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

1. Narysować i opisać układy wykorzystujące następujące elementy stabilizacyjne:

• Dida Zenera

• Dioda Zenera i tranzystor

2. Podać podział stabilizatorów napięcia ze względu na zasadę działania i sposób stablizacji.

3. Zestawić układy pomiarowe i wykonać pomiar następujących wielkości:

• U_WY = f(U_WE) dla R_OBC = 

• U_WY = f(U_WE) dla R_OBC = const.

• U_WY = f(I_WY) dla U_WE = const.

4. Wyniki pomiarów zestawić w tabelach.

5. Na podstawie tabel wykreślić ch-ki.

6. Podać zestaw użytych przyrządów.

7. Podać własne wnioski.

1. 
   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 (I_Wy = 0) Dla napięcia wejściowego U_We = U_We1 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 U_Wy = U_z, . Jeżeli napięcie wejściowe zwiększymy o wartość U_We (do wartości U_Wez), 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 U_We powoduje dużo mniejszą zmianę wartości napięcia wyjściowego U_WY (U_We » U_WY) 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.

2. 
   
   Stabilizator tranzystorowy.

Napięcie wyjściowe ma taka samą wartość I jest równe Uz ­ U­­­_BEP. Źródło napięcia odniesienia stanowi dioda Zenera DZ z rezystorem R_B 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 I_WY, jak w układzie diodowym, uzyskuje się w tym ukadzie mniejsze zmiany napięcia wyjściowego U_WY.

3. 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

4. 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.

U_MAX=20V I=P/U_DZ=54,9mA

P=0,5W U_R=U_MAX - U_DZ=10,9V

U_DZ=9, R=U_R/I R=198,38 

5. 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:

1. zakres zmian napięcia wyjściowego w funkcji zmian napięcia wejściowego

2. zakres zmian napięcia wyjściowego w funkcji zmian prądu obciążenia.

---