návrh zdroje stejnosměrného napětí výpočty v obvodu
DESCRIPTION
Návrh zdroje stejnosměrného napětí Výpočty v obvodu. Cíl tématu:. Žák bude umět samostatně navrhnout jednoduchý zdroj stejnosměrného napětí. Obsah tématu:. Blokové schéma zdroje Usměrňovač Filtrace Stabilizátor Zátěž. Vstupní znalosti. Vlastnosti elektrických veličin - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Návrh zdroje stejnosměrného napětí Výpočty v obvodu](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022102423/5681428b550346895daeb766/html5/thumbnails/1.jpg)
Návrh zdroje stejnosměrného napětí
Výpočty v obvodu
![Page 2: Návrh zdroje stejnosměrného napětí Výpočty v obvodu](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022102423/5681428b550346895daeb766/html5/thumbnails/2.jpg)
Cíl tématu:
• Žák bude umět samostatně navrhnout jednoduchý zdroj stejnosměrného napětí
![Page 3: Návrh zdroje stejnosměrného napětí Výpočty v obvodu](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022102423/5681428b550346895daeb766/html5/thumbnails/3.jpg)
Obsah tématu:
• Blokové schéma zdroje
• Usměrňovač
• Filtrace
• Stabilizátor
• Zátěž
![Page 4: Návrh zdroje stejnosměrného napětí Výpočty v obvodu](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022102423/5681428b550346895daeb766/html5/thumbnails/4.jpg)
Vstupní znalosti
• Vlastnosti elektrických veličin
• Vlastnosti elektronických součástek a jejich využitídiodastabilizační diodarezistorkondenzátor
• Práce s katalogem elektronických součástek
![Page 5: Návrh zdroje stejnosměrného napětí Výpočty v obvodu](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022102423/5681428b550346895daeb766/html5/thumbnails/5.jpg)
Časový rozsah:
4 hodiny
![Page 6: Návrh zdroje stejnosměrného napětí Výpočty v obvodu](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022102423/5681428b550346895daeb766/html5/thumbnails/6.jpg)
Průvodce výukovým programem
• Program je rozdělen do výukových bloků
• Každý blok je zakončen kontrolní otázkou
• Pokud zvolíte správnou odpověď, můžete pokračovat ve výuce
• Pokud zvolíte špatnou odpověď, budete vráceni na začátek bloku
• Učivo si znovu zopakujete
![Page 7: Návrh zdroje stejnosměrného napětí Výpočty v obvodu](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022102423/5681428b550346895daeb766/html5/thumbnails/7.jpg)
Zdroj stejnosměrného napětí
• Pro napájení polovodičových součástek nelze použít střídavý proud.
• Použitelný je pouze proud stejnosměrný
• Ten si upravíme ze střídavého proudu pomocí zdroje stejnosměrného stabilizovaného napětí
![Page 8: Návrh zdroje stejnosměrného napětí Výpočty v obvodu](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022102423/5681428b550346895daeb766/html5/thumbnails/8.jpg)
Kontrolní otázka č.1
Jaké části má zdroj stejnosměrného napětí?
a. Zdroj střídavého napětí, usměrňovač, zátěž
b. Usměrňovač, filtr, stabilizátor
c. Dělič napětí, filtr, stabilizátor
![Page 9: Návrh zdroje stejnosměrného napětí Výpočty v obvodu](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022102423/5681428b550346895daeb766/html5/thumbnails/9.jpg)
Jednocestný usměrňovač
• Proud prochází diodou jen když je rozdíl napětí mezi anodou a katodou větší než 0,6V.
• Z obrázku je patrné, že dioda propouští pouze kladnou část střídavého proudu
![Page 10: Návrh zdroje stejnosměrného napětí Výpočty v obvodu](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022102423/5681428b550346895daeb766/html5/thumbnails/10.jpg)
Dvoucestný usměrňovač
Diodou D1 a D3 prochází kladná půlvlna a diodou D2 a D4 záporná napěťová půlvlna
![Page 11: Návrh zdroje stejnosměrného napětí Výpočty v obvodu](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022102423/5681428b550346895daeb766/html5/thumbnails/11.jpg)
Dvoucestný usměrňovač
Pulsování proudu má proto dvojnásobný kmitočet proti jednocestnému usměrňovači
![Page 12: Návrh zdroje stejnosměrného napětí Výpočty v obvodu](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022102423/5681428b550346895daeb766/html5/thumbnails/12.jpg)
Kontrolní otázka č.2
Jaký kmitočet má napětí na výstupu dvojcestného usměrňovače?
a. 50Hz
b. 100Hz
c. 60Hz
![Page 13: Návrh zdroje stejnosměrného napětí Výpočty v obvodu](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022102423/5681428b550346895daeb766/html5/thumbnails/13.jpg)
POZOR !POZOR !
