Kari Saaranen HAKKURITEHOLÄHTEEN SUUNNITTELU

Koko: px
Aloita esitys sivulta:

Download "Kari Saaranen HAKKURITEHOLÄHTEEN SUUNNITTELU"

Transkriptio

1 Kari Saaranen HAKKURITEHOLÄHTEEN SUUNNITTELU Opinnäytetyö KESKI-POHJANMAAN AMMATTIKORKEAKOULU Sähkötekniikan koulutusohjelma Toukokuu 2011

2 TIIVISTELMÄ OPINNÄYTETYÖSTÄ Yksikkö Ylivieskan yksikkö Koulutusohjelma Sähkötekniikka Aika Toukokuu 2011 Tekijä/tekijät Kari Saaranen Työn nimi HAKKURITEHOLÄHTEEN SUUNNITTELU Työn ohjaaja Jari Halme Sivumäärä 32 Työelämäohjaaja - Tämä työ käsittelee pulssinleveysmodulaatiolla toteutettujen tasajänniteteholähteiden suunnittelua ja mitoitusta, alkaen pulssinleveysmodulaation perusperiaatteista. Teksti käsittelee sopivan taajuuden ja transistorien valinnan merkityksen ja antaa ohjeita jäähdytykseen, tasasuuntaukseen ja regulointiin liittyen. Esimerkkikuvien ja piirikaavioiden lisäksi esillä on taulukoita ja laskukaavoja yksinkertaistetussa muodossa. Asiasanat Muuntimet, ohjauslaitteet, puolijohdetekniikka, puolijohteet, suuntaajat, säätimet, tehoelektroniikka, teholähteet, transistorit,

3 ABSTRACT CENTRAL OSTROBOTHNIA UNIVERSITY OF APPLIED SCIENCES Degree programme Electrical engineering Date May 2011 Author Kari Saaranen Name of thesis SWITCH-MODE POWER SUPPLY DESIGN Instructor - Pages 32 Supervisor Jari Halme This thesis covers design and dimensioning of switch-mode power supplies, starting from pulse width modulation basics. Process of selecting such as appropriate semiconductor devices and frequency is covered and instructions are given for cooling, rectifying and regulation. In addition to examples and circuit diagrams also tables and simplified formulas are provided. Key words Control devices, controllers, converters, power electronics, power supplies, rectifiers, semiconductors, semiconductor technology, transistors

4 TIIVISTELMÄ ABSTRACT SISÄLLYS 1 JOHDANTO 1 2 PULSSINLEVEYSMODULAATIO 2 3 TAAJUUS 5 4 TRANSISTORIEN VALINTA 6 5 JÄÄHDYTYS 12 6 TASASUUNTAUS 15 7 REGULOINTI 17 8 INTEGROITU HAKKURITEHOLÄHDEOHJAIN 19 9 MOSFET-DRIVER VIRRANRAJOITUS POHDINTA 26 KAAVAT 27 LÄHTEET 31

5 1 1 JOHDANTO Tässä työssä esitellään pulssinleveysmoduloitujen teholähteiden toimintaperiaatteet ja niiden suunnittelussa huomioitavat asiat, etuja muihin teholähdetyyppeihin verrattuna sekä suositeltavia ratkaisuja ongelmatilanteisiin. Tässä työssä pyritään vastaamaan muun muassa kysymyksiin reguloinnista, säädettävyydestä ja lämpöhäviöiden vähentämisestä. Työllä pyritään myös helpottamaan komponenttien valintaa sekä mitoitusta. Painopiste on paljon käytetyillä ja aloittelijaystävällisillä ratkaisuilla, jotka eivät vaadi merkittävää elektroniikan tuntemusta. Tarkoitus on myös ehkäistä turhan työn kuten myös merkittävien ja jopa vaarallisien virheiden tekoa. Pääpaino on DC-DC -muuntimissa ja AC-DC - muuntimissa. Vaikka esitetyt kytkennät ovatkin toimivia ja testattuja, on syytä tutustua aiheeseen tarkemmin ennen rakentamista virheiden ja vaaratilanteiden välttämiseksi vähintään lukemalla tämä työ kokonaisuudessaan. Esitetyt laskutavat ovat eri lähteistä kerättyjä, yhdisteltyjä ja yksinkertaistettuja muotoja, kuitenkin riittävän tarkkoja tavanomaisissa tilanteissa. Esimerkeissä keskitytään pitkälti LM3524-hakkuriohjaimeen sen monikäyttöisyyden, edullisen hinnan ja aloittelijaystävällisyyden takia. Yhtenä työn tavoitteena oli tuoda teholähteen suunnittelun vaiheet yksinkertaistetusti ja ymmärrettävässä muodossa esille, jotta tekstin lukenut pystyisi suunnittelemaan omiin tarpeisiinsa soveltuvan jännitelähteen ja löytämään tarpeelliset tiedot suunnittelua varten. Käytetyt laskukaavat selityksineen löytyvät työn lopusta.

6 2 2 PULSSINLEVEYSMODULAATIO PWM eli pulssinleveysmodulaatio tarkoittaa kanttiaallon eli sakara-aallon yhden jakson osien suhteiden muuttamista. Pulssin korkeus pysyy ideaalitapauksessa täysin vakiona. Pulssinleveys on siis aallon korkean osan pituus. Usein käytetään suhteellisarvoa duty cycle, joka on pulssinleveyden ja jaksonajan suhde. Suomeksi duty cycleä kutsutaan muun muassa paloaikasuhteeksi tai käyttöjaksoksi. Tällä tavalla moduloitua signaalia käytetään transistorien auki- ja kiinniohjaukseen D- luokan vahvistimissa ja erilaisissa teholähteissä. Pulssinleveysmoduloidussa teholähteessä tehotransistorit ovat ideaalisessa tapauksessa aina joko täysin kiinni tai auki, eli ne toimivat kytkiminä. Nimitys hakkuri viittaakin jännitteen pilkkomiseen pienempiin osiin. Pulssinleveysmoduloitu signaali voidaan tuottaa yksinkertaisen operaatiovahvistinkytkennän avulla. Operaatiovahvistimen kääntämättömään sisääntuloon tuodaan kolmioaalto tai saha-aalto ja invertoituun sisääntuloon tuodaan säädettävä vertailujännite esimerkiksi potentiometriltä. Operaatiovahvistimen ulostulo on tällöin matala, mikäli saha-aallon hetkellisarvo on pienempi kuin syötetyn vertailujännitteen, ja korkea mikäli tilanne on päinvastoin. Näiden signaalien huippuarvoa ja minimiä muuttamalla saadaan säädettyä ulostulon suurin ja pienin mahdollinen duty cycle. KUVIO 1. Pulssinleveysmoduloidun signaalin tuottaminen saha-aaltogeneraattorin ja operaatiovahvistimen avulla

7 3 PWM-signaalin avulla voidaan ulostulojännitettä sekä laskea että nostaa. Jännitettä laskevassa piirissä käytetään sarjaankytkettyä kelaa energiavarastona. Kun tehotransistorit eivät johda virtaa, pyrkii kelan induktanssi kierrättämään virtaa vastarinnankytketyn diodin läpi. Jännitettä nostavassa piirissä kela oikosuljetaan tehotransistorilla. Kun transistori lakkaa johtamasta, indusoituu kelan yli lähdejännitettä suurempi jännite, jolla ladataan ulostulon puskurikondensaattoria. Useissa kaupallisissa tuotteissa käytetään molempia verkkohäiriöiden vähentämiseksi ja hyötysuhteen parantamiseksi. KUVIO 2. Pulssinleveys ja jaksonaika. (Fan Noise Solutions.) KUVIO 3. Pulssinleveysmoduloidun signaalin tuottaminen. (Fan Noise Solutions.) Lineaarisia regulaattoreita ei kannata silti unohtaa kokonaan. Niiden käyttö on suositeltavaa, kun halutaan häiriötön ulostulojännite tai nopea transienttivaste sisään- ja ulostulon välillä. Pienillä tehoilla lineaariset regulaattorit ovat myös halvempia ja vievät vähemmän tilaa. Hakkuriteholähteet soveltuvatkin parhaiten, kun korkea hyötysuhde on

8 4 tärkeä, tai kun tehoa tarvitaan enemmän kuin muutamia watteja. Hakkuriteholähde on myös ainoa vaihtoehto, kun jännitettä täytyy nostaa, ja ainoa käytettävissä oleva jännitelähde on tasajännitelähde. (Maxim 2007.) KUVIO 4. Step-up konvertteri eli jännitteen nostopiiri. (Coilgun Systems.) KUVIO 5. Erilaisia jännitemuunninkytkentöjä. (Maxim 2007.)

9 5 3 TAAJUUS Pulssinleveysmoduloidulla signaalilla on jokin aseteltu taajuus. Taajuus voi olla mitä tahansa muutamasta hertsistä useisiin megahertseihin. Tyypillisesti teholähteissä pyritään kuitenkin pysymään kuuloalueen ulkopuolella, sillä pulssinleveysmodulaatio voi aiheuttaa voimakasta ääntämistä kuormassa ohjaustaajuuden korkeudella. Autokäyttöön tarkoitetuissa moottoriohjaimissa taajuus on tavallisesti khz. Suurtaajuusinverttereissä ja step-up- eli jännitettä nostavissa muuntimissa taajuus voi olla useita satoja kilohetrsejä, jopa useampaan megahertsiin asti. Taajuuden valinnassa on otettava huomioon myös käytettävät transistorit. Eri transistorien kytkemiseen ja sulkemiseen vaadittavat ajat ovat erilaisia, ja se voi olla rajoittava tekijä taajuuden suhteen. Jaksonaikaan suhteutettuna kytkentään ja sulkemiseen menevän ajan pitäisi pysyä merkityksettömänä. Datalehdestä löytyvät transistorin rise- ja fall-ajat, jotka kertovat kytkentään ja sammutukseen kuluvat ajat. Koska kytkeytymisen ja sulkeutumisen aikana transistori on puoliksi auki ja kytkentä tapahtuu nopeasti, voidaan olettaa virran ja jännitteen olevan puolet nimellisarvoistaan. Saadaan transistorin lämmöntuotto kytkennässä: P switch = U 2 I 2 Kaava 1. Transistorin kytkennässä syntyvä tehohäviö. Toinen huomionarvoinen seikka on se, että kun kytkentätaajuus kasvaa, on transistorit saatava kytketyksi ja sammutetuksi nopeammin ohjauspiirin täytyy kyetä syöttämään ja purkamaan tämä virta lämpenemättä liikaa. Korkealla kytkentätaajuudella myös radiotaajuiset sähkömagneettiset häiriöt kasvavat merkittävästi. Yleisesti ottaen halutaan kuitenkin pysyä mahdollisimman matalassa taajuudessa lämpöhäviöiden pienentämiseksi.

