5.2. Jännitelähde - 15 V 10 A

Samankaltaiset tiedostot
5.1.Jännitelähde + 15 V 10 A

2 Jannitelähde 24 V 28 V 7,5 A

3 Jännitelähde 12,0 V / 13,8 V 40 A

4 Jännitelähde 5V 6V ja 9V 10 A

Fysiikan laboratoriotyöt 1, työ nro: 3, Vastuksen ja diodin virta-jänniteominaiskäyrät

1 Jännitelähde 50 V 40 A

Taitaja2004/Elektroniikka Semifinaali

kipinäpurkauksena, josta salama on esimerkki.

CC-ASTE. Kuva 1. Yksinkertainen CC-vahvistin, jossa virtavahvistus B + 1. Kuva 2. Yksinkertaisen CC-vahvistimen simulaatio

DIODIN OMINAISKÄYRÄ TRANSISTORIN OMINAISKÄYRÄSTÖ

Elektroniikan perusteet, Radioamatööritutkintokoulutus

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

1. Tasavirta. Virtapiirin komponenttien piirrosmerkit. Virtapiiriä havainnollistetaan kytkentäkaaviolla

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

OPERAATIOVAHVISTIMET 2. Operaatiovahvistimen ominaisuuksia

ELEKTRONIIKAN PERUSTEET T700504

Sähköpaja. Kimmo Silvonen (X)

Transistoreiden merkinnät

IIZE3010 Elektroniikan perusteet Harjoitustyö. Pasi Vähämartti, C1303, IST4SE

SMG-2100: SÄHKÖTEKNIIKKA. Kirchhoffin lait Aktiiviset piirikomponentit Resistiiviset tasasähköpiirit

SÄHKÖTEKNIIKKA. NTUTAS13 Tasasähköpiirit Jussi Hurri kevät 2015

DEE-11110: SÄHKÖTEKNIIKAN PERUSTEET. Kirchhoffin lait Aktiiviset piirikomponentit Resistiiviset tasasähköpiirit

Taitaja2010, Iisalmi Suunnittelutehtävä, teoria osa

SÄHKÖ KÄSITTEENÄ. Yleisnimitys suurelle joukolle ilmiöitä ja käsitteitä:

Elektroniikka. Mitä sähkö on. Käsitteistöä

Kaksi yleismittaria, tehomittari, mittausalusta 5, muistiinpanot ja oppikirjat. P = U x I

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

TASONSIIRTOJEN ja VAHVISTUKSEN SUUNNITTELU OPERAATIOVAHVISTINKYTKENNÖISSÄ

SÄHKÖTEKNIIKKA. NBIELS13 Tasasähköpiirit Jussi Hurri syksy 2015

SMG-1100: PIIRIANALYYSI I

Sähkötekiikka muistiinpanot

LABORAATIO 1, YLEISMITTARI JA PERUSMITTAUKSET

Taitaja2008, Elektroniikkalajin semifinaali

Ledien kytkeminen halpis virtalähteeseen

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

Pynnönen Opiskelija: Tarkastaja: Arvio:

Sähkövirran määrittelylausekkeesta

S SÄHKÖTEKNIIKKA Kimmo Silvonen

Kaikki kytkennät tehdään kytkentäalustalle (bimboard) ellei muuta mainita.

Nokeval. Käyttöohje. Monipistenäyttö 532R. No

Taitaja2007/Elektroniikka

Sähköautoprojekti Pienoissähköauto Elektroniikan kokoonpano Moottoriohjain.

Elektroniikan perusteet, Radioamatööritutkintokoulutus

Multivibraattorit. Bistabiili multivibraattori:

Sähköpajan elektroniikkaa

TYÖ 2: OPERAATIOVAHVISTIMEN PERUSKYTKENTÖJÄ

RAIDETESTERIN KÄYTTÖOHJE

Jännitelähteet ja regulaattorit

ELEKTRONIIKAN PERUSTEET T320003

Elektroniikka ja sähkötekniikka

Radioamatöörikurssi 2011

MIKROAALTOMITTAUKSET 1

Aineopintojen laboratoriotyöt I. Ominaiskäyrät

Mitataan kanavatransistorin ja bipolaaritransistorin ominaiskäyrät. Tutustutaan yhteisemitterikytketyn transistorivahvistimen ominaisuuksiin.

