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.
