دانلود پروژه رشته برق در مورد مدارات تغذیه – قسمت اول

دانلود پایان نامه

رگولاتورهای ولتاژ و مدارات تغذیه

تقریباً‌تمام مدارات الكترونیكی ، از مدارات سادة ترانزیستوری و آپ امپ تا سیستم های حساس میكروپرواسسوری و دیجیتالی به یك یا چند ولتاژ dc پایدار نیاز دارند منابع تغذیه رگوله نشده با ترانس – پل – خازن بعلت اینكه ولتاژهای خروجی آنها با جریان بار وولتاژ خط تغییر می كنند و نیز بدلیل اینكه آنها ریپل های 100Hz مهمی دارند . معمولاً كفایت نمی كنند . خوشبختانه ساخت منابع تغذیه پایدار كه از فیدبك منفی برای رگوله شده بصورت جامع استفاده می شوند و می توانند با چیپ های رگولاتور ولتاژ مدار مجتمع كه تنها به یك منبع ورودی dc رگوله نشده (‌از یك تركیب ترانس – پل – خازن ؛ یك باطری ، یا چند منبع دیگر dc ورودی ) و چند المان دیگر نیاز دارند باسانی ساخته می شوند .

نکته مهم : برای استفاده از متن کامل تحقیق یا مقاله می توانید فایل ارجینال آن را از پایین صفحه دانلود کنید. سایت ما حاوی تعداد بسیار زیادی مقاله و تحقیق دانشگاهی در رشته های مختلف است که می توانید آن ها را به رایگان دانلود کنید

در این فصل چگونگی ساخت رگولاتورهای ولتاژ را با استفاده از مدارات مجتمع بخصوص خواهید دید همین روشهای مداری می تواند برای ساختن رگولاتورهای با المان های مجزا به كار رود (‌ترانزیستورها ، مقاومت ها ، غیره ) اما بعلت موجود بودن چیپ های رگولاتور ارزان با كارائی زیاد ، استفاده از المانهای مجزا در طرح های جدید مزیتی ندارد . رگولاتورهای ولتاژ ما را به حوزة تلف قدرت زیاد وارد می كنند . بنابراین در مورد سینك گرمایی ور وش هایی نظیر «‌محدود كردن Fold back »‌برای محدود كردن عملكرد درجه حرارت های ترانزیستور و جلوگیری از صدمه به مدار صحبت خواهیم كرد این روش ها می توانند برای تمام ترتیبات مدارات قدرت شامل تقویت كننده های قدرت نیز استفاده شوند . با دانشی كه در اینجا نسبت به رگولاتورها بدست خواهیم آورد قادر خواهیم بود به عقب برگشته و طراحی تغذیه رگوله نشده را به تفصیل بحث نماییم در این فصل به مراجع ولتاژ و آی سی های مرجع ولتاژ كه خارج از طرح منبع تغذیه نیز استفاده می شوند نظری خواهیم انداخت .

1-2- مشخصه ها و خصوصیات منابع تغذیه :

بطور كلی میتوان منبع تغذیه ها را از 6 نقطه نظر مختلف طبقه بندی كرد :

  • طبقه بندی از نظر میزان صاف بودن ولتاژ تغذیه

منبع تغذیه صاف نشده ، در این حالت مقداری سیگنال AC برروی ولتاژ تغذیه سوار می شود ، كه ولتاژ ریپل نام دارد ( در یكسوسازی تمام موج فركانس آن دو برابر فركانس سیگنال AC می باشد )

منبع تغذیه صاف شده ، در این نوع تغذیه مدارهای اضافی برای كاهش دامنه ریپل در نظر گرفته شده است .

  • طبقه بند از نظر تثبیت ولتاژ:

منبع تغذیه تثبیت نشده ( ناپایدار ): در این حالت ولتاژDC صاف شده است . اما مدارهای اضافی برای غلبه بر تأثیرات ناشی از تغییرات بار مصرفی و یا ولتاژ ورودی در نظر گرفته نشده است .