FysE301/A Peruskomponentit: vastus, diodi ja kanavatransistori

VASTUKSEN JA DIODIN VIRTA-JÄNNITEOMINAISKÄYRÄT

YLEISMITTAREIDEN KÄYTTÄMINEN

4B. Tasasuuntauksen tutkiminen oskilloskoopilla.

VIM RM1 VAL / SKC VIBRATION MONITOR RMS-MITTAUSJÄRJESTELMÄLLE KÄSIKIRJA. VIM-RM1 FI.docx / BL 1(5)

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

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

Kuva 1. Ohmin lain kytkentäkaavio. DC; 0 6 V.

Fysiikan laboratoriotyöt 3 Sähkömotorinen voima

FYSP104 / K2 RESISTANSSIN MITTAAMINEN

Sähkötekniikan perusteet

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

CRT NÄYTÖN VAAKAPOIKKEUTUS- ASTEEN PERIAATE

DT-105 KÄYTTÖOHJE Sivu 1/5 DT-105 KÄYTTÖOHJE LUE KÄYTTÖOHJE HUOLELLISESTI ENNEN MITTARIN KÄYTTÖÖNOTTOA TULOSIGNAALIEN SUURIMMAT SALLITUT ARVOT

LOPPURAPORTTI Lämpötilahälytin Hans Baumgartner xxxxxxx nimi nimi

sylinteri- ja rasiamalliset magneettikytkimet

Sähkötekniikan perusteet

Katso Opetus.tv:n video: Kirchhoffin 1. laki

Tehokas ledivalaisin 30 valkoisella ledillä. Käyttöjännite 12 20V. Nimellisvirta on noin 0.10A A Suunnittelija Mikko Esala.

SÄHKÖSTATIIKKA JA MAGNETISMI. NTIETS12 Tasasähköpiirit Jussi Hurri syksy 2013

FYS206/5 Vaihtovirtakomponentit

C 2. + U in C 1. (3 pistettä) ja jännite U C (t), kun kytkin suljetaan ajanhetkellä t = 0 (4 pistettä). Komponenttiarvot ovat

TEHTÄVÄT KYTKENTÄKAAVIO

Osaluettelo. Ennen kun aloitat juottamisen on suotavaa

ESMART202 Teholähde ja akkulaturi

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

ELEKTRONISET JÄRJESTELMÄT, LABORAATIO 1: Oskilloskoopin käyttö vaihtojännitteiden mittaamisessa ja Theveninin lähteen määritys yleismittarilla

ELEC-C6001 Sähköenergiatekniikka, laskuharjoitukset oppikirjan lukuun 10 liittyen.

Lineaariteholähteen rakentaminen

Kannattaa opetella parametrimuuttujan käyttö muidenkin suureiden vaihtelemiseen.

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

Operaatiovahvistimen vahvistus voidaan säätää halutun suuruiseksi käyttämällä takaisinkytkentävastusta.

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.

PUOLIJOHTEET tyhjennysalue

S SÄHKÖTEKNIIKKA Kimmo Silvonen

YLEISMITTAREIDEN KÄYTTÄMINEN

Näytteen liikkeen kontrollointi

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

SÄHKÖSUUREIDEN MITTAAMINEN

lomake 6 Taitaja 2007 Lajinumero: 06 Kilpailijanumero: 41 Kilpailijan nimi Anonyymi Kilpailija41 Allekirjoitukset

TIETOISKU SUUNNITTELUHARJOITUKSEN DOKUMENTAATIOSTA

Vakiovirtaregulaattori P-kanava FET-transistorilla

TEHOLÄHTEET JA MUUNTAJAT

Pinces AC-virtapihti ampèremetriques pour courant AC

SÄHKÖENERGIATEKNIIIKKA. Harjoitus - luento 7. Tehtävä 1

Transkriptio:

1 5.2. Jännitelähde - 15 V 10 A Negatiivinen jännitelähde on puhtaimmillaan vastaavan positiivisen peilikuva. Tästä saattaa olla hyötyä ajatellen laitteen häiriöherkkyyttä. Pulmana on, ettei LM 723:lle löydy vastaavaa negatiivista paria. Lineaariteholähteitä käsittelevässä johdannossa jo mainitsin, miten LM 317:llä rakennettu kytkentä värähteli loputtomiin, vaikka kolmella eri piirikorttiratkaisulla kokeilin. En edes viitsinyt enää kokeilla vastaavaa negatiivista säädintä LM 337, vaikka rakensinkin sen. Motorolalta löytyy mikropiiri MC 1468, jossa on sekä positiivinen että negatiivinen säädin ± 15 V, mutta datalehti jo juoruaa, että loisvärähtelyt ovat arkipäivää. Niinpä päätin käyttää mielikuvitusta ja yhtä integroitua piiriä, vanhaa kunnon LM 741:tä. Se ei ole jättänyt koskaan ennenkään pulaan. Lisäksi tarvitaan erilliskomponentteja. Yhtä hyvä ellei peräti parempi ratkaisu olisi ollut käyttää ainoastaan erillisosia. Sen verran kun olen selaillut kytkentäkaavioita laboratoriovirtalähteistä, ne on yleensä tehty erilliskomponenteista. Tästä piiriratkaisusta on helppo tehdä positiivinen peilikuva, jos haluaa symmetrisen parin!

2 Kuva 5.2.1 Jännitelähteen -15 V kytkentäkaavio (Kytkentakaavio -15 V.pdf) Transistorit T1 ja T2 muodostavat tässäkin kytkennässä jännitelähteen laitteen omia tarpeita varten ja se on peilikuva positiivisesta jännitelähteestä. Valitaan hiukan isompi jännite kuin positiivisella puolella - 26,3 V ± 5 %. Vertailujännite muodostetaan referenssidiodilla 1N823. Sen nimellisvirta on 7,5 ma. Jotta IC1:n tulojen virtojen eron ja niiden ryöminnän vaikutus jäisi mahdollisimman pieneksi, R10 ~ (R8+½P1) (R9+½P1) = 1,2 kohm. C15 ja R12 muodostavat negatiivisen takaisinkytkennnän taajuuskompensointia varten. Sisäinen kompensointi ei osoittautunut riittäväksi. R11 ja C14 vähentävät omalta osaltaan värähtelyalttiutta. Transistorien T3 ja T9 häviötehokäyrät ovat alaspäin aukeavia paraabeleita ja huippuarvot ovat äärirajojen välillä. Ne on laskettu ja ilmoitettu kytkentäkaaviossa.

