Gleichrichter - Stabilisierungsschaltungen

Stabilisierung mit Z-Diode

Dabei wird die über weite Stromgrenzen konstante Zenerspannung= Spannungsabfall an der Diode im Sperrbetrieb
ZF4,7 → UZ = 4,7 V
ZD10 → UZ = 10 V
macht zusammen etwa 15V stabil!
ausgenützt.

Schaltung zur Messung

Stabil1_1 (11K)

Berechnung der Schaltung

Größter Zenerdiodenstrom IZmax

Stabil1_2a (1K)

Kleinster Zenerdiodenstrom IZmin

Stabil1_2b (1K)

Vorwiderstand RV

3,3mA  < IZ < 33mA

Der wahre IZ liegt irgendwo dazwischen:

Stabil1_2c (2K)

RV = 330 Ω gewählt wird aus der Normreihe E6

Ergebnisse

Stabil1_3 (4K)

Die entsprechenden Oszillogramme

Im Leerlauf

Die Spannung ist stabil:

Stabil_1_1 (12K)

Glühlampe 15V, 82mA

Die Spannung zeigt deutlich Einbrüche:

Stabil_1_2 (13K)

GS-Motor 20V, 047A

Die Spannung ist praktisch zusammengebrochen:

Stabil_1_3 (12K)

Auswertung

Wir betrachten die gesamte Schaltung als belastete Quelle mit entsprechendem Innenwiderstand.

Stabil1_4 (12K)

Berechnung des Innenwiderstandes

Stabil1_6 (2K)

Stabilisierung mit Längstransistor

Der Laststrom fließt nun über den Transistor und nicht mehr über den Vorwiderstand. UZ wird nun zur Referenzspannung für den Transistor als UE0 oder eben U2 ist um die Spannung der
B-E-Diode UBE = 0,7V kleiner als UZ
Spannungsfolger
.

Schaltung zur Messung

Stabil2_1 (13K)

Berechnung der Schaltung

Gleichrichter

Stabil2_2a (7K)

Die gewüschte Gleichspannung (U2) soll 15V betragen. Daraus folgt für die Brummspannung:

Stabil2_2a (7K)

Z-Diodenstabilisierung

Stabil2_2b (5K)

Glättungskondensator

Stabil2_2c (2K)

Belastung

Stabil2_2d (2K)

Transistor

Stabil2_2e (3K)

Ergebnisse für Glätungskondensator = 100μF

Stabil2_3 (4K)

Die entsprechenden Oszillogramme

Im Leerlauf

Die Spannung ist stabil:

Stabil_2_1 (12K)

belastet mit Glühlampe 15V/ 82mA

Die Spannung wird etwas wellig:

Stabil_2_2a (14K)

belastet mit GS-Motor 20V/0,47A

Die Spannung beginnt einzubrechen:

Stabil_2_2ab (12K)

Auswertung

Wir betrachten die gesamte Schaltung wieder als belastete Quelle mit Innenwiderstannd.

Stabil2_4 (11K)

Berechnung des Innenwiderstandes

Stabil2_5 (10K)

Ergebnisse für Glätungskondensator = 470μF

Die Ausgangsspannung sinkt nun kaum mehr unter 15V. Der Innenwiderstand lässt sich auf diese Art also kaum mehr bestimmen.

Lampe als Last

Stabil_2_2a (14K)

Motor als Last

Stabil_2_2ab (12K)