Стабилизатордың жұмысы жайлы мәлімет

Пән: Электротехника
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасының Білім және Ғылым министірлігі

Семей қаласындағы Шәкәрім атындағы Мемлекеттік университеті

СӨЖ

Пән: Қолданбалы электроника

Тақырыбы: Стабилизатордың жұмысы

Орындаған : Қабдылқақов Ержан

Топ: ТФ-319

Тексерген: Секербаева А. Б

Семей 2015

Мазмұны:

Кіріспе3

1 Стабилизаторлар4

1. 1 Кернеу стабилизаторы4

Қорытынды9

Пайдаланылған әдебиеттер10

Кіріспе

Стабизатор (тұрақтандырғыш) электронды құрылғыларды жаңып кетуден сақтайтын құрылғы болып табылады. Мысалы қазіргі кезде бір бөлмеде бірнеше компьютер жұмыс істей алады, ал бірнеше бөлемеде компьютерлердің саны өте көп болуы мүмкін. Ол өз кезегінде желіге өте үлкен жүктеме болып табылады. Сондықтан электр құрылғысы қысқа тұйықталу нәтижесінен істен шығуы мүмкін. Сондықтан кез-келген электр құрылғысын қорғау үшін стабилизаторлар өте кеңінен пайдаланылады.

Стабилизатор кернеу бойынша шығыс және кіріс түйініне ие болатын электронды немесе электро механикалық құрылғы. Өзінің түрі бойынша олар тұрақты токты тұрақтандыратын және айнымалы токты тұрақтандыратын болып бөлінеді. Көбінесе шығыс және кіріс жерлерінде кернеу тұрақты болады, бірақ кейбір стабилизаторларда кернеу әр-түрлі болады

1 Стабилизаторлар 1. 1 Кернеу стабилизаторы

Кернеу стабилизаторы - бұл кіріс кернеуі не болмаса жүктемедегі ток өзгерген кезде немесе екеуі қатар өзгергенде шығыс кернеуін тұрақтандыратын құрылғы. Кернеу стабилизаторының негізгі параметры тұрақтандыру коэффициенті болып табылады. Ол келесі өрнек бойынша анықталынады:

(1)

Жұмыс істеу принципіне байланысты мынадай түрлері бар: шамалық және компенсациялық, олар кезегінде параллель немесе тізбекті болады.

1-суретте кернеудің параметрлік тұрақтандырғышының сұлбасы келтірілген.

1-сурет. Жартылай өткізгішті стабилитронда жасалған кернеудің параметрлік тұрақтандырғышының сұлбасы (а) және оның жұмыс істеу принципін түсіндіретін сызба (б)

Шамалық кернеу стабилизатор жұмысы стабилизатордың вольт-амперлік сипаттамасының ерекшеліктеріне негізделген. Стабилизатор сызбаларында стабилитрон эталондық кернеу U _ст қызметін атқарады. Стабилитрондарда p-n ауысымдағы электрлік пробой кезінде кері кернеудің ескерілмейтін өзгерісінің қасиеттері қолданылады. Аспаптың негізгі параметрі берілген тоқта өлшенілген I _ст тұрақтандыру кернеуі U _ст болып табылады. Бұл нүктеге көбінесе кернеу стабилизаторының минималды температуралық тәуелділігі сәйкес келеді. 1-нүктеге пробой болып тұрақталынудың басталуымен туындайтын стабилитронның минималды тоғы сәйкес келеді I _{ст. мин} . Әдетте бұл шама 3 мА көрсетеді. 2-нүктеге p-n ауысымдағы жылулық пробойды тудырмайтын стабилитронның максималды тоғы сәйкес келеді. Стабилитронның түріне байланысты I _{ст. мак} мәні бірнеше милли амперден 1, 5 А дейін өзгере алады.

Стабилитронның динамикалық кедергісі жұмыс аумағының наклонын сипаттайтын негізгі параметрі болып табылады:

r _д =(U ₂ -U ₁ ) /(I ₂ -I ₁ ) =DU _ст /DI _ст .

