Перечень элементов схемы
1. Регулирующий элемент – VT1 (транзистор ZTX 869)
2. Источник эталонного напряжения – R3, VD1 (стабилитрон 1N4733A)
3. Следящий делитель – R4, R5
4. Усилитель цепи обратной связи DA1 с нагрузкой R2
5. Реостат Rh для регулирования величины напряжения
6. Постоянное напряжение контролируется вольтметром U01
7. Генератор U1 создает пульсации на входе стабилизатора
8. Вольтметр U02 измеряет величины выходного напряжения
9. Вольтметр Um2 измеряет действующее значение напряжение пульсации на выходе
Рисунок
1 – модель компенсационного стабилизатора
с последовательным регулирующим
элементом.
Принцип действия оборудования
Рассмотрим принцип действия компенсационного стабилизатора с последовательным включением регулирующего элемента. Принципиальная схема стабилизатора (рисунок 2) состоит из следующих функциональных узлов: VT1 – регулирующий транзистор, VT2 –усилительный транзистор и схема сравнения: делитель напряжения R3, R4 и источник опорного напряжения, который включает стабилитрон VD и резистор R2. Смещающее напряжение на базе усилительного транзистора VT2 представляет собой разность между напряжением на нижней части делителя UR4 и опорным напряжением UVD.
Рисунок 2 – Принципиальная схема полупроводникового стабилизатора
Допустим, что вследствие изменения нагрузки или напряжения на входе схемы выходное напряжение UН увеличилось. При этом увеличится положительный потенциал на базе VT2 , что приведет к увеличению тока коллектора IК2 транзистора VT2. Возросший тока IК2 создает на резисторе R1 соответственно увеличенное падение напряжения, в результате чего понизится положительный потенциал базы транзистора VT1 и уменьшится ток его базы IБ1, а вместе с ним и ток коллектора IК1. Уменьшенный ток коллектора IК1 позволит восстановить напряжение Uвых практически до прежнего значения.
Модель компенсационного стабилизатора приведена на рисунке 3. Она позволяет исследовать процессы в компенсационном стабилизаторе напряжения (КСН) в статическом режиме.
КСН содержит регулирующий элемент – VT-1 источник эталонного напряжения – R3, VD1, следящий делитель R4 , R5, усилитель цепи обратной связи DA1 с нагрузкой R2.
Входное постоянное напряжение стабилизатору обеспечивает регулируемый источник ЭДС, который управляется напряжением с потенциалом R1 в диапазоне от 0 до 24 вольт с крутизной 2В/В. Это напряжение контролируется вольтметром U01. Генератор U1 создает пульсации на входе стабилизатора.
Таблицы с результатами измерений
В таблице 1 представлены результаты измерений зависимости Um2 и U02 от U01 при Ку=125.
Таблица 1
R1, % |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
80 |
100 |
U01, B |
2,395 |
4,799 |
7,205 |
9,601 |
12 |
14,4 |
19,2 |
23,76 |
U02, B |
688,8∙10-3 |
1,254 |
1,965 |
2,490 |
2,742 |
2,914 |
3,223 |
3,496 |
I02, A |
826,5∙10-3 |
1,505 |
2,359 |
2,988 |
3,29 |
3,497 |
3,867 |
4,201 |
Um2, мB |
769,4 |
911,9 |
589,9 |
163,4 |
282,9∙10-3 |
259,9∙10-3 |
164,6∙10-3 |
62,17∙10-3 |
В таблице 2 представлены результаты измерений зависимости U02 и Um2 от I02
Таблица 2
Rн, % |
100 |
60 |
40 |
20 |
10 |
5 |
U02, B |
2,949 |
2,809 |
2,645 |
2,378 |
2,326 |
2,29 |
I02, A |
3,246 |
3,278 |
3,306 |
3,558 |
4,652 |
6,87 |
Um2, мB |
253 |
274,7∙10−3 |
289,6∙10−3 |
295,7∙10−3 |
267,1∙10−3 |
221,2∙10−3 |
В таблице 3 представлены результаты измерений зависимости Um2 и U02 от U01 при Ку=200.
Таблица 3
R1, % |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
80 |
100 |
U01, B |
2,399 |
4,804 |
7,2 |
9,6 |
12 |
14,4 |
19,2 |
23,76 |
U02, B |
688,8∙10-3 |
1,259 |
1,94 |
2,621 |
2,806 |
2,992 |
3,364 |
3,718 |
I02, A |
827,1∙10-3 |
1,511 |
2,328 |
3,046 |
3,368 |
3,591 |
4,037 |
4,461 |
Um2, B |
769,8 |
901,9 |
597,8 |
180,1 |
1,577 |
1,576 |
1,573 |
1,57 |
В таблице 4 представлены результаты измерений зависимости Uo2 и Um2 от Io2
Таблица 4
Rн, % |
100 |
60 |
40 |
20 |
10 |
5 |
Uo2, B |
3,037 |
2,888 |
2,704 |
2,356 |
2,292 |
2,254 |
Io2, A |
3,344 |
3,36 |
3,38 |
3,534 |
4,584 |
6,763 |
Um2, мB |
1,578 |
1,578 |
1,575 |
1,491 |
1,05 |
672,2∙10−3 |