19
Usmerači 1 1 1 Ukupan skor u januaru može biti 120% PRE ISPITA Savet: Učite, konstantno po malo, MNOGO JE LAKŠE da POLOŽITE preko KOLOKVIJUMA! Osnovi elektronike Predispitne obaveze: U JANUARU OSTALO Redovno pohađanje nastave (predavanja+vežbe. 10% 10% Odbranjene laboratorijske vežbe 10% 10% Kolokvijum I (Kasno za kajanje) 50% 20% Kolokvijum II (20.01.2018.) 50% 20% ------------------------------ 120% 60% 26. decembar 2017. 2 26. decembar 2017. 2 Ko nije izašao na I kolokvijum, a ide na lab i predavanja od 120, ima 70% (još nije kasno); ako ne ide na predavanja ima 60% (nije kasno); ali, ako na drugom kolokvijumu ima < 80% imaće <50% (e, tada je kasno) Osnovi elektronike Predispitne obaveze: U JANUARU OSTALO Redovno pohađanje nastave (predavanja+vežbe. 10% 10% Odbranjene laboratorijske vežbe 10% 10% Kolokvijum I (Kasno za kajanje) 50% 20% Kolokvijum II (20.01.2018.) 50% 20% ------------------------------ 120% 60% 3 26.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja II Kolokvijum SUBOTA 20. 01. 2018. 4 Osnovi elektronike 26.decembar 2017. 4 Uvod http://leda.elfak.ni.ac.rs/ 5mV 600Ω Ω Ω 8Ω Ω Ω Šta nedostaje da bi pojačavač radio?

12 Usmeraci E-M (18) - leda.elfak.ni.ac.rsleda.elfak.ni.ac.rs/education/elektronika/predavanja/2017-18/EKM i ELE... · Gretzov spoj 2.2 Dvostrano usmeravanje 32 26.decembar 2017

  • Upload
    others

  • View
    8

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Usmerači

1

11

Ukupan skor u januaru može biti 120% PRE ISPITA

Savet: Učite, konstantno po malo,MNOGO JE LAKŠE da POLOŽITE prekoKOLOKVIJUMA!

Osnovi elektronikePredispitne obaveze: U JANUARU OSTALO

Redovno pohađanje nastave (predavanja+vežbe. 10% 10%Odbranjene laboratorijske vežbe 10% 10%Kolokvijum I (Kasno za kajanje) 50% 20%Kolokvijum II (20.01.2018.) 50% 20%

------------------------------120% 60%

26. decembar 2017.

226. decembar 2017. 2

Ko nije izašao na I kolokvijum, a ide na lab i predavanja od 120, ima 70% (još nije kasno);ako ne ide na predavanja ima 60% (nije kasno);ali, ako na drugom kolokvijumu ima < 80% imaće<50% (e, tada je kasno)

Osnovi elektronikePredispitne obaveze: U JANUARU OSTALO

Redovno pohađanje nastave (predavanja+vežbe. 10% 10%Odbranjene laboratorijske vežbe 10% 10%Kolokvijum I (Kasno za kajanje) 50% 20%Kolokvijum II (20.01.2018.) 50% 20%

------------------------------120% 60%

326.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

II Kolokvijum

SUBOTA 20. 01. 2018.

4

Osnovi elektronike

26.decembar 2017. 4Uvod http://leda.elfak.ni.ac.rs/

5mV

600ΩΩΩΩ

8ΩΩΩΩ

Šta nedostaje da bi pojačavač radio?

Usmerači

2

5

Osnovi elektronike

26.decembar 2017. 5Uvod http://leda.elfak.ni.ac.rs/

Izvor jednosmernog napona za polarizaciju

Kako se realizuje?

