Izvori jednosmernog napona

Transcript

1 Izvri jednserng napajanja Sadržaj Izvri jednserng napna. Uvd. Userači napna. Jednstran useravanje. Dvstran useravanje.3 Unžavažavači napna 4. Stabilizatri regulatri napna 4. Linearni stabilizatri napna 4.. Stabilizatri sa Zener did 4.. Paralelni stabilizatri 4..3 Redni stabilizatri napna 4. Prekidački stabilizatri napna 4.. Spuštači napna 4.. Pdizači napna 4..3 Invertri. Uvd Izvri jednserng napajanja Ni jeadn d navedenih elektrnskih kla ne bi gl da radi ak se ne bezbedi jednserni napn za plarisanje aktivnih kpnenata. Perpetuu bile ne pstji!!! perpetuu_bile.wv Da bi pjačavač pjača neki signal, ra da utrši dređenu snagu. Ta snaga dlazi iz izvra jednsernih napna. Izvri jednserng napajanja. Uvd Karakteristike režng napna? T je naizenični napn prstperidični, frekvencije f= efektivna vrednst = 50 Hz 30 rednst izvra za napajanje definiše aksialni gući dinaički pseg signala (se kd transfratrske sprege). U bilni uređajia kriste se baterije, dk je za napajanje stacinarnih uređaja racinalnije da se kristi režni napn. 3 aksialna vrednst = 34 4

2 . Uvd Izvri jednserng napajanja Da bi se d režng napna dbi jednserni, željene vrednsti, ptrebn je. sanjiti njegvu vrednst. useriti ga (napraviti jednserni napn) 3. uklniti naizeničnu kpnentu ( ispeglati ) 4. stabilisati ga (učiniti nezavisni d prena uslva rada ptršača i/ili napna reže) Izvri jednserng napajanja. Uvd. Transfratr sanjuje vrednst režng napna Galvanski dvaja izvr jednserng napna d napna reže. Tie se sprečava eđusbni uticaj reže na uređaj i brnut Useravanje naizeničng napna. Useravanje se d naizeničng napna pravi jednserni Kla kja iaju vu spsbnst nazivaju se userači.. Useravanje naizeničng napna. Jednstran useravanje Zasnvani su na prieni dida zbg njihve sbine da prvde struju sa u jedn seru. 7 8

3 . Useravanje naizeničng napna. Jednstran useravanje vu sin(ω t) sin(ω t) kπ ωt (k)π v 0 (k)π ωt (k)π k=0,,,... Napn na ptršaču ia jednsernu kpnentu (srednja vrednst signala) = / ukupnu efektivnu vrednst. Useravanje naizeničng napna. Jednstran useravanje v u sin(ω t) sin(ω t) kπ ωt (k)π v 0 (k)π ωt (k)π Trenutna vrednst vreenski prenljivg napna, bez jednserne kpnente iznsi v=v -, a njegva efektivna vrednst je ' π π 0 ( v ) dωt π π 0 ( v v )dωt 9 0. Jednstran useravanje. Jednstran useravanje ' π π 0 v dωt π 0 v dωt π 0 dωt Pri jednstran useravalju vreenski prenljiva kpnenta napna veća je d jednserne kpnente,! ', 4 Faktr talasnsti je era sadržaja naizenične kpnente u useren signalu i izračunava se ka kličnik efektivne vrednsti naizenične kpnente napna na ptršaču i jednserng napna ' γ. 4 v d Prbjni napn dide ( p )ra da bude veći d! inače će dida da izgri.