10 6 4 TRANSISTORIEN VALINTA Eri tyyppisiä transistoreita on markkinoilla laaja valikoima. Oikean tyyppisen transistorin valitseminen on tärkeää. Tämän helpottamiseksi täytyy ymmärtää muutama asia transistorien rakenteesta ja ohjauksen toteuttamisesta. Ensimmäisenä sopivan kotelotyypin valinta. Jokaisella kotelotyypillä on omat ominaisuutensa, mutta yksinkertaistettuna voidaan sanoa, että jos kotelon pinta-ala on suuri, niin on myös transistorin on-resistanssi, tehonkesto ja virtakestokin. Suurilla koteloilla lämpöresistanssi on tyypillisesti parempi. Pienemmissä koteloissa yleensä hilan kapasitanssi on suurempi, mutta kytkentään kuluva aika ja on-resistanssi vastaavasti pienemmät. Transistorin kotelon metallinen selkäosa on yleensä suoraan yhteydessä johonkin jaloista ja sitä voidaan käyttää johtimena, kun rakennetaan esimerkiksi virtakiskoa, jossa useampia transistoreja on kytketty rinnakkain. Esim. IRFZ48N transistori TO220AB-kotelossa: tehonkesto 140 W on-resistanssi 16 mω rise time ns fall time ns hilan kapasitanssi pf R θjc = 1.1 ºC/W Vastaavasti IRFP240 TO247-kotelossa: tehonkesto 150 W on-resistanssi 180 mω rise time ns fall time ns hilan kapasitanssi 1275 pf R θjc = 0.83 ºC/W Ensimmäinen numero ajoissa tarkoittaa tyypillistä aikaa, jälkimmäinen maksimia.

11 7 Transistorin kolme jalkaa voivat tyypistä riippuen olla eri järjestyksessä ja erinimisiä. MOSFET-transistorin (Metal-oxide-semiconductor field-effect transistor) jalkojen nimet ovat gate eli hila, drain eli nielu ja source eli lähde. Kynnysjännite on tavallisilla MOSFET-transistoreilla 4 5 V luokkaa, täysin avautuakseen täytyy hilajännitteen olla V ympäristössä, transistorista riippuen. Nykyiset mallit eivät useimmiten kestä yli 20 V hilajännitettä. Suurempi jännite johtaa transistorin tuhoutumiseen. Eräs MOSFET-transistorin puolesta puhuva ominaisuus on sen käytös lämpötilan kasvaessa. MOSFET-transistorin lämmetessä sen sisäinen vastus kasvaa, rajoittaen sen läpi kulkevaa virtaa. Näiden seikkojen lisäksi transistorin valinnassa on otettava huomioon myös lämpenemä, ja virran maksimiarvo loppulämpötilassa, jotka selviävät kyseisen transistorin datalehdestä. Datalehtiä löytää internetistä hakukoneella syöttämällä hakusanaksi osan tyypin esim. IRFZ44N. KUVIO 6. MOSFET-transistorien piirrosmerkit KUVIO 7. TO-3, TO-220 ja TO-247 -kotelotyypit. TO-247 jalat katkaistu.

12 8 KUVIO 8. TO-92, TO-220 ja TO-218 -kotelotyypit. (Basic Car Audio Electronics.) MOSFET ei ole suinkaan ainoa vaihtoehto hakkuriteholähteen päävirtapiirin transistoriksi. Myös bipolaaritransistoria, IGBT-transistoria (Insulated-gate bipolar transistor) tai Darlington-kytkentää voidaan käyttää. Bipolaaritransistori soveltuu käytettäväksi erityisesti, kun siirrettävänä on pieniä virtoja. Suuremmilla virroilla vaihtoehdoiksi jäävät MOSFET ja IGBT. IGBT:n hitaudesta johtuen sitä käytetään yleensä vain pienillä taajuuksilla. Se on kuitenkin parempi vaihtoehto suurilla jännitteillä. Alle 250 V jännitteellä MOSFET on kuitenkin tehohäviöiden ja kytkentänopeuden vuoksi parempi vaihtoehto. 250 V ja 1000 V välillä on mahdollista käyttää molempia, taajuudesta riippuen. Korkeilla, yli 20 khz taajuuksilla MOSFET on parempi, vastaavasti alle 100 khz taajuuksilla voidaan käyttää myös IGBT:tä. Välille jää harmaa alue, jossa on tilanteen mukaan ratkaistava kumpi on järkevämpi vaihtoehto omaan projektiin. (International Rectifier.) Yläpuolen ohjaus toteutetaan tyypillisesti PNP-transistoreilla. PNP-transistorin kytkentään tarvitaan negatiivinen G-S jännite. Yksinkertaiset lineaariset regulaattorit käyttävät usein myös PNP-transistoreita jännitteensäädössä. PNP-transistorit ovat yleensä hitaampia kuin NPN-transistorit ja ne ovat yleensä hieman kalliimpia. MOSFET-transistoreissa on rakenteellinen vastarinnankytketty diodi D-S välillä helpottamassa H-sillan rakentamista, kuten piirrosmerkki kuviossa 6 näyttää.

13 9 KUVIO 9. Lineaarinen 12 V regulaattori PNP-transistoreilla toteutettuna KUVIO 10. Operaatiovahvistimilla toteutettu säädettävä 400 Hz reguloimaton tasajännitelähde alapuolen ohjauksella ja NPN-transistoreilla toteutettuna. NPN-transistoreita käytetään pääsääntöisesti alapuolen ohjauksessa. NPN-transistori kytketään päälle syöttämällä positiivinen G-S -jännite.

14 10 Ohjauksen suunnittelun kannalta on hyvin tärkeää kiinnittää huomiota hilan kapasitanssiin. Hilaa voidaan ajatella kondensaattorina, joka tyhjänä sammuttaa transistorin ja täytenä kytkee sen päälle. Mitä suurempi kapasitanssi, sitä suurempi ohjausvirta vaaditaan transistorin nopeaan päälle kytkemiseen. Jokaisen transistorin hilalle on oltava oma vaimennusvastus, joka sekä rajoittaa hilan kapasitanssin varausvirtaa, että vaimentaa kapasitanssin nopeasta varautumisesta ja purkautumisesta johtuvaa resonanssia. Transistorin hilalle varattu energia täytyy myös purkaa jotain reittiä. MOSFET-driveriä (myös MOSFET-ajuri tai -ohjain) käytettäessä purku tapahtuu yleensä saman varausvastuksen läpi, kuviossa 10 purkaus tapahtuu erillisen purkuvastuksen kautta. Mikäli ohjauspiiri ei kykene tarjoamaan riittävää varaus- ja purkuvirtaa transistorille, se alkaa kytkeytyä päälle ja sammua siniaaltomaisesti, tuottaen runsaasti ylimääräistä lämpöä pahimmassa tapauksessa transistori alkaa toimia lineaarisessa tilassa. Resonanssia kutsutaan usein transistorin soimiseksi ja se aiheuttaa transistorin nopeaa päälle- ja poiskytkeytymistä jokaisella kytkennällä aiheuttaen ylimääräistä lämpöä ja häiriöitä. KUVIO 11. Transistorien rinnankytkentä MOSFET-transistorien rinnankytkentä on varsin yksinkertaista. Kaikkien transistorien on oltava samantyyppisiä ja nimellisarvoiltaan samanlaisia. Kaikkien transistorien nielut ja lähteet kytketään yhteen, ja hilat kytketään kukin oman vastuksensa kautta yhteen. Tällöin voidaan laskea transistorien lämpenemä tietyllä jännitteellä ja virralla seuraavasti:

15 Kuorma 200 W, 20 V tasajännitelähde, kytkentätaajuus yli kuuloalueen, transistoriksi valittu 2 kpl IRFZ48N-transistoreita. 11 I tot = 200W 20V =10A f =21.3kHz Kuorman ottama kokonaisvirta PWM-ohjaimen kytkentätaajuus Transistorin arvot: t rise =80ns t fall =45ns R DSon =0.016Ω Transistorin rise time maksimissaan. Transistorin fall time maksimissaan. Transistorin on-resistanssi. n=2 Transistorien lukumäärä. I = I tot n =5A P switch = I 2 U 2 =25W P on =R DSon n I 2 =0.1W Kaava 2. Virta transistoria kohden. Kaava 1. Yksittäisen transistorin tehohäviö kytkennässä. Kaava 3. Yksittäisen transistorin tehohäviö kytkettynä. P DC50 =P switch t rise t fall f P on=0.117w Kaava 4. Tehohäviö 50 % käyttöjaksolla. P DC90 =P switch t rise t fall f P on=0.157w Tehohäviö 90 % käyttöjaksolla. Sama laskutapa sopii, oli kyseessä jännitteensäädin tai regulaattori. Tämän avulla voidaan laskea transistorin tai sen jäähdytyselementin lämpenemä tietyllä teholla. Transistorien rinnankytkennässä kannattaa kiinnittää huomiota siihen, että virrankulku olisi symmetrinen eli resistanssi jokaisen transistorin läpi olisi sama. Moottoriohjaimen suunnittelussa kannattaa huomioda arvo P switch, koska sillä teholla transistori lämpenee, kun moottori on jumissa, esimerkiksi liikkeellelähdössä. Jäähdytyksen mitoituksessa haetaan suurimmat normaalitilanteen lämpöhäviöt, mutta on muistettava, ettei yksikään edellämainituista lämpöhäviöistä saa olla yksittäiselle transistorille suurempi kuin transistorin datalehdessä ilmoitettu maksimiarvo.

16 12 5 JÄÄHDYTYS Jäähdytyselementin mitoitukseen on useita eri tapoja, ja tarkkojen tulosten saaminen edellyttää huomattavaa laskemista. Riittävän tarkkoja tuloksia on kuitenkin kohtuullisen helppo saada, kun ottaa lähtökohdaksi sen, että komponenttien riittävä jäähdytys on tärkeämpää kuin tilansäästö. Jäähdytyksen optimoinnista on useita erikseen julkaistuja papereita. Lisäksi internetistä löytyy useisiin eri käyttötarkoituksiin ja lähestymistapoihin soveltuvia laskureita, jotka antavat esimerkiksi suurimman mahdollisen tehonkulutuksen tietyllä jäähdytyselementillä, tai tarvittavan jäähdytyspinta-alan tietyllä tehonkulutuksella. Transistorin lämpöresistanssi riippuu transistorin kotelon tyypistä, itse transistorin rakenteesta ja sen lämmönjohdepinnan viimeistelystä. Lämpöresistanssi ilmoitetaan liitos-kotelo -välillä (R θjc tai R TH J-MB ), usein myös liitos-ilma -välillä (R θja tai R TH J-A ). TO220-kotelolle tyypillinen kuiva lämpöresistanssi on luokkaa Cº/W. Lämpöresistanssi ilmoitetaan joko Cº/W tai Kº/W. Tämä tarkoittaa, että kun R θja eli transistorin lämpöresistanssi liitoksesta ilmaan on esimerkiksi 30 ºC/W ja transistori tuottaa 1 W lämpöä, nousee transistorin kotelon lämpötila 30 astetta. Datalehdistä löytyy myös arvo Linear derating factor, joka kertoo montako W/ºC transistorin tehonkesto laskee. Kun transistori asennetaan jäähdytyselementtiin, on hyvä käyttää lämmönjohdetahnaa lämmönjohtumisen parantamiseksi. Lämmönjohdetahnan tarkoitus on poistaa ilma transistorin ja jäähdyttimen välistä, liian paksu kerros voi huonontaa lämmönjohtavuutta huomattavasti. Lämmönjohtotahnalla edellämainittu Cº/W lämpöresistanssi laskee luokkaan Cº/W. Mikäli taas ei ole toivottua, että jäähdytyselementti on yhteydessä virtapiiriin, on käytettävä jonkinlaista eristelevyä ja -holkkeja kiinnitettäessä transistori jäähdyttimeen. Tämä huonontaa oleellisesti lämmönjohtumista, eikä näin tulisi tehdä ellei se ole välttämätöntä. Yksi parhaista eristelevyistä tähän tarkoitukseen ovat ohuet mica-levyt, joiden lämpöresistanssi on pieni, mutta dielektrinen vahvuus suuri, jopa 50 V/μm. Kannattaa lisäksi huomioida, että transistori pysyy tukevasti paikallaan, kuitenkin kiristämättä sitä pultilla liian tiukalle. Tarkoitukseen sopivilla kiinnikeklipseillä transistori pysyy varmasti paikallaan eikä vahingoitu. (International Rectifier 2005.)

