dcmpac

8/17/2019 dcmpac

http://slidepdf.com/reader/full/dcmpac 1/17

PROIECTProiectare asistată de

calculator

Student

Humă Elena IoanaETTI seria englezăe_2021

Coordonatori

Conf. dr. ing. OidiuPo!"sist. dr. ing. #i$ai%ără&an"sist. dr. ing. Ra'mond ()n*

1

8/17/2019 dcmpac


+ta&ilizator de tensiune linear

Temă !roiect

+ă se !roiecteze un sta&ilizator de tensiunelinear cu !rotec,ie la su!racurent -oeroltagea/nd n edere

o tensiune de intrare n interalul -2030 4 5o tensiune de ie6ire regla&ilă -37 4 5o curentul ma8im de ie6ire I o=1,5 A .

". 9o,iuni teoreticePentru o func:ionare corectă a a!araturii electronice ;i !entru

asigurarea !reciziei func:ionării ei sunt necesare n multe situa:iitensiuni de alimentare constante. Pentru aceasta se utilizeazăsta&ilizatoare de tensiune continuă conectate ntre sursa detensiune continuă nesta&ilizată ;i sarcină.

%e<ni,ie

• +ta&ilizatorul de tensiune este un sistem care men,inetensiunea de ie6ire n limite foarte str/nse - teoreticconstantă indiferent de aria,iile tensiunii de intrare ale

curentului de sarcină sau a tem!eraturii.• Indiferent de structura lui un sta&ilizator !oate < re!rezentat

ca un di!ort la care mărimea de ie6ire de!inde de tensiuneade intrare U i de rezisten,a de sarcină -semni<ca:iaconsumatorului constituit din a!aratul electronic alimentat

Rs de tem!eratură ;i de al:i factori mai !u,ini im!ortan,i.

2

8/17/2019 dcmpac


=ig. 1 =ig. 2

3

8/17/2019 dcmpac


>. ?eneralită,i

Consider/nd sta&ilizatorul ca un cuadri!ol -=ig.1 !arametrii

!rinci!ali care l de<nesc sunt

rezisten,a de ie6ire -internă a sta&ilizatorului Ri=( Δ V 0

Δi0

)v i=ct 6i

factorul -coe<cientul de sta&ilizare S0=( Δ V i

Δ V 0) i

0¿ct .

@n cazul unui sta&ilizator real n limitele curen,ilor 6i tensiunilor!entru care a fost !roiectat !rezintă rezisten,e interne nenule dar

foarte mici 6i coe<cien,i de sta&ilizare foarte mari. An sta&ilizatorideal de tensiune men:ine tensiunea de ie;ire constantă n condi:iile n care ariază tensiunea de intrare sarcina ;i tem!eratura. Ocaracteristică ideală a unui sta&ilizator ar arăta ca in <gura 2.Practic nu se !oate realiza o caracteristică a&solut orizontală."!ro!ierea de sta&ilizatorul ideal al monta'elor reale de!inde decircuitele folosite ;i de com!le8itatea acestora.

Cores!unzător modului n care se o&,ine efectul de sta&ilizare

deose&im sta&ilizatoare !arametrice5 sta&ilizatoare cu reac,ie5 sta&ilizatoare n comuta,ie.

+ta&ilizatoarele cu reac,ie sunt cele mai utilizate ele furniz/ndtensiunea de ie;ire constantă n urma unui !roces de reglare. Bar/ndul lor acestea sunt de două feluri

cu element regulator serie -ER+5 cu element regulator !aralel -ERP.

+c$emele &loc ale celor două ti!uri de sta&ilizatoare cu reac,ie se!rezintă n <gura 3. +e o&seră că in structura am&elorsta&ilizatoare este !rezent elementul de reglare -serie sau !aralel;i circuitul de comandă -CC.

8/17/2019 dcmpac


a. =ig. 3 &.

