Creeaza.com - informatii profesionale despre


Evidentiem nevoile sociale din educatie - Referate profesionale unice




Acasa » tehnologie » electronica electricitate
SURSA DE ALIMENTARE STABILIZATA

SURSA DE ALIMENTARE STABILIZATA




SURSA DE ALIMENTARE STABILIZATA

Functionarea oscilatorului prezentat in capitolul anterior de bazeaza pe utilizarea energiei de la doua surse de alimentare in curent continuu. In cazul nostru tensiunea continua o vom obtine prin conversia tensiunii alternative din reteaua de distibutie cu frecventa de 50 Hz.


Aceasta conversie se realizeaza cu ajutorul sursei de alimentare a carei schema bloc este prezentata in fig. 4.1

Dupa cum se vede in figura 4.1 inaintea circuitului de redresare propriu-zis se gaseste un transformator care are rolul de a modifica tensiunea de curent alternativ a retelei la nivelul necesar obtinerii tensiunii continue dorite si de a izola oscilatorul alimentat de sursa, de reteaua de curent alternativ.

Dupa circuitul de redresare se intercaleaza un filtru F pentru a extrage componenta continua si pentru a elimina pe cat posibil componentele alternative ce apar la iesirea circuitului redresor.




Stabilizatorul de tensiune va fi de tipul reglator avand un curent maxim admis de 230mA.

Schema electrica utilizata este cea a unui amlificator de reactie. In acest caz tensiunea de iesire se mentine constanta printr-un proces de reglare automata care se desfasoara in doua faze:

Tensiunea de iesire Vies sau o fractiune din ea kVies se compara cu o tensiune de referinta Vref rezultand un semnal de eroare.

e = Vref - kVies

Semnalul de eroare e amplificat comanda elementul reglator (element de excutie) pentru a restabili tensiune de iesire la valoare precisa Vies.

Principiile pe care se fundamenteaza constuctia unui stabilizator de tensiune constau in folosirea reglarii automate si in protectia fata de suprasolicitari.

In virtutea acestor principii schema electrica a stabilizatorului de tensiune trebuie sa asigure o serie de conditii care se vor detalia urmarind schema din figura 4.2, schema compusa din urmatoarele elemente:

Sursa de referinta UREF furnizeaza tensiunea de referinta caracterizata printr-o mare stabilitate in timp si la variatia tensiunii de intrare si a temperaturii precum si printr-un nivel de zgomot redus.

Amplificatorul de eroare A1 compara tensiunea de referinta cu o parte ssau cu intreaga tensiune de iesire pentru a actiona asupra elementului regulator ER. Amplificatorul de eroare se construieste pe structura amplificatoarelor operationale sau se realizeaza cu tranzistoare.

Elementul regulator ER are functiile:

Mentine tensiune de iesire la nivelul specificat sub controlul amplificatorului de eroare.

Furnizeaza curentul la iesire;

Reduce sau blocheaza curentul la iesire la actionarea circuitului de protectie;

Micsoreaza rezistenta serie a stabilizatorului;

Circuitul de protectie imunizeaza stabilizatorul la cresterea curentului peste o anumita limita la depasirea unei temperaturi limita suportata de elementul regulator, precum si la atingerea puterii limita disipata pe tranzistorul serie.

Pornind de la schema bloc din fig. 4.2 se ajunge la schema electrica de principiu din fig. 4.3.

Functionarea schemei este simpla. Diferenta dintre o fractiune a tensiunii de iesire si tensiunea de referinta V2 constitue semnalul de eroare, amplificat de tranzistorul T2 de unde rezulta tensiunea stabilizata:


Curentul de iesire al amplificatorului T2 comanda curentul de colector al tranzistorului T1 si implicit rezistenta lui echivalenta in curent continuu. Variatiile caderii de tensiune de pe aceasta rezistenta echivalenta compenseaza variatiile initiale ale tensiunii de intrare mentinand practic constanta valoarea tensiunii de iesire.

Tranzistorul T3 asigura protectia la suprasarcina, curentul maxim debitat de stabilizator fiind limitat la valoarea:

Din relatia de mai sus se observa ca la atingerea curentului maxim IOM se deschide tranzistorul T3 si curentul furnizat de RB si T2 este absorsorbit de aceasta marind rezistenta elementului regulator.

O schema mai compleza ce deriva din fig. 4.3 este prezentata in figura 4.4.


In continuare vom prezenta functionarea schemei si algoritmului de calcul al componentelor.

