Исследование параметрического стабилизатора постоянного напряжения. Приобретение навыков выбора элементов параметрического стабилизатора постоянного напряжения

Министерство образования Республики Беларусь

Гомельский государственный технический университет

им. П.О.Сухого

                                                                                           Кафедра ТОЭ

ОТЧЁТ

по  расчётно-лабораторной работе № 6.3

«Исследование параметрического стабилизатора постоянного напряжения»

             Стенд №5

                                                                              Выполнили студенты гр. ЭП-31

,                                                                                                                                      

.

Принял преподаватель

Гомель 2004

Цель работы: 1. Приобретение навыков выбора элементов параметрического стабилизатора постоянного напряжения.

2.  Исследование свойств стабилизатора в зависимости от изменения величины входного напряжения или сопротивления нагрузки.

Программа работы

1.  Снять ВАХ стабилитрона.

2.  Рассчитать и выбрать балластное сопротивление R_б.

3.  Собрать схему параметрического стабилизатора на стенде и снять зависимости:

а) U₂ = f(U₁) при R_H = const, б) U₂ = f(R_H) при U₁ = U_1Н= const.

4.  Рассчитать коэффициенты стабилизации по входному напряжению (K_U) и по сопротивлению нагрузки (K_R).

Порядок и методика проведения исследований

В работе используются:

- регулируемый стабилизируемый источник постоянного напряжения ИР;

- блок переменного сопротивления БПС;

- кремниевый стабилитрон (элемент 24);

- линейные резисторы (элементы 01…06).

Измерение напряжений и токов производится измерительными приборами, установленными на стенде.

1.  Снятие ВАХ стабилитрона производится по схеме рис. 3.1 а.

К источнику ИР, напряжение которого равно нулю, подключены БПС (сопротивление максимально и равно 999 Ом) и кремниевый стабилитрон Д.

Далее, увеличивая напряжение БПС до тех пор, пока ток стабилитрона не достигнет значения I_ст ≈ (0,6…0,7)∙I_{ст. max}, где  I_{ст. max}– максимально допустимый обратный ток стабилитрона (см. табл. 3.1). При этом производим 6…8 измерений тока и напряжения на стабилитроне как в прямом, так и в обратном его включении.

 Таблица 3.1

№ п/п	Тип	Uст, В	Iст.min	Iст.max
			мА
19	КС156А	5,6	3	55

Данные измерений заносим в таблицу 3.2.

Таблица 3.2

№ п/п	Прямое включение		Обратное включение
	Uпр, В	Iпр, мА	Uобр, В	Iобр, мА
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10	0,7 0,65 0,6 0,51 0,4	3,75 0,36 0,235 0,045 0,005	1 3 4 4,5 5 5,2 5,4 5,45 5,6 5,7	0 0,025 0,26 0,84 3,35 6,25 16,6 20 56,5 123

По данным табл. 3.2 чертим на миллиметровке ВАХ стабилитрона.

2.  Используя обратную ветвь ВАХ, рассчитайте величину балластного сопротивления R_б. При расчете необходимо выполнить условие, согласно которому при максимальном напряжении источника ИР и любой нагрузке стабилизатора его ток не должен превышать значения I_ст ≈ (0,6…0,7)∙I_{ст. max}. Затем из элементов 01...06 выбираем резистор (или комбинацию резисторов), сопротивление которого (которых) близко к расчетному значению R_б.

I_ст = 0,6∙I_{ст. max} = 0,6∙0,055 = 0,033 (А); 

Примем максимальное напряжение источника ИР: U₁ = 20 B;

По графику определяем ток к.з. (когда U₂ = 0): I=0,045 (А);

По закону Ома определяем балластное сопротивление:

Выбираем комбинацию резисторов: R02 + R03 = 153 +286 = 439 (Ом), сопротивление которой близко к расчётному значению R_б.

3.  Собираем параметрический стабилизатор постоянного напряжения по схеме рис. 3.1 б. В качестве R_б используем выбранный по п. 2 резистор (резисторы), а в качестве сопротивления нагрузки R_H - блок БПС.

4.  При экспериментальном снятии зависимости U ₂ = f (U₁) сопротивление R_H задаём в диапазоне 200...500 Ом и поддерживаем в процессе эксперимента неизменным. Напряжение U₁ изменяем в диапазоне от 0 до максимального значения, измеряя при этом 8...10 значений U₁ и U₂. Результаты измерений занесите в табл. 3.3.

Таблица 3.3

Напряжение	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	RН=300 Ом
U1, В	0	2	4	6	8	10	12	14	16	20
U2, В

5. Устанавливаем величину U₁ = U_lном (где U_lном соответствует напряжению стабилизации стабилитрона при некоторой выбранной величине R_н.ном), задаём 8...10 значений значения R_H в диапазоне от 0 до 2∙R_н.ном и измеряем соответствующие им значения U₂. Результаты измерений заносим в табл. 3.4.

Таблица 3.4

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	U1=U1ном= = 6 В
RH, Ом	0	50	100	150	200	250	300	400	500	600
U2, В

6. Используя данные таблиц 3.3 и 3.4, строим в разных осях зависимости U₂ = f(U₁)│_Rн=constи U₂ = f(R_Н)│_U1=const. Определяем коэффициенты стабилизации стабилизатора K_U и K_R.

Вывод:  Результатом выполнения данной расчётно-графической работы стало приобретение навыков выбора элементов параметрического стабилизатора постоянного напряжения. В данной работе мы исследовали свойства стабилизатора в зависимости от изменения величины входного напряжения или сопротивления нагрузки; а также определили значения коэффициентов стабилизации стабилизатора K_U и K_R.