Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Jak obliczyć spadek napięcia na rezystorze w układzie nadprądowym

atlas of cloud 24 Wrz 2015 19:26 3075 11
  • #1 24 Wrz 2015 19:26
    atlas of cloud
    Poziom 12  

    Witam
    Dostałem taki mini-projekt do wykonania przez mojego profesora a mianowicie miałem zrobić stabilizator napięcia z układem darlingtona wszystko fajnie ale jeszcze ma być z układem nadprądowym i moje pytanie jak obliczyć spadek napięć na rezystorze R3 na zamieszczonym schemacie tak aby przy 2A i 5,6V (bo przy 2A ma wyłączyć stabilizator a 5,6V ponieważ na tyle ma być ten stabilizator) był spadek 0,7V tak aby tranzystor T4 się załączył uruchamiając tym samym T3 i zamykając obwód.
    Poniżej schemat Jak obliczyć spadek napięcia na rezystorze w układzie nadprądowym

    0 11
  • #2 24 Wrz 2015 19:40
    driver200
    Poziom 7  

    Rezystor ma miec wartosc 350mOhm 3W lub 2W przynajmniej tak mi sie wydaje liczone z prawa Ohma. A stabilizator sie nie wylączy tylko zacznie obnizac napiecie by przez R3 płyną prąd 2A

    0
  • #3 24 Wrz 2015 19:48
    fuutro
    Poziom 43  

    R3 dobierasz zgodnie z prawem Ohma, ma być spadek 0,7V? Przy prądzie 2A? no to 0,7/2= no ile? Moc jeszcze dopasuj, tj 0,7*2= ?, oczywiście daj mogący wytrzymać większą moc.
    Dioda Zenera 5,6V nie pasuje tu, gdyż zapominasz o napięciach baza-emiter obu tranzystorów tworzących układ Darlingtona. Powinno być o ok 1,2-1,4V więcej; 6,8V.
    http://ea.elportal.pl/stabilizatory.html

    EDIT
    Rezystor 0,35 Om może być trudny do znalezienia ale 0,33 Om już na spokojnie.

    0
  • #5 25 Wrz 2015 13:32
    krzysztof723
    Poziom 29  

    atlas of cloud napisał:
    Witam
    Dostałem taki mini-projekt do wykonania przez mojego profesora a mianowicie miałem zrobić stabilizator napięcia z układem darlingtona wszystko fajnie ale jeszcze ma być z układem nadprądowym i moje pytanie jak obliczyć spadek napięć na rezystorze R3 na zamieszczonym schemacie tak aby przy 2A i 5,6V (bo przy 2A ma wyłączyć stabilizator a 5,6V ponieważ na tyle ma być ten stabilizator) był spadek 0,7V tak aby tranzystor T4 się załączył uruchamiając tym samym T3 i zamykając obwód.
    Poniżej schemat Jak obliczyć spadek napięcia na rezystorze w układzie nadprądowym


    Jeżeli projekt tego stabilizatora ma być przedstawiony profesorowi to zwróć uwagę na pewne szczegóły, które są ważne przy ocenie tego projektu, gdy ma to być stabilizator o:Uwyj. +5,6V, Iwyj.=2A chyba, że tylko wyłącznie chodziło o obliczenie wartości rezystora R3.
    Projekt Twojego stabilizatora z zabezpieczeniem nadprądowym można jeszcze wykonać, jak poniżej na rysunku.
    Tranzystor T! możesz spokojnie zastosować typu BC547B lub BD135.
    Tranzystor T2 pozostaw BD911.
    Wartość rezystora R3 obliczasz według wskazówek w poście # 2 i 3.
    Przy zastosowaniu diody C5,6/0,5W na wyjściu stabilizatora otrzymasz napięcie +4,4V, aby napięcie na wyjściu wynosiło +5,6V należy zastosować diodę C6,8V/0,5W, a dlaczego ? - to jest wyjaśnione w poście # 3.
    Przy napięciu stałym +5,6V ustawionym na wyjściu stabilizatora napięcie na wejściu nie może być od +6V, a musi być przynajmniej od +9V - jest to napięcie sztywne, które już się nie obniży pod obciążeniem wyjścia stabilizatora prądem 2A.
    Transformator sieciowy musi mieć uzwojenie wtórne o napięciu przynajmniej ~10V przy możliwości obciążenia prądem do 2,5A.
    Przy wydajności prądowej stabilizatora do 2A zamień kondensator 470uF na 4700uF.
    Na wyjściu stabilizatora podłącz kondensator 100uF.

    Jak obliczyć spadek napięcia na rezystorze w układzie nadprądowym

    0
  • #6 26 Wrz 2015 15:45
    jega
    Poziom 24  

    Podpisując się obiema rękami pod uwagami do schematu zgłoszonymi przez krzysztof723 chciałbym Ci zwrócić uwagę na jeszcze jedną wadę tego układu. Tak naprawdę stabilizuje on napięcie na emiterze T2 a napięcie na wyjściu będzie malało ze wzrostem prądu obciążenia o spadek na R3. Przy prądzie bliskim maksymalnemu będzie niższe o niemal 0,7V, co stanowi ponad 10% wartości założonej.

