Argument

2015

TEMA DE PROIECTS se proiecteze un redresor monofozat care sa debiteze 12-17v CURENT CONTINUUCUPRINS2CUPRINS

ARGUMENT3DIODA SEMICONDUCTOARE5TIPURI DE REDRESOARE8REDRESORUL MECANIC8REDRESORUL CU DIODE9PROIECTAREA RedresORULUI monoalternan 12-17V10REDRESOARE BIALTERNAN N PUNTE12REDRESOARE BIALTERNAN N PUNTE COMANDAT 12V-17V15EXPLOATAREA I NTREINEREA REDRESOARELOR15TEHNICA SECURITII MUNCII16BIBLIOGRAFIE18ANEXE19

ARGUMENTElectronica a devenit azi o ramur indispensabil a industriei, n sensul c nici o alt ramur nu se poate lipsi de aportul electronicii.

Eletronitii realizeaz o gam variat de aparate, mergnd de la lucruri simple, ca radioreceptoare, la aparate complexe, cum ar fi roboi telecomandai sau calculatoare electronice. Iar exponatele pe care le prezint pionierii la diferite concursuri i expoziii slnt o dovad a naltei lor miestrii, a gradului de stpnire eficient a. electronicii.Dac pn la nceputul anilor '40 n ara noastr nu exista decit un atelier n care se montau radioreceptoare, azi industria noastr electronic este foarte bine dezvoltat specialitii notri public articole n reviste de cel mai nalt nivel, iar produse electronice romneti, ce. acoper o gam larg, sint bine cunoscute n numeroase ri: i n acest domeniu, din ar~importatoare, am devenit o ar exportatoare.

Electronica este o disciplin tiinific i tehnic aparte, n care teoria se mbin n mod armonios i inseparabil cu tehnica.

De aceea, totdeauna dup ce se proiecteaz un aparat, este necesar s i msurm performanele, spre a, vedea dac ntr-adevr ceea ce s-a realizat este sau nu corespunztor cu ceea ce s-a dorit, are parametrii cerui.

Un montaj simplu azi ridic o serie de ntrebri, ce conduc la alte construcii, la alte experimentri, la alte realizri. i n modul acesta, treptat, de obicei de la simplu la complex, se ajunge la formarea unui bun, util societii.NECESITATEA REDRESARII CURENTULUI ALTERMATIV

Modul cel mai economic de alimentare pentru aparatura electronica este folosirea energiei de la reeaua electric.n general aceast energie se prezint sub form de curent alternativ, cu frecvena de 50 perioade pe secund, avnd tensiunea 220 V sau 110 V.Curentul de la reea nu poate fi folosit direct pentru alimentarea aparaturii electronice. Pentru obtinerea curentului continuu necesar alimentarii circuitelor electronice, din curentul alternativ disponibil de la retea se folosesc circuite specializate redresoare, in asociatie cu circiute auxiliare care asigura caracteristicile impuse.Redresorul propriu-zis este construit cu elemente unidirecionale, lsnd deci sa treac curentul intr-un singur sens, cum sunt diodele cu vid sau diodele semiconductoare.

Elementele redresoare fiind elemente cu caracteristica neliniar, produc multe dificulti in cazul analizei circuitelor redresoare.

Pentru acest motiv, este util s se fac o serie de ipoteze simplificatoare n legtur cu idealizarea elementelor redresoare i a surselor de redresat.

Am vzut c alimentare pentru aparatura electronica se face cu tensiuni reduse de 1,5. -.24 V, . Singura msur ce trebuie luat este coborrea tensiunii de la 220 V pn la valoarea maxim cerut de aparatura prin intermediul unui transformator de reea.DIODA SEMICONDUCTOARE

. Caracteristica static, curent-tensiune, teoretic a unei diode semiconductoare dedus prin analiza fenomenelor fizice ntr-o joncioune PN ideal ce au loc la aplicarea unei tensiuni din exterior este dat de legea:

n aceast relaie reprezentat grafic n fig.1.1,

este curentul de saturaie al diodei dat de expresia de mai sus i este dependent de parametrii fizici i tehnologici ai jonciunii PN (suprafaa jonciunii, , concentraia intrinsec de purttori , coeficienii de difuzie , , lungimile de difuzie ,, ale purttorilor de sarcin , precum i concentraiile de impuriti, , ), iar , un coeficient cu valori mai apropiate de 1 pentru Ge, i mai apropiate de 2 pentru Si, care rezult din considerarea efectului de recombinare din zona de sarcin spaial la tensiuni de polarizare directe mici (efect cu importan la diodele cu Si la temperatura camerei.

n funcie de suprafaa jonciunii PN, la rndul ei, dependent de curentul maxim pe care trebuie s-l accepte dioda n conducie direct, curentul de saturaie , are, la temperatura camerei, valori de ordinul de mrime, 1 (10 (A, pentru diodele din Ge i 1 (100 mA pentru diodele din Si.

