Creeaza.com - informatii profesionale despre


Cunostinta va deschide lumea intelepciunii - Referate profesionale unice



Acasa » tehnologie » electronica electricitate
Lucrare atestat Tehnician operator tehnica de calcul - Sursa de tensiune cu tranzistoare npn

Lucrare atestat Tehnician operator tehnica de calcul - Sursa de tensiune cu tranzistoare npn



GRUP SCOLAR INDUSTRIAL ELECTROMURES

TG. MURES

MEMORIU JUSTIFICATIV PENTRU LUCRAREA

DE ATESTAT IN MESERIE



TEMA: Sursa de tensiune cu tranzistoare npn

SPECIALIZAREA: Tehnician operator tehnica de calcul

Cuprins

1.Surse de alimentare

a) Redresorul

b) Stablizatoare de tensiune

MEMORIU TEHNIC

a)SCHEMA ELECTRICA BLOC SI PRINCIPII DE FUNCTIONARE

a1) Structura circuitului integrat

3. Stabilizator de tensiune cu tranzistor extern NPN

4. Realizare Practica

5. Functionarea Montajului

6. Anexe

1.Surse de alimentare

Pentru obtinerea unor performate corespunzatoare si independente de fluctuatiile tensiuni retelei sau a bateriei de alimentare se utilizeaza sursele de tensiune stabilizata.

Schema bloc generala a surselor de tensiune stabilizata este prezentata in figura 1.1,a. Daca sursa de energie electrica este o baterie sau acumulor , schema bloc se reduce , fiind necesar numai sabilizarorul de tensiune (figura 1.1,b).

In acest capitol vom trata principalele aspecte legate de proiectarea surselor de tensiune sabilizata (fara tansformator de retea). De asemenea ,vom prezenta scheme practice de surse stabilizate.

Fig. 1.1

Text Box: Sarcina


A A A A


t t t t

a)     Redresorul

Tensiunea alternativa , cu frecventa retelei din secundarul transformatorului de retea este redresata de catre diodele redresoare ,obtindu-se la iesirea redresorului o tensiune continua pulsatorie . Sepoate redresa numai o alternata –redresor monoalternanta;sau ambele alternate-redresor dubla alternata.

Pentru alimentarea aparatelor elctronice uzuale puterea necesara nu depaseste 100..200W, prin urmare avem de-a face cu redresoare de mica putere.Pentru asemenea redresoare ,rezultatele bune si cu pret de cost redus se obtin cu schemele mono se dubla alternanta ,cu filtru capacitiv.

Adica ,la iesirea redresorului se afla conestata n sarcina Rs si in paralel cu acesta capacitorul de filtraj ,adica valorea ωCRs si de rezistenta serie echivalenta rs a redresorului .Rezistenta serie este formata din rezistenta in fasurarilor transformatorului raportate la secundar Rts si rezistenta dinamica adiodelor din bratul in condictie al redresorului Rd ; deci rs= Rtr + Rd Rezistenta dinamica a dodei cu siliciu se ordinul 0,02 la 1A; oractic contributia diodei redresoare cu siliciu se materealizeza prin tensiunea directa de 0,7 de la bornele ei .

Prin urmare rezistenta serie a redresorului este data in principal de rezistenta infasurarilor (primare si secundare) raportate la secundar , rs=R tr. In functie de marimea raportul deintre rezistenta de sarcina Rs , rezistenta serie rs si de valoarea ωCRs avem pentru: ωCRs>40,tensiunea de ondulatie(riplu)mica; ωCRs=12, redresor recomandat pentru alimentarea stabilizate, (ω = 2л f), f = 50 Hz pentru monoalternanta , f = 100Hz pentru dubla alternata).

Parametri

Redresor monoalternata

Redresor dubla alternanta  cu priza mediana

Redresor dubla alternata cu punte

Dublor de tensiune

Schema electrica a redresorului

Schema de legatura a diodelor

Numarul de alernante

1

2

2

1

Valoarea medie , Im a curentului prin diodae

Is

0,5 Is

0,5 Io

Io

Curentul de varf ,Iv prin diode

7.8 Io

4,75 Io

4,75 Io

3 Io

Curentul afectiv Ief, prin diode

2,5 Io

1,33 Io

1,33 Io

1,1 Io

Tensiunea efectiva  din secundarul trafo Us

0,91 Uo

0.82 Uo

0.82 Uo

0,55Uo

Tensiunea inversa de varf pe dioda Ui

2,56 Uo

2,34 Uo

1,14 Uo

1,56 Uo

Tensiunea ondulatorie Ualt



0,12 Uo

0.06 Uo

0.06 Uo

0,09 Uo

Putera secundarului trafo retea [ VA]

2, 85 Po

2, 16 Po

2, 16 Po

1,22 Po

Puterea primarului [VA]

3,35 Po

3,05 Po

2, 16 Po

1,72 Po

Tabelul 2.1

In tabelul 22.1 prezentam caracteristicile electrice la redresoarelor monofazice cu filtru capacitiv , cu ωCRs=12 si rs/Rs=0,02.De asemenea se dau redresoarele monofazice .Cea mai avantajoasa schema ,cum rezulta din analiza tabelui este cea a redresorului dubla alternanta in punte.

Prezentam mai jos calculul redresorelor monofazic cu filtru capacitiv .

Etapele sunt urmatoarele :

1 . Se dau :

tensiunea continua de iesire Uo curentul de sarcina Io ,factorul de conductie y=Ualt/Uo unde Ualt este componenta alternativa a tensiuni de iesire si se cunoaste frecventa retelei f=50Hz.

2 . Pentru obtinerea unui factor de ondulatie acceptabil si un randament bun, alegem ωCRs= 12 si rs/Rs=0.02.Pentru aceste valori ,din tabel aflam : curentul de varf iv prin diode,valoarea efectiva acurentului prin diode si tensiunea invesa ,aplicate diodelor.La pornirea redresorului de incarcare Ii al capacitorului de filtraj in prima semialternata (t=10ms) este militat practic numai de rezistneta serie cchivalenta rs din secundarul trasformatorului de retea si este numeric raportul dintre amplitudinea tensiuni secundarului si rs,Ii = Us/rs.

