Totul despre...SURSE(teorie,scheme,aplicatii)

[Vizitator smilex]

Pentru a proteja la supracurent tranzistorul de putere se foloseste o configuratie (1) in ganul celei de mai jos. Dupa cum se vede, limitarea (2) seamana cu generatorul de curent constant, varianta b. De multe ori, rezistorul de putere este bobinat si prezinta o inductanta apreciabila, de aceea, la o variatie brusca a sarcinii, pe el se va gasi un varf de tensiune ce poate strapunge jonctiunea BE a BC-ului. Pentru limitare, se poate introduce un rezistor de cativa ohmi. Acesta poate fi marit, dar datorita capacitatii BC-ului (sau alt tranz.), poate apare o intarziere in comanda de blocare ce poate duce la strapuncerea BDW-ului prin cresterea curentului. In acest caz, rezistorul din baza tranzistorului (BC) trebuie suntat cu un condensator (0,1μ) ce invinge usor capacitatea parazita. Marirea rez. din baza se practica atunci cand tranz. (BC) are nu doar rolul de citire a curentului, cum se va vedea.

[Vizitator smilex]

Si o solutie ce cuprinde cele anterioare. In paralel cu tranzistorul de putere se monteaza o dioda in sens invers pentru ca la decuplarea de la retea tensiunea de pe condul de iesire sa nu alimenteze invers tranzistoarele insa in cazul BDW83 exista aceasta dioda incorporata (ca si la majoritatea darlington).

[RockDok]

Cu voia d-voastra, nu putem strecura pe aici si cite ceva despre invertoare rezonante?

[Vizitator smilex]

Fara a fi incheiat ce doream sa zic despre stab. liniare, spun ce stiu despre rezonante pentru ca e atat de putin, incat voi termina repede. Structura seamana cu a unei surse normale cu deosebirea ca in primar se introduce un circuit rezonant, cu frecventa sursei, obtinand o forma sinusoidala a tensiunii (curentului) pe primar, ceva in genul fig. mai jos. Se realizeaza astfel, pierderi mult mai mici pe traf si elementele de comutatie care nu comuta in forta ci doar "injecteaza" energie in oscilatie. Frecventa este determinata de L si C dar inductanta primarului o influenteaza. Inductanta primarului e mare in gol si mica in sarcina mare (tinde catre zero la scurt in secundar). Personal, am vazut doua abordari:1) Sursa se proiecteaza pentru sarcina mare (inductanta primar mica) iar odata cu scaderea puterii scade si randamentul.2) Sursa se proiecteaza pentru putere mica (medie) iar odata cu cresterea puterii (curentului in secundar), se modifica frecventa oscilatorului de tact a sursei, in sensul cresterii ei, pentru a mentine rezonanta si implicit randamentul.Cam prea multa bataie de cap pentru cateva procente castigate, zic eu. Nu m-am incumetat sa construiesc asa ceva si nici nu cred ca voi avea timpul si motivatia s-o fac. In acelasi timp, 5 procente la 1kW inseamna 50W... E ceva.

[Vizitator smilex]

Revenind la surse liniare, amintesc ca pentru puteri (curenti) mari se pot pune in paralel mai multe tranzistoare obtinand un tranzistor echivalent dar mai "tare". Pentru egalizarea curentilor se folosesc in emitor reostate de ordinul zecimilor de ohmi. Egalizarea e necesara deoarece, datorita imperfectiunilor, tensiunile de pe jonctiunea BE difera de la un tranzistor la altul pentru acelasi curent de emitor. Astfel, daca presupunem o diferenta de 50mV (destul de mare) la un curent de 3A prin tranzistoare, la o rez. de 0,1 ohm, diferenta va fi fortata la 0,05/0,1 adica 0,5A deci la 3A printr-un tranzistor, celalalt va avea 3,5A. Iar exemplul este exagerat un pic. Sigur, este de preferat a se folosi acelasi tip de tranzistor, preferabil de acelasi producator si daca se poate din acelasi lot de fabricatie (cumparate toate odata). Nu exista limita la nr. tranzistoare montate astfel. In practica, nr. lor este determinat de puterea disipata care nu trebuie sa depaseasca (nici macar sa atinga) datele de catalog. De exemplu, 2N3055 disipa la 100gradeC, 60W. Acceptam 50W, iar pentru o sursa ce debiteaza 300W maxim pe elementul regulator, folosim 6 buc. daca avem convingerea ca nu se depasesc 100grade.

