digital.ubm.rodigital.ubm.ro/?download=2015_Lab_Surse_alim.doc · Web viewUn redresor monofazat are...

SURSE DE ALIMENTARE LUCRĂRI DE LABORATOR

LUCRAREA DE LABORATOR NR. 1REDRESORUL MONOALTERNANȚĂ

1. OBIECTIVE

După parcurgerea acestei lucrări studentul va trebui să știe să:

Conecteze circuitul de redresare monoalternanță.

Folosească osciloscopul pentru a analiza formă de undă de la intrarea și ieșirea redresorului.

Folosească osciloscopul pentru a analiza forma semnalului la ieșire după adăugarea unui condensator de filtraj.

Determine tensiunea de riplu.

2. ECHIPAMENTUL NECESAR

Pentru realizarea practica a acestui laborator, sunt necesare următoarele echipamente:

Standul de lucru

Placa EB-141

Generator de semnal

Osciloscop dublu-spot

Multimetru digital

3. INTRODUCERE TEORETICĂ

Redresarea reprezintă un procedeu de transformare a tensiunii alternative în tensiune continuă. În funcţie de numărul de faze ale transformatorului, redresoarele se pot clasifica în: redresoare monofazate (folosite la puteri mai mici, de până la 1KW) şi redresoare polifazate (folosite la puteri mari, de peste 1KW). În funcţie de numărul de alternanţe redresate se deosebesc cele de tip monoalternanţă, când se redresează o singură alternanţă, respectiv cele bialternanţă, când sunt redresate ambele alternanţe.Un redresor monofazat are schema bloc din fig. 1. Transformatorul modifică mărimea tensiunii alternative şi izolează circuitul de reţea, blocul redresor conţine elemente de circuit care realizează redresarea propriu-zisă prin aceea că permit conducţia curentului numai într-un sens iar filtrul reduce pulsaţiile formei de undă.

1


Fig.1.1. Redresor monofazat - schema bloc.

Redresorul monofazat monoalternaţă

Redresoarele monofazate monoalternanţă se conectează la reţeaua de220V/50Hz prin intermediul unui transformator monofazat şi prezintă schema din fig.2. Formele de undă aferente funcţionării pot fi urmărite în fig.3.

Fig.1.2. Redresor monoalternanţă.

Fig. 1.3. Formele de undă pentru tensiunea din secundarul transformatorului, u2, şi pentru tensiunea pe rezistenţa de sarcină, uS.

Tensiunea din secundarul transformatorului este sinusoidală:

Valoarea medie a tensiunii pe sarcină se determină cu relaţia de definiţie pentru valoarea medie:

În alternanţa negativă a tensiunii alternative din secundar, la bornele diodei blocate se aplică tensiunea inversă având valoarea maximă:

În acest laborator se va studia redresorul monoalternanță, şi se va analiza forma tensiunii la ieşire.

AUTOEXAMINARE

1. Redresarea monoalternanță înseamnă:

a) Redresarea doar a unei singure alternanțe din tensiunea de intrare.b) Redresarea doar a vârfurilor din tensiunea de intrare.c) Redresarea totală a tensiunii de intrare.

2


2. Când tensiunea de intrare este negativă curentul prin redresorul monoalternanță este:

a) Vin/RL

b) 0c) 0.5 * Vin/RL

4. MODUL DE LUCRU

1. Introduceți placa EB-141 în standul de lucru.2. Localizați circuitul care conține intrarea marcată "SG în". Acest circuit se află în colțul din

stânga sus al plăcii. 3. Studiați circuitul din figura 1.4.

Fig.1. 4 .redresor monoalternanță.

4. Conectați circuitul ca și în figură 5: 5. Setaţi generatorul de semnal pentru a obține o tensiune sinusoidală cu amplitudinea 0.4

Vvv și frecvența de 100 Hz. 6. Notați valorile de tensiune la intrare (bloc de amplificare) și la intrare în redresor.7. Observați diferența dintre amplitudinea tensiunii de pe înfășurarea N1, VN1 și rezistenţa

R1, VR1. Această diferență se datorează diodei D1.

8. Conectaţi canalul 1 al osciloscopului pentru a măsura căderea de tensiune pe rezistența R21, în punctul median al transformatorului.

3


Fig. 5

9. Notați căderea de tensiune pe R21. Curentul se poate calcula folosind legea lui Ohm:

IR21 = unde R21 = 10Ω

10. Calculați valoarea medie a tensiunii de ieșire şi desenați formă de undă.. 11. Conectați printr-un șunt condensatorul C1 în paralel cu rezistența R112. Calculați tensiunea de ieșire. (căderea de tensiune pe R1) 13. Setați canalul 2 al osciloscopului în modul AC și creșteți sensibilitatea până se poate

măsura valoarea riplului de la ieșire.

14. Măsurați valoarea vârf la vârf a riplului și notați rezultatul.

Vriplu = ____ (mVvv)

15. Dacă înlocuim dioda cu un tiristor cu unghi de aprindere 90 de grade, calculați valoarea medie a tensiunii de ieșire şi desenați formă de undă (în cazul în care condensatorul este deconectat).

4


LUCRAREA DE LABORATOR NR. 2REDRESOARE BIALTERNANȚĂ

1. OBIECTIVE


Conecteze un redresor bialternanță cu priză mediană.

Descrie redresorul în punte.

Folosească osciloscopul pentru a analiza formă de undă de la intrarea și ieșirea redresorului.

Folosească osciloscopul pentru a analiza forma semnalului la ieșire după adăugarea unui condensator de filtraj.

Determine tensiunea de riplu.

2. ECHIPAMENT NECESAR

Pentru realizarea practică a acestui laborator, sunt necesare următoarele echipamente:

Standul de lucru DEGEM

Placa EB-141

Generator de semnal


Multimetru digital


Redresorul monofazat bialternaţă

Redresoarele monofazate dublă alternanţă se utilizează sub formă a două montaje fundamentale: montajul cu transformator cu priză mediană în secundar (fig.1 a) şi montajul în punte (fig.1 b). Formele de undă prezente în funcţionarea circuitelor sunt înfăţişate în fig. 2 şi 3.

Fig.1. Redresoare bialternanţă

a) cu priză mediană b) în punte

5


Fig. 2. Forme de undă aferente redresorului bialternanţă cu priză mediană.

Fig. 3. Forme de undă aferente redresorului bialternanţă în punte.

În primul caz, priza mediană din secundar asigură obţinerea a două tensiuni de amplitudini egale şi defazate cu 180°. Prin rezistenţa de sarcină se aplică diodelor o tensiune de polarizare directă sau inversă, în alternanţa pozitivă conducând D1 iar D2 fiind blocată, respectiv invers, în alternanţa negativă. În ambele alternanţe prin rezistenţa de sarcină curentul circulă în acelaşi sens, deci polaritatea căderii detensiune la bornele sarcinii nu se schimbă.Într-o perioadă T apar două pulsuri ale tensiunii redresate astfel că valoarea medie a tensiunii pe sarcină este:

Iar valoarea curentului mediu redresat este:

Pentru determinarea tensiunii inverse maxime pe diodă, dacă conduce dioda D1 spre exemplu, rezultă că dioda D2 este polarizată invers cu o tensiune egală cu us+u21, deci:

Pentru cazul redresorului dublă alternanţă în punte, relaţiile (8)-(12) rămân valabile. Diferă doar valoarea tensiunii inverse maxime pe o diodă a punţii:

Se va observa că aceste tipuri de circuite sunt mai complexe decât acelea pentru redresarea monoalternanta, dar prezintă mai multe avantaje: amplitudine a tensiunii de riplu mai mică, stabilitate mai bună în sarcina şi o eficientă crescută.

6


Autoexaminare

Într-un redresor bialternanta cu priză mediană (presupunem un raport de conversie 1:1), căderea de tensiune inversă pe diode poate lua valoarea:

A) Vin max. B) 0.5 * Vin max. C) 2 * Vin max.

Prin adăugarea unui filtru capacitiv:

A) Creşte tensiunea de riplu.B) Scade tensiunea de riplu.C) Tensiunea de riplu nu se modifica.D) Nici unul din răspunsurile anterioare.

4. MODUL DE LUCRU

1. Introduceți placa EB-141 în standul de lucru.

2. Studiați circuitul din figura 4:

Fig.4. Redresor cu priză mediană

3. Conectați circuitul ca și în figură 5:

4. Setați generatorul de semnal pentru a obține o tensiune sinusoidală cu amplitudinea de 0.2 V vârf la vârf și o frecvență de 100 Hz. Desenați formă de undă a tensiunii de ieșire.. Calculați valoarea medie a tensiunii de ieșire.

5. Conectați printr-un șunt condensatorul C1 în paralel cu rezistența R1

6. Notați valoarea tensiunii de intrare și ieșire din redresor.

7. Mutați canalul 2 în modul AC și creșteți sensibilitatea până se poate măsura valoarea riplului. Desenați formă de undă a tensiunii de riplu.

7


8. Măsurați valoarea vârf la vârf a tensiunii de riplu.

Vriplu = _____ (mVvv)

9. Mutați canalul 2 înapoi în poziția originală ("DC").

Figura 5

10. Conectați canalul 1 pentru a putea măsura căderea de tensiune pe R21 în priză mediană a transformatorului.

11. Notați tensiunea la bornele rezistenţei R21. Valoarea curentului se poate calcula cu formula:

21

21

RVR

= 10VR 21

12. Deconectați condensatorul.

S-au măsurat tensiunile și curenții pentru redresorul bialternanță cu priză mediană. Se poate face o comparație cu redresorul monoalternanță.Tensiunea de riplu s-a redus cu 50% în cazul redresării bialternanță.Continuaț cu al treilea circuit, redresorul bialternanță în punte.

13. Studiați circuitul din figura 6:

8


Figura 6 – Redresor în punte

14. Conectați circuitul în modul prezentat în figura7:

Figura 7

15. Setați generatorul de semnal pentru a obține o tensiune sinusoidală cu amplitudinea de 0.2 V vârf la vârf și o frecvență de 100 Hz. Măsurați valoarea tensiunii de la ieşire (pe bornele rezistorului R1). Calculați valoarea medie a tensiunii de la ieșire. Desenați formele de undă.

16. Conectați C1 folosind un șunt.

Care este valoarea tensiunii de ieșire Vout?

Vout = ________V

9


LUCRAREA DE LABORATOR NR.3 SURSĂ DE ALIMENTARE SIMETRICĂ.

