Методика эксперимента и расчетные соотношения

Система параметров интегральных стабилизаторов напряжения приведена в работах [3, 5].

Наиболее важными статическими параметрами стабилизатора являются коэффициенты нестабильности по входному напряжению и току нагрузки:

— коэффициент нестабильности выходного напряжения при заданном изменении входного напряжения (%/В):

К _нсU = (ΔU_вых/ ΔU_вх U_вых) 100,

где ΔU_вых — приращение напряжения на выходе стабилизатора, вызванное изменением входного напряжения на ΔU_вх;U_вых — статический уровень напряжения на выходе СН;

— коэффициент нестабильности выходного напряжения при заданном сбросе или набросе тока нагрузки (%/А):

К _{нс I} = (ΔU_вых/ ΔI_н U_вых) 100,

где ΔU_вых — приращение напряжения на выходе СН, вызванное изменением тока нагрузки на ΔI_н.

Максимально допустимый ток нагрузки стабилизатора (см. рис. 9.2) определяется как

I_{н макс} = U _{э.б. пор}/R₃

Остаточный ток (выходной ток СН в режиме короткого замыкания на выходе) в данном случае равен максимальнодопустимому. Нагрузочная характеристика СН (см. рис. 9.2) приведена на рис. 9.4,а, кривая 1.

Рис. 9.4

Максимально допустимый выходной ток стабилизатора (см. рис. 9.3) определяется соотношением

I_{н макс} = U _{э.б. 12}/R₃ -[(R₃ + R₅) (U_вх - U_вых - U_UD1)] /[R₃ (R₃ + R₄ + R₅)], (9.1)

где U_UD1 — напряжение стабилизации стабилитрона VД1. Из рассмотрения выражения (9.1) очевидно, что увеличение напряжения вход — выход стабилизатора влечет за собой соответствующее снижение максимально допустимого тока нагрузки. Нагрузочная характеристика такого СН (см. рис. 9.4, а, кривые 2 и 3) имеет участок отрицательного сопротивления. Мощность, рассеиваемая на регулирующем транзисторе, рассчитывается на основании выражения (9.1) следующим образом:

P_Рэ ≈ [(U _{э.б. пор}]/R₃) - (R₅ (U_вх - U_вых - U_UD1)/ R₃ (R₄ + R₅))] (U_вх - U_вых), (9.2)

На рис. 9.4, б приведены зависимости P_Рэ = f₁ (U_вх)_. Для СН, выполненных по схемам рис. 9.2 и 9.3. Кривая 2 демонстрирует преимущества стабилизатора с защитой от перегрузки по мощности. Она показывает, что хотя ограничение но мощности достигается, абсолютное значение мощности не остается постоянным. Максимальное значение мощности достигается при некотором значении входного напряжения

U_вхо = U_вых + 0,5 U_UD1 + 0,5 (R₄ + R₅) U _{э.б. пор}/R₅.

Схема лабораторного макета приведена на рис. 9.5, где A1 — микросхема типа КР142ЕН1Г; С2, СЗ — конденсаторы частотной коррекции; Rl, R2 — резисторы делителя обратной связи; R6 — переменное сопротивление нагрузки.

При снятии нагрузочных характеристик СН выходной ток (ток нагрузки) рассчитывается по падению напряжения на датчике тока R3.