Alimentatoare
Artificiu Email
Scris de Stroescu Dan Mihai   
Joi, 24 Martie 2011 15:45

 

  Am ales acest titlu fiindcă ceea ce vă voi prezenta mai departe nu este propriu-zis vreo mare inovaţie, ci mai degrabă o adaptare.

  De multe ori se întâmplă ca atunci când abordăm un proiect mai complicat, să ne concentrăm atenţia asupra multiplelor şi complicatelor detalii ale montajului, neglijând un aspect foarte important, precum alimentarea cu energie. De pildă, ne apucăm să strângem şi să selectăm piese pentru un amplificator audio de mare putere şi performaţe, împerechem tranzistoare după factorul de amplificare şi nu numai, achiziţionăm condensatoare electrolitice din cele mai rapide şi performante etc etc, dar nu dăm atenţia cuvenită sursei de alimentare, sursă care, în cazul unei scheme pretenţioase, trebuie să facă faţă necesităţilor şi standardelor ridicate după care a fost proiectat şi realizat montajul pe care îl deserveşte.

   Cea mai întâlnită greşeală în acest sens este subdimensionarea. Această eroare îşi are rădăcinile încă din faza de proiectare. De exemplu, pentru un amplificator audio normal, în clasa de funcţionare AB, de 2 x 100W, se „cam ştie”, aşa... empiric (dacă nu există referinţe în schemă) că trebuie 2 condensatoare de filtraj de câte 10000 uF, fără alte discuţii, fără alte complicaţii; e aşa simplu... Lucrurile nu stau deloc aşa. Există o formulă care ne indică precis valoarea capacităţii condensatoarelor de filtraj din alimentarea unei sarcini în curent continuu.

  Aşadar, după cum v-aţi dat seama, articolul se referă la filtrajul capacitiv al redresoarelor de curent alternativ.

  Bineînţeles, trensformatorul de reţea nu trebuie neglijat din atenţia noastră, acesta fiind în mod indirect furnizorul de  energie electrică. În general, un traf, fie că e cu tole E + I, fie că e toroidal, dacă are o putere cu cel puţin 10 % mai mare decât puterea maximă a montajului deservit, e bine. O putere şi mai mare de-atât, e foarte bine, dar nu e economic. Atenţie la un aspect: când calculaţi puterea debitată de un traf, înmulţiţi tensiunea continuă rezultată după filtraj cu amperajul maxim consumat de sarcină (cel în curent continuu). De exemplu, tensiunea unui traf este de 10 Vca, după filtrare, aceasta va ajunge la cca. 14 Vcc [10V x radical din 2] (cel puţin... teoretic, practic, un coeficient empiric de 1,38, e numai bun de folosit în calcul). Mai departe, dacă montajul nostru alimentat la 14 Vcc consumă 1 A, curentul debitat de transformator va trebui să aibă valoarea de 1,4 A, nu de 1 A. [1 A x radical din 2] Deci puterea consumată de sarcină este: 14 Vcc x 1 A = 14 W şi este egală (aproape*) cu puterea debitată de traf: 10 Vca x 1,4 A = 14 W. *Am spus că este aproape egală, deoarece practic mai are loc o cădere de tensiune şi pe diodele redresoare, deci un consum de putere, astfel încât puterea debitată de traf este ceva mai mare decât cea consumată de sarcină.

  Condesatoarele de decuplare trebuie, de asemenea avute în vedere (Cd). Fără a intra prea mult în detalii, vă pot spune că ele au un rol important, mai ales în curăţarea „mizeriilor” de pe reţea (zgomote sub formă de impulsuri scurte ce apar inevitabil, de ex. de la motoarele aspiratoarelor, de la becurile economice, de la diodele redresoare etc etc). Acestea e bine să fie de tip MKTsau MKP, să aibe valori de zeci - sute de nano-Farazi, cu tensiuni mai mari decât acelea sub care sunt utilizate. De ex. pt capacitatea din paralel cu secundarul, se poate lua acoperitor o valoare de 100nF/63V pt. o tensiune de până la 20Vca, fiindcă vârfurile impulsurilor ce pot apărea, pot avea valori foarte mari.

   După redresarea bialternanţă (cea mai folosită), avem nevoie de o celulă de netezirea a impulsurilor sinusoidale rezultate (la frecvenţa reţelei de 50 Hz, rezultă impulsuri sinusoidale de 100 Hz). Cel mai adesea acestea se realizează în mod pasiv cu filtre capacitive (condensatoare electrolitice de valoare mare). Ea nu se face oricum, ci după următoarea formulă: Cf [uF] =(300 x I [mA])/(U [V] x m [%]). Din formulă rezultă că valoarea capacităţii este direct-proporţională cu intensitatea curentului de sarcină şi invers-proporţională cu tensiunea de alimentare. De asemenea este invers-proporţională cu acel coeficient de ondulaţie [m].

