70721

Дослідження параметричних стабілізаторів напруги

Лабораторная работа

Физика

Для стабілізації напруги використовується ліва частина вольтамперної характеристики із збільшанням струму напруга майже не міняється. Проста схема стабілізатора напруги подана на рис. Для оцінки якості стабілізатора напруги вводиться величина R яку називають коефіцієнтом...

Украинкский

2014-10-24

65.5 KB

4 чел.

4

ВОЛИНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ІМЕНІ ЛЕСІ УКРАЇНКИ

ФІЗИЧНИЙ ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРА ЗАГАЛЬНОЇ ФІЗИКИ ТА МЕТОДИКИ ВИКЛАДАННЯ

ОСНОВИ АВТОМАТИКИ ТА ЕЛЕКТРОННО-ОБЧИСЛЮВАЛЬНОЇ ТЕХНІКИ

Лабораторна робота №4

Тема: Дослідження параметричних стабілізаторів напруги

Мета: Дослідити параметричні стабілизатори різних кострукцій, побудувати вольтамперні та передавальні характеристики

Теоретичні відомості

     Для нормального функціонування різних пристроїв в електро-радіо-техніці (підсилювачі, радіоприймачі, генератори коливань, радіопередавачі, вимірювальні електронні прилади, елементи обчислювальної техніки і т.п.) необхідна стабільна напруга живлення.

    Стабілізувати напругу для живлення малопотужних споживачів електроенергії можна за допомогою кремнієвих стабілітронів, у яких воль-тамперна характеристика має вид : ( рис.1).

Для стабілізації напруги використовується ліва частина вольтамперної характеристики ( із збільшанням струму напруга майже не міняється.

Проста схема стабілізатора напруги подана на рис.2.

                           рис.2.

де   Rн -опір навантаження ;

 R  - баластний резистор.

Величину опору R і його потужність розраховують за формулою :

де

U   - напруга живлення;

Uc - напруга стабілізації ;

I , Iн    - номінальний струм стабілітрона і струм навантаження.

Номінальне значення струму стабілітрона береться з каталога.

Для оцінки якості стабілізатора напруги вводиться величина R, яку називають коефіцієнтом стабілізаціі за вхідною напругою. Коефіцієнт стабілізаціі  R  показує, у скільки разів відносна зміна  стабілізованої напруги на виході менша від відносноі зміни   підведеної до стабілізатора напруги:

Для живлення більш потужних споживачів електроенергії застосовують компенсаційні стабілізатори. Схема простого транзисторного стабілізатора напруги дана на  рис.4.

Рис 4.

Схема npaцює таким чином: коли напруга  на навантаженні U до-рівнює U транзистор VT  пропускає лише невеликий струм (напруга на емітері дорівнює напрузі на базі). Коли напруга на навантаженні  змен-шиться, то до переходу емітер-база буде прикладена більша напруга, транзистор VT стане пропускати більший струм, в результаті  чого нап-руга на навантаженні буде збільшуватись.

Схема рис.4  дає невеликий коефіцієнт стабілізаціі напруги. Для його збільшення, а також для захисту стабілізатора від короткого замикання застосовуються більш складні схеми, як наприкдад, БПС/220/I27-9/12, схема  якого приведена нижче. 

Принцип роботи ВПС (рис 5.)

Блок БПС є транзисторним компен-саційним стабілізатором  напруги. В ньому роль керованого опору виконує здвоєний транзистор2  і VТ3 структури n-р-n. До кола емітер-база транзистора VТ3 прикладеиа напруга зміщення, стабілізована стабілітроном VТ5.  Транзистор VТ4 в колі бази транзистора VТ3 відіграє роль керованого опору. Його опір залежить від напруги, яка визначається співвідношенням опорів R7-R8-R9   подільника напруги Uвих між точками Е35. При зменшенні напруги Uвих   опір транзистора VТ4 зменшується, при збільшенні-збільшується.

Нехай напруга на вході стабілізатора зменшиться, тому повинна змен-шитись на деяку величину вихідна напруга  Uвих . Це приведе до зменшення опору транзистора VТ4 , тому на базу транзистора VТз піде більший струм керування, що спричинить до зменшення опору транзистора VТ4 , завдяки чому напруга  Uвих збільшиться.

Зауважимо, що стабілізація напруги відбувавться по принципу керування "по відхиленню", але завдяки великим коефіціентам підсилення керуючих елементів це відхилення від номінального значення не велике.

Захист від перевантаження здійснюється транзистором VТ1, який  знаходиться в закритому стані при струмі навантаження, меншому 200 mA . При більшому струмі падіння напруги на резисторі R1 стає такої величини, що відкриваїться транзистор VТ1. На базу транзистора VТ4  подається через нього високий відємний потенціал випрямляча А1 , тому регулятор \/Т2  закривається і напруга на виході стабілізатора падає до нуля. Потенціал бази транзистора стає теж рівним нулю,бо стабілітрон VТ5 не дає напруги зміщення. Відкрити регулятор VТ2 можна, відключивши навантаження від стабілізатора.                

Послідовність виконання роботи

  1.  Складаємо схему рис.2 згідно з монтажною схемою рис.3.
  2.  Встановлюем за допомогою ЛАТР U1max , за допомогою реостата струм навантаження Iн=50 mA і відлічуєом U, В .