17 13 Jäähdytyselementin karkea lämpöresistanssi voidaan laskea seuraavasti: R θ = 50 A Kaava 5. Jäähdytyselementin lämpöresistanssi Edellä A on jäähdytyselementin pinta-ala neliösenttimetreinä, poisluettuna alue jolla komponentti sijaitsee. Tämä kaava soveltuu vapaalle ilmankierrolle. Pakotetun ilmankierron tapauksessa jäähdytysteho on runsaasti suurempi. Vapaan ilmankierron syntymiseksi on jäähdyttimen ripojen välisen etäisyyden oltava riittävän suuri (Chun Howe Sim & Loh Jit Seng 2010). TAULUKKO 1. Jäähdytyselementin ripaväli riittävän ilmavirtauksen aikaansaamiseksi Jäähdytysrivan pituus (mm) Ripaväli (mm) 35,00 4,48 37,50 4,56 40,00 4,63 42,50 4,70 45,00 4,77 47,50 4,84 50,00 4,90 Lämmönjohtumista voidaan kuvata virtapiirinä. Tällöin vastus vastaa lämpövastusta esimerkiksi jäähdytyssiilen ja transistorin kotelon välissä, kapasitanssi kuvaa esimerkiksi tietyn kokoisen alumiinijäähdyttimen lämmön varastointikykyä, virta tehoa ja jännite lämpötilaa (Åke Mälhammar 2005) (Kuvio 12).

18 KUVIO 12. Lämmönjohtumisen virtapiirianalogia 14

19 15 6 TASASUUNTAUS Tasasuuntaajan rakentamista suunnittelevan tulisi ensimmäisenä laskea, montako ampeeria muuntajan ensiöpuolella tulee virtaamaan. Ennen tasasuuntaajan muuntajaa täytyy olla suodinpaketti, jollaisia saa edullisesti valmiiksi koteloituna eri ensiövirroille. Suotimen käyttö kannattaa, sillä tasasuuntaajat ja etenkin hakkuriteholähteet aiheuttavat huomattavasti häiriöitä verkkoon. Muuntajan olisi hyvä toimia normaalisti noin 50 % kuormalla, sillä suuremmilla kuormilla hyötysuhde huononee ja lämpöhäviöt kasvavat. Verkkosuodattimen ja muuntajan jälkeen on tasasuuntaus. Tasasuuntaus voidaan toteuttaa perinteisellä tasasuuntaussillalla, jos jännite saadaan sillä sopivaksi. Ohjaimet vaativat yleensä jonkinlaisen pienjännitteen esimerkiksi 12 V, joka usein tulee muuntajasta omalta toisiokäämiltään. Tasasuuntauksen jälkeen voidaan eri jänniteportaiden miinukset kytkeä yhteen, jotkin säätimet tätä vaativatkin. Mikäli käytössä on muuntaja, jossa ei ole useita toisiokäämejä, voidaan tasasuuntaus käyttöjännitteelle ja ohjausjännitteelle tehdä erikseen. Tällöin on yksinkertaisinta rakentaa kiinteällä liipaisuviiveellä toimiva tyristorisuuntaaja ohjaukselle, ja käyttää tasasuuntaussiltaa käyttöjännitteelle. Tasasuuntaajaa valitessa täytyy katsoa datalehdestä jatkuvan virran ja lämpenemän arvot. Tasasuuntaajat kestävät usein valtavia lyhyitä virtapiikkejä, jollaisia tasasuuntaajan käynnistyksessä usein tapahtuu. Jännitekestoa valitessa on järkevää ottaa hieman suurempi, kuin näyttäisi olevan tarpeen. Ilman oskilloskooppia ja huolellista kuormitustestausta on hyvin vaikea sanoa, millä tavalla hakkuriteholähde kuormittaa tasasuuntaajan jännitekestoisuutta transienttien muodossa. Jos mitoitetaan tasasuuntaajan RMS-jännitekestoisuus 20 % yli muuntajan toision tyhjäkäyntijännitteen, ei ongelmia ole odotettavissa. Tasasuuntaajan jälkeen jännite ei ole vielä käyttökelpoista tasajännitettä, vaan se täytyy suodattaa. Hurinan eli rippelin suodatukseen käytetään sekä keloja että kondensaattoreita. Suodatuskelan käyttäminen on joskus tarpeellista, mutta yleensä puskurikondensaattori riittää. Nyrkkisääntönä voidaan sanoa, että kokoaaltotasasuuntauksessa jokaista ampeeria kohden tulisi olla ainakin 2000 μf kondensaattori. Puoliaaltotasasuuntauksessa jokaista ampeeria kohden tulisi olla vähintään 3000 uf. Minimiarvon käyttäminen ei kuitenkaan ole kannattavaa, jos on tarpeen saada hyvänlaatuista tasajännitettä. Edellä mainituilla arvoilla hurinajännite on edelleen noin 5 V, kun hyvä tavoite olisi saada hurina alle voltin luokkaan. Loppu hurinasta saadaan eliminoitua reguloinnilla.

20 16 KUVIO 13. Hurinajännite puoliaaltotasasuuntauksessa (mukaillen Kari Huhtama) Kondensaattorin jännitekeston on oltava ainakin pykälän suurempi kuin tasasuunnattu jännite. 45 V jännitteelle ei siis ole kannattavaa valita 50 V jännitekestolla merkittyä kondensaattoria, vaan seuraava suurempi, tässä tapauksessa 63 V. Kondensaattorin räjäyttäminen vaikka se hauskalta voi kuulostaakin ei ole terveellistä sen koommin suunnittelijalle, kuin suunniteltavallekaan. Suurilla virroilla on järkevämpää käyttää useaa pienempää kondensaattoria yhden suuren sijaan suuri virta lämmittää kondensaattorin liittimiä, ja voi pahimmassa tapauksessa rikkoa kondensaattorin kokonaan. Mikäli tarpeellisen kapasitanssimäärän saavuttaminen aiheuttaa niin suuren käynnistysvirran, että se voisi vahingoittaa muuntajaa tai tasasuuntaajaa, on syytä miettiä joko suodatuskelan lisäämistä, jolloin se toimisi samalla kuristimena. Toinen ratkaisuvaihtoehto on luoda pehmokäynnistyspiiri, joka kytkee ensin pelkät kondensaattorit latausvastuksen kautta verkkoon ja kondensaattoreiden latauduttua kytkee latausvastukset pois ja antaa virran myös ohjaimelle ja kuormalle.

21 17 7 REGULOINTI Reguloinnilla tarkoitetaan jännitteen tasoittamista puhtaaksi tasajännitteeksi ja jännitteen automaattista säätymistä takaisin vakioarvoon kuorman tai syöttöjännitteen vaihdellessa. Valmiita lineaarisia regulaattoripiirejä on markkinoilla runsaasti ja niiden dokumentaatio sekä esimerkkikytkennät ovat varsin kattavia ja havainnollisia. Lineaarisia regulaattoreita on sekä positiiviselle että negatiiviselle jännitteelle, kuten myös kiinteitä että säädettäviä. Lineaarinen regulaattori on hyvin kompakti ja edullinen kokonaisuus, eikä sellaisen rakentaminen itse ole kannattavaa. On kuitenkin mahdollista ja usein tarpeellista laajentaa regulaattorin virtakestoa yksinkertaisella kytkennällä. Kuvio 9 on esimerkki tällaisesta kytkennästä. Lineaarisen regulaattorin lämmöntuotto muodostuu ongelmaksi, kun jännite-ero syöttö- ja lähtöpuolen välillä on suuri. Tällöin on viisaampaa hakeutua hakkuriregulaattorin pariin. KUVIO 14. Virtarajoitettu 12 V PWM-regulaattori LM3524-hakkuriohjaimella Kuvio 14 esittää esimerkkikytkennän hakkuriregulaattorista. Transistorien lämpöhäviöt ovat noin kymmenesosa vastaavasta lineaarisesta regulaattorista. Regulaattoripiiri on suunniteltu 15 A ulostulovirralle, mutta virranrajoitus on säädetty kymmeneen ampeeriin. Regulaattorin komponentit mitoitetaan seuraavasti:

22 18 Valitaan arvot: V I = 20 V V O = 12 V I O = 15 A ΔV O = 100 mv I limit = 10 A Syöttöjännite. Ulostulojännite. Kuormaan menevä virta. Ulostulojännitteen vaihtelu min-max. Virranrajoituksen toimintapiste. Oskillaattori: R T = 470Ω C T = 100nF f OSC = 1 R T C T =21.3kHz T = 1 f OSC = s RC-oskillaattorin vastusarvo. RC-oskillaattorin kapasitanssiarvo. Kaava 6. Oskillaattorin taajuuden laskukaava. Kaava 7. Taajuuden muunto jaksonajaksi. Feedback-vastus: R F =5kΩ V O 1 =19kΩ Kaava 8. Takaisinkytkentävastuksen laskukaava. 2.5 Ulostulon kela: L 1 = 2.5V O V I V O I O V I f OSC =37.6 H Kaava 9. Ulostulon kelan laskukaava. Kelan sisähalkaisija 5 mm, pituus 15 mm, langan halkaisija 0.9 mm. 6 kerrosta, 16 kierrosta per kerros yhteensä 96 kerrosta. Ulostulon kondensaattori: C O = V I V O V O T 2 8 ΔV O V I L 1 =352.5μF Kaava 10. Ulostulon kondensaattorin laskukaava. Virranrajoitus: R CL = 200mV I limit =0.02Ω Kaava 11. Virranrajoitusvastuksen laskukaava. P RCL =200mV I limit =2W Kaava 12. Virranrajoitusvastuksen tehonkeston laskukaava.