    Aby tego uniknąć należy pomiar prądu przenieść w obwód kolektorów T1 i T2 - na Twoim rysunku między górną końcówkę R1 a punkt połączenia T1 i T2.

    0
  • #7 29 Wrz 2015 10:29
    krzysztof723
    Poziom 29  

    Podtrzymując temat układu nadprądowego przedstawiam dwa przykłady podobnych układów, jakie można jeszcze zastosować w tym prostym stabilizatorze. Dodatkowo w każdym z tych ograniczników prądu jest zainstalowana dioda LED sygnalizująca przeciążenie prądowe i zwarcie gniazd wyjściowych.
    W układzie na dolnym rysunku można w miejsce rezystora 100 Ohm wstawić diodę np.1N4004 - katoda do bazy tranzystora, anoda do szyny ujemnej. Zastosowanie diody poprawi włączanie tranzystora T3.

    Jak obliczyć spadek napięcia na rezystorze w układzie nadprądowym

    0
  • #8 29 Wrz 2015 14:12
    jega
    Poziom 24  

    krzysztof723 napisał:
    W układzie na dolnym rysunku można w miejsce rezystora 100 Ohm wstawić diodę np.1N4004 - katoda do bazy tranzystora, anoda do szyny ujemnej. Zastosowanie diody poprawi włączanie tranzystora T3.


    Na czym ma polegać "poprawa włączania tranzystora T3"?

    W mojej opinii spowoduje to jedynie dwukrotne zwiększenie prądu, przy którym nastąpi ograniczanie (należy pamiętać o zwiększeniu mocy Rs!) a ponadto spowoduje zagrożenie uszkodzenia T3 przez przepływ nadmiernej wartości prądu bazy w przypadku, gdy pętla ograniczenia prądu będzie miała zbyt duże opóźnienie.

    0
  • #9 29 Wrz 2015 21:08
    krzysztof723
    Poziom 29  

    jega napisał:
    Na czym ma polegać "poprawa włączania tranzystora T3"?

    Tranzystor zdecydowanie szybciej się włącza po przekroczeniu progu przeciążenia prądowego.
    jega napisał:
    W mojej opinii spowoduje to jedynie dwukrotne zwiększenie prądu, przy którym nastąpi ograniczanie

    Tak to racja, moje przeoczenie, bo w przypadku zastosowania diody należy zwiększyć rezystancję R3.
    jega napisał:
    ...a ponadto spowoduje zagrożenie uszkodzenia T3 przez przepływ nadmiernej wartości prądu bazy w przypadku, gdy pętla ograniczenia prądu będzie miała zbyt duże opóźnienie.

    Wiele lat temu zmontowałem sobie podręczny niewielki zasilacz stabilizowany (który do dzisiaj funkcjonuje) z napięciami stałymi na wyjściu przełączanymi isostatami od +5V do +15V przy obciążeniu prądem do 1A i właśnie w tym zasilaczu jest zastosowane takie zabezpieczenie przeciążeniowe i przeciwzwarciowe, gdzie dioda jest włączona w bazie tranzystora.
    Nie zauważyłem, żeby przez te lata nastąpiło uszkodzenie zasilacza...

    0
  • #10 30 Wrz 2015 00:28
    jega
    Poziom 24  

    krzysztof723 napisał:
    jega napisał:
    Na czym ma polegać "poprawa włączania tranzystora T3"?

    Tranzystor zdecydowanie szybciej się włącza po przekroczeniu progu przeciążenia prądowego.


    Czy mógłbyś sprecyzować co w tym przypadku rozumiesz pod pojęciem "szybciej się włącza"? Czy chodzi dosłownie o czas reakcji czy o gwałtowność załamania charakterystyki napięciowo-prądowej czyli w efekcie minimalizację wzrostu prądu powyżej wartości granicznej przy spadku napięcia na wyjściu?

    Co do zagrożenia T3, o którym pisałem to w wariancie z rezystorem nawet w przypadku, gdyby układ ograniczenia prądu nie zadziałał nic się nie stanie. Bez niego nastąpi niekontrolowany wzrost prądu bazy i uszkodzenie T3. Siłą rzeczy w warunkach zwarcia może więc występować krótkotrwałe przeciążenie złącza BE T3 - szpilka wynikająca z opóźnienia pętli sprzężenia zwrotnego. Dlatego jest to zły pomysł. Przy okazji nie widzę celu zastosowania dodatkowej diody w tym wariancie, czy możesz napisać po co ją użyłeś?