3. Змінюем за допомогою ЛАТР напругу від  U1max до  U, при якій
починається зменшуватись струм I
н=50 mA відщитуємо U . Переконуємось, що в межах  U1н<U<U1max струм  Iн=const .ДанІ заносимо  в табл.1.

4. Виконум такі ж виміри при Iн=100 та 150 мА і дані заносимо в табл.1.

5. Ha підставі даних табл.1 обчислюємо коефіцієнти стабілізаціі при різних струмах навантаження по формулі  (2).

6. Складаємо схему рис.4 згідно з монтажною схемою рис.3.

7. Проводимо такі ж досліди, як в п.2,3,4 при струмах навантаження Iн=50,100,150 мА. Дані експерименту заносимо в табл.1.

8. Ha підставі табл.1 обчислюєм коефіціенти стабілізаціі.
9.Встановлюємо U
1max.Міняючи опір реостату від Rн max до Rн=0.
Знімаем залежність U
2 від I2 ( характеристику навантаження ). Дані заносимо в табл.2.

Увага: при Iн= 150 мА дослід необхідно проводити швидко, щоб не перегріти резистори.

10. Ha основі табл.2. будуємо графік U2=f(I2).

11. Досліджуем БІІС. Для цього складаємо монтажну схему рис.6.

12. Встановлюєм за допомогою JIATP U=220 В, за допомогою реостата Rн  Iн=100 мА.Міняючи U вІд 220 В до 0, визначаємо залежність U2 від U . ДанІ заносимо в табл. 3, на підставі якоі будуємо характеристику

Табл.З

13. Встановлюем U=220 В. Міняючи опір навантаження Rн від максимального до нуля, знімаем характеристику навантаження стабІлІзатора U2=g(I2). ДанІ записуем в табл. 4.

14. За даними табл.4 будуемо графік  U2=g(I2).

Література

B.M.Hocoлюк:"Прaктикyм з радіотехніки",К.,"Вища школа",I969.

4


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

19041. Правило квантования Бора-Зоммерфельда. Примеры. Квазиклассический коэффициент прохождения через барьер. Вероятность альфа распада в квазиклассическом приближении 384.5 KB
  Лекция 23 Правило квантования БораЗоммерфельда. Примеры. Квазиклассический коэффициент прохождения через барьер. Вероятность альфа распада в квазиклассическом приближении Квазиклассические решения и условия их сшивки в точках поворота позволяют получить в кв...
19042. Уравнение Томаса-Ферми 127 KB
  Лекция 24 Уравнение ТомасаФерми Распределение заряда и электрического поля в атомах с учетом взаимодействия электронов друг с другом проводятся методами самосогласованного поля. Эти расчеты очень сложны и громоздки особенно многоэлектронных атомов. Но как раз дл
19043. Теория стационарных возмущений для состояний дискретного спектра. Случай невырожденного спектра 279 KB
  Лекция 25 Теория стационарных возмущений для состояний дискретного спектра. Случай невырожденного спектра Точное решение стационарного уравнения Шредингера как правило представляет собой существенную математическую проблему и возможно только для простейших кв...
19044. Теория стационарных возмущений в случае невырожденного спектра: примеры 309 KB
  Лекция 26 Теория стационарных возмущений в случае невырожденного спектра: примеры Рассмотрим несколько примеров. Пусть на одномерный гармонический осциллятор наложено возмущение . Найдем поправки первого и второго порядка к энергетическим уровням осциллятора. ...
19045. Теория стационарных возмущений для состояний дискретного спектра. Случай вырож-денного спектра 269.5 KB
  Лекция 27 Теория стационарных возмущений для состояний дискретного спектра. Случай вырожденного спектра Рассмотрим теперь случай когда невозмущенный оператор Гамильтона имеет вырожденные собственные значения. Пусть функции ... отвечают одному и тому же собст...
19046. Теория стационарных возмущений в случае вырожденного спектра. Примеры 441 KB
  Лекция 28 Теория стационарных возмущений в случае вырожденного спектра. Примеры Рассмотрим несколько примеров применения теории возмущений в случае вырожденного спектра. Пусть трехмерная частица находится в сферически симметричном потенциале в котором отсутст...
19047. Теория нестационарных возмущений. Переходы под влиянием возмущений, зависящих от времени 777 KB
  Лекция 29 Теория нестационарных возмущений. Переходы под влиянием возмущений зависящих от времени Согласно постулатам квантовой механики волновая функция любой квантовой системы удовлетворяет временному уравнению Шредингера 1 где гамильтониан системы...
19048. Теория нестационарных возмущений. Примеры 838 KB
  Лекция 30 Теория нестационарных возмущений. Примеры Рассмотрим примеры применения теории нестационарных возмущений для простейших квантовых систем. Пусть на гармонический осциллятор находящийся в основном состоянии начиная с момента времени действует малое в...
19049. Адиабатические и внезапные возмущения. Переходы под действием внезапных возмущений 1.15 MB
  Лекция 31 Адиабатические и внезапные возмущения. Переходы под действием внезапных возмущений Исследуем общую формулу для вероятностей переходов на предмет зависимости вероятности перехода 1 от времени действия возмущения некоторые элементы такого анали