СТАБИЛИТРОНЫ

Рассказать в:

Современная электронная аппаратура предъявляет жёсткие требования к стабильности постоянного напряжения источника питания. Настолько жёстки эти требования, можно судить по таким цифрам. Малой стабильностью считают такую, при которой изменения выходного напряжения источника питания составляют 2-5%, средней стабильностью 0,5-2%, высокой 0,1-0,5%, очень высокой – менее 0,1%. Такие высокие показатели стабильности высокого напряжения источника питания невозможно получить без специального устройства – стабилизатора постоянного напряжения, который включается на выходе источника питания.Следует заменить, что основными причинами, вызывающими колебания выходного напряжения источника питания, являются изменения напряжения сети и сопротивление нагрузки. Оба дестабилизирующих фактора могут быть медленными – от нескольких минут до нескольких часов и быстрыми – доли секунды. И те и другие изменения постоянного напряжения отрицательно сказываются на работе электронной аппаратуры, поэтому стабилизатор должен действовать непрерывно и автоматически.На основании изложенного можно дать следующее определение. Стабилизатором напряжения называют устройство, поддерживающее с требуемой точностью напряжение на нагрузке при изменениях в заданных пределах напряжения сети и сопротивления нагрузки. Основой его служит стабилитрон – кремниевый диод, внутреннее сопротивление которого мало меняется при изменении тока. Малая зависимость падения напряжения на стабилитроне от протекающего тока является основным свойством стабилитрона. Благодаря этому свойству напряжение на стабилитроне, а значит, и нагрузка, подключенная к нему, поддерживается практически постоянным.Вольтамперная характеристика стабилитронаРисунок 1 Вольтамперная характеристика стабилитронаВольтамперные характеристики нескольких, наиболее часто используемых стабилитронов, показаны на рисунке 1. При включении стабилитрона в прямом (пропускном) направлении его вольтамперная характеристика аналогична вольтамперной характеристике кремниевого диода. Но стабилитрон работает в режиме обратного напряжения. При увеличении обратного напряжения ток через стабилитрон вначале растёт очень медленно (на характеристике – горизонтальный участок ветвей), а затем, при некотором значении обратного напряжения наступает так называемый «пробой» р-n перехода, после чего даже небольшое увеличение напряжения значительно влияет на рост тока через стабилитрон (на характеристике – спадающий вниз участок ветви). У разных стабилитронов режим «пробоя» наступает при разных обратных напряжениях: у стабилитрона КС 133А, например, при 3…3,7 В, у стабилитрона Д808 – при 7…8,5 В.В стабилизаторах напряжения стабилитроны работают в режимах соответствующих этим участкам их вольтамперных характеристик. Пробой р-n перехода не ведёт к порче стабилитрона, если ток через него не превышает допустимого значения.Стабилизирующие свойства такого полупроводникового прибора характеризуются его дифференциальным сопротивлением, которое выражают как отношение изменения напряжения стабилизации к вызвавшему это малому изменению тока стабилизации.Чтобы стабилизатор выполнял свою функцию, протекающий через него ток должен быть не меньше минимального тока стабилизации, т.е наименьшего тока, при котором работа стабилитрона в режиме пробоя устойчива, и не больше максимального тока стабилизации наибольшего тока, при котором температура нагрева р-n перехода стабилитрона не превышает допустимой. При выборе полупроводникового прибора для работы в стабилизаторе напряжения ориентируется по его напряжению стабилизации – напряжению между его выводами в рабочем режиме.Электрическая принципиальная схема простейшего параметрического стабилизатораРисунок 2 Электрическая принципиальная схема простейшего параметрического стабилизатораПрактическая часть1) Снятие вольтамперной характеристикиЭлектрическая принципиальная схема для снятия вольт амперной характеристики стабилитронаРисунок 3 Электрическая принципиальная схема для снятия вольт амперной характеристики стабилитронаТут приведена полярность для обратной ветви характеристики, для снятия прямой ветви соответственно изменить полярность питания и подключения измерительных приборов.