1. OBIECTIVE

După parcurgerea acestei lecții studentul va trebui să:

Determine forma de undă a tensiunii de ieșire dintr-o sursă de alimentare simetrică complementară.

Să determine efectul sarcinii asupra riplului de tensiune.



Standul de lucru

Placa EB-141

Generator de semnal


Multimetru digital


În acest experiment se va conecta o nouă sursă de alimenatre și se va observa modul simetric de funcționare.Acest tip de sursă generează două tensiuni cu o valoare egală dar opuse ca semn, numită sursă de tensiune simetrică (simetrie față de masă).

Autoexaminare

Sursele de alimentare simetrice generează:

a) 0, +V. b) 0. - V. c) V, 2V.d) -V, +V.

4. MODUL DE LUCRU

1. Introduceţi placa EB-141 în standul de lucru.

2. Studiați circuitul din figură:

10


Fig. 1- Sursă de alimentare simetrică

3. Conectați circuitul ca în figură următoare:

4. Setaţi generatorul de semnal pentru a obține o tensiune sinusoidală cu amplitudinea de 0.2V vârf la vârf și o frecvență de 100 Hz. Desenați formele de undă ale semnalului de pe condensatoarele C1 și C2 și specificați valoarea tensiunilor.

5. Care este valoarea tensiunii de pe rezistența R1, pe ieșire (măsurate pe cele 2 rezistențe), în punctual median (între cele 2 rezistențe).

6. Care este condiția de simetrie referitoare la rezistențele de sarcină și condensatoarele de filtrare?

După cum ați observat, circuitul generează tensiuni duale complementare (simetrice față de masă).În următorul experiment ne vom întoarce la redresorul monoalternanță și vom măsura efectul sarcinii din circuit.

Studiați circuitul din figură:

11


Fig2-Redresor monoalternanță cu sarcină variabilă

7. Conectați circuitul ca în figură următoare:

8. Setați generatorul de semnal pentru a obține o tensiune sinusoidală cu amplitudinea de 0.2 V vârf la vârf și o frecvență de 100 Hz.

9. Rotiți potențiometrul Rv1 în sensul invers acelor de ceasornic (pentru a obține un curent minim).Folosiți osciloscopul pentru a măsura tensiunea de riplu.

10. Rotiți potențiometrul în sens orar pentru a obține curenții din tabel.

Notă: Pentru a obține 0 mA deconectați sarcina.

11. Pentru fiecare valoare a curentului, măsurați tensiunea de riplu (vârf la vârf) Cu ajutorul osciloscopului și notați valorile în tabel.

12


Efectul sarcinii asuprea redresorului

I (mĂ) 0 2.5 5 7.5 10Vriplu [V]

I (mĂ) 12.5 15 17.5 20 25Vriplu [V]

12. Realizați un grafic al nivelului riplului în funcție de curentul de sarcină.

SURSE DE ALIMENTARE NESTABILIZATE - ÎNTREBĂRI

Aceste întrebări verifică cunoștințele acumulate pe baza lucrărilor anterioare:

Întrebări sumare

1. Tensiunea de riplu a unui redresor monoalternanță este:

a) Mai mare decât tensiunea de riplu a unui redresor bialternanță. b) Mai mică decât tensiunea de riplu a unui redresor bialternanță. c) Egală cu tensiunea de riplu a unui redresor bialternanță.

2. Prin adăugarea unui condensator în paralel cu sarcina:

a) Creștem valoarea vârfului tensiunii de ieșire. b) Scădem valoarea vârfului tensiunii de ieșire. c) Creștem valoarea tensiunii de riplu. d) Scădem valoarea tensiunii de riplu.

3. Crescând curentul de sarcină, tensiunea de riplu:

a) Crește . b) Scade. c) Nu se modifică.

4. Observați figura.

13


Când dioda D1 conduce:

a) D2 conduce; D3 și D4 nu conduc. b) D4 conduce; D2 și D3 nu conduc. c) D3 conduce; D2 și D4 nu conduc. d) D2, D3 și D4 nu conduc.

5. Care este valoare tensiunii de pe sarcina R1, pentru tensiunea de intrare Vin.

a) 0b) Vin/2c) 2*Vind) Vin/√2

14


LUCRAREA DE LABORATOR NR. 4STABILIZATOR CU TRANZISTOR

1. OBIECTIVE

După parcurgerea acestei lucrări studentul va trebui să știe:

Conectarea tranzistorul la circuitul stabilizator.

Măsurarea ieșirii de CC a circuitului stabilizator.

Conectarea unei sarcini electronice la ieșirea stabilizatorului.

Utilizarea unui osciloscop pentru vizualizarea formelor de undă de la ieșirea

stabilizatorului.

Determinarea caracteristicii tensiunii de ieșire al circuitului stabilizator ȋn funcție de

diferite sarcini conectate la ieșirea lui.




Placa EB-141

Generator de semnal


Multimetru digital


Stabilizatoarele sunt circuite electronice care ar trebui să furnizeze la ieşire o tensiune constantă, independentă de modificările curentului prin sarcină, de modificările tensiunii de intrare sau de modificările de temperatură, cu alte cuvinte ar trebui să fie surse ideale de tensiune. Măsura în care răspund acestor exigenţe este cuantificată prin trei parametri:

Coeficientul de stabilizare, S, care arată de câte ori sunt mai mari variaţiile tensiunii de intrare faţă de variaţiile tensiunii de ieşire deci:

(3.1) În cazul ideal S şi tensiunea de ieşire nu resimte modificările tensiunii de intrare.

Rezistenţa de ieşire, RO, care exprimă dependenţa tensiunii de ieşire de curentul prin sarcină:

(3.2)

În cazul ideal RO 0 şi tensiunea de ieşire este constantă indiferent de valoarea curentului prin sarcină.

15


Coeficientul de temperatură, ST, care arată dependenţa tensiunii de ieşire de variaţiile de temperatură:

(3.3)

În cazul ideal ST 0 şi tensiunea de ieşire nu se modifică în funcţie de temperatură.În echipamentele electronice, stabilizatoarele sunt plasate între redresor şi circuitele

electronice pe care le alimentează. Ca efect al utilizării lor, brumul de reţea, care mai rămâne după filtrarea tensiunii redresate este practic eliminat.

Având în vedere faptul că sunt folosite pentru a transfera energia electrică de la un redresor la un consumator, un alt parametru important al stabilizatoarelor este randamentul, , care arată cât la sută din puterea consumată de la redresor ajunge la consumator.

Stabilizatoarele de tensiune sunt de două feluri : Liniare – dacă realizează funcţia de stabilizare cu tranzistoare polarizate să lucreze în regiunea

activă normală. Sunt performante şi fiabile dar au un randament mediu (70% cel mult). Din acest motiv, la puteri mari au gabarit mare şi un regim termic sever.

În comutaţie – când funcţia de stabilizare se realizează cu tranzistoare lucrând în comutaţie. Necesită o proiectare riguroasă datorita vârfurilor mari de tensiune care pot să apară în regim de comutaţie dar au un randament foarte bun (peste 90%). Chiar la puteri mari au un gabarit redus şi un regim termic lejer.

În funcţie de topologia circuitului stabilizatoarele se pot clasifica în: Stabilizatoare serie – când elementul regulator al stabilizatorului este în serie cu sarcina Stabilizatoare paralel – când elementul regulator al stabilizatorului este în paralel cu sarcina

La ieșirea din puntea redresoare nu vom avea o tensiune constantă la sarcini diferite. Ȋn majoritatea situațiilor acest lucru nu poate fi acceptat.

Ȋn acest experiment studentul va determina característica stabilizatorului simplu cu un tranzistor utilizat ȋn majoritatea stabilizatoarelor de tensiune.

Stabilizatoare liniare serie.

Topologia circuitului este cea a unui amplificator cu reacţie (figura 1).

16

V O

V R

V I

V R E F k V O

R 1

R 2

V E R

I I I O

Figura..1. Schema de principiu a unui stabilizator serie


Elementul regulator, de obicei un tranzistor de putere lucrează ca repetor pe emitor. Potenţialul bazei este determinat de un amplificator de eroare. Acesta compară o tensiune de referinţă, furnizată de obicei de un stabilizator parametric cu diodă Zener, cu o parte k din tensiunea de ieşire.

Reacţia negativă serie – paralel realizată prin R1 şi R2 are tendinţa de a regla ieşirea astfel încât VER = 0. Dacă amplificatorul de eroare are rezistenţa de intrare mare, divizorul rezistiv R1, R2 lucrează practic în gol, deci:

(3.4)

Pe de altă parte, dacă amplificarea amplificatorului de eroare, a, este foarte mare:

VREF = kVO (3.5)

Rezultă:

(3,6)

Pe baza relaţiei (3.6) tensiunea de ieşire este dependentă numai de precizia rezistenţelor de reacţie şi de stabilitatea tensiunii de referinţă.

Relaţia (3.6) a fost dedusă în ipoteza că tranzistorul lucrează ca repetor pe emitor. În caz contrar relaţia (3.5) nu este valabilă. Pentru aceasta este nevoie ca el să fie polarizat în RAN şi prin urmare se impune ca:

VI > VO (3.7)Deci, trebuie avut în vedere faptul că cea mai mică valoare posibilă a tensiunii de intrare

trebuie să fie mai mare decât valoarea stabilizată a tensiunii de ieşire.

Cel mai simplu circuit utilizat practic de stabilizator serie este cel din figura 2. Elementul regulator este şi amplificatorul de eroare iar reacţia se face prin rezistenţa de sarcină.

În acest caz k =1 şi în primă aproximaţie:VO VZ.

Trebuie să ţinem cont de faptul că în acest caz condiţia în care a fost dedusă relaţia (3.5) nu este îndeplinită. Amplificarea amplificatorului de eroare nu este mare ci unitară (un simplu repetor pe emitor) prin urmare tensiunea de eroare nu va fi zero ci egală cu vBE.

Prin urmare o apreciere mai corectă a tensiunii de ieşire este dată de relaţia :

VO = VZ + vBE VZ + 0,7V (3.8))

Din acelaşi motiv coeficientul de stabilizare nu va fi mai bun decât al stabilizatorului parametric cu diodă Zener:

17

Figura 2. Stabilizator serie


S R II rZ

unde rZ este rezistenţa dinamică a diodei Zener. Rezistenţa de ieşire este însă mult mai mică decât la stabilizatorul parametric, deoarece

rezistenţa de ieşire a stabilizatorului parametric, privită dinspre emitor, este de aproximativ ori mai mică. Din acest motiv acest stabilizator poate lucra la curenţi de sarcină mult mai mari şi acceptă fluctuaţii mult mai mari ale curentului de sarcină decât stabilizatorul parametric.

