Suunnitteluharjoitus s-2016 (...k-2017)

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Suunnitteluharjoitus s-2016 (...k-2017)"

Aimo Pakarinen
7 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 1 Suunnieluharjoius s-2016 (...k-2017) HAKKURITEHOLÄHDE Seuraavan push-pull-yyppisen hakkurieholäheen komponeni ulisi valia (muunajaa lukuunoamaa). V1 iin 230 V ± 10 % 50 Hz V3 Perusieoja kykennäsä Verkkoasasuunauksen käyrämuooja: uc1 ûc1 ΔuC1, p-p Diodi V1 ja V4 johava Diodi V2 ja V3 johava iin Todellinen Approksimaaio 10 ms

2 2 Jännieasoja: u C1, max = V + 10 % = V ransieni uleva ämän lisäksi, joen u C1, max 400 V u C1, min = V 10 % = V Haluaan, eä u C1, p-p = 40 V. Sien minimijännie välipiirissä u C1, min = V 250 V Toisin sanoen hakkurin ulee oimia jänniealueella 250 V V. PUSH-PULL HAKKURI Push-pull hakkurin käyrämuooja (oleeu, eä muunajan hajaindukanssi ova nollia): Muunajan ensiöjännie Muunajan ensiövira ut1 it1 Transisori V 6 ja V 7 sekä diodi V 9 johava Ton Diodi V 9 ja V 10 johava kuormavirran puoliksi, myös magn. vira (muunosuhde N1/2N2) kierää diodila oiselle Diodi V 9 ja V 10 johava kuormavirran puoliksi, myös magn. vira (muunosuhde N1/2N2) kierää diodila oiselle Magneoinivirran osuus ensiövirrasa T Transisori V 5 ja V 8 sekä diodi V 10 johava il Kurisimen vira il, 0 ΔiL p-p

3 3 Lähöeho P o = W, oiminaaajuus f = khz Ympärisöilman lämpöila T A = 60 C Lähöjännieen U o = 5 V salliu aaloisuus Δuo, p-p = 40 mv 1 KURISTIN Mioiusperuse ΔiL, p-p 0,05 Io, jossa I o = P o 5 V sien saadaan arviavalle indukanssille yhälö L U o + u F10 T 2 T on 0,05 I o jossa u F10 on diodin V 10 pääsöjänniehäviö, olea u F10 = 1 V. Kurisimen mioius ehdään pahimman virran aaloisuuden mukaan, eli kun johoaika on T on = T 4. Tehävä: - Laske indukanssiarvo em. yhälöllä - valise sopiva sydän - laske kierrosmäärä - laske häviö - arkisa mioius lämpenemän ja mahumisen suheen 2 KONDENSAATTORI C2 Kapasianssin on olava C 2 U o + u F10 T 2 T 2 T on 8 L u o, p-p R ESR i L, p-p jossa L on edellisessä kohdassa saau indukanssi, R ESR on kondensaaorin ai kondensaaorien (käyä arviaessa rinnankykenää!) sisäinen resisanssi ja T on = T 4.

4 4 Tehävä: - valise kondensaaori ai kondensaaori sien eä mioiuskaava oeuuu - arkisa kondensaaorin ai kondensaaorien yliaalovirakesoisuus 3 MUUNTAJA Ise muunajaa ei arvise mioiaa (yömäärän kohuullisamiseksi) Laske kuienkin muunajala vaadiava muunosuhde = N 1 N 2 sekä muunajan ensiövira ja häviöeho (arviaan ensiöpuolen komponenien mioiukseen) Huomaa, eä oisiojännieen huippuarvon ulee olla UDC:n ollessa 250 V ja ransisorien johaessa vuoroellen ajan T/2 u T2 U o + U F + U L + U kom jossa UF on diodin pääsöjännie (olea 1 V), UL on kurisimen resisiivinen jänniehäviö (= RL, dc Io ) ja Ukom on varmuusvara asasuunaajan kommuoinnin aiheuamalle jännieenalenemalle (olea 0.05 Uo). Lisäksi olea, eä muunajan hyöysuhde on 95 %, ja eä puole sen häviöisä on käämien resisansseissa kuluvia kuparihäviöiä ja puole ensiön magneoinivirran päökomponenia aiheuavaa rauahäviöä. Magneoinivirran huippuarvoksi olea 10 % ensiöön redusoidusa oisiovirran huippuarvosa. 4 Kondensaaori C1 Kuen sivun 1 kuvasa nähdään, apahuu kondensaaorin varauuminen verkosa varsin lyhyaikaisen virapulssien avulla. Laskeaan ensin hakkurieholäheen oama vira asasähkövälipiirisä ehonarpeen avulla P dc = P o + P H, L + P H, (V9 & V10) + P H, T + P H, hakkuri jossa Po on lähöeho, PH, L on kurisimen häviö, PH, (V9 & V10) on diodien häviö (noin Io 1 V), PH, T