Datele obtinute stau la baza alegeri tipului diodelor ce vor utliza in redresor.Acestea trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii:

a)       tensiunea inversa de varf de lucru,Vrwm<Ui;

b)       curentul mediu redresat,Io>Im:

c)       curentul direct de varf repetitv IFRM<Iv;

d)       curentul continu direct,If>Ief;

e)       curentul direct de vrf de suprasacina ,IFSM>Ii  Am utilizat pentru carcteristicile diodei notatile adoptate in cataloage.Aceeasi analiza se face si in cazul puntilor redresoare.Daca curentul de incarcare Ii este prea mare pentru dioda ,se poate uliliza o resistenta de limitare de valoare mica,realizand filtru RC.

3. Se determina caracteristicile transfomatorului de retea.

- se alfla rezistenta de sarcina a redresorului ,Rs= Uo/Io.

- din relatia rs/Rs= 0,02se afla rs= 0.02 Rs- rezistenta serie echivalenta a redresorului care practic este rezistenta ,rs+Rir;

-cu ajutorul din tabelul se determina tensinea efectiva secundarului trasformatorului,Us=0.82Uo+Udi unde Ud este tnsiunea de conductie de pe diode .

Pentru o dioda cu siliciu ,Ud=0,7V;in cazul care a n diode :Ud = n × 0,7.La redrsorul in punte ,Ud = 2×0,7=1,4V.

Valoarea efectiva a curentului din infasurarea secundara.Isec a transformatorului de retea este :

-pentru redresorul in punte:Isec = Io =Kf/2, unde factorul Kf =Ie/Im=1,33 Io/0.5 Io=2.66, deci ;Isec = 1.86 Io;

-pentru redresorul cu priza mediana : Isec = IoKf/2 , deci Isec =1,33 Io;

-pentru redresorul monoalternata :Isec =IoKf 2,5 Io.

4. Se afla valoarea capacitati de filtraj ,din formula :ωCR= 12;rezulta C =12/ωRs; :unde:ω=2πf(pentru redresarea monoalternanta) f=50Hz , iar ω=314,iar pentru redresare dubla alternanta f=100Hz iar ω= 628 .Fata de valoarea C calculata se alege un capacitor cu 50% mai mai mare ,tinand seama de toleranta acestor capacitoare.

-se determina tensiunea nominala Un a capacitorului ; Un=Uo+Ualt=Uo(1+γ ),care se mareste cu circa 20% , tinind seama de variatia retelei .

5. Avand si curentul secundarului precum si puterea ( in VA) se poate dimensiona trasformatorul indeplineasca conditia : Rtr=rs= 0,02Rs.

6. Pentru alte valori ale lui ωCRs si rs/Rs se vor determina cirenti tensiunilor si factorul de ondulatie ,din grafice care sint date in literatura de spedialitate si a caror prezentate ,aici ,depaseste cadrul lucrari .Daca se foloseste datele din tabelul de ami sus ,pentru calculul redresoarelor.care sunt urmate de stabizatoare de tensiune cu componenta discrete sau monolitice (cicuite integrate),rezultatele sunt optime.

b) Stablizatoare de tensiune

Tensiuni iesirea redresorului depinde dela doi factori : de variatile tensiunilor de alimentare cu energie electrica ,care pot fi intre ±(1020)% si de modificarea valori curentului de sarcina poate varia de la zero la voloarea sa nominala .

Toate variatile tnsiuni de alimentate a circuitelor elestronice conduc , intr-o masura mai mult sau mai putin semnificativa ,la modificrea performantelorelectrice. In mai multe situlati , la cresterea tesiuni cu 10%se pot distruge componentele active din circuitele .

Sunt si alte argumente care pledeaza pentru introducerea in schema sursei de alimentare a stabilizatorului de tensiune , in primul rand posibilitatea realizari in schema stabilizatorului a circuitelor de prtectia la suprasarcina si la supratensiune.

De asemenea ,in stabilizator exista posiblitatea de ase regla valoarea tensiuni de iesire, fapt impotant in cazul surselor de laborator .

In acest paragraf ne vom ocuma numai de stabilizatoare de tnsiune continua obtinuta de la un redresor filtrat sau de la o sursa chimica de energie electrica –bateri sau acumulatoate.

In prezent , la noi , pentru puteri de cativa zeci de wati , se utilizeaza inca stabilizatorul cu element de control serie , cu componente discrete sau , pe scurt : stabilzatoare serie .

Fig 2.2 Schema bloc a stabilizatorului de tensiune cu element de control serie si amplificator de eroare .

.Tensiunea de intrare Ui poate sa varieze : Ui±ΔUi.

Acesta variatie ,in primul moment, va fi transmisa prin elementul de control serie la iesirea , unde tensiunea va fi Us ±ΔUs. Acesta variatie de tesiune de iesire este sesizata de divizorul R1R2 si aplicata amplificatirului de eroare.

Acesta mai primeste la intrarea sa si tensiunea de retea ,Uref, care provine de la blocul tensiuni de referinta .

La iesirea amplificatorului de eroare se obtine un semnal (curent sau tensiune ),care este proportional cu variatia tensiuni de iesire si care se aplica elementului de control serie.

Tensiunea de pe bornele elementului serie este U±ΔU.Daca semnalul de la iesirea amplificatorului de eroare comanda slementul seroe, atsfel incat variatia tensiuni de la bornele acestuia,ΔU,sa indeplineasca conditia | ΔU| -| ΔUi | = 0,atunci rezulta ΔUs =0 adica tensiunea de la iesirea este constanta , deci stabilizata .