Un stabilizator serie în care apare amplificatorul de eroare separat de elementul regulator este prezentat în figura 3.Amplificatorul de eroare este Q2, alimentat în colector prin R3. Tensiunea de referinţă generată de stabilizatorul parametric R – DZ este comparată cu tensiunea de reacţie aplicată în baza tranzistorului prin divizorul rezistiv R1 – R2. Conform relaţiei (3.6) tensiunea de ieşire va fi:

VO =

Această relaţie va aproxima cu atât mai bine valoarea tensiunii de ieşire cu cât amplificarea amplificatorului de eroare este mai mare.

Autoexaminare

Ȋn cazul stabilizatorului cu un tranzistor, baza tranzistorului este conectată la masă prin intermediul unei diode Zener cu tensiune inversă notată cu Vz. Tensiune ȋn emitor va fi:

a) Vce

b) Vz

c) Vz- Vbe

Riplul de la ieșirea stabilizatorului cu tranzistor este ________ decȋt riplul de la ieșirea unui redresor nestabilizat.

a) mai micb) mai marec) egal

18

Figura 3. Stabilizator serie cu amplificator de eroare


4. MODUL DE LUCRU

1. Deconectați placa EB-141 de la placa de bază PUZ-2000, și verificați conexiunile.2. Localizaţi circuitul care conţine o intrare cu etichetă "ÎN SG." Acest circuit este în colţul

din stânga sus a plăcii.3. Studiați circuitul din figură.4. Conectați circuitul ca ȋn figura 4:

Figura 4

5. Conectați circuitul.

Figura 5 Stabilizator cu tranzistor6. Conectați ieșirea redresorului dublă alternanță la intrarea stabilizatorului cu tranzistor.

19


7. Măsurați componentă de c.c. la ieșirea stabilizatorului utilizȋnd voltmetrul de c.c. Notați această tensiune.

Vout = _____ (V)

8. Măsurați acum tensiunea la bornele diodei Zener.

Vz =______ (V)

9. Măsurați tensiunea de riplu (vȋrf la vȋrf) cu ajutorul osciloscopului.

V(c.a)=______ (mVvv)

10. Localizați sarcina electronică.

Figura 611. Răsuciți potențiometrul RV1 pȋnă la capătul cursei ȋn sens antiorar.12. Conectați intrarea sarcinii electronice la ieșirea stabilizatorului.13. Conectați un ampermetru pentru a măsura curentul ce circulă prin sarcina electronică după

cum se observă ȋn figură. Ajustați RV1 până obțineți pe ampermetru 2,5 mA14. Conectați osciloscopul pentru a măsura tensiunile VL și VE (tensiunea din emitorul lui

Q1), și treceți valorile ȋn tabel. 15. Urmăriți figura 3.6.16. Reglați curentul de sarcină pe rezistența RV1, și introduceți ȋn tabel valorile tensiunilor VE

și VL pentru toate valorile curentului IL.

Notă: Pentru a măsura curent zero deconectați sarcina electronică.Tensiunea și curentul stabilizatorului

IL (mA) 0 2.5 5 10 15 20 25 30VE (V)VL (V)

17. Desenați graficul VL și VE ȋn funcție de IL.

18. Măsurați tensiunea de curent alternativ (cu IL=40 mA) VE (c.a) și VL (c.a).

VL (c.a) =______ (mVvv) . VE (c.a) = ______ (mVvv)

LUCRAREA DE LABORATOR NR.520


STABILIZATOR CU LIMITARE DE CURENT

1. OBIECTIVE

După parcurgerea acestei lucrări studentul va trebui să știe să: Conectaţi circuitul regulatorului de transistor cu limitarea de current. Măsuraţi tensiunea de ieşire de CC al circuitului de regulator. Conectaţi încărcătura electronică a circuitului de regulator, Folosiţi osciloscopul pentru a determina undele de ieşire a circuitului. Determinaţi caracteristică de tensiunii de intrare şi ieşire a circuitului în condiţii de sarcina

diferite.




Placa EB-141

Generator de semnal


Multimetru digital


Limitarea curentului este folosită pentru a proteja sursa de alimentare de supraîncălzire sau scurtcircuit.

În figura 1 avem un circuit simplu de limitare al curentului.

Fig. 1- Circuit de limitare a curentului

Dacă curentul prin elementul de reglaj (deci curentul de sarcină) se menţine sub valoarea IMAX căderea de tensiune pe rezistenţa R2 (de valoare mică) nu va fi suficientă pentru a deschide diodele D1 şi D2 astfel încât Q1 va lucra normal. Dacă valoarea maximă a curentului de ieşire este depăşită, căderea de tensiune pe R2 creşte peste 1,4V şi diodele D1 şi D2 vor conduce, deturnând astfel curentul din baza Q1. Elementul regulator va avea tendinţă de blocare şi prin urmare curentul IMAX nu poate depăşi valoarea:

În circuitul din figura 5.2 diodele au fost înlocuite prin tranzistorul Q2. Un curent mare prin R2 deschide tranzistorul Q2 şi curentul se limitează la aceeaşi valoare ca în cazul circuitului cu diode. Avantajul acestei soluţii este răspunsul mult mai rapid. O creştere mică a curentului de sarcină peste valoarea admisă determină o scădere de 2 ori mai accentuată a curentului de bază al Q1 şi deci o limitare rapidă a curentului prin elementul regulator.

21


În cazul circuitelor de protecţie prezentate până acum, există inconvenientul că în regim de scurtcircuit curentul prin tranzistorul serie este limitat la IMAX în timp ce întreaga tensiune de alimentare se aplică între colector şi emitor dacă ieşirea este în scurt. El va disipa o putere mare în acest regim şi se va încălzi foarte mult. În regim de scurtcircuit de lungă durată elementul regulator se poate distruge.

Inconvenientul poate fi înlăturat cu circuitul de protecţie din figura 5.3. Curentul de scurtcircuit va determina o cădere de tensiune

UR2=IMAXR2

care este practic egală în cazul unui scurtcircuit la ieşire cu căderea de tensiune pe divizorul R3,R4. Potenţialul bazei Q2 va fi

Deosebirea dintre cele două circuite de limitare a curentului se poate observa pe graficele din figura 4:

22

Figura 3- Circuit de protecţie la scurtcircuit de lungă durată

VO

VR

IMAX

ISC

VO

VR

IMAXISC IO

Figura 4- Caracteristica de limitare a curentului pentru circuitele de protecţie din fig. 2 respectiv 3.

Figura 2. Circuit de limitare a curentului cu tranzistor


Se poate observa că pentru circuitul de protecţie din figura 2 curentul de scurtcircuit este practic egal cu curentul maxim, chiar puţin mai mare, dar pentru circuitul de protecţie din figura 3 curentul de scurtcircuit este mai mic decât curentul maxim. Datorită acestei forme a caracteristicii de limitare a curentului, circuitul din figura 3 se numeşte circuit de limitare cu întoarcerea caracteristicii.

Cu un circuit de protecţie cu întoarcerea caracteristicii, stabilizatoarele serie sunt protejate şi în cazul unui regim de scurtcircuit de lungă durată.

AUTOEVALUARE

Un circuit simplu de limitare de current:a) Reduce curentul de încărcare la Imax/2.b) Reduce tensiunea de sarcina la Vz.c) Reduce curentul de sarcina la Imax.

4. MODUL DE LUCRU

1. Conectaţi placa de circuit EB-141 la cadru PUZ-2000.2. Pentru a transforma c.a. de la intrarea în circuit în c.c. la ieşirea din circuit, vom folosi

următoarea schema:

Fig.5.Redresor în punte bialternanta nestabilizat

3. Pentru a stabiliza tensiunea, folosim un stabilizator ca cel din figura 6.

Fig. 6- Stabilizator cu transistor cu limitare de curent23


4. Setaţi parametrii generatorului în undă sinusoidală, frecvenţa de 100 Hz şi amplitudinea de 28 Vvv (în secundarul lui T1).

5. Conectaţi ieşirea generatorului la transformator, şi conectaţi Q3 la R4 pentru a activa limitatorul de current, ca în figură:

6. Măsuraţi tensiunea de ieşire de CC a transformatorului şi introduceţi valoarea: Vout=_________ (V)

7. Măsuraţi tensiunea de pe dioda Zener: Vz= __________ (V)

8. Măsuraţi (folosind osciloscopul) tensiunea de ondulaţie vârf la vârf la ieşirea stabilizatorului:

Tensiunea de ondulaţie este: ______ (mVpp)

9. Reglații potenţiometrul RV1 al sarcinii electronice în sens antiorar până în capăt.10. Conectaţi sarcina electronic la ieșirea stabilizatorului.11. Conectează un ampermetru pentru a măsura curentul ce circulă prin sarcina electronică.

Ajustați RV1 până ce obţineţi valoarea de 2.5 mA.12. Măsuraţi tensiunile VE și VL şi introduceţi aceste valori în tabelul de mai jos.13. Măsurați tensiunea pe R5.14. Reglaţi curentul IL prin rotirea lui RV1, şi notaţi rezultatele în tabelul de mai jos:

IL (mĂ) 0 2.5 5 10 15 20 25 30V R5(V)VE (V)VL (V)

15. Desenaţi în caiete un grafic pentru VL funcție de IL.Numiţi acest graphic Figura A.16. Analizaţi rezultatele.

LUCRAREA DE LABORATOR NR.6STABILIZATOR CU REALIMENTARE

1. OBIECTIVEDupă parcurgerea acestei lecţii, veți fi capabili să:

Conectaţi un stabilizator cu tranzistor cu realimentare Măsurați tensiunea de ieșire a stabilizatorului. Conectaţi o sarcină electronică la circuitul stabilizator. Utilizarți osciloscopului pentru a determina forma de undă a circuitului de ieşire. Determinarea caracteristicii tensiunii de ieșire a stbilizatorului de tensiune cu realimentare

şi limitare a curentului.24





Placa EB-141

Generator de semnal


Multimetru digital


În multe aplicaţii, valoarea ondulaţiei tensiunii de ieșire oferite de stabilizator devine inadecvată.

Pentru a îmbunătăţi stabilizarea tensiunii, diferite tehnici sunt utilizate. Una este de a adăuga o buclă de reacție.