La cureni direci de ordinul 1 (10 mA (valori des ntlnite n practic) tensiunea direct pe diod este de 0.2 0.3 V pentru diodele din Ge respectiv 0.6-0.8 V pentru diodele din Si.

Dependena de temperatur a caracteristicii statice a unei diode semiconductioare este foarte puternic, nregistrndu-se a dublare a curentului de saturaie la fiecare 100 C pentru diode din Ge respectiv la fiecare 6 0C pentru diodele din Si. Aceast depeden poate fi pus n eviden i prin coeficientul de variaie a tensiunii directe de pe diod cu temperatura, la curent constant. Teoretic acest curent este de circa 2 mV / 0C, pentru ambele tipuri de material utilizate curent pentru realizarea diodelor semiconductoare.

La polarizare invers, conform ecuaie teoretice 1.1, curentul este constant i egal cu -. Dar pentru tensiuni inverse aplicate diodei, regiunea de sarcin spaial se mrete i apare un curent de generare, dependent de tensiunea aplicat, cu valori relative importante pentru diodele de Si (n fig.1.1 contribuia acestui curent la cracteristica diodei a fost reprezentat punctat). La tensiuni de polarizare invers mai mari, datorit fenomenului Zener, i fenomenului de multiplicare n avalan (predominant de obicei), curentul invers crete, valoare lui fiind limitat numai de circuitul exterior. Tensiunile de strpungere, la care apare aceast cretere a curentului, sunt dependente de natura materialului semiconductor, din care este realizat dispozitivul, precum i de concentraiile de impuriti, fiind cu att mai mici cu ct concentraiile de impuriti sunt mai mari.

La tensiuni directe mari caracteristica static tinde s se liniarizeze, datorit cderilor de tensiune pe zonele neutre ale jonciunii PN, care nu mai pot fi neglijabile.

n circuitele electronice, diodele semiconductoare pot indeplini mai multe funcii: redresare, detecie, limitare, etc. n multe situaii fiind necesar stabilirea unui regim static de funcionare.

TIPURI DE REDRESOARE

In trecut pentru redresare se utilizau maini i grupuri de maini electrice rotative (maina comutatoare, grupul convertizor).

Astzi, datorit performanelor ridicate dobndite de diodele cu siliciu i de tiristoare (densitatea de curent 100 A/cm2 tensiunea invers maxim 5000 V, temperatura de lucru maxim 200C, randamentul 99%), acestea tind s nlocuiasc instalaiile de redresare dotate cu elementele n micare.Fenomenul redresrii este bazat pe caracteristica static tensiune-curent a elementului redresor.

Din acest punct de vedere se disting trei tipuri de caracteristici statice n care pot li grupate toate elementele redresoare.

REDRESORUL MECANICEste bazat pe un generator avnd un cmp statoric fix , bazat n general pe magnei permaneni i un rotor format din bobine legate la un colector cu lamele avnd dou perii colectoare la care se va culege tensiunea electromotoare de current continuAcest tip de redresor este voluminos i greu de ntreinut avnd pri n micare de rotaie.REDRESORUL CU DIODERedresorul cu diode se bazeaz pe proprietatea dispozitivelor semiconductoare de a orienta circulaia purttorilor de sarcin ntre cei doi electrozi. Aceast reducere de tensiune se realizeaz cu ajutorul unui transformator. Aceast reducere de tensiune se realizeaz cu ajutorul unui transformator. Dup reducerea tensiunii se procedeaz la redresarea acestuia prin folosirea de dispozitive semiconductoare.Redresarea curentului alternativ se poate realiza cu folosirea unei alternane a curentului alternativ obinndu-se o tensiune pulsatorie la bornele redresorului.Acest redresor are dezavantajul c folosete o singur alternan a curentului alternativ ceea ce face ca acesta s aib un randament sczut. Redresarea bialternan face ca s fie folosite ambele alternante ale curentului, ceea ce duce la un randament de ncrcare mrit.

