Исследование стабилизаторов постоянного напряжения - Физика и энергетика лабораторная работа

Главная

Физика и энергетика
Исследование стабилизаторов постоянного напряжения

Повышение устойчивости питающего напряжения посредством применения специальных стабилизаторов напряжения. Изучение принципа действия параметрических и компенсационных стабилизаторов постоянного напряжения, определение и расчет их основных параметров.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
стабилизатор постоянное напряжение параметр
Схема стабилизатора (рис. 2.1, а) содержит стабилитрон, включенный в обратном направлении, балластное сопротивление R б и сопротивление нагрузки R н . На рис. 2.1, б показана вольт-амперная характеристика стабилитрона, включенного в обратном направлении. При малых входных напряжениях U вх , напряжение на стабилитроне U ст будет также малым и ток стабилитрона I ст будет ничтожно мал, так что можно считать его как бы отключенным от схемы. При этом I вх = I н и напряжения на резисторах R б и R н будут распределяться пропорционально их сопротивлениям, а зависимость будет приблизительно прямо пропорциональной.
Рис. 2.1. Схема параметрического стабилизатора напряжения (а) и его вольтамперная характеристика (б)
Когда входное напряжение возрастет настолько, что напряжение на стабилитроне достигнет величины пробоя, ток через стабилитрон резко возрастет. Это приведет к большому падению напряжения на балластном сопротивлении R б , а выходное напряжение и при изменении входного напряжения в определенных пределах будет оставаться почти неизменным.
Сказанное иллюстрируется основной характеристикой параметрического стабилизатора , показанной на рис.2.2.
Величина балластного сопротивления R б зависит от пределов изменения входного напряжения, тока нагрузки ( I н ) и параметров стабилизатора ( I ст min и I ст max ).
Предельные значения определяются из выражений
Обозначения соответствующих величин приведены на рис. 2.1.
Рис. 2.2. Зависимость для параметрического стабилизатора напряжения
Для получения большего значения коэффициента стабилизации целесообразно выбрать значение R б ближе к R б max .
Компенсационный стабилизатор представляет собой простейшую автоматическую систему регулирования, работающую на принципе отрицательной обратной связи (ООС). Для реализации такого принципа устройство, кроме регулирующего (исполнительного) элемента (РЭ) должно содержать измерительный элемент, включающий в себя делитель напряжения (ДН), элемент сравнения (ЭС), источник эталонного напряжения U эт ( ИЭН) и усилитель постоянного тока (УПТ) (см. рис. 2.3).
Рис. 2.3. Функциональная схема компенсационного стабилизатора.
Напряжение с выхода делителя напряжения, пропорциональное стабилизируемому параметру, сравнивается с эталонным напряжением и полученный сигнал ошибки U ош = U эт - k 1 U вых после усиления управляет коэффициентом передачи регулирующего элемента. Увеличение U ош , вызванное уменьшением выходного параметра, приведёт к увеличению коэффициента передачи РЭ. Это вызовет восстановление исходного значения выходного напряжения U вых . И наоборот, увеличение U вых , уменьшая сигнал ошибки, уменьшает коэффициент передачи РЭ.
