تنظیم کننده های ولتاژ
42 صفحه در قالب word
مقدمه :
در اکثر آزمایشگاههای برق از منابع تغذیه برای تغذیه مدارهای مختلف الکترونیکی آنالوگ و دیجیتال استفاده می شود . تنظیم کننده های ولتاژ در این سیستم ها نقش مهمی را برعهده دارند زیرا مقدار ولتاژ مورد نیاز برای مدارها را بدون افت و خیز و تقریباً صاف فراهم می کنند .
منابع تغذیه DC ، ولتاژ AC را ابتدا یکسو و سپس آن را از صافی می گذرانند و از طرفی دامنه ولتاژ سینوسی برق شهر نیز کاملاً صاف نبوده و با افت و خیزهایی در حدود 10 تا 20 درصد باعث تغییر ولتاژ خروجی صافی
می شود.
از قطعات مورد استفاده برای رگولاتورهای ولتاژ می توان قطعاتی از قبیل ، ترانسفورماتور ، ترانزیستور ، دیود ، دیودهای زنر ، تریستور ، یا تریاک و یا آپ امپ (op Amp) و سلف (L) و خازن (C) و یا مقاومت (R) و یا ICهای خاص را نام برد .
بخشی از متن داکیومنت:
تنظیم کننده های ولتاژ ساده :
تنظیم کننده های ولتاژ ساده تنظیم کننده هایی هستند که از یک دیود زنر برای ثابت نگه داشتن ولتاژ استفاده می شود یعنی عنصر تنظیم کننده ولتاژ همان دیود زنر است . در طراحی مدار یک تنظیم کننده ساده برحسب وضعیت ولتاژ و جریان مورد نظر تنظیم کننده را بصورت موازی و یا سری با مقاومت بار (خروجی) قرار می دهند . حالت اول را تنظیم کننده موازی و حالت دوم را تنظیم کننده سری می نامند . در مدار سری جریان خروجی تنظیم کننده از مقاومت بار می گذرد در حالی که در وضعیت موازی تنظیم کننده موازی با بار قرار دارد و فقط بخشی از جریان ورودی از آن عبور می کند . معمولاً از تنظیم کننده موازی در مواردی که با ولتاژهای متوسط و یا کم و نیز جریان های زیاد و بار نسبتاً ثابت سروکار داریم استفاده می شود زیرا در این صورت نیاز به دیود زنر با ولتاژ و جریان خیلی زیاد نخواهیم داشت . در مواردی که ولتاژ مورد نظر زیاد است و جریان بار کم و یا متوسط بوده و یا به علت تغییر مقاومت بار متغیر است تنظیم کننده سری مناسب تر است .
الف ) تنظیم کننده موازی
ب ) تنظیم کننده سری
ج ) یک تنظیم کننده ساده با دیود زنر
قسمت سمت چپ مقاومت Rl را با مدار معادل تونن جایگزین می نماییم . توجه کنیم که با دیود زنر بصورت یک منبع ولتاژ که با مقاومت rz سری است برخورد می نماییم .
محدودیت تنظیم کننده ساده :
در یک تنظیم کننده ولتاژ است اگر چه تغییرات ولتاژ ورودی ناچیز است ولی جریان بار ثابت نمی باشد . تغییرات جریان بار باید همگی توسط دیود زنر تحمل شود لذا در مواردی که تغییرات جریان بار زیاد باشد استفاده از یک دیود زنری با بزرگ و در نتیجه Pz ,max بزرگ ضرورت دارد و استفاده از یک دیود زنر با Iz , max بزرگ موجب می شود که هنگام بی باری تمامی جریان از دیود زنر عبور کرده و تلفات حرارتی آن زیاد شود . این امر باعث کاهش عمر دیود زنر و همچنین کاهش بازده تنظیم کننده می شود برای رفع این اشکال می توان با اضافه نمودن یک طبقه امیتو فالوئر در خروجی مدار تغییرات جریان را تقویت نمود همان طور که می بینیم در این حالت ولتاژ خروجی به اندازه VBE( oN) تراتوسیتور از کمترخواهد بود .
تنظیم کننده های ولتاژ پیشرفته :
اگر چه استفاده از تنظیم کننده های ولتاژ ساده در بسیاری از سیستمهای الکترونیکی ارزان قیمت متداول است ، ولی در منابع تغذیه تجارتی که تنظیم ولتاژ بهتر و دقیقتر و نیز ولتاژ خروجی قابل تغییر مورد نیاز است ، از تنظیم کننده های پیشرفته تری استفاده شود . در این مدار از فیدبک منفی ولتاژ – سری استفاده شده است . تقویت کننده دارای بهره ولتاژ و امپرانس ورودی بزرگ می باشد .
در صورتیکه دقیق و پایدار بوده و مقاومتهای دقیق و با تغییرات حرارتی کم باشند ، ولتاژ خروجی از پایداری و ثبات مطلوبی برخوردار خواهد بود ، با تغییر مناویب B می توان به ولتاژ خروجی مورد نظر دست یافت .
