Universitatea Slovacă de Agricultură din Nitra Facultatea de Tehnologie Departamentul de Inginerie Electrică Informatică și Automatizare Sursele de energie electrică Atribuirea nr. 1 2009

universitatea

Stabilizator de tranzistor Stabilizatorii de tranzistor sunt utilizați pentru a stabiliza tensiunea la un curent mai mare tras de sarcină. Orice astfel de stabilizator ar trebui să includă protecție la suprasarcină. Următorul se aplică tensiunii de ieșire: U 2 = UZ + U BE Proiectarea trebuie să ia în considerare parametrii limită ai tranzistorului - valoarea maximă a curentului colectorului I cmax I Bmax - valoarea maximă a curentului de bază U CEmax - valoarea maximă a colectorului tensiune - emițător P cmax - valoarea maximă a pierderii colectorului TIZU i R i = R ZD UZU BE UZRZ Fig.: Stabilizator tranzistor

Sarcina de elaborare nr.1: Schema de conectare Fig. Nr. 1: redresor cu sens unic În Fig. Nr. 1 puteți vedea formele de undă de tensiune ale circuitului cu un redresor cu sens unic. Primul curs arată cursul tensiunii pe înfășurarea secundară a transformatorului, a cărui amplitudine este de aproximativ 15V. Al doilea curs este cursul tensiunii măsurate în spatele diodei redresoare. După cum se poate vedea, dioda direcționează numai jumătatea de undă pozitivă a tensiunii de curent alternativ, care depinde de conexiunea sa în circuit. Este de asemenea vizibilă o mică scădere a amplitudinii tensiunii de 0,785V. Magnitudinea căderii de amplitudine depinde de magnitudinea rezistenței interne a diodei, la care apare apoi o cădere de tensiune. Curentul care curge prin diodă este de aproximativ 1/3 din caracteristica sa de volt-ampere.

Schema de conectare a redresorului de pod: Fig. Nr. 2: Redresor cu două căi Figura nr. 2 prezintă curbele de tensiune ale circuitului cu un redresor cu două căi. Prima curbă arată cursul tensiunii alternative pe înfășurarea secundară a transformatorului, cu o amplitudine de aproximativ 15V. Al doilea curs arată tensiunea măsurată la ieșirea redresorului cu două căi și aceeași tensiune este, de asemenea, la rezistența de sarcină. Mărimea acestei tensiuni este de 13,393 V. Din nou, ca în exemplul anterior, există o cădere de tensiune observabilă pe diode și, astfel, o scădere a amplitudinii de 1,552 V, care este de aproximativ două ori mai mare decât cea a unui redresor cu sens unic. Un circuit cu redresor cu două căi, spre deosebire de un redresor cu un sens, rectifică ambele amplitudini de tensiune alternativă. Curentul care curge prin diode este de aproximativ 1/3 din caracteristicile lor volt-ampere.

Fig. Nr. 3: Influența rezistenței la sarcină asupra tensiunii de ieșire Mărimea tensiunii de ieșire depinde în principal de duritatea sursei de alimentare. Cu o mică rezistență internă a sursei, magnitudinea rezistenței la sarcină nu are aproape niciun efect asupra tensiunii de ieșire, doar magnitudinea curentului se schimbă. De fapt, nu există o sursă de alimentare ideală, deci cu cât rezistența la sarcină este mai mică, cu atât este mai mică tensiunea de ieșire și cu atât este mai mare curentul tras, ceea ce rezultă din legea lui Ohm. La schimbarea dimensiunii rezistenței de sarcină R Z, modificările tensiunii de ieșire a unei surse mai realiste (rezistența internă a sursei 250mΩ) ar putea arăta astfel. Fig. Nr. 4: Influența rezistenței la sarcină asupra tensiunii de ieșire a unei surse mai realiste

Problema nr.2: Schema de cablare: Φ 1 arccos Φ + 1 C 1+ Φ 2πfR Z.ln 1 Φ După înlocuire: 0,05 1 arccos 0,05 + 1 C = 859,234µF 1+ 0,05 2π.50.100. Ln 1 0,05 Cel mai apropiat mai mare valoarea standard a condensatorului este de 1000μF. Fig. Nr.5: Cursul tensiunii de ieșire și a tensiunii filtrate Pe baza graficului reprezentat, obținem valorile tensiunii: U max = 15.598V; U min = 14,385V, U AV = 14,9915V U 0,6065 Apoi conform relației Φ = = = 0,04046 unde U = Umax UAV = 15,598 14,9915 = 0, 6065V U AV 14,9915 coeficientul de filtrare este Φ = 4%, care îndeplinește valorile solicitate. Figura 5 prezintă o curbă brută a tensiunii de ieșire.