Elementul de control serie se comporta ca o rezistenta variabila comandata , care preia la bornele sale variatile de intrare.Schema electrica cea mai simpla a stabilizatorului cu element serie si amplificator deeroareeste data in figura 22.3.

Fig.2.3 Schema electrica a stablizatorului serie cu

amplificator de eroare.

Elementul serie este format din tranzistorul Tz1 , tensiunea de iesire Us este divizata (kUz) de divizorul R1-P-R2 si aplicata bazei tranzistorului Tz2 , care formeaza am plificatorul de eroare .

Tensiunea de referinta este asigurata de dioda Zener, polarizata prin rezistorul Rz; Uref = Uz.

Curentul de baza al tranzistorului Tz1 este asigurat prin Rp , care este si sarcina amplificatorului de eroare .

Presupunem ca tensiunea Us creste , atunci curentul de baza IB2 al lui Tz2 creste , deci si curentul de colector Ic2 creste;atsfel curentul de baza IB1 al tranzistorului serie scade,

deci Tz1 tinde sa se ,,inchida”, adica tensiunea Uce creste pana cand Us revine la valoarearea corespunzatoare ,data de formula:

Us =(Uref + UBE2) =(Uz+0.7).

Un asemenea mod de functionare ne aminteste de functionarea buclei de reglaj automat cu reactie.

Daca se dau: tensiunea de intrare maxima stabilizata Us si curentul maxim din sarcina IsM,vom prezenta cateva formule pentru stabilirea elementelor schemei stabilizatorului.

Calculele sunt foarte simlpe ,fiind de mare ajutor atat la intelegerea mai profunda a functionari schemei ,cat si la alegerea valorii si tipul componenteler .

Se recomanda urmatoarea ordine :

Se alege tipul tranzistorului serie .

Acesta trebuie sa poata asigura curentul de sarcina maxim IsM, tensiunea colector – emitor Uce mai mare ca UiM (la pornirea capacitorului de la iesirea stabilizatorului este practic in scurt circuit deci pe Tz1 trebuie sa satisfaca conditia :

Pd=(UiM-Us)IsM<PdMax

(cu radiator).

Din datele de catoalog (sau masuratori foarte simple) se stabileste factorul de amplificare de curent β1 (hs1E) la cirentul de colector Ic=Is.

2) Rezistenta de polarizare Rp se calculeaza tinand seama de asigurarea curentului de baza Tz1 : IB1= ; Rp= ;

3) Tranzistorul din amplificatorul de eroare ,Tz1 trebuie sa poata asigura un curent de colector cel putin egal cu cel al bazei lui Tz1,Ic2=IB1; tensiunea UCE>UiM-Uref si factorul de amplificare (h21e) β2 sa fie suficient de mare .

4) Se alege dioda Zener pentru elementul de referinta cu Uz=Uref(0.4 .0.5)Us.Curentul pin dioda Zener trebuie sa fie mare decat curentul de colesctor Ic2 al lui Tz2.

Rezistenta de polarizare Rz se calculeza cu formula:Rz= si Iz>Ic2.

5) Calculul divizorului R1-P-R2 se face plecand de la conditia : curentul din divizorul sa fie circa 10 ori mai mare ca IB2 = IC2/β2; deci Id= 10•IB2;

-tensiunea intre baza lui Tz2 si masa UB2 trebuie sa fie: UB2=Uz+UBE2=Us+0.7 si

UB2=Us.

Din prima conditie rezulta : R1+R+R2=β1•β2.

Cu aceste relati am stabilit toate elementele schemei.

In cazul curentilor debitati de stabilizator mai mari ,curentul de baza al tranzstoruluiserie,IB=Ic/β,poate fi destul de mare .

Astfel , s-ar putea ca trazistorul Tz2 sa nu poata asigura curentul de colector necesar sau curentul din dioda Zener sa fie prea mare.

In asemenea cazuri, pentru tranzistorul serie se adopta configuratia Darlington (tranzistor compus) .

Se stie ca la asemenea configuratie factorul de amplificare de curent echivalent esteβε=β’×β” sunt factori de amplificare ai tranzistoarelor componente.

Schema inbunatatita ,cu montaj Darlington pentru element serie ,este in fig. 22.4

-

Fig. 2.4 Schema electrica a stabilizatorului cu

element serie tranzistor compus.(Darlington).

Elementele schemei se calculeaza cu formule prezentate mei sus , tind insa seama ca β1=βTz1•βTz2.Pentru 2N3055 se ia β’ = 25, iar penrtu 2N1711 β” = 75,rezultand β1 = 1875.

Pentru functionarea corecta a stabilizatorului , tensiunea pe elementul serie trebuie sa fie minim 3.6V.

Astfel ,la proiectatea redresoarelor care precede etajul stabilizator,tensiunea de iesire Us trebuie marita cu aceeasta valoare.

Daca este necesara o plaja mare a tensini de iesire –situatia alimentatoarelor de laborator-,tensiunea derefrinta trebuie aleasa cat mai mica .

Variatilor tensiuni de referinta Uz si a tensiuni UBE cu temperatura determina fluctuatia tensiuni de iesire Us.

Pentru compensarea variatilor se mai folosesc mai multe metode ; una dintre ele este utilizarea schemei diferentiale pentru amplificatoarele de eroare .

In figura 2.5 prezentam schema electrica a stabiulizatorului cu amplificator de eroare diferential.

Fig.2.5 Schema electrica a stablizatorului cu

amplificator de eroare diferential.

Principalele caracteristici ale stabilizatorului de tensiune in afara tensiunilor si curentilor de intrare si de iesire sunt:coeficientul de stabilizare definit ca raportul dintre variatia tensiuni de intrare ΔUi raportata la variatia tensiuni de iesire ΔUs pentru un curent de sarcina Is si temperatura t,constante;Fo=ΔUi/ΔUs,Is si t constante ; si rezistenta dinamica interna a stabilizatorului, definita ca raportul dintre variatia de tensiuni de iesire ΔUs si variatia curentului de sarcina Δis,tensiunea de intrare Ui si temperatura fiind constante ,R0=ΔUs/ΔIs ,Ui si t constante.

