Jak zacząć obliczenia dla układu zasilacza po zakupie gotowej płytki?
Re: pomocy...
From: refuse <refuse_at_nospam_wp.pl>
Subject: Re: pomocy...
Date: Sat, 20 Apr 2002 21:18:57 +0200
On Sat, 20 Apr 2002 11:16:10 GMT
jfox_at_nospam_poczta.onet.pl (J.F.) wrote:
On Fri, 19 Apr 2002 14:32:51 +0200, refuse wrote:
Coż, leniłem się i kupiłem układ. Uczniowie którzy wzieli tematy prac od innych
nauczycieli dostali od razu gotowy schemat. Czy jestem niepracowity, bo nie
posiedziałem z wiaderkiem z chlorkiem żelaza i nie polutowałem gotowego schematu ?
Zaraz - czegos nie rozumiem - to w koncu kupiles [ale w zasadzie co]
czy sie napracowales ? :-)
Kupiłem polutowaną płytkę, poskładałem cały zasilacz.
Ma ktoś jakieś wskazówki chociaż od czego zacząć wyliczać ten układ ?
--
Refuse
From: "Marek Dzwonnik" <mdz_at_nospam_message.pl>
Subject: Re: pomocy...
Date: Sun, 21 Apr 2002 00:23:33 +0200
Użytkownik "refuse" <refuse_at_nospam_wp.pl> napisał w wiadomości
news:20020420211857.4a9255c2.refuse_at_nospam_wp.pl...
Ma ktoś jakieś wskazówki chociaż od czego zacząć wyliczać ten układ ?
https://www.elektroda.pl/warsztatowe/zasilaczstab0-30v3a.html
No dobra! Przynajmniej z grubsza:
-----------------
US1D
Ten wzmacniacz wraz z diodą Zenera spełnia rolę żródła napięcia odniesienia.
W układzie występuje oba rodzaje sprzężeń zwrotnych:
- dodatnie przez dzielnik R1/R2
- ujemne zrealizowane na elementach D5, R3
Dopóki napięcie wyjściowe wmacniacza jest mniejsze od 5.6V to sprzężenie
ujemne praktycznie nie istnieje (dioda D5 nie przewodzi). Dominujące
sprzężenie dodatnie powoduje narastanie napięcia wyjściowego aż do uzyskania
stanu przewodzenia diody zenera. Przepływ prądu przez D5 i R3 powoduje
pojawienie się sprzężenia ujemnego a w konsekwencji ustalenie stanu
równowagi.
Analizując układ ze wzm. operacyjnym (WO) można w pierwszym przybliżeniu
przyjąć, że w stanie ustalonym napięcia na obu jego wejściach (odwarcającym
czyli INV(-), oraz nieodwracającyn czyli NONINV(+)) są sobie równe. W
rzeczywistości istnieje tam niewielka różnica, która po pomnożeniu przez
wzmocnienie WO (duże! np. ku=100000) decyduje o napięciu wyjściowym
wzmacniacza.
Zatem przyjmujemy w przybliżeniu, że Vu1d(-) = Vu1d(+).
Skoro tak to spadek napięcia na R1 ( ozn. U(R1) ) jest równy napięciu
przewodzenia diody Zenera U(D5) = 5.6V
Następnie wyliczamy prąd I(R1) oraz U(R2) = I(R1)* R2 .
Stąd już wiemy jakie jest napięcie wyjściowe wzmacniacza, czyli naszego
źródła referencyjnego.Uref= U(R1)+U(R2)
Przy okazji, wiedząc że w przybliżeniu U(R2)=U(R3) możemy policzyć prąd
jaki płynie przez D5: I(D5) = U(R3) / R3.
Zwróć uwagę, że prąd I(D5) zależy tylko od R1,R2,R3,D5 a nie zależy od
(niestabilizowanego!) napięcia zasilania WO. a to decyduje o stabilności
źródłą napięcia odniesienia.
Z suwaka P1 pobieramy Uref2= (k=0...1)*Uref jako napięcie odniesienia dla
wzmacniacza błędu.
