Внимание! все изменения номиналов производить только при выключенном стенде 87л-01 и блока питания б5-47!

Работа №4. Исследование компенсационного стабилизатора напряжения.

Цель работы: изучение процесса стабилизации напряжения компенсационным методом, определение параметров схемы в различных режимах при изменении напряжения питания и нагрузки.

Теоретическая часть

Компенсационные стабилизаторы напряжения бывают двух типов: с параллельным (рис. 1) и последовательным (рис.2) регулирующими элементами.

Рис.1. Функциональная схема компенсационного стабилизатора напряжения с параллельно включенным регулирующим элементом

Рис.2. Функциональная схема компенсационного стабилизатора напряжения с последовательно включенным регулирующим элементом

В схеме, показанной на рис. 1, регулирующий элемент РЭ включен параллельно нагрузке и его сопротивление задается выходным сигналом управляющего элемента УЭ, на вход которого поступают выходные напряжения и соответственно стабилизатора и источника опорного напряжения ИОН (обычно это параметрический стабилизатор). При увеличении входного напряжения (или нагрузки ) увеличивается выходное . Сигнал рассогласования , усиливаемый управляющим элементом УЭ, уменьшает сопротивление РЭ. При этом токи и , увеличиваются, увеличивая падение напряжения на балластном резисторе , частично компенсируя рост .При уменьшении входного напряжения (или нагрузки ) происходит обратное: ток и напряжение уменьшаются, частично компенсируя уменьшение .

В схеме, показанной на рис. 2, регулирующий элемент РЭ включен последовательно нагрузке .При увеличении увеличиваются , сигнал рассогласования и сопротивление регулирующего элемента РЭ. При этом напряжение увеличивается, частично компенсируя рост .

Рис.3. Схема компенсационного стабилизатора

Компенсационный стабилизатор напряжения на транзисторах (рис. 3) имеет цепь тока нагрузки, состоящую из двух участков: промежутка коллектор – эмиттер, регулирующего транзистора (так выполнен регулирующий элемент) и резистора нагрузки .Входное напряжение распределяется между этими участками цепи, т.е. . Усилитель сигнала рассогласования выполнен на транзисторе , на переходе база - эмиттер которого поступает напряжение рассогласования ,где - напряжение базы, пропорциональное напряжению _. нагрузки; - коэффициент пропорциональности. Вырабатываемое параметрическим стабилизатором на диоде опорное напряжение не зависит от напряжения и тока нагрузки .

При подаче усиленного сигнала рассогласования на базу регулирующего транзистора , потенциал эмиттера которого равен напряжению нагрузки , напряжение на эмиттерном переходе .

При увеличении входного напряжения напряжение нагрузки , растет и увеличивается напряжение базы и токи транзистора . При этом уменьшаются напряжения и и соответственно токи базы и эмиттера транзистора . Это равноценно увеличению сопротивления промежутка коллектор - эмиттер транзистора и падения напряжения на нем, т. е. почти все приращение приходится на регулирующий транзистор.

При уменьшении входного напряжения уменьшаются сопротивление промежутка коллектор - эмиттер транзистора и напряжение на этом транзисторе останется неизменным.

Практическая часть

Оборудование.

1. Лабораторный стенд 87Л-01.

2. Блок питания БП-47.

Задание.

Ознакомиться с компенсационным стабилизатором напряжения и его основными параметрами и характеристиками.

Порядок выполнения работы.

1. Соберите схему стабилизатора, используя сменную панель №11 и коммутирующую плату №1, не устанавливая диоды ... и конденсатор , установите вместо диодов и перемычки и следующие съемные элементы: - 1,6 кОм, - 200 Ом, - 2,2 кОм (переменный), - 1 кОм, - 510 Ом, - 20 мкФ х 25В транзисторы типа МП40 - 2 шт., стабилитрон Д814А.

2. Соедините гнезда «+» и «-« блока питания Б5-47 с гнездами 4 и кОм

3. Резистор установите в среднее положение.

4. На блоке питания Б5-47 установите напряжение 10В и ограничение тока 40 мА.

5. Включите стенд 87Л-01 и блок питания Б5-47.

6. Повышая напряжение на блоке питания Б5-47 (через 1В) снимите характеристику стабилизатора, занесите показания в таблицу.

I

7. Измените номинал резистора на 1 кОм и повторите п.6.

8. Измените номинал резистора на 1,6 кОм и повторите п.6.

9. Отчет должен содержать схему электрическую принципиальную стабилизатора и данные согласно

п. 6-8.