Исследование параметрического стабилизатора постоянного

Федеральное агентство по образованию
Уральский государственный технический университет – УПИ
ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО СТАБИЛИЗАТОРА
ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ
Методические указания к лабораторной работе по курсам
«Электропреобразовательные устройства радиоэлектронных средств»,
«Электропитание устройств и систем телекоммуникаций» для студентов всех
форм обучения направления 210300 – Радиотехника; направления
210300 – Радиотехника по специальности 210302 – Радиотехника; направления
210400 – Телекоммуникации по специальностям 210406 – Сети связи и системы
коммутации, 210402 – Средства связи с подвижными объектами
Екатеринбург
УГТУ - УПИ
2008
УДК 621.381
Составители: А.А.Дурнаков, В.И.Елфимов,
Научный редактор – проф., канд. тех. наук А.А.Калмыков
ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО СТАБИЛИЗАТОРА
ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ:
методические указания к выполнению лабораторной работы / А.А.Дурнаков,
В.И.Елфимов. Екатеринбург: УГТУ – УПИ, 2008. 9с.
Методические указания содержат лабораторное задание с указанием
порядка выполнения экспериментальной части; требования к оформлению
отчета по лабораторной работе; вопросы для самопроверки; образец
оформления титульного листа отчета по лабораторной работе.
Библиогр.: 7 назв. Табл.2. Прил.2.
Подготовлено кафедрой «Радиоэлектроника информационных систем».
© Уральский государственный
технический университет – УПИ, 2008
1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Ознакомиться с принципами расчета, работой параметрических
стабилизаторов постоянного напряжения. Исследовать характеристики
параметрического стабилизатора с токостабилизирующим двухполюсником.
2. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ
Лабораторная установка, схема которой приведена в приложении 1,
включает универсальный лабораторный стенд, на котором смонтированы схемы
выпрямителей, сглаживающих фильтров, параметрического стабилизатора
постоянного напряжения с токостабилизирующим двухполюсником, панель с
приборами. Прибор мА измеряет общий ток, потребляемый параметрическим
стабилизатором напряжения и нагрузкой, а вольтметр V служит для измерения
напряжения на входе стабилизатора. Для измерения напряжения и тока на
выходе стабилизатора необходимо подключить цифровые вольтметр и
миллиамперметр (мА, V1), как указано в приложении 1. Также
к
лабораторному стенду подключается осциллограф для оценки уровня пульсации
напряжения на входе и выходе стабилизатора.
3. ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАДАНИЕ
3.1. Ознакомиться со схемой параметрического стабилизатора постоянного
напряжения с токостабилизирующим двухполюсником, ее элементами и
приборами. Включить лабораторный стенд в сеть переменного тока.
3.2. Собрать схему параметрического стабилизатора в соответствии со
схемой приведенной в приложении 1, замкнув накоротко резисторы R1, R2. При
этом необходимо использовать мостовую схему выпрямителя, работающую на
П-образный сглаживающий фильтр.
3.3. Снять зависимость U вых  f U вх  для трех значений тока нагрузки:
I H  0 , I H  15 мА  RH  R10  , I H  30 мА  RH  R12  .
Напряжение
на входе параметрического стабилизатора изменяется с помощью
переключателя S2, нагрузка - переключателем S5 и резистором R14 (установка
RH CT "ГРУБО" и "ТОЧНО").
Полученные результаты свести в табл. 1.
3
Таблица 1
U вых , В
IH  0
U вх , В
RH 1  R10
U вых , В
I H  15 мА
U вх , В
RH 2  R12
U вых , В
I H  30 мА
U вх , В
3.4. Снять внешнюю характеристику стабилизатора для трех значений
входного напряжения (U вх  15 В, 25 В, 35 В ). Результаты измерения
свести в табл.2, зафиксировав значение входного тока стабилизатора:
Таблица 2
U вх  15 В
I H , мА
I вх1
U вых , В
U вх  25 В
I H , мА
I вх 2
U вых , В
U вх  35 В
I H , мА
I вх3
U вых , В
3.5. Снять и зарисовать осциллограммы формы напряжений на входе и
выходе стабилизатора при U вх  const , RH  const и различных видах
сглаживающих фильтров мостовой схемы выпрямления.
3.6. Определить коэффициент сглаживания параметрического стабилизатора
постоянного напряжения в соответствии с выражением
К СГЛ  U вх  U вых U вых  U вх ,
предварительно измерив амплитуду напряжений пульсаций на входе и выходе
стабилизатора, при различных видах сглаживающих фильтров.
4
4. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
Отчет должен содержать:
1. Формулировку цели исследования.
