Stabilizator napięcia, wzmacniacz operacyjny + dioda zenera

Kubeiks · Post autor: **Kubeiks** » 16 wrz 2010, 2:31

Witam! Z elektroniką swoją przygodę dopiero co zaczynam i już mam problemy, mianowicie z takim zadaniem:

Dobierz elementy stabilizatora napięcia z zabezpieczeniem przeciwzwarciowym mając do dyspozycji: wzmacniacz operacyjny, diodę Zenera UBR=5V, Padm=100mW. Napięcie wyjściowe U2=10V. Prąd w momencie zwarcia Izw=0,6A.

Najpierw wykonałem schemat układu:
Obrazek

I tu mam kilka głupich pytań:

1) Czy schemat ma ręce i nogi?
2) W danych nie mam podanego napięcia wejściowego, czy mogę w tym przypadku dobrać dowolne powyżej U2? Np. 15V?
3) gamma (y), cóż to jest? znalazłem wzór w dwóch miejscach, że w tym przypadku y=UBR/U2.

Dla danych y=0,5
y=R3/(R2+R3)
R2=R3 ???

4) W dalszych obliczeniach nie bardzo wiem jak wyznaczyć wartość R1?

Z góry dziękuje za każdą wskazówkę.

Post autor: **Jony130** » 16 wrz 2010, 9:36

Kubeiks pisze:1) Czy schemat ma ręce i nogi?

Brakuje zabezpieczenia prądowego i lepiej połączyć "masy" U1 z U2.

2) W danych nie mam podanego napięcia wejściowego, czy mogę w tym przypadku dobrać dowolne powyżej U2? Np. 15V?

Trzeba określić Uwe_min na podstawie schematu i typu tranzystora i wzmacniacza operacyjnego.

Kubeiks pisze:3) gamma (y), cóż to jest? znalazłem wzór w dwóch miejscach, że w tym przypadku y=UBR/U2.

Dla danych y=0,5
y=R3/(R2+R3)
R2=R3 ???

Wzór znalazłeś dobry.
Ktoś po prostu tak sobie to nazwał i tyle.

Kubeiks pisze:4) W dalszych obliczeniach nie bardzo wiem jak wyznaczyć wartość R1?

Musisz rozważyć przynajmniej dwie sytuacje.
1 - Dioda Zenera ma jakiś minimalny prąd prący który musi przez nią płynąc przy Uwe_min
2. Dioda ma też maksymalny prąd pracy wynikający z mocy strat (100mW) który płynie przy Uwe_max.
Więc rezystor musi być tak dobrany by spełnić te dwa wymagania.
A wzór to znasz bo wystarczy prawo Ohma.

Luminofor · Post autor: **Luminofor** » 16 wrz 2010, 11:18

Kubeiks pisze:R2=R3 ???

Skąd taki wniosek? Niekoniecznie tak musi być.

Kubeiks pisze:4) W dalszych obliczeniach nie bardzo wiem jak wyznaczyć wartość R1?

Masz napięcie na zenerce i jej moc, stąd znajdziesz prąd który przez nią płynie, potem z NPK znajdziesz napięcie na R1 (lewe oczko) i z prawa Ohma wartość R1. Tak to widzę (ale mogę się mylić).

[ Dodano: 2010-09-16, 12:19 ]
R2 i R3 wyznaczysz stąd, że znasz prąd zwarciowy, bierzesz prawe oczko i Prawo Ohma, potem masz układ równań z tego Ohma i tej gammy.

Post autor: **Jony130** » 16 wrz 2010, 11:41

Luminofor pisze:Kubeiks napisał/a:
R2=R3 ???

Skąd taki wniosek? Niekoniecznie tak musi być.

W tym wypadku musi tak być.
Skoro Uz=5V i Uwy=10V.
Ten układ to nic innego jak prosty wzmacniacz nieodwracający.

I mówię ten układ nie ma zabezpieczenia prądowego.

Luminofor · Post autor: **Luminofor** » 16 wrz 2010, 12:01

Jony130 pisze:W tym wypadku musi tak być.
Skoro Uz=5V i Uwy=10V.