  După redresare, curentul continuu obţinut nu poate avea o alură perfect liniară (ca şi curentul debitat de o baterie), ci un aspect pulsatoriu cu frecvenţa de 100 Hz, dar cu amplitudinea cu atât mai mică cu cât coeficientul „m” este mai mic.

  „m” poate lua valori de la 0,5% la 20%, funcţie de necesităţi şi pretenţia montajului alimentat.

  Ex: m = 0,5 - 1 % - pt. aparate de măsură, etaloane de tensiune, oscilatoare de precizie

       m  = 1 - 3 % - pt. etaje de intrare audio, video, preamplificatoare,  corectoare audio HiFi

       m = 3 - 7 % - pt. amplificatoare audio de putere, circuite de comandă şi automatizări

       m = 7 - 10 % - pt. amplificatoare audio nepretenţioase, montaje uzuale

       m > 10 % - pt. jucării electronice,  încărcătoare de acumulaoare etc

   Din calculul capacităţii de filtraj (Cf), poate să reiasă o valoare nestandardizată (de ex 14100 uF). Această problemă se poate rezolva în mai multe moduri, prin legarea în paralel a mai multor valori standardizate, întotdeauna prin rotunjire pozitivă:

   1) 10000 + 4700 uF (total 14700 uF)

   2) 6800 + 6800 + 680 uF (total 14280 uF)

   3) 4700 + 4700 + 4700 (total 14100 uF)

   4) 4700 + 4700 + 2200 + 2200 + 470 uF (total 14270uF)

   Dacă, de exemplu montajul deservit este un amplificator audio HiFi, atunci se preferă ultima variantă deoarece condensatoarele electrolitice sunt cu atât mai rapide cu cât au capacitatea mai mică iar inductanţa lor parazită scade odată cu scăderea capacităţii. Ca regulă generală, se preferă amplasarea fizică a capacităţilor în ordinea descrescătoare a capacităţii pe linia de alimentare, astfel încât capacitatea cea mai mică să fie cât mai aproape de montaj, iar cea mai mare spre capătul din care se face alimentarea (cel mai mic are viteza cea mai mare, după cum am explicat).

  Din calcule pot reişi, de asemenea, valori foarte mari ale capacităţilor, astfel încât la pornire curentul de încărcare a acestora să aibă valori foarte mari (pot porni de la câteva mii de amperi pt un timp foarte scurt). E adevărat că timpul este scurt, dar curentul extrem de mare poate arde siguranţa fuzibilă, siguranţă pe care dacă o schimbăm cu una de valoare foarte mare, ne trezim că ne „puşcă” puntea sau chiar traf-ul.  În acest caz pe parcursul încărcării acestor capacităţi o limitare de curent este mai mult decât binevenită. E-adevărat că timpul de încărcare creşte considerabil, dar câteva secunde la pornirea unui aparat, nu incomodează, din-contră - asigură o protecţie suplimentară la uzura condensatoarelor (care, dacă sunt de calitate, pot ajunge la preţuri destul de mari).

   Depăşind noţiunile teoretice (dar peste care e imposibil să se treacă), să analizăm artificiul propus în acest articol.

   Cele două scheme corespund celor două tipuri de redresoare bialternanţă: redresorul simplu şi cel simetric. În ambele cazuri,  protecţia se realizează constructiv prin temporizarea obţinută din înserierea dintre rezistorul de balast şi capacitatea de filtrare. Practic curentul maxim de încărcare a condensatoarelor, corespunde momentului 0 (zero), după care acesta scade exponential, timp în care valoare tensiunii la borne creşte logaritmic. Valoarea rezistorului se calculează având în vedere tensiunea nominală a redresorului şi un curent de cca 12 - 24 ori mai mic decât curentul maxim debitat de sursă. De exemplu pentru o sursă simplă de alimentare a unui sistem de amplificare 5.1, care debitează cam 12 A sub o tensiune de 16 V, balastul poate fi de 47 ohmi/ 3W, ceea ce conferă o temporizare de vreo 3 secunde. La tensiuni atât de reduse, balastul poate fi chiar un beculeţ cu incandescenţă (de 12V/5W), care, în plus, indică şi starea (aprins = încărcare (sau avarie), stins = funcţiune).

   Atenţie, releul trebuie neapărat să fie prevăzut cu atâtea contacte, astfel încât să separe circuitul de ieşire spre sarcină, altminteri, dacă sarcina este conectată, releul nu va anclanşa niciodată! Sarcina releului însuşi este suficient de mică a.î. la bornele lui să crească tensiunea până la pragul de anclanşare a acestuia (aproximativ 75 % din tensiunea nominală a releului), dar dacă pe linie mai există vreo sarcină suplimentară, tensiunea nu atinge acest prag (nu uitaţi că în serie cu această presupusă sarcină este balastul pe care pică tensiune, deci care în ultimă instaţă constituie un divizor potenţiometric).