6

Izvori jednosmernog napona

726.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

Sadržaj

Izvori jednosmernog napajanja

1. Uvod2. Usmerači napona

2.1 Jednostrano usmeravanje2.2 Dvostrano usmeravanje2.3 Umnožavažavači napona

3. Filtriranje usmerenog napona4. Stabilizatori – regulatori napona

4.1 Linearni stabilizatori napona4.1.1 Stabilizatori sa Zener diodom4.1.2 Paralelni stabilizatori4.1.3 Redni stabilizatori napona

4.2 Prekidački stabilizatori napona4.2.1 Spuštači napona4.2.2 Podizači napona4.2.3 Invertori

826.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

Ni jeadno od navedenih elektronskih kola ne bi moglo daradi ako se ne obezbedi jednosmerni napon za polarisanjeaktivnih komponenata.

Perpetuum mobile ne postoji !!! perpetuum_mobile.wmv

U mobilnim uređajima koriste se baterije, dok je za napajanje stacionarnih uređaja racionalnije da se koristi mrežni napon.

Da bi pojačavač pojačao neki signal, mora da utroši određenu snagu. Ta snaga dolazi iz izvora jednosmernih napona.

Vrednost izvora za napajanje definiše maksimalni mogući dinamički opseg signala (sem kod transformatorske sprege).

Izvori jednosmernog napajanja

1. Uvod

http://www.veljkomilkovic.com/

Usmerači

3

926.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

Karakteristike mrežnog napona?

To je naizmenični napon

prostoperiodični, frekvencije f= 50 Hz

efektivna vrednost V=

maksimalna vrednost Vm=

Izvori jednosmernog napajanja

1. Uvod

230 V

324 V

1026.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

Da bi se od mrežnog napona dobio jednosmerni, željene vrednosti, potrebno je

1. smanjiti njegovu vrednost2. usmeriti ga (napraviti jednosmerni napon)

3. ukloniti naizmeničnu komponentu (“ispeglati”)

4. stabilisati ga (učiniti nezavisnim od promena uslova rada potrošača i/ili napona mreže)

Izvori jednosmernog napajanja

1. Uvod

1126.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

1. Transformator smanjuje vrednost mrežnog napona

Galvanski odvaja izvor jednosmernog napona od napona mreže.

Time se sprečava međusobni uticaj mreže na uređaj i obrnuto.

Izvori jednosmernog napajanja

1. Uvod

1226.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

2. Usmeravanje naizmeničnog napona

2. Usmeravanjem se od naizmeničnog napona pravi jednosmerni

Kola koja imaju ovu sposobnost nazivaju se usmerači.

Zasnovani su na primeni dioda zbog njihove osobine da provode struju samo u jednom smeru.

Usmerači

4

1326.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

2.1 Jednostrano usmeravanje

2. Usmeravanje naizmeničnog napona

1426.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

2. Usmeravanje naizmeničnog napona

+<<+

+<<=

=

2)π(2k ωt1)π(2k 0

1)π(2k ωt2kπ sin(ω

sin(ω

mo

mu

)

)

tVv

tVv

Napon na potrošaču ima jednosmernu komponentu (srednja vrednost signala)

Vo = Vm/ππππukupnu efektivnu vrednost

Veff

Vo

2

meff

VV =

k=0, 1, 2,...

2.1 Jednostrano usmeravanje

1526.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

2. Usmeravanje naizmeničnog napona

+<<+

+<<=

=

2)π(2k ωt1)π(2k 0

1)π(2k ωt2kπ sin(ω

sin(ω

mo

mu

)

)

tVv

tVv

Trenutna vrednost vremenski promenljivog napona, bez jednosmerne komponente iznosi v=vo-Vo, a njegova efektivna vrednost je

∫∫ +−=−=2π

0

2ooo

2o

0

2ooeff )dω2(

1dω)(

1' tVVvvtVvV

Veff

Vo

2.1 Jednostrano usmeravanje

1626.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

2.1 Jednostrano usmeravanje

Faktor talasnosti je mera sadržaja naizmenične komponente u usmerenom signalu i izračunava se kao količnik efektivne vrednosti naizmenične komponente napona na potrošaču Veff’ i jednosmernog napona Vo

