Design Projekt: AC-DC strømforsyning

How to make a 5v or 12v power supply adapter || AC to DC converter || Rectifier (Juni 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Design Projekt: AC-DC strømforsyning

Diskrete halvleder enheder og kredsløb


Spørgsmål 1

Sikkerhed er meget vigtigt, når der designes og / eller opbygges en enhed, der drives af potentielt dødelige elektriske kilder, som f.eks. AC-strømforsyning. Forklar, hvordan du kan bevise, at metalforsyningen til din strømforsyning er "jordet" for sikkerheden, således at en intern fejl fra en af ​​de "varme" ledere til metalbeholderen vil resultere i en kortslutning, der vil udløse strømmen beholderens sikring eller breaker i stedet for at chokere den enkelte, der rører sagen "# 1"> Reveal svar Skjul svar

Mål modstanden fra jordstangen på stikket til metalhuset. Modstanden bør ikke være mere end et par tiendedele af en ohm. En modstandsmåling på 0, 5 ohm eller mere angiver en dårlig forbindelse.

Bemærkninger:

Som en generel politik inspicerer jeg hver eneste af mine elevernes strømforsyninger, før de aktiveres for første gang. Det betyder dog ikke, at jeg er den der laver målerens målinger! Hver elev skal bevise for mig, at deres jordforbindelse er passende ved at måle måleren under mit direkte tilsyn. På denne måde lærer de at gøre det selv, mens sikkerheden stadig er personligt sikret af mig.

Jeg har også eleverne slæb på ledningsforbindelserne, mens de laver denne test for at sikre, at det ikke er en tilfældig lavmodstandsmåling, vi ses med ohmmeteren. Løse ledningsforbindelser testes bedst af modstandsmålinger under mekanisk belastning, ikke ved visuel inspektion alene.

Spørgsmål 2

Når du tilslutter komponenter sammen for at opbygge din strømforsyning, er det vigtigt, at du bruger den rigtige type (r) af ledninger. Identificer hvilke egenskaber der kræves for de ledninger, du bruger i dette projekt, for hver af følgende parametre:

Trådmåler:
Isoleringstype:
Stranding (fast eller strandet):
Reveal svar Skjul svar

Trådmåler: tilstrækkelig til den forventede maksimale strøm
Isoleringstype: tilstrækkelig til den maksimale spænding, der forventes
Stranding (fast eller strandet): strandet foretrækkes

For de to første parametre skal du identificere værdierne for den forventede strøm og spænding, der opstår i strømforsyningskredsløbet, for både AC- og DC-sektionerne.

Hvorfor antager du, at strandetråd kan være foretrukket til et projekt som dette? Jeg vil give dig et tip: Det er ikke for ledningens elektriske egenskaber, så meget som det er for mekaniske overvejelser.

Bemærkninger:

Ampacitets tal kan ikke være let tilgængelige for ledninger af måleren de fleste elektronikstuderende er vant til at beskæftige sig med. Imidlertid kan ampaciteten til småmålingstråd beregnes groft ved at udforme datapunkter af offentliggjorte trådforsyninger til ledninger af flere større målere og derefter ekstrapolere nedad på måle skalaen. Hvis ikke andet, ville dette være et godt eksempel for eleverne af, hvordan man bruger enkle statistiske teknikker (regression, kurvepasning, plotting) til at foretage praktiske skøn.

Spørgsmål 3

Hvordan fortæller vi, hvilken vikling af trin-down power transformeren er den primære, og hvilken er den sekundære, uden at det rent faktisk strømforsyrer AC-strøm? Dette er ofte et problem, når eleverne køber billige transformatorer, der er umærkede og ikke-dokumenterede.

Reveal svar Skjul svar

Brug et ohmmeter til at måle modstanden af ​​hver vikling. Den primære vikling af en trin-down transformer vil indeholde en længere længde af ledninger med mindre tværsnitsareal end den sekundære vikling. Med disse to faktorer bør modstandsforskellen mellem viklinger være indlysende.

Bemærkninger:

Pas på, om den pågældende transformator er fuldstændig ukendt. Det kan være umuligt at fortælle, hvad de respektive spændingsvurderinger af viklingene er, hvis man ikke engang ved, om transformeren er designet til linieffekt (120 volt, 60 Hz AC i USA) eller ej. Små strømtransformatorer er nemme at få fra leverandører af elektronikdele og fra elektroniske elektroniske enheder til skrotbrug (stereoanlæg, computer tilbehør osv.), At ingen skal tage chancer med en helt ukendt transformer.

Spørgsmål 4

Når du måler transformatorens lavspændings-vekselstrøm og sammenligner denne måling med den retificerede og filtrerede DC-udgangsspænding, vil du bemærke noget meget mod-intuitivt. DC-udgangsspændingen er væsentligt større end den ikke-rettede vekselstrøm fra transformatorens sekundære vikling!

Forklar hvorfor dette er, og giv derefter matematiske beregninger, der relaterer de to spændingsmålinger sammen med rimelig nøjagtighed.

Reveal svar Skjul svar

Dette er noget, der overrasker næsten alle eleverne, når de først måler spændingerne. Jeg vil give dig et stort tip, hvorfor den udbedrede og filtrerede (DC) udgangsspænding er så meget større end den ikke-rettede (AC) sekundære spænding: AC spændingsmåling du laver med din voltmeter er højst sandsynligt en RMS- måling, ikke en top måling.

Bemærkninger:

Lad eleverne finde ud af dette mysterium alene: Det er et af de fænomener, der virkelig afslører arten af ​​RMS-målinger i modsætning til topmålinger.

Spørgsmål 5

En ting, du vil gøre med din færdige strømforsyning, er underlagt en fuldstrøm (1 amp) belastning, og test udgangsspændingen. For at gøre dette skal du have en belastning, der trækker tæt på 1 ampere uden overophedning eller forårsager andre problemer.

En modstand vil fungere fint til denne opgave, men hvilken modstand skal du bruge? Identificer de to parametre, du skal bekymre dig om, når du vælger en belastningsmodstand for opgaven, og forklar præcis, hvordan disse parametre vil blive beregnet.

Reveal svar Skjul svar

De to parametre er: modstand (hvor mange ohm) og power rating (hvor mange watt). Jeg vil overlade det til dig at vise, hvordan du beregner hver parameter for din strømforsyning.

Bemærkninger:

Selvom dette ikke er mere end en anvendelse af Ohms lov, skal du ikke blive overrasket, hvis eleverne nærmer dig dumbfounded af dette spørgsmål. Der er en stor kognitiv forskel mellem beregning af strøm og effekt for en modstand af kendt værdi og en spændingskilde af kendt spænding og vælger en modstand baseret på kendt strøm og spænding til en praktisk test af en strømforsyning. Mens man studerer Ohms lov i en teoretisk kontekst, bliver eleverne komfortable til at lave beregninger på papir, men kan ikke være klar over, hvordan man anvender samme matematik til en virkelighedssituation. Eller de kan udtrykke apprehension, når de står over for at skulle lave beregninger, der bærer reelle konsekvenser (som f.eks. Ødelægger deres strømforsyning!).

  • ← Forrige regneark

  • Regneark Indeks

  • Næste regneark →