منبع تغذیه تثبیت شده ( پایدار ) : د راین نوع منبع تغذیه ها علاوه بر این كه ولتاژDC صاف شده است ، مدارهای اضافی برای غلبه بر تأثیرات ناشی از بار مصرفی ، یا ولتاژ ورودی وجود ندارد .

  • طبقه بندی از نظر میزان محافظت :

منبع تغذیه محافظت نشده : در این حالت منبع تغذیه در مقابل جریان مصرفی بیش از حد ، یا اتصال كوتاه محافظت نشده است .

منبع تغذیه محافظت شده : این نوع منبع تغذیه ها در مقابل افزایش بیش از حد جریان مصرفی ، و یا اتصال كوتاه محافظت شده اند .

محافظت در مقابل افزایش بیش از حد ولتاژ تغذیه : در این حالت بار مصرفی در مقابل افزایش ولتاژ، تغذیه ناشی از تثبیت كننده ولتاژ ، محافظت شده است .

  • طبقه بندی از نظر چگونگی عملكرد :

منبع تغذیه سوئیچینگ این نوع منبع تغذیه ها با استفاده از روش سویئیچینگ كار می كنند ( معمولاً با فركانسی بالاتراز 50 كیلوهرتز )

5)‌طبقه بندی از نظر پیاده سازی مدار :

مدار گسسته : در مدارهای تثبیت كننده این نوع منبع تغذیه ها از مدارهای گسسته (‌مثلاً ترانزیستور) استفاده شده است .

مدار مجتمع :‌در تثبیت كننده این منبع تغذیه ها از مدارهای مجتمع استفاده شده است .

مدار تركیبی : در طبقه تثبیت كننده این نوع منبع تغذیه ها هم از مدار گسسته ، و هم از مدار مجتمع (‌آی سی ) استفاده شده است .

  • طبقه بندی از نظر ولتاژ یا جریان خروجی :

الف) جریان بالا ب) جریان پایین ج) ولتاژ بالا د) ولتاژ پایین

با توجه به اینكه ما با تعدادی از آشكارترین مشخصه های منبع تغذیه ها مانند ولتاژ ورودی ، ولتاژ خروجی ، حداكثر جریان بار مصرفی و مانند آن آشنا می باشیم و. در اینجا مشخصه های دیگری ذكر می شود كه ممكن است چندان برایمان اشنا نباشند :

الف ) بازده : در حالت ایده آل باید تمام توان دریافتی از منبع AC به صورت توان قابل مصرف در خروجی منبع تغذیه مصرف می شود ،بنابراین بازده منبع تغذیه را می توان به صورت زیر تعریف كرد :

100×(‌توان ورودی AC / توان خروجی dc) = بازده

ب )‌ریپل :‌ریپل سوار شده برروی ولتاژ DC خروجی منبع تغذیه بر حسب واحدهای مختلفی مانند r.m.s پیك به پیك ولتاژ و یا به صورت ضریب ریپل بیان می شود :

= ضریب ریپل

كه Vr معادل r.m.s ولتاژ ریپل و Vo ولتاژDC خروجی است .

ج) حذف ریپل : بینانگر قابلیت تثبیت كننده یا مدار صافی در كاهش سیگنال AC سوار شده می باشد میزان حذف ریپل معمولاً بر حسب دسی بل بیان می شود .

= حذف ریپل

كه Vri و Vro معادل r.m.s ( یا پیك به پیك ) ولتاژ ریپل در وردی و خروجی فیلتر صاف كننده ولتاژ یا مدارتثبیت كننده می باشد .

= تثبیت كنندگی نسبت به بار مصرفی

كه Vof معادل و لتاژ خروجی DC در حالتی است كه بار مصرفی به مدار اعمال شده باشد Von نیز معادل ولتاژ خروجی DC بدون بار مصرفی می باشد .