În acest experiment, veţi învăţa controlerul de reacție liniar.

AUTOEXAMINARE

Utilizarea reacției într-un stabilizator de tensiune duce la:a) Îmbunătăţirea stabilităţii tensiunii de ieşire Vout.b) Reducerea ondulaţiei de tensiune.c) Control îmbunătăţit al tensiunii Vout.d) Toate cele de mai sus.

4. MODUL DE LUCRU

1. Vom folosi, ca de obicei, o punte redresoare .2. Şi vom folosi acest circuit de reacție pentru a îmbunătăţi stabilizarea.

Figura .1. Stabilizator cu realimentare

2. Conectaţi circuitul ca în figură:

25


3. Conectaţi multimetrul pentru a măsura ieşirea stabilizatorului de tensiune.4. Setaţi generatorul pentru o undă sinusoidală de frecvenţă 100 Hz şi o tensiune efectivă

de 9.8 V în secundarul lui T1 (28 Vvv).5. În acest circuit, puteţi modifica tensiunea de ieşire prin rotirea potenţiometrului RV2.

Rotiți RV2 până în capăt în sensul acelor de ceasornic, pentru a obține o tensiune de ieşire maximă .

6.Notați tensiunea de ieşire: Max. tensiunea de ieşire =________ (V)

7. Conectaţi osciloscopul la ieșirea stabilizatorului şi măsurați riplului tensiunii de ieşire.Vriplu =________ (mVpp)

8. Pentru a obține tensiunea de ieşire minimă, rotiți potenţiometrul RV2 complet în sens invers acelor de ceasornic.

9. Notați tensiunea de ieşire. Min tensiunea de ieşire =_____ (V)

10. Conectaţi osciloscopul la ieșirea stabilizatorului şi măsurați riplului tensiunii de ieşire.Vriplu =_____ (mVpp)

Notă: Asiguraţi-vă că potenţiometrului RV2 este reglat pentru tensiune minimă .11. Conectaţi ieșirea stbilizatorului la sarcina electronică.12. Ajustaţi RV1 pentru a obține un curent de 5 mA în sarcină, şi măsurați tensiunea la

bornele sarcinii. Înregistrați valorile măsurate în tabel.13. Rotiţi potenţiometrul încet în sensul acelor de ceasornic şi notați valoarea VL pentru

fiecare valoare a lui IL prezentată în tabel.Notă: Pentru IL = 0, deconectaţi sarcina.

IL (mA) 0 5 10 20 30VL (V)

14. Desenați graficul VL funcție de IL.15. Reglaţi potenţiometru RV2 pentru a obține o tensiune maximă. Reglaţi potenţiometrul

RV1 pentru a obține IL = 5 mA. Măsurați tensiunea pe sarcină, şi notați valoarea măsurată în tabel.

16. Rotiţi potenţiometrul încet în sensul acelor de ceasornic şi notați valoarea VL pentru fiecare valoare a lui IL prezentată în tabel.

26


IL (ma) 0 5 10 20 30VL (V)

17. Desenați graficul VL funcție de IL.

STABILIZATOARE DE TENSIUNE. ÎNTREBĂRI

Aceste întrebări vă dau ocazia de a vă examina cunoştinţele în legătură cu temele tratate în lecţiile anterioare:Stabilizatoarele liniare de tensiune.Întrebări din rezumat:

1. Limitarea curentului de ieşire într-un stabilizator evită depăşirea valorii maxime a:a) Tensiunii de ieşireb) Curentului de ieşirec) VCE a tranzistorului

2. Studiază cu atenţie figura stabilizatorului cu limitare de current. Ce fixează rezistența R5?a) Tensiunea maximă de ieşireb) Curentul maxim de sarcinăc) Tensiunea minimă de ieşired) Curentul minim de sarcină

3. Care din următoarele circuite oferă cel mai bun stabilizator de tensiune?a) Stabilizator de tensiune obişnuitb) Stabilizator cu limitare de curentc) Stabilizatorul realimentat

4. Studiază cu atenţie figura stabilizatorului cu realimentare.Tensiunea de ieşire VOUT este determinată de:a) Dioda Zenerb) Rezistenţele R7, RV2 şi R8

c) Dioda Zener şi rezistenţele R7, RV2 şi R8

5. Studiază cu atenţie figura stabilizatorului cu realimentare. Ce rol are rezistența R6?a) Limitează curentul de ieşireb) Limitează tensiunea de ieşirec) Protejează Q2

d) Obligă ca dioda Zener să funcţioneze inversLUCRAREA DE LABORATOR NR.7STABILIZATOR INTEGRAT DE TENSIUNE FIXĂ

1. OBIECTIVE

După parcurgerea acestei lucrări, veți putea să:

Conectaţi un stabilizator integrat de tensiune fixă la o plăcuță electronică.

Utilizaţi osciloscopul pentru a determina ondulaţia de tensiune la ieşirea unui stabilizator

monolitic.

Măsurați tensiunea de ieşire pentru sarcini diferite.

Determinați reglarea tensiunii pentru sarcini diferite.

Reprezentați grafic valoarea tensiunii pe sarcină.

Determinați cum se schimbă tensiunea de ieşire atunci când curentul de sarcină se

schimbă.

27


2. ECHIPAMENT NECESARPentru realizarea acestui experiment este necesar următorul echipament:

• Cadrul PUZ-2000

• Placă principală

• Placă cu circuitul integrat EB-141

• Generator de semnal

• Osciloscop cu canal dublu

• Multimetru digital (DMM)

3. INTRODUCERE TEORETICĂSe pot pune în evidenţă trei categorii de stabilizatoare integrate: a. stabilizatoare monolitice cu mai mult de trei terminale (numite şi stabilizatoare din generaţia întâi); b. stabilizatoare monolitice cu trei terminale şi posibilitatea ajustării tensiunii (numite şi stabilizatoare din generaţia a doua); c. stabilizatoare monolitice cu trei terminale şi cu tensiune fixă.Stabilizatoarele integrate cu trei terminale şi tensiune fixă s-au proiectat în ideea unei stabilizări locale a tensiunii de alimentare pe modulele cu circuite integrate. Aceste stabilizatoare prezintă avantajul simplităţii maxime de utilizare deoarece nu necesită componente externe. De asemenea sunt avantajoase din punct de vedere al raportului cost-performanţă. Capsulele sunt prevăzute doar cu trei terminale, existând posibilitatea montării lor pe radiator.Stabilizatoarele de tensiune fixă au următoarele caracteristici generale: • tensiunea de ieşire, fixată intern, se garantează cu o precizie de 5%; • limita curentului maxim de ieşire, fixată intern prin circuitul de protecţie la suprasarcină, este, în general, independent de temperatură; • stabilizatoarele conţin un circuit de menţinere a funcţionării tranzistorului serie în aria de siguranţă; • circuitul de protecţie intern asigură imunitate la scurtcircuitarea ieşirii la masă pe o durată nedefinită. Nivelul de performanţă a stabilizatoarelor de tensiune fixă este inferior celor de uz general din generaţia a doua.Tipurile reprezentative de stabilizatoare de tensiune fixă sunt: - stabilizatoare de tensiune pozitivă• LM323 (TO3 - 3A) şi LM309 (TO3 - 1,5A), cu tensiunea de ieşire de +5V;• seria µA78XX (TO3 - 1,5A, TO202 - 0,5A), cu tensiunile de ieşire de: 5, 6, 8, 10, 12, 15, 18 şi 24V. Grupul XX se înlocuieşte cu 05, 06, ..., 24;- stabilizatoare de tensiune negativă:• LM345 (TO3 - 3A) cu tensiunea de ieşire egală cu -5V; • seria µA79XX (TO3 - 1,5A, TO202 - 0,5A), cu tensiunile de ieşire de: -5, -6,-8, -9, -12, -15 şi -24V. Grupul XX se înlocuieşte cu 05, 06, ..., 24;•LM 317 pentru tensiuni positive și LM 337 pentru tensiuni negative.Stabilizatoare integrate cu trei terminale şi tensiune fixăÎn figura 1 se prezintă modul de conectare în circuit a unui stabilizator de tensiune fixă, pozitivă.

28


Fig. 1- Stabilizatorul de tensiune fixă. Schema tipică de conectare.

Circuitul trebuie să fie echipat, totdeauna, cu un condensator la intrare, C1 şi unul la ieşire, C2 . Condensatorul C1 are rolul să reducă efectul inductiv al firelor prin care se aduce tensiunea nestabilizată. Condensatorul C2 îmbunătăţeşte răspunsul stabilizatorului în cazul modificării bruşte a curentului de ieşire. În acest experiment vom folosi circuitul LM-317 integrat, un stabilizator de tensiune fixă utilizat pe scară largă în practică.

AUTOEXAMINARE1. Stabilizatorul monolitic are cel puţin:a) Două terminale.b) Trei terminale.c) Patru terminale.

2. Vin este tensiunea de intrare a stabilizatorului iar Vout este ieșirea stabilizată.Relația corectă ȋntre aceste tensiuni (cu Vin>o) este:

a) Vin=Vout.b) Vin>Vout.c) Vin<Vout

4. MODUL DE LUCRU

1. Conectați placa EB 141 la cadrul PUZ-2000 al standului DEGEM şi verificaţi conexiunile.

2. Localizaţi circuitul care conţine menţiunea "SG in." Acest circuit este în colţul din stânga sus al plăcii de circuit imprimat.

3. Vom folosi circuitul din figura 2 pentru a ne oferi o tensiune nestabilizată.

Fig. 2

4. Reglaţi ieșirea generatorului pentru a obține o undă sinusoidală de amplitudine 28Vvv şi frecvenţa egală cu 100 Hz la ieșirea lui T1.

29


5. Localizaţi circuitul care conţine circuitul integrat numit "stabilizator monolitic."Acest circuit se află în partea de jos a plăcii.

6. Stabilizatorul va fi conectat în următorul mod:

Fig. 3

7. Conectaţi circuitul aşa cum se arată în figură:

Fig. 4

8. Conectaţi ieşirea de punte redresoare la intrarea LM317.9. Conectaţi voltmetru la ieşirea stabilizatorului.10. Măsurați tensiunea Vout şi notați ȋn tabel:11. Conectaţi osciloscopul la ieşirea stabilizatorului, şi măsuraţi tensiunea de riplu de la

ieșire. Introduceţi valoarea măsurată în tabel.12. Conectaţi R16 la ieșirea stabilizatorului și măsurați tensiunea de ieșire și tensiunea de

riplu. Treceți valorile în tabel.13. Conectaţi R21 la ieșirea stabilizatorului și măsurați tensiunea de ieșire și tensiunea de

riplu. Treceți valorile în tabel.

