Опис лабораторної установки

ДОСЛІДЖЕННЯ ПАРАМЕТРИЧНОГО СТАБІЛІЗАТРА

ПОСТІЙНОЇ НАПРУГИ

 

Мета роботи — дослідити основні якісні параметри схеми параметричного стабілізатора.

 

Короткі теоретичні відомості

Стабілізатори напруги характеризуються вхідною U_вх і вихідною U_вих напругами, їх приростами ∆ U_вх і ∆ U_вих, струмом навантаження І_н і його приростом ∆ І_н, коефіцієнтом стабілізації K_ст і вихідним опором R_вих. Крім того, важливими характеристиками є дрейф напруги, ККД, допусти­мий діапазон регулювання напруги і т.д.

Коефіцієнт стабілізації K_ст визначається відношенням (при постій­ному струмі навантаження)

Вихідний опір, який характеризує величину зміни вихідної напруги при зміні струму навантаження і U_вx = 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 U_сm, що відповідає середині робочої ді­лянки, і диференціальний опір R_д, 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 І_ст збільшуєть­ся так, що завдяки збільшенню падіння напруги на R_б напруга на стабілі­троні (і навантаженні) збільшується незначно. При зменшенні Е падіння напруги на R_б зменшується внаслідок чого напруга на навантаженні зме­ншується незначно. Напруга на навантаженні не виходитиме за межі U_{cm. mіn} і U_{cm. max}, якщо струм стабілітрона буде знаходитися у межах робочої ділянки I_{cm. min}… I_{cm. max}.

Коефіцієнт стабілізації ПСН визначається за формулою

де

Вихідний (внутрішній) опір ПСН відносно R_н 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 K_ст і K_вих. 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 K_ст за допомогою тумблера ~15 встановлювати різні величини U_вх, вимірюючи U_вх між гніздами Х3 і Х4 та відповідні їм зна­чення U_вих між гніздами 3 і 4.

4. При визначенні R_вих виміряти значення R ₂ і кожного разу фіксувати ∆ U_вих і ∆ I_н.

5. Визначити K_ст і R_вих, прирівняти з теоретичними значеннями.

Таблиця 1

Uвх, В	U 1, B		R 2 = 510 Ом	R 2 = 1 кОм	R 2 = 2 кОм
~ 15	14,31	І 2, мА	4,22	2,49	1,26
U 2, B	6,92	7,88	7,93
~ 15 +15%	16,48	І 2, мА	4,86	2,5	1,27
U 2, B	7,71	7,91	7,94

 

 

 

 

Висновок: дослідили основні якісні параметри схеми параметричного стабілізатора.