WYŻSZA SZKOŁA MENEDŻERSKA

KATEDRA INFORMATYKI

• LABORATORIUM MIERNICTWA

• I PODSTAW ELEKTRONIKI

SPRAWOZDANIE

Ćwiczenie nr .....

Temat ćwiczenia: ..................................................................

SKŁAD ZESPOŁU 1. ...................... .................. 2. ...................... .................. 3. ...................... .................. 4. ...................... .................. 5. ...................... ..................	Prowadzący zajęcia: dr inż. Adam Rosiński mgr J. Paś		SEMESTR ......
		GRUPA .............................		STUDIA .......
Data wykonania ................................................		Data oddania sprawozdania ................................................

Semestr zimowy, rok akademicki 2007/2008

• Stabilizator parametryczny

Zdjąć charakterystykę U_wy = f(U_we) przy R_obc=1kΩ=const. Wpisując wyniki do tabeli.

Uwe	[V]	0	1	2	3	4	5	6	6,5	7	7,5
Uwy	[V]	0	0,909	1,82	2,73	3,64	4,55	5,45	5,91	6,32	6,45

8	8,5	9	9,5	10	10,5	11	11,5	12
6,49	6,52	6,54	6,55	6,56	6,57	6,58	6,59	6,6

Zdjąć charakterystykę U_wy = f(U_we) przy R_obc=10kΩ=const. Wpisując wyniki do tabeli.

Uwe	[V]	0	1	2	3	4	5	6	6,5	7	7,5
Uwy	[V]	0	0,990	1,98	2,97	3,96	4,95	5,94	6,36	6,46	6,5

8	8,5	9	9,5	10	10,5	11	11,5	12
6,52	6,54	6,55	6,57	6,58	6,58	6,59	6,6	6,61

Zdjąć charakterystykę U_wy = f(U_we) przy R_obc=500Ω=const. Wpisując wyniki do tabeli.

Uwe	[V]	0	1	2	3	4	5	6	6,5	7	7,5
Uwy	[V]	0	0,833	1,67	2,5	3,33	4,17	5	5,42	5,83	6,24

8	8,5	9	9,5	10	10,5	11	11,5	12
6,43	6,48	6,51	6,53	6,55	6,56	6,57	6,58	6,59

Wnioski:

Stabilizator parametryczny jest najprostszym układem stabilizacji napięcia. Na przedstawionej charakterystyce stabilizatora można zaobserwować, jeżeli wartość napięcia U_WE będziemy zwiększać dla R_obc=1kΩ, R_obc=10kΩ i R_obc=500Ω to wartość napięcia U_WY będzie nieznacznie większa. W ten sposób uzyskuje się stabilizację napięcia U_WY od zmian napięcia U_WE.

Zdjąć charakterystykę U_wy=f(R_obc) przy U_we=10V=const. Wpisując wyniki do tabeli.

Robc	[kΩ]	0,1	0,15	0,2	0,3	0,4	0,5	1	1,5	2
Uwy	[V]	5	6	6,44	6,52	6,54	6,55	6,56	6,57	6,57

Zdjąć charakterystykę U_wy=f(R_obc) przy U_we=15V=const. Wpisując wyniki do tabeli.

Robc	[kΩ]	0,1	0,15	0,2	0,3	0,4	0,5	1	1,5	2
Uwy	[V]	6,54	6,59	6,6	6,62	6,62	6,62	6,63	6,63	6,63

Zdjąć charakterystykę U_wy=f(R_obc) przy U_we=8V=const. Wpisując wyniki do tabeli.

Robc	[kΩ]	0,1	0,15	0,2	0,3	0,4	0,5	1	1,5	2
Uwy	[V]	4	4,8	5,33	6	6,35	6,43	6,49	6,51	6,51

Wnioski:

Stabilizator parametryczny jest najprostszym układem stabilizacji napięcia. Na przedstawionej charakterystyce stabilizatora można zaobserwować, jeżeli wartość rezystora będziemy zwiększać dla U_WE=10V, U_WE=15V i U_WE=8V to wartość napięcia U_WY będzie nieznacznie większa. W ten sposób uzyskuje się stabilizację napięcia U_WY od zmian napięcia U_WE.

• stabilizator kompensacyjny szeregowy

Zdjąć charakterystykę Uwy=f(Uwe) przy Robc=1k [ohm]=const, wpisując wyniki do tabeli.

Uwe	[V]	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Uwy	[V]	0	0.979	1,97	2,97	3,97	4,97	5,96	6,96	7,96	8,96

10	12	14	16	18	20
9,66	9,7	9,72	9,74	9,76	9,77

Zdjąć charakterystykę Uwy=f(Uwe) przy Robc=10k [ohm]=const, wpisując wyniki do tabeli.

Uwe	[V]	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Uwy	[V]	0	0,989	1,98	2,98	3,98	4,98	5,98	6,98	7,98	8,98

10	12	14	16	18	20
9,66	9,7	9,73	9,75	9,77	9,78

Zdjąć charakterystykę Uwy=f(Uwe) przy Robc=500 [ohm]=const, wpisując wyniki do tabeli.

Uwe	[V]	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Uwy	[V]	0	0,971	1,96	2,96	3,96	4,95	5,95	6,95	7,94	8,94

10	12	14	16	18	20
9,66	9,7	9,73	9,75	9,77	9,78

Wnioski:

Działanie stabilizujące układu polega na zmianach rezystancji elementu regulacyjnego tak, by przy zmianach napięcia wejściowego i rezystancji obciążenia utrzymać możliwie małą różnicę między napięciem odniesienia i napięciem wyjściowym lub jego częścią. W stabilizatorze tym przy stałych wartościach R_obc=1kΩ, R_obc=10kΩ i R_obc=500Ω można zauważyć stałą wartość napięcia U_WY.