Vout cc (V) Vout riplu (mVvv)fără RL

RL = R16

RL = R21

30


LUCRAREA DE LABORATOR NR.8 STABILIZATOR CU CIRCUIT INTEGRAT CU TENSIUNE REGLABILĂ LA IEŞIRE

1. OBIECTIVE

După parcurgerea acestei lucrări studentul va trebui să știe să: Folosească osciloscopul pentru a determina valoarea tensiunii de riplu a regulatorului de

tensiunea monolitic. Măsoare tensiunea de ieşire de cc în diferite condiţii de sarcină. Determinate reglarea tensiunii în diferite condiții de sarcină. Demonsteze schimbările de tensiune prin schimbarea tensiunii de ieşire (tensiune de

încărcare). Determine modul în care se modifica ieşirea prin schimbarea curentului de sarcină. Să deseneze caracteristica tensiune-curent a stabilizatorului. Înţeleleagă funcţionarea stabilizatorului ce va urma să fie conectat la placa electronică.

31




Standul de lucru DEGEM Placa EB-141 Generator de semnal Osciloscop dublu-spot Multimetru digital


Stabilizatoarele integrate cu trei terminale şi tensiune reglabilă, comparativ cu cele din prima generaţie, oferă performanţe electrice superioare. Stabilizatoarele din generaţia a doua sunt CI de putere putând debita puteri de 10÷100W şi sunt livrate în capsule cu trei terminale ca şi tranzistoarele de putere (capsulă TO-3 sau TO-5). Se pot monta pe radiatoare, iar tensiunea de ieşire este reglabilă. Aceste stabilizatoare oferă următoarele avantaje:

• schemele de protecţie sunt integrate; • reţeaua de compensare în frecvenţă este integrată pe cip; • în schemele aplicative necesită puţine componente externe pentru reglarea tensiunii; • furnizează la ieşire curenţi de ordinul amperilor.

Tipurile reprezentative sunt: • pentru tensiuni pozitive: LM338 (TO-3, 5A), LM350 (TO-3, 3A) şi LM317 (TO-3, 1,5A); • pentru tensiuni negative: LM337.

În figura 1 se prezintă un stabilizator de tensiune pozitivă,de tip flotant, realizat cu circuitul integrat LM317. Tensiunea stabilizată este reglabilă între 1,2 şi 37V, curentul maxim de sarcină fiind de 1,5A (la varianta românească, ROB317, curentul maxim de sarcină este de 0,5A).Circuitul poate fi considerat ca fiind constituit dintr-o diodă Zener de 1,2V, polarizată cu un current constant IAJ=50µA, conectată la intrarea neinversoare a unui AO cu o amplificare de 80dB, care comandă tranzistorul regulator T.Valoarea tensiunii de ieşire se poate ajusta cu ajutorul rezistoarelor exterioare R1 şi R2, conform relaţiei:

unde UREF=1,2V şi IAJ=50µA.

32


Fig. 1. Schema bloc şi conexiunile tipice ale stabilizatorului integrat LM317.

Pentru funcţionarea normală a circuitului trebuie să se conecteze o sarcină care să asigure un curent de cel puţin 10mA. Ca urmare R1 şi R2 trebuie să satisfacă următoarea condiţie:

Pentru o funcţionare corectă a stabilizatoarelor de tensiune integrate trebuie ca tensiunea de intrare să fie mai mare decât cea de ieşire stabilizată, cel puţin cu valoarea minimă a diferenţei dintre tensiunea de intrare şi cea de ieşire, dată de catalog. Astfel, în cazul stabilizatoarelor integrate cu trei

terminale, în catalog se indică:

4. MODUL DE LUCRU

1. Conectaţi placa de circuit EB-141 la cadru PUZ-2000.2. Găsiţi circuitul care conţine intrarea “SG IN”. Acest circuit este în colţul din stânga sus al

plăcii cu circuitul imprimat.3. Folosim, ca de obicei, o punte redresoare.

Fig.2

4. Setaţi parametrii generatorului în: unda sinusoidală, frecvenţa de 100 Hz,amplitudinea de 28 Vvv în secundarul lui T1.

5. Localizaţi circuitul care conţine circuitul integrat"monolithic regulator", pe centru în partea de jos a plăcii cu circuitul imprimat

6. Conectaţi stabilizatorul monolitic ca şi în figură de mai jos:

33


Fig3 .Circuitul lm317 ca stabilizator de tensiune reglabilă

7. Conectaţi puntea redresoare la intrarea LM317.8. Conectaţi voltmetrul de cc la ieşirea stabilizatorului.9. Scoateţi puntea ce scurcicuiteaza RV3.

10. Reglaţi potenţiometrul R V3 până tensiunea de ieșire este de 7V.11. Conectaţi sarcina electronică la stabilizator cu circuit integrat .12. Rotiţi potenţiometrul R V1 în sens orar (pentru a obţine starea maximă de încărcare).

Tabelul 1. Tensiunea pe sarcinăVL max (V) 7 6 5 4 2VL min (V)ΔV L(V)

Lmas

L

VΔV

x 100(%)

13. Măsuraţi tensiunea pe sarcină şi notaţi valoarea ei în tabelul 1.14. Repetaţi pentru toate valorile VL max notate în table.15. Calculaţi ΔVL = VL max-VLmin şi introduceţi valorile în tabel.16. Calculaţi stabilizarea de tensiune:

Stabilizarea [%] = (ΔV L) /VLmax)*100 [%]

17. Desenaţi în caiet graficul stabilizarea funcție de VL max18. Rotiţi potenţiometrul RV1 în sens invers acelor de ceasornic.19. Rotiţi potenţiometrul RV3 până ce obţineţi 5V la ieșire, notaţi valoarea în tabelul 2.

OBS: Pentru a obţine 0 mA, deconectaţi sarcina electronică. Tabelul 2. Măsurarea tensiunii şi a curentului de sarcină

IL (mA) 0 5 10 20 30VL (V)

20. Conectaţi ampermetrul pentru a măsura curentul de sarcină şi notaţi valoarea în tabel21. Rotiţi potenţiometrul RV1 în sens orar pană ce obţineţi curentul de sarcină de 5 mA.22. Măsuraţi tensiunea pe sarcină şi notaţi valoarea în tabel.23. Repetaţi măsurătorile pentru toate valorile din tabel.24. Desenați graficul lui VLîn funție de IL

34


25. Deconectaţi sarcina electronică şi osciloscopul. Conectaţi voltmetrul la R9 şi măsuraţi tensiunea. VR9 = _____(V)

26. Scurtcircuitaţi RV3 şi măsuraţi tensiunea de ieşire. Vout = _____(V)

STABILIZATOARE CU CIRCUITE INTEGRATE – ÎNTREBĂRI

Aceste întrebări vă vor testa cumoștintele despre stabilizatorul cu circuit integrat studiat în lucrările anterioare.Rezumat întrebări:

1. Stabilizarea tensiunii calculată cu formula : Stabilizarea [%] = (ΔV L) /VLmax)*100 [%], creşte atunci când:

a) Tensiunea de pe sarcină creșteb) Tensiunea de pe sarcină scadec) Tensiunea de pe sarcină nu se schimbă

.2. Stabilitatea tensiuniii de ieşire, creşte:

a) În cazul în care creşte curentul de sarcină.b) În cazul în care curentul de sarcină scade.c) Este independentă de curentul de sarcină.

3. Studiaţi unrmătoarea schemă:

U1LM317LMLINE VREG

COMMON

VOLTAGEVin10 V

1

0R9120Ω

RV35kΩKey=A50%

XMM12

0

3

Vout

U1LM317LMLINE VREG

COMMON

VOLTAGEVin10 V

1

0R91kΩ

RV3

10kΩKey=A50%

XMM12

0

3

Vout

Dacă R9= 1KΩ şi RV3 = 10KΩ, tensiunea de ieşirea va avea valoarea:a) 9 V. b) 6 V.c) 13.75 V.d) - 1 V.

4. Dacă vă construiţi un stabilizator de tensiune variabilă cu un LM317, şi dublaţi valoarea lui R9, tensiunea de ieşire va:

a) Scade.b) Creşte.c) Rămâne constantă.d) Fi egală cu 1.25V

LUCRAREA DE LAABORATOR NR.9STABILIZATOR ÎN COMUTAŢIE COBORÂTOR DE TENSIUNE I

1. OBIECTIVEDupă parcurgerea acestei lucrări studentul va trebui să știe să:

35


Folosască osciloscopul pentru a obţine formă de undă pentru un stabilizator în comutaţie coborâtor de tensiune.

Măsoare factorul de umplere.2. ECHIPAMENT NECESAR

Pentru realizarea practică a acestui laborator, sunt necesare următoarele echipamente


Placa EB-141

Generator de semnal


Multimetru digital


La stabilizatorul liniar, tensiunea de ieşire este întotdeauna mai mică decât tensiunea de intrare şi eficienţa este scăzută. Puterea disipată într-un stabilizator liniar este:

P = (Vin - Vout) * Isarcina.În cazul stabilizatoarelor în comutaţie, elementul regulator nu mai este polarizat să lucreze

în regiunea activă normală ci este comandat cu impulsuri, astfel încât el este fie blocat fie saturat. În consecinţă sau curentul care trece prin el este aproape zero, sau căderea de tensiunea la bornele sale este aproape nulă. Din acest motiv puterea disipată de elementul regulator (comutator în acest caz) va fi:

P = U I 0

ceea ce înseamnă că practic toată energia consumată de la sursă este transferată sarcinii.Desigur, elementul comutator, un tranzistor în majoritatea aplicaţiilor, nu este un

comutator ideal şi prin urmare o mică parte din puterea debitată de sursă va fi disipată de comutator. Cu toate acestea randamentul acestor stabilizatoare este cu mult mai mare decât al stabilizatoarelor liniare, uzual peste 90%. Datorită acestui fapt gabaritul lor este mai mic chiar dacă puterea debitată este mare.

Schema de principiu a unui stabilizator în comutaţie este dată în figura 9.1. El este compus din comutatorul S, elementul de acumulare al energiei A, amplificatorul de eroare a, şi un convertor tensiune - impulsuri C.

