Tabela 1. Podstawowe informacje opisujące różnice ciągłych i impulsowych stabilizatorów napięcia

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 energetyczna Tętnienia U : Emitowane zakłócenia Stabilność statyczna 3 U : Stabilność dynamiczna 4 U : Moce elektryczne P : Koszt i złożoność układu często mała, silnie zależna od różnicy pomiędzy napięciem U WE a U (tj. nap. stabilizowanym) zależne od budowy układu, obecności tętnień w U WE oraz kształtu prądu pobieranego ze stabilizatora (np. szarpiący przebieg prądu) nie występują lub mają bardzo małą wartość zależna od budowy układu sprzężenia zwrotnego (głównie od wzmocnienia wzmacniacza błędu) dobra lub bardzo dobra (zależna od budowy układu sprzężenia zwrotnego, głównie od dynamiki wzmacniacza błędu) małe lub średnie (przy dużych mocach, z powodu niskiej sprawności energetycznej, konieczne jest stosowanie dużych radiatorów lub wentylatorów) raczej niski (przy większych mocach kosztowne mogą okazać się duże i ciężkie radiatory lub dokuczliwie głośne i zawodne wentylatory) zwykle duża lub bardzo duża (zazwyczaj w niewielkim stopniu zależna od U WE ) podobnie jak dla stabilizatora liniowego, jednak dodatkowo powiększone o tętnienia wynikające z impulsowego sposobu pracy duże, konieczność stosowania (dla zgodności z dyrektywą EMC 1 ) rozbudowanych filtrów P-Z 2 zależna od budowy układu sprzężenia zwrotnego jednak stale są obecne tętnienia U wynikające z impulsowego sposobu pracy z powodu występowania elementów indukcyjnych (gromadzących energię) gorsza niż w układach stabilizatorów ciągłych, również zależna od budowy układu sprzężenia zwrotnego małe, średnie i duże (dla małych mocy stosowanie stabilizatorów impulsowych jest często nieopłacalne) zwykle większy koszt i złożoność układu niż stabilizatorów ciągłych jednak przy średnich i dużych mocach, układy mogą być bardziej opłacalne (większa sprawność energetyczna to 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 U określona dla powolnych zmian prądu obciążenia (dla U WE = const) 4 stabilność U określona dla skokowej zmiany prądu obciążenia (dla U WE = const) 1

PODSTAWOWE PARAMETRY STABILIZATORÓW Napięcie wyjściowe (U ) Wartość nominalna (U _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 (I ) lub maksymalny prąd obciążenia (I _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 U ) pewnego wstępnego obciążenia (przykładowo.: tolerancja U =+/-2% podana jest dla I zawartego w przedziale 10%-100% I _MAX, natomiast tolerancja U =+/-5% podana będzie dla I zawartego w przedziale 0%-100% I MAX ; czyli dla I mniejszego lub równego I _MAX ). Napięcie wejściowe (U WE ) Dopuszczalny zakres zmian napięcia wejściowego, do którego podłączony jest stabilizator. Wartość tą od góry (czyli U WE_MAX ) ograniczają własności fizyczne półprzewodników użytych do budowy stabilizatora (przekroczenie tej wartości zazwyczaj powoduje zniszczenie stabilizatora). Ograniczenie od dołu (czyli U WE_MIN ) wynika z właściwego działania stabilizatora (np. polaryzacji elementów aktywnych). Niewielki spadek U WE poniżej U WE_MIN nie spowoduje uszkodzenia stabilizatora, a skutkuje zazwyczaj tylko pogorszeniem jego parametrów (np.: zmniejszy się U oraz I _MAX, zwiększą się tętnienia przenikające z U WE do U, pogorszą się własności dynamiczne stabilizatora). W przypadku stabilizatorów liniowych, ze względu na sposób ich działania, U WE_MIN zawsze będzie większe od U _NOM. Minimalna wartość tej różnicy (U DROP_OUT ) wynosi zwykle 2-3V (produkowane są też stabilizatory liniowe, w których wymagana minimalna różnica U WE_MIN - U _NOM jest mniejsza od 1V; jest to tzw. seria LDO 5 ). Współczynnik stabilizacji napięciowej (S U ) W literaturze można spotkać różne definicje tego współczynnika. Najczęściej jednak wyrażony jest on wzorem (1): U SU = (1) U gdzie: U WE to wymuszona lub zaobserwowana zmiana wartości napięcia wejściowego, natomiast U WE, 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 U WE, wartość składowej stałej U WE oraz przy jakiej wartości I 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): WE WTT UWE = 20log [ db] U (2) 5 LDO Low Drop Out seria stabilizatorów liniowych poprawnie pracujących już przy U DROP_OUT <1V 2