4 Realni del dide. Jednstran useravanje. Jednstran useravanje Krz sekundar transfratra prtiče i jednserna struja, čie se kvare perfranse transfratra usled pjave preagnjećenja jezgra i I I 3 4. Useravanje naizeničng napajanja. Useravanje naizeničng napajanja. Dvstran useravanje. Dvstran useravanje Dax 5 6

5 . Useravanje naizeničng napajanja. Dvstran useravanje. Dvstran useravanje Dax Dax 7 8. Dvstran useravanje. Dvstran useravanje U Jednserna kpnenta napna na ptršaču (dva puta veća d jednstrang) Ukupna efektivna vrednst napna na ptršaču ( puta veća d jednstrang) Efektivna vrednst naizenične kpnente napna na ptršaču je π ' Faktr talasnsti kd dvstrang useravanja iznsi γ ' π /

6 . Dvstran v.s. jednstran useravanje π. 57. Dvstran v.s. jednstran useravanje γ ' 0, 48 8 ' π / π 3. 4 ', 4 ' γ. 4 + Ukupna jednserna kpnenta udvstručena + Na ptršaču sa parni harnici napna + Krz sekundar ne prtiče jednserna kpnenta struje - Sekundar ra da ia sietrični izlaz = Najveći inverzni napn na didi je!!!. Dvstran useravanje Grecv spj (Gretz). Dvstran useravanje Gretzv spj 3 4

7 . Dvstran useravanje. Dvstran useravanje Gretzv spj v.s. + Sekundar NE ra da ia sietrični izlaz + Najveći inverzni napn na didi je a ne!!! 5 6. Dvstran useravanje Grecv spj v.s. jednstran. Usrači napna ZAKLJUČAK Funkcija: Od naizeničng napna prave jednserni v.s. + Ukupna jednserna kpnenta udvstručena + Na ptršaču sa parni harnici napna Jednstran + Krz sekundar ne prtiče DC kpnenta struje + Sekundar ne ra da ia sietrični izlaz Dvstran + Najveći inverzni napn na didi je takđe 7 8

8 . Usrači napna ZAKLJUČAK. Usrači napna Realizacija: Realizacija: Jednstran Trfazni dvstran Dvstran Userači naizeničng napna.3 Udvstručavač napna.3 Udvstručavač napna + / / Za vea velike vrednsti tpra ptršača p = ( pražnjenja velik) 3 3

9 .3 Udvstručavač napna.3 Udvstručavač napna Unžavač napna n-ta ćelija II Klkviju Petak pn Za vea velike vrednsti tpra ptršača p = n, gde je n brj sekcija 35 36

10 Izvri jednserng napajanja Induktivni filtar Treba da eliiniše naizeničnu kpnentu napna Zat se kristi prpusnik niskih frekvencija 37 Psle zakčenja dide, akuulirana energija u kaleu dpušta prtk struje u ist seru u ke je i ranije prticala. Ptršač i L čine napnski razdelnik za naizenični signal dk DC kpnenta nije slabljena jer je Z L =0. v=r p v /(Z L +R p ) Slabljenje će biti veće ak je L veće ili R p anje. eće je slabljenje viših harnika jer pri viši frekvencijaa Z L ia veću vrednst. 38 Induktivni filtar Za ne kji žele da nauče više Induktivni filtar Za ne kji žele da nauče više Priključivanje induktivng filtra na dvstrani uerač. Zavisnst struje krz ptršač d dnsa (L)/R p 39 40

11 Induktivni filtar Za ne kji žele da nauče više Kapacitivni filtar Faktr talasnsti Rp γ 3 ωl DC napn na ptršaču ne zavisi d tprnsti ptršača ak se zaneare tprnsti dida i kalea. π U idealn slučaju jednserna kpnenta napna na kndenzatru = p =. Relativn ala pbljšanja pstignuta. Racinalna je jedin priena pri veliki strujaa. 4 4 Kapacitivni filtar Kapacitivni filtar U realni uslvia kndenzatr se puni prek ale tprnsti dide kja vdi a prazni prek tpra R p. Dida vdi sa u kratk intervalu kada je anda na više ptencijalu d katde. Tada se dpunjuje naelektrisanje na C kje se izgubil tk intervala T, kada je dida bila zakčena

