Схема собирается на макете с помощью тумблеров. Общий вид макета показан на рис. 2 и рис. 3, а схема макета на рис 4.
Рис. 2 Рис. 3
Общий вид макета.
Рис.4. Схема макета
Для сборки схемы параметрического стабилизатора напряжения необходимо включить тумблер SA2, тумблеры SA3, SA4, SA5, SA6, SA7 и SA8 должны быть выключены.
Тумблером SA9 производится включение стабилизатора напряжения.
Нагрузка на выпрямитель подаётся с помощью тумблеров SA10 и SA11:
- ХХ – холостой ход - тумблеры SA10 и SA11 выключены;
- нагрузка 680 Ом – (Rн1 =680 Ом) – SA10 включён, а SA11 выключен,
- нагрузка 340 Ом – (Rн2 =340 Ом) – SA10 выключен, а SA11 включён,
- нагрузка 226,7 Ом – (Rн1 =680 Ом и Rн2 =340 Ом) – SA10 и SA11 включены.
Ток в нагрузке регистрируется амперметром – мультиметром М838 в режиме измерения тока, шкала 200 мА.
Напряжение на нагрузке регистрируется вольтметром – мультиметром М838 в режиме измерения напряжения, шкала 20 В.
Нагрузочные кривые можно нарисовать на одном графике разным цветом. По оси абсцисс откладывается ток нагрузки Iн, масштаб в 1см - 10 мА, вся ось 4 см – 40 мА. По оси ординат откладывается входное напряжение стабилизатора Uст вх = U0 выпр и выходное напряжение стабилизатора Uст вых масштаб в 1см - 1 В, вся ось 7 см – 7 В. Такой масштаб удобен для отображения нагрузочной прямой выходного напряжения стабилизатора Uст вых , для нагрузочной прямой Uст вх = U0 выпр масштаб нужно удвоить, то есть рядом с цифрой, например, 6 В написать 12 В. Точно так же поступить и с осью абсцисс. Указанный масштаб подходит для нагрузочной прямой стабилизатора, а для нагрузочной прямой выпрямителя Iн выпр = Iвх стаб масштаб нужно удвоить.
Осциллограммы:
Рис. 5. Пример снятия меток для измерения напряжения с помощью осциллографа.
На фотографии, к сожалению, очень плохо видна измерительная сетка экрана, на которой выделяются оси координат с центром в центре экрана. Оси разграфлены длинными и короткими рисками. Между двумя рядом стоящих длинных рисок помещается 4 коротких, то есть всего получается 5 промежутков равных 0,2 расстояния между длинными рисками. Размерность крупных рисок указывается на переключателях диапазона развёртки (по оси абсцисс) и диапазона входного аттенюатора усилителя вертикального отклонения луча (по оси ординат).
При измерении напряжения (частоты, фазы и т.д.) ручки плавной регулировки усиления усилителя вертикального отклонения и плавной регулировки развёртки должны быть установлены в правое крайнее положение.
При измерении напряжения пульсаций вход осциллографа должен быть «закрыт» - около переключателя аттенюатора усилителя стоит переключатель «~» «» и «=». Этот переключатель ставится в положение «~».
Выходное напряжение выпрямителя (при выключенном стабилизаторе SA9 - вверх) Uст вх = U0 выпр по оси абсцисс период колебания занимает 4 клетки по 5 мс каждая, то есть это 20 мс. Это означает, что следования импульсов f=1/T =1/20 мс=50 Гц. Высота импульса 2 клетки и 4 мелких деления по 1 В каждая клетка, то есть 2,8 В.
При включённом стабилизаторе (SA9 – вниз) выходное напряжение стабилизатора Uст вых по оси абсцисс период занимает 4 клетки по 5 мс каждая. Высота импульса 2 клетки и 1,5 мелких делений по 0,2 В каждая клетка (переключатель аттенюатора установлен в положение 0,2), то есть 0,43 В.
Напряжение пульсаций на входе и выходе стабилизатора можно нарисовать на одном графике разным цветом. По оси абсцисс откладывается ток нагрузки Iн, масштаб в 1см - 10 мА, вся ось 4 см – 40 мА. По оси ординат откладывается входное напряжение стабилизатора Uп ст вх = Uп выпр и выходное напряжение стабилизатора Uп ст вых масштаб в 1см – 0,2 В, вся ось 4 см – 0,8 В. Такой масштаб удобен для отображения напряжения пульсаций на выходе стабилизатора Uп ст вых, для отображения напряжения пульсаций на входе стабилизатора Uп ст вх = Uп выпр масштаб нужно увеличить в 500 раз, то есть рядом с цифрой, например, 0,6 В написать 3 В. Точно так же поступить и с осью абсцисс, только там масштаб достаточно удвоить.
Вычисление Kст производится по формуле:
Kст ,
где: ΔUст вх = Uст вх макс - U ст вх мин напряжения при максимальной и минимальной нагрузках, аналогично ΔUст вых = Uст вых макс - U ст вых мин. Величины Uст вх и Uст вых номинальные расчётные, например, в нашем случае это при Rн =340 Ом.
Вычисление qст производится по формуле:
qст .
Контрольные вопросы
1. Нарисуйте схему параметрического стабилизатора, объясните, как она работает.
2. Нарисуйте схему компенсационного стабилизатора, объясните, как она работает, достоинства и недостатки.
3. Объясните, что такое стабилизатор, параметры стабилизатора, достоинства и недостатки.
4. Из каких блоков состоит стабилизатор напряжения (схема в лекциях).
5. Что такое стабилизатор тока приведите схему стабилизатора тока и объясните, как он работает.
6. Функциональная схема импульсного стабилизатора напряжения, принцип работы, достоинства и недостатки.
7. Функциональная схема импульсного блока питания, принцип работы, достоинства и недостатки.
8. Функциональная схема импульсного регулируемого выпрямителя, принцип работы, достоинства и недостатки.
9. Функциональная схема УБП, принцип работы, достоинства и недостатки.
10. Схема и принцип работы модулятора ШИМ.