Tak, masz rację, dopiero teraz to zauważyłem.

zaba · Post autor: **zaba** » 16 wrz 2010, 19:17

Moim zdaniem to nie zadziała, bo przy osiągnięciu 10V na wyjściu, na wyjściu wzmacniacza napięcie wyniesie 0V i ja też nie widzę zabezpieczenia. Takowe można zrealizować na tranzystorze za pomocą opornika podłączonego między bramką, a wyjściem wzmacniacz.
Jeśli już podłączyłbym ten minus za tranzystor i zmienił rodzaj tranzystora na pnp wymagałoby to symetrycznego zasilania całości napięciem przynajmniej 12V

Kubeiks · Post autor: **Kubeiks** » 16 wrz 2010, 19:43

Poprawiłem schemat w pierwszym poście i liczę:

Prawa strona:

Izw=U2/R2+R3

R2=R3=>R

2R=U2/Izw

R=8,33Ω ? trochę mało?

Dioda:

IDmax=Padm/UBR
IDmax=20mA

Za IDmin bierzemy 10% z tego czyli 2mA

Lewa strona:

R1=U1-UBR/ID

I tu przyjmuje za U1=12V a ID=5mA

R1=2kΩ

Post autor: **Jony130** » 16 wrz 2010, 22:07

Kubeiks pisze:Prawa strona:

Izw=U2/R2+R3

R2=R3=>R

2R=U2/Izw

R=8,33Ω ? trochę mało?

Co ty tu w ogóle obliczasz?

Dioda:

IDmax=Padm/UBR
IDmax=20mA

Za IDmin bierzemy 10% z tego czyli 2mA

Lewa strona:

R1=U1-UBR/ID

I tu przyjmuje za U1=12V a ID=5mA

R1=2kΩ

Od biedy może być, choć dla Id=5mA i U1=12V
R1=1.4K ale nie ma takiej wartości w szeregu E24 więc dajemy 1K, choć z 2K też zadziała, choć to już trzeba by sprawdzić dla konkretnej diody w katalogu.

I dodaj do schematu zabezpieczenie prądowe i podłącz zasilanie wzmacniacza do U1.
Tak jak tu Q3
http://www.eleccircuit.com/wp-content/u ... 2n3055.jpg

zaba pisze:Moim zdaniem to nie zadziała, bo przy osiągnięciu 10V na wyjściu, na wyjściu wzmacniacza napięcie wyniesie 0V i ja też nie widzę zabezpieczenia.

Możesz jaśnie, bo w ogóle nic z tego nie rozumem?
Bo co niby nie działa?

[ Dodano: 2010-09-16, 23:14 ]

zaba pisze:zmienił rodzaj tranzystora na pnp wymagałoby to symetrycznego zasilania całości napięciem przynajmniej 12V

Bez symetrycznego też zadziała tylko trzeba zamienić wejście odwracające z nieodwracającym

Kubeiks · Post autor: **Kubeiks** » 17 wrz 2010, 18:41

Jony130 pisze:
Kubeiks pisze:Prawa strona:

Izw=U2/R2+R3

R2=R3=>R

2R=U2/Izw

R=8,33Ω ? trochę mało?
Co ty tu w ogóle obliczasz?

Wartość rezystorów R2 i R3, dla prądu zwarciowego I=0,6A.

Post autor: **Jony130** » 17 wrz 2010, 19:17

Wartość rezystorów R2 i R3, dla prądu zwarciowego I=0,6A.

A ma to jakiś sens?
Skoro mamy zwarcie w układzie, to napięcie U2 będzie i tak równe 0V i żaden prąd nie popłynie przez R2, R3. Więc i stabilizator niczego nie będzie stabilizował i popłynie tak duży prąd który od razu spali tranzystor.
Dla twojego teoretycznego układu możesz przyjąć R2 i R3 z przedziału 1M....1K.

zaba · Post autor: **zaba** » 17 wrz 2010, 19:55

No i o tym właśnie pisałem, jak kolega powyżej