4 курс (заочка) / Лабораторные работы / Задание / Лабораторная работа 3

Виртуальная лабораторная работа

ИССЛЕДОВАНИЕ ИНТЕГРАЛЬНОГО СТАБИЛИЗАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

Авторы: С.Л. Яблочников, профессор К.Ф. Шакиров, ст. преподаватель А.Г. Крюков, ассистент

2

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучение принципа действия компенсационного стабилизатора постоянного напряжения и определение его основных параметров.

2.ПЛАН РАБОТЫ.

2.1.Произвести исследование компенсационного стабилизатора интегрального типа стабилизатора.

2.3. Произвести соответствующие расчеты и на основании снятых данных построить внешнюю Uн=f(Iн) и нагрузочную Uн=f(U0) характеристики стабилизатора.

3.ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ.

Для нормальной работы электронной аппаратуры часто требуются напряжения питания более стабильные, чем могут обеспечить обычные источники напряжения постоянного тока.

Повышение устойчивости питающего напряжения достигается применением специальных стабилизаторов напряжения.

Стабилизатором называют устройство, поддерживающее постоянным напряжение на нагрузке, при изменении самой нагрузки или входного напряжения. В цепях постоянного тока наибольшее распространение получили параметрические и компенсационные стабилизаторы напряжения.

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

Наиболее простым стабилизатором напряжения является параметрический, обеспечивающий значительно меньший коэффициент стабилизации, чем компенсационный.

Схема стабилизатора (рис. 1, а) содержит стабилитрон, включенный в обратном направлении, балластное сопротивление Rб и сопротивление нагрузки Rн. На рис. 1, б показана вольт-амперная характеристика стабилитрона, включенного в обратном направлении. При малых входных напряжениях Uвх, напряжение на стабилитроне Uст будет также малым и ток стабилитрона Iст будет ничтожно мал, так что можно считать его как бы отключенным от схемы. При этом Iвх =Iн и напряжения на резисторах Rб и Rн

3

будут распределяться пропорционально их сопротивлениям, а зависимость Uвых=f(Uвх) будет приблизительно прямо пропорциональной.

Uст

Iст max

Iст min

а)

∆Uст

б)

Рис. 1. Схема параметрического стабилизатора напряжения (а) и его вольтамперная характеристика (б)

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 сопротивленииRб, а выходное напряжение Uвых = Uст и при изменении входного напряжения в определенных пределах будет оставаться почти неизменным.

Сказанное иллюстрируется основной характеристикой параметрического стабилизатора Uвых=f(Uвх), показанной на рис.2.

Величина балластного сопротивления Rб зависит от пределов изменения входного напряжения, тока нагрузки (Iн) и параметров стабилизатора (Iст min и

Iст max).

Предельные значения определяются из выражений

;

Обозначения соответствующих величин приведены на рис. 1.

4

Uвых

Uст

Рис. 2. Зависимость Uвых=f(Uвх) для параметрического стабилизатора напряжения.

Для получения большего значения коэффициента стабилизации целесообразно выбрать значение Rб ближе к Rб max.

.МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПРОВЕДЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

ИССЛЕДОВАНИЕ ИНТЕГРАЛЬНОГО СТАБИЛИЗАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ КР142ЕН8Б..

Соберите схему как показано на рис. 5. Внимательно проверьте правильность соединения.

PV1 PA1

V A

Рис. 3 Схема для исследования компенсационного интегрального стабилизатора напряжения КР142ЕН8Б.

5

1. Для снятия нагрузочной характеристики Uвых=f(Uвх) переключатель нагрузки «Rгрубо» установить в положении «4». С помощью переключателя «Вкл» включите стенд, а затем включите источник постоянного питания

(ИПН).

Изменяя напряжение источника постоянного напряжения от минимального значения 5В до 18 В, снять зависимость Uвых от Uвх. Результаты измерений занести в Таблицу 1.

Таблица 1

По результатам измерений произвести расчет коэффициента стабилизации

Kст. Uвых находится как разность выходного напряжения при Uвх=18 В и выходного напряжения при Uвх= 6 В. За номинальное значение Uвых ном

следует принимать значение Uвых, соответствующее Uвх=16 В. Коэффициент рассчитывается по формуле:

Соответственно Uвх= Uвх макс - Uвх мин.

По результатам измерений построить зависимость Uвых=f(Uвх).

2. Для снятия внешней характеристики Uн=f(Iн) напряжение источника постоянного напряжения следует установить соответствующее номинальному Uвх=16 В. Изменяя ток нагрузки с помощью регулятора нагрузки «Rгрубо» снимаем показания тока и напряжения. Результаты заносим в Таблицу 2.

Таблица 2.

По результатам измерений определить внутреннее сопротивление стабилизатора Rст, Ом

6

где Uн1 – напряжение на нагрузке стабилизатора при токе нагрузки Iвых МИН, В;

Uн2 – напряжение на нагрузке стабилизатора при токе нагрузки Iвых МАКС , В;

Iн= Iн МАКС – Iн МИН, А.

По результатам измерений построить зависимость Uн=f(Iн).

5. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

Отчет должен содержать:

1.Цель работы.

2.Чертежи схем стенда.

3.Таблицы с результатами испытаний и расчетов.

4.Графики зависимостей в соответствии с требованиями разделов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

1.Электропитание устройств и систем телекоммуникаций: Учебное пособие для вузов. В.М Бушуев, В.А. Деминский и др. М; Горячая линияТелеком, 2011/ЭБС МТУСИ

2.Шпилевой А.А. Электропитание устройств и систем телекоммуникаций [Электронный ресурс]: учебное пособие/Шпилевой А.А. – Электрон. Текстовые данные. – Калининград: Балтийский федеральный университет ис. Им. Канта, 2010. – 131 с. – Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/23959.html - ЭБС «IPRbooks»

3.Электропитание устройств связи: Учебное пособие для вузов. Л.Ф. Захаров, М.Ф. Колканов М.: «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте» 2009 г.

4.Сажнев А.М. Источники бесперебойного электропитания переменного тока [Электронный ресурс]: учебное пособие/ Сажнев А.М., Рогулина Л.Г. – Электрон. текстовые данные. – Новосибирск: Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики, 2015.-312 с.

–Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/55478

5.Козляев Ю.Д. Сборник задач и упражнений по курсу «Электропитание устройств и систем телекоммуникаций» [Электронный ресурс]: учебно-методическое пособие/ Козляев Ю.Д. - Электрон. текстовые данные. – Новосибирск: Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики, 2015.-82 с. Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/45487.html

6.Сажнев А.М. Промышленные электропитающие устройства связи [Электронный ресурс]: учебное пособие/ Сажнев А.М., Рогулина Л.Г., Абрамов С.С. – Электрон. текстовые данные. – Новосибирск: Сибирский

7

государственный университет телекоммуникаций и информатики, 2009.- 192

с. – Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/54796.html

8