Соберём схему по рисунку 3. Для снятия вольтамперной характеристики стабилитрона вначале изменяют прямое, а затем обратное напряжение, подводимое к диоду, и следят за изменениями тока в цепи. Для построения характеристики достаточно снять 5-6 показаний приборов для прямой и 8-10 показаний для обратной ветви характеристики. Особенно тщательно следует снимать характеристику на участке стабилизации, так как здесь в широком диапазоне изменения тока диода напряжение uст меняется незначительно. Данные наблюдений записывают в таблицу i= f (u)2) Построение вольтамперной характеристикиГрафик вольтамперной характеристики кремниевого стабилитрона строят по результатам таблицы. Примерный вид вольтамперной характеристики показан на рисунке 4.Примерный вид вольтамперной характеристики стабилитронаРисунок 4 Примерный вид вольтамперной характеристикиЭлектрическая принципиальная схема для исследования параметрического стабилизатораРисунок 5 Электрическая принципиальная схема для исследования параметрического стабилизатораСхема для исследования параметрического стабилизатора показана на рисунке 5. Поочередно осуществляется подключение нагрузочных резисторов r2 или r3 с разными сопротивлениями, тем самым изменяется нагрузочный ток.Порядок выполнения работы
  • Подключить к схеме для исследования параметрического стабилизатора измерительную аппаратуру и источник питания. Подготовить приборы для измерения соответствующих параметров.
  • Рассчитать по известным параметрам схемы коэффициент стабилизации напряжения Кст стабилизатора.
  • Определить экспериментально и записать в таблицу коэффициент стабилизации напряжения при изменениях входного напряжения от 25 до 30 В для обоих нагрузочных резисторов. Для чего установить входное напряжение стабилизатора с точностью до 0,05 В.Затем увеличив входное напряжение до 30 В снова измерить входное напряжение. По результатам измерений, записанных в таблицу, по формуле (6) определить искомый коэффициент стабилизации, сравнив с расчётами, сделанными в п.2, учитывая, что они могут отличаться на 20-30%.
  • Определить расчётно-экспериментальным путём минимальное и максимальное сопротивление балластного резистора.Для определения сопротивление балластного резистора по формулам (4) необходимо измерить минимальное и максимальное значения нагрузочного тока, определённое при любом входном напряжении от 25 до 30 В. В качестве напряжения uст принять значение напряжения uн из таблицы, округляя его до 0,1 долей вольта.
  • Определение коэффициента стабилизации.
  • Используемый в лабораторной работе стабилитрон Д814Б и резисторы (балластное сопротивление r1 МЛТ-2 510 Ом, нагрузочные резисторы r2 МЛТ-1 1 кОм и r3 МЛТ-0,5 3 кОм) закреплены на плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита.Изучение свойств полупроводниковых стабилитроновИзучение свойств стабилитроновПервая часть лабораторной работы состоит в снятии прямой и обратной ветвей вольтамперной характеристики стабилитронаИзучение свойств полупроводниковых стабилитронов 2СТАБИЛИТРОНЫИзучение свойств 2 стабилитроновСТАБИЛИТРОНЫСТАБИЛИТРОНЫИзучение стабилитронов - ВАХВо второй части на основе стабилитрона собирается простейший параметрический стабилизатор.простейший параметрический стабилизаторМеняя напряжение на входе стабилизатора, можно убедиться, что напряжение на нагрузке (резистор r2 или r3) изменяться практически не будет. Аналогично переключая резисторы r2 или r3 можно удостовериться, что изменение сопротивления нагрузки также не приводит к значительным колебаниям напряжения на ней.СТАБИЛИТРОНЫ - ВАХСТАБИЛИТРОНЫ - ВАХ 2СТАБИЛИТРОНЫСТАБИЛИТРОНЫСТАБИЛИТРОНЫ - ВАХ ПРОВЕРКАСТАБИЛИТРОНЫСТАБИЛИТРОНЫЗдесь были использованы сокращения материала в теоретической части, полную версию работы прочитайте тут. Специально для radioskot.ru - denev ФорумОбсудить статью СТАБИЛИТРОНЫ


