Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 6
Исследование работы компенсационного стабилизатора
1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Целью работы является:
Изучение принципов работы компенсационного стабилизатора
Расчет компенсационного стабилизатора для вторичного источника питания
2. СВЕДЕНИЯ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
3. ОПИСАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ
Для проведения практической работы используется следующее обеспечение:
персональный компьютер;
видеоматериалы
методические указания, примеры расчетов, задания.
4. РАБОЧЕЕ ЗАДАНИЕ
Ознакомится с методическими указаниями, подготовить шаблон отчета.
Задание 4.1. Изучение принципиальной схемы компенсационного стабилизатора напряжения
По УМК «Электропитание СВТ» начертить и описать принципиальную схему компенсационного стабилмзатора на основе биполярного транзистора. Рассмотреть перемещение рабочей точки на выходных характеристиках транзистора при возрастании входного напряжения. Рассчитать коэффициент стабилизации компенсационного стабилизатора напряжения.
Задание 4.2. Анализ непрерывного компенсационного стабилизатора напряжения
Принцип работы компенсационного стабилизатора основан на использовании цепи отрицательной обратной связи (далее в тексте - ООС). Для реализации указанного принципа устройство кроме регулирующего (исполнительного) элемента РЭ должно содержать исполнительный элемент ИЭ, элемент сравнения и источник эталонного напряжения Uэт (рис.1). Выходное напряжение измерительного элемента, пропорциональное стабилизированному параметру, сравнивается в элементе сравнения с эталонным напряжением, и полученный сигнал ошибки Uош = Uэт - Uизуправляет коэффициентом передачи РЭ. Увеличение Uош , вызванное уменьшением выходного напряжения, увеличивает коэффициент передачи РЭ, что ведет к увеличению выходного напряжения. И, наоборот, увеличение выходного напряжения, уменьшая сигнал ошибки, вызывает уменьшение коэффициента передачи РЭ, что в свою очередь ведет к уменьшению выходного напряжения.
В зависимости от вида выполнения РЭ различают непрерывные и ключевые компенсационные стабилизаторы напряжения. В непрерывных компенсационных стабилизаторах в качестве РЭ используют биполярный или полевой транзистор, ключевых - импульсные усилители мощности. Мы остановимся на первом варианте.
Типовая схема разбираемого компенсатора на рис.2. Рассмотрим теперь не структурно, как на рис.1, а подетально его работу. Выходное напряжение стабилизатора равно разности его входного напряжения и падения напряжения между выводами эмиттера и коллектора регулирующего транзистора VT: Uвых = Uвх - Uкэ. В свою очередь, для Uкэ справедливо выражение Uкэ = Uкб + Uбэ≅ Uкб + const. Напряжение Uкб определяется падением напряжения на резисторе смещения Rсм ( Uкб = IR*Rсм = Uвх - UDAвых). Операционный усилитель включен DA включен по схеме с дифференциальным входом, поэтому его выходное напряжение UDAвых = KU0*(Uэт - UR2).
Здесь KU0 - коэффициент усиления операционного усилителя DA по напряжению. Так как цепь ООС (отрицательная обратная связь - подача сигнала с выхода на вход) в усилителе отсутствует, то из-за большого KU0 можно считать, что во всех режимах работы Uэт - UR2 = 0 и, следовательно, выходное напряжение стабилизатора Uвых = Uэт*(R1 +R2)/R2. Возникновение любых отклонений выходного напряжения от указанного уровня приводит к нарушению условия Uэт - UR2 = 0. Это изменяет выходное напряжение операционного усилителя, а следовательно, и напряжение Uкб транзистора VT, компенсируя возникшие отклонения. Рассмотрим конкретнее.
Допустим, выходное напряжение стабилизатора увеличилось. Тогда UR2 >Uэт , что приводит к уменьшению напряжения UDAвых и соответствующему увеличению URсм и Uкэ транзистора VT, что компенсирует возникшие отклонения, потому как Uвых = Uвх - Uкэ. И, наоборот, при уменьшении Uвых увеличивается UDAвых, уменьшается URсм и Uкэ транзистора VT и выходное напряжение увеличивается.
Таким образом, если коэффициент усиления операционного усилителя KU0 близок к бесконечности (а коэффициенты от 1000 и более счтаются как бесконечность), то выходное напряжение стабилизатора полностью определяется значением эталонного напряжения Uэт (оно снимается с параметрического стабилизатора на элементах R3 и VD1) и коэффициентом передачи делителя на резисторах R1 и R2.
Задание 4.3. Расчет электрической схемы параметрического стабилизатора для вторичного источника питания
Рассчитать непрерывный компенсационный стабилизатор напряжения, предназначенный для питания нагрузки, при Uн = 5В, Iн = 1А. Диапазон изменения входного напряжения 9,2...13,2В. Ожидаемый коэффициент стабилизации KU0>1000.
Задание 4.4 Разработка способов повышения качества стабилизации в компенсационных стабилизаторах непрерывного действия
Провести анализ способов повышения качества стабилизации. Привести примеры схем.
Ответить на контрольные вопросы:
(Ответы на контрольные вопросы должны быть отражены в виде вывода по практической работе)
3. Как работает последовательный компенсационный стабилизатор непрерывного действия при увеличении (уменьшении) тока нагрузки или входного напряжения?
4. Как работает параллельный компенсационный стабилизатор непрерывного действия при увеличении (уменьшении) тока нагрузки или входного напряжения?
5. Какие существуют способы повышения качества стабилизации в компенсационных стабилизаторах непрерывного действия?
5. ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ
Оформить отчет, ответить на контрольные вопросы, подготовиться к защите
PAGE 1