[Vizitator smilex]

Puterea disipata poate fi redusa si cu ajutorul unor artificii de genul celor din jpeg-urile de mai jos. Am folosit una din schemele de mai sus. In cazul a), la scurt, puterea disipata este de cca. 20Vx3A=60W (valorile sunt aproximative). In cazul b), la scurt, divizorul rezistiv introdus, face ca in baza T2 sa se regaseasca deja 0,5V, lasand loc, pentru rez. 0.22ohmi, la doar 0,2V adica cca. 1A. Puterea disipata= 20x1=20W la scurt. Cea mai mare putere disipata va avea loc atunci cand tensiunea de pe regulator o egaleaza pe cea de pe sarcina adica la 10V pe regulator. Pe divizor vor fi 5V iar pe rez. de 100 ohmi se va regasi o tensiune de 30ori mai mica adica 0,17V. Asta lasa loc la 0,53V pe 0,22 ohmi, adica 2,4A. Puterea disipata = 10Vx2,4A = 24W. Dezavantajul celor de mai sus: curentul maxim de 3A va fi disponibil numai la tensiunea de iesire egala cu a diodei zener introduse de 15V. Pe masura ce tensiunea este coborata, limitarea de curent se va face la o valoare tot mai mica. Daca se inseriaza o dioda cu rez de 3K (eventual alta valoare) si se schimba zener-ul cu o valoare mai mica, atunci se poate pastra limitarea de 3A pana la valoarea tensiunii la iesire egala cu a zener-ului introdus. Cine doreste, poate calcula puterea disipata la diferite tensiuni in acest nou caz. Ar fi bine ca T2 sa fie cuplat termic cu T3, astfel odata cu cresterea temperaturii, tensiunea de deschidere a jonctiunii BE a lui T2 va scadea atragand scaderea curentului, deci o oarecare stabilitate termica. Un astfel de pachet (ca principiu) se poate regasi in integrate curente (LM) cu mentiunea ca limitarea de curent este, de cele mai multe ori, influentata nu de o tensiune fixa ci de diferenta de tensiune dintre intrare si iesire.De asemenea, puterea disipata poate fi scazuta daca pentru diferite tensiuni la iesire extragem si folosim prize din tranformatorul de retea. Comutarea poate fi manuala sau automatizata (relee).

[Vizitator smilex]

Exista uneori pretentia ca reglajul tensiunii sa se faca de lo zero volti. In acest caz avem nevoie de o tensiune negativa (fata de masa) ca sa facem referinta la 0V (masa). Tensiunea negativa se poate obtine in multe feluri dar cel mai ieftin este chiar din secundarul existent conf. fig. Condensatorul C1 se va incarca la una din semisinusoide la varf (20V) iar la urmatoarea semisinusoida se va descarca pe C2. Tensiunea obtinuta pe C2 va fi astfel aprox. cea de varf (monoalternanta). Rezistorul de 1k5 ofera cca. 12mA, ceea ce e mai mult decat cei 6 mA ai generatorului de curent constant deci CI1 va putea sa extraga, la nevoie, toti cei 6mA. CI2 este in acest caz un simplu zener de 2,5V. Sau fara TL431 cu tranzistor sau comparator (iesire colector in gol):

[Vizitator smilex]

Si cam cum ar arata lucrurile duse spre extrem: 20-30V (de la zero), 10-15A. Schema mai poate fi dezvoltata: reglajul limitarii de curent, a puterii disipate... Calculul componentelor si descriere (personale) ulterior, astept comentarii, sugestii, critici, alte idei...

[florincccc]

Postez aici in primul rand pentru a aduce mai in fata subiectul.O intrebare: cum se alege termistorul care limiteaza curentul de pornire la sursele in comutatie?Daca as construi sursa cu schema de mai sus as muta ledul verde D10 in locul D7 si D8 care ar disparea din schema.

