1 STABILIZATORY NAPIĘCIA O DZIAŁANIU CIĄGŁYM
Transkrypt
1 STABILIZATORY NAPIĘCIA O DZIAŁANIU CIĄGŁYM
STABILIZATORY NAPIĘCIA O DZIAŁANIU CIĄGŁYM (wersja: 1.1b) Celem ćwiczenia jest zapoznanie się studentów z działaniem rzeczywistych układów stabilizatorów napięć. W trakcie ćwiczenia wykonywanych będzie szereg pomiarów oraz obserwacji oscyloskopowych, które umożliwią wyznaczenie istotnych parametrów układu stabilizatora. WPROWADZENIE TEORETYCZNE Zadaniem stabilizatora jest „dostarczenie” napięcia zasilającego (oraz zapewnienie odpowiednich parametrów tego napięcia) do innych obwodów elektronicznych. Układ stabilizatora pośredniczy pomiędzy napięciem wejściowym niestabilizowanym (tj. ulegającym zmianom w dość szerokim zakresie), a właściwym obwodem elektronicznym (wymagającym napięcia zasilania o ściśle sprecyzowanych parametrach). Ogólnie stabilizatory napięcia można podzielić na układy o działaniu ciągłym (tzw. liniowe, w których elementy „regulacyjne” pracują w zakresie aktywnym; np. rodzina układów scalonych typu 78xx) lub stabilizatory impulsowe (tj. układy przetwornic DC/DC, w których elementy „regulacyjne” pracują jako klucze elektroniczne). Stabilizatory impulsowe są z reguły bardziej złożonymi i kosztowniejszymi układami elektronicznymi, stosowanymi głównie do zasilania urządzeń o większym zapotrzebowaniu na energię elektryczną. W tabeli 1. zamieszczono podstawowe informacje charakteryzujące obie grupy stabilizatorów. Tabela 1. Podstawowe informacje opisujące różnice ciągłych i impulsowych stabilizatorów napięcia Parametr: Stabilizatory o działaniu ciągłym (liniowe) Stabilizatory impulsowe Sprawność często mała, silnie zależna od różnicy pomiędzy energetyczna napięciem UWE a UWY (tj. nap. stabilizowanym) zależne od budowy układu, obecności tętnień Tętnienia w UWE oraz kształtu prądu pobieranego ze UWY: stabilizatora (np. „szarpiący” przebieg prądu) Emitowane nie występują lub mają bardzo małą wartość zakłócenia Stabilność zależna od budowy układu sprzężenia zwrotnego statyczna3 (głównie od wzmocnienia wzmacniacza błędu) UWY: Stabilność dynamiczna4 UWY: Moce elektryczne PWY: Koszt i złożoność układu zwykle duża lub bardzo duża (zazwyczaj w niewielkim stopniu zależna od UWE) podobnie jak dla stabilizatora liniowego, jednak dodatkowo powiększone o tętnienia wynikające z impulsowego sposobu pracy duże, konieczność stosowania (dla zgodności z dyrektywą EMC1) rozbudowanych filtrów P-Z2 zależna od budowy układu sprzężenia zwrotnego – jednak stale są obecne tętnienia UWY wynikające z impulsowego sposobu pracy z powodu występowania elementów indukcyjdobra lub bardzo dobra (zależna od budowy nych (gromadzących energię) gorsza niż w układu sprzężenia zwrotnego, głównie od układach stabilizatorów ciągłych, również zadynamiki wzmacniacza błędu) leżna od budowy układu sprzężenia zwrotnego małe lub średnie (przy dużych mocach, z powodu małe, średnie i duże (dla małych mocy niskiej sprawności energetycznej, konieczne jest stosowanie stabilizatorów impulsowych jest stosowanie dużych radiatorów lub wentylatorów) często nieopłacalne) zwykle większy koszt i złożoność układu niż raczej niski (przy większych mocach kosztowne stabilizatorów ciągłych – jednak przy średnich mogą okazać się duże i ciężkie radiatory lub i dużych mocach, układy mogą być bardziej opłacalne (większa sprawność energetyczna to dokuczliwie głośne i zawodne wentylatory) mniejsze i lżejsze radiatory). 