(2)

Бұл шама төменгі кернеулі стабилитрондарда 1-30 Ом, жоғарғы кернеулілерде- 18-300 Ом аралығында болады.

Стабилитронның көрсетілген қасиеттерінің негізінде параметрлік кернеу стабилизаторы тұрғызылады. Стабилитронның сәйкес типті сызбасы 42 суретте көрсетілген. Бұл сызба үстеме кедергімен R1 стабилитроннан тұрады VD. R _н жүктемесіндегі шығыс кернеу U _вых стабилитронның тұрақтандырғыш кернеуімен U _ст сәйкес келеді.

Стабилизатор жобасында төмендегі мәндер берілуі мүмкін:

1) жүктемедегі номинал кедергі R _н мәнінде тұрақтандырылған кернеу U _ст =U _вых ;

2) Жүктемедегі тоқ I _{н мин} және I _{н мак} мәндері

3) Стабилизатордың кіріс кернеуіндегі оның номинал мәнінен U _вх күтілетін ауытқулар δ ₊ және δ _- .

Есептеулер Кирхгофтың заңдарына негізделінеді:

I=I _ст +I _н ;

U _вх = I*R _д + U _вых .

Бұл өрнектерден стабилитрондағы ток төмендегідей анықталынады:

I _ст = (U _вх - U _вых ) / R1 - U _вых / R _н

Стабилизатор жұмысы кезінде жүктемедегі кернеу U _вых = U _ст өзгерісі елеусіз болады сондықтан оны тұрақты деп есептеуге болады. I _ст мәні U _вх және жүктемедегі кедергі R _н өзгерісінен өзгеруі мүмкін. Стабилизатордағы есептеулер кіріс кернеуінің U _вх номинал мәні мен кедергі R1 таңдауына байланысты стабилитрондағы тоқ минималды және максималды мәндерінің аралығынан асып кетпейтіндей етіп алынады:

I _{ст. мин} ≤ I _ст ≤I _{ст. макс} .

(3)

Стабилизаторды қоректендіретін кернеу U _{вх ном} төмендегі формула бойынша анықталынады :

http://ok-t.ru/helpiksorg/baza4/340122737900.files/image232.gif

(4)

Егерде бөлімі теріс болса тұрақты емес кіріс кернеу шектерін немесе жүктемедегі тоқтың өзгеру аралығын төмендету немесе I _{ст мак} мәні жоғары стабилитрон қолдану қажеттігі туындайды. Резистор кернеуін R1 төмендегі формула бойынша анықтайды:

http://ok-t.ru/helpiksorg/baza4/340122737900.files/image234.gif

(5)

Резистор мен стабилитрондағы қуаттың максималды мәнін төмендегі формула бойынша анықтайды:

http://ok-t.ru/helpiksorg/baza4/340122737900.files/image236.gif

(6)

P _{ст мак} = U _вых *I _{ст. мак} .

(7)

Кернеу тұрақтылығының сапа көрсеткіші болып тұрақтандыру коэффициенті қызмет атқарады K _ст , ол шығыс кернеудің қатысты приращение оның шақырылған кіріс кернеудің қатыстыартылуы қаншаға аз екенін көрсетеді

K _ст = δ U _вх / δ U _вых = (DU _вх / U _{вх ном} ) /(DU _вых / U _{вых ном} )

(8)

Егерде стабилитрондағы динамикалық кедергі белгілі болса, тұрақтандырғыш коэффициентін төмендегі формула бойынша анықтауға болады

http://ok-t.ru/helpiksorg/baza4/340122737900.files/image238.gif

(9)

Шамалық стабилизатордың тұрақтандырғыш коэффициенті 20 -50 аралығында болады.

Шығыс кернеуді тұрақтандыру үшін кіріс кернеумен жүктемедегі кедергі арасына реттелінетін кедергісі бар элемент жалғаса, стабилизатор параметрлерін жақсартуға болады. Осындай жолмен құрылған стабилизаторларды жүйелі стабилизаторлар деп атайды.

