Proiect electroalimentare

Tema proiectului

Să se proiecteze două surse stabilizate de tensiune continuă, conform următoarelor cerințe:

- o sursă stabilizată cu componente discrete, cu element regulator în configurație serie (sursa 1);

- o sursă stabilizată în comutație cu circuit integrat specializat, conform temei individuale (sursa 2).

Condițiile inițiale și parametrii de pornire pentru calculul surselor sunt:

- Alimentarea surselor se va face de la o rețea monofazată de tensiune alternativă, cu frecvența de 50 Hz, cu tensiune sinusoidală cu valoare nominală de 230V, având variații admise de -10% +10% din valoarea nominală.

- Se consideră Z, ziua nașterii și L, luna nașterii studentului.

- Pentru sursa cu componente discrete parametrii de pornire sunt: tensiunea de ieșire U0, curentul de ieșire I0, ce se vor calcula după formulele:

U0 = 8 + 8/2 = 8 + 4 = 12 [V]

I0 = 30 + 6*40 = 30 + 240 = 270 [mA]

- Pentru sursa în comutație cu circuit integrat parametrii de pornire sunt:

Vin Min = 8 + 8/3 = 8 + 2.66 = 10.66 [V]

Vin Max = 10 + 8/2 = 10 + 4 = 14 [V]

Vout = 3 + 8/5 = 3 + 1.6 = 4.6 [V]

Iout Max = 1 + 6/10 = 1 + 0.6 = 1.6 [A]

- Sursele vor fi protejate la supratensiuni și/sau supracurenți.

- Temperatura maximă a mediului ambiant va fi ta max = 35°C.

Capitolul 1. Sursa stabilizată cu componente discrete

1.1 Schema bloc

Figura 1. Schema bloc a sursei stabilizate cu componente discrete

Sursa stabilizată cu componente discrete cuprinde următoarele blocuri funcționale:

- Transformator de rețea (TRAF).

- Redresor (RED).

- Filtru de netezire (FN).

- Element regulator serie (ERS):

- menține tensiunea de ieșire la nivelul specificat, sub controlul amplificatorului de eroare;

- furnizează curentul de ieșire;

- micșorează rezistența serie a stabilizatorului.

- Sursă de tensiune de referință (REF): furnizează o tensiune de referință caracterizată printr-o mare stabilitate în timp, față de variația tensiunii de intrare sau a temperaturii.

- Amplificator de eroare tensiune (AEU): compară tensiunea de referință cu o parte din tensiune de ieșire, pentru a acționa asupra elementului regulator.

- Convertorul tensiune - tensiune (U/U): furnizează o tensiune proporțională cu tensiunea de ieșire.

- Elemente de protecție (la supratensiuni și supracurenți).

1.2 Stabilizatorul parametric cu tranzistor serie. Considerente teoretice

Stabilizatoarele de tensiune controlează și reglează în mod continuu nivelul tensiunii de ieșire. Componenta principală este elementul regulator serie (ERS) care este elementul de execuție al schemei.

Pentru configurația serie se folosește un tranzistor bipolar NPN (cu siliciu) în serie cu sarcina, cu rolul de a amplifica curentul furnizat de un stabilizator parametric simplu, realizat de obicei cu o diodă Zener. Funcționarea unui stabilizator parametric se bazează pe capacitatea diodei Zener de a menține tensiunea constantă la bornele sale într-un domeniu dat (numit domeniu de stabilizare). Performanțele de stabilizare a tensiunii de ieșire, asigurate de un astfel de stabilizator, sunt strict determinate de caracteristica tensiune-curent a diodei folosite.

Figura 2. Stabilizator parametric cu tranzistor serie

Rezistența RB are rol de limitare a curentului prin dioda Zener (rezistență de balast) și de polarizare a bazei tranzistorului.