Factorul de stabilizare Fo trebuie sa fie cat mai mare, iar rezistenata interna cat mai mica.

Aceste conditii se obtin cand castigul tranzistoarelor folosite este ridicat,adica β(sau in panta) de valoare mare .

Castigul ridicat al amplificatoarelor operationale le-a extins domeniul de aplicatii si la stabilizatoarelor de tensiune.

Daca in locul amplificatorului de eroare cu tranzistoare vom introduce un amplificator operational , la intrarea neinversoare (+) aplicand tensiunea de referinta , iar la intrarea inversoare (-),tensiunea de eroare ,vom obtine schema stabilizatorului cu amplificator operational .(Fig. 2.6)

Fig.2.6 Schema electrica a stabilizatorului cu amplificator operational (βa 741).

La toate schenle de stabilizatoare serie ,scurtcircuit accidental la iesire se manifesta prin aplicarea elementului serie a intregi tensiuni de intrate Ui la un curent de valoare foarte mare .

In asemenea conditi tranzistorul serie se distruge.Daca dintr-un anume motiv divizorul tensiuni de eroare se defecteza ,sau tranzistorul serie se scurtcircuiteaza tensiunea de iesire creste si elementul de circuit din montajul alimentat se pot defecta catastrofic.

Pentru a se evita situati din ambele categori de defectare , in schemele stabilizatoarelor de tensiune se introduce circuite de protectie la suprasarcina si supratensiune.

Circuitele de protectie la supracurent se bazazeza pe principiul reduceri curentului de baza al tranzistorului serie, deci la inchiderea acestuia atunci cand curentul din sarcina depaseste o anume valoare.

Una dintre cele mai simple metode de protectie este prezentata in figura 2.7a.

 

Fig 2.7a a)Circuit simlpu de protectia la supracurent. b) circuit de protectie la supracurent cu regleaj si indicare suprasarcini cu led.

Circuitul de sarcina trece prin rezistenta de limitare RL producand o cadere tensiune ×.

Acesta rensiune sesizata de tranzistorul de protectie Tzp, fiind de fapt chiar tensiunea baza –emitor a acesetuia .

Cand ×>= 0.65V,tranzistorul Tzp incepe sa conduca si curentul de baza al tranzistorului serie scade,scazand si curentul de colector.

Micsorand curentul de iesire se limenteza la valoarea =0,65/.

Atsfel ,scazanderea deosebita a rezistentei de sarcina sau aparitia unui csurtcircuit intre bornele de iesire va determina untrarea in conductie a tranzistorului Tzp si limitarea curentului debitat de stabilzator la valoarea .

La scurtcircuit Rs= 0 ,puterea disipata de tranzistorul serie este PdTz1= ×,deoarece pe acesta se aplica intrega tensiune de intrare.

La asemanea scheme ,dimensiuonarea radiatorului si stabilizatorului puteri disipate va face tinandu-se seama de puterea care apare in cazul scurcircuitului.

Aceasta suprasarcina a tranzistrului serie si a radiatorului sau este dezavantajul asestuli tip de protectie .

Pentru ajustarea valori curentului la care lucreaza curentului la care lucreza protectia () ar fi necesara modificarea rezistorului .

Acesta insa este un rezistor de putere – disipata =I×-si este greu sa fie realizat regrabil.

Se procedeza in parelel cu un potentiometru P(1 k Ω), de pe cursorul caruia se culege pentru Tzp (figura 2.7.b).

Pentru indicarea intrari infunctiune a protectiei in colectorul lui Tzp se conecteza o dioda miniscenta (LED) , care se va activa la trecera curentului prin ea.

Pentru inbunatatirea schemei de protectie la supracurent , in sensul reduceri puteri disipate a tranzistorului serie se utilizeza schema de protectie prin intoarcerea a curentului , ca in figura 2.8 , a (folback).

a) b)


Fig. 2.8. a) Circuit de protectie prin intoarcera curentului(foldback);

b) carcteristicele iesire a stsbiliztorlui cu circuit de protectie (1)

si cu protectie prin intarcerea curentului (2).

Tensiunea a tranzistorului din cirsuitul de protectie Tzp este formata din: caderea de tensiune datatita curentului din sarcina :Is • si de tensiunea abtinuta pe divizorul rezistiv R1 si R2;

=(- )+.

Cand curentul de sacina este cel normal , rezistoarele din divizoruil R1, R2 si RL sunt astfel incat <0,65V, tranzistorul serie incepe sa se inchida si tensiunea colector – emitor creste .

Astfel , tensiunea a divizirolui creste si prcesul de intrare in conductie a tranzistorului Tzp se accentueaza .

Se ajunge la situatia in care contributia ,penrtu deschiderea tranzistorului Tzp a tensiuni divizorului aste mai mare decat cea provenita de la rezistenta de limitare .

Sau , atsfel spus , curentul de sarcina la care se produce aceeasi stare conductie a tranzistorului Tzp este mai mic, datorita contributiei tensiuni divizorului R1-R2 .

Functionarea schemei se bazeaza pe principiul reactie pozitive , divizorul R1-R2 find grupul de reactie .

Daca iesirea se produce scurtcircuit (Rs=0,Us= 0) ,curentul de scurcircuit este = , adica mai mic decat al scema de protectie simpla (fig.2.8.b).

In aceste conditi , puterea disipata de tranzistorul serie , du iesirea in scut circuit este de [(R1=R2)/R1] ori mai mica.

Dupa actionarea protectiei , chiar daca dispare scurcircuitul , schema ramane ,,zavorita”, adica Tzp in conductie .

Pentru repunerea stabilizatirlui in functiune trebuie deconectata ,pentru un timoscurt , tensiunea de intrare .

Acestea este dezavantajul acestui tip de protectie ,pentru aparatura de laborator se utilizeza diferite scheme cu circuite tip releu cu armare manuala sau automata .

