totul despre...SURSE(teorie,scheme,aplicatii)

[Vizitator smilex]

Multumesc pt. raspuns, marturisesc ca ma dezamageste putin, speram sa fi fost mai digerabil. Am concentrat si simplificat cat am putut. Mare greseala ar fi ca cel ce citeste sa plece de la premisa ca nu va intelege niciodata. Nimic mai fals. In plus, stabilitatea unei surse e foarte importanta. Eu am sperat sa initiez doar un prim pas. Macar ideea ca parte a stabilitatii este reteaua de reactie sa ramana.

[andreigradu]

Nu trebuie sa fiti dezamagit.Trebuie sa constientizati ca cei care scriu si urmaresc acest forum nu sunt in totalitate ingineri electronisti.Marea majoritate fac lucruri din placere si dragoste pentru crosetat.Prea putini au terminat electronica, multi sunt inca studenti sau elevi.Cei ce stiu cu adevarat electronica acu sunt angajati la firme de prestigiu, au salarii grase, conditii de lucru perfecte si nu ne urmaresc pe noi.In clipa asta dorm sau sunt undeva intr-un club sa se relaxeze. Am colegi din facultate care acum lucreaza pe salarii peste 1000euro la Siemens, Continental, Microchip, Freescale, ... si care mi-au spus clar ca nu pierd timpul cu astfel de forumuri, prefera sa se relaxeze total in timpul liber.

[Vizitator smilex]

Nu cred ca trebuiesc studii superioare in domeniu pentru a intelege asa ceva. Ale mele sunt in domeniu mecanic (tehnologia sudarii). Electronica a fost si ramane o pasiune (activitate profesionala prin conjunctura). Exista insa pentru doritori, multa documentatie. Trebuie doar curaj. Si ceva bani...Revenind la problema anterioara, presupunem un transformator care la iesire livreaza 16,5V iar in urma caderii de tensiune de pe puntea redresoare, avem 15V, redresat si nefiltrat (pulsatoriu). Grficul arata ca mai jos (1). Valoarea efectiva a tensiunii continue poate fi masurata si este de 15V dar varful se afla la 21,15V. Pentru cei 50Hz de la retea, avem 20 milisecunde (1/f) durata sinusoidei, iar a unei semisinusoide de 10 milisecunde. Aplicand insa un condensator la iesire, acesta se va incarca la varful tensiunii (fig 2). Daca la iesire exista un consumator, pe durata dintre semisinusoide condensatorul se descarca cu o tensiune ΔU si se reincarca la varf la urmatoarea semisinusoida. Valoarea ΔU este data de marimea curentului (intensitatii) si a condensatorului de filtraj (in acest caz timpul e 10ms). Δt a fost aproximat 10ms dar de fapt este intervalul „b”, intervalul „a” fiind cel in care se incarca condensatorul aproximarea astfel facuta (mai dezavantajos) asigurand o marja. Aceste chestiuni arata ca de fapt, inaintea stabilizatorului se va gasi o tensiune minima (Umin) peste care tensiunea nu poate fi stabilizata. In plus, elementul regulator (de obicei tranzistor bipolar, uneori darlington) are nevoie de 2-3V. Si ca sa fie mai interesant, toate sunt valabile la pierderi zero (imposibil). Pierderile pot fi calculate dar deloc simplu, de aceea inainte de a alege (proiecta) o solutie constructiva transformatorul, puntea si filtrul trebuie incercate la sarcina maxima iar rezultatele vor arata daca transformatorul poate sau nu sa asigure ce dorim.

[baza]

desi titlul postului mi se pare cam emfatic, recomand si eu o pagina cu seminariile firmei Unitrode, care a fost prin anii '70 un pionier in domeniul acesta: http://www.smps.us/Unitrode.html

 

( Unitrode producea circuite integrate pentru surse in tehnica comutatiei si oferea suport tehnic in realizarea lor cand conationalii nostri inca foloseau tuburile electronice in aparatura electronica )

 

Pentru cei care vor cu adevarat sa-si construiasca propria sursa in comutatie: dupa ce ati citit si inteles ce scrie acolo ( seminariile incep cu anul de gratie 1983 ) , va asigur ca veti reusi sa proiectati o sursa in comutatie, fara a mai fi nevoie sa cititi si altceva.

 

Pentru restul lumii: daca aveti nevoie de o sursa in comutatie, sfatul e sa va cumparati una de la chinezi. Sunt ieftine, mana de lucru acolo e aproape gratis.

