лаба 10 / 00_лаба_3_10_эуиси_отчёт
.pdfМинистерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации
Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
Московский технический университет связи и информатики
__________________________________________________________________
Кафедра Экологии, безопасности жизнедеятельности и электропитания
Лабораторная работа №10 по дисциплине «Электропитание устройств и систем инфокоммуникаций»
«Исследование интегрального стабилизатора напряжения»
Выполнили |
|
|
Студенты группы БРВ2201: |
_______________________ |
Велит А.И. |
|
_______________________ |
Мусаев Д.Ш. |
|
_______________________ |
Зейналов Р.А. |
|
_______________________ |
Деветьяров И.Е. |
Проверил |
|
|
К.т.н.: |
_______________________ |
Савостин С.Д. |
Москва 2025
1.Цель работы
Практическое ознакомление со схемами включения интегральных стабилизаторов напряжения (ИС) серии К142ЕН 1,2 (А, Б), характеристиками и методами испытаний данных стабилизаторов.
2. Теоретическая часть
Провести экспериментальные испытания интегрального стабилизатора К142ЕН1А, определить его основные параметры и выявить достоинства и недостатки основных схем включения.
Рисунок 1 – Структурная схема компенсационного стабилизатора с непрерывным регулированием последовательного типа
Рисунок 2 – Схема последовательного стабилизатора напряжения в интегральном исполнении
Технические данные интегрального стабилизатора серии К142ЕН1А:
|
|
|
|
|
|
,% |
|
|
|
ИС |
н, А |
вх макс,В |
вых,В |
%,В |
,% |
|
кэ мин,В |
ис макс,Вт |
|
/ |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К142ЕН1А |
0.15 |
40 |
3-12 |
0.3 |
0.5 |
0.01 |
4 |
0.8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рисунок 3 – Схема лабораторного стенда
B2 – переключатель режимов работы микросхемы;
V2 и A2 – соответственно, вольтметр и миллиамперметр постоянного тока для определения выходного напряжения и тока нагрузки;
н– нагрузка стабилизатора;
гнезда Г1 – Г4 служат для подключения осциллографа;
В3 – выключатель питания ИС.
Расчетные формулы:
Pис = Pвх − Pвых; Pвх = Uвх ∙ Iвх; Pвых = Uвых ∙ Iн; ∆T = ∆Pис ∙ Rтп.ср;
η = |
Pвых |
; K |
|
= |
∆Uвых |
∙ 100%, r = |
∆Uвых |
. |
|
U |
|
|
|||||
|
Pвх |
|
Uвых |
i |
∆Iн |
|||
|
|
|
|
|||||
Kст = |
|
∆Uвх |
|
/ |
∆Uвых |
= ∆Uвх ∙ 100/Uвх.ном ∙ KU , q = |
Uвх~ |
/ |
Uвых~ |
||||
|
Uвх |
Uвых.ном |
Uвх |
Uвых |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
∆Uвых |
|
|
|
(Uвых − U′ |
вых) |
|
|
|
||||
KI = |
|
|
|
|
∙ 100%, aτ = |
|
|
∙ 100% |
|
|
|
||
|
Uвых |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
∆T ∙ Uвых |
|
|
|
|||||
3.Ход лабораторной работы
3.1.Определение параметров ИС при изменяющемся входном напряжении и постоянном токе нагрузки
С помощью лабораторного стенда (рисунок 3), снимается
характеристика стабилизатора вых = ( вх) при н = .
