سوئیچینگ رگولاتور 75 وات
لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه:37
جهت اخذ مدرک کاردانی
برق- الکترونیک
چکیده :
یک رگلاتور ولتاژ مودری است که یک ولتاژ تقریبا” ثابت را به عنوان ورودی دریافت می کند و به عنوان خروجی ولتاژی پایین تر از ولتاژ اولیه تحویل می دهد که این ولتاژ خروجی در برابر محدوده مسیعی از تغییرات بار خروجی و یا ولتاژ ورودی ثابت می ماند و ب اصطلاح گوله شده است – البته در بعضی از انواع منابع تغذیه suntching ولتاژ خروجی حتی بالاتر از ولتاژ ورودی نیز هست . یک منبع تغذیه ولتاژ ac را از منبع تحویل می گیرد و آن را کویی کند و سپس با استفاده از متغیر مناسب ورودی IC رگو لاتور فراهم می شود و در خروجی ولتاژ گوله شده را خواهیم داشت .
Ic های رگولاتور ولتاژ در محدوده وسیعی از ولتاژهای خروجی موجود هستند . این Icها همچنین می توان برای هر ولتاژ خروجی دلخواه با انتخاب مقاومتهای خروجی مناسب بکار برد .
بلاگ دیاگرام یک منبع تغذیه معمولی در شکل نشان داده شده است . ولتاژ متناوب موجود (معمولا” 120v) به یک ترانسفورماتور متصل شده است که سطح ولتاژ را بالا یا پایین می آورد ( معمولا” در مدارها ولتاژهای پایین مورد نیاز است ) ولتاژ خروجی ترانسفورماتور به یک یکسو ساز نیم موج یا تمام موج ( عموما” تمام موج ) دیودی متصل است . خروجی یکسو ساز به یک فیلتر مناسب متصل است تا تغییرات و متاژاین ناجیه نرمتر شود . این ولتاژ که با ripple یا اعد جاج همراه است به عنان ورودی یک IC رگولاتور ولتاژ مورد استفاده قرار می گیرد خروجی این IC ها در برابر تغببرات وسیع جریان با اعد جاج معیار کم همراه است.
* فیلتر ها
وجود مدار در یکسو ساز برای تبدیل ولتاژ متناوب ورودی با میانگین صفر به سیگنال و تعارضی که میانگین غیر صفر داشته باشد ضروری است . اما خروجی مدار یکسو ساز به هیچ وجه یک سیگنال dc خاص نیست البته برای مداری مانند شارژ کننده باطری ماهیت نوسانی سیگنال تا زمانی که سطح dc آن به شارژ معقول باطری بیان جامد اهمیت چندانی نخواهد داشت اما برای مداری مانند ضبط یک 1 رادیو فرکانسهای غیر صفر موجود در ورودی در کار مدار اختلال ایجاد خواند کرد برای همین منظور ولتاژ تولید شده باید سپار نوح ترو دارای تغییرات کم تو نسبت به خروجی مدار مدار یکسو ساز باشد.
p-( 10)
*دکو لاسیون و ولتاژ ripple
در این قسمت به طراحی چند معیار برای مقایسه کیفیت کار مدارهای فیلتر می پردازیم : شکل 2= یک خروجی فیلتر ساده را نشان می دهد . خروجی این فیلتر دارای یک سطح dc و مقداری اعدجاج) ( ripple می باشد اگر چه باطری عموما” دارای خروجی dc می باشد اما ولتاژ dc حاصل از یک سو سازی و فیلترینگ یک منبع متناوب دارای اعد جاج خواهد بود . هرچه مقدار این اعدجاج ها به نسبت سطح dc کمتر باشد عملکرد مدار بهتر ارزیابی می شود .
فرض کنید بوسیله یک ولتمتر ولتاژ dc و ac سیگنال خروجی را اندازه بگیریم . در این صورت تعریف می کنیم :
1-
* رگولاسیون ولتاژ ( voltage regulation)
عامل مهم دیگر ارزیابی کیفیت عملکرد بیک رگولاتور ولتاژ مقدار تغییرات ولتاژ خروجی در محدوده عملیاتی مدار می باشد . ولتاژ خروجی هنگامی که از خروجی مدار جریانی کشیده می شود کمتر از حالت بی باری است . مقدار تییرات ولتاژ خروجی در حالت بی باری و یا بار کامل مورد توجه بسیار فرد ااستفاده کننده از منبع تغذیه خواهد بود . این وجه عملکرد مدار با استفاده از تعریف زیر سنجیده می شود .
2-
اگر مقدار ولتاژ بی باری با ولتاژ بار کامل مساوی باشد V.R برابر صفر خواهد بود که بهترین حا لت ممکن است . این مقدار نمایانگر این است که منبع تغذیه مورد نظر یک منبع تغذیه ایده آل است که در آن ولتاژ خروجی مستقل از جریان کشیده شده از منبع است . ولتاژ خروجی بسیاری از منابع با افزایش جریان خروجی آنها کاهش می یابد . هر چه مقدار کاهش این ولتاژ کوچکتر باشد درصد r.v کمتر است و عملکرد منبع تغذیه بهتر ارزیابی می شود .