1 EMC (Electro Magnetic Compatibility) – dyrektywa europejska opisująca (m.in.) poziom dopuszczalnych zakłóceń emitowanych przez urządzenie elektroniczne 2 P-Z (Przeciw - Zakłóceniowy) – stopień złożoności filtru zależy także od wymagań samego urządzenia elektronicznego, w którym zastosowano dany stabilizator (często są to znacznie bardziej rygorystyczne wymagania niż wynikające tylko z zapisów dyrektywy EMC) 3 stabilność UWY określona dla powolnych zmian prądu obciążenia (dla UWE = const) 4 stabilność UWY określona dla skokowej zmiany prądu obciążenia (dla UWE = const) 1 PODSTAWOWE PARAMETRY STABILIZATORÓW Napięcie wyjściowe (UWY) Wartość nominalna (UWY_NOM) stabilizowanego napięcia wyjściowego podawana jest zwykle wraz z maksymalną procentową odchyłką, w której musi się zawierać. Odchyłka ta uwzględnia najbardziej niekorzystne (jednak mieszczące się w dopuszczalnym zakresie) warunki pracy stabilizatora (np.: zmianę temperatury, prądu obciążenia, napięcia wejściowego). Prąd obciążenia (IWY) lub maksymalny prąd obciążenia (IWY_MAX) Dopuszczalna wartość prądu wyjściowego pobieranego ze stabilizatora, podana jako zakres (jeśli stabilizator wymaga wstępnego obciążenia) lub tylko jako wartość maksymalna. Niewielka część dostępnych na rynku stabilizatorów (głównie impulsowych) wymaga do poprawnej pracy (tj. utrzymania w wąskim zakresie zmiany UWY) pewnego wstępnego obciążenia (przykładowo.: tolerancja UWY=+/-2% podana jest dla IWY zawartego w przedziale 10%-100% IWY_MAX, natomiast tolerancja UWY=+/-5% podana będzie dla IWY zawartego w przedziale 0%-100% IWYMAX; czyli dla IWY mniejszego lub równego IWY_MAX). Napięcie wejściowe (UWE) Dopuszczalny zakres zmian napięcia wejściowego, do którego podłączony jest stabilizator. Wartość tą „od góry” (czyli UWE_MAX) ograniczają własności fizyczne półprzewodników użytych do budowy stabilizatora (przekroczenie tej wartości zazwyczaj powoduje zniszczenie stabilizatora). Ograniczenie „od dołu” (czyli UWE_MIN) wynika z właściwego działania stabilizatora (np. polaryzacji elementów aktywnych). Niewielki spadek UWE poniżej UWE_MIN nie spowoduje uszkodzenia stabilizatora, a skutkuje zazwyczaj tylko pogorszeniem jego parametrów (np.: zmniejszy się UWY oraz IWY_MAX, zwiększą się tętnienia przenikające z UWE do UWY, pogorszą się własności dynamiczne stabilizatora). W przypadku stabilizatorów liniowych, ze względu na sposób ich działania, UWE_MIN zawsze będzie większe od UWY_NOM. Minimalna wartość tej różnicy (UDROP_OUT) wynosi zwykle 2-3V (produkowane są też stabilizatory liniowe, w których wymagana minimalna różnica UWE_MIN - UWY_NOM jest mniejsza od 1V; jest to tzw. seria LDO5). Współczynnik stabilizacji napięciowej (SU) W literaturze można spotkać różne definicje tego współczynnika. Najczęściej jednak wyrażony jest on wzorem (1): ∆UWY (1) SU = ∆U WE gdzie: ∆UWE to wymuszona lub zaobserwowana zmiana wartości napięcia wejściowego, natomiast ∆UWE, to wartość wywołana tą zmianą. Oczywiście, aby za pomocą tego współczynnika można było porównywać własności różnego rodzaju stabilizatorów, konieczne jest dokładne określenie warunków w jakich odbywa się taki pomiar (np.: wielkość zmian ∆UWE, wartość składowej stałej UWE