În intervalul de timp tON în care comutatorul este închis, elementul de acumulare este încărcat cu energie: condensatorul acumulează energie electrostatică, bobina energie electromagnetică.

În intervalul de timp tOFF, în care comutatorul S este deschis, elementul de acumulare cedează energia pe care o înmagazinase sarcinii. Dioda D are rolul de a împiedica apariţia regimului armonic oscilant, specific circuitelor L – C. Datorită ei, curentul poate trece prin sarcină într-un singur sens.O fracţiune din tensiunea de ieşire, luată prin divizorul R1, R2 este comparată cu tensiunea de referinţă VR. Dacă între aceste valori există o diferenţă, ea va fi amplificată şi va comanda convertorul tensiune – impulsuri. Acesta este fie un convertor tensiune – frecvenţă, fie un modulator în durată al impulsurilor.

36


Fig. 9.1. Stabilizator în comutatie - schema de principiu.

În primul caz, tensiunea de eroare determină modificarea frecvenţei cu care se închide comutatorul.

În cazul al doilea, cel mai des utilizat, frecvenţa de comutare este fixă, de regulă ultrasonică, dar se modifică factorul de umplere al impulsurilor de comandă în funcţie de tensiunea de eroare :

T = tON + tOFF = constant ; tON = f ()

Dacă considerăm filtrul L-C de la ieşire ca fiind ideal, valoarea medie a tensiunii pe sarcină va fi:

Relaţia de mai sus arată că tensiunea de ieşire este mai mică decât tensiunea de intrare pentru stabilizatorul din figura 9.1. De aceea el poartă numele de stabilizator coborâtor de tensiune ( step – down regulator).

AUTOEVALUARE1. Principalul avantaj al stabilizatorului în comutaţie față de stabilizatorul liniar este:a) Tensiunea de ieşirea mai mare.b) O mai bună reglare a tensiuniic) Performate îmbunătăţite.

2. La stabilizatorul în comutaţie, tensiunea de ieşire este:a) Întotdeauna mai mică decât tensiunea de intrare.b) Egală cu tensiunea de intrare.c) Mai mică sau mai mare decât tensiunea de intrare.

3. La stabilizatorul în comutaţie, tranzistorii:a) Sunt în regiunea activăb) Sunt în regiunea de blocarec) Pot fi în regiunea activă, blocare sau saturaţied) Trec de la saturație la blocare şi vice-versa.

37


4. MODUL DE LUCRU

1. Introduceți placa EB-141 în standul de lucru.2. Ajustaţi generatorul de semnal pentru un semnal triunghiular cu frecvenţa 30 kHz şi

amplitudinea 10 V vârf la vârf, cu un offset de +5 V, după cum se arată în figura 1.

Fig.1. Tensinea de intrare

3. Localizaţi circuitul care conţine amplificatorul A1. Acest circuit este în colţul din dreapta sus al plăcii de circuit imprimat.

4. În următoarea figura puteţi vedea schem circuitului de lucru.

Fig.2.Stabilizator în comutaţie coborâtor de tensiune5. Conectaţi circuitul aşa cum se arată în figura 3:6. Rotiţi potenţiometrul RV4 până ce tensiunea de la punctul A este în valoare de 5 V. Setaţi

ieşirea sursei PS-1 la tensiunea sa maximă (aproximativ 12 V).7. Notaţi în caiet valorile obţinute în punctele A la E.8. Dacă VE nu este 0.5*VPS-1, modificaţi uşor frecvenţa (pentru a găsi o frecvenţă de semnal

optim). 9. Se măsoară factorul de umplere al tensiunii Vc.

D (%) = * 100

D =________(%).

38


10. Conectaţi voltmetrul pentru a măsura Vin (PS-1) şi Vout. Notaţi aceste valori. Vin =________ (V)

Vout =________ (V)

Fig. 3

11. Cum este raportul Vout/Vin față de factorul de umplere D.

a) Egal cub) Mai mare decâtc) Mai mic decât

11. Măsurați tensiunea în punctul D. Aveţi grijă să notaţi cu semnul bun.

VDmin = ________ (V) Notă: Această tensiune VD min ar trebui să fie măsurată cu un osciloscop.

12. Ce motivează apariţia VDmin? a) L2. b) D8.

LUCRAREA DE LABORATOR NR.10STABILIZATOR ÎN COMUTAŢIE COBORÂTOR DE TENSIUNE II

1. OBIECTIVE


39


Observe influenţa frecvenţei semnalului de comandă asupra riplului într-un stabilizator în comutaţie coborâtor de tensiune

Determine caracteristicile de ieşire tensiune-curent pentru un stabilizator în comutaţie coborâtor de tensiune.

Studieze efectul realimentării de tensiune asupra funcţionarii stabilizatorului în comutaţie.


Pentru realizarea practică a acestui laborator, sunt necesare următoarele echipamente: Standul de lucru DEGEM Placa EB-141 Generator de semnal Osciloscop dublu-spot Multimetru digital


Prin studierea stabilizatorului liniar de tensiune am văzut că, dacă adăugăm reacția de tensiune, se îmbunătăţeşte calitatea stabilizării.Acelaşi lucru este valabil și pentru un stabilizator de tensiune în comutaţie coborâtor de tensiune.

4. MOD DE LUCRU

1. Introduceți placa EB-141 în standul de lucru.2. Ajustaţi generatorul de semnal pentru un semnal triunghiular cu frecvenţa de 30 kHz şi

amplitudinea 10 V vv, cu un offset de +5 V, după cum se arată în figură:

Fig.10.1. Semnalul triunghiular de intrare

3. Localizaţi circuitul care conţine amplificatorul A1. Acest circuit este în colţul din dreapta sus al plăcii de circuit imprimat.

4. Poziţia circuitul stabilizatorului coborâtor de tensiune ( REDUCTOR SW. REG) care include tranzistorului Q5. Acest circuit de amplificare este sub A1 de pe circuitul imprimat.

5. În următoarea figura puteţi vedea schema circuitului de lucru.

40


Fig.10.2.Stabilizator în comutaţie coborâtor de tensiune 6. Rotiţi potenţiometrul RV4 până ce tensiunea de la punctul A este în valoare de 5 V. Setaţi

ieşirea sursei PS-1 la tensiunea sa maximă (aproximativ 12 V).7. Conectaţi sarcina electronică la ieşirea stabilizator în comutaţie.8. Rotiţi potenţiometrul RV1 complet în sens invers acelor de ceasornic.9. Conectaţi osciloscopul pe sarcină pentru a măsura tensiunea de riplu. 10. Se măsoară tensiunea de riplu (vârf la vârf), la aceste frecvenţe şi introduceţi rezultatele

obţinute în tabel:

f (Hz) 100 1K 10KV riplu(Vvv)

11. Reglaţi frecvenţa la 30 kHz (sau frecvenţa la care Vout = 0,5 *V PS-1).12. Rotiţi RV4 şi observaţi cum se modifică Vc şi tensiunea de ieşire Vout.13. Completaţi: Atunci când scade V + (Vref A1) prin ajustarea RV4, factorul de umplere al

luiVc _______, şi Vout ______.

a) Crește, crește.b) Scade, creşte.c) Scade, scade.d) Creşte, scade

14. Reglaţi RV4 până obțineți V + = 5V.15. Deconectaţi sarcina electronică. Conectaţi multimetrul pentru a măsura Vout (VE în

figură).

41


Fig.10.3. Stabilizator în comutaţie coborâtor de tensiune16. Modificați frecvenţa semnaluluir triunghiular de la 50 Hz la 100 kHz, cu valorile din tabel.

Măsurați tensiunea Vout pentru fiecare din aceste frecvenţe şi introduceţi rezultatele în tabel:Tensiune de ieşire faţă de frecvenţăFrec (Hz) 50 100 200 500 1K 2KVout (V)

Frec (Hz) 5K 10K 20K 50K 100KVout (V)

17. Desenați graficul Vout în funcţie de frecvenţă folosind o scară semilogaritmică.18. Reglaţi generatorul de ieşire la frecvenţa pentru care:Vout = 0,5 * VPS-1. Nu uitaţi că

factorul de umplere ar trebui să fie de 50%.19. Conectați sarcina electronic și măsurați curentul cu un ampermetru. Rotiți RV1 pentru a

obține valorile de current din tabel.20. Măsurați tensiunea pe sarcină. Introduceţi valorile măsurate în tabel:

IL (mA) 15 20 25 30VL (V)

21. Desenaţi graficul tensiunea de pe sarcină în funcţie de curentul de sarcină.22. Deconectaţi toate circuitele şi conexiunile.23. Studiați circuitul din figura10.4. Circuitul include amplificatoarele A1

și A2, stabilizatorul în comutaţie care conţine Q5, şi sarcina electronic.

42


Fig.10.4. Stabilizator în comutaţie coborâtor de tensiune cu realimentare

24. Conectaţi circuitul ca şi în următoarea figura10.5.25. Reglaţi generatorul de semnal pentru a obţine frecvența de 30 kHz semnal triunghiular,

cu o amplitudine de 10 V vv. Rotiţi potenţiometru RV4 până când tensiunea în punctul A este în valoare de 5 V. Setaţi ieşirea PS-1 la valoarea sa maximă.

26. Setaţi sarcina electronică pentru un current minim, şi conectaţi sarcina la ieşirea Vout.27. Rotiţi potenţiometrul RV1 al sarcinii electronice, şi observați cum se modifică tensiunile

Vc (măsurată cu osciloscopul) şi Vout (măsurată cu multimetrul).28. Tensiunea Vout:

a ) Rămâne constantă la 6 V.b) Variază.

Fig.10.5

29. Factorul de umplere al lui Vc:

a) Se modifică.b) Rămâne constant

43


LUCRAREA DE LABORATOR NR.11STABILIZATOR ÎN COMUTAȚIE RIDICĂTOR DE TENSIUNE

1. OBIECTIVEDupă efectuarea acestei lucrări, veţi fi capabili:

Să conectaţi regulatorul de tensiune ridicător la ieşirea circuitelor de bază. Să înjumătăţiţi ciclul. Să urmăriţi undele de pe regulatorul de tensiune ridicător comutat. Să verificaţi influenta frecventei asupra zgomotului de pe tensiunea regulatorului ridicător Să determinaţi cum se schimba ieşirea tensiunii odată cu frecvenţa Să desenaţi caracteristică de ieşire VL-IL al regulatorului




Modificând topologia circuitului din figura 9.1, se poate obţine, cu aceleaşi elemente, un stabilizator ridicător de tensiune (step – up regulator). Acest stabilizator este prezentat în figura 11.1, fără partea de comandă a comutatorului care rămâne neschimbată.

