Послідовний компенсаційний стабілізатор з застосуванням операційного підсилювача

Частина вихідної напруги U_out, знята з потенціометра R2, порівнюється з опорною напругою U_z на стабілітроні D1. Різниця напруг посилюється операційним підсилювачем U1 і подається на базу регулюючого транзистора, включеного за схемою емітерного повторювача. Для стійкої роботи схеми петлевий зсув фази повинен бути близький до 180 + n * 360. Так як частина вихідної напруги U_out подається на інвертується вхід операційного підсилювача U1, то операційний підсилювач U1 зрушує фазу на 180, регулюючий транзистор включений за схемою емітерний повторювача, який фазу не зрушує. Петлевий зсув фази дорівнює 180, умова стійкості по фазі дотримується.

Опорна напруга Uz практично не залежить від величини струму, що протікає через стабілітрон, і дорівнює напрузі стабілізації стабілітрона. Для підвищення його стабільності при змінах Uin, замість резистора R_V застосовується джерело струму.

У даному стабілізаторі, операційний підсилювач фактично включений за схемою неінвертуючого підсилювача (з емітерним повторювачем, для збільшення вихідного струму). Співвідношення резисторів в ланцюзі зворотного зв'язку задають його коефіцієнт підсилення, який визначає, у скільки разів вихідна напруга буде вище вхідного (тобто опорного, поданого на неінвертуючий вхід ОП). Оскільки коефіцієнт посилення неінвертуючого підсилювача завжди більше одиниці, величина опорної напруги (напруга стабілізації стабілітрона) повинна бути обрана менше необхідного мінімального вихідного напруги.

Нестабільність вихідної напруги такого стабілізатора практично повністю визначається нестабільністю опорної напруги, за рахунок великого коефіцієнта петлевого посилення сучасних ОУ (G _openloop = 10 ⁵ 10 ^6).

Хід роботи:

1. Побудуємо схему параметричного стабілізатора:

Отримуємо осцилограми напруг:

Складаємо таблицю:

2. Побудуємо схему параметричного стабілізатора з транзистором:

Отримуємо осцилограми напруг:

Склад аємо таблицю:

3. Побудуємо схему послідовного компенсаційного стабілізатора на операційному підсилювачі.

Отримуємо осцилограми напруг:

Uст = 3.650 В

Висновки: виконавши дану лабораторну роботу я дослідила лінійні стабілізатори напруги, а саме параметричні та компенсаційні стабілізатори, та вивчила принцип роботи лінійних стабілізаторів.