Tranzistorul T1 poate fi asimilat cu tranzistorul regulator din fig. 4.3. Tranzistorul T2 constituie amplificatorul detector de eroare el amplificand semnalul de eroare.

e = Vs - kVies

In acest caz protectia este realizata cu tranzistorul T3 si rezistoarele R4, R3, Rsc. In acest fel se realizeaza o protectie de tip “cu intoarcere” care protejeaza atat regulatorul serie cat si amplificatorul de eroare. Condensatorul are rolul de a filtra suplimentar tensiunea de intrare, el avand acelasi efect cu un condensator de valoare C’ care este montat in emitorul lui T1.

C’ = h21 C

Dioda D polarizata de rezistorul Rs realizeaza tensiune de referinta care in acest caz va fi de aproximativ 0.6 V.

Algoritmul de calcul este urmatorul:

Alegem tranzistorul serie T1:

VI = VCE1 + Rsc IOM + Vies

T alegem VI = 15 V, iar Vies reglabila intre Vies min = 11 V si Vies max = 13 V

IOM = 200 mA

In conditiile in care tensiunea la iesirea stabilizatorului este minima si curentul pe care aceasta il furnizeaza in sarcina este maxim, puterea disipata pe T1 va fi maxima si egala cu:

P1 = [VI – Vies min] IOM = (15-11)*0.2 = 0.8 W

Se alege un tranzistor capabil sa disipe aceasta putere, sa suporte o tensiune colector-emitor de 4V si un circuit colector de 0.20 A.

Am ales BD 135M care are:

VCE = 45 V

IC = 1 A

Pd max =12.5 W

Pentru acest tranzistor avem h21 min 170, deci curentul de baza maxim va fi:

IBM1 = IOM / h21 =200 mA /170 = 1.17 mA

Calculul rezistentei de baza RB. – curentul maxim debitat prin stabilizator este asigurat in cazul in care curentul prin rezistenta de baza este cel putin egal cu IBM = 1.17 mA. Considerand cazul cel mai defavorabil se obtine:

Se alege valoare standardizata:

RB = 1.11 kW , RPM 30R, a C

Alegem tranzistorul T2.

Se alege un tranzistor capabil sa furnizeze un curent de colector mai mare sau cel putin egal cu 1.17 mA si care sa aiba un h21 peste medie. In aceste conditii se alege tranzistorul BC 171 care are:

VCE0 = 45 V

IC = 100 mA

h21 = 125

Ptot = 300 mW

Alegerea diodei care furnizeaza tensiunea de referinta. – se alege o dioda care sa aiba o rezistenta dinamica cat mai mica, coeficientul de temperatura cat mai mic si tensiunea stabilizata cat mai mica (sub 1V).

Din aceste consecinte s-a ales 1N4001 care este polarizata corespunzator prin rezistenta RD. Acest rezistor se dimensioneaza astfel incat iD >> iC, deci curentul prin tranzistorul T2 sa nu afecteze tensiunea de referinta VD. In acelasi scop VD se conecteaza la tensiunea stabilizata in emitorul tranzistorului T1 si trebuie sa satisfaca conditiile:

Se alege RD intre aceste limite:

RD = 1.11 kW , RPM 3012, a C



Am ales curentul de polarizare pentru calculul lui RD de 10 mA.

Calculul valorilor din divizorul rezistiv de la iesirea stabilizatorului.

Divizorul rezistiv din circuitul de esantionare R1,P,R2 trebuie ales sa indeplineasca conditiile

a.      tensiunea esantionata kVies sa nu fie afectata de curentul de baza IB2 al tranzistorului T2. Aceasta conditie se indeplineste daca IR >> IB2

b.     rezistoarele din divizoarul de iesire sunt limitate inferior prin ele trecand un curent IR << I0

c.      din punct de vedere dinamic tranzistorul T3 sa fie atacat pe baza de un generator de tensiune adica sa fie indeplinita conditia:

R1||R2 << h11+(1+h21) RdD

Curentul maxim al tranzistorului T2 fiind:

IBM2 = ICM2/h21 = 0,0093

IBM2 = 10 mA

Se alege curentul minim prin divizor

IR min = Vies min /(R1+R2+P) = 100 mA

De aici rezultand ca:

R1+R2+P = 110 KW

Valorile individuale rezulta astfel:

R2 + P = (R1+R2+P) (VD+VBE) / Vies min = 12 KW

R2 = 10,15 KW

P = (R2 + P) – R2 = 1,85 kW

R1 = 110-12 =98KW

Deoarece avem la dispozitie doar:

P = 2,5KW 0,05W Vlim = 100V

Refacem calculele

R2 = (R1+R2+P) (VD+VBE) / Vies max

R2 = (R1+R2+P) (VD+VBE) / Vies min –P

De aici vom obtine:

R1 = 98,8 KW RPM 3012 aT C

R2 = 8,76 KW RPM 3012 aT C

P = 2,5 KW

Pentru noile valori se verifica:

IR >> IB2 si IR << I0

Calculul elementelor de reactie:

Tranzistorul T3 trebuie sa furnizeze un curent de 1,17 mA. Se alege un tranzistor de tipul BC171 ale carui date de catalog se cunosc:

VR4 = R4Vx/(R3+R4)

Vx=RscIOM+Vies

Vbe=Vr4-Vies

Din aceste relatii rezulta ca:

IOM=(Vis/Ksc)(R3/R4)+(Vbe3/Rsc)(1+R3/R4)

In acelasi timp in momentul scurt-circuitarii avem:

Isc=(Vbe3/Rcs)(1+R3/R4)

Din ultimele doua relatii se observa ca Isc<IOM si deci puterea disipata pe tranzistorul regulator in regim de scurt circuit este foarte mica.

Stiind ca IOM=1,17 mA si aleg Rsc+3,4 W RMG 1050 aT C

R3/R4=(IOM-VBES/Rsc)/(1/Rsc)(Vies+Vbe)=0,013

Isc=(VBE3/Rsc)(1+R3/R4)=0,162A

Se alege curentul prin R3si R4 astfel incit sa nu influenteze functionarea tranzistorului 3

IBM3=8,8 mA

Alegem IR3>>IBM3 1mA

I3=1mA

R3/R4=0,013

R3+R4=(Vies+0,3)/IR3 = 12,3 KW



R4 = 934 W

R3 = 12,14 W

Alegem valorile standardizate:

R3 RPM 3012 12,1W a C

R4 RPM 3012 931W a C

Stabilizatorul rezultat are in componenta un redresor care cuprinde:

Transformator 220V/15Vx5V I=0,25A

Punte redresoare de tip 1 PM 05

Condensator de filtraj

Calculul transformatorului

Calculam puterea absorbita in secundar.

Evaluam puterea absorbita in primar.

PP = PS / h

Pentru puteri mici 2…300 W vom considera h

PP = PS / h = 7.5/0.8 = 9.37 VA

Se calculeaza sectiunea miezului central.

Se calculeaza numarul de spire pe volt.

Daca f = 50 Hz T Bmax = 1.2 T si n0 44 / SFe

n0 = 44/4 = 11 spire/V , np = n0 UP = 11*220 =2420 si ns = 1.1 no US

nS2 = nS3 = 1.1 n0 US = 181.5 spire

Curentul in primar va fi:

IP = PP/UP = 9.37/220 = 0.042 A

Daca se admite o densitate de curent de maxim jmax = 3A/mm, atunci diametrul conductorului de bobinaj din primar si secundar va fi:

Aria ferestrei ocupate de primar AP[cm2] se poate gasi folosind coeficientul C daca bobinajul se face cu izolatie intre straturi AP = nP/C = 2420/2260 1.07 cm2.

Aria in secundar va fi:

AS = AS1 + AS2 = 2nS/C = 0.16 cm2

Aria totala va fi:

At = AP + AS =.123 cm2

Af = 3a2 - aria ferestrei de bobinaj

Factorul de umplere g = At / Af

Se recomanda ca forma sectiunii sa fie patrata deoarece in acest caz o spira va avea lungimea minima la o sectiune data. Parametrul a rezulta din relatia :

g = At/3a2 T

La sfarsitul acestor calcule se verifica daca bobinajul incape in fereastra transformatorului, pentru aceasta se calculeaza aria sectiunilor transversale. Alegem o tola care are dimensiunea de baza a = 14 mm si b = 0.35 mm.

Grosimea pachetului de tole se calculeaza astfel:

b[mm] = SFe[cm2] / 0.02 * a = 14.29

Pentru tole cu grosimea de g = 0.35 mm vom avea N = b/g = 41 tole


Acest redresor are urmatoarele avantaje:

Tensiunea inversa pe dioda este egala cu tensiunea din secundar care la aceeasi tensiune redundanta este jumatate din valoarea corespunzatoare redresorului cu priza mediana.

Transformatorul nu are nevoie de priza mediana fapt care simplifica constructia.

Filtrul este capacitiv si factorul ce caracterizeaza filtrul este g








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




Amplificator inversor sumator cu AdC
Centrale cu biomasa
Comutatia tranzistoarelor bipolare cu grila izolata (IGBT)
Amplificator de tensiune controlat
Anclansarea automata a alimentarii de rezerva (AAR)
Amplificator inversor sumator cu OTA
Tablouri electrice 400/230V-50Hz
EXEMPLE DE PROBLEME REZOLVATE




Termeni si conditii
Contact
Creeaza si tu