В зависимости от вида выполнения РЭ различают непрерывные и ключевые компенсационные стабилизаторы напряжения. В непрерывных компенсационных стабилизаторах в качестве РЭ используют биполярный или полевой транзистор, работающий в активном режиме (режим генератора тока). В ключевых стабилизаторах роль РЭ выполняют импульсные усилители мощности. Компенсационные стабилизаторы выполняются на полупроводниковых дискретных элементах и в интегральном исполнении. В данной работе исследуются и тот и другой. Рассмотрим подробнее компенсационный стабилизатор на дискретных элементах, электрическая принципиальная схема которого приведена на рис. 2.4. Назначение элементов стабилизатора:
VT1 - мощный низкочастотный транзистор n-p-n типа, играющий роль регулируемого сопротивления (регулирующий элемент), выбирается по току нагрузки, падению напряжения U кб ;
VT2 - транзистор n-p-n типа, выполняющий задачу формирования сигнала рассогласования (ошибки) и управляющий режимом работы транзистора VT1; На вход VT2 подается сигнал ошибки, поступающий с измерительного элемента (ИЭ);
ИЭ включает в себя делитель R4, R5, R6 и источник опорного напряжения, функции которого выполняет стабилитрон VD7;
VD6 - стабилитрон (U стаб около 12,6 В);
VD7 - стабилитрон (U стаб около 6,8 В) - задает уровень опорного напряжения;
Коэффициент передачи делителя можно изменять потенциометром R5, тем самым задавая уровень выходного стабилизированного напряжения в пределах 7,5…10,5 В;
R1 - резистор, ограничивающий ток через VD6;
R2 - резистор, ограничивающий ток базы транзистора VT1 и ток коллектора транзистора VT2;
Элементы R1, VD6, R2 являются сглаживающим фильтром, понижающим коэффициент пульсаций подводимого к стабилизатору напряжения U вх ;
Резистор R 3 ограничивает ток опорного стабилитрона.
Рассмотрим работу устройства. Выходное напряжение стабилизатора равно разности его входного напряжения и падения напряжения между выводами коллектора и эмиттера регулирующего транзистора VT1
В свою очередь, для U КЭ справедливо выражение
U кэ VT1 = U кб + U бэ U кб VT1 + const.
Напряжение U кб VT1 определяется падением напряжения на резисторах R 1 и R 2
U кэ VT1 = I 1 R 1 + I 2 R 2 = U вх - U вых упт .
Выходное напряжение усилителя постоянного тока U вых упт равно
U вых упт = k ( U б VT1 - U э VT2 ),
где k - коэффициент усиления напряжения УПТ; ( U б VT1 - U э VT2 ) - напряжение между базой и эмиттером транзистора VT2 УПТ.
Возникновение любых отклонений выходного напряжения стабилизатора от установленного значения приводит к изменению тока базы транзистора VT2, и соответственно тока его коллектора. В результате этого изменяется сопротивление коллекторного перехода регулирующего транзистора VT1 так, что возникшее отклонение компенсируется.
Допустим, выходное напряжение U вых стабилизатора за счет увеличения входного напряжения U вх либо изменения нагрузки увеличилось. Тогда напряжение, снимаемое с делителя R 4, R 5, R 6, тоже возрастает. Так как опорное напряжение , снимаемое с VD7, постоянно, сигнал ошибки U ош = U эт - k 1 U вых уменьшается, что приводит к уменьшению выходного напряжения УПТ (VT2) и к соответствующему уменьшению падения напряжения на резисторах R 1 и R 2. Напряжение U кб VT1 уменьшается, VT1 подзапирается, его сопротивление увеличивается. Возникшее увеличение U вых компенсируется повышением падения напряжения на VT1.
В результате этого выходное напряжение стабилизатора возвращается к исходному значению.
Чем выше коэффициент усиления по напряжению УПТ, тем точнее поддерживается уровень выходного напряжения и повышается скорость его восстановления. Если коэффициент усиления УПТ стремится к бесконечности, то выходное напряжение стабилизатора полностью определится коэффициентом передачи делителя напряжения на резисторах R 4, R 5, R 6 и значением опорного (эталонного) напряжения U оп .
При перемещении движка потенциометра R 5 в нижнее по схеме положение разница между опорным напряжением и напряжением, снимаемым с делителя, становится большим, базовый и коллекторный токи VT2 увеличиваются, падение напряжений на R 1 и R 2 увеличиваются. В результате падение напряжения на VT1 снижается, а выходное напряжение возрастает до нового заданного уровня. Так плавно можно изменять величину стабилизируемого напряжения U вых .
Рис. 2.4 Принципиальная схема компенсационного стабилизатора
график нагрузочной характеристики стабилизатора U вых ( I н ).