* ضریب اعوجاج سیگنال یکسو شده:
اگرچه ولتاژ یکسو شده، یک سیگنال فیلتر شده نیست اما به هر حال دارای یک جزء dc و یک جزء ac است. بنابراین ما میتوانیم این مقادیر dc و ac را محاسبه کرده و ضریب اعوجاج سیگنال یکسو شده نیم موج یا تمام موج را محاسبه کنیم. محاسبات نشان می‌دهند که سیگنال تمام موج دارای درصد کمتری از اعوجاج است و بنابراین نسبت به سیگنال نیم موج از کیفیت بهتری برخوردار است. البته درصد اعوجاج همیشه مهمترین عامل محسوب نمی‌شود. اگر پیچیدگی و یا هزینه مدار برای ما مهم باشند و درصد اعوجاج در درجه دوم اهمیت باشد یک سیگنال نیم موج نیز انتظارات را برآورده می‌سازد. همچنین اگر مدار یکسوساز جریان کمی را به بار تحویل دهد و نیز یکسوساز موج قابل قبول خواهد بود. از طرفی دیگر وقتی می‌خواهیم منبع تغذیه حاصل کمترین اعوجاج ممکن را داشته باشد، بهتر است که کار را با یکسوساز تمام موج شروع کنیم، زیرا همانطور نشان خواهیم داد این سیگنال دارای ضریب اعوجاج کمتری نسبت به سیگنال نیم‌موج است.
برای سیگنال نیم موج سطوح dc برابر است با Vdc=0.318vm. مقدار متوسط جزء ac این سیگنال نیز به صورت زیر قابل محاسبه است:
و داریم:
3-
برای سیگنال تمام موج سطح dc برابر است با Vdc=0.636vm. بنابراین:
(Append.B)
مقدار ضریب اعوجاج سیگنال تمام موج حدود 5/2 برابر کوچکتر از سیگنال نیم‌موج است پس سیگنال تمام موج بهتر فیلتر شده است. توجه داشته باشید که مقادیر ضریب اعوجاج برای این دو سیگنال هرگز به ولتاژ ماکسیمم بستگی ندارند. یعنی اگر ولتاژ ماکسیمم افزایش پیدا کند سطح dc و سطح ac هر دو به یک نسبت افزایش پیدا می‌کنند و ضریب اعوجاج ثابت می‌ماند.
* یک فیلتر خازنی ساده
یک مدار فیلتر پرکاربرد مدار فیلتر خازنی ساده است. خازن موازی خروجی یکسوساز وصل می‌شود و ولتاژ خروجی از دو سر خازن گرفته می‌شود. شکل
و 40b یکسو از تمام موج قبل و بعد از اتصال فیلتر خازنی از دو سر خازن را نشان می دهد . همانطور که می بینیم این سیگنال ها دارای یک سطح dcو مقداری اعد جاج حول این سطح dc می باشد .
شکل 5 یکسو ساز تمام موج و موج خروجی حاصل از آن هنگامی که به بار متصل است را نشان می دهد . اگر هیچ باری یه فیلتر متصل نمی بود مرجع خروجی به صورت ایده آل برابر ولتاژ ماکسیسم حاصل از مدار یکسو ساز می بود . اما به طور کلی هدف از ساخاتن منبع تغذیه عبارت است از فراهم کردن یک ولتاژ dc بدون اعد جاج برای استفاده در سایر مدارهای الکترونیکی که در نتیجه آن جریانی در ترمینال خروجی منبع برقرار می شود .
بنابر این چون همیشه باری به خروجی متغیر متصل خواهد بود . باید این مسئله را در محاسباتتان در نظر بگیریم .
برای سیگنال تمام موج نشان داده شده در شکل 5، دو بازه زمانی تعریف شده است. زمانی است که طی آن یک دیود از یکسو ساز در وضعیت هدایت قرار می گیرد و خازن را تا سطح ماکسیسم ولتاژ یکسو ساز شارژ می کند . زمانی است که طی آن ولتاژ یکسو ساز از ولتاژ ماکسیسم پائین تر می آید و خازن دوباره شارژ می شود .
اگر خازن فقط کمی دشارژ شود ( دراثویک با ر سبک ) ولتاژ میانگین به ولتاژ ماکسیسم بسیار نزدیک خواهد بود همچنین مقدار اعدجاج نیز برای بار سبک کمک است . این مسئله به ما نشان می دهد که فیلترخازنی برای بارهای سبک ولتاژ dc بالاتر و اعد جاج کمتر برای بارهای سنگین ولتاژ بالا پائین تر و اعد جاج بیشتری را فراهم می کند . برای اینکه این مسئله را بهتر درک کنیم باید موج خروجی را بیشتر بررسی کنیم . و روتبط بین سیگنال ورودی یکسو نشده ، مقدار خازن ، مقدار مقاومت ، و ضریب اعدجاج مدار را تعیین کنیم .