oraz przy jakiej wartości IWY odbywa się pomiar). Podobnym do współczynnika stabilizacji parametrem jest współczynnik tłumienia tętnień WTT (lub z ang. RR - ripple rejection). Jego wartość najczęściej wyrażona jest w decybelach i opisana wzorem (2): WTT = 20 log 5 ∆UWE ∆UWY [db] (2) LDO – Low Drop Out – seria stabilizatorów liniowych poprawnie pracujących już przy UDROP_OUT <1V 2 Warto zauważyć, że współczynnik ten wyliczany jest z odwrotnej proporcji (tj. z ∆UWE/∆UWY) niż SU (wyznaczany z ∆UWY/∆UWE). W takim przypadku, tym lepszy stabilizator, im wyższa wartość WTT. Współczynnik tłumienia tętnień mierzony jest zwykłe dla składowej zmiennej (na tle znacznej składowej stałej UWE) o częstotliwości 100 Hz (podwojona częstotliwość europejskiej sieci energetycznej) lub 120 Hz (podwojona częstotliwość sieci energetycznej w USA). Wynika to z typowych zastosowań stabilizatorów napięcia, które często włączane są za układem pełnookresowego prostownika obciążonego tylko kondensatorem elektrolitycznym (stąd tętnienia o podwojonej częstotliwości sieci energetycznej). Rezystancja wyjściowa (RWY, zWY – parametr małosygnałowy) Wartość rezystancji wyjściowej stabilizatora powinna być możliwie najmniejsza. Jej wartość opisana jest wzorem (3): ∆UWY (3) RWY = ∆IWY gdzie: ∆IWY to wymuszona lub zaobserwowana zmiana prądu wyjściowego, natomiast ∆UWY, to zmiana wartości napięcia wyjściowego spowodowana przez ∆IWY (dla UWE=const). Dla stabilizatorów liniowych czasami podaje się także wartość impedancji wyjściowej traktowanej jako parametr małosygnałowy (zWY). Okazuje się, że dla niewielkich i szybkich zmian prądu wyjściowego (iWY to niewielka składowa zmienna zawarta w składowej stałej IWY) wielkość składowej zmiennej napięcia wyjściowego (uWY) może znacznie przekraczać oczekiwaną wartość wyznaczoną ze wzoru (3): uWY ≥ RWY iWY Przyczyną tego zjawiska jest nie zawsze liniowa charakterystyka wyjściowa stabilizatora (niewielka nieliniowość nie będzie zauważalna przy dużych zmianach IWY i wynikającej z tej zmiany ∆UWY) oraz własności dynamicznych samego stabilizatora (np. zbyt wolno działająca pętla sprzężenia zwrotnego nie nadąża z kompensacją skutków szybkich zmian składowej zmiennej prądu wyjściowego). Impedancję wyjściową (zWY – traktowane jako parametr małosygnałowy) można wyznaczyć ze wzoru (4): zWY = uWY iWY (4) gdzie: iWY to wymuszona składowa zmienna prądu wyjściowego o ściśle określonych parametrach (kształcie, amplitudzie, częstotliwości) natomiast uWY, to wartość składowej zmiennej obecnej w napięciu wyjściowym wskutek pobudzenia przez składową iWY. Proporcja uWY/iWY najczęściej liczona jest jako iloraz wartości międzyszczytowych każdego przebiegu. W niektórych przypadkach okaże się, że zWY jest dużo większe od RWY (nawet o rząd wielkości). Może to mieć bardzo istotne znaczenie przy zastosowaniu takiego stabilizatora do zasilania układów o nieciągłym poborze prądu (lub prądu ze znaczną zawartością składowej zmiennej). W prosty sposób można jednak zaradzić negatywnym skutkom takiego zjawiska, poprzez podłączenie kondensatorów odprzęgających (lub inna nazwa: blokujących) do wyjścia stabilizatora i wejścia zasilanych (oddzielnych) obwodów elektronicznych. Zwykle jest to połączenie dwóch lub więcej kondensatorów, z których co najmniej jeden jest kondensatorem nieelektrolitycznym o możliwe małej rezystancji i impedancji zastępczej (skuteczny przy dużych częstotliwościach składowej iWY). Pozostałe to kondensatory elektrolityczne (zwykle z gorszą impedancją szeregową) bardziej efektywne przy mniejszych częstotliwościach składowej iWY. Schemat takiego podłączenia zamieszczono na rysunku 1. 