[Vizitator smilex]

Si pentru ca vorbim de rezultate am sa iau un exemplu concret. Sa presupunem ca avem (cumparam, construim) un transformator care asigura (teoretic) o tensiune de 30Vca la 10A, iar noi dorim un stabilizator de 5-28V la 10A. Montam puntea (preferabil 15-20A) si condensatorul (sa zicem 20000μF/50V). In gol, tensiunea se va ridica undeva la 42V la care, tinand cont de pierderi, putem pune un rezistor de 3,6 ohmi (400W), pentru a obtine 10A. Pentru cei 20000μF, la 10A si un timp de 10ms, variatia de tensiune este de 5V deci +/-2,5V fata de tensiunea mediata de un voltmetru. Daca la cei 28V necesari adaugam 3V pentru regulatorul serie si 2,5V din variatia tensiunii de pe cond, Obtinem o tensiune minima de 33,5V. Daca cu sarcina montata, tensiunea masurata cu voltmetrul este de minim 34V pe condensatorul de filtraj, atunci ansamblul traf+punte+cond poate asigura cei 28V stabilizati, la 10A (sau mai bine zis la curentul ce poate fi citit prin rezistor). Sigur, un astfel de rezistor e greu accesibil dar cum zicea dl. silicipi, se poate face dintr-o rezistenta de resou 2000W, punand in paralel sectiuni ale acesteia. Merita efortul. Fac aici o mentiune, capacitatile parazite ale diodelor trebuiesc suntate cu condensatori (in practica, 0,1μ), in caz contrar, oscilatiile rezultate incaleca timpii de comutatie incalzind suplimentar puntea si introducand un „brum” pe alimentare ce poate fi „simtit” de un ampliu, de exemplu. Sigur, cele de mai sus nu tin tocmai de stabilizatoare, dar daca se vor lua in considerare solutii constructive ar fi bine sa pornim de la premisa ca tensiunea din fata stabilizatorului este asigurata, nu sa se calculeze mereu acest lucru. Tensiunea minima necesara din fata stabilizatorului va fi considerata cea mai mica (conform ΔU) de pe condensatorul de filtraj.

[Vizitator smilex]

Cred ca asta e cea mai simpla forma de stabilizator. Se poate folosi pana la 1A (?). Pentru proiectarea lui ar trebui luate in considerare datele tranzistorului folosit, mai ales factorul de amplificare (hFE) la curentul dorit si temperatura minima posibila. Aflat din datasheet-ul tranzistorului, factorul de amplificare imparte curentul dorit si se obtine curentul necesar in baza (Ib), care trebuie asigurat de rezistorul R: [(Uin-Uz)/R]≥Ib. Tensiunea la iesire este Uout=Uz-Ube≈Uz-0,7V. Puterea disipata pe tranzistor este (Uin-Uout)Ic. Protectia este o simpla siguranta la intrare. La scurtcircuit, curentul de varf este dat de Uin/R care se inmulteste cu factorul de amplificare la acel curent. Puterea pe R: (Uin-Uz)²/R. Puterea pe zenner: [(Uin-Uz)/R]Uz

Un exemplu. Uin=16V; Uout=10V; I=1A; tranzistor BD441 avand hFE=100/1A

Curentul necesar in baza: Ib=10mA

Dioda zenner 11V (Uout=10,3V)

R=(16-11)/0.01=500 ohmi vom alege 220 ohmi (1/2) ca sa fim siguri ca asiguram Ib

Puterea pe tranzistor: (16-10,3)1=5,7W

Puterea pe R: (16-11)²/220=0,11W

Puterea pe zenner: [(16-11)/220]11=0,25W

La scurt Ib=16/220=72mA Ic=aprox 2A (conf. datasheet) cu mentiunea ca siguranta fuzibila trabuie sa se arda rapid, puterea disipata in acest regim fiind f. mare (32W) iar curentul crescator cu temperatura.

[Vizitator smilex]

O varianta modificata este cea cu un condensator in baza. Ofera un raspuns mai bun la variatii bruste ale sarcinii. La scurt, resursele existente in baza, datorate condului, pot distruge tranzistorul, dar solutia e preferata in amplificatoare de mica putere (de exemplu) datorita raspunsului bun. Teoretic, astfel de stabilizatoare se pot construi pt. orice curent, dar la curenti mai mari cresc puterile disipate pe elementele de comanda. Pentru a folosi puteri mici in comanda si curenti mari de sarcina se pot utiliza tranzistoare compuse. Mai jos, structura unor tranzistoare compuse (darlington) si variante. La varianta b, in locul diodei zener se utilizeaza TL431 care este de fapt un zener programabil. Varianta c este mai precisa in stabilizare, informatia fiind preluata direct de la iesire.

[Vizitator smilex]

Variatiile de tensiune din fata stabilizatorului duc la variatii de curent de comanda in baza. Pentru ca acest lucru sa nu se petreaca, se folosesc pentru comanda generatoare de curent constant. Mai jos cateva variante, cea mai raspandita fiind a. Varianta b este identica ca mod de calcul (pe jpeg conform a). Varianda c este o oglinda de curent, mai putin utilizata in practica datorita necesitatii imperecherii foarte precise, dar prezenta in componenta integratelor.