هـ) تثبیت كنندگی نسبت به خط AC: این مشخصه معادل نسبت تغییرات ولتاژDC خروجی بر واحد به تغییرات AC ورودی بر واحد می باشد و به صورت زیر تعریف می شود :

تثبیت كنندگی نسبت به خط AC

كه Voh, Vih به ترتیب بیانگر و لتاژهای AC ورودی و DC خروجی در حالتی می باشند كه ولتاژ AC ورودی در حداكثر مقدار خود قرار دارد .Vo,Vi نیز به ترتیب بیانگر ولتاژهای AC ورودی و DC خروجی در حالتی می باشند ، كه ولتاژ AC ورودی در حداقل مقدار خود قرار دارد .

و ) امپدانس خروجی : كه معادل تغییرات ولتاژ خروجی نسبت به تغییرات جریان خروجی می باشد تغییرات جریان خروجی در اثر تغییر در توان بار مصرفی ایجاد می شود بنابراین ارتباط امپدانس خروجی تقویت كننده به صورت زیر خواهد بود .

= امپدانس خروجی

كه Von , Vof به ترتیب ولتاژ خروجی در حالتهای حداكثر بار مصرفی و بدون بار مصرفی می باشند و Iof نیز جریان خروجی در صورت اعمال حداكثر بار مصرفی می باشد .

قبل از تشریح نمونه های متداول منبع تغذیه باید چند نكته در مورد رعایت ایمنی را متذكر شویم . نه تنها منبع تغذیه منطقه ای برای ولتاژهای خطرناك می باشد ، كه می توانند شوك الكتریكی مهلكی ایجاد كنند ، بلكه باید در مورد مقادیر قابل تحمل قطعه های مورد استفاده در آ‌ن نیز دقت زیادی به عمل آید .

مثلاً‌اعمال ولتاژDC بالاتر از حد معمول به خازن الكترولیتی ، در بدترین حالت ممكن است به داغ شدن و تركیدن آن منجر می شود چاره كار آسان است ، معمولاً ولتاژ كار خازن باید نسبت به حداكثر ولتاژ قابل تحمل آن فاصله زیادی داشته باشد هیچ گاه به خازنی كه به صورت مداوم در ولتاژی معادل حداكثر ولتاژ قابل تحمل ( و یا نزدیك به آن )‌كار می كند اطمینان نكنید . البته می توان حالتهای غیر معمول ، اما محتملی مانند افزایش موقتی ولتاژ اصلی ، امواج نوك تیز گذرا و اتصال كوتاه خروجی ناشی از خرابی بار مصرفی را نادیده گرفت .

2-2- قطعه هایی كه در ورودی ولتاژ اصلی قرار می گیرند :

در ورودی دستگاهی كه با ولتاژ اصلی كار می كند باید قطعه هایی مانند كلید فیوز قرار بگیرند شاید لازم به توضیح نباشد كه كلید مورد استفاده باید برای كار با ولتاژ AC طراحی شده باشد به علاوه بهتر است كه كلید مزبور از نوع دوپل تك مسیری باشد ( DPST) كلید مزبور می تواند از نوع اهرمی شاسی فشر دو حالته ، الاكلنگی و یا چرخان باشد كلید چرخان ممكن است به صورت مكانیكی همراه با قطعه های دیگری مانند پتانسیومتر یا كلیدی دیگر عمل كند . در مورادی كه جریان عبوری زیاد باشد ، كلیدهای الاكلنگی ترجیح داده می شوند نمونه هایی از این نوع كلید‌ها همراه با چراغ نشان دهنده داخلی نیز وجود دارند كه ازهمتای مینیاتوری خود بزرگتر می باشند .