[Vizitator]

tensiunea max la iesire este cand tranz din generatorul de curent este saturatled-ul verde are putin peste 2v tens pe el fata de 1,2v doua diode in seriela rigoare se pierde aprox 0,8v din excursia tens de iesiretermistorul nu se foloseste numai la surse in comutatie el este folosit pt a limita curentul de incarcare al unui condensatorla surse este functie de dioda redresoare,daca este un filtru de retea,de valoarea condensatorului de filtraj pe dcinitial condensatorul trebuie vazut ca un scurtcircuitprima data am vazut rezist. de limitare acum 35ani la tv-an,era de 6,8ohm/16wla tv-an cu CI era 10ohm/16wla primele surse construite de atelierul nostru era 22ohm/10w dar apoi o shuntam cu cu un tiristortermistorul este in aceasta zona dar cu dezavantajul ca daca se fac doua reporniri consecutive el practic nu mai exista a doua oara(daca s-a incalzit suficient)in pdf-ul diodei gasiti acel curent maxim permis cred 10msec care va ajuta la alegere termistor

[Vizitator smilex]

Ideea cu LED-ul in locul diodelor e foarte buna dar data fiind varietatea lor, nu prea se poate generaliza. Apoi, asa cum s-a precizat, in acest fel se poate beneficia de un Umin mai mic mentinand stabilizatorul in parametri si la conditii mai vitrege (diferenta de tensiune e mica dar poate conta). Daca exista rezerve de tensiune si daca cel ce alege aceasta varianta are toate datele despre LED, atunci se poate proiecta generatorul de curent si asa, facand o mica economie si simplificare a schemei.La schema originala am adus o mica modificare dar intai o precizare: pentru a descarca evantualele sarcini electrostatice ar fi bine sa se foloseasca rez. Rs – 4,7M (una sau doua) sau priza schuko cu pamantarea la masa. Cei pretentiosi pot pune si un filtru la intrare. Modificarea este la potentiometrul P1 de reglaj a tensiunii de iesire. De multe ori este posibil sa nu existe un contact ferm intre cursorul potentiometrului si pelicula de carbon pe care ruleaza (uzura, praf). In cazul anterior, aceasta ar fi condus la cresterea tensiunii la iesire la maxim. Dupa modificare, la o lipsa de contact, prin intermediul R9-R10 baza T3 este pusa la iesire asigurand o tensiune foarte mica, aproape nula. In plus, a aparut dioda D13.D1-4-C1-4 sunt de fapt o punte suntata cu condensatori (47n-100n/150V) ce fac comutatia mai lina, fara oscilatii parazite. C10 este de filtraj, cu valoare cat mai mare de el depinzand ΔU. C11 este pentru suprimarea eventualelor frecvente ridicate (ca si toate condurile neelectrolitice de aici). D7-D8-R5-R6-T1 este un generator de curent constant. R1 (20-100Ω) este pentru limitarea curentului prin generatorul de tensiune negativa C5-C6-D5-D6. C5=C6 – valoarea lor se calculeaza (alaturi deR2) ca sa poata fi asigurata tensiunea de pe stabilizatorul D9-C7-C8. D10 este pentru a semnala functionarea sursei. D11 (poate sa lipseasca prin suntare) este pentru a semnala intrarea in functie a limitatorului de curent R7-T4-R11. Ea trebuie aleasa astfel incat la curentul generatorului sa nu depaseasca 2V, daca tinem cont ca T5 este darlington, pentru a putea bloca ansamblul tranzistoarelor de putere. Pentru reglajul tensiunii este grupul R9-R10-P1-P2, din reglajul P2 asigurand tensiunea maxima dorita. Reglajul din P1 nu este chiar liniar dar asta e mai bine, asigurand o plaja mai mare pentru tensiuni mici. Poate fi insotit de un reglaj fin cu un alt potentiometru. Grupul T2-T3-R3 este un amplificator de eroare diferential. R3 se alege astfel incat curentul prin ea sa depaseasca (dublu) pe cel al generatorului (T1) pentru ca T3 sa poata extrage la nevoie, tot curentul de comanda din baza T5. R4 este pentru a nu incarca termic T2 si se alege pentru a asigura curentul prin R3. T5 comanda trazistoarele de putere ce insumeaza si egalizeaza curentii prin R11-14. R15 e pentru descarcare la decuplare. D12 este o dioda transil (poate lipsi) pentru sarcini inductive care mai poate fi pusa (aleasa corespunzator) pentru a sunta (la sacrificiu) o eventuala stapugere a unui tranzistor de putere. C13 se poate alege de valoare mare, pentru filtraj mai bun, dar trebuie tinut cont ca chiar daca sursa limiteaza curentul (10A sa zicem) un C13 de valoare mare poate duce la distrugerea unui semiconductor de 20-30A la scurt. Daca intereseaza protectia sursei, pentru filtraj bun, C13 poate fi mare (2200-4700μ). Daca intereseaza protectia montajului alimentat C13 va fi mic (10-220μ).