3 Rys. 1. Przykładowy sposób rozprowadzenia zasilania w układzie elektronicznym Prąd spoczynkowy stabilizatora (IWE_0) Typowe wartości prądu spoczynkowego (tj.: IWE_0=IWE przy IWY=0), to kilka, kilkanaście miliamperów. Wartość ta, pomimo że tylko nieznacznie pogarsza sprawność energetyczną stabilizatora może mieć bardzo istotne znaczenie w sytuacji, w której układ elektroniczny zasilany jest z baterii lub akumulatora (np. mikrokontroler w stanie uśpienia, realizujący program tylko po wystąpieniu przerwania). W takim przypadku prąd spoczynkowy stabilizatora może znacznie przewyższać średnią wartość prądu zasilanego przez stabilizator układu elektronicznego (tym samym radykalnie skracając czas pracy urządzenia podczas zasilania bateryjnego). W przedstawionym przykładzie należałoby zastosować specjalne serie stabilizatorów oznaczone jako „low quiescent current” lub „ultra low quiescent current”, w których wartość prądu spoczynkowego nie przekracza kilku, kilkudziesięciu mikroamperów (np. stabilizator linowy LM2936 firmy National Semiconductor). Niestety cena takich stabilizatorów jest też adekwatnie wyższa w stosunku do ceny serii standardowej. Maksymalna moc strat (PMAX) Wielkość maksymalnej mocy rozpraszanej (w określonych warunkach chłodzenia) przez stabilizator, która nie spowoduje jego przegrzania (wzrostu temperatury powyżej wartości dopuszczalnej). Charakterystyka wyjściowa stabilizatora UWY=f(IWY) Kształt, przebieg oraz położenie istotnych punktów na charakterystyce wyjściowej są zródłem wielu cennych informacji dotyczących zarówno parametrów, jak i możliwego obszaru zastosowań danego stabilizatora. Na rysunku 2. przedstawiono najczęściej spotykane kształty charakterystyk wyjściowych typowych stabilizatorów napięcia. Rys. 2. Charakterystyki wyjściowe typowych stabilizatorów napięcia: a) charakterystyka stabilizatora bez układu ograniczenia prądu wyjściowego; b) charakterystyka stabilizatora z układem ograniczającym prąd wyjściowy; c) charakterystyka stabilizatora z układem ograniczającym prąd wyjściowy: tzw układ z podcięciem Charakterystykę przedstawioną na rys. 2a posiadają zwykle stabilizatory nie wyposażone w specjalne układy ograniczające zakres prądu wyjściowego (pewna grupa stabilizatorów liniowych). Wartość IZW_A wynika z działania innych bloków stabilizatora (np. obwodów polaryzacji tranzystorów mocy) i jest mało powtarzalna w serii produkcyjnej (zależy również od temperatury). Tego typu stabilizatory najczęściej posiadają tylko zabezpieczenie termiczne. Rys. 2b przedstawia bardzo pożadaną charakterystykę typu VC-CC (voltage constant - current constant), w której prąd zwarcia jest niewiele większy od IWY_MAX. To rozwiązanie posiadają najczęściej modułowe stabilizatory impulsowe służące również do ładowania niektórych typów akumulatorów (np. kwasowych) czy zasilania dużej mocy diod 4 LED. Ostatnia charakterystyka (rys. 2c), to ograniczenie z tzw. podcięciem (gdzie: IZW_C <IWY_MAX). Tego typu charakterystykę