    Раздел: [Схемы]

    Сохрани статью в:

    Оставь свой комментарий или вопрос:


    Тясячи схем в категориях:
    -> Прочее
    -> Измерительная техника
    -> Приборы
    -> Схемыэлектрооборудования
    -> Источники питания (прочие полезные конструкции)
    -> Теоретические материалы
    -> Справочные материалы
    -> Устройства на микроконтроллерах
    -> Зарядные устройства (для батареек)
    -> Зарядные устройства (для авто)
    -> Преобразователи напряжения (инверторы)
    -> Все для кулера (Вентилятора)
    -> Радиомикрофоны, жучки
    -> Металоискатели
    -> Регуляторы мощности
    -> Охрана (Сигнализация)
    -> Управление освещением
    -> Таймеры (влажность, давление)
    -> Трансиверы и радиостанции
    -> Конструкции для дома
    -> Конструкции простой сложности
    -> Конкурс на лучшую конструкцию на микроконтроллерах
    -> Конструкции средней сложности
    -> Стабилизаторы
    -> Усилители мощности низкой частоты (на транзисторах)
    -> Блоки питания (импульсные)
    -> Усилители мощности высокой частоты
    -> Приспособления для пайки и конструирования плат
    -> Термометры
    -> Борт. сеть
    -> Измерительные приборы (тахометр, вольтметр итд)
    -> Железо
    -> Паяльники ипаяльные станции
    -> Радиопередатчики
    -> Вспомогательные устройства
    -> Телевизионная техника
    -> Регуляторы тембра, громкости
    -> Блоки питания (лабораторные)
    -> Усилители мощности низкой частоты (на микросхемах)
    -> Другие устройства для усилителей
    -> Cветовое оформление новогодней ёлки или праздничного зала
    -> Глушилки
    -> Телефонные жуки
    -> Инфракрасная техника
    -> Медицинская техника
    -> Телефония
    -> Для животного мира
    -> Конструируем усилители
    -> Антенны и усилители к ним
    -> Звонки
    -> Электронные игрушки
    -> Усилители мощности низкой частоты (ламповые)
    -> Управление двигателями (питание от однофазной сети)
    -> Программаторы микроконтроллеров
    -> Сверлилки
    -> Изучаем микроконтроллеры
    -> Радиоприемники
    -> Сигнализации
    -> Сотовая связь
    -> USB-устройства
    -> Блоки питания (трансформаторные)
    -> Радиостанции простые в изготовлении
    -> Источники питания (для усилителей)
    -> Прочеее
    -> защита от короткого замыкания (электронные предохранители)
    -> Зарядные устройства (для радиостанций)
    -> Мигалки
    -> Cварочное оборудование
    -> Кодовые электронные замки
    -> Блоки питания (бестрансформаторные)
    -> Часы
    -> Управление поворотниками
    -> Зажигание
    -> Управление водой (насосы для скважин или колодцев, полив растений)
    -> Моделирование
    -> Блоки управления стеклоочистителями
    -> Предварительные усилители
    -> Защита от перегрузки и перегрева
    -> Динамики
    -> Ремонт бытовой техники
    -> Дистанционное управление компьютером
    -> Акустические микрофоны и преобразователи
    -> Спутниковое ТВ
    -> Gsm антенны, примочки, усилители, ретрансляторы.
    -> Пищалки
    -> Роботы
    -> Ретрансляторы
    -> Паяльники и паяльные станции
    -> Звуковые сигнализаторы
    -> Рули и джойстики
    -> Схемы электрооборудования
    -> Все для "кулера" (Вентилятора)
    -> Работа с BGA микросхемами
    -> Фильтры
    -> Сабвуферы
    Рейтинг@Mail.ru