Исследование стабилизаторов напряжения постоянного тока

Лабораторная работа 5(8). ИССЛЕДОВАНИЕ СТАБИЛШАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Цель работы

Изучение принципа действия стабилизаторов напряжения (параметрического и компенсационного), а также измерение их ос­новных параметров.

Краткие теоретические сведения

Напряжение источников питания электронной аппаратуры может изменяться при колебаниях напряжения сети переменного тока, а также при изменении силы тока, потребляемого аппаратурой. Для нормальной работы электронной аппаратуры в ряде случаев треЗуются напряжения питания более стабильные, чем могут обее-

41

меч.пъ обычные источники напряжения постоянного тока. Повыше­ние устойчивости питающего напряжения достигается применением стабилизаторов напряжения.

По роду стабилизируемой величины различают стабилизато­ры тока и напряжения. Наибольшее распространение получили ста­билизаторы напряжения, которые по способу стабилизации делят на параметрические и компенсационные.

Основным параметром, характеризующим качество работы стабилизатора напряжения, является коэффициент стабилизации

где А6'вх, Д£/ВЬ1Х - приращения входного и выходного напряжений; £ДЧ, t/вых - номинальные значения входного и выходного напряже­ний.

Наиболее простым стабилизатором напряжения является па­раметрический, однако он обеспечивает значительно меньший ко­эффициент стабилизации, чем компенсационный.

Параметрический стабилизатор напряжения

Схема стабилизатора (рис.5.1,а) содержит стабилитрон, включенный в обратном направлении, балластное сопротивление /?„ и сопротивление нагрузки У?,,. На рис.5.!,б показана вольт-амперная характеристика стабилитрона, включенного в обратном направле­нии. Пои малых входных напряжениях (L/BXj, напряжение на стаби­литроне (Ц.т) будет также малым и ток стабилитрона (/сг) будет ни­чтожно мал, так что л.эжно счтгать его как бы отключенным от схе­мы. При этом /ву = /„ и напряжения на резисторах Л5 и RH будут рас­пределяться пропорционально их сопротивлениям, а зависимость Ц>ь.к -./(£ЛХ) будет приблизительно прямо пропорциональной. Когда входное напряжение возрастет настолько, что напряжение на стаби­литроне достигнет величины пробоя, ток через стабилитрон резко возрастет. Это приведет к большому падению напряжения на балла­стном сопротивлении RU, a выхсдное напряжение (7ВЬ1Х = (/„, при из­менении входного напряжения в определенных пределах, будет ос-

42

Обозначения соответствующих ве­личин приведены на рис.5.1.

Для получения большего значения коэффициента стабилизации целесообразно

выбрать значение Лб ближе к Дотах- При

'                                               D         «CvrtnuMn    Рис.5.2.3авнс11М1>с1ь выход-

выборе  сопротивления     Лб  необходимо,  „ого 11апряжС1ШЯ от ,1Хол(Ю.

чтобы оно удовлетворяло требованию рас-

го для Нчрамсфичсекого ст абчлн i;t i op;.- напряжения

где гд = г„ = А(/Ст / А /ст - динамическое сопротивление (сопротивле­ние переменному току) стабилитрона, приводимое в справочниках по полупроводниковым приборам.

Компенсационный стабилизатор напряжения

Компенсационные стабилизаторы являются системами авто­матического регулирования, в которых за счет отрицательной об­ратной связи обеспечивается неизменность напряжения на нагрузке с большой степенью точности. Компенсационные стабилизаторы выполняются на полупроводниковых дискретный элементах и в ин­тегральном исполнении. В данной лабораторной работе исследуется компенсационный стабилизатор напряжения, построенный на опе­рационном усилителе.

Рис.5.3. Схема компенсационного стабилизатора напряжения на операционном