Ниже в таблице представлены результаты измерений:
Таблица 1 – Результаты измерений при постоянном токе нагрузки
|
|
выключателяB2 |
|
Экспериментальные данные |
|
|
Расчетные данные |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
№опыта |
Положение |
|
U’вых, В |
Uвых, В |
|
|
|
|
|
|
||
Uвх, В |
|
|
Iн, мА |
Iвх, мА |
Pвх, Вт |
Pвых, Вт |
Pис, Вт |
η |
||||
Мгнов. |
Измерение |
|||||||||||
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
измерение |
через 1 мин. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
7,71 |
7,79 |
|
|
420 |
311,6 |
108,4 |
0,74 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
8,6 |
8,604 |
|
|
504 |
344,16 |
159,84 |
0,68 |
|
1 |
“2” |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
14 |
8,601 |
8,610 |
40 |
42 |
588 |
344,4 |
243,6 |
0,58 |
||||
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16 |
8,608 |
8,620 |
|
|
672 |
344,8 |
327,2 |
0,51 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18 |
8,621 |
8,631 |
|
|
756 |
345,24 |
410,76 |
0,45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчет нестабильности выходного напряжения и коэффициента
стабилизации:
KU = ΔUвых ∙ 100% = 8.53 - для режима “2”
Uвых
Коэффициент стабилизации по напряжению:
Kст = ΔUвх / ΔUвых = ΔUвх ∙ 100/Uвх.номKU = 5.21 - для режима “2”
Uвх Uвых.ном
Далее представлен график зависимостей ’вых = |
(вх) |
и вых = |
(вх) для двух режимов работы: |
|
|
Рисунок 4 – График зависимостей ’вых = (вх) и вых = (вх)
Ниже |
представлен |
график |
зависимостей |
ис = (вх), вх = |
(вх) и вых = (вх) для |
двух режимов работы: |
|
||
Рисунок 5 – График зависимостей ис = (вх), вх = (вх) и вых = (вх)
Расчет приращения ис при изменении вх от 16 до 18 В:
ис = 411 – 327 = 84 Вт
Расчет приращения T температуры p-n перехода:
Rтп.ср = 110 °C/Вт
∆T = ΔPис ∙ Rтп.ср = 84 ∙ 110 = 9240
Вычисление разности ( вых − ’вых) при вх = 18 В:
( вых − ’вых) = 8.631 − 8.621 = 0.01 ατ = не определяется, т.к. данные были сняты только в положении
В2 «2»
3.2.Определение параметров ИС при постоянном входном напряжении и изменяющемся токе нагрузки
При постоянном входном напряжении и изменяющемся токе нагрузки снимается внешняя характеристика ИС вых = ( н). Характеристика снимается при питании ИС от двух источников (переключатель B2 находится в положении “2”).
Таблица 2 – Результаты измерений при постоянном входном напряжении
|
|
Экспериментальные данные |
|
Расчетные данные |
|
||||||
опыта |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Iн, |
U’вых, В |
Uвых, В |
Iвх, |
Uвх |
Pвх, |
|
Pвых, |
Pис, |
|
η |
|
мА |
|
|
мА |
, В |
Вт |
|
Вт |
Вт |
|
|
|
Мгновенно |
Измерени |
|
|
|
|||||||
№ |
|
е измерение |
е через 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
мин. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
23 |
8,643 |
8,640 |
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
198,7 |
281,2 |
|
0,41 |
|
|
|
|
|
16 |
480 |
|
2 |
8 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
40 |
8,612 |
8,622 |
45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
344,8 |
375,1 |
|
0,47 |
|
|
|
|
|
|
720 |
|
8 |
2 |
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
60 |
8,604 |
8,608 |
65 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
104 |
|
516,4 |
|
523,5 |
0,49 |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
8 |
|
2 |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
80 |
8,583 |
8,590 |
85 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
136 |
|
|
|
|
0,50 |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
687,2 |
|
672,8 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
10 |
8,570 |
8,565 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
0 |
|
160 |
|
|
|
|
0,53 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
856,5 |
|
743,5 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ниже представлен график зависимостей ’вых = |
(н) |
и вых = |
(н): |
||||||||
Рисунок 6 – График зависимостей ’вых = (н) и вых = (н)
Далее представлен график зависимостей вых = (н), вх = (н) и =
(н):
Рисунок 7 - график зависимостей вых = ( н), вх = ( н) и = ( н)
Определение внутреннего сопротивления стабилизатора и
нестабильности по току :
∆ н = 100 мА, вых – номинальное значение выходного напряжения ИС
= вых/∆ н = 0.68
вых
= вых ∙ 100% = 0.79
3.3. Определение коэффициента сглаживания ИС
Коэффициент сглаживания ИС определяется при номинальном значении
входного напряжения вх.ном = |
16 В и максимальном токе нагрузки н = |
|||
100 мА. |
|
|
|
|
Таблица 3 – Таблица результатов изменений |
|
|
||
|
|
|
|
|
Положение |
|
Uвх~, В |
Uвых~, В |
q |
переключателя B2 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
“2” |
|
0,38 |
0,006 |
33,922 |
|
|
|
|
|
Используя опытные данные из таблицы 3, выполняется расчет коэффициента сглаживания по формуле:
= вх~ / вых~ = 33.922 ,
вх вых
, где вх = 16 В; вых = 8,57 В;
3.4. Определение величины тока нагрузки, при котором срабатывает схема защиты
Для проведения опыта на входе стабилизатора с помощью ЛАТР устанавливают напряжение вх.ном = 16 В.
Ток нагрузки, при котором срабатывает защита стабилизатора равен:
н = 160 мА
4. Выводы
В результате выполнения лабораторной работы было проведено исследование интегрального стабилизатора напряжения, проведены соответствующие необходимые измерения и расчеты, построены заданные графики. По итогам выполнения лабораторной работы, все полученные значения находятся в допустимых пределах.