2. Принципиальную схему установки.
3. Таблицы результатов измерений.
4. Осциллограммы формы напряжений.
5. Графики зависимостей U
вых
 f U вх  R
H const
6. Графики внешних характеристик.
7. Расчет коэффициента стабилизации по графикам U вых  f U вх  .
8. Расчет коэффициента сглаживания стабилизатора.
9. Расчет внутреннего сопротивления стабилизатора и RГ ЭКВ .
10. Анализ полученных результатов.
5. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
1.Нарисуйте однокаскадную схему параметрического стабилизатора
постоянного напряжения и объясните принцип ее работы.
2. Поясните существующие методы стабилизации
напряжения, их
достоинства и недостатки.
3. Назовите основные параметры стабилизаторов напряжения.
4. Нарисуйте двухкаскадную схему параметрического стабилизатора
напряжения и объясните принцип ее работы.
5. Назовите область применения параметрических стабилизаторов
напряжения.
6. Что называется коэффициентом стабилизации и как он определяется
расчетным и экспериментальным методами?
7. Укажите пути увеличения коэффициента стабилизации параметрических
стабилизаторов постоянного напряжения.
8. Что называется внешней характеристикой стабилизатора напряжения и
какой она имеет вид?
9. Перечислите основные дестабилизирующие факторы, влияющие на
постоянство выходного напряжения параметрического стабилизатора.
10.
Нарисуйте
схему
параметрического
стабилизатора
токостабилизирующим двухполюсником и объяснить принципы ее работы.
5
с
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Схема лабораторной установки
6
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Образец оформления титульного листа отчета по лабораторной работе
Федеральное агентство по образованию
Уральский государственный технический университет – УПИ
Кафедра «Радиоэлектроника информационных систем»
Оценка работы____________
ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО СТАБИЛИЗАТОРА
ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ
Отчет по лабораторной работе
по дисциплине «Электропитание устройств и
систем телекоммуникаций»
Подпись
Дата
Фамилия
Преподаватель __________________________________ ФИО преподавателя
Студент
__________________________________ ФИО студента
Группа
__________________________________ Номер группы
Екатеринбург
2008
7
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Иванов-Цыганов А.И. Электропреобразовательные устройства РЭС:
учебник для вузов по спец. «Радиотехника» / А.И. Иванов-Цыганов. 4-е изд.;
перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1991. 272 с.
2. Источники вторичного электропитания / В.А. Головацкий и др.; под
ред. Ю.И. Конева. М.: Радио и связь, 1990. 277 с.
3. Электропитание устройств связи: учебник для вузов / А.А. Бокуняев и
др.; под ред. Ю.Д. Козляева. М.: Радио и связь, 1998. 328 с.
4. Гольдштейн Е.И. Индуктивно-емкостные сглаживающие фильтры /
Е.И. Гольдштейн, А.К. Майер. Томск: изд-во Томского университета, 1982. 222
с.
5. Векслер Г.С. Транзисторные сглаживающие фильтры / Г.С. Векслер,
В.И. Штильман. М.: Энергия, 1979. 176 с.
6. Исследование выпрямительных устройств гармонических сигналов:
Методические указания к лабораторным работам / сост. А.А. Дурнаков, В.И.
Елфимов, Н.С. Устыленко. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2003. 26с.
7. Электропреобразовательные устройства радиоэлектронных средств:
Методические указания и контрольное задание/ сост. В.И. Елфимов.
Екатеринбург: изд-во УГТУ, 1998. 27с.
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ ............................................................................................................... 3
2. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ ......................................................... 3
3. ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАДАНИЕ ....................................................................................... 3
4. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА .............................................................................................. 5
5. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ ............................................................................ 5
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ................................................................................................................... 6
Схема лабораторной установки ............................................................................................ 6
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 ................................................................................................................... 7
Образец оформления титульного листа отчета по лабораторной работе ......................... 7
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ................................................................................... 8
8
ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО СТАБИЛИЗАТОРА
ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ
Составители
Дурнаков Андрей Адольфович
Елфимов Вячеслав Ильич
Редактор
Л.Ю.Козяичева
Компьютерный набор
А.А.Дурнаков
ИД № 06269 от 12.11.2001г.
Подписано в печать
Формат 60х84 1/16
Бумага типографская
Офсетная печать
Усл. печ. л.
Уч. – изд. л.
Тираж 100 Заказ
Цена “C”
Редакционно-издательский отдел ГОУ ВПО УГТУ - УПИ
620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19
Ризография НИЧ ГОУ ВПО УГТУ–УПИ
620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19