3 Kondensaattori C19 tasaa kuormitushuippuja. Se purkautuu vastuksen R14 kautta, kun laite sammutetaan tai ulostulo ajetaan alas ilman kuormaa. Jos kytkennässä esiintyy loisvärähtelyjä, C19 kuumentuu voimakkaasti. Vastukset R20 ja R21 ovat tarpeen vain, jos MJ2955:ien kanta-kollektorivuotovirta on niin suuri, että se riittää käynnistämään transistorit. Jos R20 ja R21:tä käytetään (68 ohmia), on R14:n vastusarvoa pienennettävä 220 ohmiin (Pd = 1 W, vastus 2 W varmuuden vuoksi). Jos ulostulo ajautuu kuormittamattomana -31 V:iin (kondensaattorien jännite), on käytettävä vieläkin pienempää vastusarvoa. Tehotransistorien T4 ja T5 emittereillä olevat vastukset R18 ja R19 ovat välttämättömiä, sillä ne tasaavat transistorien virtaa. Samalla saadaan karkea virranmittaus ylikuormituksen varalta. Ylikuormitusta vartioivat transistorit T6 ja T7. Koska rajaarvo riippuu tässäkin kytkennässä komponenttien ominaisuuksista, se ei ole säädettävissä. Kun piiriä kuormitettiin 10 A:in virralla ja sitä lisättiin vielä 12 ohmin vastuksella, ylikuormitussuoja toimi eli 10-11 ampeerilla. On tärkeätä huolehtia komponenttien riittävästä jäähdytyksestä. Diodit D2 ja D3 suojaavat poikkeustilanteissa jännitteiden vääriltä napaisuuksilta. (D4 on turha!) Ulostulojännitteen vertailupiirin vertailujännite on aiheellista muodostaa referenssidiodilla Z4 1N823. Näin siksi, että joudutaan käyttämään jännitteenjakajaa vertailussa. Kun halutaan hälytys 0.75 V eli 5 % jännitteenylityksestä, se tarkoittaa jännitejakajan jälkeen 310 mv:ia. Kun otetaan huomioon mikropiirin ottojen jänniteron (input offset voltage) ja tulojen virtojen eron (input offset current) ryömintä lämpötilan funktiona, pelivara ei ole suurensuuri. Voitaisiin tietysti valita parempikin mikropiiri tässä suhteessa, mutta pitäisin tätä menettelyä riittävänä. Vaikka syntyisi virhetoiminto, ei siitä seuraa erityistä vahinkoa. Tässäkin tapauksessa

4 tasapainotetaan ottojen vastukset: R25 ~ (R22+½P2) (R23+½P2) = 3,3 kohm. Kaavioon on tässäkin kohdassa pujahtanut virhe: p.o. R25 = 3,3 k (ei vakava). Kondensaattori C20 estää virhetoimintoja, jos ulostulojännite huojuisi kuormituksen voimakkaiden muutosten seurauksena hetkellisesti. Koska tyristoreita ei ole kahta tyyppiä kuten transistoreita pnp ja npn, täytyy tulla yhdellä mallilla toimeen, jos niitä käyttää. Tilanne on nyt vain mutkikkaampi, sillä tyristorien katodit on pakko kytkeä negatiivisen syöttöjännitteeseen, joka nollakuormalla voi laskea arvoon - 32,0 V (Diodisillan ylimenojännite putoaa huomattavasti, kun virta menee olemattomiin!). Syöttöjännite puolestaan aaltoilee maksimissaan 10,6 V. Se siis voi liikkua molemmin puolin vertailupiirin negatiivista syöttöjännitettä - 26,3 V. Tilanteesta selviydytään kuitenkin tekemälläni kytkennällä. Mikropiirin ulostuloon on liitettävä jännitteenjakaja, joka ei epäedullisimmassakaan tapauksessa liipaise tyristoria, kun laitteen ulostulojännite on sallituissa rajoissa. Jännite-ero mikropiirin ulostulon ja sen negatiivisen käyttöjännitteen välillä on epäedullisimmassa tapauksessa: - 26,3 V + 3,0 V (ulostulo ei laske negatiiviseen käyttöjännitteeseen) - (- 32,0 V) = 8,7 V. Hilajännite on tällöin 8,7 V x R32 / (R28+R32) = 264 mv, mikä ei liipaise tyristoria. Kuitenkin laitteen käynnistyksen yhteydessä kävi niin, että SCR2:n hila sai aina liipaisupiikin ja laitteen ulostulojännite jäi nollaan. Tämä saatiin estettyä kondensaattorilla C23. Sen kytkemisen jälkeen yhtään tällaista virhetoimintoa ei havaittu. Transistorit T6 ja T7 antavat negatiivisen pulssin ylikuormituksen sattuessa. Tyristori vaatii kuitenkin positiivisen liipaisun. Tämä asia hoidetaan transistorilla T8. Tyristorin SCR1 hilalle ei tarvita muuta, kuin jännitteenjakovastus R34, joka pitää hilan myös nollajännitteisenä muulloin, kuin jännitelähteen ylikuormitustapauksessa. Ylikuormituksen tai ylijännitteen sattuessa joko tyristori SCR1 tai SCR2 johtaa transis-