Fig 1. Redresor monofazat

PROIECTAREA RedresORULUI monoalternan 12-17VElementele redresoare se alimenteaz de la reea prin secundarul transformatorului de alimentare. Alimentatoare folosind diode cu siliciuRedresoarele cu celule cu siliciu au nlocuit ntr-un mare numr de montaje diodele redresoare cu vid sau cu gaz, dei prezint la rndul lor unele dezavantaje, ca dimensiunile relativ mari, o cdere de tensiune important n cazul unei intensiti mari a curentului, mbtrnirea relativ rapid care impune nlocuirea lor.

n prezent ns, odat cu apariia diodelor miniatur cu siliciu, aproape toate alimentatoarele se proiecteaz i construiesc cu aceste elemente.

Schema de principiu a montajului redresor monoalternan este:

Fig 2. Redresarea monoalternant

Principiul funcional al diodei permite redresarea unei singure semiperioade a curentului alternativ, ca n fig. 3.

Fig 3 Forma semnaluluiCurentul pulsatoriu redresat, fie cu o singur semiperioad; fie cu ambele, nu poate fi folosit ca atare, ci necesit o netezire (filtrare) a lui pentru obinerea alimentrii anodice.Netezirea (filtrarea) se obine cu un filtru compus dintr-o inductan ce oprete trecerea curentului pulsatoriu, permind numai trecerea curentului continuu, i un condensator de capacitate mare (8 ... 100F).) este aezat dup dioda redresoare, avnd rolul de netezire a curentului pulsatoriu, Astfel, urmrind montajul din fig. 2 vom observa c prima alternan ce trece prin diod ncarc condensatorul C cu o tensiune egal cu 1,4 ori tensiunea eficace alternativ aplicat la intrarea redrersorului deci iesirea din secundarul transformatorului trebuie sa fie egala cu tensiunea maxima debitata adica 17V inmultita cu 1.4, rezultand o tensiune de 23.8V.REDRESOARE BIALTERNAN N PUNTE Redresoarele bialternan sunt de dou feluri:

l).Redresoare bialternan cu transformator cu priz median

2).Redresarea bialternan n punte-Redresarea bialternan n punte-folosete patru diode semiconductoare redresnd ambele alternane. Montajul de redresare n punte are aceeai structur ca i o punte obinuit de msur, n braele punii montndu-se cte un element redresor:

Fig 4 Etajul de redresare dubla alternanta in puntePe una din diagonalele punii se conecteaz secundarul transformatorului monofazat, iar pe cealalt diagonal se leag rezistena de sarcin Kt.Starea de conducie este marcat pentru o alternan pozitiv cu sgeat plin (lucreaz perechea 14), iar perechea 23 este blocat.

n alternana urmtoare conduce perechea 23 i este blocat perechea 1 4.

Se observ c sensul curentului n sarcin este tot timpul acelai, de valoare constant i pulsaie crescut.

Montajul n punte poate fi legat i direct la schema de curent alternativ. In figura 5. se reprezint schema montajului in punte.

Fig. 5 Schema redresorului in punte

Diodele redresoare se conecteaz in aa fel incit pe alternan valorile mrimilor redresate sunt aceleai ca i n montajul bialternan cu priz median, cu deosebire c tensiunea maxim invers devine de dou ori mai mic (diodele lucreaz n serie i deci pe fiecare diod se repartizeaz jumtate din valoarea tensiunii maxime).

Formele de und ale tensiunii fiind cele din figura 6 de mai jos.

Fig 6 Formele de und ale tensiuniiCurentul dat de un redresor i tensiunea obinut la bornele sarcinii nu au o form ideal, adic nu snt constante n timp.

Curentul redresat id i tensiunea redresat ut sunt mrimi pulsatorii, periodice

Factorul de ondulaie pune n eviden gradul n care mrimile redresate se ndeprteaz de la forma unui curent continuu ideal.

Acest factor se poate defini ca fiind raportul dintre valoarea eficace a componentelor alternative ale curentului sau tensiunii, la valoarea medie a curentului sau tensiunii redresate.

Raportul ntre valoarea eficace i valoarea medic a curentului redresat poart denumirea de factor de form (notat cu Kf).Factorul de form are diverse valori, dup schema de redresare utilizat.

In monofazat monoalternan Kt =* 1,57, iar n monofazat bialternan K, = 1,11.

Rezult c i factorul de ondulaie scade n valoare de la 1,21 in redresarea monoalternan i ajunge la valoarea de 0,48 n redresarea bialternan.