1.21'

γo

eff ≈−≈= 14

2ππππ

V

V

2o

2eff

0

2o

0

oo

0

2oeff dωdω2dω

1' VVtVtVvtvV −=+−= ∫∫∫

oo VVV 21114

2

,'eff ≈−=ππππ

Usmerači

5

1726.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

vd

Pri jednostranom usmeravalju vremenski promenljiva komponenta napona Veff’ veća je od jednosmerne komponente, Vo!

Veff

Vo

Probojni napon diode (Vp)mora da bude veći od Vm!inače će dioda da izgori.

2.1 Jednostrano usmeravanje

Vm

Veff’

1826.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

Realni model diode

2.1 Jednostrano usmeravanje

1926.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

2.1 Jednostrano usmeravanje

Kroz sekundar transformatora protiče i jednosmerna struja, čime se kvare performanse transformatora usled pojave premagnjećenja jezgra

Ieff

Io

i

2026.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

2. Usmeravanje naizmeničnog napajanja

2.2 Dvostrano usmeravanje

Usmerači

6

2126.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

2. Usmeravanje naizmeničnog napajanja

2.2 Dvostrano usmeravanje

VDmax ≈≈≈≈2Vm

2226.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

2. Usmeravanje naizmeničnog napajanja

2.2 Dvostrano usmeravanje

VDmax≈≈≈≈ 2Vm

2326.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

2.2 Dvostrano usmeravanje

VDmax≈≈≈≈ 2Vm

2426.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

2.2 Dvostrano usmeravanje

Jednosmerna komponenta napona na potrošaču Vo (dva puta veća od jednostranog)

2m

eff

VV =

Veff

571

2

.πm

mo

VVV =≈

Vo

Veff’

18

2

−=ππππ

oVV 'eff

Ukupna efektivna vrednost napona na potrošaču Veff (___ puta veća od jednostranog)2

Efektivna vrednost naizmenične komponente napona na potrošaču Veff’ je

Usmerači

7

2526.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

2.2 Dvostrano usmeravanje

Faktor talasnosti kod dvostranog usmeravanja iznosi

0.481/8π'

γ 2

o

eff ≈−==V

V

Veff Uo

Veff’

2626.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

571

2

.πm

mo

VVV =≈

Vo

Vo

143.πmm

o

VVV =≈

oo VVV 48018

2

,'eff ≈−=ππππVeff’

Veff’

oo VVV 21114

2

,'eff ≈−=ππππ

0.481/8π'

γ 2

o

eff ≈−==V

V

2.2 Dvostrano v.s. jednostrano usmeravanje

1.21'

γo

eff ≈−≈= 14

2ππππ

V

V

2726.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

- Sekundar mora da ima simetrični izlaz

+ Na potrošaču samo parni harmonici napona

= Najveći inverzni napon na diodi je ≈≈≈≈2Vm!!!

+ Kroz sekundar ne protiče jednosmerna komponenta struje

2.2 Dvostrano v.s. jednostrano usmeravanje

+ Ukupna jednosmerna komponenta udvostručena

2826.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

Grecov spoj (Gretz)

2.2 Dvostrano usmeravanje

Usmerači

8

2926.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

Gretzov spoj

2.2 Dvostrano usmeravanje

3026.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

Gretzov spoj

2.2 Dvostrano usmeravanje

3126.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

Gretzov spoj

2.2 Dvostrano usmeravanje

3226.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

v.s.

+ Sekundar NE mora da ima simetrični izlaz

+ Najveći inverzni napon na diodi je Vm a ne 2 Vm !!!

2.2 Dvostrano usmeravanje

Usmerači

9

3326.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

v.s.

