Badanie stabilizatorów napięcia - gryf

1. Wstęp teoretyczny.
Stabilizatorem napięcia nazywa się układ, który ma za zadanie
utrzymywanie teoretycznie niezmiennej wartości napięcia na wyjściu w
określonych granicach zmian napięcia zasilającego, obciąŜenia oraz
czynników zewnętrznych, np. temperatury.
Wpływ napięcia wejściowego Uwe oraz prądu wyjściowego Iwy na
napięcie wyjściowe Uwy przedstawiają charakterystyki przejściowe:
W stabilizatorach kompensacyjnych napięcia o działaniu ciągłym, w
procesie stabilizacji następuje porównanie napięcia stabilizowanego z
wzorcowym napięciem odniesienia Ew . Gdy napięcia te nie są równe, ich
róŜnica po wzmocnieniu działa na układ regulujący, zmieniając jego
rezystancję w taki sposób, aby zmiana spadku napięcia na min przeciwdziała
zmianie napięcia stabilizowanego. Stabilizatory kompensacyjne zawierają
zatem następujące człony: źródło napięcia odniesienia, układ porównujący,
wzmacniacz błędu i układ regulacyjny.
2. Spis przyrządów.
Rezystor dekadowy
Power supply
Płytki pomiarowe
Digital mutimeter
Digital mutimeter
TYP ODZ Nr 666
P316
stabilizator napięcia
1331
Type V543
3. Przebieg ćwiczenia.
♦ Wyznaczyć doświadczalnie i wykreślić charakterystykę napięcia
wyjściowego Uo w funkcji zmian prądu obciąŜenia Io , przy UI = 15 V.
Na podstawie pomiarów określić wartość maksymalną prądu
wyjściowego Iomax
♦ Pomierzyć i wykreślić charakterystykę rezystancji wyjściowej Rwy w
funkcji zmian prądu obciąŜenia Io
♦ Zbadać wpływ zmian napięcia wejściowego UI na napięcie wyjściowe
Uo przy stałym obciąŜeniu Ro = 30 Ω. Napięcie wejściowe UI zmieniać
w takim zakresie, aby nie przekroczyć dopuszczalnej mocy strat
tranzystora szeregowego ( Pmax = 5 W ).
4. Schematy połączeniowe.
a) schemat blokowy numer 1
b) schemat blokowy numer 2
c) schemat połączeniowy stabilizatora ze sprzęŜeniem zwrotnym i
ograniczeniem prądu wyjściowego
5. Tabele pomiarowe.
Pomiar napięcia wyjściowego w funkcji zmian napięcia wejściowego.
Prąd wyjściowy wynosi Io = 100 mA.
L.p.
1
2
3
4
5
6
7
8
U
[V]
8
9,76
10
11
12
13
14
15
Uo
[V]
6,43
8,15
8,84
9,3
10,11
10,2
10,25
10,29
Pomiar napięcia wyjściowego w funkcji zmian prądu wyjściowego:
Zasilanie wynosi UI = 15 V.
L.p.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
Uwe
[V]
15
15,03
15,02
14,99
14,99
14,99
14,99
14,99
14,99
14,99
14,99
14,99
14,99
14,98
14,98
15,01
15
15
Uwy
[V]
10,42
10,41
10,41
10,41
10,4
10,41
10,41
10,4
10,41
10,41
10,4
10,4
10,4
10,4
10,4
10,4
10,4
10,4
I
[mA]
1
9,98
20,06
30
40,01
50
59,5
70,04
80,06
90,07
100,8
110,2
120,3
130,2
140,2
150
158,7
169,7
R
[Ohm]
9700
980
480
280
255
204
170
145
126
112
100
92
84
77
72
67
63
59
19
20
21
22
23
24
25
15
15
15
14,99
14,99
15
15
10,4
10,39
10,39
10,39
10,38
10,38
10,38
181,7
197,3
221,7
251,4
295,9
352
404
55
50
45
39
33
29
25
6. Obliczenia.
7. Wykresy.
Wykres pokazujący zaleŜność napięcia wyjściowego w stosunku do
wejściowego przy stałym prądzie Io=100mA.
Wykres pokazujący zaleŜność napięcia wyjściowego w stosunku do prądu
wyjściowego.
8. Wnioski.
Po wykonaniu ćwiczenia zauwaŜyliśmy, Ŝe napięcie stabilizowane jest
zaleŜne od napięcia wejściowego oraz od prądu wyjściowego. Z
przeprowadzonych pomiarów wynika, Ŝe napięcie stabilizowane jest prawie
stałe tzn. utrzymywało się w granicach 10,40[V]. Na napięcie wyjściowe ma
równieŜ wpływ napięcie wejściowe. W odpowiednim przedziale napięcia
zasilającego, napięcie stabilizowane nie zmienia się. Poza tym przedziałem
wyraźnie jest widoczna destabilizacja napięcia wyjściowego. Rezystancja
wyjściowa gwałtownie rośnie po osiągnięciu przez prąd obciąŜenia
określonej wartości.