-----------------
U1C
Wzmacniacz błędu.
Na U1C(+) podajemy Uref2 - czyli napięcie odniesienia - to jakiego
oczekujemy na wyjściu.
Na U1C(-) podajemy (część) napięcia pobranego z wyjścia zasilacza. Część
tzn. tyle ile wynika z dzielnika R6,R7: m=R7(R6+R7).
Wyjście wzmacniacza U1C steruje tranzystorami T1 i T2 a te przez niewielki
rez. R14 zasila bezpośrednio wyjście całego układu.
O tranzystorach T1,T2 da się powiedzieć tyle pracują jako wtórnik emiterowy
w układzie Darlingtona. Czyli:
- prąd potrzebny do wysterowania bazy T1 jest duuużo mniejszy od prądu
emitera T2 (dużo tzn. ok. betaT1*betaT2)
- ze względu na spadki napięcia na złączach Ube, potencjał emieter T2 jest
ok. 1.4V niższy od pot. bazy T1.
Do omówienia załóżmy na początek, że napięcie wyjściowe wzmacniacza błędu
Uu1c(out) jet równe 0. T1 i T2 mamy zatkane. stąd na wyjsciu też jest
zero. A tym samym we. odwracającym (-) U1C.
Ponieważ na we (+) mamy podane napięcie odniesienia to napięcie różnicowe
na we. WO:
Uu1c(+) - Uu1c(-) >> 0
co po wzmocnieniu przez Ku wzmacniacza powoduje wzrost napięcia wyjściowego
U1C(out).
W konsekwencji zostają wysterowane T1 i T2 i pojawia się narastające
napięcie na wyjściu całego układu. Nazwijmy je sobie Uout.
m*Uout wraca na wejście odwracające wzmacniacza błędu. W miarę wzrostu
napięcia wyjściowego będzie malała różnica potencjałów Uu1c(+) - Uu1c(-) -
w przybliżeniu aż do momentu ich zrównania.
Wówczas napięcie na wyjściu zasilacza będzie równe Uout = (1/m)*Uref2 = k/m
Zwróć uwagę, że dzięki działaniu ujemnego sprzężenia zwrotnego wartość Uout
nie zależy m.in. od spadków napiecia na złączach BE tranzystorów (zależnych
od temperatury!), a także od spadków napięcia na R5 a także R14 - pełniącym
rolę bocznika mierzącego prąd obciążenia. Wartość napięcia na wy U1C ustali
się taka aby uzyskać napięcie wyjściowe zasilacza o wartości niezbędnej do
uzyskania minimalnego napięcia różnicowego na we. wzmaczniacza błędu.
--------------------
U1B - układ ogranicznia prądu
Przyjrzyjmy sie jak działa układ mierzący płynący prąd wyjściowy. (R14, P2,
PR1, R12, D7)
Przy braku obciązenia (Iout=0) mamy U(R14) = 0
Anoda D7 znajduje się na poziomie Uout a ponieważ płynie przez nią prąd
(przez R12 do masy) to katoda D7 ma potencjał:
Ud7kat = Uout-Uf
czyli ok. 0.7V poniżej napięcia wyjściowego zasilacza (Uf - napięcie
przewodzenia diody)
Napięcie (wzgl. masy) zbierane z suwaka P2 (ozn. Uu1b(-) ) mieści się gdzieś
'pomiędzy' - załóżmy, że 0.6V poniżej Uout.
W miarę wzrostu prądu obciażenia (Iout) będzie rósł spadek napięcia na R14 a
za tym będzie się podnosił potencjał suwaka P2. Przy przepływie prądu (przy
założonym ustawieniu P2,PR1) Iout=3A nastąpi zrównianie potencjałów Uout i
Uu1b(-)
Wzmacniacz U1B jest sterowany różnicą napięć Uu1b(diff) = ( Uout -
Uu1b(-) )
Dopóki Iout jest mniejszy od wartości progowej, dopóty Uu1b(diff) > 0
Napięcie wyjściowe U1B osiąga max. wartość bliską napięciu zasilania (wzm.
ulega nasyceniu), ale ze względu na spolaryzowaną zaporowo diodę D6 nie
wpływa to na pracę wzmacniacza błędu U1C.