Protectia la supratensiune se poate face prin mai multe moduri.

Metodele radicale de protectie se bazeza pe decuplarea tensiuni de intrare in momentul aparitiei supratensiuni , al carei prag de actionare este prestabil.

Fig. 2.9. Circuit de protectie la supratensiune cu tiristor.

Schema electrica a uniu circuit simplu de protectie la supratensiune cu tiristor este data in figura 2.9.

Pragul de declansare este stabilit de tensiunea diodei Zener Dz .Daca Us creste peste valoarea Uz,dioda Zener se deschide si prin P trece curentul.

De pe cursor de culege inpulsul de curent , care alimenteaza poarta tiristorui Th, care se dechide si se produc in cateva microsecunde un curent suficient de mare care sa produca topirea sigurantei fuzibile SF .

Capacitorul C= 10 nF temporizeza actionarea circuitului pentru impulsuri foarte scurte , accidentale .

Pentru protectia Us> 12V , se alege o dioda Zener cu Uz= 11V.

Curentul de varf al tiristorului trebuie sa fie 1015 ori curentul fuzibilului If.

Cu ajutorul stabilizatorului monolitic βA 723 – ROB 723 ,se realizeaza un circuit de protectie de precizie la supratensiune (fig.2.10).

Fig. 2.10 Circuit de protectie , de precizie la supratensiune,cu βA 723 si tiristor.

Functionarea circuitului de protectie se bazeza tot pe decuplarea tensiuni de intrare prin topire uneai sigurante fuzibile SF de catre curentul prin tiristorul Th.

Pragul de tensiune unde de produce actionarea protectiei se regleza foarte precis, folosind amplificatorul de eroare din circuitul βA 723 cu rol de camparator .

La intrarea inversoare IN-, se aplica referinta prin divizorul R2-R3 .

Tensiunea de iesire a stabilizatorului este aplicata pontentiometrului P1 (R1) -1kΩ .

Tensiunea de iesire + Us divizata ,de pe cursorul lui P1 se aplica intrari neinversoare IN+.Cat timp || < || , la iesirea comparatorului avem pontential negativ , tranzistorul serie din Ba 723 este blocat , la fel si dioda Zener , la terminalul de iesire +Us creste, aceasata este transmisa la In+ si comparatorul basculeza , la terminalul Vz apare tensiunea pozitiva .

Acesta se aplica portii de comanda a tiristorului pe care-l deschide .

Curentul de intensitate ridicata va produce topirea fuzibilului.

Penrtu rapiditatea actionari protectiei D1-R4 se realizeza o bucla de reactie pozitiva care ,, zavoreste ’’ circuitul de protectie in stare actionata.

Avantajele tecnologiei circuitelor monolotice au determinat producatorii sa realizeze circuite integrate stabilizatoare de tensiune .

Circuitul cel mai reprezentativ din prima generatie a circuitelor integrate este fara indoiala μA 723 fabricat si in tara : Βa 723 (I.P.R.S) si ROB 723(I.C.C.E) .

Schema bloc a circuitului este prezentata in figura 2.11.

a) b)

Fig 2.11 Schema bloc a circuituilui stabilizator de tensiune , de precizie Ba 723 . ROB 723 (a) si configuratia (b).

Tensiunea de referinta ,de 7,15 ,se obtine de la blocul tensiuni de referinta format dintr-o dioda Zener (Uz) compensata termic si amplificatorul tesiuni de referinta Ar .

La terminalul = 7,15 V (TIPIC) , iar curentul debitat de sursa de referinta 15 .

Rezulta de aici rezistenta minima a divizorului tensiuni de referinta:

>7,15V/15 mA >5kΩ.

Amplificatorul de eroare este un etaj diferential ,cu intrare neinversoare si inversoare , cu amplificarea in bucla deschisa Ao= 60 Db .

Prin conectarea de (0,110nF) la terminalul COMP se realizeza compensarea in frecventa a amplificarorului de eroare.

Elementul de regraj serie este format din tranzistoare in paralel (Q14 si Q15 )cu colectorul in gol , terminalul Vo , ieeirea pe emitor – terminalul Vo.

Asemenea configuratie permite conectarea unui tranzistor serie de putere , in exterior pentru marirea curentului in sarcina stabilizatorului .

Pentru curenti foarte mari ( 10 A) se poate conecta in exterior un montaj Darligton .

Pentru translatarea nivelui de iesire de la terminalul Vo , s-a introdus o dioda Zener cu Uz= 6,2 V , la terminalul Vz curentul prin terminalul Vz , Ivz = 25 mA.

Protectia la suprasarcina se poate face dintre metodele descrise anterior (simpla sau cu intoarcere), cu ajutorul tranzistorului Q16 care colectorul legat in baza elementului serie , baza legata la terminalul , iar emitorul la terminalul Cs . mA

Pentru utilizarea in conditi corespuzatoare a circuitului BA 723 si BA 723C ( ROB 723) prezentam principalele valori limita absolute si carcteristicile electrice , care trebuie sa fie indeplinite in schema de aplcatie in orice conditii.

Valori limita absolute si carteristicile electrice BA 723 BA 723C

-tensiunea de intrare maxima ,: 40 V 30 V

-tensiunea - : 3.38 V 3.28 V

-curentul de sacina Io: pentru ;

- :< 10 V; <150mA <150mA

- > 10 V; <50mA <50mA

-curentul debitat fara sarcina , Igol max : 4 mA (tipic 2,3 mA)

-curentul debitat de referinta , :  15 mA 15 mA

-curentul debitat de iesire Vz, 25 mA 25 mA

-tensiunea diferentiala admisa intrarile

amplificatorului de eroare : ()-() ≤ 5 V

-tensiunea admisa pe intrarile amplifi-

catorului de eroare: ≤7,5V ≤7,5V

-puterea disipata :Io(Ui-Us) < 500 mW < 500 m

-gama temperaturilor de functionare : C .+ C

Mai jos principala configuratie de stabilizatoare de tensiune cu BA 723 – ROB 723.