5 5 on muunajan häviöeho ja PH, hakkuri on hakkurin häviö (olea eä diodien jänniehäviö on 1.5 V ja ransisorien 3 V, näin oeaan huomioon myös kykenähäviöiä) Ny saadaan asavirraksi I dc = P dc U C1, min + u C1, p-p 2 P dc 270 V Tasasuunaajan diodi alkava johaa kun verkon jännie on u C1, p-p verran huippuarvon alapuolella. Sien 2 U IN, min 2 V sin 1 = U C1, min = 250 V jossa UIN, min on 230 V - 10 % = 207 V. Rakaisemalla saadaan sin 1 = 250 V 2 U IN, min 2 V Diodi lopeava johamisen kun verkkojännieen derivaaa ulee iseisarvolaan isommaksi kuin kuormavirran aiheuama kondensaaorin jännieen alenema. (Tässä on oleeu, eä syööverkon impedanssi voidaan unohaa, joen ulos on likimääräinen). Sien du C1 d = I dc C 1 2 U IN, min 2 V cos 2 josa cos 2 = I dc C 1 2 U IN, min 2 V Ny voiaisiin ieroimalla rakaisa, mikä C1:n arvo anaa juuri oikean huipusa-huippuun jännievaihelun. Käyännössä ieraaio voidaan välää oleamalla ensiksi kondensaaorin olevan laauunu huippujännieeseen ja purkauuvan sielä 10 ms (siis puolijakson) ajan jännieen muuuessa arvon u C1, p-p verran. Siispä C 1 10 ms I dc u C1, p-p Tää kapasianssin approksimaaioa käyäen voidaan edelläolevisa yhälöisä laskea aikaväli 1 2,

6 6 jona aikana verkko syöää koko 10 ms aikana arviavan energian. Tää käyäen voidaan laskea ekvivaleninen virapulssin korkeus i IN 10 ms I dc 2 1 Todellisuudessa virapulssi on ieenkin epämääräisen sinimuooinen pulssi, jonka muoo riippuu myös verkon indukanssisa. Mioiusarkoiuksiin suorakaidepulssiapproksimaaio on kuienkin riiävän arkka. On huomaava lisäksi, eä C1:n kaua kulkeva myös hakkurin yliaalovirra! Tehävä: - Valise kondensaaori ai kondensaaori - arkisa kondensaaorin ai kondensaaorien yliaalovirakesoisuus huomioiden sekä hakkurin eä asasuunaajan virayliaallo. 5 AKTIIVISET KOMPONENTIT Tehävä: - Valise asasuunausdiodi V1-V4. Huomaa, eä myös valmiia silapakkauksia on saaavana. Mioia ja valise jäähdyyselemeni, jos sellainen on arpeen - Valise diodi V9 ja V10, mioia ja valise jäähdyyselemeni. - Valise fei V5-V8 ja niiden mahdollinen jäähdyyselemeni, arkisa lämpöilakarkaus. Olea, eä muunajan magneoinivira ei kulje fein diodissa. Olea myös, eä fei on suojau clamp-kykennällä, jonka ansiosa päällekykenähäviö ova lähes nolla ja kakaisussa jännie rajoiuu väliömäsi suojan jännieeseen, noin 450 V, ja pysyy ässä arvossa kunnes fein vira on nolla.

7 7 LISÄTIETOJA YMS. Komponenien daalehiä löyyy inerneisä. Oppikirjan lopussa on lueelo eräisä komponenialan inerne-osoieisa, mua se on jo vanhenunu, päiviey lisa jaeaan suunnieluharjoiuksen maeriaalien mukana. Vihjeiä: - Muisilisa arkiseavisa asioisa: Jänniekesoisuus, virakesoisuus, lämpenemä. - Liiä kopio käyämisäsi komponenien daalehdisä suunnieluharjoiuksesi liieeksi. Muisa myös mainia valmisaja ja yyppi papereissasi. - Varaa suunnieluharjoiuksen ekoon riiäväsi aikaa. On varsin odennäköisä, eä komponeni, jonka ensimmäiseksi löysi neisä, osoiauuukin arkemmin asiaan perehdyyäsi aivan sopimaomaksi. Lisäksi daalehien esiskely neisä vie ylläävän paljon aikaa. - Huomaa, eä valmisajilla on usein neisivuillaan opasavia dokumeneja daalehiensä käyöön (esim. applicaion noe, guide, ms.), joihin kannaaa uusua. - Useinkaan ei kannaa jäädä ekemään iedeä, vaan käyää erveä järkeä. Tavoieena on saada vain noin 10 % arkkuus mioiuksessa, mieluien urvalliselle puolelle epävarmuuksia kasaen. Ts. sellainen mioius, eä laie oimii varmasi, mua ei ole vallan ylimioieu. Harjoiusen mallirakaisuihin verraen salliaan yksinkeraisemma rakaisu, mua huomaa; miä ikinä eekin, on se aina lyhyesi peruselava. Jos seinä unuu nousevan pysyyn, voi neuvoa kysyä minula esim. sähköposilla. Viimeinen palauuspäivä: Maananaina klo Tämän jälkeen palaueuisa suunnieluharjoiuksisa saa 0 (nolla) piseä. Suunnieluharjoiukse palaueaan MyCourses-poraaliin, henkilökohaiseen palauuslaaikkoon. Raoisia hekiä daakirjojen parissa!

Samankaltaiset tiedostot

W dt dt t J.

W dt dt t J. DEE-11 Piirianalyysi Harjoius 1 / viikko 3.1 RC-auon akku (8.4 V, 17 mah) on ladau äyeen. Kuinka suuri osa akun energiasa kuluu ensimmäisen 5 min aikana, kun oleeaan mooorin kuluavan vakiovirran 5 A? Oleeaan