مدار نمونه بردار :
این مدار می تواند به سادگی از یک تقسیم کننده ولتاژ تشکیل شده باشد که در دو سر آن ولتاژ خروجی را ببیند و سر وسط جریانی نکشد . ولتاژ نمونه برداری شده از سر وسط به یک مدار با امپرانس ورودی بزرگ داده می شود تا جریان این سو قابل صرف نظر باشد .
مدار مقایسه کننده :
مدار مقایسه کننده می تواند یک تقویت کننده تفاضلی و یا یک تقویت کننده عملیاتی باشد . انتخاب دوم به دلیل امپرانس ورودی زیاد آن از نظر عملکرد بهتر مدار نمونه بردار و ولتاژ مرجع برتری دارد .
تقویت کننده DC :
اگر در بخش مقایسه کننده از یک تقویت کننده عملیاتی استفاده شود ، سیگنال تفاضل به اندازه کافی تقویت می شود و تقویت کیتره اضافی ضرورت ندارد چنانچه مقایسه کننده یک تقویت کننده تفاضلی باشد ، استفاده از یک مدار مناسب ( معمولاْ یک تراترسیتور در حالت امیتر مشترک ) در بسیاری از موارد الزامی است .
مدار کنترل :
مدارکنترل بوسیلة ولتاژ خروجی تقویت کننده ، جریان خروجی را کنترل می‌کند . که این بخش در مدارهای تنظیم ولتاژ از یک تراترسیتور و یا یک زوج دار لینگتون تشکیل می شود . عنصر خروجی می تواند بصورت موازی یا سری با خروجی قرار گیرد . در حالت اول تنظیم کننده را تنظیم کننده ولتاژ موازی می نماند از این نوع تنظیم کننده معمولاْ در جریانهای زیاد و ولتاژهای خروجی کم و متوسط استفاده می شود . در ولتاژهای خروجی زیاد و جریانهای کم و متوسط تنظیم کننده های سری را به کار می برند در این تنظیم کننده ها عنصر کنترل به صورت سری با خروجی قرار می گیرد .
مدار ولتاژ مرجع :
ساده ترین مدار ولتاژ مرجع از یک دیود زنر تشکیل می شود این عنصر با تغییر جریان خود ولتاژ دو سرش را تقریباْ ثابت نگه می دارد . ولتاژ شکست دیود زنر ، علاوه بر تغییر با جریان تابع دما نیز می باشد تغییرات ضریب دمای ( T C ) بر حسب ولتاژ شکست و جریان دیود زنر نشان داده شده است . بر اساس بررسیهای انجام شده ، پایدارترین دیود زنرها دارای ولتاژ شکست حدود 6 ولت می باشند در صورتی که دستیابی به یک ولتاژ مرجع پایدار مورد نظر بوده و ولتاژ آن چندان مهم نباشد ، بهتر است از یک دیود زنر 6/5 ولت سری شده با یک دیود سیلیکن معمولی در بایاس مستقیم استفاده شود . در این ولتاژ ضریب دمای ثبت دیود زنر ضریب دمای دیود معمولی را خنثی می کند . با تغییر جریان دیود زنر می توان تا اندازه ای ضریب دمای دیود را تنظیم نمود بعضی دیود زنرها بطور داخلی با یک دیود معمولی سری نشده و در واقع تغییرات حرارتی آنها جبران شده است . از زمره این دیود زنرهای سری21 Nn 1 را می توان نام بردکه با ولتاژ شکست 2/6 ولت دارای ضریب دمایی بین ppm /c 5 دیود (21 Nn 1 ) تا ppm /c 100 ( 29 Nn 1 ) می باشند . دیودهای 940 N 1 و 946 N 1 با ولتاژهای 9 و 7 /11 ولت دارای ضریب دمای ppm /c 2 می باشند که به راحتی با سری شدن با یک دیود معمولی قابل جبران هستند . دیود زنرهای موجود در بازار عموماْ ولتاژهای شکستی بین 5/2 تا 200 ولت دارند با توان نامی چند دهم تا 50 وات در مواردی که به ولتاژهای مرجع کوچکتر نیاز است از سری کردن دیودهای معمولی و یا از دیودهایLED با رنگهای مختلف استفاده می شود . برای بهبود عملکرد مدار ولتاژ مرجع می توان از 2 دیود زنر استفاده نمود . در این مدار از میزان اثر تغییرات ورودی در جریان دیود زنر دوم تا حد زیادی کاسته شده است .
ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است
متن کامل را می توانید در ادامه دانلود نمائید
چون فقط تکه هایی از متن برای نمونه در این صفحه درج شده است ولی در فایل دانلودی متن کامل همراه با تمام ضمائم (پیوست ها) با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند موجود است
تنظیم کننده های ولتاژ