величиною відносної або абсолютної зміни вихідної напруги за певний проміжок часу або в певному інтервалі температур.
САМОСТІЙНА ПІДГОТОВКА ДО ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ. 1. Записати до протоколу паспортні дані приладів. 2. Дайте письмову відповідь на одне із запитань (згідно варіанту).
ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ. 1.
Зібрати схему (рис. 2).
Рис. 2. Схема для дослідження стабілізатора напруги.
2. Після перевірки схему випробують, підключаючи стабілізатор до джерела постійної напруги U . Збільшуючи вхідну напругу Uвх, стежать за змінами струму і напруги навантаження. У правильно зібраному стабілізаторі вихідна напруга Uвих і струм навантаження Івих повинні плавно збільшуватися до свого номінального значення. При подальшому збільшенні вхідної напруги ці величини не повинні змінюватися. 3. Зняти характеристику Для зняття цієї характеристики змінюють напругу на вході стабілізатора в певних межах (за вказівкою викладача 8-10 вимірів). Опір навантаження при цьому залишають незмінним. Слід мати на увазі, що при нормальній роботі стабілізатора напруга на виході буде змінюватись у незначних межах при значній зміні її на вході, тому треба уважно слідкувати за даними вольтметра на виході стабілізатора. Дані заносять до таблиці 1. 4. Визначення коефіцієнта стабілізації Кст. Для визначення цього коефіцієнта змініть вхідну напругу на
ПИТАННЯ ДЛЯ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ. 1. Накресліть схеми стабілізаторів напруги компенсаційного типу та поясніть призначення елементів, які входять до схем. 2. Який тип напівпровідникових діодів і чому можна використовувати у якості джерела опорної напруги? 3. Які вимоги до регулювальних транзисторів, які використовуються в схемах стабілізаторів напруги? 4. Накресліть схему та поясніть принцип роботи однокаскадного стабілізатора напруги. 5. Наведіть приклади транзисторів, які можуть використовуватись в якості регулювальних. 6. Накресліть схему та поясніть принцип роботи стабілізатора напруги з підсилювачем. 7. Які вимоги до транзисторів, які використовуються в схемах стабілізаторів напруги в якості підсилювальних? 8. Вкажіть сфери застосування транзисторних стабілізаторів напруги.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|