5. Моделирование стабилизатора

5.1 Подготовка к работе

Вызвать пакет анализа электронных схем Electronics Workbench (EWB). Согласно варианту в закладке диодов выбрать стабилитрон и вывести его на наборное поле. Выбрать стабилитрон, который исследовали в работе 1.

Смоделировать схему стабилизатора согласно рис. 8.

Миллиамперметр М1 показывает ток стабилитрона I_СТ, М3 – ток нагрузки I_Н, вольтметр М2 показывает напряжение на нагрузке U_Н, равное напряжению стабилизатора U_СТ.

Резистор r_д моделирует динамическое сопротивление стабилитрона.

5.2 Проведение измерений

5.2.1 Нагрузочная характеристика стабилизатора

Установить напряжение источника V = U_ВХm.

Установить сопротивление нагрузки R_Н = 0,5R₀.

–Определить зависимость напряжения стабилизатора U_CT от тока нагрузки I_Н U_СТ = f(I_Н). (f- символ функциональной зависимости).

Для этого изменять величину сопротивления нагрузки в большую и меньшую сторону от расчетного значения и записывать показания приборов в таблицу 7.

12

В показаниях вольтметра М2 записывать все значащие цифры.

Значения сопротивления нагрузки указаны в табл. 7.

– В колонке I_Нmax установить такое сопротивление нагрузки, при котором ток стабилитрона уменьшится до 2 ÷ 5 мА.

– Установить сопротивление нагрузки R_Н = 0.01∙R₀ и измерить ток короткого замыкания I_Нкз.

Табл. 7. Данные для построения нагрузочной характеристики.

RН [Ом]	10∙R0	2∙R0	RН = R0	0,5∙R0	0,3∙R0	0,2∙R0		0,01∙R0
IН [мА] М3	0						IНmax	IНкз
UСТ [В] М2	UCTхх							0

5.2.2 Определение коэффициента стабилизации

Установить напряжение источника V = U_ВХ = U_ВХm, величину сопротивления R_Н = 0,5∙R₀.

Записать значения напряжения U_CT, тока I_H, тока стабилитрона I_CT.

Увеличить напряжение U_ВХ в 1,5 раза. Вновь записать напряжения и токи.

5.2.3 Определение КПД стабилизатора

Установить U_ВХ = 1,5 U_ВХm. Изменяя сопротивление нагрузки R_Н, установить максимальный ток нагрузки I_Нmax табл.7.

Записать в протокол значение тока стабилитрона (М1) напряжения U_ВХ, тока нагрузки (М3) и напряжения U_CT (М2).

6. Определение параметров стабилизатора

6.1 Выходное сопротивление

По данным табл. 7 построить нагрузочную характеристику стабилизатора рис.9. При построении характеристики ось напряжения U_СТ

U_СТ

U_СТ

"растянуть" в диапазоне отU_СТmin (режим 0,2∙R₀) до ·U_СТхх (режим 10∙R₀). Изменение напряжения стабилизации происходит в третьем, четвертом знаке показаний вольтметра.

На характеристике построить характеристический треугольник. Вершины треугольника расположить в точках, соответствующих токам при ∙R_Н = R₀ и 0,3∙R₀.

Определить приращения токов и напряжений.

Внимание. При вычислении параметров и определении приращений

использовать табличные данные, а не результаты, полученные из построения.

13

В

ΔU_CT

ычислить выходное сопротивление стабилизатора

ΔI_H

R_ВЫХ =

6.2 Для режима R_Н = 0,5R₀ вычислить сопротивление постоянному току и сравнить с сопротивлением нагрузки в этом режиме.

R = U_СТ/I_Н.

6.3 Коэффициент стабилизации

По данным пункта 5.2.2 вычислить коэффициент стабилизации.

6.4 Вычислить КПД параметрического стабилизатора

Данные взять из пункта 5.2.2.

КПД = Р_Н/Р_ВХ = (U_СТ∙I_Н)/(U_ВХm∙I_ВХ), I_ВХ = (I_CT + I_Н), ток I_Н принять равным для режима R_Н = R₀.

6.5 Для режима U_ВХ = U_ВХm и I_Н = 0 вычислить мощность, выделяющуюся на стабилитроне. Если ток I_Н = 0, то весь входной ток течет по стабилитрону пункт 5.2.2. Сравнить с допустимой мощностью для данного типа диода Р_СТ = U_СТ·I_СТmax таблица. 2.

Параметры стабилизатора, полученные экспериментально и расчетным путем свести в таблицу 8.

Табл. 8.

Параметры	КСТ	RВЫХ	КПД
Экспериментальные
Расчетные