Электроника:Эксперименты/Дискретные полупроводниковые схемы/Регулятор напряжения

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Перевод: Макаров В. (valemak) Контакты:</br>* Habr: @vakemak</br>* Сайт: www.valemak.com</br>Перевёл статей: 656.
Проверка/Оформление/Редактирование: Мякишев Е.А.


Регулятор напряжения[1]

Оборудование и материалы

Для этого эксперимента подходит любой низковольтный стабилитрон. Упомянутая здесь модель 1N4742 (напряжение стабилитрона = 12 вольт) является лишь одним из предложений.

Какую бы модель диода вы ни выбрали, я настоятельно рекомендую модель с номинальным напряжением стабилитрона, превышающим напряжение одной батареи, для получения максимально полезного опыта. Важно, чтобы вы видели, как работает стабилитрон при воздействии на него напряжения, меньшего, чем его значение пробоя.

Ссылки по теме

Цели эксперимента

Принципиальная схема

Рис. 1. Схематическая диаграмма: усреднитель сигнала напряжения.
Рис. 1. Схематическая диаграмма: усреднитель сигнала напряжения.

Иллюстрации

Рис. 2. Иллюстрация: усреднитель сигнала напряжения.
Рис. 2. Иллюстрация: усреднитель сигнала напряжения.

Ход эксперимента

Соберите эту простую схему, обязательно подключив диод с «обратным смещением» (катод положительный, а анод отрицательный), и измерьте напряжение на диоде, используя одну батарею в качестве источника питания. Запишите это падение напряжения для дальнейшего использования.

Кроме того, измерьте и запишите падение напряжения на резисторах 10 кОм. Измените схему, подключив две 6-вольтовые батареи последовательно, чтобы получить общее напряжение источника питания 12 вольт. Повторно измерьте падение напряжения на диоде, а также падение напряжения на резисторе с помощью вольтметра:

Рис. 3. Подключаем последовательно две 6-вольтовые батареи.
Рис. 3. Подключаем последовательно две 6-вольтовые батареи.

Соедините последовательно три, затем четыре 6-вольтовых батареи, образуя соответственно 18-вольтовый и 24-вольтовый источник питания. Измерьте и запишите падение напряжения на диоде и резисторе для каждого нового напряжения питания.

Что вы заметили в падении напряжения на диоде для этих четырёх различных напряжений от источника питания? Заметили, что напряжение на диоде никогда не превышает уровня 12 вольт?

Что вы увидели в падении напряжения на резисторе для этих четырёх разных уровней напряжения? Стабилитроны часто используются в качестве устройств регулирования напряжения, потому что они ограничивают падение напряжения на себе на заданном уровне.

Любое избыточное напряжение, подаваемое источником питания, падает на последовательном резисторе. Однако важно отметить, что стабилитрон не может компенсировать недостаток напряжения источника. Например, этот 12-вольтовый стабилитрон не падает на 12 вольт, когда источник питания имеет мощность всего 6 вольт. Полезно воспринимать стабилитрон как ограничитель напряжения: он устанавливает максимальное (но не минимальное) падение напряжения.

Компьютерное моделирование

Схема с номерами узлов SPICE:

Рис. 4. Схема регулятора напряжения с номерами узлов SPICE.
Рис. 4. Схема регулятора напряжения с номерами узлов SPICE.

Список связей (создайте текстовый файл, содержащий следующий текст, дословно):

Список связей SPICE

Zener diode * Стабилитрон (диод Зенера)
v1 1 0
r1 1 2 10k
d1 0 2 mod1
.model mod1 d bv=12
.dc v1 18 18 1
.print dc v(2,0)
.end

Стабилитрон можно смоделировать в SPICE с помощью обычного диода, параметр обратного пробоя (bv=12) установлен на желаемое напряжение пробоя стабилитрона.

См.также

Внешние ссылки