1. Определение коэффициента стабилизации кст

• Установить переключатель «R_Н грубо» в положение «2», а ручку переменного резистора «R_Н точно» - в среднее положение.

• Установить значения входного напряжения U_ВХ согласно таблице 4.3.

• В процессе измерений ручкой «R_Н точно» поддерживать неизменной величину тока нагрузки I_Н.

• Результаты измерений и вычислений свести в таблицу 4.3

• Вычисления произвести, пользуясь данными таблицы 4.4 при U_ВХ=13В по формуле (4.3)

Таблица 4.3

Измеряемый параметр	Прибор	Результаты измерений			КСТ
UВХ, В	PV1	12,0	13,0	14,0
UН, В	PV2
IН, А	PA2

Примечание: В качестве U_ВХ и U_Н берутся значения 4-го столбца таблицы 4.1.

2. Определение выходного сопротивления rвых

• Установить U_ВХ = 13 В.

• Измерить U_Н и I_Н при среднем значении сопротивления нагрузки R_Н (переключатель «R_Н грубо» в положение «2 », ручка «R_Н точно» - в среднее положение) , поддерживая постоянство напряжения на входе (U_ВХ = 13 В).

• Перевести переключатель «R_Н грубо» в положение «5 »и измерить U_Н и I_Н в этом положении переключателя.

• Результаты измерений свести в таблицу 4.4

• Вычисления произвести, пользуясь данными таблицы 5.4при U_ВХ = 13 В. по формуле (4.3).

Таблица 4.4

Измеряемый параметр	Прибор	Результаты измерений		RВЫХ, Ом
		П «2»	П « 5»
UН, В	PV1
∆UН, В
IН, мА	PA1
∆IН, мА

3. Определение кпд

• Вычисления произвести, пользуясь данными таблицы 5.4при U_ВХ = 13 В. по формуле (4.4)

III. Сводная таблица показателей качества исследуемых схем стабилизаторов

Таблица 4.5

Тип стабилизатора	Коэффициент стабилизации КСТ	Выходное сопротивление RВЫХ, Ом	КПД
На ИМС КР142ЕН8Б
Транзисторный, с непрерывным регулированием

IV. По результатам проведенного эксперимента сделать выводы.

Лабораторная работа № 5 исследование ключевых стабилизаторов постоянного напряжения

Цель работы:

Закрепить знания принципов работы и рабочих свойств стабилизаторов постоянного напряжения с ключевым режимом работы регулирующего элемента.

Освоить методику экспериментального определения значений показателей качества компенсационных стабилизаторов постоянного напряжения с широтно-импульсным и релейным принципами регулирования и оценить достоинства и недостатки каждого из стабилизаторов путем сравнения численных значений показателей качества.

Описание лабораторного макета стабилизатора и указания по проведению экспериментальных исследований

Экспериментальные исследования проводится на макетах, смонтированных и установленных в рабочем отсеке лабораторной установки УНТЦ СПбГУТ

.

Рис. 5.1 Внешний вид сменного блока «Импульсный стабилизатор постоянного напряжения».

Для проведения исследований на вход исследуемой схемы стабилизатора подается напряжение от встроенного источника постоянного нестабилизированного напряжения. Это напряжение регулируется в пределах от 5 до 20 вольт. Источник имеет защиту от кратковременной перегрузки по току нагрузки. При перегрузке начинает мигать светодиод «Перегрузка». Входное напряжение и потребляемый ток контролируются с помощью PV1 и PA1 лабораторной установки. Значение тока нагрузки устанавливается путём изменения сопротивления блока нагрузок (правая панель лабораторной установки, ручка переключателя «R_Н грубо» и ручка переменного резистора «R_Н точно»). Примерные пределы изменения R_Н: от 1300 Ом в положении «1» до 17 ОМ в положении «11» переключателя «R_Н грубо». В положении «Х.Х.» R_Н= ∞. Напряжение на нагрузке (выходное напряжение) контролируются вольтметром PV2 и миллиамперметром PA2.

Введение:

При оценке качества функционирования стабилизаторов напряжения необходимо определить численные значения его основных показателей качества:

коэффициент стабилизации К_ст ;

относительной нестабильности выходного напряжения d_U,%;

выходного сопротивления R_вых;

коэффициента полезного действия h.

Коэффициент стабилизации выходного напряжения стабилизатора определяется при постоянном значении сопротивления нагрузки R_н

( R_н = const ) в соответствии с соотношением:

или (5.1)

Номинальное значение входного напряжения U_вх ном , выходного напряжения U_{вых ном}, измеряются вольтметрами РV1 и РV2, установленным на приборной панели установки.

Относительная нестабильность выходного напряжения d_U%

(5.2)

также определяется при постоянном значении сопротивления нагрузки

R_н = const .

Значение динамического выходного сопротивления стабилизатора R_{вых дин} определяется при постоянной величине входного напряжения U_вх - const (т.е. ∆U_вх=0)

(5.3)

где ∆U_вых - отклонение выходного напряжения стабилизатора от его номинального значения, соответствующее изменению тока нагрузки на величину ∆I_н (∆I_н =I _{н ном} – I _{н min}) .

Потери мощности в элементах стабилизатора оцениваются его коэффициентом полезного действия h :

(5.4)

или

(5.5)

Коэффициент пульсаций выходного напряжения стабилизатора определяется при постоянном значении сопротивления нагрузки R_н

( R_н = const ) в соответствии с соотношением :

(5.6)

I. Экспериментальное исследование транзисторного компенсационного стабилизатора с широтно-импульсным регулированием.

Рис. Схема соединений коммутационными шнурами элементов установки для исследования компенсационного стабилизатора с широтно-импульсным регулированием

• Переключатель S1 на панели ИСН установить в верхнее положение.

• Переключатель «R_Н грубо» установить в положение «5».

• Вольтметры PV1 и PV2 установить в режим измерения постоянного напряжения. Миллиамперметр РА1 установить в режим измерения постоянного тока.

• Включить электропитание установки.

• Включить источник постоянного напряжения.

• Входное напряжение установить регулятором U_ИП источника питания, контролировать вольтметром PV1.

• Выходное напряжение установить регулятором R1, контролировать вольтметром PV2.

• Ток нагрузки установить регуляторами «R_Н грубо» и «R_Н точно», контролировать амперметром PА2.