Stabilizator napięcia

Podobne dokumenty
WYKŁAD 11 AIN. k f = =

Bramki logiczne o specjalnych cechach. τ ~ R*C. Bramka z otwartym kolektorem.

Układy CMOS. inwerter CMOS. Prąd pobierany tylko przy przełączaniu! bramka NAND. Zestawienie podstawowych parametrów rodzin TTL i CMOS.

Układy CMOS. inwerter CMOS. Prąd pobierany tylko przy przełączaniu! bramka NAND. Zestawienie podstawowych parametrów rodzin TTL i CMOS.

[ ] Stabilizator napięcia. Prostownik: Zasilacze U

Zasilacz przetwarza energię elektryczną pobieraną z sieci. Standardowy schemat blokowy zasilacza: filtr. prostownik

Układy arytmetyczne (układy iteracyjne) X 4 X 2 X 1 P 2. P n

Temat: Generatory napięć sinusoidalnych wprowadzenie

Generatory drgań sinusoidalnych LC

Liniowe układy scalone w technice cyfrowej

Temat: Wzmacniacze operacyjne wprowadzenie

9. Sprzężenie zwrotne własności

12. Zasilacze. standardy sieci niskiego napięcia tj. sieci dostarczającej energię do odbiorców indywidualnych

Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki Katedra Elektroniki

BADANIE PRZERZUTNIKÓW ASTABILNEGO, MONOSTABILNEGO I BISTABILNEGO

Tranzystor bipolarny. przykłady zastosowań cz. 1

Tranzystorowe wzmacniacze OE OB OC. na tranzystorach bipolarnych

Laboratorium z Układów Elektronicznych Analogowych

Liniowe układy scalone

WSTĘP DO ELEKTRONIKI

Ogólny schemat blokowy układu ze sprzężeniem zwrotnym

Wzmacniacze operacyjne

Wzmacniacz jako generator. Warunki generacji

Wzmacniacze operacyjne.

Zasilacz. Ze względu na sposób zmiany napięcia do wartości wymaganej przez zasilany układ najczęściej spotykane zasilacze można podzielić na:

Statyczne badanie wzmacniacza operacyjnego - ćwiczenie 7

Prostowniki. 1. Prostowniki jednofazowych 2. Prostowniki trójfazowe 3. Zastosowania prostowników. Temat i plan wykładu WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY

ĆWICZENIE 15 BADANIE WZMACNIACZY MOCY MAŁEJ CZĘSTOTLIWOŚCI

ELEKTRONIKA W EKSPERYMENCIE FIZYCZNYM

Tranzystor bipolarny. przykłady zastosowań

Zaliczenie wykładu Technika Analogowa Przykładowe pytania (czas zaliczenia minut, liczba pytań 6 8)

Wzmacniacz operacyjny

Ćwiczenie 5. Zastosowanie tranzystorów bipolarnych cd. Wzmacniacze MOSFET

Wzmacniacze. sprzężenie zwrotne

Wzmacniacze, wzmacniacze operacyjne

Zespół Szkół Łączności w Krakowie. Badanie parametrów wzmacniacza mocy. Nr w dzienniku. Imię i nazwisko

Tranzystory bipolarne elementarne układy pracy i polaryzacji

Prostowniki. Prostownik jednopołówkowy

Liniowe układy scalone w technice cyfrowej

ĆWICZENIE 2 Wzmacniacz operacyjny z ujemnym sprzężeniem zwrotnym.

Pomiary napięć przemiennych

Wyjścia analogowe w sterownikach, regulatorach

Demonstracja: konwerter prąd napięcie

Generatory przebiegów niesinusoidalnych

Ćwiczenie nr 05 1 Oscylatory RF Podstawy teoretyczne Aβ(s) 1 Generator w układzie Colpittsa gmr Aβ(S) =1 gmrc1/c2=1 lub gmr=c2/c1 gmr C2/C1

Spis treści 3. Spis treści

Ujemne sprzężenie zwrotne, WO przypomnienie

Własności i zastosowania diod półprzewodnikowych

Tranzystory bipolarne. Właściwości dynamiczne wzmacniaczy w układzie wspólnego emitera.