    0
  • #11 30 Wrz 2015 22:40
    krzysztof723
    Poziom 29  

    jega napisał:
    Czy mógłbyś sprecyzować co w tym przypadku rozumiesz pod pojęciem "szybciej się włącza"? Czy chodzi dosłownie o czas reakcji czy o gwałtowność załamania charakterystyki napięciowo-prądowej czyli w efekcie minimalizację wzrostu prądu powyżej wartości granicznej przy spadku napięcia na wyjściu?

    Odpowiedź jest zawarta w pytaniu.
    Zastosowanie diody w bazie tranzystora T3 powoduje, że przy narastającym obciążeniu prądowym i przekroczeniu max progu 2A załamanie charakterystyki napięciowo - prądowej, następuje prawie gwałtownie co przyczynia się do pełnego nasycenia tranzystora i szybszego czasu reakcji na jego włączenie.
    Dioda LED zaczyna świecić pełnym blaskiem po przekroczeniu max przeciążenia prądowego.

    Zastosowanie rezystora 100 Ohm w bazie tranzystora T3 powoduje , że przy narastającym obciążeniu prądowym i przekroczeniu max progu 2A załamanie charakterystyki napięciowo - prądowej nie jest gwałtowne, opada powoli, co objawia się stopniowym nasyceniem tranzystora.
    Dioda LED zaczyna słabo świecić przed przekroczeniem max progu przeciążenia prądowego i dopiero po przekroczeniu tego progu dioda LED zaczyna świecić pełnym blaskiem.
    jega napisał:
    Co do zagrożenia T3, o którym pisałem to w wariancie z rezystorem nawet w przypadku, gdyby układ ograniczenia prądu nie zadziałał nic się nie stanie. Bez niego nastąpi niekontrolowany wzrost prądu bazy i uszkodzenie T3. Siłą rzeczy w warunkach zwarcia może więc występować krótkotrwałe przeciążenie złącza BE T3 - szpilka wynikająca z opóźnienia pętli sprzężenia zwrotnego. Dlatego jest to zły pomysł. Przy okazji nie widzę celu zastosowania dodatkowej diody w tym wariancie, czy możesz napisać po co ją użyłeś?

    Tutaj nie będę z Tobą polemizował, bo teoretycznie zapewne masz rację tylko w moim zasilaczu ta "szpilka" przez długie lata nie wyrządza krzywdy tranzystorowi, a jak wyrządzi to wymienię tranzystor.

    0
  • #12 30 Wrz 2015 23:58
    jega
    Poziom 24  

    krzysztof723 napisał:
    Zastosowanie rezystora 100 Ohm w bazie tranzystora T3 powoduje , że przy narastającym obciążeniu prądowym i przekroczeniu max progu 2A załamanie charakterystyki napięciowo - prądowej nie jest gwałtowne, opada powoli, co objawia się stopniowym nasyceniem tranzystora.
    Dioda LED zaczyna słabo świecić przed przekroczeniem max progu przeciążenia prądowego i dopiero po przekroczeniu tego progu dioda LED zaczyna świecić pełnym blaskiem.

    No tak. Tyle że:
    1) T3 nigdy nie wchodzi w nasycenie. Żeby mógł się włączyć musi płynąć prąd o dostatecznie dużej wartości przez T1 i T2 a to wymaga, żeby na bazie T1 było napięcie o ok. 1,4 V wyższe niż na dodatnim zacisku wyjściowym, co najmniej (przy pełnym zwarciu) tyle samo wyższe niż na ujemnym zacisku wyjściowym. Z drugiej strony na emiterze T3 musi być o co najmniej 0,7V niższe, niż na tym zacisku co daje razem 2,1V (z tą dodatkową diodą nawet 2,8V). Nawet jak odliczymy spadek o 0,7V na 1N4004 to jeszcze mamy co najmniej 1,4V więc do nasycenia daleeeeko.
    2) policzmy więc jaka zmiana prądu obciążenia spowoduje zmianę stanu T3 od wyłączenia do maksymalnego, ograniczonego elementami układu prądu kolektora: zmiana prądu kolektora to ok. 25mA co przy typowym wzmocnieniu prądowym 250 daje nam zmianę prądu bazy 0,1mA. Przy oporniku 100Ω oznacza to zmianę spadku napięcia o 10mV co na R3 odpowiada zmianie prądu o 33mA czyli 1,5% zakresu. Dużo to, czy mało?
    3) w praktyce oznacza to, że jeżeli przy napięciu znamionowym ograniczenie ustawimy na 2A to przy pełnym zwarciu (napięcie wyjściowe = 0) popłynie prąd o kilkanaście mA większy.

    Jak dla mnie to akceptowalna zmiana, tym bardziej że między 100Ω a brakiem opornika można jeszcze wybrać wartość pośrednią. Każdy może ocenić według własnego gustu. Nie ma się o co spierać.

    Ale wciąż nie nie wiem po co u licha ta dodatkowa dioda? Czy możesz to zdradzić?

    0