به جای استفاده از یك فیوز بهتر است در مسیر هر دو خط سیگنال AC از فیوز استفاده شود اگر چه یك فیوز هم می تواند محافظت كافی در مقابل خرابیهای نظیر سوختن قطعات ایجاد كند ، اما این مطلب در مورد تمام حالتهای ممكن صادق نیست ( مثلاً‌در صورت بروز اتصال بیم سیم پیچ اولیه و مغزی فلزی و یا پوشش فلزی آن كه به نقطه زمین متصل شده شاید یك فیوز تنها نتواند موثر واقع شود ) دو فیوز می توانند محافظت بیشتری را فراهم كنند ، و باید ازنوع فیوزهای سریع استاندارد باشند . جریان تحمل آنها نیز باید بین 200-150 درصد جریان اولیه ترانس باشد .

در منبع تغذیه هایی كه جریان زیادی را ارائه می كنند خازنهایی با ظرفیت بالا به كار برده می شوند . ( در حدود 4700 میكروفاراد یا بیشتر ) در این حالت ممكن است جریان هجومی اولیه مشكلاتی را ایجاد كند در چنین مواردی باید از فیوزهای تاخیری استاندارد استفاده كرد اما جریان نامی فیوزها همچنان باید در همان حد باقی بماند .

مدار شكل (1-3) برای بسیرای از مدارهای كه ورودی آنها به ولتاژ AC متصل می شود مناسب است در صورت نیاز به شاخصی به عنوان نشان دهنده وجود ولتاژ اصلی، می توان لامپ نئونی را مانند شكل (2-3) به مدار اضافه كرد . مقاومت محدود كننده جریان R1 برای ولتاژ AC 125-100ولت باید 100 كیلو اهم 5/0 وات باشد . در مورد ولتاژ AC 250-200 ولت بایدمقاومت مزبور 270 كیلو اهمی 5/0 وات باشد نمونه هایی از لامپ نئون نشان دهنده ولتاژ اصلی نیز وجود دارد كه به مقاومت محدود كننده جریان نیز مجهز می باشند در صورت استفاده از چنین لامپهایی مقاومت محدود كننده جریان خارجی نیز مورد نیاز نخواهد بود . فقط كافی است آن را مستقیماً ولتاژAC متصل كند

در بعضی موارد استفاده از دیود نورانی برای نشان دادن ولتاژ اصلی ترجیح داده می‌شود (مثلاً‌برای تطابق با سایر شاخصهای نوری موجود برروی قاب دستگاه ) در این حالت میتوان از آرایش نشان داده شده در شكل (2-2) استفاده كرد . اما باید مطمئن بود كه ولتاژ قابل تحمل خازن برای كار با ولتاژ اصلی مناسب باشد . برای كار با ولتاژ اصلی 125-100 ولت ریال C1 باید خازنی 220 نانوفارادی باشد كه بتواند 125 ولت AC را تحمل كند در مورد ولتاژ اصلی 250-200 ولت باید از خازنی 100 نانوفارادی استفاده كرد ، كه بتواند 250 ولت AC را تحمل كند .

در بعضی از موارد شاخصی برای نشان دادن سوختن فیوز نیز مفید واقع می‌شود شكلهای (4-2) و (5-2) نمونه هایی از این مدارها را نشان می دهد كه به ترتیب با لامپ نئون و دیود نورانی كار می كنند مقادیر C1, R1 در این مدارها مشابه مقادیری است كه درمورد شكلهای (2-2)و( 3-2) ذكر شد .

ترانسفورمرهای جدید دو سیم پیچ دارند ، كه برای كار با ولتاژ 110 ولت و 220 ولت مناسب می باشند ( شكل 6-2) نمونه ای از ترانسورمر با دو سیم پیچ ورودی را نشان میدهد كه در آن ولتاژ ورودی با استفاده از دو اتصال دهنده LK2,LK1 انتخاب می شود شكل (7-2) همان ارایشی را نشان می دهد كه در آن از كلید دو پل دو طرفه ( DPDT) استفاده شده است (‌S1).

برای دیدن قسمت های دیگر این تحقیق لطفا” از منوی جستجوی سایت که در قسمت بالا قرار دارد استفاده کنید. یا از منوی سایت، فایل های دسته بندی رشته مورد نظر خود را ببینید.

با فرمت ورد

Leave a comment