23 19 8 INTEGROITU HAKKURITEHOLÄHDEOHJAIN LM3524-hakkuriohjain on edullinen ja monipuolinen integroitu piiri, joka sisältää tärkeimmät hakkuriohjaimen ominaisuudet. LM3524 on helppo kytkeä ja sitä voidaan käyttää regulaattorina, jännitteensäätimenä sekä nostossa että laskussa, kuten myös invertteriohjaimena. Rakenteellisten ominaisuuksien takia ulostulon PWM-signaalin maksimi duty cycle on 49 % + 49 %. Piirin ulostulotransistorit ovat siis toisistaan riippumattomat, jonka ansiosta esimerkiksi invertterin rakentaminen on helppoa. Jos ulostulotransistorit kytketään rinnan, on maksimi duty cycle 98 %. Piirissä on sisäänrakennettu 5 V 50 ma regulaattori, joka tuottaa piirille sisäisen käyttöjännitteen. Lisäksi tämän reguloidun jännitteen saa ulkopuolelle käyttöön nastasta 16. Nastaan 15 tuodaan käyttöjännite 8 40 V. Nastat 14 ja 11 ovat ulostulotransistorien emitterit. Nämä transistorit kytkeytyvät vuorotellen kiikun ohjaamana. Transistorien voidaan kytkeä pinneistä 13 ja 12. Nasta 10 on kytketty sammutuspiiriin. Tähän nastaan tuodaan 5 V jännite 2 kω vastuksen kautta, kun piiri halutaan sammuttaa virransyöttöä katkaisematta. Tätä voidaan hyödyntää esimerkiksi ylikuumenemissuojan tai oikosulkusuojan muodossa, kuin myös moottoriohjaimessa piirin sammutukseen hätätilanteessa, esimerkiksi potentiometrin irrotessa. Nastasta 9 saadaan nastojen 1 ja 2 jännitettä vertailevan komparaattorin ulostulosignaali. Nastan 9 voi kytkeä nastaan 2, jolloin saadaan takaisinkytkentä, ja pulssinleveys seuraa nastaan 1 tuotua jännitettä, mutta tämä estää ulostulon regulointimahdollisuuden. Regulaattorikäytössä tähän nastaan kytketään transienttien vaimentamiseksi RC-piiri. Nastaan 8 kytketään miinus. Nastat 7 ja 6 määrittelevät piirin toimintataajuuden. Suositellut arvot ovat R T = 1.8 kω 100 kω ja C T = 1 nf nf. C T määrittelee myös kuolleen ajan, eli ajan, jolloin kumpikaan ulostulotransistoreista ei ole kytkettynä. Nastojen 5 ja 4 välille tuodaan virranrajoitusjännite esimerkiksi shunttivastukselta. Tämä jännite ei saa olla alle -0.7 V eikä yli 1 V. Virranrajoitus on määritelty siten, että 200 mv jännite nastojen 4 ja 5 välillä pakottaa piirin ulostulon 25 % duty cycleen. Noin 5 % lisäys jännitteessä tuottaa 0 % duty cyclen. Nastasta 3 saadaan ulos oskillaattorin signaali, muun

24 20 muassa useampien LM3524-piirien synkronoimiseksi. (National Semiconductor 2005.) Valmiin integroidun piirin käyttäminen on perusteltua monellakin tapaa. Ensiksikään itse rakennettu piiri ei tule halvemmaksi. Tämän lisäksi itse rakennettuna piirilevyn koko ja komponenttien määrä kasvaa, jolloin virhekytkennän mahdollisuus kasvaa, ja tilantarve on suurempi. Itse alusta pitäen rakennettuun piiriin voi helposti kokoamisvaiheessa lipsahtaa jokin virhe, oikosulku tai huono kontakti. Vian selvittämisessä ja korjaamisessa voi kulua huomattavasti aikaa. Edellisten lisäksi valmiin integroidun piirin käytöstä on huomattava etu oppimisessa. Kun yhden piirin mitoittamisen ja kytkennän on oppinut, on oppimiskynnys paljon pienempi siirryttäessä seuraavaan malliin. Eri tarkoituksiin on olemassa regulaattoripiirejä ja säätimiä lukuisia erilaisia, mutta kaikki ovat enemmän tai vähemmän samankaltaisia toiminnaltaan. Kuvio 16 esittää säädettävän virtarajoitetun tasajännitelähteen piirikaavion. Ohjausjännite syötetään joko omalta muuntajaltaan tai omalta toisiokäämiltään. Tasasuuntaajan jälkeen ovat suodinkondensaattorit ja 12 V regulaattoripiiri, jonka virta on rajoitettu 10 A. Seuraavaksi on säätöpiiri. Säätöpiirissä on sarjaankytkettynä trimmeri, kaksi potentiometriä ja trimmeri, joilta saadaan säätöyksikölle jännitteen ohjearvo. Trimmereillä voidaan säätää alue sopivaksi kω potentiometreille. Hienosäätöpotentiometrin oikea koko on hienosäätöalueen haluttu prosenttimäärä kokonaissäädöstä kerrottuna pääsäätöpotentiometrin koolla. Päävirtapiirin virta on rajoitettu ja hienosäädettävissä. KUVIO 15. LM3524:llä toteutettu 12V PWM-regulaattori koekytkentäalustalla.

25 21 Kuvio 16. LM3524:llä toteutettu säädettävä jännitelähde MOSFET-driverilla ja virranrajoituksella. Ohjauspuolta voidaan syöttää joko omalta muuntajaltaan tai omalta toisiokäämiltään.

26 22 9 MOSFET-DRIVER PWM-piirin ulostulosta saatava virta on yleensä pieni, ma. Tämä riittää kyllä transistorin kytkemiseen ja purkamiseen pienillä taajuuksilla, mutta korkeammilla taajuuksilla on transistori saatava kytkettyä nopeammin. Transistorin lämpöhäviöiden ollessa korkeimmillaan kytkennän aikana, ei hidas kytkentä senkään vuoksi ole haluttua. Kytkentään kuluvan ajan pitäisi lisäksi olla merkityksetön jaksonaikaan nähden. MOSFET-transistorin hilaa voidaan kuvata pienenä kondensaattorina, jonka kapasitanssi on tavallisesti pf luokkaa. Tämän kapasitanssin voi ladata ilman etuvastusta, mutta johtimien induktanssin vuoksi siitä muodostuu resonanssipiiri. Tämän vuoksi on tarpeen käyttää vaimennusvastusta. Optimivastus olisi sellainen, joka estää resonanssin syntymisen mutta ei rajoittaisi latausvirtaa nimeksikään. Tämä johtaisi puolestaan valtaviin latausvirtoihin, joita ohjaimet eivät yleensä kykene tuottamaan. Kuinka valitaan sitten sopiva etuvastus? Jos MOSFET-ajurina käytetään piiriä MCP1407, on kytkentään käytettävä virta enintään 6 A. Ohmin laista saadaan, että 12 V jännitteellä pienin vastus, jonka läpi yhtä transistoria voitaisiin ajaa olisi: 12V 6A =2Ω Kaava 14. Ohmin laki Tämä riittää yleensä myös yksittäisen transistorin resonanssin vaimennukseen varsin hyvin. Useimmiten on kuitenkin tarkoitus kytkeä useampia transistoreita rinnakkain tehonkeston kasvattamiseksi. Tällöin on driverin antama virta jaettava transistorien määrällä, ja tehtävä edellisen kaltainen laskutoimitus. Jos tarkoitus on laittaa esimerkiksi 4 kpl transistoreita päävirtapiiriin ja ohjain on sama kuin edellä, yhden transistorin ohjausvirta olisi 1.5A yhtä transistoria kohden. Tällä virralla etuvastus olisi: 12V 1.5A =8Ω Drivereitä on mahdollista kytkeä myös rinnakkain, jolloin jokaiselta driveriltä tulee lähteä ohjaus yhtä usealle transistorille.

Jännitelähteet ja regulaattorit

Jännitelähteet ja regulaattorit Jännitelähteet ja regulaattorit Timo Dönsberg ELEC-C5070 Elektroniikkapaja 5.10.2015 Teholähteen valinta Akku vs. verkkosähkö Vaadittu jännite Lähes aina tasasähköä, esim. mikrokontrolleri +5V, OP-vahvistin

Lisätiedot

ELEKTRONIIKAN PERUSTEET T700504

ELEKTRONIIKAN PERUSTEET T700504 ELEKTRONIIKAN PERUSTEET T700504 syksyllä 2014 OSA 2 Veijo Korhonen 4. Bipolaaritransistorit Toiminta Pienellä kantavirralla voidaan ohjata suurempaa kollektorivirtaa (kerroin β), toimii vahvistimena -

Lisätiedot

Elektroniikan perusteet, Radioamatööritutkintokoulutus

Elektroniikan perusteet, Radioamatööritutkintokoulutus Elektroniikan perusteet, Radioamatööritutkintokoulutus Antti Karjalainen, PRK 14.11.2013 Komponenttien esittelytaktiikka Toiminta, (Teoria), Käyttö jännite, virta, teho, taajuus, impedanssi ja näiden yksiköt:

Lisätiedot

PERUSRAKENTEET Forward converter, Myötävaihemuunnin ( BUCK regulaattori )

PERUSRAKENTEET Forward converter, Myötävaihemuunnin ( BUCK regulaattori ) HAKKRIKYTKENNÄT H. Honkanen PERSRAKENTEET Forward converter, Myötävaihemuunnin ( BCK regulaattori ) Toiminta: Kun kytkin ( = päätetransistori ) on johtavassa tilassa, siirtyy virta I 1 kelan kautta kondensaattoriin

Lisätiedot

Elektroniikan perusteet, Radioamatööritutkintokoulutus

Elektroniikan perusteet, Radioamatööritutkintokoulutus Elektroniikan perusteet, Radioamatööritutkintokoulutus Antti Karjalainen, PRK 30.10.2014 Komponenttien esittelytaktiikka Toiminta, (Teoria), Käyttö jännite, virta, teho, taajuus, impedanssi ja näiden yksiköt:

Lisätiedot

OPERAATIOVAHVISTIMET 2. Operaatiovahvistimen ominaisuuksia

OPERAATIOVAHVISTIMET 2. Operaatiovahvistimen ominaisuuksia KAJAANIN AMMATTIKORKEAKOULU Tekniikan ja liikenteen ala TYÖ 11 ELEKTRONIIKAN LABORAATIOT H.Honkanen OPERAATIOVAHVISTIMET 2. Operaatiovahvistimen ominaisuuksia TYÖN TAVOITE Tutustua operaatiovahvistinkytkentään

Lisätiedot

IIZE3010 Elektroniikan perusteet Harjoitustyö. Pasi Vähämartti, C1303, IST4SE

IIZE3010 Elektroniikan perusteet Harjoitustyö. Pasi Vähämartti, C1303, IST4SE IIZE3010 Elektroniikan perusteet Harjoitustyö Pasi Vähämartti, C1303, IST4SE 2 (11) Sisällysluettelo: 1. Tehtävänanto...3 2. Peruskytkentä...4 2.1. Peruskytkennän käyttäytymisanalyysi...5 3. Jäähdytyksen

Lisätiedot

LOPPURAPORTTI 19.11.2007. Lämpötilahälytin. 0278116 Hans Baumgartner xxxxxxx nimi nimi

LOPPURAPORTTI 19.11.2007. Lämpötilahälytin. 0278116 Hans Baumgartner xxxxxxx nimi nimi LOPPURAPORTTI 19.11.2007 Lämpötilahälytin 0278116 Hans Baumgartner xxxxxxx nimi nimi KÄYTETYT MERKINNÄT JA LYHENTEET... 3 JOHDANTO... 4 1. ESISELOSTUS... 5 1.1 Diodi anturina... 5 1.2 Lämpötilan ilmaisu...

Lisätiedot

Mittalaitetekniikka. NYMTES13 Vaihtosähköpiirit Jussi Hurri syksy 2014

Mittalaitetekniikka. NYMTES13 Vaihtosähköpiirit Jussi Hurri syksy 2014 Mittalaitetekniikka NYMTES13 Vaihtosähköpiirit Jussi Hurri syksy 2014 1 1. VAIHTOSÄHKÖ, PERUSKÄSITTEITÄ AC = Alternating current Jatkossa puhutaan vaihtojännitteestä. Yhtä hyvin voitaisiin tarkastella

Lisätiedot

Sähköpaja. Kimmo Silvonen (X) 5.10.2015

Sähköpaja. Kimmo Silvonen (X) 5.10.2015 Sähköpaja Kimmo Silvonen (X) Elektroniikan komponentit Erilliskomponentit ja IC:t Passiivit: R C L Aktiiviset diskreetit ja IC:t Bipolaaritransistori BJT Kanavatransistorit FET Jänniteregulaattorit (pajan)

Lisätiedot

Kannattaa opetella parametrimuuttujan käyttö muidenkin suureiden vaihtelemiseen.

