Klasa |
Imię i nazwisko |
Nr w dzienniku |
Zespół Szkół Łączności |
|
|||
3Ti |
|
21 |
w Krakowie |
|
|||
|
|
|
Pracownia elektroniczna |
|
|||
Nr ćw. |
Temat ćwiczenia |
Data |
Ocena |
Podpis |
|
||
19 |
Badanie układów stabilizacji. |
30.V |
|
|
|
Narysować i opisać układy wykorzystujące następujące elementy stabilizacyjne:
Dida Zenera
Dioda Zenera i tranzystor
Podać podział stabilizatorów napięcia ze względu na zasadę działania i sposób stablizacji.
Zestawić układy pomiarowe i wykonać pomiar następujących wielkości:
UWY = f(UWE) dla ROBC =
UWY = f(UWE) dla ROBC = const.
UWY = f(IWY) dla UWE = const.
Wyniki pomiarów zestawić w tabelach.
Na podstawie tabel wykreślić ch-ki.
Podać zestaw użytych przyrządów.
Podać własne wnioski.
Stabilizator z dioda Zenera.
Najprostszym układem stabilizacji napięcia jest stabilizator z diodą Zenera, stosowany w prostych zasilaczach lub jako źródło napięcia odniesienia.
Na rysunku 1.1b przedstawiono charakterystykę roboczą stabilizatora przy braku obciążenia (IWy = 0) Dla napięcia wejściowego UWe = UWe1 wrysowano prostą o nachyleniu proporcjonalnym do wartości rezystancji R. Przecięcie się tej prostej z charakterystyką diody Zenera wyznacza punkt pracy diody (Uz1, Iz1). Napięcie wyjściowe UWy = Uz, . Jeżeli napięcie wejściowe zwiększymy o wartość UWe (do wartości UWez), to punkt pracy diody Zenera zmieni się (Uz2, Iz2). Zwiększenie wartości napięcia wejściowego powoduje wzrost prądu 1 oraz wzrost prądu diody i napięcia wyjściowego. Zmiana napięcia wejściowego UWe powoduje dużo mniejszą zmianę wartości napięcia wyjściowego UWY (UWe » UWY) wokół ustalonej wartości Uz. Uzyskuje się w ten sposób stabilizację napięcia wyjściowego od zmian napięcia wejściowego. W układzie tym wszelkie tętnienia napięcia wejściowego będą przekazywane na wyjście jako wielokrotnie mniejsze.
Stabilizator tranzystorowy.
Napięcie wyjściowe ma taka samą wartość I jest równe Uz UBEP. Źródło napięcia odniesienia stanowi dioda Zenera DZ z rezystorem RB ustalającym jej punkt pracy. Tranzystor jest elementem regulacyjnym. Stabilizatory tranzystorowe charakteryzują się taką samą zalężnością zmian napięcia wyjściowego od zmian napięcia wejścioewwgo (niestabilizowanego) jak stabilizatory diodowe. W układach tych znacznie ograniczono zakres zmian położenia punktu pracy diody Zenera spowodowanych zmianą prądu obciążenia, uzyskując tym samym poprawę parametrów stabilizatora. Przyjmując takie same zmiany prądu IWY, jak w układzie diodowym, uzyskuje się w tym ukadzie mniejsze zmiany napięcia wyjściowego UWY.
Wyniki pomiarów.
Stabilizator z diodą Zenera.
