Analiza funcționării și proiectarea unui stabilizator de tensiune continuă realizat cu o diodă Zener

Σχετικά έγγραφα
V O. = v I v stabilizator

Stabilizator cu diodă Zener


Curs 10 Funcţii reale de mai multe variabile reale. Limite şi continuitate.

Dioda Zener şi stabilizatoare de tensiune continuă

Componente şi Circuite Electronice Pasive. Laborator 3. Divizorul de tensiune. Divizorul de curent

Curs 2 DIODE. CIRCUITE DR

Metode iterative pentru probleme neliniare - contractii

Analiza în curent continuu a schemelor electronice Eugenie Posdărăscu - DCE SEM 1 electronica.geniu.ro

5.5. REZOLVAREA CIRCUITELOR CU TRANZISTOARE BIPOLARE

Fig Impedanţa condensatoarelor electrolitice SMD cu Al cu electrolit semiuscat în funcţie de frecvenţă [36].

(a) se numeşte derivata parţială a funcţiei f în raport cu variabila x i în punctul a.

Ovidiu Gabriel Avădănei, Florin Mihai Tufescu,

CAPITOLUL 3. STABILIZATOARE DE TENSIUNE


Planul determinat de normală şi un punct Ecuaţia generală Plane paralele Unghi diedru Planul determinat de 3 puncte necoliniare

MARCAREA REZISTOARELOR

5. FUNCŢII IMPLICITE. EXTREME CONDIŢIONATE.

Lucrarea Nr. 5 Circuite simple cu diode (Aplicaţii)

Definiţia generală Cazul 1. Elipsa şi hiperbola Cercul Cazul 2. Parabola Reprezentari parametrice ale conicelor Tangente la conice

1.7. AMPLIFICATOARE DE PUTERE ÎN CLASA A ŞI AB

V.7. Condiţii necesare de optimalitate cazul funcţiilor diferenţiabile

Problema a II - a (10 puncte) Diferite circuite electrice

Exemple de probleme rezolvate pentru cursurile DEEA Tranzistoare bipolare cu joncţiuni

a n (ζ z 0 ) n. n=1 se numeste partea principala iar seria a n (z z 0 ) n se numeste partea

Circuite cu diode în conducţie permanentă

5.4. MULTIPLEXOARE A 0 A 1 A 2

Seminariile Capitolul X. Integrale Curbilinii: Serii Laurent şi Teorema Reziduurilor

Functii definitie, proprietati, grafic, functii elementare A. Definitii, proprietatile functiilor X) functia f 1

R R, f ( x) = x 7x+ 6. Determinați distanța dintre punctele de. B=, unde x și y sunt numere reale.

i R i Z D 1 Fig. 1 T 1 Fig. 2

Erori si incertitudini de măsurare. Modele matematice Instrument: proiectare, fabricaţie, Interacţiune măsurand instrument:

Electronică anul II PROBLEME

Lucrarea Nr. 10 Stabilizatoare de tensiune

Functii definitie, proprietati, grafic, functii elementare A. Definitii, proprietatile functiilor

Lucrarea nr. 5 STABILIZATOARE DE TENSIUNE. 1. Scopurile lucrării: 2. Consideraţii teoretice. 2.1 Stabilizatorul derivaţie

Subiecte Clasa a VIII-a

4. Măsurarea tensiunilor şi a curenţilor electrici. Voltmetre electronice analogice

Laborator 11. Mulţimi Julia. Temă

Ecuaţia generală Probleme de tangenţă Sfera prin 4 puncte necoplanare. Elipsoidul Hiperboloizi Paraboloizi Conul Cilindrul. 1 Sfera.

REDRESOARE MONOFAZATE CU FILTRU CAPACITIV

Curs 14 Funcţii implicite. Facultatea de Hidrotehnică Universitatea Tehnică "Gh. Asachi"

III. Serii absolut convergente. Serii semiconvergente. ii) semiconvergentă dacă este convergentă iar seria modulelor divergentă.