Fig. 11.1.Stabilizator în comutație ridicător de tensiune

Pe durata tON anodul diodei este pus la masă prin comutatorul S în timp ce pe catod, condensatorul C menţine tensiunea VO. În consecinţă dioda va fi blocată şi tensiunea de alimentare VI se aplică pe bobină, în sensul indicat de săgeata continuă din figura 11.1. Prin bobină va trece un curent liniar crescător iL.

În momentul deschiderii comutatorului S, curentul prin bobină nu îşi poate schimba brusc valoarea. Apare tensiunea de autoinducţie care tinde să menţină iL constant. Sensul tensiunii pe bobină va fi cel indicat în figura 11.1 de săgeata desenată cu linie întreruptă.

Se poate observa din figura 11.1 că pe durata tOFF VI şi VL se însumează, prin urmare anodul diodei devine mai pozitiv decât catodul, dioda se deschide şi asigură alimentarea sarcinii şi încărcarea condensatorului. Condensatorul se încarcă prin urmare la o valoare mai mare decât valoarea tensiunii de intrare. Cum tensiunea condensatorului este chiar tensiunea de ieşire, rezultă că tensiunea de ieşire va fi mai mare decât tensiunea de intrare.

Având în vedere faptul că valoarea medie a tensiunii la bornele unei inductanţe este nulă putem scrie relaţia:

44


VI tON = (VI – VO) tOFF

de unde:

Trebuie remarcat faptul că VO este valoarea medie a tensiunii de ieşire pe perioada T. Dar valoarea instantanee a tensiunii de ieşire oscilează în jurul acestei valori cu o frecvenţă egală cu frecvenţa de comutare. Acesta este principalul dezavantaj al stabilizatoarelor în comutaţie faţă de stabilizatoarele liniare. Deoarece frecvenţa de comutare este mult mai mare decât frecvenţa reţelei (20 – 40 kHz uzual) filtrarea acestor pulsaţii se poate realiza cu condensatoare de valoare mult mai mică decât în cazul redresoarelor de reţea.

Un stabilizator deosebit de performant se poate realiza prin ataşarea unui stabilizator liniar după un stabilizator în comutaţie.Prin comparaţie, reţineţi că, prin regulatorul de tensiune liniar, nu este posibil să obţinem tensiuni superioare tensiunii de intrare.

4. MODUL DE LUCRU

1. Studiaţi circuitul din figura1:

Fig.11.1.Stabilizator în comutație ridicător de tensiune

2. Conectaţi circuitul în modul indicat în figura 11.2: 3. Rotiţi Rv4 până ce tensiunea din punctul A este de 5V şi rotiţi potenţiometrul PS-1 la

maxim în sensul acelor de ceasornic4. Setați frecvența generatorului la 30 kHz, şi ajustaţi ieşirea generatorului până ce obţineţi

Vout = 24 V (= 2*VPS-1). Această frecvență poate fi mai mică cam până la 90%.5. Desenaţi în caietul dumneavoastră forma de undă din punctele A până la E.6. Măsuraţi factorul de umplere D= tconducție/T de la tensiunea Vc, şi transformaţi-l în procentaj

Factorul de umplere D(%) = ________ (%)

45


Fig.11.2.

7. Conectaţi multimetrul pentru a măsura tensiunile: Vin = VPS-1 şi Vout.

Vin = ________ (V)

Vout = ________ (V)

8. Calculaţi: 1 + Dși comparaţi rezultatul cu relaţia între tensiunile Vout și Vin.9. Conectaţi osciloscopul la ieşire pentru a măsura tensiunea de riplu pe sarcină pentru

frecvențele din tabel și completați tabelul.

f (Hz) 100 1K 10KVriplu (Vvv)

10. Completaţi: Vriplu este _______ la frecvenţe joasedecât la frevențe înalte. a) Mai mareb) Mai mică.

11. Modificaţi frevența semnalului triunghiular de la 50 Hz până la 100kHz pentru valorile din tabel,măsuraţi tensiunea Vout la fiecare frecvenţă şi notați valorile în tabel.

Frec (Hz) 50 100 200 500 1K 2KVout (V)

Frec (Hz) 5K 10K 20K 50K 100KVout (V)

46


Tensiunea de ieşire în funcţie de frecvenţă

12. Desenaţi în caiet curba Vout în funcţie de frecvenţă. Folosiţi scara semilogaritmică. 13. Ajustaţi frecvența până obţineţi:

Vout = 2 *VPS-1 = 24 V14. Conectaţi sarcina electronică şi ajustaţi-o să obţineţi curent minim.15. Conectaţi voltmetrul pentru a măsura tensiunea de ieșire.16. Conectaţi ampermetrul pentru a măsura curentul prin sarcină. Ajustaţi Rv1 până ce

obţineţi IL = 2.5 mA și treceti rezultatul în tabel17. Modificaţi curentul la valorile trecute în tabel, măsuraţi tensiunea de pe sarcină şi treceţi

în tabel

IL (mA) 0 2.5 5 10 20 30VL (V)

Tensiunea şi curentul de pe sarcină

18. . Desenaţi în caiet graficul tensiunii de sarcină în funcție de curentul de sarcină.

STABILIZATOARE ÎN COMUTAȚIE. ÎNTREBĂRI

Aceste întrebări vă testează cunoştinţele despre stabilizatoarele în comutație studiate în lucrările anterioare. Succes!

1. Tensiunea de ieşire la stabilizatoarele în comutație:

a) Este mai mare decât tensiunea de intrare la stabilizatorul coborâtor, şi mai mică decât tensiunea de intrare în stabilizatorul ridicător.

b) Este mai mare decât tensiunea de intrare la ambele stabilizatoare (coborâtor şi ridicător).

c) Este mai mică decât tensiunea de intrare din ambele stabilizatoare (coborâtor şi ridicător).

d) Este mai mică decât tensiunea de intrare la stabilizatorul coborâtor, şi mai mare decât tensiunea de intrare la stabilizatorul ridicător.

2. Factorul de umplere al semnalului de comandă într-un stabilizator în comutație:

a) Este egal cu raportul tensiunilor în stabilizatorul coborâtor, şi (1+ raporul tensiunilor) în stabilizatorul ridicător.

b) Este egal cu raportul curenţilor.c) Este întotdeauna mai mare de 50%.d) Este egal cu (1+raportul tensiunilor) în stabilizatorul coborâtor, şi raporul tensiunilor

în stabilizatorul ridicător.

3. Stabilizarea tensiunii de ieșire a stabilizatorului în comutație fără realimentare este.................. decât a stabilizatorului liniar.

a) Mai mare decâtb) Mai mică decâtc) La fel

47


4. Studiind răspunsul în frecvenţă al stabilizatorului coborâtor se constată că:

a) Vout nu depinde de frecvenţăb) Vout este mai mare la frecvenţe joase şi mai mic la frecvenţe înalte.c) Curba de tensiune în funcţie de frecvenţă are un minim la frecvenţe joase, și creştere

în ambele direcţii.d) Curba tensiunii în funcţie de frecvenţă are un maxim la frecvenţe joase, și

descreştere în ambele direcţii.

5. Studiind răspunsul în frecvenţă al stabilizatorului ridicător, se constată că:

a) Tensiunea de ieşire nu depinde de frecvenţă.b) Vout este mai mare la frecvenţe joase şi mai mic la frecvenţe înalte.c) Curba de tensiune în funcţie de frecvenţă are un minim la frecvenţe joase, și creşte în

ambele direcţii.d) Curba de tensiune în funcţie de frecvenţă are un maxim la frecvenţe joase, și descreşte în

ambele direcţii.

LUCRAREA DE LABORATOR NR.1248


STABILIZATOR DE TENSIUNE HIBRID

1. OBIECTIVE

După efectuarea acestei lucrări, veţi fi capabili: Să construiți unui stabilizator de tensiune hibrid compus dintr-un stabilizator liniar şi

un stabilizator în comutare. Să desenaţi caracteristicile de sarcină VL-IL, pe baza datelor măsurate. Să măsuraţi tensiunea de riplu a stabilizatorului hibrid. Să comparaţi curbele tensiunii de riplu și de sarcină la stabilizatoarele liniare, în

comutație şi hibride.

2. ECHIPAMETUL NECESAR



În această lucrare, se combină două circuite stabilizatoare (un stabilizator liniar şi un stabilizator în comutație) pentru a forma un stabilizator hybrid de tensiune.

Puteţi verifica faptul că această combinație îmbunătăţeşte stabilizarea, care este partea slabă a stabilizatoarelor în comutație.

AUTOEXAMINARE

1. Un stabilizator de tensiune hibrid cuprinde:a) Un stabilizator liniar cu realimentare.b) Un stabilizator în comutașie cu control la suprasarcină.c) Un stabilizator combinat liniar/în comutație.

2. Stabilizatorul de tensiune hibrid, în ceea ce privește stabilizarea de tensiune este:a) Mai bun decât stabilizatorul în comutație.b) Mai rău decât de stabilizatorul liniar.c) Mai rău decât stabilizatoarele liniar şi în comutație.

4. MODUL DE LUCRU

1. Reglaţi generatorul de semnal pentru a obține un semnal triunghiular de frecvenţă de 30 kHz, amplitudinea 10Vvv şi un offset de +5 V, după cum se arată în figura 12.1:

2. Localizaţi circuit care include amplificatorul A1, care este în colţul din dreapta sus a plăcii de circuit imprimat.

3. Localizaţi stabilizatorul coborâtor (Step-up Regulator), care include tranzistorul Q4.4. Localizaţi circuitul care conţine stabilizatorul LM317 monolitic.5. Localizaţi circuitul care conține sarcina electronică.

49


Fig.12.1. Semnalul triunghiular6. Studiaţi circuitul din figura 12.2.:

Fig.12.2.

7. . Conectaţi circuitele conform cu figura12.3.:

Fig. 12.3.

8. Ajustați tensiunea de intrare (+), de la A1 la +5 V, şi tensiunea sursei de alimentare PS-1 la12V(valoarea maximă).

50


9. Setați generatorul de semnal la frecvenţă optima. Cel mai bun mod de a verifica această condiţie este de a deconecta intrarea stabilizatorului cu circuit integrat (Monolitihc Reg.) de la ieșirea stabilizatorului în comutație ridicător de tensiune și reglăm frecvența până obținem 24V la ieșirea acestuia.