Kannattaa opetella parametrimuuttujan käyttö muidenkin suureiden vaihtelemiseen. 25 Mikäli tehtävässä piti määrittää R3:lle sellainen arvo, että siinä kuluva teho saavuttaa maksimiarvon, pitäisi variointirajoja muuttaa ( ja ehkä tarkentaa useampaankin kertaan ) siten, että R3:ssä kulkeva

Lisätiedot

Multivibraattorit. Bistabiili multivibraattori:

Multivibraattorit. Bistabiili multivibraattori: Multivibraattorit Elektroniikan piiri jota käytetään erilaisissa kahden tason systeemeissä kuten oskillaattorit, ajastimet tai kiikkut. Multivibraattorissa on vahvistava elementtti ja ristiinkytketyt rvastukset

Lisätiedot

Transistoreiden merkinnät

Transistoreiden merkinnät Transistoreiden merkinnät Yleisesti: Eurooppalaisten valmistajien tunnukset muodostuvat yleisesti kirjain ja numeroyhdistelmistä Ensimmäinen kirjain ilmaisee puolijohdemateriaalin ja toinen kirjain ilmaisee

Lisätiedot

Operaatiovahvistimen vahvistus voidaan säätää halutun suuruiseksi käyttämällä takaisinkytkentävastusta.

Operaatiovahvistimen vahvistus voidaan säätää halutun suuruiseksi käyttämällä takaisinkytkentävastusta. TYÖ 11. Operaatiovahvistin Operaatiovahvistin on mikropiiri ( koostuu useista transistoreista, vastuksista ja kondensaattoreista juotettuna pienelle piipalaselle ), jota voidaan käyttää useisiin eri kytkentöihin.

Lisätiedot

ELEC-C6001 Sähköenergiatekniikka, laskuharjoitukset oppikirjan lukuun 10 liittyen.

ELEC-C6001 Sähköenergiatekniikka, laskuharjoitukset oppikirjan lukuun 10 liittyen. ELEC-C6001 Sähköenergiatekniikka, laskuharjoitukset oppikirjan lukuun 10 liittyen. X.X.2015 Tehtävä 1 Bipolaaritransistoria käytetään alla olevan kuvan mukaisessa kytkennässä, jossa V CC = 40 V ja kuormavastus

Lisätiedot

OPERAATIOVAHVISTIN. Oulun seudun ammattikorkeakoulu Tekniikan yksikkö. Elektroniikan laboratoriotyö. Työryhmä Selostuksen kirjoitti 11.11.

OPERAATIOVAHVISTIN. Oulun seudun ammattikorkeakoulu Tekniikan yksikkö. Elektroniikan laboratoriotyö. Työryhmä Selostuksen kirjoitti 11.11. Oulun seudun ammattikorkeakoulu Tekniikan yksikkö Elektroniikan laboratoriotyö OPERAATIOVAHVISTIN Työryhmä Selostuksen kirjoitti 11.11.008 Kivelä Ari Tauriainen Tommi Tauriainen Tommi 1 TEHTÄVÄ Tutustuimme

Lisätiedot

Hakkuriteholähde. Hakkuriteholähteet. 28.03.2011 Timo Lepola

Hakkuriteholähde. Hakkuriteholähteet. 28.03.2011 Timo Lepola Hakkuriteholähde Hakkuriteholähteet imo Lepola Hakkuriteholähde Lineaarinen teholähde Kookas ja painava muuntaja imo Lepola 2 Hakkuriteholähde Lineaarinen teholähde Isot kondensaattorit ja transistorit

Lisätiedot

Taitaja2004/Elektroniikka Semifinaali 19.11.2003

Taitaja2004/Elektroniikka Semifinaali 19.11.2003 Taitaja2004/Elektroniikka Semifinaali 19.11.2003 Teoriatehtävät Nimi: Oppilaitos: Ohje: Tehtävät ovat suurimmaksi osaksi vaihtoehtotehtäviä, mutta tarkoitus on, että lasket tehtävät ja valitset sitten

Lisätiedot

Analogiapiirit III. Keskiviikko 4.12.2002, klo. 12.15-14.00, TS128. Operaatiovahvistinrakenteet

Analogiapiirit III. Keskiviikko 4.12.2002, klo. 12.15-14.00, TS128. Operaatiovahvistinrakenteet Oulun yliopisto Sähkötekniikan osasto Analogiapiirit III Harjoitus 2. Keskiviikko 4.12.2002, klo. 12.15-14.00, TS128. Operaatiovahvistinrakenteet 1. Analysoi kuvan 1 operaatiotranskonduktanssivahvistimen

Lisätiedot

Elektroniikka. Mitä sähkö on. Käsitteistöä

Elektroniikka. Mitä sähkö on. Käsitteistöä Elektroniikka Mitä sähkö on Sähkö on elektronien liikettä atomista toiseen. Negatiivisesti varautuneet elektronit siirtyvät atomista toiseen. Tätä kutsutaan sähkövirraksi Sähkövirrasta puhuttaessa on sovittu,

Lisätiedot

TYÖ 58. VAIMENEVA VÄRÄHTELY, TASASUUNTAUS JA SUODATUS. Tehtävänä on vaimenevan värähtelyn, tasasuuntauksen ja suodatuksen tutkiminen oskilloskoopilla.

TYÖ 58. VAIMENEVA VÄRÄHTELY, TASASUUNTAUS JA SUODATUS. Tehtävänä on vaimenevan värähtelyn, tasasuuntauksen ja suodatuksen tutkiminen oskilloskoopilla. TYÖ 58. VAIMENEVA VÄRÄHTELY, TASASUUNTAUS JA SUODATUS Tehtävä Välineet Tehtävänä on vaimenevan värähtelyn, tasasuuntauksen ja suodatuksen tutkiminen oskilloskoopilla. Kaksoiskanavaoskilloskooppi KENWOOD

Lisätiedot

TYÖ 2: OPERAATIOVAHVISTIMEN PERUSKYTKENTÖJÄ

TYÖ 2: OPERAATIOVAHVISTIMEN PERUSKYTKENTÖJÄ TYÖ 2: OPERAATIOVAHVISTIMEN PERUSKYTKENTÖJÄ Työselostus xxx yyy, ZZZZZsn 25.11.20nn Automaation elektroniikka OAMK Tekniikan yksikkö SISÄLLYS SISÄLLYS 2 1 JOHDANTO 3 2 LABORATORIOTYÖN TAUSTA JA VÄLINEET

Lisätiedot

Radioamatöörikurssi 2013

Radioamatöörikurssi 2013 Radioamatöörikurssi 2013 Polyteknikkojen Radiokerho Radiotekniikka 21.11.2013 Tatu, OH2EAT 1 / 19 Vahvistimet Vahvistin ottaa signaalin sisään ja antaa sen ulos suurempitehoisena Tehovahvistus, db Jännitevahvistus

Lisätiedot

TIETOISKU SUUNNITTELUHARJOITUKSEN DOKUMENTAATIOSTA

TIETOISKU SUUNNITTELUHARJOITUKSEN DOKUMENTAATIOSTA LUENTO 10 TIETOISKU SUUNNITTELUHARJOITUKSEN DOKUMENTAATIOSTA KYTKENTÄKAAVIO OSASIJOITTELU OSA- LUETTELO JOHDOTUSKAAVIO TIETOISKU PIIRILEVYN SUUNNITTELUSTA OSASIJOTTELUSTA MIKÄ ON TAVOITE : PIENI KOKO VAI

Lisätiedot

Sähkötekniikka ja elektroniikka

Sähkötekniikka ja elektroniikka Sähkötekniikka ja elektroniikka Kimmo Silvonen (X) Kokeet, harjoitustehtävät, palaute 2. välikoe ja tentti ma 7.12. klo 10.15-13, S1 Valitset kokeen aikana, suoritatko tentin Ilmoittaudu joka tapauksessa

Lisätiedot

RATKAISUT: 22. Vaihtovirtapiiri ja resonanssi

RATKAISUT: 22. Vaihtovirtapiiri ja resonanssi Physica 9. painos (0) RATKAST. Vaihtovirtapiiri ja resonanssi RATKAST:. Vaihtovirtapiiri ja resonanssi. a) Vaihtovirran tehollinen arvo on yhtä suuri kuin sellaisen tasavirran arvo, joka tuottaa vastuksessa

Lisätiedot

Diodit. I = Is * (e U/n*Ut - 1) Ihanteellinen diodi

Diodit. I = Is * (e U/n*Ut - 1) Ihanteellinen diodi Diodit Puolijohdediodilla on tasasuuntaava ominaisuus, se päästää virran lävitseen vain yhdessä suunnassa. Puolijohdediodissa on samassa puolijohdepalassa sekä p-tyyppistä että n-tyyppistä puolijohdetta.

Lisätiedot

MICRO-CAP: in lisäominaisuuksia

MICRO-CAP: in lisäominaisuuksia MICRO-CAP: in lisäominaisuuksia Jännitteellä ohjattava kytkin Pulssigeneraattori AC/DC jännitelähde ja vakiovirtageneraattori Muuntaja Tuloimpedanssin mittaus Makrot mm. VCO, Potentiometri, PWM ohjain,

Lisätiedot

Kondensaattorin läpi kulkeva virta saadaan derivoimalla yhtälöä (2), jolloin saadaan

Kondensaattorin läpi kulkeva virta saadaan derivoimalla yhtälöä (2), jolloin saadaan VAIHTOVIRTAPIIRI 1 Johdanto Vaihtovirtapiirien käsittely perustuu kolmen peruskomponentin, vastuksen (resistanssi R), kelan (induktanssi L) ja kondensaattorin (kapasitanssi C) toimintaan. Tarkastellaan

Lisätiedot

SÄHKÖTEKNIIKKA. NTUTAS13 Tasasähköpiirit Jussi Hurri kevät 2015

SÄHKÖTEKNIIKKA. NTUTAS13 Tasasähköpiirit Jussi Hurri kevät 2015 SÄHKÖTEKNIIKKA NTTAS13 Tasasähköpiirit Jussi Hurri kevät 2015 1. PERSKÄSITTEITÄ 1.1. VIRTAPIIRI Virtapiiri on johtimista ja komponenteista tehty reitti, jossa sähkövirta kulkee. 2 Virtapiirissä on vähintään

Lisätiedot

FYSP105/2 VAIHTOVIRTAKOMPONENTIT. 1 Johdanto. 2 Teoreettista taustaa

FYSP105/2 VAIHTOVIRTAKOMPONENTIT. 1 Johdanto. 2 Teoreettista taustaa FYSP105/2 VAIHTOVIRTAKOMPONENTIT Työn tavoitteita o Havainnollistaa vaihtovirtapiirien toimintaa o Syventää ymmärtämystä aiheeseen liittyvästä fysiikasta 1 Johdanto Tasavirta oli 1900 luvun alussa kilpaileva