Шығыс кернеу стабилитронның тұрақтандырғыш кернеуінен база - эмиттер ауысымындағы ашық транзистордың кернеуінің азаю шегіне аз болады(0, 5 - 0, 7 В аралығында) . Кернеу бойынша теріс кері байланыстың болуынан стабилизатордың шығыс кедергісі аз және Ом үлесіндей болады.

Егерде шығыс кернеуді реттеу қажеттігі туындаса базаға потенциометр движогынан алынатын эталондық кернеуді беру керек. Потенциометр кедергісі R1 кедергісінен (2 - 5) есе көп болады.

Тұрақтандырғыш сапасын арттыру үшін және шығыс кернеудің реттелінетін динамикалық диапазонын кеңейту үшін стабилизаторға тұрақты тоқтың күшейткішін қосымша енгізеді бұл күшейткіш өз кезегінде теріс кері байланыстың рөлін атқарады. Осындай стабилизатордың сәйкес сызбасы 51 суретте көрсетілген. Мұндай стабилизаторларды компенсационный деп атайды.

Потенциометр движогынан R3 транзистор базасына VT2 берілетін тұрақты тоқты күшейткіш орындалған кернеу кері байланыс кернеуі деп аталынады. U _OC =U _CТ + U _ЭБ суреттен көрсетілгендей. Потенциометрден R3 өтетін тоқ 10 . . . 15 мА аралығынан аспау керек. Резистор кедергісі R1 әдетте бірнеше килоомға тең болады.

Компенсационный кернеу стабилизаторын есептеуді реттелінетін транзисторды VT1 таңдаудан бастайды. Оның рұқсат етілген кернеуі U _{КЭ. МАКС} стабилизатордың кіріс кернеуінен (U _{ВХ. МАКС} ) көп болу керек, ал коллектордағы максималды токтын I _{K. МАКС} мәні жүктемедегі тоқтың шекті мәнінен көп болу керек.

Максималды қуат формуласы:

http://ok-t.ru/helpiksorg/baza4/340122737900.files/image244.jpg

(10)

Бұл қуаттың мәні транзистордың анықтамада көрсетілген максималды рұқсат етілген қуатының Р _{К. МАКС} 75% көп болмау керек. Егерде бұл шарт орындалмаса Р _{К. МАКС} мәні жоғары басқа транзистор таңдау қажеттігі туындайды. Таңдалған транзистордың VT1 анықтама бойынша h _21E анықтап базалық тоқтың жүктеменің максималды тоғына сәйкес келетін максималды мәнін есептейді:

http://ok-t.ru/helpiksorg/baza4/340122737900.files/image246.jpg

(11)

Транзистордың VT1 базалық тоғы I _Б резистор R1 мен стабилитроннан VD тұратын қарапайым стабилизатордың жүктемесіндегі тоқ болғандықтан оның мәні бойынша резистордағы R1 кедергіні есептейді:

(U _{вх. макс} -U _{ст. мин} ) /I _{ст. мах} ≤ R1 ≤ (U _{вх. мин} -U _{ст. мин} ) /(I _{ст. мин} -I _{Б. макс} )

(12)

Резистордың кедергісін R2 мына формула бойынша анықтайды:

R2=U _вых /I _н *(0, 05 . . . 0, 1)

(13)

Стабилизатор дұрыс жұмыс істеу үшін транзистордың VT1 коллектор-эмиттер ауысымындағы кернеу 1 В аз болмау керек егерде транзистор VT1 германи болса, 3 В аз болмау керек егер кремнийді болғанда.

Барлық тұрақтандырғыштардың жұмыс сапасын сипаттайтын негізгі параметрі тұрақтандыру коэффициенті болып саналады. Тұрақтандырғыштардың шығыс шамалары тұрақсыздандырғыш факторлардың, негізінен тұрақтандырғыштың кіріс кернеуінің U _кір және жүктемелік токтың І _ж әсерінен өзгереді.

Токтың тұрақтандырғышы үшін токтың коэффициенті