Файл: Лабник по схемотехнике.doc

Выпрямитель со стабилизатором постоянного напряжения

Для уменьшения пульсации напряжения в нагрузке необходимо увеличивать величину емкости C₁. Однако, емкостной фильтр позволяет лишь уменьшить пульсацию выпрямленного напряжения, но не уменьшает нестабильности U₁, определяемой долговременной нестабильностью питающей сети.

Р

При выборе конкретной схемы электронного стабилизатора необходимо ориентироваться на его паспортные характеристики:

– U₂ – выходное стабилизированное напряжение,

– U_{1 MIN}  U_{1 MAX} – допустимое входное напряжение и диапазон его изменения (U_{1 MAX MAX} на Рис. 9.2, в),

- – I_{2 MAX}– максимальное допустимое значение выходного тока. Ток, потребляемый нагрузкой, должен быть меньше этого тока!

– (U₁ - U₂) _MIN – минимально допустимое падение напряжения на стабилизаторе,

– I _СОБСТВ – ток, потребляемый стабилизатором на собственные нужды,

– параметры K_НU и K_НI .

Как правило, допускается относительная нестабильность сети переменного напряжения U_сеть/U_сеть+/-20%, но величина нестабильности напряжения на входе стабилизатора (U_1max-max/U_{1номинал}) включает как нестабильность питающей сети, так и пульсацию выпрямленного напряжения (Рис. 9.2, в). Задача проектировщика так выбрать величину U₁ и величину U₁, чтобы обеспечить работу стабилизатора в рабочем диапазоне напряжений и токов и одновременно удовлетворить требование по нестабильности U₂/U₂.

При расчете нестабильности U₂ учитывают (суммируют) две причины: U₂ = U_2-1 + U_2-2 , где нестабильность U_2-1 = f₁ (U₁/U₁), а U_2-2 = f₂ (I_Н). Вклад каждой составляющей выбирают, исходя из конкретной обстановки.

Для оценки U₂, связанной с первой причиной, используют параметр K_НU стабилизатора: – (U₂/U₂ = K_НUU₁/100% ).При этом, нестабильность U₁/U₁, определяемая долговременной нестабильностью сети (например, вечерним понижением напряжения в сети в течении нескольких часов) не может быть исправлена путем увеличения емкости фильтра – C₁. В этом случае правильным решением является выбор стабилизатора с подходящим значением K_НU. Оценку допустимой пульсации U₁, определяемой выпрямителем и емкостным фильтром, определяют, исходя из запаса K_НU по сравнению с минимально необходимым для компенсации долговременной нестабильности.

Для оценки U₂, связанной с второй причиной (I_Н) используют параметр K_НI стабилизатора: – (U₂/U₂ = K_НI (I_Н/I_Н)/100%), который определяется выходным сопротивлением стабилизатора (r_ВЫХ = U₂/I_Н).

Уменьшению U₂ и одновременно улучшению устойчивости стабилизатора способствует включение конденсатора C₂ на его выходе. Величина C₂ рассчитывается, исходя из необходимости достижения заданного U₂ при наличии I_Н, действующего в течении времени T_И , если это не обеспечивает стабилизатор

U₂ = U_C2 = I_НT_И / C₂ . (9.4)

Если стабилизатор обеспечивает необходимое U₂, то величина C₂ определяется в соответствии с рекомендацией справочника на данную микросхему.

Использование стабилизатора приводит (Рис. 9.2, б) к потере части постоянного напряжения (U_Н = U₂ U₁). Это необходимо для обеспечения работы стабилизатора в активной области характеристик. Для интегральных стабилизаторов (U₁ – U₂)_mIn обычно составляет 2  4В.

Задание по изучению выпрямителя

1. Подключить к выпрямителю (рис. 9.1) резистивную нагрузку R_Н в соответствии с заданием преподавателя. Включить выпрямитель и установить U₁ = 10  15В. Наблюдать, измерить и зарисовать осциллограмму напряжения U₁.

2. Включить емкость фильтра C₁, C₁₁ или C₁ + C₁₁. Зарисовать осциллограмму напряжения нагрузки с учетом постоянной составляющей. Измерить пульсацию напряжения и ток нагрузки. Сопоставить с теоретически ожидаемым.

3. Подключить резистивную нагрузку к выпрямителю через стабилизатор напряжения (рис. 9.2). Схема стабилизатора задается преподавателем. Снять осциллограммы напряжения на входе (U₁) и на выходе (U₂) стабилизатора. Оценить степень подавления пульсации и потерю постоянной составляющей напряжения, сравнить с теоретически ожидаемым значением.

4. Регулировать напряжение U (ЛАТР^ом). Наблюдать изменение напряжения в нагрузке и оценить минимально допустимое напряжение U₁, обеспечивающее удовлетворительную работу стабилизатора.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

4. Степаненко И.П.Основы микроэлектроники – М.: Сов. Радио,1980. С.335-340.

5. Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы. /Под ред. Якубовского С.В. – М.: Радио и связь, 1985. С 377-385.

Содержание

1. Лабораторная работа № 1

Изучение ОДИНОЧНЫх УСИЛИТЕЛЬНЫх КАСКАДов ПЕРЕМЕННОГО ТОКА НА СРЕДНИХ ЧАСТОТАХ ……………….3

2. Лабораторная работа № 2

АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И

ИСКАЖЕНИЯ ПРЯМОУГОЛЬНОГО ИМПУЛЬСА

ОДИНОЧНЫМ УСИЛИТЕЛЬНЫМ КАСКАДОМ…………….……...10

3. Лабораторная работа № 3

БЕСТРАНСФОРМАТОРНЫЕ УСИЛИТЕЛИ МОЩНОСТИ…………16

4. Лабораторная работа № 4

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ КАСКАД……………………………………25

5. Лабораторная работа № 5

ОПЕРАЦИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ………………………………………32

6. Лабораторная работа № 6

УСИЛИТЕЛИ С ЧАСТОТНО-НЕЗАВИСИМОЙ ОБРАТНОЙ

СВЯЗЬЮ…………………………………………………………………..36

7. Лабораторная работа № 7

УСИЛИТЕЛИ С ЧАСТОТНО-ЗАВИСИМОЙ ОБРАТНОЙ

СВЯЗЬЮ (АКТИВНЫЕ ФИЛЬТРЫ)……………………………………44

8. Лабораторная работа № 8

СТАБИЛИЗАТОРЫ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ………………57

9.Лабораторная работа № 9

Работа стабилизатора постоянного напряжения

от сети переменного тока………………………………………66

_______________________

Учебное издание

Каретников Игорь Александрович,

Соловьев Анатолий Корнильевич,

Чарыков Николай Андреевич

УСИЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

И СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ

Лабораторные работы № 1 – 9

Методическое пособие

по курсу

“Электронные цепи и микросхемотехника”

для студентов, обучающихся по направлению

“Электроника и микроэлектроника”

Редактор И.А. Каретников

Редактор издательства В.В. Сомова

ЛР № 020528 от 05.06.97

Темплан издания МЭИ 2003 г. (II), учебн.

Подписано к печати 18.02.04 Печать офсетная

Формат бумаги 60 х 84 /16

Физ. печ. л 4,5

Тираж 150 Изд. № 118 Заказ

_______________________________________________________________

Издательство МЭИ, 111250, Москва, Красноказарменная ул., 14.

Отпечатано в типографии ЦНИИ “Электроника”,

117415, Москва, просп. Вернадского, д. 39.

4