Design Projekt: DC spændingsregulator

LM317 Adjustable Voltage Regulator Tutorial (Juni 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Design Projekt: DC spændingsregulator

Diskrete halvleder enheder og kredsløb


Spørgsmål 1

Det kan virke svært at starte med et projekt som dette uden skematisk diagram. Identificer et par forskellige informationskilder, hvor du kan finde stikprøve regulator kredsløb, for at starte dit design fra.

Hvorfor antager du, at din instruktør har besluttet at udfordre dig med et projekt som dette, uden skematisk diagram at følge og masser af ting, der muligvis går galt? # 1 "> Reveal svar Skjul svar

Jeg vil lade dig bestemme, hvor stikspændingsregulator kredsløbsdesign kan findes.

Hvad angår spørgsmålet om hvorfor instruktøren ville udfordre dig på denne måde, er svaret ret simpelt: at forberede dig på realiteterne i en udfordrende karriere inden for elektronik. Tænk på dette projekt som et lille eksempel på arbejdsverdenen, hvor du bliver forpligtet til at overvinde tekniske hindringer rutinemæssigt, ofte med ringe eller ingen hjælp.

Udfordringer er en kendsgerning i livet. Det ville være urealistisk at forvente, at du har øjeblikkelige svar på enhver udfordring, du nogensinde vil møde. Hvad der forventes af dig, er dog en positiv holdning og den dygtige vedholdenhed at finde svarene i rette tid.

Bemærkninger:

Der må ikke meget siges her!

Spørgsmål 2

Ved udformning af et projekt som dette er det en god idé at "prototype" kredsløbet inden lodningskomponenter sammen, hvor de bliver sværere at erstatte, bytte og omkonfigurere. Forklar hvordan du har til hensigt at prototype dit kredsløb, inden du samler det i sin endelige form.

Reveal svar Skjul svar

Jeg vil lade dig bestemme svaret på dette spørgsmål!

Bemærkninger:

Studerende lader typisk være at prototype alt for frygt for at "spilde tid", når de kunne bygge noget i sin endelige form. Hvad de fleste elever ikke klar over, er imidlertid, at de vil spilde langt længere tid ved at genoprette deres "endelige" bygning, end de ville have brugt prototyper kredsløbet i mindre permanent form.

Prototyping er en væsentlig del af design og byggeprocessen. Du kan vælge at holde dine elever ansvarlige for denne proces som en del af deres karakter, eller lad dem vælge ikke at prototype (og tillade dem at finde ud af, hvorfor de skulle have prototyperet deres kredsløb).

Spørgsmål 3

Dit kredsløb vil uden tvivl bruge en zener diode til at etablere referencespændingen. Zener-diode-kredsløbet (herunder serien "drop" modstand) er ude af stand til at levere høj strøm til en belastning. Hvordan klarer dit kredsløb at levere mindst 2 ampere til belastningen, når du bruger en zener spændingsreference?

Reveal svar Skjul svar

Zener-referencekredsløbet skal "følges" af en transistorforstærker af en slags.

Bemærkninger:

Studentedesign vil variere på dette tidspunkt, præcis hvordan de øger zenerens lave strømudgang op til 2 ampere. Faktisk er dette den virkelige udfordring for designet, for at gøre en god forstærker til opgaven.

Spørgsmål 4

Lav en grov beregning af effekten, hvor kredsløbets endelige udgangstransistor (er) skal forsvinde, når de bærer hele 2 ampere af strøm. Vil strømafgivelsen være størst ved maksimal spænding (20 volt) udgang eller minimumspænding (3 volt) udgang? Forklar hvorfor.

Reveal svar Skjul svar

Svaret på dette spørgsmål kan overraske dig, at være noget nonintuitive. Du kan opleve, at strømforsyning er den væsentligste tekniske udfordring at overvinde i dette kredsløbsdesign: hvordan man sikrer, at dit kredsløb ikke vil blive beskadiget af for stor varme.

Bemærkninger:

At have elever genkende dette design problem og ingeniør løsninger til det er meget vigtig del af dette projekt, og det vil i høj grad forbedre deres praktiske forståelse af transistor kredsløb så godt!

Spørgsmål 5

De bedste regulator design bruger feedback for at sikre "stram" regulering af spænding over en bred vifte af belastningsstrømme. Forklar hvad denne "feedback" er, og hvordan det virker for at forbedre spændingsreguleringen.

Reveal svar Skjul svar

Med "feedback" samles outputspændingen og "tilbagesendes" til et forudgående trin i transistorkredsløbet, således at enhver belastningsfremkaldt ændring i udgangsspænding fremkalder et svar fra forstærkeren for at modvirke den ændring. Med andre ord giver tilbagemeldingen kredsløbet "bevidst" af sin egen produktion.

Bemærkninger:

Mange spændingsregulator kredsløb anvender driftsforstærkere (ved hjælp af negativ feedback) for at opnå dette meget designmål: forbedret spændingsregulering. Dine elever kan finde en gennemgang af et op-amp-baseret design, der er nyttigt, når man overvejer hvordan man bygger deres regulator kredsløb ud af diskrete komponenter.

  • ← Forrige regneark

  • Regneark Indeks

  • Næste regneark →