ER+ func,ionează n felul următorCircuitul de comandă CC su!raeg$ează aloarea tensiunii !e

sarcină. %acă aceasta este mai mare dec/t aloarea !rescrisă ER+a < comandat n sensul reducerii curentului de sarcină ,in/nd contde fa!tul că

Us= IsRs -%acă dim!otriă As este mai mică dec/t aloarea !rescrisă ER+

a < comandat n sensul cre6terii lui Is determin/nd conformrela,iei - cre6terea As.

%acă tem!eratura elementului regulator serie cre;te !rea multsau curentul !rin el de!ă6e6te aloarea limită circuitul de !rotec,ie!reia curentul de&itat de am!li<catorul de eroare iar elementulregulator serie se nc$ide 6i nu mai lasă să treacă curent.

C. +c$ema &loc func:ională

IN INERS

CP

AE

REF

RR

+

-

=ig.

8/17/2019 dcmpac


@n =ig. aem sc$emă de sta&ilizator cu element regulator serie-ER+ comandat de un am!li<cator de eroare -"E care com!arătensiunea dată de referin:a de tensiune -RE= cu tensiunea !reluatăde la ie;ire !rin re:eaua de reac:ie -RR. Ba acesta se adaugă un

circuit de !rotec:ie la su!racurent.

1. Referinţa de tensiune

%ioda Dener este dis!ozitiul care n anumite condi:ii men:ine la&ornele sale tensiunea casiconstantă. %in acest moti estenecesar ca !olarizarea circuitului să se facă ncurent ;i nu n tensiune.

4aloarea generatorului de curent este foarte

im!ortantă ;i a tre&ui determinată !entru <ecarea!lica:ie n !arte.

Referinţa de tensiune este formată dintrodiodă Dener -=ig.a1 alimentată de la sursă decurent constant 2F 4dc. "m ales o diodă de ti!%02&z2_2. "cesta are tensiunea de stră!ungereconstantă de a!ro8imati 2.2V . Rezisten:a R

1

este o rezisten:ă de !olarizare !entru D1

de aloare 1 k Ω ;i men:ine tensiunea de 2.24 dacă dioda este !olarizată iners. %iodeleDener au caracteristica de conduc:ie n!olarizare directă similar cu caracteristicaoricărei diode redresoare. Polariz/nd diodainers la un moment dat curentul cre;te&rusc5 dioda intră n regim de stră!ungere.

2. Amplicatorul de eroare

Pentru a men:ine o tensiune sta&ilizată laie;ire c/t mai constantă se com!ară cutensiunea elementului de referin:ă ;i dacă nusunt egale diferen:a de tensiune cu aceasta se

=ig.a

8/17/2019 dcmpac


a!lică deci are rol de o!era:ie de com!arare. E<cacitatea &uclei dereac:ie -R9 !oate < considera&il mărită dacăam!li<căm semnalul de eroare inainte săl a!licămelementului de control. "m folosit un am!li<cator -=ig.a de

curent continuu cu c/;tig su<cient de mare!entru a asigura o &ună sta&ilizare.

3. Elementul regulator

Consider/nd factorul de am!li<care al

tranzistorului G mare !utem scrie că ic≈ ie ≈ i0

.Ba !roiectarea circuitului tre&uie aute nconsiderare o tensiunea minimă colectoremitor de 23 4 !entru a eita intrarea nsatura:ie a tranzistorului =ig. >.

"ceste caracteristici la care se adaugă !rezen:a circuitului de!rotec:ie ne asigură fun:ionarea elementului regulatorserie fără !ericolul su!radisi!ării.

. Circuitul de protecţie

I. Pentru o !rotec:ie la su!racurent =ig. c am ales să folosesc un

circuit care a limita curentul la o anumită aloare. "ceastăaloare o re!rezintă I osc aloare la care se a ntoarce

circuitul. Tranzistorul 1 a conduce tot tim!ul

I 0 sc=0.7

R7

1 este elementul de regla' serie iar R este o rezisten:ă mică

!rin care trece curentul de sarcină I 0 care !roduce o tensiune !e

aceasta egala cu I 0×R

7 . 2 este tranzistorul de !rotec:ie.