najczęściej posiadają stabilizatory liniowe z ograniczeniem wielkości rozpraszanej mocy (zabezpieczenie liniowego stabilizatora przed przegrzaniem w przypadku zwarcia wyjścia układu). TEMATY SPRAWDZAJĄCE • Wymień istotne zalety stabilizatorów liniowych oraz określ (i uzasadnij) grupę układów elektronicznych, w których powinny być stosowane. • Wymień istotne zalety stabilizatorów impulsowych oraz określ (i uzasadnij) grupę układów elektronicznych, w których nie powinny być one stosowane. • Scharakteryzuj podstawowe parametry stabilizatora. • Wyjaśnij przyczynę możliwej różnicy wartości liczbowej pomiędzy RWY (rezystancja wyjściowa) a zWY (impedancja wyjściowa – parametr małosygnałowy) tego samego stabilizatora. • Wyjaśnij pojęcie UDROP_OUT oraz oznaczenie serii stabilizatorów jako stabilizatory LDO. • Opisz możliwe i typowe skutki przekroczenia dopuszczalnych (katalogowych) parametrów pracy stabilizatora (np.: UWE>UWE_MAX ; UWE<UWE_MIN ; IWY>IWY_MAX ; praca stabilizatora poza dopuszczalnym zakresem temperatury). • Opisz typowe charakterystyki wyjściowe stabilizatorów. Przedstaw wady i zalety (oraz omów zakres możliwych zastosowań) stabilizatora z danego typu charakterystyką wyjściową. WYGLĄD STANOWISKA LABORATORYJNEGO Na rys. 3 przedstawiono wygląd stanowiska laboratoryjnego umożliwiającego pomiar podstawowych parametrów (SU, WTT, RWY, zWY, IWY_0) oraz wyznaczenie charakterystyk UWY=f(UWE) i UWY=f(IWY) różnego rodzaju stabilizatorów. Rys. 3. Stanowisko laboratoryjne do pomiaru parametrów i wyznaczania charakterystyk stabilizatorów 5 KONFIGURACJA I OBSŁUGA STANOWISKA LABORATORYJNEGO Do stanowiska należy podłączyć zewnętrzne mierniki (woltomierze i oscyloskop) umożliwiające pomiar aktualnych wartości napięć i prądów (pomiary prądów odbywają się poprzez pomiar napięcia na wzorcowym rezystorze 1Ω). W tab. 2. zamieszczono opis podłączeń. Stanowisko wyposażone jest w siły elektro- i prądomotoryczne (opis w tab. 3.). Funkcje potencjometrów regulacyjnych opisane są w tab. 4., natomiast funkcje przełączników w tab. 5. UWAGA: za zgodą osoby nadzorującej przebieg ćwiczenia, do stanowiska można także podłączyć zewnętrzne siły wymuszające (np. zasilacz z większą wydajnością prądową) oraz inne układy obciążające (np. rezystor dekadowy). W takim przypadku należy odłączyć wewnętrzne elementy zadające (SW-1, SW-2, SW-3 należy ustawić w położenie „0”). Tab.2. Opis podłączania zewnętrznych mierników do stanowiska laboratoryjnego Mierzona wielkość Typ przyrządu „+” i „-” Oscyloskop uwagi Napięcie wejściowe UWE woltomierz A2 i A3 gniazdo OSC-1 Napięcie wejściowy UWY woltomierz B2 i B3 gniazdo OSC-3 Prąd wejściowy IWE miliwoltomierz A4 i A5 gniazdo OSC-2 (inv6) pomiar U na R1=1Ω Prąd wejściowy IWY miliwoltomierz B5 i B4 gniazdo OSC-4 pomiar U na R2=1Ω Tab.3. Opis sił wymuszających (elektro- i prądomotorycznych) oraz zadawanego obciążenia Siła wymuszająca Zakres regulacji Regulowana przez rezystancja obwodu ≥1Ω7 SEM-1 (napięciowa) 1-12VDC (max 0,5A) SEM-2 (tętnienia 100Hz) 1-2V VPP (max 0,5A) SW-1 w położenie 1 tylko włącz/wyłącz SPM-1 (prost. 