Din punct de vedere al tensiunii de stabilizate, schemele se impart in doua mari categori : de tensiune scazuta (27) V, cand tesiunea stabilizata este mai mica ca si de tensiunea mare , cand Us>.

=; ≥3V+;

R3= ; R1+R2>5KΩ

Fig.2.12 . Stabilizator de tensiune

pozitiva scazuta Us=(2.7)V ,

Stabilizatorul de tensiune pozitiva scazuta , = (27) V (Fig 22.13).Circuitul este prezentat ca schema bloc pentru a se intelege mai bine functionarea schemei .

Tensiunea stabilizata este data de relatia : = si se poate ajusta cu pontentiometrul P1 (care face parte din divizorul R1-R2).

Valoarea rezistentei R3 se alege pentru obtinerea alunecari minime de temperatulra : R3= .Curentul de sarcina este limitat prin intermediul rezistorului = 0,65 V/.

Valoarea admisa a curentului depinde de diferenta Ui-Us; in care oarecare caz trebuie tensiunea stabilizata cu circa 3 V , ≥3V+.

Capacitorul C este de cativa nF reduce zgomotul prin decuplarea intrarii neinversoare IN+.Schema stabilizatoare de tensiune pozitiva mare . =(737) V pentru BA 723 si =(728)V penrtu Ba 723C este prezentat in figura 22.14. unde se da si formula pentru marimea tensiuni stabilizatoare.

=;≥3V+;

R3= ;

Fig.2.13 .Stabilizatoare de tensiune pozitiva mare Us =(737)V.

Pentru marimea curentului din sacina stabilizatorului se utilizeza un tranzistor exterior ,curentul din sacina poate creste la valoarea β  Io , unde β este foctorul de amplificare in curent al tranzistorului exterior , iar Io este curentul pe care-l poate debita circutul βA 723 .

La o diferenta -= 10 V , Io= 50m A=2500mA= 2,5A.

Evident , curentul din sacina Is poate disipa tranzistorul exterior ;

=( -)

In scheme du tranzistoare exterior este necesar ca diferenta

-≥3 V+0.7=3.7 V.

Schema stabilizatorului de tensiune pozitiva mare de sacina si curent ridicat este data in figura 22.15.

Cu schema stabilizatorului de tensiune pozitiva din figura 22.16 se poate regla tensiunea de iesire intre + 4..+35 V.Tensiunea pe intrarea inversoare este obtinuta pe divizorul R3-R4 , cu ajutorul de divizare ales la 5,2; in aceste conditi , in toata plaja tensiuni de iesire ,decat .

= (1+)

=(1+)

Se mentioneaza posibilitatea de crestere a curentilor de iesire prin adaugarea de teanzistoare externe , care nu au mai fist desenate pentru a nu complica figura .

Pe acet principiu se pot concepe cu usurinta scheme similare , bazate pe stabilizatorul de uz general , Ba 723, sau ROB 304, pentru tensiuni pozitive sau negative.

MEMORIU TEHNIC

a)SCHEMA ELECTRICA BLOC SI PRINCIPII DE FUNCTIONARE

a1) Structura circuitului integrat

IESIRE

  Circuitul pentru tensiunea de referinta este caracterizat printr-o mare stabilitate a tensiunii de referinta atat in functie de tensiunea de intrare cat si in functie de timp, precum si printr-un nivel de zgomot redus.

Schema bloc a circuitului integrat bA723 include un circuit pentru producerea tensiunii de referinta stabilizata si compensata termic, un amplificator de eroare de tip diferential, un element de reglare cu tranzistoarele T14 si T15, un tranzistor “de protectie” si o dioda stabilizatoare DZ de 6,8 V. Tensiunea de referinta este necesara pentru a se realiza la intrarea amplificatorului o comparatie intre aceasta si o parte din tensiunea pe sarcina in scopul stabilizarii celei de a doua. Amplificatorul de eroare amplifica variatia tensiunii pe o sarcina (fata de valoarea prescrisa cu ajutorul tensiunii de referinta) si comanda elementul de reglare serie pentru ca acesta sa preia variatiile tensiunii de alimentare. Se mentine astfel tensiunea aproximativ constanta (stabilizata) pe sarcina.

Dioda stabilizatoare integrata DZ se utilizeaeza numai in stabilizatoare de tensiune negativa si stabilizatoare in regim flotant.

Aplicatiile circuitului integrat βA723(C) sunt numeroase. El se utilizeaza ca stabilizator de tensiune pozitiva si stabilizator de tensiune negativa, ambele in regim normal sau in regim flotant (pentru tensiuni mari). Calitatile lui principale sunt: coeficientul de stabilizare al tensiunii de referinta (care va dicta si coeficientul de stabilizare al stabilizatorului complet) de valoare foarte mare (5000…7000) si compensarea termica excelenta a acestei tensiuni.

Marimile si caracteristicile principale ale circuitului integrat βA723 sunt:

tensiunea maxima de intrare (intre +Alimentare si – Masa): (la tipul βA723C : );

tensiunea maxima intre intrare-iesire (intre +Alimentare si Iesire): (40V pentru βA723C);



tensiunea minima intre intrarile amplificatorului si – Masa: +2V;

tensiunea maxima intre intrarile amplificatorului si – Masa: +7,5V;

curentul maxim de iesire: =150 mA;

curentul maxim de incarcare al iesirii de referinta: 15 mA;

puterea disipata maxima la temperatura mediului de 25 C: 500 mW, pentru capsula TO-116;

rezistenta termica jonctiune-mediu ambiant: Raj=200 C/W;

tensiunea de referinta: =6,8…7,5V;

gama temperaturii mediului pentru functionarea normala: 0…70 C;

coeficientul de temperatura al tensiunii stabilizate: 0,003%/ C;

temperatura maxima a jonctiunilor: =125 C.

