Словацький сільськогосподарський університет у Нітрі Технологічний факультет Кафедра електротехнічної інформатики та автоматики Мережеві джерела живлення Завдання № 1 2009

сільськогосподарський

Транзисторний стабілізатор Транзисторні стабілізатори використовуються для стабілізації напруги при більшому струмі, який тягне навантаження. Будь-який такий стабілізатор повинен включати захист від перевантаження. До вихідної напруги відноситься наступне: U 2 = UZ + U BE В конструкції повинні враховуватися граничні параметри транзистора - максимальне значення струму колектора I cmax I Bmax - максимальне значення базового струму U CEmax - максимальне значення колектора напруга - випромінювач P cmax - максимальне значення втрат колектора TIZU i R i = R ZD UZU BE UZRZ Рис.: Транзисторний стабілізатор

Завдання на розробку No1: Схема підключення Рис. № 1: Односторонній випрямляч На рис. 1 ви можете побачити форми сигналів напруги схеми з одностороннім випрямлячем. Перший курс показує хід напруги на вторинній обмотці трансформатора, амплітуда якого становить приблизно 15 В. Другий хід - це хід напруги, виміряної за діодом випрямляча. Як видно, діод спрямовує лише позитивну напівхвилю змінної напруги, яка залежить від його підключення в ланцюзі. Також видно невелике зменшення амплітуди напруги на 0,785 В. Величина падіння амплітуди залежить від величини внутрішнього опору діода, при якому потім відбувається падіння напруги. Струм, що протікає через діод, становить приблизно 1/3 його вольт-амперної характеристики.

Схема підключення мостового випрямляча: Рис. No 2: Двосторонній випрямляч На рисунку № 2 показані криві напруги ланцюга з двостороннім випрямлячем. Перша крива показує хід змінної напруги на вторинній обмотці трансформатора з амплітудою приблизно 15 В. Другий курс показує напругу, виміряну на виході двостороннього випрямляча, і така ж напруга також є на навантажувальному резисторі. Величина цієї напруги становить 13,393 В. Знову ж, як і в попередньому прикладі, спостерігається падіння напруги на діодах і, отже, зменшення амплітуди 1,552 В, що приблизно вдвічі більше, ніж у одностороннього випрямляча. Схема з двостороннім випрямлячем, на відміну від одностороннього, випрямляє обидві амплітуди змінної напруги. Струм, що протікає через діоди, становить приблизно 1/3 їх вольт-амперних характеристик.

Рис. No3: Вплив опору навантаження на вихідну напругу Величина вихідної напруги головним чином залежить від твердості джерела живлення. При невеликому внутрішньому опорі джерела величина опору навантаження майже не впливає на вихідну напругу, змінюється лише величина струму. Насправді ідеального джерела живлення не існує, тому чим менший опір навантаження, тим менша вихідна напруга і вищий струм, який випливає із закону Ома. При зміні розміру навантажувального резистора R Z зміни вихідної напруги більш реалістичного джерела (внутрішній опір джерела 250 мОм) можуть виглядати так. Рис. 4: Вплив опору навантаження на вихідну напругу більш реалістичного джерела

Задача No2: Схема підключення: Φ 1 дуги Φ + 1 C 1+ Φ 2πfR Z.ln 1 Φ Після заміни: 0,05 1 дуги 0,05 + 1 C = 859,234µF 1+ 0,05 2π.50.100. Ln 1 0,05 Найближчий більший стандартне значення конденсатора 1000мкФ. Рис. №5: Хід вихідної напруги та відфільтрованої напруги На основі побудованого графіку отримуємо значення напруги: U max = 15,598 В; U хв = 14,385 В, U АВ = 14,9915 В U 0,6065 Тоді відповідно до співвідношення Φ = = = 0,04046 де U = Umax БЛА = 15 598 14,9915 = 0, 6065 В U АВ 14,9915 коефіцієнт фільтрації становить Φ = 4%, що відповідає необхідним значенням. На малюнку 5 представлена ​​приблизна крива вихідної напруги.