1. Zarys właściwości półprzewodników 2. Zjawiska kontaktowe 3. Diody 4. Tranzystory bipolarne

A-4. Filtry aktywne rzędu II i IV

Laboratorium Elektroniki

PL B1. POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, Wrocław, PL BUP 07/10. ZDZISŁAW NAWROCKI, Wrocław, PL DANIEL DUSZA, Inowrocław, PL

Rys Schemat parametrycznego stabilizatora napięcia

Laboratorium Przyrządów Półprzewodnikowych test kompetencji zagadnienia

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE, Kraków, PL BUP 14/12

Generatory. Podział generatorów

PODSTAWY ELEKTRONIKI I TECHNIKI CYFROWEJ

Liniowe układy scalone. Komparatory napięcia i ich zastosowanie

Demodulowanie sygnału AM demodulator obwiedni

Data oddania sprawozdania

OPIS PATENTOWY

I0.ZSP APLISENS PRODUKCJA PRZETWORNIKÓW CIŚNIENIA I APARATURY POMIAROWEJ INSTRUKCJA OBSŁUGI (DOKUMENTACJA TECHNICZNO-RUCHOWA)

PL B1. INSTYTUT MECHANIKI GÓROTWORU POLSKIEJ AKADEMII NAUK, Kraków, PL BUP 21/08. PAWEŁ LIGĘZA, Kraków, PL

β blok sprzężenia zwrotnego

LUZS-12 LISTWOWY UNIWERSALNY ZASILACZ SIECIOWY DOKUMENTACJA TECHNICZNO-RUCHOWA. Wrocław, kwiecień 1999 r.

Liniowe układy scalone

(57) 1. Układ samowzbudnej przetwornicy transformatorowej (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B2 PL B2 H02M 3/315. fig.

Podstawowe układy elektroniczne

Gdy wzmacniacz dostarcz do obciążenia znaczącą moc, mówimy o wzmacniaczu mocy. Takim obciążeniem mogą być na przykład...

Tranzystory bipolarne elementarne układy pracy i polaryzacji

Ćwiczenie 4 Badanie wpływu napięcia na prąd. Wyznaczanie charakterystyk prądowo-napięciowych elementów pasywnych... 68

W4. UKŁADY ZŁOŻONE I SPECJALNE PRZEKSZTAŁTNIKÓW SIECIOWYCH (AC/DC, AC/AC)

Politechnika Białostocka

Pytania podstawowe dla studentów studiów I-go stopnia kierunku Elektrotechnika VI Komisji egzaminów dyplomowych

WZMACNIACZ ODWRACAJĄCY.

Indywidualna Pracownia Elektroniczna Badanie diod półprzewodnikowych 8-X Tranzystor bipolarny. Wzmacniacz tranzystorowy

5 Filtry drugiego rzędu

WZMACNIACZE OPERACYJNE

2. Który oscylogram przedstawia przebieg o następujących parametrach amplitudowo-czasowych: Upp=4V, f=5khz.

U 2 B 1 C 1 =10nF. C 2 =10nF

UJEMNE SPRZĘŻENIE ZWROTNE wprowadzenie do ćwiczenia laboratoryjnego

DTR.ZSP-41.SP-11.SP-02 APLISENS PRODUKCJA PRZEMYSŁOWEJ APARATURY POMIAROWEJ I ELEMENTÓW AUTOMATYKI INSTRUKCJA OBSŁUGI

Opracowane przez D. Kasprzaka aka 'master' i D. K. aka 'pastakiller' z Technikum Elektronicznego w ZSP nr 1 w Inowrocławiu.

Generatory Podział generatorów

Zastosowania programowalnych układów analogowych isppac

PRACOWNIA ELEKTRONIKI

Podzespoły i układy scalone mocy część II

Sztuka elektroniki. Cz. 1 / Paul Horowitz, Winfield Hill. wyd. 10. Warszawa, Spis treści

Liniowe układy scalone. Elementy miernictwa cyfrowego

Pytania podstawowe dla studentów studiów I-go stopnia kierunku Elektrotechnika VI Komisji egzaminów dyplomowych

Badanie układów prostowniczych

Wzmacniacz operacyjny

(13) B1 (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) PL B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA. (21) Numer zgłoszenia: (51) IntCl7 H02M 7/42