• Stabilizator napięcia w układzie wtórnika emiterowego

Zdjąć charakterystykę Uwy=f(Uwe) przy Robc=1k [ohm]=const, wpisując wyniki do tabeli.

Uwe	[V]	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Uwy	[V]	0	0,379	1,34	2,33	3,32	4,31	5,3	5,65	5,71	5,73

10	12	14	16	18	20
5,75	5,78	5,8	5,82	5,83	5,84

Zdjąć charakterystykę Uwy=f(Uwe) przy Robc=10k [ohm]=const, wpisując wyniki do tabeli.

Uwe	[V]	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Uwy	[V]	0	0,435	1,41	2,39	3,38	4,38	5,37	5,71	5,77	5,8

10	12	14	16	18	20
5,81	5,84	5,86	5,88	5,89	5,9

Zdjąć charakterystykę Uwy=f(Uwe) przy Robc=500 [ohm]=const, wpisując wyniki do tabeli.

Uwe	[V]	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Uwy	[V]	0	0,361	1,32	2,31	3,29	4,28	5,27	5,63	5,69	5,71

10	12	14	16	18	20
5,73	5,76	5,78	5,8	5,81	5,82

Wnioski:

Zadaniem stabilizatora jest utrzymywanie stałej wartości napięcia lub prądu U_WY. Na przedstawionej charakterystyce stabilizatora napięcia w układzie wtórnika emiterowego przy stałych R_obc=1kΩ, R_obc=10kΩ i R_obc=500Ω można zaobserwować zakres stabilizacji układu, który utrzymuje prawie stałą wartość napięcia U_WY.

Pytania:

1. Parametry stabilizatorów

Parametry stabilizatorów.
Do najważniejszych parametrów stabilizatory, na które trzeba zwracać szczególną uwagę należy zaliczyć:

• nominalna wartość napięcia wyjściowego U_wy i jego tolerancja

• maksymalny prąd wyjściowy I_wy

• maksymalny prąd zwarcia I_zw

• zakres dopuszczalnych zmian napięcia wejściowego U_wemin do U_wemax

• minimalny spadek napięcia pomiędzy wyjściem, a wejściem potrzebny do właściwej stabilizacji napięcia wyjściowego (dropout voltage - niektóre określenia angielskie są naprawdę bardziej zwięzłe)

• współczynnik stabilizacji napięciowej (line regulation) S_u=U_wy/U_we (im mniejsza jego wartość tym lepiej)

• współczynnik stabilizacji prądowej lub jak kto woli obciążeniowej (load regulation)

• rezystancja wyjściowa R_wy=U_wy/I_wy

• sprawność energetyczna =(U_wy· I_wy)/(U_we· I_we)

2. Zasilacze impulsowe.

Zasilacz impulsowy - składa się z przetwornicy częstotliwości zamieniającej napięcie wejściowe (np. 230V) na żądane napięcie wyjściowe (np. 12V). Napięcie to jest prostowane przez diodę (prostownik półokresowy), lub mostek Graetza składający się z czterech diod (prostownik pełnookresowy). Wyprostowane napięcie może być wygładzone przez specjalne filtry składające się z cewki, opornika, dławika i kondensatorów elektrolitycznych. Zazwyczaj zasilacze impulsowe posiadają również specjalne układy stabilizacyjne, zabezpieczenia przeciwzwarciowe i przeciwprzepięciowe.

3. Stabilizatory monolityczne.

Monolityczny stabilizator napięcia jest układem stabilizatora kompensacyjnego. Ma on umieszczone we wspólnej obudowie źródło napięcia referencyjnego (skompresowane temperaturowo), wzmacniacz błędu, tranzystor regulacyjny oraz układy zabezpieczenia prądowego i termicznego. Jest to elementem trójzaciskowy, który po podłączeniu kondensatorów na wejściu i wyjściu (zapobiegających powstawaniu oscylacji) jest gotowy do zastosowania. Zaletami monolitycznych stabilizatorów napięcia są małe wymiary i możliwość zastosowania już gotowego układu o wysokich parametrach użytkowych. Do wad należy zaliczyć brak możliwości regulacji napięcia wyjściowego oraz ograniczony prąd.

4. Zabezpieczenia stabilizatorów.

Można je podzielić na dwie grupy zabezpieczeń:

• nadnapięciowe - służące do zabezpieczenia stabilizatora lub układu obciążającego przed pojawieniem się niepożądanego napięcia.;

• nadprądowe - służące do zabezpieczenia stabilizatora lub układu obciążającego przed prądem o zbyt dużej wartości.

Elementy zabezpieczeń nadnapięciowych to: kondensatory, diody. Kondensatory są włączane na wejściach i wyjściach stabilizatorów. Najczęściej stosuje się kondensatory o pojemności 0,1-0,5 μF. Diody również włączane są na wejściu i wyjściu stabilizatora oraz równolegle do elementów regulacyjnych. Podczass normalnej pracy stabilizatora diody te są spolaryzowane w kierunku zatkania. Służą one do zabezpieczenia stabilizatora i układu regulacyjnego przed zniszczeniem wskutek odwrotnego włączenia wejściowego napięcia niestabilizowanego lub przyłączenia wyjścia od napięcia o odwrotnej polaryzacji.

---