МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет
«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)
Кафедра ЭПУ
отчет
по лабораторной работе №4
по дисциплине «Аналоговая схемотехника»
Тема: Источники вторичного питания
Студент гр. 0207 _________________ Маликов Б.И.
Преподаватель _________________ Селиванов Л.М.
Санкт-Петербург
2023
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Целью работы является исследование простейших схем источников вторичного питания – выпрямителей на полупроводниковых диодах и линейного параметрического регулятора напряжения на стабилитроне и транзисторе.
СХЕМА ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
Рис. 1 – Схема для исследования однополупериодного выпрямителя
Рис. 2 - Схема для измерения ВАХ стабилитрона
Рис. 3 – Стабилизатор напряжения с транзисторным балластом
РЕЗУЛЬТАТЫ ВЫЧИСЛЕНИЙ
1. Исследование работы однополупериодного выпрямителя
Частота входного сигнала 14 кГц
Таблица 1. Результаты измерения амплитуды пульсаций
RН, кОм |
Разрыв |
470 |
220 |
100 |
47 |
10 |
4,7 |
2,2 |
1 |
0,47 |
0,22 |
UPk-Pk, В |
0 |
2 |
2,07 |
2,20 |
2,23 |
2,30 |
2,32 |
2,39 |
2,42 |
2,50 |
2,67 |
Рис. 1 – График зависимости амплитуды пульсаций выходного напряжения выпрямителя от сопротивления нагрузки
2. Снятие вольтамперной характеристики стабилитрона
Таблица 2. ВАХ стабилитрона
Напряжение на входе схемы UВХ, В |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
Напряжение на стабилитроне UД, В |
0,988 |
1,985 |
2,987 |
3,821 |
4,310 |
4,548 |
4,680 |
4,765 |
4,825 |
4,870 |
4,905 |
4,933 |
Падение напряжения на резисторе URД, В |
0,012 |
0,015 |
0,013 |
0,179 |
0,690 |
1,452 |
2,320 |
3,235 |
4,175 |
5,130 |
6,095 |
7,067 |
Ток стабилитрона IД, мА |
0,012 |
0,015 |
0,013 |
0,179 |
0,690 |
1,452 |
2,320 |
3,235 |
4,175 |
5,130 |
6,095 |
7,067 |
Пример расчета тока стабилитрона для UВХ = 1 В:
IД
=
=
=
=
0,012 мА
Рис. 2 – ВАХ стабилитрона
3. Измерение параметров стабилизатора напряжения на транзисторе
Таблица 3. Результаты измерения параметров стабилизатора напряжения
UВХ, В |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
UВЫХ при RH = 680 Ом, В |
2,604 |
3,432 |
3,908 |
4,139 |
4,274 |
4,358 |
4,420 |
4,466 |
4,503 |
4,532 |
IН при RH = 680 Ом, мА |
3,829 |
5,047 |
5,747 |
6,087 |
6,285 |
6,409 |
6,500 |
6,568 |
6,622 |
6,665 |
UВЫХ при RH = 330 Ом, В |
2,318 |
3,135 |
3,732 |
4,009 |
4,112 |
4,174 |
4,228 |
4,285 |
4,339 |
4,393 |
IН при RH = 330 Ом, мА |
7,024 |
9,500 |
11,309 |
12,148 |
12,461 |
12,648 |
12,812 |
12,985 |
13,148 |
13,312 |
UВЫХ при RH = 150 Ом, В |
2,189 |
3,020 |
3,514 |
3,610 |
3,520 |
3,546 |
3,641 |
3,734 |
3,812 |
3,879 |
IН при RH = 150 Ом, мА |
14,593 |
20,133 |
23,427 |
24,067 |
23,467 |
23,640 |
24,273 |
24,893 |
25,413 |
25,860 |
Пример расчета тока стабилитрона для UВХ = 3 В и RH = 680 Ом:
IH1
=
=
=
3,829
мА
Рис. 3 – График зависимости выходного напряжения стабилизатора от входного
Рис. 4 – График зависимости выходного напряжения стабилизатора от тока нагрузки
ВЫВОД
Анализируя график зависимости амплитуды пульсаций выходного напряжения выпрямителя от сопротивления нагрузки (рис. 1), делаем вывод, что с увеличением сопротивления нагрузки амплитуда пульсации выходного напряжения уменьшается. То есть, чем больше ток нагрузки, тем больше амплитуда пульсаций на сглаживающем конденсаторе.
Анализируя ВАХ стабилитрона (рис. 2), делаем вывод, что при достижении значения тока стабилитрона в 2 мА напряжение остается постоянным и примерно равно 4,8 В, в этом и заключается принцип работы стабилитрона (постоянство напряжения на выходе при повышении напряжения на входе).
Также, анализируя график зависимости выходного напряжения стабилизатора от входного (рис. 3) и график зависимости выходного напряжения стабилизатора от тока нагрузки (рис. 4), делаем вывод, что с уменьшением значения сопротивления нагрузки значение выходного напряжения также уменьшается. При этом, c уменьшением выходного напряжения уменьшается и ток нагрузки.