10. Reconectaţi stabilizatorul integrat la ieșirea stabilizatorului în comutație ridicător.11. Rotiți RV1 până în capăt în sens antiorar.12. Rotiţi potenţiometrul RV3 până ce obțineți 5V pe sarcină.13. Utilizaţi ampermetrul pentru a măsura curentul de sarcină. Folosiți RV1 pentru a ajusta

curentul de sarcină la valorile din tabel.14. Măsurați tensiunea de ieșire pentru fiecare valoare a curentului de sarcină şi treceți

valorile măsurate în tabel.

IL (mA) 0 2.5 5 10 20 30VL (V)

Tensiunea şi curentul de sarcină15. Desenați graficul VL în funcţie de IL.

16. Măsurați și comparați tensiunea de riplu pentru diferite valorile ale tensiunii de ieșire.Pentru curentul minim de sarcină Vriplu =_____ (mVvv)

Pentru curentul maxim de sarcină, Vriplu =_____ (mVvv)

17. Comparaţi curba VL= f( IL) cu cea obţinută la lucrarea anterioară.Care stabilizator funcționează mai bine?

a) Stabilizatorul hibrid de tensiune.b) Stabilizatorul ridicător de tensiune.

18. Deconectaţi sarcina electronică.19. Conectaţi voltmetru pentru a măsura tensiunea de ieșire.20. Modificați frecvenţa semnalului triunghiular. Observați o schimbare la tensiunea de pe

sarcină?a) Dab)Nu.

21. Deconectaţi toate conexiunile.

ÎNTREBĂRI

1. Pe baza rezultatelor lor, ce tip stabilizator are cea mai bună stabilizare a tensiunii?a) Stabilizatorul ridicător.b) Stabilizatorul coborâtor.c) Stabilizatorul hibrid.

2. Comparativ cu stabilizatorul ridicător de tensiune, modificările frecvenţei semnalului triunghiular au o influenţă ______ asupra tensiunii de ieșire.. a) mai mare b) mai mică

LUCRAREA DE LASBORATOR NR.13

51


DEPANAREA CIRCUITELOR CU REDRESOARE ȘI STABILIZATOARE DE TENSIUNE

1. OBIECTIVE

După completarea laboratorului, veţi putea:

Identifică punctele de test de pe placă Măsura nivelele de tensiune Utiliza osciloscopul pentru identificarea semnalului şi observa formele de undă din puncte

diferite de pe placă Izolă porţiunea de circuit cu probleme Localiză componentele defecte din porţiunea de circuit identificată

2. ECHIPAMETUL NECESAR



În practică, se vor conecta mai multe circuite cu scopul de a simula situaţii reale surse de alimentare.Unele circuite, cunoscute deja din experimentele anterioare, vor fi conectate între ele, rezultând un sistem care va fi util în exersarea diagnosticării care urmează. Pentru a putea localiza defectele în echipamentele electronice, va trebui în primul rând să deveniţi familiari cu valorile şi formele de undă ale semnalelor prezente în sistem în timpul unei funcţionări normale. Dacă se observă diferenţe putem spune că circuitul prezintă un defect.Atunci când măsurăm un circuit defect, orice abatere de la valorile normale măsurate ne duce mai aproape de sursa erorii.În general, începem să căutăm locul defectului de la etajele de intrare: semnalul de ieşire este comparat cu valorile măsurate iniţial, adică cele măsurate la funcţionarea normală. În pasul următor se “urmăreşte” circuitul în direcţia semnalului. O metodă alternativă este aceea de a începe măsurarea de la ieşirea circuitului, avansând în ordinea inversă a propagării semnalului. După găsirea etajului unde presupunem că ar fi defectul, se fac o serie de măsurători pentru a identifica componenta defectă.În continuare se vor face o serie de măsurători care ne vor pregăti pentru diagnostic, lucru care va fi făcut în laboratorul următor.

4. MODUL DE LUCRU

1. În figura 13.1 putem identifica schema bloc folosită pentru diagnosticare.2. Conectăm generatorul de semnal la “SG IN” (poziţionat în colţul din stânga sus al plăcii de test)3.Se reglează generatorul de semnal pentru a obţine un semnal sinusoidal de 100 Hz şi 28 V vv(VA-

B din diagramă următoare). Forma de undă VA-B este prezentată în figura 13.2.4. Observaţi montajul circuitului de măsură din figura 13.3.

52


Fig.13.1.Schema bloc a cicuitului

Fig. 13.2. Semnalul de intrare

Fig.13.3. Schema circuitului5.Se conectează circuitele ca şi în figura 13.4.6.Se reglează RV3 până se obţine V4 = 5V la intrarea stabilizatorului.7.Se reglează RV1 până se obţine un curent de 10 mA. Se foloseşte ampermetrul ca şi în figură.8.Se înlocuieşte ampermetrul cu un conductor pentru a putea măsura tensiunea din acest punct.

53


Fig. 13.4. Modul de conectare a circuitelor

9.Se vor desena formele de undă şi se vor trece valorile tensiunilor V2, V3 şi V4 în tabel.Se măsoară amplitudinea vârf la vârf.

Punct V2 V3 V4 VR5

Tensiune

10.Se măsoară cu voltmetru valoarea tensiunilor cc în punctele VR5, V2, V3 şi V4. Se trec rezultatele în tabel.

Lecţia 19 – diagnostic-probaDupă o scurtă discuţie despre modul corect de a diagnostica defecte, trebuie să răspundeţi la un test care constă din patru defecte selectate aleatoriu.

OBSERVAŢII

În această lecţie vom evalua abilităţile lor de diagnostic.

O etapă a eşuat în cazul în care este una de ieşire nu este corect chiar şi atunci când intrarea este normal. Pentru a localiza defect ar trebui să fie măsurate în imediata apropiere a circuitului suspectate.

Procedura corectă pentru diagnosticarea defectelor este de a "urmelor" circuitul, de măsurare a tensiunilor cheie şi în comparaţie cu tulpinile prezente în timpul funcţionării normale a circuitului.

Nod în care componentă de defect este conectat la o prezenta de tensiune (sau formă de undă) diferite decât se aştepta.

În modul de testare, unitatea inserează automat PUZ-2000, aleatoriu, un eşec de patru. Când găsiţi vina, selectaţi descrierea cea mai potrivită din tabelul vina.

Dacă nu puteţi localiza vină în termen de 20 de minute, descrierea corectă vor fi evidenţiate pe

54


ecran.

Sunt permise trei încercări. Fiecare încercare nereuşită va reduce scorul dvs. în opt (8) puncte. Dacă găsiţi toate defectele, fără greşeală vreodată, în termen de 20 de minute, veţi primi o suplimentare de patru (4) puncte.

În figură, puteţi vedea schema bloc a circuitului utilizat pentru activităţi de diagnosticare.

– Diagramă bloc a circuitului de diagnosticToate testele se bazează pe măsurători de tensiune. Osciloscopul este instrumentul cel mai util pentru diagnostiu: vom folosi pentru a observa semnalele de la punctele selectate. Figura arată toate punctele de testare.

Schema diagrameiECHIPAMENT NECESAR



Placa EB-141

Generator de semnal

55



Multimetru digital

În cazul în care circuitul nu este conectat, conectaţi în această secvenţă:

Descrierea defectelorComponente Descriere defecteC1 Rezistenta serie excesivăC1 Condensator deconectatR21 Conectat la transformator T1Q1 Intraţi colector-emitorQ1 Baza deconectata de la circuitR5 Rezistenţă sporităD5 Deconectat de la Q1U4 Ieşirea stabilizatorului de intrareU4 Resistenta serie de ieşireRV3 Scurt în Potenţiometru

Lecţia nr 20

În această lecţie, veţi întâlni un diagnostic, care constă în mai multe defecte aleatorii introduse în circuit.

DISCUŢIE

În această lucrare practică, se evaluează abilităţile voastre de diagnosticare.

Utilizarea valorilor măsurate din Lecţia nr 18.

56


Procedura corectă este de a diagnostica defecţiunile traseelor de circuit, de măsurare a tensiunilor şi comparaţie cu valorile prezente în timpul funcţionării normale circuit.

Nodul la care componenta defectă este conectaat prezintă o tensiune (sau formă de undă) asfel decât se aşteptata.

Pentru a izola componenta defectă, se fac o serie de măsurători în apropierea nodurilor suspecte. Clic-dreapta cu mouse-ul pe descrierea care este cea mai potrivită în tabelul EB-141.

În diagnostic, defectele se inserează la întâmplare, la un moment dat.Erorile s-au reintrodus într-o ordine diferită. Spre deosebire de ceea ce se întâmplă în modul de testare, în orice caz, arată răspunsul corect, chiar dacă nu găsiţi răspunsul corect.

Fiecare sesiune poate avea până la 99 tentative, sau se prelungeşte pna la 99.9 minute.

Care au găsit sursa de vină, selectaţi descrierea cea mai adecvată din tabel.

În figură, arată circuit pentru a fi utilizate.

57


ECHIPĂ

Pentru a rula Maratonul de Diagnostic, necesită următoarele echipamente:

• PUZ Frame-2000

• Master Consiliul

• EB-141 cu circuite imprimate

• Generator de semnal

• Osciloscop cu canal dublu

• Multimetru digital (DMM)

Dacă circuitul nu este conectat, conectaţi după cum urmează:

58


TabelComponente Descrierea componentelorC1 Rezistenta serieC1 Condensator offlineR21 Conectat la transformatorQ1 Colector emitorQ1 Circuit base opritR5 Rezistenţă mareD5 întreruptU4 Ieşire reg. scurt la intrareU4 Resist. Rezistenţă mare de ieşireRV3 Potenţiometru în scurcircuit

C1 excesiv serie de rezistenţăCondensator C1 offlineConectat la transformator T1 R21Scurt Q1 colector-emitorQ1 circuit Base opritR5 rezistenţă sporită laDisconnected D5 Q1U4 ieşire reg. scurt de intrareU4 rezista. Mare de ieşire serieScurt-circuit potenţiometru RV3

59


60

digital.ubm.rodigital.ubm.ro/?download=2015_Lab_Surse_alim.doc · Web viewUn redresor monofazat are...

Documents

Transcript of digital.ubm.rodigital.ubm.ro/?download=2015_Lab_Surse_alim.doc · Web viewUn redresor monofazat are...