ДОСЛІДЖЕННЯ СТАБІЛІЗАТОРІВ НАПРУГИ

МЕТА РОБОТИ

Вивчити принцип роботи і дослідити характеристики пара­метричних та компенсаційних стабілізаторів постійної напруги.

ОСНОВНІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Стабілізатором напруги називають пристрій, який автоматично підтримує сталу напругу на навантаженні при зміні вхідної напруги і струму навантаження. Стабілізатори напруги використовують для живлення електронної апаратури. Вони характеризуються такими параметрами:

– коефіцієнтом стабілізації – відношення нестабільності напруги на вході стабілізатора до нестабільності напруги на його виході:

, (4.І)

де U_вх, U_вих – номінальні напруги на вході і виході стабілізатора; ∆ U_вх, ∆U_вих – зміни напруги на вході і виході стабілізатора;

– вихідним диференційним опором, який характеризує зміну вихідної напруги при зміні струму навантаження та сталій вхідній напрузі:

при U _вх = const, (4.2)

де ∆І_вих – зміна струму навантаження;

– коефіцієнтом корисної дії, який дорівнює відношенню потужності на навантаженні до номінальної вхідної потужності:

; (4.3)

– температурним коефіцієнтом напруги (ТКН) – відношення зміни вихідної напруги ∆U_вих до зміни температури навколишнього середовища ∆t°, яка спричинила зміну напруги:

. (4.4)

За принципом дії стабілізатори поділяють на параметричні та компенсаційні.

Метод параметричної стабілізації базується на використанні нелінійних елементів з вольт-амперними характеристиками, що мають ділянку, в межах якої напруга на елементі практично постійна і не залежить від протікаючого в ньому струму. Принцип роботи параметричних стабілізаторів ґрунтується на зміні опору нелінійних елементів при зміні струму. Стабілізація вихідної напруги досягається перерозподілом напруг між елементами стабілізатора.

Суть компенсаційного методу стабілізації полягає в автоматичному регулюванні вихідної напруги. В компенсаційних стабілізаторах відбувається порівняння фактичного значення вихідної напруги пристрою з її заданим значенням. В залежності від значення і знаку різниці між цими величинами автоматично здійснюється зміна параметрів активних елементів стабілізатора, яка сприяє зменшенню цієї різниці.

В якості нелінійних елементів параметричних стабілізаторів напруги використовують кремнієві стабілітрони, вольт-амперна характеристика яких зображена на рисунку 4.1.

Рисунок 4.1. Вольт-ампер­на характеристика стабілітрона