Stabilizatory ciągłe

Transkrypt

1 POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA Temat i plan wykładu WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY Jakub Dawidziuk Stabilizatory ciągłe 1. Wprowadzenie 2. Podstawowe parametry i układy pracy 3. Stabilizatory parametryczne 4. Stabilizatory napięcia 5. Stabilizatory prądu 6. Podsumowanie ELEKTRONIKIA Jakub Dawidziuk czwartek, 10 grudnia 2015

2 Zasada stabilizacji napięcia i prądu

3 Przebiegi napięć na wyjściach elementów prostownika

4 Elementy prostownika

5 Parametry stabilizatorów napięcia i prądu

6 Prosty stabilizator kompensacyjny szeregowy

7 Stabilizator kompensacyjny

8 Stabilizatory trójkońcówkowe napięcia dodatniego 78XX

9 Stabilizator trójkońcówkowy serii 78XX Regulacja napięcia wyjściowego (7-30) V

10 Układ zabezpieczenia prądowego P d =I 0max (E-U) przy zwarciu P d =I 0max (E-U)

11 Stabilizatory trójkońcówkowe napięcia ujemnego 79XX

12 Podstawowe parametry serii 78/79

13 Przykłady obudów stabilizatorów

14 Stabilizatory nastawne napięcia dodatniego serii317

15 Stabilizatory nastawne napięcia ujemnego serii 337 PODSTAWY ELEKTRONIKI Jakub Dawidziuk czwartek, 10 grudnia 2015

16 Stabilizatory o nastawnym napięciu i prądzie maksymalnym np. L200 PODSTAWY ELEKTRONIKI Jakub Dawidziuk czwartek, 10 grudnia 2015

17 Stabilizatory LDO (Low Drop Out)

18 Stabilizatory dwunapięciowe

19 Stabilizatory prądu

20 Stabilizatory prądu ELEKTRONIKA Jakub Dawidziuk czwartek, 10 grudnia 2015

21 Zalety: Zalety i wady stabilizatorów ciągłych o ustalonym napięciu wyjściowym proste układy aplikacyjne (3 wyprowadzenia), ustalony zakres napięć wyjściowych. Wady: niska sprawność, konieczność stosowania radiatorów, niezbyt wysoki współczynnik stabilizacji napięcia, ustalone napięcie wyjściowe, są podatne na wzbudzanie.

22 Stabilizatory impulsowe Wobec pogłębiającego się deficytu energii powstaje konieczność oszczędnego gospodarowania nią, zwłaszcza najszlachetniejszym jej rodzajem energią elektryczną. Urządzenia elektroniczne muszą być zasilane stabilizowanymi napięciami stałymi. Dobrym rozwiązaniem, szczególnie przy duŝych mocach wyjściowych, są stabilizatory impulsowe. Wysoka sprawność, stabilne napięcie wyjściowe, niezaleŝne od napięcia zasilającego i temperatury otoczenia sprawiają, Ŝe są niemal idealnym źródłem prądu stałego. MoŜe on być częścią większego urządzenia elektronicznego, ale zazwyczaj jest oddzielnym modułem, wykonanym jako układ scalony. Najczęstsze zastosowania to zasilacze sprzętu komputerowego, elektroniki uŝytkowej, sprzętu telekomunikacyjnego i medycznego, aparatury pokładowej samolotów oraz sprzętu kosmicznego.

23 Stabilizator ciągły=liniowy i impulsowy

24 Sprawność stabilizatora szeregowego wy wy diss wy wy we wy wy we diss we róŝ we wy we we wy wy we wy P P P P P P P P P P V V V V V U V U np U U I U I U P P = = η = = = = η = = η = = = = = η = 1 0, , , Sprawność maleje wraz ze wzrostem U we

25 Sprawność stabilizatora impulsowego η = η = P P wy we = ( U U ) U U CEsat 1V 1 = 1 = U 10V we we we CEsat I wy I wy 0,9 = U we U U we CEsat Sprawność wzrasta wraz ze wzrostem U we W P S on U = U we we I I 2 wy wy f t S on ( t + t ) on W off off = U we I wy 2 t off

26 Stabilizatory impulsowe Napięcie Zasilacz R 0 Napięcie stałe E A impulsowy stałe U 0 zasilany z akumulatora (baterii) Sieć energetyczna (np. 230V, 50 Hz Prostownik Zasilacz sieciowy impulsowy zasilany z sieci energetycznej R 0 Napięcie stałe U 0

27 Podstawowe rodzaje przekształtników Przekształtniki (regulatory) prądu stałego DC/DC (DC/DC converters) przekształtnik obniŝający napięcie (down converter, buck converter, buck regulator), przekształtnik podwyŝszający napięcie (step-up converter, boost converter, boost regulator), przekształtnik odwracający napięcie (inverting converter, inverting regulator).

28 Przekształtniki o wyjściu nieoddzielonym galwanicznie od wejścia ( przetwornice dławikowe) I WE I L L U WE U S C U WY obniŝający napięcie I L L I D D R L U WE U S C U WY podwyŝszający napięcie I C T I L L R L U WE U S C U WY odwracający napięcie R L

29 Wartość średnia przebiegu impulsowego Kształtowanie napięcia wyjściowego poprzez modulację szerokości impulsu

30 Przekształtnik obniŝający napięcie (ang. - Buck or Step-Down Converter) i L U U o = t1 L = U U L o DT

31 Przekształtnik obniŝający napięcie - przebiegi napięć i prądów U wy U wy = U we D U U wy we 1 i o

32 Przekształtnik obniŝający napięcie Parametry techniczne: częstotliwość łączeniowa = 250kHz zakres napięcia wejściowego = 12V±10% max pulsacje prądu = 220mA napięcie wyjściowe = 5.0V Krok 1. Oblicz współ. wypełnienia Vo = napięcie wyjściowe Vi = max napięcie wejściowe D = Vo / Vi D = 5/13.2 = Krok 2. Oblicz napięcie na cewce V1 = Vi-Vo (tranzystor on) V1 = = 8.2V V1 = -Vo (tranzystor off) V1 = - Vo = - 5V Krok 3. Oblicz indukcyjność L = Vl.dt/di L = (8.2 x 0.379/250 x 103)/0.22 L = 56µH

33 Podstawowy przekształtnik podwyŝszający

34 Przekształtnik obniŝający i podwyŝszający na MC34063