Стабилизатор напряжения.

Напряжение на выходе блока питания может изменяться при изменении напряжения в электросети и при изменении величины потребляемого тока. Для уменьшения этих изменений применяют стабилизаторы напряжения. Стабилизаторы напряжения бывают двух видов: параметрические (их также называют линейными) и импульсные.

Параметрические стабилизаторы проще по своему устройству, но имеют низкий коэффициент полезного действия (КПД). Они работают по принципу уменьшения величины напряжения на выходе фильтра, которое делают заведомо большей величины, до требуемой величины. При этом излишняя величина напряжения теряется бесполезно, нагревая балластный резистор или транзистор. Такой принцип стабилизации напряжения можно сравнить с поддержанием постоянного уровня воды в бочке, если на нужной высоте сделать дренажное отверстие. Тогда излишняя вода будет бесполезно выливаться наружу, а ее уровень будет постоянным при различном оттоке из сливного отверстия.

Импульсные стабилизаторы напряжения работают по принципу импульсной подачи напряжения на конденсатор, выполняющий роль сглаживающего фильтра, импульсами различной длительности. Чем больше величина потребляемого тока, тем больше длительность импульсов. Длительность импульсов также увеличивается при уменьшении величины напряжения в электросети. В этом случае бесполезные потери энергии сведены к минимуму, и такие стабилизаторы имеют высокий КПД. В импульсных стабилизаторах напряжения сглаживающий фильтр устанавливают после стабилизатора.

В данной работе исследуется простейший параметрический стабилизатор напряжения, выполненный на стабилитроне VD6 и резисторе R2. Качество стабилизатора может быть оценено коэффициентом стабилизации К_ст=(DU _вх /(U_{вх ном}) / (DU _вых /U_{вых ном}), где DU _вх – изменение входного напряжения, U_{вх ном} - номинальная величина напряжения во вторичной обмотке трансформатора (максимальная величина напряжения в данной работе), DU _вых – изменение выходного напряжения после стабилизатора, U_{вых ном} - номинальная величина напряжения после стабилизатора, соответствующая максимальной величине напряжения во вторичной обмотке трансформатора. Оценка коэффициента стабилизации должна проводиться при максимальном токе нагрузки.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Опыт 1. Измерить напряжения вторичной обмотки трансформатора с помощью осциллографа.

Активизировать контрольную точку КТ1 первой клавишей коммутатора.

Переключатель SA1 поставить в положение 13,9

Переключатели SA2 – SA6 поставить в следующие положения:

1, 5, 7,17, 22.

Настроить осциллограф, включив открытый вход. На осциллографе С1-72 нажать кнопку с обозначением:

На осциллографе С1 –68 поставить тумблер в положение «».

Подключить измерительный кабель осциллографа к стенду, соединив штекер «земля» с любым заземленным гнездом стенда. Временно установить сигнальный штекер осциллографа в соседнее заземленное гнездо стенда и в этом положении установить нулевую линию на верхней границе экрана, а затем установить сигнальный штекер осциллографа на место, подключив к верхнему гнезду «КТ». Переключатель «Усилитель Y» поставить в такое положение, чтобы полезный сигнал занимал максимальную площадь экрана.

Ручками «стабильность» и «уровень» добиться неподвижной картинки. Ручкой «время / деление» выделить на экране 2 – 4 полуволны.

Измерение амплитуды сигнала в этом случае производится путем отсчета делений на экране от его верхней границы. (Делить на 2 в этом случае не надо!)