+ Ukupna jednosmerna komponenta udvostručena

+ Sekundar ne mora da ima simetrični izlaz

+ Na potrošaču samo parni harmonici napona

+ Najveći inverzni napon na diodi je takođe Vm

+ Kroz sekundar ne protiče DC komponenta struje

2.2 Dvostrano usmeravanje Grecov spoj v.s. jednostrano

3426.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

2. Usmrači napona ZAKLJUČAK

Funkcija: Od naizmeničnog napona prave jednosmerni

Jednostrano

Dvostrano

3526.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

2. Usmrači napona ZAKLJUČAK

Jednostrano

Dvostrano

Realizacija:

ZAKLJUČAK Pogledajte:https://www.youtube.com/watch?v=cyhzpFqXwdA

3626.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

2. Usmerači naizmeničnog napona

2.3 Udvostručavač napona

Za veoma velike vrednosti otpora potrošača Vp = 2 Vm (ττττ pražnjenja veliko)

+Vm

+Vm

+Vm

+Vm

2Vm

Usmerači

10

3726.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

2.3 Udvostručavač napona

Vm /2

Vm /2

Vm

2VmVm

Vm

3826.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

2.3 Udvostručavač napona

3926.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

2.3 Udvostručavač napona

4026.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

2.3 Umnožavač napona

Za veoma velike vrednosti otpora potrošača Vp = 2nVm, gde je n broj sekcija

n-ta ćelija

Vpn

Usmerači

11

4126.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

Izvori jednosmernog napajanja

Treba da eliminiše naizmeničnu komponentu naponaZato se koristi propusnik niskih frekvencija

3. Filtriranje usmerenog napona

4226.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

3. Filtriranje usmerenog napona

Posle zakočenja diode, akumulirana energija u kalemu dopušta protok struje u istom smeru u kome je i ranije proticala.Potrošač i L čine naponski razdelnik za naizmenični signal dok DC komponenta nije oslabljena jer je ZL=0.

v=Rp v1 /(ZL+Rp) Slabljenje će biti veće ako je L veće ili Rp manje.Veće je slabljenje viših harmonika jer pri višim frekvencijama ZL ima veću vrednost.

Induktivni filtar

4326.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

3. Filtriranje usmerenog napona

Induktivni filtar

Zavisnost struje kroz potrošač od odnosa (ωωωωL)/Rp

Za one koji žele da nauče više

4426.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

3. Filtriranje usmerenog napona

Priključivanje induktivnog filtra na dvostrani umerač.

Induktivni filtar Za one koji žele da nauče više

Usmerači

12

4526.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

3. Filtriranje usmerenog napona

Faktor talasnosti

Induktivni filtar

ωL

R

23

p=

DC napon na potrošaču ne zavisi od otpornosti potrošača ako se zanemare otpornosti dioda i kalema.

mm

o 0.637π

2V

VV ⋅==

Relativno mala poboljšanja postignuta. Racionalna je jedino primena pri velikim strujama.

Za one koji žele da nauče više

4626.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

Kapacitivni filtar

U idealnom slučaju jednosmerna komponenta napona na kondenzatoru Vo = Vp=Vm.

Vm

3. Filtriranje usmerenog napona

4726.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

Kapacitivni filtar

U realnim uslovima kondenzator sepuni preko male otpornosti diode koja vodi‚ a prazni preko otpora Rp.

3. Filtriranje usmerenog napona

4826.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

Kapacitivni filtar

Dioda vodi samo u kratkom intervalu kada je anoda na višem potencijalu od katode.

3. Filtriranje usmerenog napona

Tada se dopunjuje naelektrisanje na C koje se izgubilo tokom intervala T, kada je dioda bila zakočena.

Usmerači

13

4926.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

Kapacitivni filtar

Analiza rada na osnovu pojednostavljenog talasnog oblika signala na potrošaču.

Vo = Vm-∆∆∆∆V/2.