50%, 1kHz) fala ok. 10_30_10 mA SW-3 w położenie 1 tylko włącz/wyłącz 10-230Ω (max 0,5A) POT-2, SW-2 w poł. 1 8 Obciążenie stabilizatora POT-1 uwagi obciążenie POT2+R3 Tab.4. Opis potencjometrów regulacyjnych Nazwa potencjometru POT-1 POT-2 (razem z R3) Powoduje zmianę Zakres zmiany uwagi napięcia UWE 1-12V DC rezystancji obciążenia 10-230Ω dla IWY nie należy przekraczać wartości 0,5A Tab.5. Opis funkcji przełączników umieszczonych na płycie czołowej stanowiska laboratoryjnego Nazwa przełącznika Możliwe położenia Realizowana funkcja „WYBIERZ UKŁAD” 1/2/3/4/5/6 podłączenie wybranego stabilizatora do stanowiska9 SW-1 1/0/2 wybór rodzaju napięcia wejściowego lub odłączenie SEM-1i SEM-2 SW-2 1/0 przyłączenie obciążenia (POT-2 razem z R3) do wyjścia stabilizatora SW-3 1/0 włączenie SPM-1: fala prostok. o wyp. 50%, 1kHz, ok. 10_30_10_30mA 6 obserwacja przebiegu iWE(t) powinna odbywać się na kanale oscyloskopu z włączoną inwersją (INV) rezystancja źródła zadającego UWE jest większa niż 1Ω (rezystor pomiarowy R1) - stąd konieczność niewielkiego „doregulowania” napięcia UWE po każdej zmianie prądu obciążenia 8 dla uzyskania IWY=0 należy odłączyć potencjometr obciążający (SW-2 w położenie 0) 9 włączenie wybranego układu stabilizatora (od 1 do 6) sygnalizowane jest kontrolką LED na danym module 7 6 UKŁAD 1: stabilizator parametryczny UKŁAD 2: stabilizator parametryczny z polaryzacją za pomocą siły prądowej UKŁAD 3: stabilizator parametryczny z wtórnikiem emiterowym UKŁAD 4: stabilizator parametryczny z wtórnikiem emiterowym i polaryzacją za pomocą siły prądowej UKŁAD 5: stabilizator kompensacyjny (układ scalony LM7805) UKŁAD 6: tranzystorowy stabilizator kompensacyjny z charakterystyką wyjściową typu: VC-CC 7 UWAGA: w układach 2,4,6 jako prądowe źródło polaryzacyjne zastosowano układy scalone BCR401R i BCR402R. Schemat ideowy tego układu znajduje się na rys. 4. Rys. 4. Układ scalony BCR401(2)R zastosowany jako siła prądomotoryczna w układach 2, 4 i 6 PRZEBIEG ĆWICZENIA LABORATORYJNEGO O ile osoba nadzorująca przebieg ćwiczenia nie zadysponuje inaczej, to należy przeprowadzić następujące czynności i pomiary: 1. Wyznaczyć charakterystykę przejściową UWY=f(UWE) układów: 1,2,3,4,5,6 w zakresie zmian UWE: 0-12V przy IWY=0 (przełączniki: SW1=2, SW2=0, SW3=0, regulacja napięcia wejściowego potencjometrem POT1). 2. Dla każdego stabilizatora zmierzyć (lub odczytać z charakterystyki z pkt. 1.) wartość UWY przy UWE=10V i IWY=0. Powtórzyć pomiary dla IWY≈30mA. 3. Na podstawie pomiarów w pkt. 2 wyznaczyć wartość UWY_NOM każdego stabilizatora. Przyjąć, że UWY_NOM jest średnią arytmetyczną napięć: UWY (zmierzone przy UWE=10V i IWY=0) oraz UWY (zmierzone przy UWE=10V i IWY≈30mA). 4. Dla układów: 1,2,3,4,5,6 zmierzyć minimalną wartość napięcia wejściowego (UWE_MIN), przy którym napięcie wyjściowe zmniejszy się o ok. 5% w stosunku do wartości nominalnej (tj. 0,95⋅UWY_NOM). Pomiary przeprowadzić dla IWY≈30mA (przełączniki: SW1=2, SW2=1, SW3=0, regulacja prądu wyjściowego potencjometrem POT2). 5. Wyznaczyć charakterystykę wyjściową UWY=f(IWY) układów: 1,2,3,4,5,6 w zakresie zmian IWY od 0 do maksimum 0,5A (nie należy przekraczać wartości 0,5A) przy UWE=10V (przełączniki: SW1=2, SW2=0/1, SW3=0, regulacja prądu wyjściowego potencjometrem POT2). Dla układów 1 i 2 wyjściowy prąd maksymalny będzie znacząco mniejszy niż dla pozostałych układów. 6. Zmierzyć parametr WTT (współczynnik tłumienia tętnień) układów: 1,2,3,4,5,6 dla UWE=10V oraz IWY≈30mA (przełączniki: SW1=1, SW2=1, SW3=0, obserwacja oscyloskopowa UWE na OSC1 natomiast UWY na OSC3). 