12 Kapacitivni filtar Kapacitivni filtar Analiza rada na snvu pjednstavljeng talasng blika signala na ptršaču. = -/. Uga prvđenja dide cs(t= - za al t važi cs(t -(/) (t -= e -T/(CR) za CR>>T, e -T/(CR) -T/(CR) tak da je T/(CR)= /(fcr) ωδt Δ/ Srednja vrednst struje krz didu računa se analiz kličine naelektrisanja na kndenzatru Kapacitivni filtar Kapacitivni filtar Q + = I C t=q - = C, znajući da je I C = I d I dbija se srednja vrednst struje krz didu d I d I (Za =0, =0., I d =3.4I ) (π /Δ ) Rešavanje diferencijalne jednačine i d =C(du/dt)+i, za t=t =-t, dbija se aksialna vrednst struje krz didu d I d ax I(π /Δ ) Srednja vrednst struje krz didu ng je veća d jednserne struje krz ptršač jer je >>!!! Za >>, št je bičn ispunjen: I I dax I( / π /Δ ) Id diti računa kada se bira dida!!! 47 48

13 Kapacitivni filtar Kapacitivni filtar dvstran C Da bi se dredi faktr talasnsti psatra se pjednstavljen talasni blik signala na ptršaču. -/. Perida je sanjena na T/ tak da je Faktr talasnsti Za ne kji žele da nauče više γ π 3 ωr C p 7 00 π ωrp C R C p 49 T/ (CR)= /(fcr) Dva puta anje za ist C i R!!! ili Da bi se dbil ist, že da se uptrebi dva puta anje C (!!! dienzije!!!) 50 Kapacitivni filtar dvstran C Kapacitivni filtar - dvstran Uga prvđenja dide cs(t= - za al t važi cs(t -(/) (t Jednserni napn na ptršaču kd dvstrang userača π ωr pc Faktr talasnsti dva puta anji neg kd jednstrang za ist R i C π γ 3 ωrpc 346RpC Za ne kji žele da nauče više 00 5 ωδt Δ/ Isti izraz ka kd jednstrang Za ne kji žele da nauče više 5

14 Za ne kji žele da nauče više Kapacitivni filtar - dvstran (srednja vrednst struje krz didu) Za ne kji žele da nauče više Kapacitivni filtar - dvstran (aksialna struja krz dide) Q + = I C t=q - = C, znajući da je I C = I d I dbija se srednja vrednst struje krz didu d I π I d Δ Srednja vrednst struje krz didu veća je d jednserne struje krz ptršač, ali je skr x anja neg kd jednstrang userača!!! (Za =0, =0., I d =6.7I ) 53 Rešavanje diferencijalne jednačine i d =C(du/dt)+i, za t=t =-t, dbija se aksialna vrednst struje krz didu d I I dax π Δ Za >> št je bičn ispunjen, dbija se I dax I d >> I Maksialna struja krz dide kd dvstrang, prbližn x je anja d ne kd jednstrang 08. useravanja. januar 05. Izvri jednserng napajanja 54 Kapacitivni filtar pšte napene Kapacitivni filtar Daći.: Jednserna kpnenta napna na ptršaču kada je prienjen kapacitivni filtar približn je jednaka aksialnj vrednsti ulazng naizeničng napna:.4 puta veća d efektivne vrednsti. Kapacitivni filtar ia relativn ali faktr talasnsti pri veliki tprnstia ptršača C Ptršač R=00 priključen je prek userača sa Grecvi spje na naizenični napn frekvencije 50Hz i aplitude. Ak je pad napna na didaa d =0.8 drediti: a) vrednst C kapacitivng filtra priključeng paraleln ptršaču kja će bezbediti dstupanje napna < ; b) vrednst jednserng napna na ptršaču; c) vrednst jednserne struje krz ptršač; 55 56

15 Kapacitivni filtar Daći.: Za userač sa kapacitivni filtr iz prethdng priera drediti: Za ne kji žele da nauče više a) uga prvđenja dide i iskazati ga u % u dnsu na peridu ulazng signala (50Hz); b) srednju struju krz didu; c) aksialnu struju krz didu; d) aksialni inverzni napn na didi; e) predlžiti tip dide kji se že prieniti za vu naenu Faktr talasnsti Jednserni napn Sa stanvišta R p Induktivni Rp γ 3 ωl π Blji za anje R p v.s. kapacitivni filtar v.s. π γ 3 ωr C π ωr pc p Blji za veće R p L - filtar L - filtar Kpris izeđu induktivng i kapacitivng. Pstji vrednst induktivnsti pri kjj napn ne zavisi d struje ptršača. U intervalu kada se kndenzatr prazni, induktivnst nadknađuje gubitke. Pri ali strujaa dinira kapacitivni, a pri veliki induktivni de. T je kritična induktivnst L k =R p /(3) Za velike vrednsti R p, L k je velik. Ekvivalentn R p redukuje se vezivanje ddatne tprnsti paraleln sa ptršače