Curs 4 Serii de numere reale

DISTANŢA DINTRE DOUĂ DREPTE NECOPLANARE

Aplicaţii ale principiului I al termodinamicii la gazul ideal

Polarizarea tranzistoarelor bipolare

(N) joncţiunea BC. polarizată invers I E = I C + I B. Figura 5.13 Prezentarea funcţionării tranzistorului NPN

Curs 1 Şiruri de numere reale

Tranzistoare bipolare şi cu efect de câmp

STABILIZATOARE DE TENSIUNE REALIZATE CU CIRCUITE INTEGRATE ANALOGICE

RĂSPUNS Modulul de rezistenţă este o caracteristică geometrică a secţiunii transversale, scrisă faţă de una dintre axele de inerţie principale:,

Figura 1. Caracteristica de funcţionare a modelului liniar pe porţiuni al diodei semiconductoare..

CIRCUITE CU DZ ȘI LED-URI

Metode de interpolare bazate pe diferenţe divizate

Functii Breviar teoretic 8 ianuarie ianuarie 2011

Proiectarea filtrelor prin metoda pierderilor de inserţie

a. Caracteristicile mecanice a motorului de c.c. cu excitaţie independentă (sau derivaţie)

SEMINAR 14. Funcţii de mai multe variabile (continuare) ( = 1 z(x,y) x = 0. x = f. x + f. y = f. = x. = 1 y. y = x ( y = = 0

Electronică STUDIUL FENOMENULUI DE REDRESARE FILTRE ELECTRICE DE NETEZIRE

M. Stef Probleme 3 11 decembrie Curentul alternativ. Figura pentru problema 1.

Conice. Lect. dr. Constantin-Cosmin Todea. U.T. Cluj-Napoca

Circuite electrice in regim permanent

Examen. Site Sambata, S14, ora (? secretariat) barem minim 7 prezente lista bonus-uri acumulate

IV. CUADRIPOLI SI FILTRE ELECTRICE CAP. 13. CUADRIPOLI ELECTRICI

SERII NUMERICE. Definiţia 3.1. Fie (a n ) n n0 (n 0 IN) un şir de numere reale şi (s n ) n n0

Profesor Blaga Mirela-Gabriela DREAPTA

PROBLEME DE ELECTRICITATE

Valori limită privind SO2, NOx şi emisiile de praf rezultate din operarea LPC în funcţie de diferite tipuri de combustibili

COLEGIUL NATIONAL CONSTANTIN CARABELLA TARGOVISTE. CONCURSUL JUDETEAN DE MATEMATICA CEZAR IVANESCU Editia a VI-a 26 februarie 2005.

Componente şi Circuite Electronice Pasive. Laborator 4. Măsurarea parametrilor mărimilor electrice

wscopul lucrării: prezentarea modului de realizare şi de determinare a valorilor parametrilor generatoarelor de semnal.


Circuite cu tranzistoare. 1. Inversorul CMOS

FENOMENE TRANZITORII Circuite RC şi RLC în regim nestaţionar

a. 11 % b. 12 % c. 13 % d. 14 %

Aparate de măsurat. Măsurări electronice Rezumatul cursului 2. MEE - prof. dr. ing. Ioan D. Oltean 1

Lucrarea Nr. 3 Tranzistorul bipolar în regim de comutaţie. Aplicaţii.

DETECTOR DE NIVEL - exemplu de proiectare -

Concurs MATE-INFO UBB, 1 aprilie 2017 Proba scrisă la MATEMATICĂ

Examen AG. Student:... Grupa:... ianuarie 2011

Subiecte Clasa a VII-a

DIODA STABILIZATOARE CU STRĂPUNGERE

Lucrarea 5. Sursa de tensiune continuă cu diode

VII.2. PROBLEME REZOLVATE

Sisteme diferenţiale liniare de ordinul 1

Integrala nedefinită (primitive)

Capitolul 4 Amplificatoare elementare

PROPRIETĂŢI GENERALE ALE COMPONENTELOR PASIVE

Lucrarea Nr. 11 Amplificatoare de nivel mare

STABILIZATOR DE TENSIUNE EXEMPLU DE PROIECTARE

* K. toate K. circuitului. portile. Considerând această sumă pentru toate rezistoarele 2. = sl I K I K. toate rez. Pentru o bobină: U * toate I K K 1

riptografie şi Securitate

ENUNŢURI ŞI REZOLVĂRI 2013

Fig Stabilizatorul de tensiune continuă privit ca un cuadripol, a), şi caracteristica de ieşire ideală, b).