UWY = f(UWE) dla ROBC = |
UWY = f(UWE) dla ROBC = const. |
UWY = f(IWY) dla UWE = const. |
|||
UWE |
UWY |
UWE |
UWY |
UWY |
IWY |
5 |
5 |
5 |
2,21 |
4 |
8,88 |
6 |
6 |
6 |
2,63 |
8 |
8,87 |
7 |
7 |
7 |
3,06 |
12 |
8,87 |
8 |
8 |
8 |
3,49 |
16 |
8,87 |
9 |
8,7 |
9 |
3,92 |
20 |
8,86 |
10 |
8,8 |
10 |
4,34 |
24 |
8,85 |
11 |
8,8 |
11 |
4,78 |
28 |
8,85 |
12 |
8,8 |
12 |
5,2 |
32 |
8,84 |
13 |
8,8 |
13 |
5,6 |
36 |
8,84 |
14 |
8,8 |
14 |
6,1 |
40 |
8,83 |
15 |
8,8 |
15 |
6,5 |
44 |
8,82 |
16 |
8,8 |
16 |
6,9 |
48 |
8,76 |
17 |
8,8 |
17 |
7,3 |
52 |
7,8 |
18 |
8,8 |
18 |
7,9 |
56 |
6,71 |
Stabilizator tranzystorowy
UWY = f(UWE) dla ROBC = |
UWY = f(UWE) dla ROBC = const. |
UWY = f(IWY) dla UWE = const. |
|||
UWE |
UWY |
UWE |
UWY |
UWY |
IWY |
5 |
4,98 |
5 |
2,94 |
8,3 |
50 |
6 |
5,88 |
6 |
3,92 |
8,28 |
75 |
7 |
6,83 |
7 |
4,66 |
8,27 |
100 |
8 |
7,82 |
8 |
5,7 |
8,26 |
120 |
9 |
8,54 |
9 |
6,57 |
8,25 |
140 |
10 |
8,57 |
10 |
7,45 |
8,24 |
160 |
11 |
8,57 |
11 |
8,17 |
8,23 |
180 |
12 |
8,58 |
12 |
8,2 |
8,23 |
190 |
13 |
8,59 |
13 |
8,21 |
8,22 |
200 |
14 |
8,59 |
14 |
8,22 |
8,22 |
210 |
15 |
8,6 |
15 |
8,22 |
8,21 |
220 |
16 |
8,6 |
16 |
8,23 |
8,2 |
240 |
17 |
8,6 |
17 |
- |
8,19 |
260 |
18 |
8,6 |
18 |
- |
8,17 |
280 |
- |
- |
- |
- |
7,35 |
300 |
Wnioski :
Stabilizator składa się z następujących bloków funkcjonalnych :
- układ próbkujący (dzielnik napięcia) w zależności od włączenia określa rodzaj stabilizatora (prądowy, napięciowy),
- źródło napięcia odniesienia (najważniejszy element stbilizatora dostarczjący napięcia wzorcowego do porównania z wielkością stbilizowaną),
- wzmacniacz błędu,
układ regulacyjny (najczęściej tranzystor mocy),
Stabilizatory parametryczne.
Wspólną cechą wszystkich stabilizatorów parametrycznych napięcia lub prądu jest brak zewnętrznej pętli sprzężenia zwrotnego, która zapewnia porównanie stabilizowanej wielkości wyjściowej z pewną przyjętą wielkością odniesienia. Stabilizatory tego typu wykorzystują nieliniowe chrakterystyki elementów użytych do ich budowy.
Stabilizatory kompensacyjne
Ich zasada działania opiera się na kompensacji zmian zachodzących na wyjściu układu stabilizacyjnego.
Stabilizatory impulsowe
Sprawność rzędu 50% stabilizatorów o działaniu ciągłym wynika z tego, że tranzystor regulacyjny pobiera moc. W stabilizatorach impulsowych jego rola polega na okresowym włączaniu i odłączaniu obciążenia do napięcia wejściowego. Ten typ stabilizatorów stosuje się wszędzie tam gdzie zależy nam na ekonomiczności zasilania. Są one częściej stosowane niż stabilizatory o działaniu ciągłym. Posiadają one też większe od nich moce wyjściowe.
Wady tych stabilizatorów to :
wytwarzanie zakłucającego pola elektro-magnetycznego
długi czas reakcji
gorzsza stabilizacja i więkasze tętnienie na wyjściu
konieczność stosowania dodatkowego filtra LC.
Dobór rezystancji zabezpiczającej w stabilizatorze parametrycznym z Diodą Zenera.
UMAX=20V I=P/UDZ=54,9mA
P=0,5W UR=UMAX - UDZ=10,9V
UDZ=9, R=UR/I R=198,38
Spis przyrządów :
- woltomierz 2x 25 YF - 1075 III/1/428/PE
III/1/412/PE
- amperomierz 24 YF - 1075 III/1418/PE
- model stabilizatorów napięcia
- dioda BZP 620/9V1
Rys1.1
Stabilizator z diodą Zenera:
zakres zmian napięcia wyjściowego w funkcji zmian napięcia wejściowego
zakres zmian napięcia wyjściowego w funkcji zmian prądu obciążenia.