6: Зарядний струм конденсатора На рисунку 6 показана крива зарядки конденсатора, яка показує великі струми зарядки, які необхідно враховувати при проектуванні трансформатора і всього випрямляча. Зі збільшенням ємності зарядні струми також збільшуються. Рис. 7: Вплив зміни опору навантаження на пульсації вихідної напруги На рис. 7 показано пульсації вихідної напруги внаслідок зміни опору навантаження. Чим менший опір навантаження, тим більша пульсація. Це явище спричинене тим, що між проходженням позитивної та негативної хвиль напівнапруги вся енергія, яку приймає навантаження, відкачується з конденсатора фільтра. Це означає, що зміна струму, навантаженого навантаженням, також змінює кількість енергії, що витягується з конденсатора. Через те, що конденсатор здатний поглинати лише певну кількість заряду, залежно від його ємності, отже, швидкість його розряду буде залежати від струму, що тягнеться навантаженням, отже пульсація вихідної напруги буде залежати від навантаження.

Завдання No3: Схема підключення: Відповідно до співвідношення, значення послідовного опору U CC U Z 15.605 7 R S = = = 160Ω. I 0,05 Z max Рис. No 8: Занадто велике значення опору R S У нижній частині Рис. № 8 хід стабілізованої вихідної напруги можна побачити за допомогою стабілітрона. Однак його розмір занадто малий, тобто. приблизно 6 В. Послідовний опір діода RS і опір навантаження RZ разом утворюють резистивний дільник напруги, який занадто зменшує значення напруги, тому необхідно розрахувати максимальну RS, яка є досить малою, щоб діод стабілітрона міг зробити свою роботу, щоб стабілізувати напругу до необхідної межі максимум 7В і в той же час не повинен перевищувати струм через діодний межу 0,05А. Ми припускаємо, що стабілітрону потрібна вища напруга, ніж стабілітрону, оскільки на ньому є певне падіння. Тому я вибрав напругу 8В за допомогою стабілітрона зі стандартним значенням стабілітрона 6,8В. RZ U R Z = U CC RD + RZ Після регулювання отримуємо: R S max (U CC RZ) (U R R) (15 605 100) (8 100) Z Z = = = 87, 5 Ом U 8 RZ

Ми вважаємо, що поточне значення не перевищує вказане значення, тобто 0,05 А, тому вибираємо найближче менше стандартне значення опору 82 Ом. Модифікована схема підключення: Рис. No.9: Правильне значення опору R S Як видно на малюнку, значення стабілізованої напруги становить близько межі 6,8 В, тобто значення зазначеного опору є правильним. Правильність значення опору доводить також наступний малюнок, крива якого показує хід струму через стабілітрон. Його значення становить близько 0,039А.

Рис. No.10: Струм, що проходить через діод стабілітрона. Преміум відповідь: Рис. No.11: Вплив коефіцієнта фільтрації на величину вихідного навантаження Чим краще відфільтрована вихідна напруга, тим менше її пульсація, але струм, взятий від джерело збільшується, не кажучи вже про стрибки струму під час початкової зарядки конденсатора.

Висновок З розпорядження випливає, що навіть при проектуванні простого стабілізованого джерела, реалізованого лише з декількома компонентами, необхідно враховувати низку аспектів. Перш за все, це втрати на діодах випрямляча, потім правильний вибір конденсатора фільтра, щоб не перевантажувати джерело і в той же час він досить ефективний для фільтрації напруги в необхідному діапазоні пульсацій. Нарешті, це вибір правильного стабілізуючого елемента схеми щодо сили струму, навантаженого навантаженням. Все це повинно враховуватися при проектуванні трансформатора, який також повинен протистояти стрибкам струму при зарядці конденсатора фільтра і одночасно повинен забезпечувати досить велику напругу, щоб сума окремої напруги падала, необхідну напругу на виході джерело.