Seminar 5 Analiza stabilității sistemelor liniare

8 Intervale de încredere

CIRCUITE LOGICE CU TB

Esalonul Redus pe Linii (ERL). Subspatii.

STABILIZATOARE DE TENSIUNE CONTINUǍ

Transcript:

Analiza funcționării și proiectarea unui stabilizator de tensiune continuă realizat cu o diodă Zener 1 Caracteristica statică a unei diode Zener În cadranul, dioda Zener (DZ) se comportă ca o diodă redresoare În cadranul, DZ funcționează în zona de străpungere a caracteristicii statice, stabilizând tensiunea la borne Dintre valorile precizate de catalog pentru o diodă Zener se vor utiliza: Curentul de test, ZT ; Curentul minim de stabilizare, ZK ; Curentul maxim de stabilizare, ZM ; Tensiunea nominală de stabilizare, determinată la curentul ZT ; Puterea disipată maximă, P max ZT, În cadranul, apare reprezentată cu linie punctată hiperbola de disipație maximă Această curbă reunește toate punctele în care Z KA Pmax Fig A 1

2 Funcția și schema de principiu a unui stabilizator de tensiune continuă (STC) realizat cu o diodă Zener Funcția circuitului: Stabilizatorul de tensiune continuă furnizează la ieșire o tensiune aproximativ constantă în condițiile în care tensiunea S de intrare, curentul O de ieșire și temperatura ambiantă de funcționare ( T a ) variază între limite precizate Pulsațiile tensiunii de intrare a STC sunt reprezentate cu portocaliu în figb și au valoarea vârf la vârf de 392mV Pulsațiile tensiunii de ieșire a STC sunt reprezentate cu verde în figb și au valoarea vârf la vârf de aprox 5,3mV Fig B 2

Schema de principiu a stabilizatorului de tensiune continuă realizat cu o diodă Zener este reprezentată în fig 1 Dioda Zener DZ funcționează în zona de străpungere a caracteristicii statice Fig 1 S DZ STC Z O = KA O L S KA KA Z O Z L Ca urmare, S Z KA KA L sau S Z 1 KA (1) L elația (1) reprezintă ecuația dreptei de sarcină În fig3, dreapta de sarcină este notată cu Δ 3 Funcționarea stabilizatorului de tensiune continuă cu o diodă Zener (fig3) În fig2 este reprezentată, simplificat, caracteristica statică a diodei Zener, iar în fig3 este detaliată zona de străpungere (cadranul ) La intersecția dreptei de sarcină Δ cu caracteristica statică a diodei în zona de străpungere se obține punctul static de funcționare Q3 (Z3, KA3) Se consideră că acesta corespunde condițiilor nominale de funcționare Coordonatele punctului de funcționare Q 1 sunt ZK și ZK,iar ale punctului Q 2 sunt ZM și ZM Hiperbola de disipație maximă reunește punctele din plan pentru care ZM ZM Pmax 3

4

Circuitul stabilizează tensiunea de ieșire O pentru variații Δ S, Δ O (echivalent cu Δ L punctul static de funcționare al diodei între pozițiile Q 1 și Q 2 (fig3) a) Dacă tensiunea de intrare S crește sau scade și rezistența de sarcină sarcină Δ se deplasează paralel cu ea însăși (fig3) b) Dacă tensiunea de intrare S rămâne constantă și rezistența de sarcină sarcină Δ se rotește în jurul punctului A (fig3) ) și ΔT a care mențin L rămâne constantă, atunci dreapta de L crește sau scade, atunci dreapta de Când punctul static de funcționare al DZ se deplasează între Q 1 și Q 2, tensiunea de ieșire între ZK și ZM Așadar Omin ZK, iar Omax ZM are valori O KA Cele mai defavorabile situații în funcționarea stabilizatorului de tensiune continuă sunt următoarele: 1) tensiunea de intrare S atinge valoarea minimă Smin și rezistența de sarcină este Lmin (adică O O O max ) L min În acest caz, o punctul static de funcționare al DZ coboară până cel mult în poziția Q 1 atât datorită deplasării în jos a dreptei de sarcină, cât și datorită rotirii ei în jos; o În psf Q 1, tensiunea de ieșire atinge valoarea minimă : Omin 2) tensiunea de intrare S atinge valoarea maximă Smax și rezistența de sarcină este Lmax (adică O O O min ) L max În acest caz, o punctul static de funcționare al DZ urcă până cel mult în poziția Q 2 atât datorită deplasării în sus a dreptei de sarcină, cât și datorită rotirii ei în sus; o În psf Q 2, tensiunea de ieșire atinge valoarea maximă : Omax ZK ZM 5