• Při volbě typu diody si musíme uvědomit jak velké bude vstupní napětí Ust a na jak velkou zátěž Rz budeme zdroj připojovat.
• To znamená, jaký maximální proud bude zdrojem protékat
• I = UI = Ustst/R/Rzz
![Page 14: Návrh zdroje stejnosměrného napětí Výpočty v obvodu](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022102423/5681428b550346895daeb766/html5/thumbnails/14.jpg)
Kontrolní otázka č.3
Na jakou maximální opakovatelnou hodnotu proudu navrhneme usměrňovací diodu?
Ust = 12VRz = 1K
a. > 12 mA
b. < 12 mA
c. = 12 mA
![Page 15: Návrh zdroje stejnosměrného napětí Výpočty v obvodu](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022102423/5681428b550346895daeb766/html5/thumbnails/15.jpg)
Filtrace napětí• Diodou usměrněné
napětí je hodně zvlněné
• Abychom zvlnění zmenšili, připojíme do obvodu kondenzátor
• Velikost zvlnění napětí potom závisí na velikosti kapacity kondenzátoru a odporu zátěže.
![Page 16: Návrh zdroje stejnosměrného napětí Výpočty v obvodu](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022102423/5681428b550346895daeb766/html5/thumbnails/16.jpg)
Filtrace napětí
Činnost filtrace je vidět na obrázku: když dioda nepropouští proud, kondenzátor se vybíjí přes zátěž
![Page 17: Návrh zdroje stejnosměrného napětí Výpočty v obvodu](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022102423/5681428b550346895daeb766/html5/thumbnails/17.jpg)
Kontrolní otázka č.4
Proč je nutná filtrace napětí?
a. K vyhlazení střídavého napětí
b. K oddělení střídavé složky napětí od stejnosměrné
c. Zlepšuje stabilizaci napětí
![Page 18: Návrh zdroje stejnosměrného napětí Výpočty v obvodu](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022102423/5681428b550346895daeb766/html5/thumbnails/18.jpg)
POZOR !POZOR !
• Při volbě usměrňovací diody musíme brát také v úvahu krátkodobý špičkový proud, který závisí na velikosti kapacity kondenzátoru
»Izap = Ud/Xc
![Page 19: Návrh zdroje stejnosměrného napětí Výpočty v obvodu](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022102423/5681428b550346895daeb766/html5/thumbnails/19.jpg)
Kontrolní otázka č.5
Jakou hodnotu bude mít krátkodobý špičkový proud procházející diodou při zapnutí, když
Ud = 12V a Cf = 1mF
a. 3,768 A
b. 12 A
c. 12 mA
![Page 20: Návrh zdroje stejnosměrného napětí Výpočty v obvodu](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022102423/5681428b550346895daeb766/html5/thumbnails/20.jpg)
POZOR !POZOR !
• U volby kondenzátoru musíme vědět na jak velké vstupní napětí budu zdroj připojovat a jaké napětí vznikne na kondenzátoru
»Uc = Ud * 1,41• 1,41 – odmocnina 2
• Kondenzátor musí vydržet napětí Uc !!
