Транзисторные стабилизаторы напряжения

 

ЦЕЛИ РАБОТЫ

1. Исследовать работу простейшего транзисторного стабилизатора.

2. Исследовать работу компенсационного стабилизатора.

3. Сделать выводы по работе.

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Простейший транзисторный стабилизатор (см. рис. 24.1) представляет собой параметрический стабилизатор, выходное напряжение которого подается на вход усилителя с ОК, усилиающего его ток. Такое включение позволяет существенно повысить ток нагрузки, по сравнению со схемой параметрического стабилизатора, доведя его с десятков миллиампер до десятых долей ампера. В исследуемой схеме стабилизируемое напряжение создается последовательно включенными стабилитронами VD1 и VD2, формирующими напряжение, равное 6,6 В.

Работа компенсационного стабилизатора (см. рис. 24.2) происходит так. Часть напряжения нагрузки с делителя на резисторах R₃, R₄ поступает на вход усилителя ошибки на транзисторе VT3. Поскольку на эмиттере VT3 всегда присутствует стабилизированное напряжение, равное 3,3 В, то это напряжение вычитается из входного и усиливается транзистором, который включен по схеме с общим эмиттером. Далее, это усиленное и инвертированное напряжение поступает на вход составного транзистора VT1, VT2, собранного по схеме с общим коллектором, то есть, работающего как усилитель тока. При этом напряжение на выходе этого усилителя, как известно, повторяет напряжение на его входе за вычетом величины напряжения отпирания, равной приблизительно 1,3 – 1,4 В.

Таким образом, введенная в устройство ООС позволяет поддерживать необходимое значение напряжения в условиях изменения величины тока нагрузки. Но, кроме этого, изменение коэффициента передачи делителя напряжения на резисторах R₃, R₄ позволяет осуществлять плавную регулировку выходного напряжения в определенных пределах (для данной схемы это возможно от 5 до 10 В).

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

1. Собрать схему для исследования простейшего транзисторного стабилизатора (рис. 24.1) и проверить ее работу.

2. Измерить зависимость выходного напряжения от входного U_ВЫХ(U_ВХ) простейшего стабилизатора; результаты измерения занести в табл. 24.1; рассчитать величину коэффициента стабилизации схемы.

3. Собрать схему для исследования компенсационного стабилизатора (рис. 24.2) и проверить ее работу.

4. Измерить внешние характеристики стабилизатора U_ВЫХ(I_Н) для различных значений U_ВЫХ; результаты измерения занести в табл. 24.2.

5. Сделать выводы о применимости исследованных схем.

 

Рис. 24.1 Схема для исследования простейшего транзисторного стабилизатора

 

Табл. 24.1 Данные для расчета коэффициента стабилизации
UВХ, В
IСТ, мА	5	10	15	20	30	40	50	60	70
UВЫХ, B
KСТ

Рис. 24.2 Схема для исследования компенсационного стабилизатора

 

Табл. 24.2 Данные для построения зависимостей UВЫХ(IН)
при UВЫХ = 10 В
IН, мА
UВЫХ, B
при UВЫХ = 8 В
IН, мА
UВЫХ, B
при UВЫХ = 6 В
IН, мА
UВЫХ, B

 

РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Исследованная схема простейшего транзисторного стабилизатора.

2. Исследованная схема компенсационного стабилизатора.

3. Семейство внешних характеристик компенсационного стабилизатора при различных значениях выходных напряжений U_ВЫХ(I_Н) при U_ВЫХ = const.

ВЫВОДЫ

1. Применение схемы ОК позволяет улучшить работу параметрического стабилизатора, увеличив ток нагрузки значительно большим, чем это может обеспечить параметрический стабилизатор.

2. При увеличении выходного стабилизированного напряжения существенно уменьшается диапазон токов нагрузки, в котором может быть достигнута стабилизация напряжения. Это связано с большим отпиранием регулирующего силового транзистора и его выходом из активного режима, в котором возможно осуществление стабилизации напряжения. По этой причине реальный диапазон регулирования выходного напряжения существенно уменьшается.

 

 

ИМПУЛЬСНЫЕ УСТРОЙСТВА

В этом разделе изучаются простейшие блоки, осуществляющие преобразование постоянного тока в импульсный для коструирования различного рода импульсных устройств. При изучении материала обучающемуся следует обратить внимание на особенности импульсного режима работы, в частности, на возможность существееного повышения их КПД, что является их основным достоинством.