Din punct de vedere matematic, cele 2 situațiile extreme din timpul funcționării STC pot fi astfel exprimate: Smin (Z Omax ) ZK de unde rezultă Smin ZK Z Omax Se impune condiția Z ZK ceea ce conduce la Smin ZK ZK O max Ca urmare, se obține următoarea condiție impusă rezistenței : Smin ZK (2) ZK Omax Smax (Z Omin ) ZM de unde rezultă Smax ZM Z O min Se impune condiția Z ZM ceea ce conduce la Smax ZM ZM Omin Ca urmare, se obține următoarea condiție impusă rezistenței : Smax ZM (3) ZM O min 4 Proiectarea stabilizatorului de tensiune continuă cu o diodă Zener Tema de proiectare: Se cere proiectarea unui STC care să ofere la ieșire o tensiune O 12V în condițiile în care tensiunea de intrare S variază între 22V și 24V, iar curentul de ieșire are valori între 27,9mA și 6mA Proiectare stabilizatorului de tensiune continuă presupune alegerea diodei DZ și alegerea rezistorului Dioda Zener se alege încât tensiunea ei nominală de stabilizare ( ZT ) să fie cât mai apropiată de 12V De exemplu dioda BZX55C12 Din catalog se extrag Precizare: ZM=32mA, ZK=1mA, ZM=12,2V și ZK=11,7V ZM și ZK se obțin din caracteristica statică a diodei, furnizată de producător 6

Dacă se dorește, cunoscându-se Omin =6mA și O max =27,9mA se calculează Lmax =2kΩ și Lmin =430Ω știind că O O max și O O min L min L max Cunoscându-se Smin 22V, Smax 24V, ZM, ZK, ZM, ZK, Omin și O max se înlocuiesc numeric în inegalitățile (2) și (3) și rezultă astfel 2 valori între care trebuie să fie situată valoarea rezistenței S min ZK ZK Omax 22 11,7 1 27,9 V / ma 0,356k S max ZM ZM Omin 24 12,2 32 6 V / ma 0,310k Se alege o valoare standardizată de rezistență între cele 2 valori extreme Seria de valori se stabilește astfel încât, ținând cont de toleranța componentei, valoarea reală a rezistenței să nu fie în afara valorilor extreme obținute din calcule (356 Ω, respective 310 Ω) De exemplu, se alege =330Ω, valoare care apare în seriile de valori standardizate : E6 (toleranța ±20%) - conține 6 valori intre 1 și 10; E12 (toleranța ±10%) - conține 12 valori intre 1 și 10; E24 (toleranța ±5%) - conține 24 valori intre 1 și 10; E48 (toleranța ±2%) - conține 48 valori intre 1 și 10 Se calculează puterea maximă disipată pe rezistorul analizând cele mai defavorabile condiții de funcționare pentru, din acest punct de vedere 7

Notând cu căderea de tensiune la bornele lui, se poate scrie S O Se observă că valoarea maximă a tensiunii la bornele lui apare dacă, accidental, O 0V În această situație max 24V max Smax ezistorul ales trebuie să aibă puterea maximă disipată P max 2 max 2 max 1,75W Ca urmare, se va alege un rezistor de putere Precizări În cazul în care valoarea standardizată aleasă anterior pentru nu există în seria de valori pentru tipul de rezistor de putere ales, se alege o altă valoare standardizată (din seria respectivă), situată între valorile extreme rezultate din calcule Dacă nu este posibil acest lucru sau tolența mare a componentei poate scoate valoarea reală a rezistenței în afara domeniului de valori impuse, atunci se reia priectarea de la alegerea diodei Zener și se caută o diodă cu ZM mai mare 8