%acă I 0 răm/ne la alori normale atunci I

0× R

7<U BE de

desc$idere a tranzistorului de !rotec:ie. +i acesta este &locat. Baalori I

0>1.5 A F se desc$ide ;i !reia din curentul de comandă

=ig.a

=ig. &

=ig. c

8/17/2019 dcmpac


furnizat de am!li<catorul de eroare. +e realizează o limitare acurentului de sarcină. %u!ă desc$iderea 2 !rin ac:iunea dedeiere a curentului tensiunea de ie;ire V

0 scade ;i deci U BE

cre;te si deci si curentul !reluat de la

am!li<catorul de eroare. +e mic;orează nu doarse limitează curentul de comandă altranzistorului !rinci!al si deci ;i curentul!rinci!al.

II. Pentru o !rotec:ie la su!ratensiune amfolosit circuitul din =ig. d.

=unc:ionează ca un sJitc$K Comută n tensiune.

Pn! !entru su!ratensiuneK

"m ales acest am!li<cator deoarece su!ortă tensiuni mari de!este 30 4.

"em tranzistorul 3 29L20 ;i am!li<catorul o!era:ional A3OP"M0>> circuit care a'ută la decu!larea sursei la su!ratensiune.

%. Calcule

Pentru D1 am folosit modelul D02b2!2 cu tensiunea de

stră!ungere constantă de a!ro8imati 2.2V.

=ig.

8/17/2019 dcmpac


I 0 sc=

0.7

R7

=¿ R7=

0.7

1.5Ω=¿ R

7=0.465Ω

"m ales R

7=0.5Ω

cu aloare standard.Pentru a seta tensiunea de ie;ire V o utilizăm !oten:iometrul

R10 .

−¿

+¿=V ¿

V D=0=¿V ¿

+¿=V D1=2.2V

V ¿

−¿V

¿ N βR

10+ R

9

R10+ R9+ R8

∗V 0

−¿=¿V D1=

βR10+ R

9

R10+ R9+ R8

∗V 0=¿

βR10+ R

9

R10+ R9+ R8

∗8V =2.2V =¿ βR

10+ R

9

R10+ R9+ R8

=2.2

8+¿=V

¿

V ¿

"m ales să setez !oten:iometrul func:ie de β . %acă lsetez la 0 o să aem o tensiune la ie;ire mare automatrezisten:ă mica duce la tensiune mare.%acă l setez la 1

o să rezulte o tensiune mică.@n cazul meu lucrez cudomeniul 3 ;i 7 4.

1. Caz I setez β 0

β=0=¿V 0¿V max=8V

¿>¿

¿>¿

8/17/2019 dcmpac


0+ R9

R10+ R9+ R8

∗8=2.2V =¿ R9=2,7k Ω

2. Caz II setez β 1

β=1=¿V 0 ¿V min=3V

R10+ R

9

R10+ R9+ R8

∗3=2.2V =¿ R9+ R

10=7,3k Ω

¿> R10=(7,3−2,7)k Ω=4,6k Ω

"leg o rezisten:ă standard de R10=¿ "#$ k Ω .

R10+ R

9+ R

8=10k Ω=¿ R

8=10k Ω−( R10

+ R9 )=¿ R

8=(10−7,3 ) k Ω=2,7k Ω

R8=2,7 k Ω

E. +imulări

Circuitul folosit !entru simulări.

8/17/2019 dcmpac


%c sJee!

Caracteristică curent I ( R s)

8/17/2019 dcmpac


"naliza %C -trasatorul de caracteristici statice!entru alorile surselor de tensiune sau curent aem!osi&ilitatea modi<cării lor automate -sJee! ;i urmărireamodi<cării ntregului regim de curent continuu.

Pentru a a<;a caracteristica curentului de ie;ire amfolosit o analiză %c sJee! !arametrică cu &aleiereatensiunii de ie;ire determin/nd curentul de ie;ire.

