LABORATORIUM UKŁADÓW ELEKTRONICZNYCH
Ćwiczenie laboratoryjne nr 12
Temat: Stabilizatory napięcia i prądu
Ćwiczenie wykonali:
Remigiusz Żyłka
Paweł Wrzosek
Termin : Środa 17.05
Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia było poznanie zasady działania stabilizatorów napięcia i prądu oraz różnych rozwiązań układowych: stabilizatorów parametrycznych oraz stabilizatorów koompensacyjnych.
Pomiary.
1. Parametryczny stabilizator napięcia.
Tabela wyników pomiarów stabilizatora napięcia.
Pomiar
.
|
Io=33 mA |
|
Io=50 mA |
|
Io=100 mA |
|
Lp. |
Uwe [V] |
Uo [V] |
Uwe [V] |
Uo [V] |
Uwe [V] |
Uo [V] |
1 |
2,2 |
2,04 |
1 |
0,74 |
1 |
0,60 |
2 |
3,1 |
2,94 |
2,1 |
1,92 |
2 |
1,57 |
3 |
4,1 |
3,98 |
3 |
2,92 |
3 |
2,58 |
4 |
5,5 |
5,4 |
4 |
3,95 |
4 |
3,43 |
5 |
6,1 |
5,98 |
5 |
4,93 |
5 |
4,45 |
6 |
7 |
6,95 |
6 |
5,94 |
6 |
5,48 |
7 |
8 |
7,98 |
7 |
6,88 |
7 |
6,44 |
8 |
9 |
8,56 |
8 |
7,90 |
8 |
7,45 |
9 |
10 |
8,58 |
9 |
8,54 |
9 |
8,45 |
10 |
11 |
8,6 |
10 |
8,56 |
10 |
8,51 |
11 |
12,1 |
8,62 |
11 |
8,58 |
11 |
8,53 |
12 |
13,1 |
8,65 |
12 |
8,60 |
12 |
8,57 |
13 |
14 |
8,67 |
13 |
8,63 |
13 |
8,59 |
14 |
15 |
8,68 |
14 |
8,65 |
14 |
8,61 |
|
|
|
15 |
8,68 |
15 |
8,63 |
Charakterystyki przejściowe parametrycznego stabilizatora napięcia
Współczynniki stabilizacji napięcia
.
- dla Io=33mA
- dla Io=50mA
- dla Io=100mA
Dla poszczególnych obliczeń zostały użyte wyniki pomiarów znajdujące się w zakresie stabilizacji. Z obliczeń wynika, że przy dużym prądzie obciążenia stabilizatora napięcia wartość współczynnika stabilizacji osiąga większe wartości, więc jego własności ulegają pogorszeniu.
Pomiar
.
|
Uwe=9 V |
|
Uwe=12 V |
Uwe=15 V |
||
Lp. |
Uo [V] |
Io [mA] |
Uo [V] |
Io [mA] |
Uo [V] |
Io [mA] |
1 |
8,56 |
33 |
8,63 |
33 |
8,70 |
33 |
2 |
8,54 |
50 |
8,61 |
50 |
8,69 |
50 |
3 |
8,52 |
70 |
8,59 |
70 |
8,66 |
70 |
4 |
8,47 |
90 |
8,58 |
90 |
8,65 |
90 |
5 |
8,40 |
110 |
8,56 |
110 |
8,63 |
110 |
6 |
8,34 |
130 |
8,55 |
130 |
8,63 |
130 |
7 |
8,27 |
150 |
8,54 |
150 |
8,61 |
150 |
8 |
8,19 |
170 |
8,53 |
170 |
8,60 |
170 |
9 |
8,13 |
190 |
8,52 |
190 |
8,59 |
190 |
10 |
8,09 |
200 |
8,51 |
210 |
8,58 |
210 |
11 |
8,05 |
210 |
8,45 |
230 |
8,57 |
230 |
12 |
8,02 |
220 |
8,44 |
250 |
8,56 |
250 |
13 |
7,97 |
230 |
8,43 |
263 |
8,55 |
260 |
14 |
7,87 |
260 |
|
|
|
|
Charakterystyki wyjściowe parametrycznego stabilizatora napięcia
Rezystancja wyjściowa stabilizatora
.
-dla Uwe=9V
-dla Uwe=12V
-dla Uwe=15V
Dla obliczeń zostały użyte wyniki pomiarów znajdujące się w zakresie stabilizacji. Z obliczeń wynika, że przy wyższym napięciu wejściowym rezystancja wyjściowa jest większa. Rezystancja wyjściowa dla Uwe=9 [V] jest duża, ponieważ dla tego napięcia nie występowała jeszcze dostateczna stabilizacja.