La toate stabilizatoarele cu circuit integrat βA723 se poate calcula coeficientul de stabilizare cu relatia:

(3.1)

in care reprezinta coeficientul de stabilizare al circuitului ce furnizeaza tensiunea de referinta, si sunt factorii de divizare (1) ai divizoarelor tensiunii de iesire sau tensiunii de referinta.

3. Stabilizator de tensiune cu tranzistor extern NPN

Este necesar un tranzistor extern (pentru ca avem un curent maxim =315mA>80mA) pentru a putea realiza acest curent de sarcina, deoarece circuitul integrat βA723 nu poate furniza decat un curent cuprins intre 50…80mA.

Performantele stabilizatorului dupa atasarea tranzistorului extern se prezinta astfel:

coeficientul de stabilizare nu se modifica;

rezistenta de iesire scade corespunzator cu curentul .

Figura 3.1 Conectarea tranzistorului extern npn la circuitul

βA 723


Dintre posibilele variante de stabilizatoare de tensiune se alege cea corespunzatoare datelor initiale. Am ales varianta de circuit prezentata in figura 3.1 deoarece se doreste o tensiune stabilizata fixa de 23 V.

Figura 3.3 Stabilizator de tensiune 2,2…33V

Tensiunea de referinta se divizeaza astfel incat la intrarea neinversoare a amplificatorului de eroare sa se aplica o tensiune egala sau mai mica decat tensiune minima impusa pe sarcina, dar nu mai mica de 2V. Se utilizeaza in divizoare atat rezistente fixe cat si semivariabile cu pelicula metalica, deoarece prezinta o mai buna stabilitate in timp si cu temperatura mediului, iar rezistenta de contact intre cursor si pelicula (la semivariabile) este stabila si neglijabila.

Condensatorul Cc’ (ceramic, 100pF) realizeaza corectia amplificatorului de eroare eliminand autooscilatia stabilizatorului (care reprezinta un sistem cu reactie negativa).

Rezistenta RP este rezistenta de protectie pentru realizarea protectiei simple. Circuitul de protectie trebuie sa mentina Vo constant pana la un curent Iomax dupa care se intra in preotectie.

Rezistenta de iesire a stabilizatorului cu circuit integrat βA 723 si tranzistor extern poate fi apreciata cu relatia:

(3.2)

unde

(3.3)

in relatiile 4.3 parametrii si corespund tranzistorului compus T14-T15 din circuitul integrat, iar parametrii cu indicele T corespund tranzistorului extern.

- rezistenta dinamica din colectorul tranzistorului amplificator de eroare, de ordinul 300 k;

- rezistenta folosita pentru actionarea protectiei;

- amplificarea de tensiune a amplificatorului de eroare si se calculeaza cu relatia:

(3.4)

- amplificarea in gol, cuprinsa intre 2500…5000, corespunzand tensiunii de alimentare a circuitului integrat de 10…30 V.

- rezistenta de intrare a elementului de reglare serie ce incarca amplificatorul (constand din tranzistoarele T14 si T15 in conexiune Darlington) si care se calculeaza cu relatia:

(3.5)

unde este rezistenta minima de sarcina a stabilizatorului.

Parametrii si se pot stabili orientativ din tabelul:

A

K

Mii

in care se prezinta valori medii obtinute din masuratori pe mai multe exemplare de circuit integrat, la o tensiune emitor-colector minima UCE15=2 V.

Variatia tensiunii stabilizate cu temperatura mediului se poate determina cu relatia:

(3.6)

cu in % si .

Curba tensiunii de deschidere a tranzistorului de protectie in functie de temperatura jonctiunilor este data in figura 4.4. Ea trebuie luata in considerare la calculul rezistentei de limitare Rp a curentului prin sarcina pe baza temperaturii maxime atinse la acest curent de jonctiuni.

Figura 3.4. Tensiunea de actionare a protectiei in functie de temperatura

jonctiunilor la circuitul integrat βA 723

Limitarea curentului se poate face simpla sau cu intoarcere, in figura 3.2 este prezentata limitarea simpla iar in figura 3.5 este prezentata cea cu intoarcere.

Figura 3.5. Realizarea limitarii de curent cu intoarcere

In cazul limitarii cu intoarcere, valoarea curentului la care se face limitarea depinde (pentru rezistentele R4 si R5 date) si de tensiunea stabilizata Us. Rezistenta Rp depinde relativ putin de tensiunea Us. Se constata ca in cazul unei limitari cu intoarcere rezistenta Rp creste si inrautateste rezistenta de iesire a stabilizatorului.

Protectia prin limitare cu intoarcere este necesara in general numai la surse expuse scurtcircuitarii, cand limitarea simpla nu realizeaza si protejarea la scurtcircuit.

4. Realizare Practica

In realizarea practica a acestei surse de tensiune mi-au trebuit sapte zile .In aceste sapte zile mi am achizitionat pisele si placuta pe care urma asezarea pieselor.

In primul rand am curatat placuta de testare cu smirghel pentru indepartarea impuritatilor iar dupa aceea avand toate piesele necesare pentru realizarea sursei, am facut pe o foaie milimetrica cablajul schemei sursei respectand marimea si dimensiunile pieselor. Dupa realizarea cablajului, de pe foaia milimetrica am copiat cablaju la aceeasi scara pe placuta de testare. Aceasta trasare a cablajului am realizato cu ajutorul unui echer si cu o carioca permanenta,iar pentru a ma asigura ca o sa se corodeze corespunzator placutza am dat peste linile facute cu carioca permaneta cu lac. Dupa terminarea desenarii cablajului pe placuta, am taiat placuta dupa marimea cablajului si am dat gaurile in placuta unde vor fi asezate piesele.

Urmatoarea etapa a fost introducerea placutei intr-un vas cu clorura feerica pentru ca aceasta sa se corodeze.Dupa ce am scos placuta din clorura feerica am recuratat placuta.