Fig.6: Curentul de încărcare a condensatorului Figura 6 prezintă curba de încărcare a condensatorului, care arată curenții mari de încărcare care trebuie luați în considerare la proiectarea transformatorului și a întregului redresor. Pe măsură ce capacitatea crește, cresc și curenții de încărcare. Fig. Nr. 7: Influența modificării rezistenței la sarcină asupra ondulației tensiunii de ieșire Figura 7 prezintă ondulația tensiunii de ieșire datorită schimbării rezistenței la sarcină. Cu cât rezistența la sarcină este mai mică, cu atât ondulația este mai mare. Acest fenomen este cauzat de faptul că între trecerea undelor de jumătate de tensiune pozitive și negative, toată energia preluată de sarcină este pompată din condensatorul filtrului. Aceasta înseamnă că schimbarea curentului tras de sarcină modifică și cantitatea de energie extrasă din condensator. Datorită faptului că condensatorul este capabil să absoarbă doar o anumită cantitate de încărcare, în funcție de capacitatea sa, prin urmare viteza de descărcare va depinde de curentul tras de sarcină, prin urmare, ondularea tensiunii de ieșire va depinde de sarcină.

Sarcina nr. 3: Schema de conectare: Conform relației, valoarea rezistenței în serie U CC U Z 15.605 7 R S = = = 160Ω. I 0,05 Z max Fig. Nr. 8: Valoare prea mare a rezistenței R S În partea inferioară a Fig. Nr. 8 cursul tensiunii de ieșire stabilizată poate fi văzut prin intermediul unei diode Zener. Cu toate acestea, dimensiunea sa este prea mică, adică. aproximativ 6 V. Rezistența serie a diodei RS și rezistența la sarcină RZ formează împreună un divizor de tensiune rezistiv, care reduce valoarea tensiunii prea mult, deci este necesar să se calculeze RS maxim, care este suficient de mic pentru ca dioda Zener să faceți-vă treaba pentru a stabiliza limita de tensiune max 7V și în același timp nu trebuie să depășească curentul prin limita diodei 0,05A. Presupunem că dioda Zener are nevoie de o tensiune mai mare decât dioda Zener, deoarece există o anumită cădere pe ea. Prin urmare, am ales o tensiune de 8V când am folosit o diodă Zener cu o valoare standard a tensiunii Zener 6.8V. RZ U R Z = U CC RD + RZ După ajustare obținem: R S max (U CC RZ) (U R R) (15.605 100) (8 100) Z Z = = = 87, 5Ω U 8 RZ

Presupunem că valoarea curentă nu depășește valoarea specificată, i. 0,05A, deci alegem cea mai apropiată valoare standard mai mică a rezistenței 82Ω. Schema de cablare modificată: Fig. Nr. 9: Valoarea corectă a rezistenței R S După cum se poate vedea în figură, valoarea tensiunii stabilizate este în jurul limitei de 6,8V, adică valoarea rezistenței specificate este corectă. Corectitudinea valorii rezistenței este dovedită și de următoarea figură, a cărei curbă arată cursul curentului prin dioda Zener. Valoarea sa este în jur de 0,039A.

Fig.Nr.10: Curentul care trece prin dioda Zener Răspuns premium: Fig.Nr.11: Influența coeficientului de filtrare asupra dimensiunii sarcinii sursei Cu cât este mai bună tensiunea de ieșire filtrată, cu atât este mai redusă curentul său sursa crește, ca să nu mai vorbim de supratensiunile curente în timpul încărcării inițiale a condensatorului.

Concluzie Rezultă din atribuire că, chiar și în proiectarea unei surse simple stabilizate realizate cu doar câteva componente, este necesar să se ia în considerare o serie de aspecte. În primul rând, este pierderea diodelor redresoare, apoi alegerea corectă a condensatorului de filtrare, astfel încât să nu suprasolicite sursa și, în același timp, să fie suficient de eficientă pentru a filtra tensiunea în intervalul de ondulare necesar. În sfârșit, este alegerea elementului stabilizator corect al circuitului, în raport cu curentul tras de sarcină. Toate acestea trebuie luate în considerare la proiectarea unui transformator, care trebuie să reziste și la supratensiunile de curent la încărcarea condensatorului filtrului și, în același timp, trebuie să asigure o tensiune suficient de mare încât să scadă suma tensiunii individuale, tensiunea necesară la ieșirea sursa.