6.5 Результаты работы

Подготовьте отчет по лабораторной работе.

6.6 Контрольные вопросы

1 Зачем нужны стабилизаторы напряжения и тока? Каким выражением определяется коэффициент стабилизации по напряжению?

2. Приведите принципиальную схему параметрического стабилизатора.

3. Какое назначение имеют основные элементы схем параметрических стабилизаторов?

4. В чем состоит сущность параметрического метода стабилизации?

5. Нарисуйте ВАХ стабилитрона и обоснуйте выбор рабочей точки на ней для параметрического стабилизатора постоянного напряжения.

6. Поясните работу токостабилизирующего двухполюсника.

Лабораторная работа № 7

Исследование компенсационного стабилизатора напряжения

1. Цель работы

Изучение процессов в схеме компенсационного стабилизатора напряжения постоянного тока в статическом режиме и оценка влияния параметров цепи обратной связи на характеристики стабилизатора в целом.

2. Литература

1 Иванов–Цыганов А.И. Электропреобразовательные устройства РЭС:

Учебник для вузов по специальности “Радиотехника”. – М.: Высш. шк.,

1991. – 272 с., илл., ISBN.5–06–001896–2.

2 Электропитание устройств связи: Учебник для вузов/ А.А. Бокуняев, Б.М. Бушуев, А.С. Жерненко и др. Под ред. Ю.Д. Козляева. – М.: Радио и связь, 1998. – 328 с., ил.

3. Прянишников В.А. Электроника: Полный курс лекций. – 4–е изд. – СПб.: КОРОНА принт, 2004. – 416 с., ил.

3. Пояснения к работе

Высокие коэффициент стабилизации и качество выходного напряжения можно получить только с помощью стабилизатора компенсационного типа, который выполняется по одной из структурных схем, показанных на рисунке 7.1.

Рисунок 7.1 – Структурные схемы стабилизаторов компенсационного типа с последовательно (а) и параллельно (б) включенным регулирующим элементом.

Выходное напряжение подается на схему сравнения (СС), в которой оно сравнивается с заданным значением U_ВЫХ. При отклонении выходного напря-жения U_ВЫХ от заданного значения на выходе схемы сравнения (СС) появляется сигнал рассогласования или управления U_У , который подается на вход усилителя. С выхода усилителя сигнал, имеющий значение U_УС , подается на регулирующий элемент (РЭ), причем это воздействие приводит к изменению внутреннего сопротивления РЭ, а значит и падения напряжения на нем. При

правильно подобранных параметрах схемы, указанное изменение напряжения на регулирующем элементе должно скомпенсировать отклонение выходного напряжения U_ВЫХ от заданного значения.

Таким образом , U_ВЫХ =U_ВХ – U _РЭ = const, т.е. будет стабилизировано. Сравнивая компенсационный метод стабилизации с параметрическим, можно заметить, что при компенсационном методе стабилизации регулирование выходного напряжения связано с воздействием по цепи отрицательной обратной связи на регулирующий элемент. Для оценки замкнутой системы с обратной связью используют коэффициент усиления по замкнутому контуру (петлевое усиление) на постоянном токе: K_ПЕТЛ = K_Д  K_У  K_Р ,

где K_Д – коэффициент передачи делителя напряжения;

K_У – коэффициент передачи усилителя;

K_Р – коэффициент передачи регулирующего элемента.

Рассмотрим принцип действия компенсационного стабилизатора с последовательным включением регулирующего элемента. Принципиальная схема стабилизатора (рисунок 7.2) состоит из следующих функциональных узлов: VT1 – регулирующий транзистор,VT2 – усилительный транзистор и схема сравнения: делитель напряженияR₃,R₄(следящий делитель) и источник опорного напряжения, который состоит из стабилитронаVDи резистораR₂. Напряжение на базе усилительного транзистораVT2 представляет собой разность между напряжением на нижней части делителяU_R4 и опорным напряжениемU_VD.

Рисунок 7.2 – Принципиальная схема полупроводникового стабилизатора

Допустим, что вследствие изменения нагрузки или напряжения на входе схемы выходное напряжение U_Н увеличилось. При этом увеличится положительный потенциал на базе VT2 , что приведет к увеличению тока коллектора I_К2 транзистора VT2. Возросший тока I_К2 создает на резисторе R₁ соответственно увеличенное падение напряжения, в результате чего понизится положительный потенциал базы транзистора VT1 и уменьшится ток его базы I_Б1, а вместе с ним и ток коллектора I_К1 . Уменьшенный ток коллектора I_К1 позволит восстановить напряжение U_ВЫХ практически до прежнего значения.