Po przekroczeniu progowej wartości Iout ulega zmianie znak
Uu1b(diff) = ( Uout - Uu1b(-) < 0
Wzmacniacz U1B odpowiada obniżeniem napięcia wyjściowego Uu1b(out) . Dioda
D6 zostaje spolaryzowana w kierunku przewodzenia co powoduje wymuszone
ściągnięcie w dół potencjału bazy T1 (dzięki istnieniu R5 nie grozi
uszkodzenie U1C). Malejące w efekcie napięcie wyjściowe Uout powoduje
ograniczenie prądu wyjściowego.
---------------------
U1A - komparator
Najprostsza część urządzenia. - komparator porównujący napiecie wyjściowe
wzmacniacza U1B z napięciem odniesienia
Uref3 = ok. 2/3*Uzasilania (z dzielnika R8,R9)
Dopóki nie działa ograniczanie prądu Uu1b(out) > Uref3 i led D4 nie świeci.
Gdy zadziała ograniczanie prądu, potencjał wyjściowy Uu1b(out) zmaleje
poniżej Uref3 w wyniku czego komparator U1A porównujący te napięcia zaświeci
LEDa D4.
-------------------
Uwagi:
- Wyjaśnienie działania pętli sprzężenia zwrotnego ma siłą rzeczy charakter
łopatologiczny i bardzo uproszczony i zakłada że:
- WO są idealne tzn. mają bardzo duże wzm. różnicowe i pomijalne
wzm. sumacyjne
- w związku z tym dopóki wzmacniacze pracują w zakresie liniowym to
można przyjąć, że U(-)=U(+)
- wszystko dzieje się statycznie
- Rezystory R4, R10, R11 mają za zadanie skompensowanie wpływu niewielkiego
prądu polaryzującego wejścia WO. Dobiera się je tak, aby oba wejścia WO
widziały w przybliżeniu takie same rezystancje.
Tyle powinno Ci wystarczyć do zrozumienia działania układu a następnie do
wygenerowania sensownego opisu projektu. Jeżeli czegoś nie rozumiesz to
pozostaje Ci tylko:
GOTO czytelnia
FIND cos_z_klasyki
Pod pojęciem klasyki rozumiem np.
"Układy półprzewodnikowe" U.Tietze, Ch. Schenk
"Sztuka elektroniki", Hill, Horowitz
lub coś podobnego.
MDz
P.S. Mam nadzieję, że nie nagadałem głupot, ale zaczynam już trochę
przysypiać :-(
From: "GG" <gayosek_at_nospam_poczta.onet.pl>
Subject: Re: pomocy...
Date: Sun, 21 Apr 2002 19:18:09 +0200
Użytkownik "Marek Dzwonnik" <mdz_at_nospam_message.pl> napisał w wiadomości
news:a9spkd$rlq$1_at_nospam_news.tpi.pl...
[...]
O tranzystorach T1,T2 da się powiedzieć tyle pracują jako wtórnik
emiterowy
w układzie Darlingtona. Czyli:
- prąd potrzebny do wysterowania bazy T1 jest duuużo mniejszy od prądu
emitera T2 (dużo tzn. ok. betaT1*betaT2)
- ze względu na spadki napięcia na złączach Ube, potencjał emieter T2
jest
ok. 1.4V niższy od pot. bazy T1.
Gdyby zastosować jako T1 i T2 tranzystory pnp (odpowiednio połaczone),
dodatkową diodę w szereg z R5 bo Uwy_max(WO)~=Uzas-1,5V oraz zamienić
wejścia WO spowodowałoby to podniesienie się maksymalnego napięcia
wyjściowego zasilacza (o ~2V).