Warto zauważyć, że współczynnik ten wyliczany jest z odwrotnej proporcji (tj. z U WE / U ) niż S U (wyznaczany z U / U WE ). W takim przypadku, tym lepszy stabilizator, im wyższa wartość WTT. Współczynnik tłumienia tętnień mierzony jest zwykłe dla składowej zmiennej (na tle znacznej składowej stałej U WE ) 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 (R, z parametr małosygnałowy) Wartość rezystancji wyjściowej stabilizatora powinna być możliwie najmniejsza. Jej wartość opisana jest wzorem (3): U R (3) = I gdzie: I to wymuszona lub zaobserwowana zmiana prądu wyjściowego, natomiast U, to zmiana wartości napięcia wyjściowego spowodowana przez I (dla U WE =const). Dla stabilizatorów liniowych czasami podaje się także wartość impedancji wyjściowej traktowanej jako parametr małosygnałowy (z ). Okazuje się, że dla niewielkich i szybkich zmian prądu wyjściowego (i to niewielka składowa zmienna zawarta w składowej stałej I ) wielkość składowej zmiennej napięcia wyjściowego (u ) może znacznie przekraczać oczekiwaną wartość wyznaczoną ze wzoru (3): u R Przyczyną tego zjawiska jest nie zawsze liniowa charakterystyka wyjściowa stabilizatora (niewielka nieliniowość nie będzie zauważalna przy dużych zmianach I i wynikającej z tej zmiany U ) 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 (z traktowane jako parametr małosygnałowy) można wyznaczyć ze wzoru (4): i u z = i (4) gdzie: i to wymuszona składowa zmienna prądu wyjściowego o ściśle określonych parametrach (kształcie, amplitudzie, częstotliwości) natomiast u, to wartość składowej zmiennej obecnej w napięciu wyjściowym wskutek pobudzenia przez składową i. Proporcja u /i najczęściej liczona jest jako iloraz wartości międzyszczytowych każdego przebiegu. W niektórych przypadkach okaże się, że z jest dużo większe od R (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 i ). Pozostałe to kondensatory elektrolityczne (zwykle z gorszą impedancją szeregową) bardziej efektywne przy mniejszych częstotliwościach składowej i. Schemat takiego podłączenia zamieszczono na rysunku 1. 3