   Aşadar, pt. ca lucrurile să meargă, trebuie să se respecte  câteva lucruri simple:

 * Să se folosească un releu cu atâtea contacte încât să şunteze balastul, dar şi să separe sarcina de la ieşire (sau să se folosească 2 relee diferite),

 * Releul (releele) folosit(e) să aibe o rezistenţă a înfăşurării cât mai mare, iar contactele acestuia (acestora) să suporte cel puţin curentul maxim absorbit de sarcină,

 * Valoarea rezistenţei de balast să se tatoneze a.î. să nu apară o temporizare prea mare (rezistenţă prea mare), dar nici siguranţele fuzibile din circuit (calculate) să nu se ardă (rezistenţă prea mică),

  Artificiul acesta mai are şi rolul de a oferi o protecţie suplimentară în caz de scurt-circuit undeva pe traseul de putere, fiindcă indică în mod evident avaria prin declanşările şi anclanşările reapetate ale releului (în cazul în care nu cedează vreo siguranţă). Oricum, preţiosul transformator, cât şi puntea redresoare, se află în deplină siguranţă, iar condensatoarele de filtraj vor avea o viaţă înzecit mai lungă.

   Vă pot spune că folosesc cu succes acest principiu (în diverse variante) de mulţi ani de zile, în mai multe aplicaţii şi că acesta şi-a dovedit din plin utilitatea.

  Vă urez succes! Redresor Simplu

 Redresor Simetric

LAST_UPDATED2
 
LM317 - Generator de curent constant Email
Scris de noeditor   
Sâmbătă, 20 Septembrie 2008 15:55

LM317_2


Tensiunea maxima de intrare este de 37V. Curentul minim este de 5mA iar cel maxim este de 1,5A cu protectie la 2,5A. Circuitul are protectie la supratemperatura. Pentru alte informatii cautati datasheet-ul pe GOOGLE.

Calculul curentului la iesire in functie de rezistenta:

R1: Curentul la iesire:




Calculul rezistentei R1 in functie de curentul necesar:

Curentul necesar: R1:
LAST_UPDATED2
 
Incarcator acumulator stationar 12V 150Ah Email
Scris de gigitreid   
Joi, 18 Septembrie 2008 20:08

Incarcarea se face in curent constant de 4A pana cand tensiunea la bornele acumulatorului atinge 13,8V, dupa care incarcare se va face in tensiune constanta de 13,8V iar curentul de incarcare va tinde la zero.

Incarcator_Acumulator_3 Incarcator_Acumulator_2

Citeşte mai mult...
 
Stabilizator de tensiune cu LM317 Email
Scris de noeditor   
Miercuri, 17 Septembrie 2008 19:15

LM317_1


Tensiunea maxima de iesire este de 37V. Curentul nominal este de 1,5A cu protectie la 2,5A. Mai are protectie si la supratemperatura. Deoarece curentul minim necesar la iesire este 5mA, se impune ca R1 sa aibe valoarea de 220 sau 240 de ohmi. Pentru alte informatii cautati datasheet-ul pe GOOGLE.

Calculul tensiunii la iesire in functie de rezistente:

R1: R2: Tensiunea la iesire:



Calculul rezistentelor in functie de tensiunea necesara la iesire:

R1: Tensiunea necesara: R2:
LAST_UPDATED2
 
Alimentarea telefonului prin bornele de acumulator Email
Scris de gigitreid   
Miercuri, 17 Septembrie 2008 18:28

Pentru a alimenta un telefon mobil Nokia din seria 1100 aveti nevoie de un circuit ca in schema de mai jos. In principiu trebuie sa conectati rezistenta de 47k intre minus si conectorul din mijloc si sa alimentati telefonul cu 4V pe bornele + si -. Pentru alte modele de telefoane cautati pe google ce reprezinta pinii acumulatorului. Acumulatorul are inauntru un termistor si o rezistenta care indica tipul acumulatorului. Conectati-le la telefon si alimentati-l cu tensiunea scrisa pe acumulator. Un acumulator incarcat are tensiunea la borne cu 10-11% mai mare decat cea inscrisa pe el.

telefon_alimentator_2 telefon_alimentator_3

LAST_UPDATED2
Citeşte mai mult...
 
Stabilizator in comutatie 12V 500mA, protectie la scurcircuit, cu MC34063 Email
Scris de gigitreid   
Miercuri, 25 Iunie 2008 17:40

Cand auzi prima data de un stabilizator in comutatie, te gandeste la bobine si transformatoare de ferita si iti trece. Dar stai, stabilizatorul asta nu are nevoie de un transformator complex, ci doar de o bobina care poate fi facuta sau cumparata.