Jaką przewagę ma zastosowanie tranzystorów npn i tym samym ich roli
wtórników (zamiast wzmacniaczy WE dla tranzystorów pnp)? (układ
kontroli prądu zakładam że nie istnieje)
--------------------
U1B - układ ogranicznia prądu
Dziwnie to zrobione. Skala regulacji prądu nie będzie się pokrywała dla
niskich i wysokich napięć wyjściowych ze względu na zależność Ud od Id.
Ja bym po prostu dołączył dolną nogę R12 do Uwy (czyli do okładki +
kond. C3) dobierając jego wartość, oraz wyrzucił diodę D7. Czyli po
prostu dzielnik napięcia z R14.
--
Grzesiek Gajewski
gayos_at_nospam_interia.pl
PS. "Łopatologia" jest w porządku ;-)
From: "Marek Dzwonnik" <mdz_at_nospam_message.pl>
Subject: Re: pomocy...
Date: Sun, 21 Apr 2002 20:36:00 +0200
Użytkownik "GG" <gayosek_at_nospam_poczta.onet.pl> napisał w wiadomości
news:a9usdv$bnt$1_at_nospam_news.onet.pl...
https://www.elektroda.pl/warsztatowe/schematyideowe/zasilaczstab0-30v3a.gif
--------------------
U1B - układ ogranicznia prądu
Dziwnie to zrobione. Skala regulacji prądu nie będzie się pokrywała dla
niskich i wysokich napięć wyjściowych ze względu na zależność Ud od Id.
Ja bym po prostu dołączył dolną nogę R12 do Uwy (czyli do okładki +
kond. C3) dobierając jego wartość, oraz wyrzucił diodę D7. Czyli po
prostu dzielnik napięcia z R14.
Tak się nie da :-(
Układ (P2,PR1,D7,R12) wprowadza (prawie) stały offset kompensowany przez
spadek napięcia na R14.
Chcąc tak zrobić jak piszesz musiałbyś wprowadzić dodatkowe napięcie
odniesienia dla komparatora, czyli jakieś 0.1..0.5V powyzej Uout. Też
kłopotliwe - zwłaszcza przy szerokim zakresie zmian Uout.
Myślałem, żeby zrobić to po swojemu wywalając D7 i dając zamiast R12 źródło
prądowe (czerwony LED jako referencja + npn). Ale układ oryginalny
gwarantuje, że ograniczenie prądowe zadziała aż do Uout bliskiego zeru. A to
co ja chciałem zrobić , zatrzaśnie się po zejściu z Uout poniżej poziomu
nasycenia źródła prądowego. Przy zwarciu na wyjściu:
- na żródle zostanie kilkaset mV = Uu1b(-),
- Uout=0=Uu1b(+)
-> Uu1b(out) = 'L'
-> T1,T2 zatkane
-> Uout=0.
-> Mamy stan stabilny z którego układ się już nie podniesie o własnych
siłach :-(
A poza tym to miał być 'zasilacz stabilizowany z ograniczeniem prądowym' a
nie 'precyzyjne źródło napięciowo-prądowe' ;-)
MDz
From: "GG" <gayosek_at_nospam_poczta.onet.pl>
Subject: Re: pomocy...
Date: Sun, 21 Apr 2002 23:17:39 +0200
Użytkownik "Marek Dzwonnik" <mdz_at_nospam_message.pl> napisał w wiadomości
news:3cc3061c_at_nospam_news.home.net.pl...
Tak się nie da :-(
Układ (P2,PR1,D7,R12) wprowadza (prawie) stały offset kompensowany
przez
spadek napięcia na R14.
Chcąc tak zrobić jak piszesz musiałbyś wprowadzić dodatkowe napięcie
odniesienia dla komparatora, czyli jakieś 0.1..0.5V powyzej Uout. Też
kłopotliwe - zwłaszcza przy szerokim zakresie zmian Uout.
Jarzę.
Nie zastanawiałem się wcześniej zbyt długo...
--
Grzesiek Gajewski
gayos_at_nospam_interia.pl