%eoarece am folosit un am!li<cator cu reac:ie negatiăam adăugat traceul su& forma - − I ( Rs) I

0≈1,2 A .

r

1.0 3.0 10 30 100-I(Rs)

0A

0.4A

0.8A

1.2A

8/17/2019 dcmpac


Caracteristică ie;ire V out

"m folosit tot o analiză de ti! %c sJee! tot!arametrică ce a a<;a tensiunea de ie;ire V out regla&ilă

n domeniul 3 ÷ 7 4. "m setat ca ;i glo&al !arameter setce a !relua rezisten:a dată de !oten:iometru. "m ales săsetez !oten:iometrul func:ie de β .

%acă l setez la 0 o să aem o tensiune la ie;iremare automat rezisten:ă mica duce la tensiunemare.%acă l setez la 1 o să rezulte o tensiune mică.@ncazul meu lucrez cu domeniul 3 ;i 7 4.

8/17/2019 dcmpac


Caracteristică V out la su!ratensiune

"m folosit o analiză %c sJee! cu &aleiere liniară n

domeniul20÷35V

!entru a o&sera efectele circuitului de!rotec:ie. "em tranzistorul 3 29L20 ;i am!li<catorulo!era:ional A3 OP"M0>> circuit care a'ută la decu!lareasursei la su!ratensiune.

set

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0V(out)

2V

4V

6V

8V

10V

8/17/2019 dcmpac


=. Com!onente utilizate

V_V1

20V 21V 22V 23V 24V 25V 26V 27V 28V 29V 30V 31V 32V 33V 34V 35VV(out)

0V

5V

10 V

8/17/2019 dcmpac


=oile de catalog ale !roduselor5 $tt!JJJ.datas$eetcatalog.com

Dispoiti%e acti%e

Diode

9umăr Ti! +!eci<ca:ii

%1 %02>D2_2 Dener 4oltage 4z T! 2.24O!erating Tem!erature #a8 1F0QC

%F %0F"D30 Dener 4oltage 4z T! 304O!erating Tem!erature #a8 2M0QC

&'(A)'

9umăr

Ti! +!eci<ca:ii

A2 A3 O"M0

cu efect de c/m! -TEC n eta'ul de intrare I&N1÷ 10 !"

In!ut >ias Current V cm N 04 T! F0 !"

In!ut Oset Current V cm N 04 T! ± 3 !"

rezistă la tensiuni de !este 304*ranistori

9umăr

Ti! +!eci<ca:ii

1 2 292222"DTS transistor &i!olar->(T n!nrezistă la alimentare mai mare de 30 4

3 29L20 tranzistor &i!olar->(T !n!merge !/nă la 17 4

Dispoiti%e pasi%e

Reistenţe

9umăr 4aloare Toleran:ă

R1 R2 1 kΩ ±5

R0.

Ω ±5

R72.

kΩ ±5

http://www.datasheetcatalog.com/

http://www.datasheetcatalog.com/

8/17/2019 dcmpac


RL2.

kΩ ±5

"m folosit ;i un !oten:iometru de . kΩ !entru reglare tensiuneie;ire.

?. >i&liogra<e

O. Po!5 R. =ize;an5 ?. C$indri; UProiectare "sistată deCalculatorV U"!lica:iiV5

$tt!JJJ.uni&uc.ro!rofdinca_mmi$a!dincelecmanu

studdocs2011se!22_12_33_2ane8e_3.!df 5 $tt!JJJ.ro&otics.uc.rocin_neJ!df3.!df 5 stacWoerXoJ5 9oti:e de curs %E CE= !rof. ?a&riel Oltean5 #ircea ". Ciugudean Y+ta&ilizatoare de tensiune cu CI

liniare. %imensionareVEditura 4est.

http://www.unibuc.ro/prof/dinca_m/miha-p-dinc-elec-manu-stud/docs/2011/sep/22_12_33_27anexe_v3.pdf


http://www.robotics.ucv.ro/cin_new/pdf/3.pdf

http://stackoverflow.com/

http://www.librariaeminescu.ro/autor/5359/Mircea-A-Ciugudean



http://www.robotics.ucv.ro/cin_new/pdf/3.pdf

http://stackoverflow.com/

http://www.librariaeminescu.ro/autor/5359/Mircea-A-Ciugudean

dcmpac

Documents

Transcript of dcmpac