[Vizitator smilex]

Si cam asa ar arata stabilizatorul pentru o tensiune de 0-30V/10A. Am ales valorile astea pentru ca le-am vazut repetate pe aici. In ce priveste calculul componentelor, nu subliniez decat punctele esentiale. Generatorul de curent constant l-am ales la 5mA pentru a asigura un curent suficient diodei LED –rosu. Pentru grupul de tranzistoare de putere ar fi de ajuns (conf. cataloagelor) 1mA pentru a asigura 10A la iesire. Este cu BD140 deoarece, la extrem (50V/5mA), disipa 0,25W. Daca se considera ca LED-ul nu are suficient curent se poate utiliza schema din fig. 2. In acest caz, curentul poate fi scazut la 2-3mA si se poate folosi BC556 si reface calculele (astept idei). Pe ramura de tensiune negativa, condurile de 100μ au, pentru redresare monoalternanta (20ms) si curentul de acolo, o variatie de tensiune suficient de mica pentru a asigura curentul necesar, adica 9mA pt. rez. din emitorul BC546B si inca aprox. 3mA pt. semireglabil. Datorita caderii de tensiune de pe rez. de 560Ω (5,6-0,65V), curentul prin aceasta este constant (cca. 9mA) si este dat de suma curentilor tranzistoarelor BC546B. Cei 9mA sunt suficienti pentru a extrage curentul generatorului (5mA). La intrarea in functie a limitatorului de curent, BC546B (dreapta) se blocheaza, iar cei 9mA se vor scurge prin rez. de 2K2/0,5W (cca. 20V). Chiar si asa, tranzistoarele BC546B au un regim termic foarte diferit, in functie de cerintele sursei, ar trebui montate pe un mic radiator comun (alama, etc). Rezistoarele din emitoarele BD317 pot avea 3W (2,5A). Daca presupunem 40V la intrare si 10A consum, puterea disipata este de 400W la scurt. Pentru 4 tranz. de putere inseamna cca. 100W/tranz. Am ales BD317 deoarece poate disipa 110W/100°C. In cazul 2N3055 ar fi necesare 6 buc. Pentru ca reglajul tensiunii, in forma asta, are un pronuntat caracter neliniar (5V la mijlocul cursei) am adaugat un reglaj fin, care poate fi in limite si mai mici daca se mareste rez. 22K. Pentru un reglaj mai liniar se poate folosi varianta originala recalculata (?) cu dezavantajele mentionate anterior. Dioda transil poate fi inlocuita cu 1N5408 (simpla). Se mai poate adauga un reglaj al limitarii (0-10A).

[Vizitator smilex]

Cu reglajul limitarii de curent. Prin rez. 220Ω din baza tranz. ce comanda LED-ul rosu, trece un curent dat de un generator de curent care la diferite valori, suprapune diferite tensiuni peste cea citita de pe rez. 0,06Ω permitand astfel trecerea unor valori diferite de curent (prin 0,06Ω). Si cu reglaj liniar al tensiunii de iesire:

[Galagie]

Un excelent material care descrie mura'n gura realizarea transformatoarelor pentru sursele in comutatie gasiti aici: http://focus.ti.com/lit/ml/slup102/slup102.pdf

[Vizitator smilex]

Desigur, daca nu s-ar fi strecurat o greseala, nu m-as fi recunoscut: la generatorul de curent suplimentar e 3xBC556 (nu 546).La scurt, puterea disipata e mare (400W) de aceea se poate folosi una din variantele de mai jos, pentru limitarea puterii disipate. In fig. 1 exista un tabel care arata (valorile sunt informative) cam ce puteri disipate se obtin cu doar un rez. suplimentar (18K). Pentru acele puteri sursa se poate realiza cu 3x2N3055 (65W/100°C) sau 2xBD317 (110W/100°C). Fig. 2 este un exemplu, daca se doreste ca pana la 24V resursa de 10A sa existe (3xBD317 sau 4x2N3055). Se pot face o gramada de alte combinatii.