شکل 6 مرجع خروجی فیلتر را نشان می دهد که با خطوط مستقیم شارژ و دشارژ تقریب زده شده است . این تقریب ، تقریب معمولی است زیرا محاسبات غیر خطی بسیار پیچشده هستند و همچنین محاسبات خطی به خوبی با اندازه گیری های آزمایشگاهی برابری می کند . شکل 6 موج خروجی تمام موج فیلتر شده را نشان می دهد با تحلیل این شکل مربع داریم :
-5
-6
البته این روابط فقط به خود شکل موج ها بستگی دارند و باید آنها را بیشتر به اجزاء مدار ارتباط دهیم چون شکل اعد جاج سیگنال های نیم موج و تمام موج مشابه یکدیگرند این روابط در هر دوی مدارات صادق هستند .
× ولتاژ اعد جاج
Apend .B
که در آن ب فرکانس موج سینوسی ورودی منبع تغذیه است ( که معمولا soht ) ، Iac میانگین جریان کشیده شده از فیلتر به وسیله بار و مقدار خازن فیلتر است. یک تقریب ساده کننده در این عبارت این است که فرض کنیم برای بارهای سبک مقدار Vdc با Vm برابر است و بنابر
در نهایت اگر مقدار عمومی فرکانس یعنی soht در این تساوی لحاظ کنیم :
که در آن Idc بر حسب میل آمپر ، برحسب میکرو فاراد و Rl برحسب کیلو اهم است .
* ولتاژdc، و Vac
با استفاده از تساوی های 5،6 و V-a می بینیم که ولتاژ dc فیلتر برابر است با
در اینجا هم با استفاده از این تقریب که برای بارهای سبک میتوانیم بنویسیم :
که در آن اگر f= soht باشد :
که د رآنVm ولتاژ ماکسیم ورودی گیسو ساز برحسب ولت ، Idc جریان بار بر حسب میلی آمپر و با خازن فیلتر بر حسب میکرو فاراد است .
* اعد جاج خازن فیلتر
با استفاده از تعریف اعد جاج تساوی{ } و تساوی مربوط به ولتاژ اعد جاج v-c} { به فرمول برای محاسبه ضریب اعدجاج یکسو ساز تمام موج با فیلتر خازنی می زنیم.
9-a
چون Vdc وIdc با ضریب Rl یعنی بار فیلتر با هم متناسب هستند می توانیم ضریب اعد جاج را این چنین نیز بیان کنیم :
که در ان Idc بر حسب میلی آمپر، c برحسب میکرو فاراد ، Vdc بر حسب ولت و Rl بر حسب کیلو اهم است این ضریب اعدجاج همانطور که می بینیم با بار تناسب متقیم و با مقدار خازن تناسب معکوس دارد .
* زمان هدایت و جریان ماکسیم دیود
در بخشهای پیشین مشخص شد که هر چه مقدار خازن بیشتر باشد مقدار اعد جاج کمتر بوده و مقدار ولتاژ dc افزایش پیدا می کند که این بمنزله عملکرد فیلتری بهتر است . بنابر این ممکن است استنباط کنیم برای ارتقاء عملکرد فیلتر تنها لازم است که متداو خازن را افزایش دهیم . اما اینکار جریان ماکسیم دیود یکسو ساز را تحت تاثیر قرار می دهد و همانطور که نشان خواهیم داد هرچه مقدار خازن بیشتر باشد جریان ماکسیم دیود یکسو سازنیز بیشتر است .
اگر به عملکرد یکسو ساز خازن فیلتر برگردیم می بینیم که در عملکرد این دو عنصر دو زمان مجزا قابل تشخیص است وقتی خازن تا ولتاژ ماکسیم یکسو ساز شارژ می شود یک زمان عدم هدایت دید سپری می شود ( شکل s-b) در این زمان خازن دوباره دشارژ می شود ( زمان t2) بعد از سپری شدن t2 در زمان t1 ولتاژ خروجی یکسو ساز از ولتاژ خازن بیشتر می شود و خازن دوباره تا ولتاژ ماکسیم بالا می رود . جریان متوسط فراهم شده برای خازن و بارد ر این زمان برابر جریان متوسط کشیده شده و خازن در زمان دشارژ است .
شکل 7 شکل موج جریان دیود برای یکسو سازی نیم موج را نشان می دهد دقت کنید که دیود در زمان کوتاهی در حالت هدایت است . همانطور که می دانیم هر چه خازن بزرگتر باشد ، مقدار افت ولتاژ کمتر بوده و در نتیجه زمان شارژ خازن کمتر است در این زمان کم شارژ دیود باید همان مقدار جریانمتوسط را عبور دهد و این کار را تنها باید با افزایش جریان ماکسیم انجام داد . شکل 8 ولتاژ خروجی و جریان دیود را برای خازنهای کئچک و بزرگ نشان می دهد عامل مهمی که باید به آن توجه نمود افزایش جریان ماکسیم دیود با افزایش مقدار خازن است .
و...
دانلو پایان نامه سوئیچینگ رگولاتور 75 وات