Stabilizator kompensacyjny.
Pomiar
.
Tabela wyników pomiarów.
|
Io=36 [mA] |
|
Io=70 [mA] |
|
Io=150 [mA] |
|
Lp. |
Uwe [V] |
Uo [V] |
Uwe [V] |
Uo [V] |
Uwe [V] |
Uo [V] |
1 |
2 |
0,89 |
2 |
0,90 |
2 |
0,84 |
2 |
3 |
1,81 |
3 |
1,81 |
3 |
1,76 |
3 |
4 |
2,94 |
4 |
2,82 |
4 |
2,78 |
4 |
5 |
3,93 |
5 |
3,81 |
5 |
3,76 |
5 |
6 |
4,96 |
6 |
4,87 |
6 |
4,77 |
6 |
7 |
5,89 |
7 |
5,81 |
7 |
5,88 |
7 |
8 |
6,81 |
8 |
6,79 |
8 |
6,80 |
8 |
9 |
7,86 |
9 |
7,88 |
9 |
7,79 |
9 |
10 |
8,88 |
10 |
8,93 |
10 |
8,84 |
10 |
11 |
9,40 |
11 |
9,40 |
11 |
9,40 |
11 |
12 |
9,41 |
12 |
9,41 |
12 |
9,40 |
12 |
13 |
9,42 |
13 |
9,42 |
13 |
9,41 |
13 |
14 |
9,42 |
14 |
9,43 |
14 |
9,42 |
14 |
15 |
9,44 |
15 |
9,44 |
15 |
9,43 |
15 |
16 |
9,45 |
16 |
9,45 |
16 |
9,44 |
Charakterystyki przejściowe kompesacyjnego stabilizatora napięcia
na układzie μA 741
Współczynnik stabilizacji napięcia
- dla Io=36 [mA]
- dla Io=70 [mA]
- dla Io=150 [mA]
Dla obliczeń zostały użyte wyniki pomiarów znajdujące się w zakresie stabilizacji. Z obliczeń wynika, że ten układ kompensacyjnego stabilizatora napięcia jest bardziej stabilny i rezystancja obciążenia najmniej wpływa na współczynnik stabilizacji.
Pomiar
Tabela wyników pomiarów.
|
Uwe=11 V |
|
Uwe=13 V |
Uwe=15 V |
||
Lp. |
Uo [V] |
Io [mA] |
Uo [V] |
Io [mA] |
Uo [V] |
Io [mA] |
1 |
9,40 |
36 |
9,42 |
36 |
9,44 |
36 |
2 |
9,40 |
50 |
9,42 |
50 |
9,43 |
50 |
3 |
9,39 |
70 |
9,41 |
70 |
9,43 |
70 |
4 |
9,15 |
90 |
9,41 |
90 |
9,43 |
90 |
5 |
8,86 |
110 |
9,40 |
110 |
9,42 |
110 |
6 |
8,56 |
130 |
9,40 |
130 |
9,42 |
130 |
7 |
8,26 |
150 |
9,40 |
150 |
9,42 |
150 |
8 |
7,79 |
170 |
9,39 |
170 |
9,41 |
170 |
9 |
7,71 |
190 |
9,39 |
190 |
9,41 |
190 |
Charakterystyki wyjściowe kompesacyjnego stabilizatora napięcia na układzie μA 741
Rezystancja wyjściowa stabilizatora
.
- dla Uwe=11V
- dla Uwe=13V
- dla Uwe=15V
Dla obliczeń zostały użyte wyniki pomiarów znajdujące się w zakresie stabilizacji. Z powyższego obliczenia rezystancji wyjściowej dla stabilizatora parametrycznego jest mniejsza od rezystancji wyjściowej parametrycznego stabilizatora napięcia. Rezystancja wyjściowa dla Uwe=11 [V] jest duża ponieważ dla tego napięcia nie występowała jeszcze dostateczna stabilizacja napięcia.
WNIOSKI.
Spostrzeżenia i wnioski z poszczególnych stabilizatorów znajdują się pod poszczególnymi obliczeniami.
Porównując stabilizatory napięcia możemy wyciągnąć wniosek, że stabilizator kompensacyjny zbudowany na układzie scalonym UL 7741 wykazuje najlepsze parametry użytkowe. Jest on jednak bardziej skomplikowany, a więc znacznie droższy w porównaniu ze stabilizatorem parametrycznym.. Stabilizator parametryczny charakteryzuje się najprostszą budową (trnzystor,dioda i rezystor), ale za to znacznie gorszymi parametrami. Dlatego projektując stabilizator najpierw powinniśmy znać parametry i wymagania układu, z którym będzie on współpracował.
8