По данным таблиц постройте графики U вых = f ( U вх ) и U вых = f (I н ).
По данным таблиц постройте графики U вых = f ( U вх ) и U вых = f (I н ).
По данным таблиц постройте графики U вых = f ( U вх ) и U вых = f (I н ).
По данным таблиц постройте графики U вых = f ( U вх ) и U вых = f (I н ).
Виды стабилизаторов: постоянного тока (линейный и импульсный) и переменного напряжения (феррорезонансный и современный). Основные типы современных стабилизаторов: электродинамические, сервоприводные (механические), электронные, статические, релейные. реферат [288,5 K], добавлен 30.12.2014
Расчет выпрямителей с емкостной реакцией нагрузки. Методика расчета ключевых стабилизаторов напряжения. Программные средства моделирования схем источников вторичного электропитания. Алгоритмы счета и программная реализация стабилизаторов напряжения. дипломная работа [704,4 K], добавлен 24.02.2012
Разработка схемы усилителя постоянного тока и расчет источников питания: стабилизатора напряжения и выпрямителя. Определение фильтра низких частот. Вычисление температурной погрешности и неточностей измерения от нестабильности питающего напряжения. курсовая работа [166,3 K], добавлен 28.03.2012
Автоматизированная система управления освещением, ее алгоритм работы, аппаратная база и программное обеспечение. Вероятные проблемы при реализации и пути их решения. Расчет мощности стабилизаторов напряжения. Расчеты по регулированию напряжения. дипломная работа [2,8 M], добавлен 01.07.2014
Импульсные стабилизаторы постоянного напряжения. Разработка импульсного стабилизатора напряжения понижающего типа и его принципиальной схемы. Расчет силовой части, коэффициента полезного действия. Структура блока управления, требования к его узлам. курсовая работа [74,9 K], добавлен 29.09.2011
Прямые и косвенные измерения напряжения и силы тока. Применение закона Ома. Зависимость результатов прямого и косвенного измерений от значения угла поворота регулятора. Определение абсолютной погрешности косвенного измерения величины постоянного тока. лабораторная работа [191,6 K], добавлен 25.01.2015
Схема компенсационного стабилизатора напряжения на транзисторах. Определение коэффициентов пульсации, фильтрации и стабилизации. Построение зависимости выходного напряжения от сопротивления нагрузки. График напряжения на входе и выходе стабилитрона. лабораторная работа [542,2 K], добавлен 11.01.2015
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Исследование стабилизаторов постоянного напряжения лабораторная работа. Физика и энергетика.
Курсовая работа по теме Налоги и их сущность
Книга Собрание Сочинений Пушкина
Практическое задание по теме История медицины
Билеты: ЗНО экономика 2008 с ответами дополнительная сессия
Реферат: История горного дела
Контрольная работа: Расчет естественного освещения. Скачать бесплатно и без регистрации
Оценка Эффективности Деятельности Органов Местного Самоуправления Курсовая
Реферат: Россия в Истории Мировой Культуры
Доклад по теме Эдуард Уильям Элгар (Elgar)
Отчет по практике по теме Развитие фосфорной промышленности Республики Казахстан. ТОО 'Казфосфат'
Реферат: Возникновение Древней Руси
Курсовая работа по теме Разработка рекламной продукции в сети интернет
Контрольная Работа На Тему Русский Модернизм
Курсовая работа по теме Организация деятельности косметологического кабинета
Заказать Магистерскую Диссертацию По Юриспруденции
Зачем Изучать Обж Сочинение
Сочинение по теме Своеобразие жанра поэмы Гоголя "Мертвые души"
Лучшие Сочинения 5 Класс
Курсовая работа по теме Метод анализа иерархий
Реферат по теме Изучение религии синтоизма
Анатомия и поражения пищевода - Медицина доклад
Налоговые преступления: правовой анализ составов - Государство и право курсовая работа
Роль современных средств обучения в формировании знаний об окружающем мире у младших школьников - Педагогика дипломная работа