3. Filtriranje usmerenog napona

Vm-∆∆∆∆V= Vm e-T/(CR)

za CR>>T, e-T/(CR)≈≈≈≈1-T/(CR)

tako da je ∆∆∆∆V ≈≈≈≈ VmT/(CR)=Vm/(fCR)

5026.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

Kapacitivni filtar3. Filtriranje usmerenog napona

m/2Δ VVωΔt≈

Srednja vrednost struje kroz diodu računa se analizom količine naelektrisanja na kondenzatoru

Ugao provođenja diodeVmcos(ω∆ω∆ω∆ω∆t))))= Vm- ∆∆∆∆V

za malo ω∆ω∆ω∆ω∆t važicos(ω∆ω∆ω∆ω∆t) ) ) ) ≈≈≈≈ 1-(1/2) (ω∆ω∆ω∆ω∆t))))2222

5126.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

Kapacitivni filtar3. Filtriranje usmerenog napona

Q+ = IC∆∆∆∆t=Q-= C∆∆∆∆V, znajući da je IC = Id – Io dobija se srednja vrednost struje kroz diodu od

)/Δ2π(1II mod VV+≈

Srednja vrednost struje kroz diodu mnogo je veća od jednosmerne struje kroz potrošač

jer je

Vm >>∆∆∆∆V!!!

(Za Vm=10V, ∆∆∆∆V=0.2V, Id=32.14Io)

5226.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

Kapacitivni filtar3. Filtriranje usmerenog napona

Rešavanjem diferencijalne jednačine

id=C(du/dt)+i , za t=t1=-∆∆∆∆t, dobija se maksimalna vrednost struje kroz diodu od

)/Δ2π(1II mod VV2max +≈

Za Vm >> ∆∆∆∆V, što je obično ispunjeno:

Voditi računa kada se bira dioda!!!

omod II)/Δ2π(II 222/12 dmax >>≈+≈ VV

Usmerači

14

5326.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

Kapacitivni filtar

Da bi se odredio faktor talasnosti posmatra se pojednostavljen talasni oblik signala na potrošaču.

Vo ≈≈≈≈ Vm-∆∆∆∆V/2.

Faktor talasnosti

CR

1

CωR

1

3

πγ

pp 171

1

100

≈=

= πϖ

+

=

π1

p

mo

R

VV

3. Filtriranje usmerenog napona

Za one koji žele da nauče više

5426.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

Kapacitivni filtar – dvostranoC

3. Filtriranje usmerenog napona

Perioda je smanjena na T/2 tako da je

∆∆∆∆V ≈≈≈≈ VmT/ (2CR)=Vm/(2fCR)

Dva puta manje za isto C i R!!!

iliDa bi se dobilo isto ∆∆∆∆V, može da se upotrebi dva puta manje C (!!! dimenzije !!!)

5526.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

Kapacitivni filtar – dvostrano

Jednosmerni napon na potrošačukod dvostranog usmerača

+

=

C2ωπ

1p

mo

R

VV

Faktor talasnosti dva puta manji nego kod jednostranog za isto R i C

CR

1

CωR

1

3

πγ

pp 346

1

2100

≈=

= πϖ

C

3. Filtriranje usmerenog napona

Za one koji žele da nauče više

5626.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

Kapacitivni filtar - dvostrano3. Filtriranje usmerenog napona

m/2ΔωΔt VV≈

Ugao provođenja diode Vmcos(ω∆ω∆ω∆ω∆t))))= Vm- ∆∆∆∆Vza malo ω∆ω∆ω∆ω∆t važi cos(ω∆ω∆ω∆ω∆t) ) ) ) ≈≈≈≈ 1-(1/2) (ω∆ω∆ω∆ω∆t))))2222

Isti izraz kao kod jednostranog

Za one koji žele da nauče više

Usmerači

15

5726.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

Kapacitivni filtar - dvostrano (srednja vrednost struje kroz diodu)

3. Filtriranje usmerenog napona

Q+ = IC∆∆∆∆t=Q-= C∆∆∆∆V, znajući da je IC = Id – Io dobija se srednja vrednost struje kroz diodu od

+≈

V

V

2Δπ1II m

od

Srednja vrednost struje kroz diodu veća je od jednosmerne struje kroz potrošač,

ali je skoro 2x manja nego kod jednostranog usmerača!!!