Dupa aceasta curatare a placutei a urmat lipirea pieselor pe placuta.

Ultima etapa a constat in verificarea functionarii sursei.

5. Functionarea Montajului

Schema realizatapractic reprezinta o sursa stabilizata de tensiune reglabila.

Blocurile componente sunt:

  1. Blocul redresor
  2. Blocul de filtrare
  3. Stabilizatorul electronic

Tensiunea alternativa se obtine in secundarul transformatorului.

Urmeaza apoi redresarea tensiuni cu punte redresoarerealizata cu 4 diode de tip 1N4007.Tensiunea redresata este apoi filtrata cu un condensator electrolitic de capacitate mare C1.

Urmeaza apoi procesul de satbilizaresi reglare . Circuitul stabilizator este de tip stabilizator cu reactie cu element de regalaj serie.

Acest tip de stabilizator are urmatoarele blocuri componente:

1. Elemente de reglaj serie

2. Dector de eroare

3. Amplificator de eroare

4. Sursa tensiune de referinta

1.Detectorul de eroare este format din doua rezistente de putere de valori egale montate la iesire stabilizatorul.Ele suntlegate in serie si in punctul lor de legare obtinem jumatate din tensiunea de lor la iesire.Aceasta tensiune se aplica amplificatorului de eroare.

2.Amplificatorul de eroare este format dintr-un tranzistor de mica putere de tip npn.

El primeste semnalul de eroere pe emitor si il compara cu un semnal obtinut de la sursa de tensiune de referinta.

3.Elementul de reglaj serie este format din 2 tranzistoare legate in montaj DARLINGTON .

In functie de starea de conductie a acestor tranzistoareputem modifica valoarea tensiuni de iesire si stabilitatea acestei tensiuni.

4.Sursa tensiune de referinta este un stabilizator de tensiune parametric format din rezistenta R1 si dioda zener Dz.

Procesul de stabilizare si reglare a tensiuni se realizeaza astfel:

Tensiuneade intrare din secundar este redresata si filtrata si intra in stabilizatorul parametric.

Cu potentiometru P putem modifica valoarea tensiuni iesire , daca valoarea tensiuni de iesire este mai mare decat tensiunea reglata apare un semnal de reoare.

Aceast semnal impreuna cu semnalul obtinut din potentiometru se aplica tranzistorului T3.

Aceasta isi modifica conductia in sensul cresteri ei.

In acel moment tensinea in colectorul lui scade.Aceasta tensiune se aplica si pe baza tranzistorului T2.Acesta tensiune se aplica si pe baza tranzistorului T2.Acest tranzsitor incepe sa se blocheze blocand la randul lui si pe tranzistorul T1 .

In acel moment tensiunea pe tranzistorul T1 creste si tensiunea de iesire scade la valoarea reglata.

6. Anexe





loading...




Politica de confidentialitate

.com Copyright © 2020 - Toate drepturile rezervate.
Toate documentele au caracter informativ cu scop educational.


Proiecte

vezi toate proiectele
 SCHITA DE PROIECT DIDACTIC GEOGRAFIE CLASA: a IX-a - Unitatile majore ale reliefului terestru
 PROIECT DIDACTIC 5-7 ani Educatia limbajului - Cate cuvinte am spus?
 Proiect atestat Tehnician Electronist - AMPLIFICATOARE ELECTRONICE
 Proiect - masurarea si controlul marimilor geometrice

Lucrari de diploma

vezi toate lucrarile de diploma
 Lucrare de diploma - eritrodermia psoriazica
 ACTIUNEA DIPLOMATICA A ROMANIEI LA CONFERINTA DE PACE DE LA PARIS (1946-1947)
 LUCRARE DE DIPLOMA MANAGEMENT - MANAGEMENTUL CALITATII APLICAT IN DOMENIUL FABRICARII BERII. STUDIU DE CAZ - FABRICA DE BERE SEBES
 Lucrare de diploma tehnologia confectiilor din piele si inlocuitor - proiectarea constructiv tehnologica a unui produs de incaltaminte tip cizma scurt

Lucrari licenta

vezi toate lucrarile de licenta
 LUCRARE DE LICENTA CONTABILITATE - ANALIZA EFICIENTEI ECONOMICE – CAI DE CRESTERE LA S.C. CONSTRUCTIA S.A TG-JIU
 Lucrare de licenta sport - Jocul de volei
 Lucrare de licenta stiintele naturii siecologie - 'surse de poluare a clisurii dunarii”
 LUCRARE DE LICENTA - Gestiunea stocurilor de materii prime si materiale

Lucrari doctorat

vezi toate lucrarile de doctorat
 Diagnosticul ecografic in unele afectiuni gastroduodenale si hepatobiliare la animalele de companie - TEZA DE DOCTORAT
 Doctorat - Modele dinamice de simulare ale accidentelor rutiere produse intre autovehicul si pieton
 LUCRARE DE DOCTORAT ZOOTEHNIE - AMELIORARE - Estimarea valorii economice a caracterelor din obiectivul ameliorarii intr-o linie materna de porcine

Proiecte de atestat

vezi toate proiectele de atestat
 PROIECT ATESTAT MATEMATICA-INFORMATICA - CALUTUL INTELIGENT
 Proiect atestat Tehnician Electronist - AMPLIFICATOARE ELECTRONICE
 ATESTAT PROFESIONAL LA INFORMATICA - programare FoxPro for Windows
 ATESTAT PROFESIONAL TURISM SI ALIMENTATIE PUBLICA, TEHNICIAN IN TURISM




Oscilatoare Pierce
Circuitele trifazate dezechilibrate
Tensiunea electrica
CRITERII DE OPTIMIZARE IN ENERGETICA
CLASIFICAREA DIELECTRICILOR
Legea lui Ohm
Deconectarea unei sarcini inductive. Tensiunea tranzitorie de restabilire
INSTALATII DE LEGARE LA PAMANT




Termeni si conditii
Contact
Creeaza si tu