Rys. 1. Przykładowy sposób rozprowadzenia zasilania w układzie elektronicznym Prąd spoczynkowy stabilizatora (I WE_0 ) Typowe wartości prądu spoczynkowego (tj.: I WE_0 =I WE przy I =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 (P MAX ) Wielkość maksymalnej mocy rozpraszanej (w określonych warunkach chłodzenia) przez stabilizator, która nie spowoduje jego przegrzania (wzrostu temperatury powyżej wartości dopuszczalnej). Charakterystyka wyjściowa stabilizatora U =f(i ) 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 I ZW_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 I _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: I ZW_C <I _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 R (rezystancja wyjściowa) a z (impedancja wyjściowa parametr małosygnałowy) tego samego stabilizatora. Wyjaśnij pojęcie U DROP_OUT oraz oznaczenie serii stabilizatorów jako stabilizatory LDO. Opisz możliwe i typowe skutki przekroczenia dopuszczalnych (katalogowych) parametrów pracy stabilizatora (np.: U WE >U WE_MAX ; U WE <U WE_MIN ; I >I _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. GLĄD STANOWISKA LABORATORYJNEGO Na rys. 3 przedstawiono wygląd stanowiska laboratoryjnego umożliwiającego pomiar podstawowych parametrów (S U, WTT, R, z, I _0 ) oraz wyznaczenie charakterystyk U =f(u WE ) i U =f(i ) 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 U WE woltomierz A2 i A3 gniazdo OSC-1 Napięcie wejściowy U woltomierz B2 i B3 gniazdo OSC-3 Prąd wejściowy I WE miliwoltomierz A4 i A5 gniazdo OSC-2 (inv 6 ) pomiar U na R 1 =1Ω Prąd wejściowy I miliwoltomierz B5 i B4 gniazdo OSC-4 pomiar U na R 2 =1Ω Tab.3. Opis sił wymuszających (elektro- i prądomotorycznych) oraz zadawanego obciążenia Siła wymuszająca Zakres regulacji Regulowana przez uwagi SEM-1 (napięciowa) 1-12VDC (max 0,5A) POT-1 rezystancja obwodu 1Ω 7 SEM-2 (tętnienia 100Hz) 1-2V V PP (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 Obciążenie stabilizatora 8 10-230Ω (max 0,5A) POT-2, SW-2 w poł. 1 obciążenie POT2+R 3 Tab.4. Opis potencjometrów regulacyjnych Nazwa potencjometru Powoduje zmianę Zakres zmiany uwagi POT-1 napięcia U WE 1-12V DC POT-2 (razem z R 3 ) rezystancji obciążenia 10-230Ω dla I nie należy przekraczać wartości 0,5A Tab.5. Opis funkcji przełączników umieszczonych na płycie czołowej stanowiska laboratoryjnego Nazwa przełącznika Możliwe położenia Realizowana funkcja BIERZ UKŁAD 1/2/3/4/5/6 podłączenie wybranego stabilizatora do stanowiska 9 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 R 3 ) do wyjścia stabilizatora SW-3 1/0 włączenie SPM-1: fala prostok. o wyp. 50%, 1kHz, ok. 10_30_10_30mA 6 obserwacja przebiegu i WE (t) powinna odbywać się na kanale oscyloskopu z włączoną inwersją (INV) 7 rezystancja źródła zadającego U WE jest większa niż 1Ω (rezystor pomiarowy R 1 ) - stąd konieczność niewielkiego doregulowania napięcia U WE po każdej zmianie prądu obciążenia 8 dla uzyskania I =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 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 U =f(u WE ) układów: 1,2,3,4,5,6 w zakresie zmian U WE : 0-12V przy I =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 U przy U WE =10V i I =0. Powtórzyć pomiary dla I 30mA. 3. Na podstawie pomiarów w pkt. 2 wyznaczyć wartość U _NOM każdego stabilizatora. Przyjąć, że U _NOM jest średnią arytmetyczną napięć: U (zmierzone przy U WE =10V i I =0) oraz U (zmierzone przy U WE =10V i I 30mA). 4. Dla układów: 1,2,3,4,5,6 zmierzyć minimalną wartość napięcia wejściowego (U WE_MIN ), przy którym napięcie wyjściowe zmniejszy się o ok. 5% w stosunku do wartości nominalnej (tj. 0,95 U _NOM ). Pomiary przeprowadzić dla I 30mA (przełączniki: SW1=2, SW2=1, SW3=0, regulacja prądu wyjściowego potencjometrem POT2). 5. Wyznaczyć charakterystykę wyjściową U =f(i ) układów: 1,2,3,4,5,6 w zakresie zmian I od 0 do maksimum 0,5A (nie należy przekraczać wartości 0,5A) przy U WE =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 U WE =10V oraz I 30mA (przełączniki: SW1=1, SW2=1, SW3=0, obserwacja oscyloskopowa U WE na OSC1 natomiast U na OSC3). 7. Powtórzyć pomiary parametru WTT (pkt. 6) dla U WE =U WE_MIN (zmierzonego w pkt. 4) oraz I 30mA dla każdego stabilizatora (przełączniki: SW1=1, SW2=1, SW3=0, obserwacja oscyloskopowa U WE na OSC1 natomiast U na OSC3). 8. Zmierzyć prąd spoczynkowy (I WE_0 ) przy U WE =8V oraz przy U WE =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 U WE =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 U na OSC3 natomiast I na OSC4). 8

OPRACOWANIE NIKÓW (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 (S U ) każdego z badanych stabilizatorów (na podstawie przebiegu charakterystyki przejściowej dobrać i oznaczyć prawidłowy zakres zmian U WE ). 4. Wyznaczyć rezystancję wyjściową (R ) każdego z badanych stabilizatorów (na postawie przebiegu charakterystyki wyjściowej w zakresie stabilizacji napięcia dobrać i oznaczyć zakres zmian I dla każdego ze stabilizatorów). 5. Wyznaczyć wartość WTT dla U WE =10V i I 30mA oraz dla U WE =U WE_MIN i I 30mA każdego z badanych stabilizatorów. 6. Wyznacz wartość napięcia U DROP_OUT każdego stabilizatora przy I 30mA (przyjąć, że napięcie U DROP_OUT =U WE_MIN -U _NOM ; wartość napięcia U WE_MIN podstawiona z pomiaru przy I 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 (S U, R, WTT dla U WE =10V, WTT dla U WE= U WE_MIN, I WE_0 przy U WE =8V, I WE_0 przy U WE =12V, U DROP_OUT przy I 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