Lisätiedot

S-108.3020 Elektroniikan häiriökysymykset. Laboratoriotyö, kevät 2010

S-108.3020 Elektroniikan häiriökysymykset. Laboratoriotyö, kevät 2010 1/7 S-108.3020 Elektroniikan häiriökysymykset Laboratoriotyö, kevät 2010 Häiriöiden kytkeytyminen yhteisen impedanssin kautta lämpötilasäätimessä Viimeksi päivitetty 25.2.2010 / MO 2/7 Johdanto Sähköisiä

Lisätiedot

EVTEK/ Antti Piironen & Pekka Valtonen 1/6 TM01S/ Elektroniikan komponentit ja järjestelmät Laboraatiot, Syksy 2003

EVTEK/ Antti Piironen & Pekka Valtonen 1/6 TM01S/ Elektroniikan komponentit ja järjestelmät Laboraatiot, Syksy 2003 EVTEK/ Antti Piironen & Pekka Valtonen 1/6 TM01S/ Elektroniikan komponentit ja järjestelmät Laboraatiot, Syksy 2003 LABORATORIOTÖIDEN OHJEET (Mukaillen työkirjaa "Teknillisten oppilaitosten Elektroniikka";

Lisätiedot

SÄHKÖTEKNIIKKA. NBIELS13 Tasasähköpiirit Jussi Hurri syksy 2015

SÄHKÖTEKNIIKKA. NBIELS13 Tasasähköpiirit Jussi Hurri syksy 2015 SÄHKÖTEKNIIKKA NBIELS13 Tasasähköpiirit Jussi Hurri syksy 2015 1. PERSKÄSITTEITÄ 1.1. VIRTAPIIRI Virtapiiri on johtimista ja komponenteista tehty reitti, jossa sähkövirta kulkee. 2 Virtapiirissä on vähintään

Lisätiedot

Ongelmia mittauksissa Ulkoiset häiriöt

Ongelmia mittauksissa Ulkoiset häiriöt Ongelmia mittauksissa Ulkoiset häiriöt Häiriöt peittävät mitattavia signaaleja Häriölähteitä: Sähköverkko 240 V, 50 Hz Moottorit Kytkimet Releet, muuntajat Virtalähteet Loisteputkivalaisimet Kännykät Radiolähettimet,

Lisätiedot

Ledien kytkeminen halpis virtalähteeseen

Ledien kytkeminen halpis virtalähteeseen Ledien kytkeminen halpis virtalähteeseen Ledien valovoiman kasvu ja samanaikaisen voimakkaan hintojen lasku on innostuttanut monia rakentamaan erilaisia tauluja. Tarkoitan niillä erilaista muoveista tehtyjä

Lisätiedot

Aurinkojärjestelmän syväpurkauksen ohjausyksikkö Suunnittelu Mikko Esala

Aurinkojärjestelmän syväpurkauksen ohjausyksikkö Suunnittelu Mikko Esala Aurinkojärjestelmän syväpurkauksen ohjausyksikkö Suunnittelu Mikko Esala Yleistä: Tämä laite on suunniteltu aurinkoenergia järjestelmiin, suojaamaan akkua syväpurkausta vastaan. Laite kytketään akun ja

Lisätiedot

Kaikki kytkennät tehdään kytkentäalustalle (bimboard) ellei muuta mainita.

Kaikki kytkennät tehdään kytkentäalustalle (bimboard) ellei muuta mainita. FYSE300 Elektroniikka 1 (FYSE301 FYSE302) Elektroniikka 1:n (FYSE300) laboratorioharjoitukset sisältävät kaksi työtä, joista ensimmäinen sisältyy A-osaan (FYSE301) ja toinen B-osaan (FYSE302). Pelkän A-osan

Lisätiedot

Radioamatöörikurssi 2014

Radioamatöörikurssi 2014 Radioamatöörikurssi 2014 Polyteknikkojen Radiokerho Radiotekniikka 4.11.2014 Tatu, OH2EAT 1 / 25 Vahvistimet Vahvistin ottaa signaalin sisään ja antaa sen ulos suurempitehoisena Tehovahvistus, db Jännitevahvistus

Lisätiedot

FYSP105/2 VAIHTOVIRTAKOMPONENTIT. 1 Johdanto

FYSP105/2 VAIHTOVIRTAKOMPONENTIT. 1 Johdanto FYSP105/2 VAIHTOVIRTAKOMPONENTIT Työn tavoitteet o Havainnollistaa vaihtovirtapiirien toimintaa o Syventää ymmärtämystä aiheeseen liittyvästä fysiikasta 1 Johdanto Tasavirta oli 1900 luvun alussa kilpaileva

Lisätiedot

Kondensaattorin läpi kulkeva virta saadaan derivoimalla yhtälöä (2), jolloin saadaan. cos sin.

Kondensaattorin läpi kulkeva virta saadaan derivoimalla yhtälöä (2), jolloin saadaan. cos sin. VAIHTOVIRTAPIIRI 1 Johdanto Vaihtovirtapiirien käsittely perustuu kolmen peruskomponentin, vastuksen (resistanssi R), kelan (induktanssi L) ja kondensaattorin (kapasitanssi C) toimintaan. Tarkastellaan

Lisätiedot

A/D-muuntimia. Flash ADC

A/D-muuntimia. Flash ADC A/D-muuntimia A/D-muuntimen valintakriteerit: - bittien lukumäärä instrumentointi 6 16 audio/video/kommunikointi/ym. 16 18 erikoissovellukset 20 22 - Tarvittava nopeus hidas > 100 μs (

Lisätiedot

Taitaja2005/Elektroniikka. 1) Resistanssien sarjakytkentä kuormittaa a) enemmän b) vähemmän c) yhtä paljon sähkölähdettä kuin niiden rinnankytkentä

Taitaja2005/Elektroniikka. 1) Resistanssien sarjakytkentä kuormittaa a) enemmän b) vähemmän c) yhtä paljon sähkölähdettä kuin niiden rinnankytkentä 1) Resistanssien sarjakytkentä kuormittaa a) enemmän b) vähemmän c) yhtä paljon sähkölähdettä kuin niiden rinnankytkentä 2) Kahdesta rinnankytketystä sähkölähteestä a) kuormittuu enemmän se, kummalla on

Lisätiedot

S-108.3020. Elektroniikan häiriökysymykset. Laboratoriotyö 1

S-108.3020. Elektroniikan häiriökysymykset. Laboratoriotyö 1 1/8 S-108.3020 Elektroniikan häiriökysymykset Laboratoriotyö 1 Häiriöiden kytkeytyminen yhteisen impedanssin kautta lämpötilasäätimessä 13.9.2007 TJ 2/8 3/8 Johdanto Sähköisiä häiriöitä on kaikkialla ja

Lisätiedot

a) I f I d Eri kohinavirtakomponentit vahvistimen otossa (esim. http://www.osioptoelectronics.com/)

a) I f I d Eri kohinavirtakomponentit vahvistimen otossa (esim. http://www.osioptoelectronics.com/) a) C C p e n sn V out p d jn sh C j i n V out Käytetyt symbolit & vakiot: P = valoteho [W], λ = valodiodin ilmaisuvaste eli responsiviteetti [A/W] d = pimeävirta [A] B = kohinakaistanleveys [Hz] T = lämpötila

Lisätiedot

Vahvistimet. A-luokka. AB-luokka

Vahvistimet. A-luokka. AB-luokka Vahvistimet A-luokka A-luokan vahvistimen molemmat päätevahvistin tarnsistorit johtavat, vaikke vahvistinta käytettäisi. Vahvistinta käytettäessä jatkuva lepovirta muuttuu ja näin vältytään kytkentäsäröltä

Lisätiedot

Elektroniikka ja sähkötekniikka

Elektroniikka ja sähkötekniikka Elektroniikka ja sähkötekniikka Sähköisiltä ilmiöiltä ei voi välttyä, vaikka ei käsittelisikään sähkölaitteita. Esimerkiksi kokolattiamatto, muovinen penkki, piirtoheitinkalvo tai porraskaide tulevat sähköisiksi,

Lisätiedot

Oikeanlaisten virtapihtien valinta Aloita vastaamalla seuraaviin kysymyksiin löytääksesi oikeantyyppiset virtapihdit haluamaasi käyttökohteeseen.

Oikeanlaisten virtapihtien valinta Aloita vastaamalla seuraaviin kysymyksiin löytääksesi oikeantyyppiset virtapihdit haluamaasi käyttökohteeseen. Oikeanlaisten virtapihtien valinta Aloita vastaamalla seuraaviin kysymyksiin löytääksesi oikeantyyppiset virtapihdit haluamaasi käyttökohteeseen. 1. Tuletko mittaamaan AC tai DC -virtaa? (DC -pihdit luokitellaan

Lisätiedot

Suomenkielinen käyttöohje www.macrom.it

Suomenkielinen käyttöohje www.macrom.it MA.00D Suomenkielinen käyttöohje www.macrom.it Vahvistimen säätimet ja liitännät 0 Ω 0 RCA-tuloliitäntä matalatasoiselle signaalille Tasonsäätö Alipäästösuotimen säätö Sub Sonic -suotimen säätö Bassokorostuksen

Lisätiedot

FYS206/5 Vaihtovirtakomponentit

FYS206/5 Vaihtovirtakomponentit FYS206/5 Vaihtovirtakomponentit Tässä työssä pyritään syventämään vaihtovirtakomponentteihin liittyviä käsitteitä. Tunnetusti esimerkiksi käsitteet impedanssi, reaktanssi ja vaihesiirto ovat aina hyvin

Lisätiedot

kipinäpurkauksena, josta salama on esimerkki.

kipinäpurkauksena, josta salama on esimerkki. Sähkö 25 Esineet saavat sähkövarauksen hankauksessa kipinäpurkauksena, josta salama on esimerkki. Hankauksessa esineet voivat varautua sähköisesti. Varaukset syntyvät, koska hankauksessa kappaleesta siirtyy

Lisätiedot

- Käyttäjä voi valita halutun sisääntulon signaalin asetusvalikosta (esim. 0 5V, 0 10 V tai 4 20 ma)

- Käyttäjä voi valita halutun sisääntulon signaalin asetusvalikosta (esim. 0 5V, 0 10 V tai 4 20 ma) LE PSX DIN kisko kiinnitys Ominaisuudet ja edut - Ohjelmoitavissa haluttuihin arvoihin - Itsenäiset säädöt (esim. ramp up & ramp down) - Kirkas 3 numeron LED näyttö - Selkeä rakenne, yksinkertainen käyttää

Lisätiedot

DEE-11110 Sähkötekniikan perusteet

DEE-11110 Sähkötekniikan perusteet DEE-11110 Sähkötekniikan perusteet Antti Stenvall Passiiviset piirikomponentit Luennon keskeinen termistö ja tavoitteet vastus käämi kondensaattori puolijohdekomponentit Tarkoitus on esitellä piiriteorian

Lisätiedot

- Käyttäjä voi valita halutun sisääntulon signaalin asetusvalikosta (esim. 0 5V, 0 10 V tai 4 20 ma)

- Käyttäjä voi valita halutun sisääntulon signaalin asetusvalikosta (esim. 0 5V, 0 10 V tai 4 20 ma) LE PDX DIN kiskokiinnitys Ominaisuudet ja edut - Ohjelmoitavissa haluttuihin arvoihin - Itsenäiset säädöt (esim. ramp up & ramp down) - Kirkas 4 numeroinen LED näyttö - Selkeä rakenne, yksinkertainen käyttää

Lisätiedot

LABORATORIOTYÖ 3 VAIHELUKITTU VAHVISTIN

LABORATORIOTYÖ 3 VAIHELUKITTU VAHVISTIN LABORATORIOTYÖ 3 VAIHELUKITTU VAHVISTIN Päivitetty: 23/01/2009 TP 3-1 3. VAIHELUKITTU VAHVISTIN Työn tavoitteet Työn tavoitteena on oppia vaihelukitun vahvistimen toimintaperiaate ja käyttömahdollisuudet

Lisätiedot

Push-Pull hakkurin suunnittelu ja mitoitus:

Push-Pull hakkurin suunnittelu ja mitoitus: Pasi Vähämartti / c1303, S4SE Push-Pull hakkurin suunnittelu ja mitoitus: Annetut arvot: U out = 5V / 3A (P = 15W) U in = 18-22V Rungon valinta: Valitaan rungoksi RM8, sillä kytkentätaajuuden ollessa 48kHz,

Lisätiedot

Mitataan kanavatransistorin ja bipolaaritransistorin ominaiskäyrät. Tutustutaan yhteisemitterikytketyn transistorivahvistimen ominaisuuksiin.