7. Powtórzyć pomiary parametru WTT (pkt. 6) dla UWE=UWE_MIN (zmierzonego w pkt. 4) oraz IWY≈30mA dla każdego stabilizatora (przełączniki: SW1=1, SW2=1, SW3=0, obserwacja oscyloskopowa UWE na OSC1 natomiast UWY na OSC3). 8. Zmierzyć prąd spoczynkowy (IWE_0) przy UWE=8V oraz przy UWE=12V każdego stabilizatora (przełączniki: SW1=2, SW2=0, SW3=0, ustawienie napięcia wejściowego za pomocą potencjometru POT1). 9. Zaobserwować składową zmienną napięcia wyjściowego układów: 1,2,3,4,5,6 dla UWE=10V DC i obciążeniu stabilizatora prostokątnym przebiegiem siły prądomotorycznej SPM-1: fala prostokątna o współczynniku wypełnienia 50% i częstotliwości 1kHz, skokowe zmiany prądu: ok. 10_30_10_30 mA (przełączniki: SW1=2, SW2=0, SW3=1, obserwacja oscyloskopowa UWY na OSC3 natomiast IWY na OSC4). 8 OPRACOWANIE WYNIKÓW (SPRAWOZDANIE) O ile osoba nadzorująca przebieg ćwiczenia nie zadysponuje inaczej, to w sprawozdaniu należy zamieścić: 1. Na trzech układach współrzędnych narysować charakterystyki przejściowe stabilizatorów (w pierwszym układzie: charakterystyki stabilizatorów 1 i 2, w drugim: stabilizatorów 3 i 4, w trzecim: 4 i 5). Oznaczyć wartości liczbowe istotnych punktów charakterystyki. 2. Na trzech układach współrzędnych narysować charakterystyki wyjściowe stabilizatorów (w pierwszym układzie: charakterystyki stabilizatorów 1 i 2, w drugim stabilizatorów: 3 i 4, w trzecim: 4 i 5). Oznaczyć wartości liczbowe istotnych punktów charakterystyki. 3. Wyznaczyć współczynnik stabilizacji (SU) każdego z badanych stabilizatorów (na podstawie przebiegu charakterystyki przejściowej dobrać i oznaczyć prawidłowy zakres zmian UWE). 4. Wyznaczyć rezystancję wyjściową (RWY) każdego z badanych stabilizatorów (na postawie przebiegu charakterystyki wyjściowej – w zakresie stabilizacji napięcia – dobrać i oznaczyć zakres zmian IWY dla każdego ze stabilizatorów). 5. Wyznaczyć wartość WTT dla UWE=10V i IWY≈30mA oraz dla UWE=UWE_MIN i IWY≈30mA każdego z badanych stabilizatorów. 6. Wyznacz wartość napięcia UDROP_OUT każdego stabilizatora przy IWY≈30mA (przyjąć, że napięcie UDROP_OUT=UWE_MIN -UWY_NOM; wartość napięcia UWE_MIN podstawiona z pomiaru przy IWY≈30mA). 7. Wyznaczone współczynniki i parametry (pkt. 3,4,5,6 opracowania) zamieścić w tabeli, w której wiersze określają rodzaj badanego stabilizatora (stabilizator z układu 1,2,3,4,5,6), natomiast kolumny dany współczynnik lub parametr (SU, RWY, WTT dla UWE=10V, WTT dla UWE=UWE_MIN, IWE_0 przy UWE=8V, IWE_0 przy UWE=12V, UDROP_OUT przy IWY≈30mA). 8. Naszkicować i skomentować różnice przebiegów czasowych napięcia wyjściowego (tylko składową zmienną) poszczególnych stabilizatorów obciążonych zmienną siłą prądomotoryczną SPM-1 (fala prostokątna o współczynniku wypełnienia 50% i częstotliwości 1kHz, skokowe zmiany prądu: ok. 10_30_10_30mA). 9. Przedstawić wnioski i spostrzeżenia dotyczące przebiegu ćwiczenia oraz uzyskanych wyników. LITERATURA UZUPEŁNIAJĄCA [1] Malzacher S., Zioło K.: Laboratorium Elektroniki II. Skrypt Politechniki Śląskiej nr 1728. [2] Borkowski A.: Układy scalone w stabilizatorach napięcia stałego. Warszawa, WNT 1979. [3] Borkowski A.: Zasilanie urządzeń elektronicznych. Warszawa, WKiŁ 1990. [4] Ferenczi O.: Zasilacze układów elektronicznych. Zasilacze impulsowe. Warszawa, WNT 1989. 9