![Page 21: Návrh zdroje stejnosměrného napětí Výpočty v obvodu](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022102423/5681428b550346895daeb766/html5/thumbnails/21.jpg)
POZOR !POZOR !• Kapacitu kondenzátoru si zvolíme dostatečně velkou,
tak aby kondenzátor pojmul co největší náboj• Výstupní napětí nesmí klesnout pod maximální
požadovanou hodnotu
C = 10 x I / UBr C = [10-6F]
UBr = zvlnění napětí Všš
Ubr = Uc – Uvýstmax
I [mA]
![Page 22: Návrh zdroje stejnosměrného napětí Výpočty v obvodu](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022102423/5681428b550346895daeb766/html5/thumbnails/22.jpg)
Kontrolní otázka č.6
Jaká může být velikost napěťového zvlnění Ubr, když Uvst = 10V a nejmenší požadovaná
velikost Uvýst = 9V?
a. 1Všš
b. 9Všš
c. 4,25Všš
![Page 23: Návrh zdroje stejnosměrného napětí Výpočty v obvodu](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022102423/5681428b550346895daeb766/html5/thumbnails/23.jpg)
Stabilizace napětí• Přestože jsme do obvodu vložili
kondenzátor, napětí pořád ještě kolísá.
• Čím menší kapacita, tím větší zvlnění napětí
• Musíme proto napětí stabilizovat
• Nejjednodušší stabilizátor napětí je složený ze zenerovy diody Dz a ochranného odporu Rdz.
• Ochranným odporem Rdz snížíme napětí na výstupní
• Dioda se zapojuje v závěrném směru
![Page 24: Návrh zdroje stejnosměrného napětí Výpočty v obvodu](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022102423/5681428b550346895daeb766/html5/thumbnails/24.jpg)
Kontrolní otázka č.7
Co zajišťuje stabilizátor?
a. Stabilizuje střídavé napětí
b. Udržuje konstantní výstupní napětí
c. Mění hodnotu napětí dle potřeby
![Page 25: Návrh zdroje stejnosměrného napětí Výpočty v obvodu](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022102423/5681428b550346895daeb766/html5/thumbnails/25.jpg)
POZOR !
Při výběru vhodné stabilizační diody musíme brát v úvahu :
• Velikost požadovaného výstupního napětí
• Velikost proudu protékajícího obvodem zdroje, tzn. i velikost odporu zátěže
• Velikost proudu protékající zenerovou diodou
![Page 26: Návrh zdroje stejnosměrného napětí Výpočty v obvodu](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022102423/5681428b550346895daeb766/html5/thumbnails/26.jpg)
Kontrolní otázka č.8
Chceme, aby výstupní napětí bylo 10V. Jakou zenerovu diodu navrhneme do obvodu?
a. Na 9V
b. Na 10V
c. Na 11V
![Page 27: Návrh zdroje stejnosměrného napětí Výpočty v obvodu](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022102423/5681428b550346895daeb766/html5/thumbnails/27.jpg)
![Page 28: Návrh zdroje stejnosměrného napětí Výpočty v obvodu](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022102423/5681428b550346895daeb766/html5/thumbnails/28.jpg)
POZOR !
Zdroj stejnosměrného napětí navrhujeme podle zátěže (spotřebiče).
To znamená jaký proud bude odebírat a na jaké napětí ji můžeme připojit.
![Page 29: Návrh zdroje stejnosměrného napětí Výpočty v obvodu](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022102423/5681428b550346895daeb766/html5/thumbnails/29.jpg)
Úkol !!!Navrhněte jednotlivé součástky jednoduchého
stabilizovaného zdroje stejnosměrného napětí dle obrázku.
Uvst = 20V Uvýst = 10V Iz = 100mA
U návrhu rezistoru a kondenzátoru použijte hodnoty výrobní řady E12.
![Page 30: Návrh zdroje stejnosměrného napětí Výpočty v obvodu](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022102423/5681428b550346895daeb766/html5/thumbnails/30.jpg)
POSTUPOVALI JSTE SPRÁVNĚ?
Porovnejte s obrázkem!
ANO
NE
KY130/80
100M/50V
47R
KZ261/10
![Page 31: Návrh zdroje stejnosměrného napětí Výpočty v obvodu](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022102423/5681428b550346895daeb766/html5/thumbnails/31.jpg)
CHYBA !!!Pokud jste udělali chybu, prostudujte si příslušné kapitoly znovu a tak, aby jste je
správně pochopili
stabilizátor
filtrace zátěž
usměrňovač
![Page 32: Návrh zdroje stejnosměrného napětí Výpočty v obvodu](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022102423/5681428b550346895daeb766/html5/thumbnails/32.jpg)
GRATULUJI !!!GRATULUJI !!!zvládli jste úspěšně kurz
Návrh zdroje stejnosměrného
napětí