[Vizitator smilex]

Pentru a proteja la supracurent tranzistorul de putere se foloseste o configuratie (1) in ganul celei de mai jos. Dupa cum se vede, limitarea (2) seamana cu generatorul de curent constant, varianta b. De multe ori, rezistorul de putere este bobinat si prezinta o inductanta apreciabila, de aceea, la o variatie brusca a sarcinii, pe el se va gasi un varf de tensiune ce poate strapunge jonctiunea BE a BC-ului. Pentru limitare, se poate introduce un rezistor de cativa ohmi. Acesta poate fi marit, dar datorita capacitatii BC-ului (sau alt tranz.), poate apare o intarziere in comanda de blocare ce poate duce la strapuncerea BDW-ului prin cresterea curentului. In acest caz, rezistorul din baza tranzistorului (BC) trebuie suntat cu un condensator (0,1μ) ce invinge usor capacitatea parazita. Marirea rez. din baza se practica atunci cand tranz. (BC) are nu doar rolul de citire a curentului, cum se va vedea.

[Vizitator smilex]

Si o solutie ce cuprinde cele anterioare. In paralel cu tranzistorul de putere se monteaza o dioda in sens invers pentru ca la decuplarea de la retea tensiunea de pe condul de iesire sa nu alimenteze invers tranzistoarele insa in cazul BDW83 exista aceasta dioda incorporata (ca si la majoritatea darlington).

[RockDok]

Cu voia d-voastra, nu putem strecura pe aici si cite ceva despre invertoare rezonante?

[Vizitator]

cu o documentatie,personal nu am depanat asa ceva

[Vizitator]

si o aplicatie pe care am vazut-o intr-un tv lcd

[Vizitator smilex]

Fara a fi incheiat ce doream sa zic despre stab. liniare, spun ce stiu despre rezonante pentru ca e atat de putin, incat voi termina repede. Structura seamana cu a unei surse normale cu deosebirea ca in primar se introduce un circuit rezonant, cu frecventa sursei, obtinand o forma sinusoidala a tensiunii (curentului) pe primar, ceva in genul fig. mai jos. Se realizeaza astfel, pierderi mult mai mici pe traf si elementele de comutatie care nu comuta in forta ci doar "injecteaza" energie in oscilatie. Frecventa este determinata de L si C dar inductanta primarului o influenteaza. Inductanta primarului e mare in gol si mica in sarcina mare (tinde catre zero la scurt in secundar). Personal, am vazut doua abordari:1) Sursa se proiecteaza pentru sarcina mare (inductanta primar mica) iar odata cu scaderea puterii scade si randamentul.2) Sursa se proiecteaza pentru putere mica (medie) iar odata cu cresterea puterii (curentului in secundar), se modifica frecventa oscilatorului de tact a sursei, in sensul cresterii ei, pentru a mentine rezonanta si implicit randamentul.Cam prea multa bataie de cap pentru cateva procente castigate, zic eu. Nu m-am incumetat sa construiesc asa ceva si nici nu cred ca voi avea timpul si motivatia s-o fac. In acelasi timp, 5 procente la 1kW inseamna 50W... E ceva.

[Vizitator smilex]

Revenind la surse liniare, amintesc ca pentru puteri (curenti) mari se pot pune in paralel mai multe tranzistoare obtinand un tranzistor echivalent dar mai "tare". Pentru egalizarea curentilor se folosesc in emitor reostate de ordinul zecimilor de ohmi. Egalizarea e necesara deoarece, datorita imperfectiunilor, tensiunile de pe jonctiunea BE difera de la un tranzistor la altul pentru acelasi curent de emitor. Astfel, daca presupunem o diferenta de 50mV (destul de mare) la un curent de 3A prin tranzistoare, la o rez. de 0,1 ohm, diferenta va fi fortata la 0,05/0,1 adica 0,5A deci la 3A printr-un tranzistor, celalalt va avea 3,5A. Iar exemplul este exagerat un pic. Sigur, este de preferat a se folosi acelasi tip de tranzistor, preferabil de acelasi producator si daca se poate din acelasi lot de fabricatie (cumparate toate odata). Nu exista limita la nr. tranzistoare montate astfel. In practica, nr. lor este determinat de puterea disipata care nu trebuie sa depaseasca (nici macar sa atinga) datele de catalog. De exemplu, 2N3055 disipa la 100gradeC, 60W. Acceptam 50W, iar pentru o sursa ce debiteaza 300W maxim pe elementul regulator, folosim 6 buc. daca avem convingerea ca nu se depasesc 100grade.