Pe msur ce crete numrul elementelor redresoare, n aceeai msur valoarea coeficientului de ondulaie scade i tinde ctre zero, respectiv valoarea medie a curentului tinde ctre valoarea eficaceREDRESOARE BIALTERNAN N PUNTE COMANDAT 12V-17V

Controlul curentului se poate face prin variaia tensiunii debitate de redresor folosind un circuit n primarul transformatorului de reea sau prin circuite n secundarul transformatorului de reea dup puntea de diode n serie cu acumulatorul sau folosirea unui redresor comandat i semicomandat.Schema de principiu al unui redresor cu circuit de comand cu reglarea tensiunii din circuitul primar al transformatorului este n figura 7.

Fig 7. Schema de principiu al unui redresor cu circuit de comandEXPLOATAREA I NTREINEREA REDRESOARELOR Exploatarea i ntreinerea redresoarelor se face de ctre personalul autorizat avnd cunotine de specialitate(electricieni).n funcionare se va urmrii indicaiile aparatelor de msur innd cont mai ales de tensiunea de ieire(valoarea citit pe voltmetru i curentul consumat de circuite de curent continuu).Orice diferen ntre indicaiile aparatelor corespunztoare din circuitul secundar al transformatorului, presupune o anomalie n circuitul de funcionare al redresorului n acel moment se va decupla i va fi scos de sub tensiune circuitul de transformare i se va interveni pentru nlturarea defectului ,TEHNICA SECURITII MUNCII

Vom descrie n continuare unle precauii ce trebuie luate pentru a evita deteriorarea lor i anume :

S nu ndoim capetele de conexiune ale diodei dect ladistan de corpul propriu-zis, pentru a nu provoca spargereadiodei; S nu nclzim exagerat capetele diodei la lipirea conexiunilor. De obicei, n timpul lipirii, aceste capete se in strns cu un clete patent sau plat;

S urmrim atent n fia tehnic a diodei tensiunea in*vers i curentul maxim de vrf pe care le poate suporta.

De menionat c tensiunea invers nu poate fi luat egal cu tensiunea eficace de redresat, ea fiind mai mare. Instalaiile i echipamentele electrice vor fi proiectate construite i exploatate n aa fel nct s fie prevenite electrocutrii (prin atingere direct sau indirect), arsurile, incendiile, exploziile i aprinderile neprevzute provocate de curenii de dispersie (vagabonzi)

se va ine seama; i de normativele, prescripiile i standardele n vigoare care se referi la protecia personalului mpotriva accidentrii datorit curentului electric.

Instalaiile electrice, n faz de experimentare sau provizorii, vor ndeplini aceleai condiii de protecie mpotriva accidentelor tehnice sau de munc ca i instalaiile definitive.

Este interzis folosirea instalaiilor sau echipamentelor electrice improvizate, necorespunztoare.

Mijloacele individuale de protecie (scule, instrumente, aparate i dispozitive mobile) vor fi corespunztoare diferitelor lucrri care se execut la instalaiile sau echipamentele electrice.

Personalul care lucreaz la instalaii sub tensiune va folosi ntotdeauna scule i mijloace individuale de protecie mpotriva electrocutrii.

Organizarea locului de munc i ealonarea operaiilor la lucrul n instalaiile electrice se vor stabili n funcie de tipul instalaiei, tensiunea de lucru, gradul de pericol al ncperii n care este montat

Recepionarea i darea n funciune a unei instalaii sau echipament electric se vor face numai dac se constat s s-a inut seama de prevederile proiectului i dac acestea corespund condiiilor de exploatare i celor prevzute n normele departamentale de protecie a muncii.

BIBLIOGRAFIE

1. Msurri electrice i electronice EDP. Bucureti 1993

2. Instalaii i echipamente electrice EDP. Bucureti 1994

3. Colecia Tehnium, Conex Club;

4. Maini, aparate, acionari i automatizri, Ed. EDP.Buc. 1996

5. Agenda electronistului Ed. Tehnic, 1978

6. Automatizri n gospodrie - Ing. Ilie Gheorghe Mihescu

Ed. Teora 2000

7. Convertoare statice - ndrumar de laborator -

Reprografia U Craiova

8. Notie de curs

ANEXE

Redresarea monofazata monoaltenanta

Redresare monofazata bialternan cu tranformator cu punte mediana de 23,8V

realizata cu doua diode

Redresarea monofazata dubla alternanta

EMBED CorelDraw.Graphic.8

EMBED Equation.3

PAGE 1

_961768829.unknown

_961768852.unknown

_961768894.unknown

_962509440.unknown

_1273247960.unknown

_961769027.unknown

_961768860.unknown

_961768844.unknown

_961768836.unknown

_961768798.unknown

_961768819.unknown

_961768610.unknown

_961768640.unknown