(Za Vm=10V, ∆∆∆∆V=0.2V, Id=16.7Io)

Za one koji žele da nauče više

5826.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

Kapacitivni filtar - dvostrano (maksimalna struja kroz diode)

3. Filtriranje usmerenog napona

Rešavanjem diferencijalne jednačine

id=C(du/dt)+i , za t=t1=-∆∆∆∆t, dobija se maksimalna vrednost struje kroz diodu od

+≈

V

V

2Δπ1II m

omaxd 2

Za Vm >> ∆∆∆∆V što je obično ispunjeno, dobija se Idmax ≈≈≈≈ 2Id >> Io

Maksimalna struja kroz diode kod dvostranog, probližno 2x je manja od one kod jednostranog usmeravanja.

Za one koji žele da nauče više

5926.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

Kapacitivni filtar – opšte napomene

Kapacitivni filtar ima relativno mali faktor talasnosti pri velikim otpornostima potrošača

C

Jednosmerna komponenta napona na potrošaču kada je primenjen kapacitivni filtar približno je jednaka maksimalnoj vrednosti ulaznog naizmeničnog napona: 1.41 puta veća od efektivne vrednosti.

3. Filtriranje usmerenog napona

6026.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

Kapacitivni filtar Domaći 12.1:

Potrošač R=100ΩΩΩΩ priključen je preko usmerača sa Grecovim spojem na naizmenični napon frekvencije 50Hz i amplitude 12V. Ako je pad napona na diodama Vd=0.8V odrediti:

a) vrednost C kapacitivnog filtra priključenog paralelno potrošaču koja će obezbediti odstupanje napona ∆∆∆∆V< 1V;

b) vrednost jednosmernog napona na potrošaču;

c) vrednost jednosmerne struje kroz potrošač;

3. Filtriranje usmerenog napona

Usmerači

16

6126.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

Kapacitivni filtar Domaći 12.2:

Za usmerač sa kapacitivnim filtrom iz prethodnog primera odrediti:

a) ugao provođenja diode i iskazati ga u % u odnosu na periodu ulaznog signala (50Hz);

b) srednju struju kroz diodu;

c) maksimalnu struju kroz diodu;

d) maksimalni inverzni napon na diodi;

e) predložiti tip diode koji se može primeniti za ovu namenu

3. Filtriranje usmerenog napona

Za one koji žele da nauče više

6226.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

Induktivni v.s. kapacitivni filtar

3. Filtriranje usmerenog napona

ωL

R

23

p=

mm

o 0.637π

2V

VV ==

Faktor talasnosti

Jednosmerni napon

+

=

C2ωπ

1p

mo

R

VV

CωR

1

32

πγ

p

====

Sa stanovišta Rp

v.s.

Bolji za manje Rp Bolji za veće Rp

6326.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

L - filtar

Kompromis između induktivnog i kapacitivnog.

U intervalu kada se kondenzator prazni, induktivnost nadoknađuje gubitke.

Pri malim strujama dominira kapacitivni, a pri velikim induktivni deo.

3. Filtriranje usmerenog napona

6426.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

L - filtar

Postoji vrednost induktivnosti pri kojoj napon ne zavisi od struje potrošača.

To je kritična induktivnost Lk=Rp/(3ωωωω)

Za velike vrednosti Rp, Lk je veliko.

Ekvivalentno Rp redukuje se vezivanjem dodatne otpornosti paralelno sa potrošačem.