PL B1. AZO DIGITAL SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Gdańsk, PL BUP 20/10. PIOTR ADAMOWICZ, Sopot, PL

ĆWICZENIE 14 BADANIE SCALONYCH WZMACNIACZY OPERACYJNYCH

XXXII Olimpiada Wiedzy Elektrycznej i Elektronicznej. XXXII Olimpiada Wiedzy Elektrycznej i Elektronicznej

Spis treści Przełączanie złożonych układów liniowych z pojedynczym elementem reaktancyjnym 28

Laboratorium Przyrządów Półprzewodnikowych Laboratorium 1

Układy zasilania tranzystorów

Transkrypt:

Stabilizator napięcia 2011 Zasilacze Źródło energii eletrycznej dla uładu wyonawczego: źródło napięciowe, źródło prądowe (ograniczni prądu), zabezpieczenie przed przegrzaniem, zapaleniem, porażeniem itp. Zasilacz przetwarza energię eletryczną pobieraną z sieci Standardowy schemat bloowy zasilacza: JŚCIE JŚCIE sieć transformator prostowni filtr stabilizator obciążenie Transformator: dopasowanie przemiennego napięcia sieci do napięcia wyjściowego zasilacza galwaniczna izolacja uładu eletronicznego od sieci Prostowni: przeształcenie prądu przemiennego na prąd zmienny płynący w jednym ierunu Najprostszy prostowni jednopołówowy: dzielni napięcia z diodą prostowniczą Prostowni jednopołówowy 100 80 60 40 20 I U -4-2 0 2 4 6 1

Prostowni dwupołówowy: więsza wydajność, więsza zawartość sładowej stałej w widmie wyjściowym, podstawowa sładowa pulsacji wynosi 100 Hz. podstawowy uład: moste Graetza - L L UKŁAD GAETZA - Dla uładów wymagających dużych prądów stosuje się trójfazowe prostownii dwupołówowe: S T - U t niewiela zawartość sładowych harmonicznych najmniejsza częstość pulsacji wynosi 300 Hz C L Filtry dolnoprzepustowe: U U MAX typu C lub typu L (dla dużych prądów wyjściowych) do wyeliminowania pulsacji Stała czasowa C musi być więsza od oresu pulsacji Na przyład, jeśli dopuszczalny zares flutuacji napięcia wyjściowego 10 %, minimalna pojemność C wynia z warunu: T/ LC [ ] U U U 1 e < 01. U MAX MIN MAX MAX T jest oresem pulsacji. Dioda i ondensator powinny mieć odporność na przebicie: T U 2 2U U MIN t MAX 2

Stabilizatory napięcia Zasada działania: dzielni napięciowy element atywny stabilizatory szeregowe i równoległe, w zależności od położenia elementu regulującego względem wyjścia L element atywny L Stabilizatory równoległe: Najprostszy: stabilizator z diodą Zenera, U U Z Stopień stabilizacji zależy od stabilności obciążenia U >U Z U U Z Wzmacniacz o wspólnym oletorze dzielni napięcia z diodą Zenera pełni rolę źródła napięcia odniesienia element atywny - tranzystor U U U Z 0.7V Wada stabilizatorów równoległych: stały pobór prądu ze źródła napięcia bez obciążenia wyjścia Stabilizatory szeregowe: niewieli pobór prądu ze źródła bez obciążenia wyjścia (wzmacniacze o wspólnym oletorze) wahania napięcia wyjściowego wraz ze zmianą U obciążenia i temperatury do ilu procent! U U Z - 0.7V 3