Din R5 si R6 se stabileste tensiunea de iesire. Vo=1,25 x (1+R6/R5). Din R1 se stabileste protectia la scurcircuit. Poate avea valori intre 0,33 si 0,68ohmi. Cu cat e mai mica, cu atat protectia limiteaza la un curent mai mare.

Schema stabilizator in comutatie 12V 500mA, protectie la scurcircuit, cu MC34063 Cablaj stabilizator in comutatie 12V 500mA, protectie la scurcircuit, cu MC34063

LAST_UPDATED2
Citeşte mai mult...
 
Stabilizator simplu cu 2 tranzistoare Email
Scris de gigitreid   
Marţi, 17 Iunie 2008 19:12

Stabilizator cu 2 tranzistoare

Acest stabilizator este cam "invechit". Un LM317 este mult mai stabil si mai simplu de folosit.

Stabilizator simplu cu 2 tranzistoare

 
Obtinerea de tensiuni continue ridicate cu NE555 Email
Scris de gigitreid   
Marţi, 17 Iunie 2008 19:06

Obtinerea de tensiuni continue ridicate cu NE555

Circuitul integrat NE555 genereaza trenuri de impulsuri. Tensiunea de autoinductie obtinuta pe bobina este redresata. Cand tensiunea de iesire depaseste o anumita valoare NE555 va inceta sa mai genereze impulsuri la iesire. Din semireglabilul de 2,2Mohmi se regleaza tensiunea de la iesire. Circuitul se va alimenta de la o sursa de 5 ... 12V.

Tensiunea colector emitor a tranzistorului final trebuie sa fie mai mare decat tensiunea necesara la iesire.

Obtinerea de tensiuni continue ridicate

 
Dublor de tensiune cu TDA2004 Email
Scris de gigitreid   
Marţi, 17 Iunie 2008 14:45

Dublor de tensiune cu TDA2004

Randamentul este de 85% pentru 1A la iesire. TDA2004 se va monta obligatoriu pe radiator si se va izola fata de acesta daca radiatorul face contact cu masa. Diodele sunt diode Schottky, de tip BYS26-45, sau alt model, cu conditia ca tensiunea inversa de deschidere sa fie mai mare decat tensiunea ce se va obtine la iesire. Deasemeni si curentul suportat de diode trebuie sa fie mai mare decat cel de la iesire.

 

Dublor de tensiune cu TDA2004

 

 

 
Alimentator 1,35-40V 2A cu protectie la supracurent / scurtcircuit Email
Scris de gigitreid   
Duminică, 15 Iunie 2008 10:13

 

Alimentator 1,35-40V 2A cu protectie la supracurent / scurtcircuit

alimentator 1,35-40V 2A

Schema a aparut in Electronica peste tot, autor dl. I.C. Boghitoiu si publicata la Editura Albatros, 1985.

Schema este putin mai complexa. Un potentiometru regleaza curentul maxim de iesire iar celalalt tensiunea de iesire. Becurile se aprind cand curentul de iesire depaseste o anumita valoare. De preferat ar fi sa inlaturati becurile, tranzistorul care le comanda si rezistenta din baza acestuia si sa folositi varianta cu led.

Tranzistorul de putere va fi de tipul 2N3055 sau altul care sa suporte tensiunea si curentul de iesire, respectiv sa fie disipe 90-100W. Se va monta obligatoriu pe un radiator de 200cm2 si veti pune pasta siliconica intre ele. Daca se foloseste carcasa ca radiator, tranzistorul se va izola fata de aceasta, cu foita de mica si izolatori pt suruburi.

Evident infasurarea secundara a transformatorului va trebui sa suporte 2A. Veti adauga o siguranta de 3,5A intre puntea redresoare si secundarul transformatorului si una de 0,5-1A in primarul transformatorului.

Dioda DZ308 are o cadere de tensiune de 7,9V la 8mA. Puteti folosi o dioda DZ8V2 dar va trebui sa inlocuiti rezistenta de 4,7k cu una de 7,5k. Celealte componente sunt uzuale si se gasesc relativ usor de cumparat pe str. Maica Domnului.

 


 
Statistici vizitatori: [+/-]
Azi:
Ieri:
Alaltaieri:
980
1310
1209

+101
Saptamana asta:
Saptamana trecuta:
Cu 2 sapt. in urma:
2290
8387
9516

-1129
Luna asta:
Luna trecuta:
Acum doua luni:
25137
24864
0

+24864
Anul asta:
Anul trecut:
50001
0
+50001
Avem 51 vizitatori online