Mitataan kanavatransistorin ja bipolaaritransistorin ominaiskäyrät. Tutustutaan yhteisemitterikytketyn transistorivahvistimen ominaisuuksiin. FYSE300 Elektroniikka 1 Elektroniikka 1:n (FYSE300) laboratorioharjoitukset sisältävät kaksi työtä: Työ 1: (osa A) Työ 2: (osa B) Peruskomponentit: vastus, diodi ja zenerdiodi. Tutkitaan vastuksen käyttöä

Lisätiedot

Gauss Gun Toni Terrinen Lempäälä 16.4.2008

Gauss Gun Toni Terrinen Lempäälä 16.4.2008 Gauss Gun Toni Terrinen Lempäälä 16.4.2008 SISÄLLYSLUETTELO 1. JOHDANTO...3... 2.SUUNNITTELU...3 2.1 Suurjännitepuoli...3 2.1.1 Kondensaattorit...3 2.1.2 Kelat...3 2.1.3 Kytkeminen....4 2.1.4 Lataaminen...4

Lisätiedot

SÄHKÖSTATIIKKA JA MAGNETISMI. NTIETS12 Tasasähköpiirit Jussi Hurri syksy 2013

SÄHKÖSTATIIKKA JA MAGNETISMI. NTIETS12 Tasasähköpiirit Jussi Hurri syksy 2013 SÄHKÖSTATIIKKA JA MAGNETISMI NTIETS12 Tasasähköpiirit Jussi Hurri syksy 2013 1. RESISTANSSI Resistanssi kuvaa komponentin tms. kykyä vastustaa sähkövirran kulkua Johtimen tai komponentin jännite on verrannollinen

Lisätiedot

PIIRIANALYYSI. Harjoitustyö nro 7. Kipinänsammutuspiirien mitoitus. Mika Lemström

PIIRIANALYYSI. Harjoitustyö nro 7. Kipinänsammutuspiirien mitoitus. Mika Lemström PIIRIANAYYSI Harjoitustyö nro 7 Kipinänsammutuspiirien mitoitus Mika emström Sisältö 1 Johdanto 3 2 RC-suojauspiiri 4 3 Diodi suojauspiiri 5 4 Johtopäätos 6 sivu 2 [6] Piirianalyysi Kipinänsammutuspiirien

Lisätiedot

LABORAATIO 1, YLEISMITTARI JA PERUSMITTAUKSET

LABORAATIO 1, YLEISMITTARI JA PERUSMITTAUKSET KAJAANIN AMMATTIKORKEAKOULU Tekniikan ja liikenteen ala VAHVAVIRTATEKNIIKAN LABORAATIOT H.Honkanen LABORAATIO 1, YLEISMITTARI JA PERUSMITTAUKSET YLEISTÄ YLEISMITTARIN OMINAISUUKSISTA: Tässä laboratoriotyössä

Lisätiedot

ELEKTRONIIKAN PERUSTEET

ELEKTRONIIKAN PERUSTEET ELEKTRONIIKAN PERUSTEET Juha Aaltonen Seppo Kousa Jyrki Stor-Pellinen A.T.S.S.: J.B.-B. 4 DRW: Spi CHK: JPA Elektroniikan Perusteet SHEET 193 OF 390 DRAWING NO:5.19 Sisällys 1 Johdanto.............................................

Lisätiedot

Laitteita - Yleismittari

Laitteita - Yleismittari Laitteita - Yleismittari Yleistyökalu mittauksissa Yleensä digitaalisia Mittaustoimintoja Jännite (AC ja DC) Virta (AC ja DC) Vastus Diodi Lämpötila Transistori Kapasitanssi Induktanssi Taajuus 1 Yleismittarin

Lisätiedot

M2A.1000. Suomenkielinen käyttöohje. www.macrom.it

M2A.1000. Suomenkielinen käyttöohje. www.macrom.it M2A.000 Suomenkielinen käyttöohje www.macrom.it Vahvistimen säätimet ja liitännät 2 3 4 5 6 7 8 9 0 2 3 4 5 6 7 8 2 Ω 2 3 4 5 6 7 8 9 0 2 3 4 5 7 6 8 RCA-tuloliitäntä matalatasoiselle signaalille Kaiutintasoinen

Lisätiedot

2. Vastuksen läpi kulkee 50A:n virta, kun siihen vaikuttaa 170V:n jännite. Kuinka suuri resistanssi vastuksessa on?

2. Vastuksen läpi kulkee 50A:n virta, kun siihen vaikuttaa 170V:n jännite. Kuinka suuri resistanssi vastuksessa on? SÄHKÖTEKNIIKKA LASKUHARJOITUKSIA; OHMIN LAKI, KIRCHHOFFIN LAIT, TEHO 1. 25Ω:n vastuksen päiden välille asetetaan 80V:n jännite. Kuinka suuri virta alkaa kulkemaan vastuksen läpi? 2. Vastuksen läpi kulkee

Lisätiedot

BY-PASS kondensaattorit

BY-PASS kondensaattorit BY-PA kondensaattorit H. Honkanen Lähes kaikki piirikortille rakennetut elektroniikkalaitteet vaativat BY PA -kondensaattorin käyttöä. BY-pass kondensaattorilla on viisi merkittävää tarkoitusta: Estää

Lisätiedot

Aurinkopaneelin lataussäädin 12/24V 30A. Käyttöohje

Aurinkopaneelin lataussäädin 12/24V 30A. Käyttöohje Aurinkopaneelin lataussäädin 12/24V 30A Käyttöohje 1 Asennuskaavio Aurinkopaneeli Matalajännitekuormitus Akku Sulake Sulake Invertterin liittäminen Seuraa yllä olevaa kytkentäkaaviota. Sulakkeet asennetaan

Lisätiedot

4B. Tasasuuntauksen tutkiminen oskilloskoopilla.

4B. Tasasuuntauksen tutkiminen oskilloskoopilla. TURUN AMMATTIKORKEAKOULU TYÖOHJE 1 4B. Tasasuuntauksen tutkiminen oskilloskoopilla. Teoriaa oskilloskoopista Oskilloskooppi on laite, joka muuttaa sähköisen signaalin näkyvään muotoon. Useimmiten sillä

Lisätiedot

Perusmittalaitteet 2. Yleismittari Taajuuslaskuri

Perusmittalaitteet 2. Yleismittari Taajuuslaskuri Mittaustekniikan perusteet / luento 4 Perusmittalaitteet 2 Digitaalinen yleismittari Yleisimmin sähkötekniikassa käytetty mittalaite. Yleismittari aajuuslaskuri Huomaa mittareiden toisistaan poikkeaat

Lisätiedot

Théveninin teoreema. Vesa Linja-aho. 3.10.2014 (versio 1.0) R 1 + R 2

Théveninin teoreema. Vesa Linja-aho. 3.10.2014 (versio 1.0) R 1 + R 2 Théveninin teoreema Vesa Linja-aho 3.0.204 (versio.0) Johdanto Portti eli napapari tarkoittaa kahta piirissä olevaa napaa eli sellaista solmua, johon voidaan kytkeä joku toinen piiri. simerkiksi auton

Lisätiedot

Pienjännitejohtoa voidaan kuvata resistanssin ja induktiivisen reaktanssin sarjakytkennällä.

Pienjännitejohtoa voidaan kuvata resistanssin ja induktiivisen reaktanssin sarjakytkennällä. SÄHKÖJOHDOT Pienjännitejohtoa voidaan kuvata resistanssin ja induktiivisen reaktanssin sarjakytkennällä. R jx Resistanssit ja reaktanssit pituusyksikköä kohti saadaan esim. seuraavasta taulukosta. Huomaa,

Lisätiedot

EMC Mittajohtimien maadoitus

EMC Mittajohtimien maadoitus EMC Mittajohtimien maadoitus Anssi Ikonen EMC - Mittajohtimien maadoitus Mittajohtimet ja maadoitus maapotentiaalit harvoin samassa jännitteessä => maadoitus molemmissa päissä => maavirta => häiriöjännite

Lisätiedot

MSnS-extra PCB v1.0. Kevyt käyttöohje

MSnS-extra PCB v1.0. Kevyt käyttöohje MSnS-extra PCB v1.0 Kevyt käyttöohje Liittimet 9-napainen pyöreä liitin Tällä liittimellä kytketään kaikki isompaa virrankestoa vaativat signaalit. Liitin on AMP:in valmistama CPC-sarjan vesitiivis versio.

Lisätiedot

Pienitehoisen hakkurivirtalähteen rakentaminen ja toiminnan tutkiminen

Pienitehoisen hakkurivirtalähteen rakentaminen ja toiminnan tutkiminen Pienitehoisen hakkurivirtalähteen rakentaminen ja toiminnan tutkiminen Kari Lavikka / T-Y1D 28. huhtikuuta 2004 Aion rakentaa kevään aikana Ghettoblasterin, eli kannettavan vahvistin ja kaiuttimet -yhdistelmän.

Lisätiedot

Radioamatöörikurssi 2015

Radioamatöörikurssi 2015 Radioamatöörikurssi 2015 Polyteknikkojen Radiokerho Putket, häiriöt 17.11.2015 Tatu, OH2EAT 1 / 19 Putket Ensimmäisiä vahvistinkomponentteja, ei juuri käytetä enää nykyään Edelleen käytössä mm. suuritehoisissa

Lisätiedot

TEHOLÄHTEET JA MUUNTAJAT

TEHOLÄHTEET JA MUUNTAJAT TEHOLÄHTEET JA MUUNTAJAT TABILOIDUT TEHOLÄHTEET Galvaanisesti erotettu verkosta, elektronisella sulakkeella. Ohjaus ja automaatiojärjestelmien syöttöön, versiot 12 ja 24V. TABILOIDUT ÄÄDETTÄVÄT TEHOLÄHTEET

Lisätiedot

Taitaja2010, Iisalmi Suunnittelutehtävä, teoria osa

Taitaja2010, Iisalmi Suunnittelutehtävä, teoria osa Taitaja2010, Iisalmi Suunnittelutehtävä, teoria osa Nimi: Pisteet: Koulu: Lue liitteenä jaettu artikkeli Solar Lamp (Elector Electronics 9/2005) ja selvitä itsellesi laitteen toiminta. Tätä artikkelia

Lisätiedot

Aineopintojen laboratoriotyöt I. Ominaiskäyrät

Aineopintojen laboratoriotyöt I. Ominaiskäyrät Aineopintojen laboratoriotyöt I Ominaiskäyrät Aki Kutvonen Op.nmr 013185860 assistentti: Tommi Järvi työ tehty 31.10.2008 palautettu 28.11.2008 Tiivistelmä Tutkittiin elektroniikan peruskomponenttien jännite-virtaominaiskäyriä

Lisätiedot

Magneettinen energia

Magneettinen energia Luku 11 Magneettinen energia 11.1 Kelojen varastoima energia Sähköstatiikan yhteydessä havaittiin, että kondensaattori kykenee varastoimaan sähköstaattista energiaa. astaavalla tavalla kela, jossa kulkee

Lisätiedot

3D-kuva A B C D E Kuvanto edestä Kuvanto sivulta Kuvanto päältä. Nimi Sotun loppuosa - Monimuotokoulutuksen soveltavat tehtävät 20 p. Tehtävä 1 3p.