3. Filtriranje usmerenog napona

Usmerači

17

6526.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

L - filtar3. Filtriranje usmerenog napona

Faktor talasnostiLCω26

2

1=

Projektuje se tako što se odredi Lk, a zatim se, na osnovu željene vrednosti za γγγγ, određuje C.

Za one koji žele da nauče više

6626.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

ΠΠΠΠ - filtar

Daje veći napon na potrošaču i manji faktor talasnosti.

3. Filtriranje usmerenog napona

Faktor talasnosti

Jednosmerni napon na potrošaču

+

=

p

mo

4fR1

1

VV

p213 LRCCω

1

2

1γ =

p213 LRCCω

1

24

1γ =

jednostrano dvostrano

Za one koji žele da nauče više

6726.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

ΠΠΠΠ - filtar

Može umesto L da se stavi R koji bi zamenio ωωωωL.Da bi se zamenilo L=10H, treba R=6280Ω Ω Ω Ω !!!

3. Filtriranje usmerenog napona

Faktor talasnosti za jednostrano

p212 RRCCω

1

2

1γ =

R

Za one koji žele da nauče više

6826.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

Zaključak

Funkcija: Smanjuju talasnost usmernog napona time što smanjuju naizmeničnu komponentu uz što manje slabljenje jednosmerne komponente

3. Filtriranje usmerenog napona

Usmerači

18

6926.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

Zaključak

Realizacija: - Induktivni,

- Kapacitivni

- Kombinacija

- RC

3. Filtriranje usmerenog napona

C

R

7026.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja 70

Šta smo naučili?

• Nacrtati blok šemu sistema pomoću koga se iz mrežnog napona dobija stabilisani jednosmerni napon i talasne oblike napona za izlazu svakog bloka.

• Skicirati električnu šemu i talasni oblik napona na izlazu usmerača napona sa Grecovim spojem bez i sa kondenzatorom priključenim paralelno potrošaču.

• Koliki je jednosmerni napon na izlazu usmerača sa kapacitivnim filtrom ako efektivna vrednost napona ispred usmerača iznosi 10 V? Zašto?

7126.decembar 2017. Izvori jednosmernog napajanja

Ispitna pitanja

1. Jednostrano usmeravanje (el. šema, talasni oblici, jednosmerni napon i faktortalasnosti).

2. Dvostrano usmeravanje (el. šema, talasni oblici, jednosmerni napon i faktortalasnosti).

3. Usmerač za udvostručavanje napona.

4. Induktivni filtar (el. šema, princip rada, jednosmerni napon i zavisnostfaktora talasnosti od otpornosti potrosaca).

5. Kapacitivni filtar (el. šema, princip rada, jednosmerni napon i zavisnostfaktora talasnosti od otpornosti potrosaca).

6. Π-filtar (el. šema i osobine).

71

7226.decembar 2017. Pojačavači velikih signala 72

Rešenje Domaći 11.1:

Bipolarni tranzistor karakteriše snaga disipacije od Pd0max= 2W, pri TO0=25oC i

maksimalna temperatura spoja TSmax=150oC.

Odrediti termičku otpornost tranzistora i maksimalnu snagu koju tranzistor može da

disipira pri temperaturi okoline TO=50oC.

WCWP

TTRPRTT

ooo

d

SthdthoS /5,62

2

25150

max

maxmaxmax =

−=

−=⇒⋅=−

WWC

CC

R

TTCTP

o

oo

th

oSo

od 6,1/5,62

50150)50( max

max =−

=−

==

POJAČAVAČI VELIKIH SIGNALA

Usmerači

19

73Izvori jednosmernog napajanja

Pojačavači velikih signala73

Rešenje Domaći 10.2:

Za pojačavač sa slike koji radi u klasi B, odrediti

a) vrednost VCC, tako da bude za 5V veći od maksimalnog napona na potrošaču od 8ΩΩΩΩ, kada se na njemu ostvaruje korisna snaga od 20W.

