4.6. Трехполюсный стабилизатор с защитой от перегрузки по току

Недостатком рассмотренной выше схемы является отсутствие защиты по току, поэтому в схему, изображенную на рисунке 3.4, добавлена внешняя защита от перегрузки по току. Для создания порога перегрузки по току и усиления каскада защиты здесь используется p-n-переход база-эмиттер транзистора (U_бэ = 0.6 В). Схема с защитой представлена на рисунке 3.5

Стабилизатор с защитой от перегрузки по току

Рисунок 3.5

В этой схеме расчет производится аналогично тому, который представлен в подразделе 3.5. значение датчика тока R2 определяется из выражения:

где I_п = (1.1÷1.2)I_{н max} – ток перегрузки.

4.7. Линейный стабилизатор с вольтодобавкой

Для получения выходного напряжения стабилизатора большего, чем может обеспечить трехполюсный стабилизатор, используется дополнительный источник, включенный последовательно со стабилизатором. В качестве добавочного источника можно использовать параметрический стабилизатор или делитель напряжения (рисунок 3.6).

Схема стабилизатора с вольтодобавкой на базе параметрического стабилизатора

Рисунок 3.6

В этой схеме роль добавочного источника выполняет параметрический стабилизатор выполненный на балластном резисторе R₂ и стабилитроне IN4465 с напряжением стабилизации U_z=10 В, Роль компенсационного стабилизатора – микросхема MC7815KC (I_н=1 А, U_out=5 В).

Пример расчета:

Минимальное входное напряжение:

Номинальное входное напряжение:

Максимальное входное напряжение:

Мощность рассеиваемая микросхемой:

Выходное напряжение:

Значение балластного резистора R₂:

Если параллельно стабилитрону подключить потенциометр R₁ как показано на схеме, то можно регулировать выходное напряжение в пределах

В этом случае выходное напряжение будет определяется:

где K – коэффициент изменения напряжения потенциометра.

где ток потребления микросхемой.

4.8. Экспериментальная часть

4.8.1. Параметрический стабилизатор

Цель:

1. Исследование параметрического стабилизатора:

Определение коэффициента стабилизации и выходного сопротивления

Приборы и элементы

Источник постоянной ЭДС

Стабилитрон 1N4969

Амперметры

Вольтметры

Резисторы R₁, R₂

Исследуемая схема стабилизатора приведена на рисунке 3.7

Схема параметрического стабилизатора

Рисунок 3.7

Пример расчета.

Параметры стабилитрона 1N4969

Исходные данные:

U_z = 30 В – напряжение стабилизации;

P_d = 30 Вт – мощность рассеиваемая стабилитроном;

Z_z = (8 – 40) Ом – дифференциальное сопротивление стабилитрона;

Максимальный ток стабилизации:

Минимальное входное напряжение и значения резисторов R₁, R₂:

Значение сопротивления потенциометра:

Порядок и проведение экспериментов

Эксперимент 1. Построить зависимость .

а) откройте(соберите) схему файл «Параметрический стабилизатор» (схема Рисунок 3.7). Изменяя напряжение постоянной ЭДС от 33 В до 50 В занесите в таблицу 3.1 значения показаний прибора .

б) По данным таблицы постройте зависимость .

в) По полученному графику определите коэффициент стабилизации

.

г) Сделайте выводы.

д) При изменяя сопротивление R от 100% до 0%, занесите в таблицу 3.2 значение показания прибора и и постройте зависимость и

.

е) По графику определите выходное сопротивление

.

ж) Сделайте выводы.