Stabilizatory napięcia ze wzmacniaczami błędu znacznie bardziej doładne Element regulacyjny 1 1 2 U U Z U - 2 U Z wzorzec napięcia wzmacniacz błędu 2 Próbowanie napięcia wyjściowego Porównywane napięcie wyjściowe we wzmacniaczu błędu z napięciem wzorcowym wzmacniacz steruje tranzystorem (regulacja rezystancji tranzystora) zmniejszenie zależności napięcia od temperatury tranzystora uład pozwala na stabilizację dowolnego napięcia U > (U Z 0.7V) W pratyce: U > U Z 2V Wada: uszodzenia przy zbyt wielim poborze prądu Moc cieplna wydzielana w tranzystorze regulującym: P(U -U )*I Zwarcie wyjścia P. Stabilizator napięcia z ograniczniiem prądu zabezpieczenie przed nadmiernym poborem prądu ze stabilizatora T 1 ST 1 T 2-2 Niewieli pobór prądu > tranzystor T 2 zabloowany. Duży pobór prądu > spade napięcia ooło 0.7 V na rezystorze ST > tranzystor T 2 przewodzi bloując przepływ prądu tranzystora T 1 > zmniejszenie napięcia wyjściowego Masymalny prąd wyjściowy: I MAX 0.7V ST Duży pobór prądu powoduje wydzielanie ciepła w tranzystorze T 1 4

Uniwersalne stabilizatory napięć z ograniczniami prądu ułady scalone Przyład: uład scalony µa 723 do budowy stabilizatorów liniowych i impulsowych. Ćwiczenie: Stabilizator napięcia Zasilacz stabilizowany 12V z uładem µa723 Przetwornice - stabilizatory impulsowe o dużej sprawności napięcie sieciowe jest prostowane, modulowane z wysoą częstością impulsy wysoiej częstości transformowane prostowanie i filtrowanie na wyjściu wytwarzane jest napięcie stałe Stabilizacja napięcia wyjściowego: automatyczna regulacja szeroości impulsów modulujących w stosunu do oresu ich powtarzania (τ/t) Przy wysoiej częstości (10-20 Hz): miniaturyzacja transformatora, niewielie pojemności filtrujące, wysoa sprawność zasilacza inteligentne zasilacze sterowane miroprocesorem 5

Półprzewodniowe stabilizatory napięć standardowych (5V, 9V, 12V, 15V, 24V itd,) zabezpieczone termicznie i prądowo Foto: Piotr Góreci Powielacz napięcia Zastosowanie: źródła wysoiego napięcia stałego o niewieliej (o. 1 ma) wydajności prądowej Diodowo - pojemnościowe powielacze napięcia Przyład podwajacz napięcia: wejście: źródło napięcia zmiennego wyjście: stałe napięcie Wydajność prądowa zależy od częstości impulsów ze źródła Przy wysoich stopniach powielenia, napięcia wyjściowe mogą przeraczać dziesiąti tysięcy woltów dla uładów zbudowanych z elementów nisonapięciowych! 6

Sprzężenie zwrotne: - oddziaływanie sutu na przyczynę - wpływa na własności uładu eletronicznego Wzmacniacz: podstawowy uład eletroniczny ze sprzężeniem zwrotnym. Pętla sprzężenia zwrotnego przenosi część sygnału z wyjścia na wejście IN umożliwiając dodawanie do sygnału wejściowego. A A INA A f A f A IN β A ponieważ: Wzmocnienie wzmacniacza: Stopień sprzężenia zwrotnego: A A A wypadowe wzmocnienie uładu ze sprzężeniem: Wzmacniacz i uład sprzężenia zwrotnego przesuwają fazę: IN f f A A A AIN β A f A A A Af IN 1 β Stąd, wzmocnienie wzmacniacza ze sprzężeniem zwrotnym: f exp( jφ) oraz β β exp( jψ ) 1 β ( cosφ j sinφ ) [ cos( φ ψ ) j sin( φ ψ )] Szczególne przypadi: dodatnie sprzężenie zwrotne φψ2nπ ujemne sprzężenie zwrotne φψ(2n1)π f 1 β f zwięszenie efetywnego 1 β wzmocnienia wzmacniacza zmniejszenie efetywnego wzmocnienia wzmacniacza odzaj sprzężenia zwrotnego wpływa na własności urządzeń eletronicznych Stabilność wzmocnienia: stabilność bezwzględna : Dla dodatniego sprzężenia zwrotnego Dla ujemnego sprzężenia zwrotnego: γ γ 1 d f d γ ( 1 β ) <1 2 czyli ujemne sprzężenie zwrotne poprawia stabilność uładu 1 ( 1 β ) 2 >1 czyli stabilność wzmacniacza pogarsza się Jeśli duże wzmocnienia ( ) i ujemne sprzężenie, to f 1 Parametry uładu są wyznaczone tylo przez parametry uładu sprzężenia zwrotnego, tóre mogą być bardzo stabilne (elementy bierne) β 7