Rp

b) maksimalnu struju svakog tranzistora,

Vu

23V. usvajamo 88,225

88,17208222

1 )

2

==+>

=⋅Ω⋅==⇒=

CCimCC

kPim

P

imk

VVVVV

VWPRVR

VPa

26.decembar 2017.

AR

VIIb

p

p

pC 24,28

88,17 )

max

maxmax1 ====

WPPWVIVIPc CCCCCCCCCCCCC 8,322 4,162324,214.3

11 ) 1max11 ==⇒=⋅=⋅=⋅=

π

c) ukupnu snagu izvora napajanja,

d) stepen korisnog dejstva

%98,601008,32

20100 ) ===

CC

k

P

Pd η

WR

VVIVIVIPe

p

CCCCCCECCECd 7.6

1111 )

2

2max2maxmax1max11 =⋅=⋅=⋅=⋅=ππππ

e) maksimalnu disipiranu snagu na svakom tranzistoru.

POJAČAVAČI VELIKIH SIGNALA

7474

POJAČAVAČI VELIKIH SIGNALARešenje Domaći 11.3:Za pojačavač sa slike koji radi u klasi B poznato je: VCC = 6V, Rp=4ΩΩΩΩ i ββββN=ββββP=50. Izmerena je maksimalna vrednost izlaznog napona Vpmax=4.5V. Odrediti:

Rp

a) Snagu na potrošaču

Vu

WVR

VVIPb CC

p

p

CCCCCC 15,264

5.4

14.3

11 )

max

11 =⋅⋅=⋅=⋅=π

Pojačavači velikih signala26.decembar 2017.

b) Snagu svakog izvora

d) Maksimalnu ulaznu struju

c) Stepen iskorišćenja

WR

VPa

P

p

k 53,24

5.4

2

1

2

1 )

22

max===

%8,5810015,2

53,2

2

1100

2 c)

1

===CC

k

P

e) Snagu disipacije svakog tranzistora.

mAR

VIId

p

pCu 1,22

4

5.4

51

1

1

1 )

maxmaxmax ==

+==

ββ

WP

VR

VV

R

VVIPe

d

CC

p

CCCE

p

CECCd

91,064

6

14.3

1

1111 )

21

2maxmax

111

=⋅⋅==

⋅=⋅=⋅=ππππ

7526.decembar 2017. Pojačavači velikih signala 75

Rešenje Domaći 11.4:

Za pojačavač sa slike koji radi u klasi AB poznato je: VCC = 15V, Rp=100W ; tranzistori su

upareni sa Is= 0.1pA i ββββ=50, dok za diode važi da je Isd=21Is. Odrediti:

Rp

a) Struju I tako da kroz diode u najnepovoljnijem slučaju protiče struja od 1mA;

b) Lenju struju (ICmin);

c) Disipaciju svakog tranzistora i

d) Jednosmerni napon VBB u odsustvu ulaznog signala.

Vu

I

mAmAmAmAI

R

VI

II

IIIIIa

p

CCd

Pd

CdBd

43110050

151

)min

maxmin

maxminmaxmin

=+=⋅

+=

+=+=+=+=βββ

mAIImAIIIIII

I)I/I(IIV, VV

IIIb

BCBBBd

BBsdsdBEdu

Bd

918,050 ;18,022/422/ 22

21 je da sledi odatle a ,0 za

)

minminminminminmax

minmin

min

=⋅=====⇒=+=

====

+=

β

( ) mWVmAVIP CCCdo 27015922 c) min =⋅⋅=≈

( ) ( )( )( ) VpAmAVVV

IIVVeII

TdBB

dsdTd

VV

dsdTd

32,1)14.24(026.0211.0/18,021ln22

1/ln/)1( d) max

/

max

=+⋅=+⋅==

+=⇒−=

POJAČAVAČI VELIKIH SIGNALA