Электроника и схемотехника / ЭиС Бунина А.В. ЛР2
.docxМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное образовательное
учреждение высшего образования
«Юго-Западный государственный университет»
Лабораторная работа №2
По дисциплине «Электроника и схемотехника»
Выполнил: Бунина А.В.
студент группы ИБ-01б
Проверил: Брежнева Е.Ю.
доцент
Курск, 2022
Цель работы
Формирование навыков проектирования электронных устройств в средах автоматизированного проектирования.
Изучение принципа работы и расчета простейшего параметрического стабилизатора напряжения.
Ход выполнения работы
Построена схема параметрического стабилизатора. Она изображена на рисунке 1.
Рисунок 1 – Схема параметрического стабилизатора
Выполняем расчеты. Значения, данные по условию задания: Uвых = 6.5В.
Rн мин = 0,8 кОм. Uвх = 15%.
По заданному напряжению Uвых ном выберем стабилитрон КС168А, имеющий рабочие параметры: Ucт ном=6,8 В (Iст ном=10 мА), rст=7 OM; и предельные параметры: Ucт мин=6,12В (Iст ном=10 мА); Uст макс=7,48 В (Iст ном=10 мА); Iст мин=3 мA; Iст макс=45 мA;
Из допустимого диапазона Iст мин … Iст макс зададимся минимальным и максимальным рабочим током стабилитрона: Iст раб мин =5 мA, Iст раб макс= 30 мA.
Найдем соответствующие этим токам возможные напряжения на выходе стабилизатора.
Значение номинального входного напряжения Uвх ном и сопротивление резистора Rб найдем из следующих соотношений:
Решение системы линейных уравнений дает: ; . Принимаем стандартные значения: и . Минимальное и максимальное входные напряжения, соответственно равны: Uвх мин 0,8; Uвх ном 9,6 В; Uвх макс 1,2; Uвхном 14,4В.
Найдем коэффициент стабилизации по приближенной формуле:
Таблица 1 – Сравнение результатов.
Параметр |
Uвых мин,В |
Uвых макс, В |
δ Uвых, % |
kст, % |
Расчет |
6, 04 |
6, 765 |
6 |
2,49 |
п.2 |
6,872 |
6,912 |
2,9 |
5,63 |
п.3 |
6,843 |
6,932 |
6,5 |
2,31 |
Рисунок 2 – Минимальное и максимальное выходное напряжение
Рисунок 3 – Передаточная характеристика
Вывод: в ходе выполнения лабораторной работы сформированы навыки проектирования электронных устройств в средах автоматизированного проектирования. Изучены структура, принцип работы и расчета простейшего параметрического стабилизатора напряжения.
Контрольные вопросы
Какие физические эффекты используются в исследованном параметрическом стабилизаторе для стабилизации напряжения?
Ответ: Параметрические стабилизаторы осуществляют стабилизацию напряжения за счет особых свойств (параметров) вольтамперных характеристик полупроводниковых приборов: стабилитронов, стабисторов, транзисторов и др.
Чем отличаются такие параметры как нестабильность напряжения и коэффициент пульсаций напряжения?
Ответ: Нестабильность выходного напряжения (статическая ошибка) измеряется как отношение изменения выходного напряжения к его номинальному значению.
Коэффициент пульсаций – отношение амплитуды наиболее резко выраженной гармонической составляющей напряжения или тока на выходе выпрямителя к среднему значению напряжения или тока.
Можно ли определить коэффициент пульсаций выходного напряжения через коэффициент пульсаций входного напряжения и коэффициент стабилизации?
Ответ: да, , kпдоп – коэффициент пульсации входного напряжения, а коэффициент стабилизации выражается по формуле
Какова основная причина пульсаций напряжения на входе параметрического стабилизатора? Какова, по вашему мнению, частота этих пульсаций?
Ответ: низкие КПД и нагрузочная способность (малые токи нагрузки), отсутствие возможности регулирования выходного напряжения, небольшой коэффициент стабилизации.