Sprzężenie zwrotne ustala pasmo transmisji uładów eletronicznych Charaterystya wzmacniacza podobna ja dla filtra dolnoprzepustowego 0 ( ) 1 j Wzmocnienie uładu ze sprzężeniem zwrotnym β: 0 j 1 ( ) g f ( ) 1 β ( ) β 0 1 j 1 g g Oznaczając: wzmocnienie otrzymujemy wzmocnienie uładu ze sprzężeniem: fg dodatnie sprzężenie zwrotne bez sprzężenia ujemne sprzężenie zwrotne g g g g- ( 1 β 0 ) f f 0 ( ) 1 j częstość f 1 0 0 ( β 0 ) / fg Ujemne sprzężenie zwrotne: zmniejszenie mas. wzmocnienia zwięszenie częstości granicznej Dodatnie sprzężenie zwrotne: zwięszenie mas. wzmocnienia ograniczenie pasma przenoszenia Ujemne sprzężenie - orzystna modyfiacja własności uładu eletronicznego zwięszenie stabilności, reducja współczynnia szumów, poszerzenie pasmo częstości Zmniejszenie efetywnego współczynnia wzmocnienia nie jest ograniczeniem! L CBC E Ujemne sprzężenie zwrotne: do stabilizacji puntu pracy - za pomocą rezystora E umieszczanego w emiterze Występuje w postaci efetu Millera, (pojemność C BC ): ograniczenie wzmocnienia dla wysoich częstości Dodatnie sprzężenie zwrotne oddziałuje nieorzystnie na uład; w zasadzie stosowane tylo w generatorach 8

Generatory - najczęściej wzmacniacze z silnym dodatnim sprzężeniem zwrotnym β f 1 β dla β 1 wzmocnienie efetywne uładu f E 1 1 2 2 Multiwibrator astabilny (generator przebiegów prostoątnych) połączone w pętli dwa wzmacniacze o wspólnym emiterze (ażdy odwraca fazę) oba tranzystory pracują w nasyceniu! dwie sprzężone brami NAND osc2.ct osc3.ct Generator przebiegów sinusoidalnych Zasada: dodatnie sprzężenie zwrotne tylo dla ograniczonego pasma częstości Warune sprzężenia zwrotnego spełniony tylo dla częstości rezonansowej o Przebiegi sinusoidalne o częstości o Podstawowe ułady wzmacniaczy odwracających fazę z dodatnim sprzężeniem rezonansowym Meissnera Hartleya Colpitsa Z przesuwniami fazowymi: Oscylacje przy częstości, dla tórej przesunięcie fazowe wynosi 180 o Stabilność częstości ( ν ν ν ν) uładów ze sprzężeniem LC nie przeracza 10-4 Można taże budować generatory ze wzmacniaczami nieodwracającymi fazy reconator.ct 9

Oscylator warcowy w pętli rezonansowej sprzężenia zwrotnego Zwięszenie stabilności częstości oscylacji (drgania uładów mechanicznych) Kryształy warcu mają własności piezoeletryczne Efet piezoeletryczny jest odwracalny: przyładanie napięć do ścian ryształu piezoeletrycznego powoduje jego odształcanie oscylator warcowy uład rezonansowy szeregowo-równoległy oscylator warcowy i jego uład zastępczy E impedancja rezonans równoległy I h. rezonans równoległy II h 1 rezonans szeregowy II h 2 rezonans szeregowy I h częstość OSCYLATO Stabilność częstości może przeraczać 10-7 Podstawowe ułady generatorów warcowych są nieprzestrajalne reconator.ct Syntezery - generatory warcowe o częstości regulowanej dzielenie częstości za pomocą technii cyfrowej mnożenie i sumowanie częstości w technice nieliniowej Stabilność odpowiada stabilności wzorcowego generatora warcowego programator generator warcowy powielacz częstości n m dzielni częstości JŚCIE generator sterowany napięciem DC prostoąt n m detetor fazy n m sinus Phase Loced Loop Syntezery stosowane w badaniach nauowych i teleomuniacji taże w odbiorniach radiowych i telewizyjnych 10