5 torin T9 kantavirran Schottky-diodin D6 tai D7 kautta pois riippuen kummasta tapauksesta on kyse. Puolijohteessa on kuitenkin kuljettava virta, jotta sen yli vaikuttaisi jännite. Juuri, ennen kuin T9 sulkeutuu, sen kannalla vaikuttaa negatiiviseen syöttöjännitteeseen nähden +1,64 V, josta diodien D8 ja D9 osuus on 1,14 V. Aluksi Schottky-diodien tilalla oli tavallinen piidiodi 1N4148. Piirissä kulkevilla virroilla sen sekä tyristorien yli vaikuttava jännite on luokkaa 0,8-0,9 V eli yhteensä 1,64 V, eikä kytkentä toiminut. Ratkaisu oli Schottky-diodi, sillä sen yli vaikuttava jännite 30 ma:in virralla on vain 250 mv:in luokkaa. Diodeja tarvitaan kaksi, sillä ne erottavat myös ylikuormitus- ja ylijännitetapaukset toisistaan. Kun tyristori nappaa transistorin T9 kantavirran, sen T9:n kantajännite romahtaa 1,2 volttiin. Transistori T9:n jäähdytyslevy on tarkoitettu kiinnitettäväksi juottamalla. Siksi piirikortissa on kuparitäplät juotosta varten. Tehotransistorit tarvitsevat oman jäähdytysprofiilinsa. Kun automatiikka on ajanut uslostulon/t nollaan, laite saadaan jälleen toimintakuntoon käynnistämällä se uudelleen.

6 Kuva 5.2. Piirikortin kytkentäkaavio -15 V

7 Kuva 5.3 Komponenttien sijoittelu -15 V. Hyppylankoja tuli kuusi kappaletta. Tuuletinpiirin komponentteja en ole asentanut tälle piirikortille, koska ne ovat positiivisella puolella omassa laitteessani. (Komponenttisijoittelu -15 V.png) Kytkentäkaaviota piirrettäessä on käytetty pohjana aikaisempaa kytkentää. Ohjelma ilmoittaa hyppylankakuvassa, että LSP+ on 0 potentiaalissa, totta, mutta LSP1 ei ole nollapotentiaalissa. Se on ulostulo. Virhettä ei ole saatu poistettua. Kuva 5.4 Valotusmaski -15 V Kuormitusmittauksia Ulostulot kulkivat aivan käsi kädessä kummankin piirin osalta. Jännitemittarina toimi yleismittari Appa 101. Virtamittauksessa turvauduttiin laitteen omiin taulumittareihin. Ulostulovirta / A Ulostulon jännite / V 0,0 15,00

8 1,2 14,96 2,5 14,94 4,9 14,88 6,0 14,84 7,5 14,80 8,8 14,78 10,0 14,74 Jännitepudotus on siten 260 mv Kohina oskilloskoopin näytöltä katsottuna oli valkoista + 15 V 1-2 mv h-h ja - 15 V 1 mvh-h ja + ja - navan välillä 2 mvh-h. Kun laitetta kuormitettiin + ja - navan väliltä eli 30 V:lla 10 A:lla, oli jännite 29,59 V. Jännitepudotus on siten 410 mv eli jakautunee puoliksi, jolloin se on 205 mv / säädin eli vähemmin kuin, jos maatason ulosottoa käytetään (vähemmin siirtohäviöitä)!

9 5.1 Kuva Jännitelähde +-15 V edestä

10 Kuva 5.2 Jännitelähde +-15 V takaa

11 Kuva 5.3 Jännitelähde +-15 V. Näkymä sisältä muuntajapuolelta.

12 Kuva 5.4 Jännitelähde +-15 V. Näkymä sisältä säädinten puolelta. OH2NFZ Kari Sirén