3D-kuva A B C D E Kuvanto edestä Kuvanto sivulta Kuvanto päältä. Nimi Sotun loppuosa - Monimuotokoulutuksen soveltavat tehtävät 20 p. Tehtävä 1 3p. Nimi Sotun loppuosa - Monimuotokoulutuksen soveltavat tehtävät 20 p. Tehtävä 1 3p. Viiden oheisen 3D-kappaleen kuvannot kolmesta suunnasta katsottuna on esitetty seuraavalla sivulla. Merkitse oheiseen

Lisätiedot

Radioamatöörikurssi 2013

Radioamatöörikurssi 2013 Radioamatöörikurssi 2013 Polyteknikkojen Radiokerho Putket, häiriöt 19.11.2013 Tatu, OH2EAT 1 / 20 Putket Ensimmäisiä vahvistinkomponentteja, ei juuri käytetä enää nykyään Edelleen käytössä mm. suuritehoisissa

Lisätiedot

Kapasitiivinen ja induktiivinen kytkeytyminen

Kapasitiivinen ja induktiivinen kytkeytyminen Kapasitiivinen ja induktiivinen kytkeytyminen EMC - Kaapelointi ja kytkeytyminen Kaapelointi merkittävä EMC-ominaisuuksien kannalta yleensä pituudeltaan suurin elektroniikan osa > toimii helposti antennina

Lisätiedot

6. Analogisen signaalin liittäminen mikroprosessoriin 2 6.1 Näytteenotto analogisesta signaalista 2 6.2. DA-muuntimet 4

6. Analogisen signaalin liittäminen mikroprosessoriin 2 6.1 Näytteenotto analogisesta signaalista 2 6.2. DA-muuntimet 4 Datamuuntimet 1 Pekka antala 19.11.2012 Datamuuntimet 6. Analogisen signaalin liittäminen mikroprosessoriin 2 6.1 Näytteenotto analogisesta signaalista 2 6.2. DA-muuntimet 4 7. AD-muuntimet 5 7.1 Analoginen

Lisätiedot

Näytteen liikkeen kontrollointi

Näytteen liikkeen kontrollointi LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN YLIOPISTO Sähkötekniikan osasto Fysiikan laitos Kandidaatintyö Näytteen liikkeen kontrollointi Työn ohjaajana ja tarkastajana toimi diplomi-insinööri Hanna-Leena Varis. Lappeenrannassa

Lisätiedot

Vahvistimet ja lineaaripiirit. Operaatiovahvistin

Vahvistimet ja lineaaripiirit. Operaatiovahvistin Vahvistimet ja lineaaripiirit Kotitentti 3 (2007) Petri Kärhä 20/01/2008 Vahvistimet ja lineaaripiirit 1 Operaatiovahvistin (Operational Amplifier, OpAmp) Perusvahvistin, toiminta oletetaan suunnittelussa

Lisätiedot

14.1 Tasavirtapiirit ja Kirchhoffin lait R 1. I 1 I 3 liitos + - R 2. silmukka. Kuva 14.1: Liitoksen, haaran ja silmukan määrittely virtapiirissä.

14.1 Tasavirtapiirit ja Kirchhoffin lait R 1. I 1 I 3 liitos + - R 2. silmukka. Kuva 14.1: Liitoksen, haaran ja silmukan määrittely virtapiirissä. Luku 14 Lineaaripiirit Lineaaripiireillä ymmärretään verkkoja, joiden jokaisessa haarassa jännite on verrannollinen virtaan, ts. Ohmin laki on voimassa. Lineaariset piirit voivat siis sisältää jännitelähteitä,

Lisätiedot

Radioamatöörikurssi 2014

Radioamatöörikurssi 2014 Radioamatöörikurssi 2014 Polyteknikkojen Radiokerho Putket, häiriöt, sähköturvallisuus 13.11.2014 Tatu, OH2EAT 1 / 18 Putket Ensimmäisiä vahvistinkomponentteja, ei juuri käytetä enää nykyään Edelleen käytössä

Lisätiedot

M2A.2000. Suomenkielinen käyttöohje. www.macrom.it

M2A.2000. Suomenkielinen käyttöohje. www.macrom.it M2A.2000 Suomenkielinen käyttöohje www.macrom.it Vahvistimen säätimet ja liitännät 2 3 5 6 7 8 9 0 2 3 5 6 7 8 9 2 3 5 6 7 8 9 0 2 3 5 6 7 8 9 RCA-tuloliitäntä matalatasoiselle signaalille High Level -kaiutintasoinen

Lisätiedot

Osakäämikoneiden mittausohje

Osakäämikoneiden mittausohje Sisällysluettelo: 2/7 Yleistä...3 Käämien vastuksen mittaus...4 Eristysresistanssimittaus...5 Mittauksen suorittaminen...5 Ohjauspiirin testaaminen...6 Osakäämikäynnistyksen releiden testaus....6 Vaihejännitteiden

Lisätiedot

Käyttölaite tyyppi ABNM-LOG/LIN AB-QM, 0-10 V, ohjausjännitteellä

Käyttölaite tyyppi ABNM-LOG/LIN AB-QM, 0-10 V, ohjausjännitteellä Käyttölaite tyyppi ABNM-LOG/LIN AB-QM, 0-10 V, ohjausjännitteellä Käyttökohteet Huonetermostaatti tai valvontajärjestelmä (DDC) ohjaa toimitaiteitta 0-10 V:n jännitteellä. Toimilaite muuntaa 0-10 V:n signaalin

Lisätiedot

Jussi Klemola 3D- KEITTIÖSUUNNITTELUOHJELMAN KÄYTTÖÖNOTTO

Jussi Klemola 3D- KEITTIÖSUUNNITTELUOHJELMAN KÄYTTÖÖNOTTO Jussi Klemola 3D- KEITTIÖSUUNNITTELUOHJELMAN KÄYTTÖÖNOTTO Opinnäytetyö KESKI-POHJANMAAN AMMATTIKORKEAKOULU Puutekniikan koulutusohjelma Toukokuu 2009 TIIVISTELMÄ OPINNÄYTETYÖSTÄ Yksikkö Aika Ylivieska

Lisätiedot

Signaalien datamuunnokset. Näytteenotto ja pito -piirit

Signaalien datamuunnokset. Näytteenotto ja pito -piirit Signaalien datamuunnokset Muunnoskomponentit Näytteenotto ja pitopiirit Multiplekserit A/D-muuntimet Jännitereferenssit D/A-muuntimet Petri Kärhä 26/02/2008 Signaalien datamuunnokset 1 Näytteenotto ja

Lisätiedot

Sähköpajan elektroniikkaa

Sähköpajan elektroniikkaa Sähköpajan elektroniikkaa Kimmo Silvonen (X) "Virtalähde", teholähde, verkkolaite (wall-wart) Elektroniikkapiirit vaativat toimiakseen käyttöjännitteen. Paristot noin 1,5 V tai 3 V / kenno Ladattavat NiMH-akut

Lisätiedot

20 Kollektorivirta kun V 1 = 15V 10. 21 Transistorin virtavahvistus 10. 22 Transistorin ominaiskayrasto 10. 23 Toimintasuora ja -piste 10

20 Kollektorivirta kun V 1 = 15V 10. 21 Transistorin virtavahvistus 10. 22 Transistorin ominaiskayrasto 10. 23 Toimintasuora ja -piste 10 Sisältö 1 Johda kytkennälle Theveninin ekvivalentti 2 2 Simuloinnin ja laskennan vertailu 4 3 V CE ja V BE simulointituloksista 4 4 DC Sweep kuva 4 5 R 2 arvon etsintä 5 6 Simuloitu V C arvo 5 7 Toimintapiste

Lisätiedot

M2A.4000. Suomenkielinen käyttöohje. www.macrom.it

M2A.4000. Suomenkielinen käyttöohje. www.macrom.it M2A.4000 Suomenkielinen käyttöohje www.macrom.it Vahvistimen säätimet ja liitännät 2 3 4 5 6 7 8 9 0 2 3 4 5 6 7 8 9 20 2 22 23 24 25 26 2 3 4 5 6 7 8 9 0 2 3 4 RCAtuloliitäntä (kanavat /2) High Level

Lisätiedot

SÄHKÖ KÄSITTEENÄ. Yleisnimitys suurelle joukolle ilmiöitä ja käsitteitä:

SÄHKÖ KÄSITTEENÄ. Yleisnimitys suurelle joukolle ilmiöitä ja käsitteitä: FY6 SÄHKÖ Tavoitteet Kurssin tavoitteena on, että opiskelija ymmärtää sähköön liittyviä peruskäsitteitä, tutustuu mittaustekniikkaan osaa tehdä sähköopin perusmittauksia sekä rakentaa ja tutkia yksinkertaisia

Lisätiedot

Sami Tikkanen sami.tikkanen@combicool.fi. kwh-mittaus kylmälaitoksesta

Sami Tikkanen sami.tikkanen@combicool.fi. kwh-mittaus kylmälaitoksesta Sami Tikkanen sami.tikkanen@combicool.fi kwh-mittaus kylmälaitoksesta kwh-mittaus ADAP-KOOL:ssa tai m2:ssa m2 virtamuuntajat 3 vaihesyöttö virtatieto AKL 111A jännitetieto kwh-mittarin ominaisuudet Mittari

Lisätiedot

DC-moottorin pyörimisnopeuden mittaaminen back-emf-menetelmällä

DC-moottorin pyörimisnopeuden mittaaminen back-emf-menetelmällä 1 DC-moottorin pyörimisnopeuden mittaaminen back-emf-menetelmällä JK 23.10.2007 Johdanto Harrasteroboteissa käytetään useimmiten voimanlähteenä DC-moottoria. Tämä moottorityyppi on monessa suhteessa kätevä

Lisätiedot

Kuva 1: Vaihtovirtapiiri, jossa on sarjaan kytkettynä resistanssi, kapasitanssi ja induktanssi

Kuva 1: Vaihtovirtapiiri, jossa on sarjaan kytkettynä resistanssi, kapasitanssi ja induktanssi 31 VAIHTOVIRTAPIIRI 311 Lineaarisen vaihtovirtapiirin impedanssi ja vaihe-ero Tarkastellaan kuvan 1 mukaista vaihtovirtapiiriä, jossa on resistanssi R, kapasitanssi C ja induktanssi L sarjassa Jännitelähde

Lisätiedot