16 L - filtar - filtar Za ne kji žele da nauče više Faktr talasnsti 6 ω LC γ Prjektuje se tak št se dredi L k, a zati se, na snvu željene vrednsti za, dređuje C. 6 Daje veći napn na ptršaču i anji faktr talasnsti. Jednserni napn na ptršaču Faktr talasnsti Za ne kji žele 4fRp da nauče više γ γ 3 3 ω CC LR 4 p ω CC LRp jednstran dvstran 6 Za ne kji žele - filtar da nauče više Mže uest L da se stavi R kji bi zaeni L. Da bi se zaenil L=0H, treba R=680!!! R Zaključak Funkcija: Sanjuju talasnst userng napna tie št sanjuju naizeničnu kpnentu uz št anje slabljenje jednserne kpnente Faktr talasnsti za jednstran γ ω C C RR p 63 64

17 Zaključak Realizacija: - Induktivni, - Kapacitivni - Kbinacija -RC R C Šta s naučili? Nacrtati blk šeu sistea pću kga se iz režng napna dbija stabilisani jednserni napn i talasne blike napna za izlazu svakg blka. Skicirati električnu šeu i talasni blik napna na izlazu userača napna sa Grecvi spje bez i sa kndenzatr paraleln ptršaču. Kliki je jednserni napn na izlazu userača sa kapacitivni filtr ak efektivna vrednst napna ispred userača iznsi 0? Zašt? Ispitna pitanja. Jednstran useravanje (šea, talasni blici, jednserni napn i faktr talasnsti).. Dvstran useravanje (šea, talasni blici, jednserni napn i faktr talasnsti). 3. Userač za udvstručavanje napna. 4. Induktivni filtar (šea, princip rada, jednserni napn i zavisnst faktra talasnsti d tprnsti ptrsaca). 5. Kapacitivni filtar (šea, princip rada, jednserni napn i zavisnst faktra talasnsti d tprnsti ptrsaca). 6. Π-filtar (šea i sbine). Rešenje.: POJAČAAČI ELIKIH SIGNALA Za pjačavač sa slike kji radi u klasi AB pznat je: CC = 5, R p =00W ; tranzistri su upareni sa I s = 0.pA i b=50, dk za dide važi da je I sd =I s. Odrediti: a) Struju I tak da krz dide u najnepvljnije slučaju prtiče struja d A; b) Lenju struju (I Cin ); c) Disipaciju svakg tranzistra i d) jednserni napn BB u dsustvu ulazng signala. [I=4A, I C =9A, P d =70W, BB =.3] I a) I I I I C ax d in B ax d in I I P ax I CC d in d in Rp 5 I A A 3A 4A 5000 u I R p decebar 04. Pjačavači velikih signala 68 68

18 Rešenje.: POJAČAAČI ELIKIH SIGNALA Za pjačavač sa slike kji radi u klasi AB pznat je: CC = 5, R p =00W ; tranzistri su upareni sa I s = 0.pA i b=50, dk za dide važi da je I sd =I s. Odrediti: a) Struju I tak da krz dide u najnepvljnije slučaju prtiče struja d A; b) Lenju struju (I Cin ); c) Disipaciju svakg tranzistra i d) jednserni napn BB u dsustvu ulazng signala. [I=4A, I C =9A, P d =70W, BB =.3] u I R p b) I Id IB in za u 0, d BE, a datle sledi da je Id (Ids /Is )IB in I B in I Id ax IB in IB in IB in I / 4 / 0,8A IC in IB in 500,8 9A c) Pd IC incc d) Id Ids( e d ax BB d T 9A 5 70W / T ) d / T lnid ax / Ids ln0,8a / 0.pA 0.06(4.4 ),3 5. decebar 04. Pjačavači velikih signala 69 69