Вариации при температуре

3.1 Можно использовать вариацию при температуре вместе с другими анализами. Создадим схему стабилизатора напряжения рис.6.

Рис.6

 

Источник V1 моделирует действующее выходное напряжение трансформатора 12,6 В, подключенное к сети с действующим значением напряжения в 115В. Данная схема представляет собой мостовой выпрямитель с фильтровым конденсатором на выходе, создающий пульсирующее постоянное напряжение на узле Vin. К этому узлу подключен стабилизатор постоянного тока, состоящий из стабилитрона и биполярного п-р-п транзистора. Этот стабилизатор создает выходное постоянное напряжение в 5В.

3.2 Выполним анализ переходных процессов, чтобы проверить схему при комнатной температуре (27⁰С). Выберем пункты меню Моделирование = Вид анализа = Переходные процессы и изменим настройки. Щелкнем по вкладке Выходные параметры и выделим переменные Vin и Vout

 

Рис.7 Рис.8

 

Выполним моделирование (рис.9).

 

Рис.9.

 

Увеличим масштаб кривой Vout. Используя курсоры определим амплитуду импульса. Выходное напряжение составляет около 4.7 В, а амплитуда пульсаций нВ выходе – примерно 26 мВ.

3.3 Установим, как влияет температура на выходное напряжение. Выполним анализ переходных процессов при температурах: -25, +25 и +125⁰С. Выберем пункты меню Моделирование = Вид анализа = Изменение температуры. Изменим настройки в диалоговом окне. Для опции Тип изменения переменной выбрано значение Перечень. Эта опция позволяет указать список различных значений температуры для моделирования. Определенная последовательность значений в списке необязательна.

3.4 Функцией Изменение температуры необходимо пользоваться вместе с другими функциями. Чтобы выбрать значение нажмем кнопку Более. По умолчанию выбрана функция Анализ переходных процессов. По желанию можно выбрать анализ переменных составляющих или рабочей точки на постоянном токе. Настроим параметры анализа переходных процессов; введем значения, которые были использованы для анализа. Щелкнем по вкладке Выходные переменные и выделим переменные Vin и Vout. Нажмем кнопку Моделировать, чтобы выполнить моделирование Время сеанса увеличится, по сравнению с временем предыдущего моделирования, так как анализ переходных процессов будет выполняться 3 раза подряд. Анализ переходных процессов проходит в рамках функции Изменение температуры. В этом примере анализ переходных процессов поочередно выполняется при температурах: -25, +25 и =125⁰С.

3.5 Кривые будут отображены для всех переменных – по одной кривой для каждого значения температуры. Результаты показывают, что температура влияет на осциллограммы входного и выходного напряжений. Рассмотрим осциллограммы входного напряжения.

 

 

Рис.10

 

Изменения в осциллограмме входного напряжения вызваны тем, что параметры диодов мостового выпрямителя зависят от температуры.. Ток, потребляемый стабилизатором напряжения также зависит от температуры, что приводит к незначительному изменению нагрузки выпрямителя и к некоторому изменению входного напряжения, но этот эффект нельзя сравнивать с воздействием, вызванным диодами.

3.6 Далее рассмотрим осциллограммы выходного напряжения. На них показаны три кривые, соответствующие различным значениям температуры. Используя курсоры, можно измерить пульсацию для каждой кривой. Размах пульсаций составляет: 31 мВ для верхней кривой, 26 – для средней и 23 _ для нижней. Чтобы определить какой температуре соответствует определенная кривая, щелкнем по графику Правой кнопкой мыши и выберем пункт Показать расшифровку. В таблице показано какому компоненту (Vin или Vout) и какому значению температуры соответствует каждая кривая.

 

Контрольные вопросы

 

4.1 Для чего используют стабилизаторы напряжения?

4.2 Как классифицируют стабилизаторы напряжения?

4.3 Какие существуют схемы стабилизаторов напряжения?

4.4 Что такое коэффициент стабилизации?

4.5 Что такое коэффициент пульсации напряжения?

4.6 Какие полупроводниковые диоды используются как источник опорного напряжения?

4.7 Как осуществляется регулирование выходного напряжения стабилизатора?