8/18/2019 Stab i Liza Tori

1/21

Analogna integrisana elektronikaStabilizatori napona

Prof. dr. Aljo Muǰcić

maj 2011

Fakultet elektrotehnike Univerziteta u TuzliLaboratorij za informacijsko-komunikacijske tehnologije

1 / 21

8/18/2019 Stab i Liza Tori

2/21

Stabilizatori napona

Konstantan jednosmjerni napon!Vrste stabilizatora

LinearniStabilizatori koji rade u prekidačkom režimu

Realizacija: integrisana kola

Fakultet elektrotehnike Univerziteta u TuzliLaboratorij za informacijsko-komunikacijske tehnologije

2 / 21

8/18/2019 Stab i Liza Tori

3/21

Linearni stabilizatori napona

Koriste tranzistore za kontrolu vrijednosti struje koja napaja potrošačUlaz: Napon poslije ispravljača koji je ltriran jednim kondenzatoromVrste lineanrih stabilizatora napona:

serijskiparalelni

Analiza povratne veze za stabilizaciju

Fakultet elektrotehnike Univerziteta u TuzliLaboratorij za informacijsko-komunikacijske tehnologije

3 / 21

8/18/2019 Stab i Liza Tori

4/21

Serijski linearni stabilizator napona

Slika: Blok šema serijskog naponskog stabilizatora

Fakultet elektrotehnike Univerziteta u TuzliLaboratorij za informacijsko-komunikacijske tehnologije

4 / 21

8/18/2019 Stab i Liza Tori

5/21

Serijski linearni stabilizator napona

Slika: Realizacija serijskog naponskog stabilizatora sa tranzistorom

U BE = U Z − U i zl (1)U Z je konstantno

R S = u ul ( min ) − U Z I z ( min ) + I B (2)

I B ≈ I P /β R S =

u ul ( min ) − U Z I z ( min ) +

I P β

(3)

Fakultet elektrotehnike Univerziteta u TuzliLaboratorij za informacijsko-komunikacijske tehnologije

5 / 21

8/18/2019 Stab i Liza Tori

6/21

Serijski linearni stabilizator napona

Slika: Realizacija serijskog naponskog stabilizatora sa operacionim pojačavačem u povratnojvezi

Operacioni pojačavač se može posmatrati kao da je u neinvertujućem spoju

A f = U izl U Z

= 1 + R1R 2

(4)

U izl ≈ U izl = 1 + R1

R 2U Z (5)

Fakultet elektrotehnike Univerziteta u TuzliLaboratorij za informacijsko-komunikacijske tehnologije

6 / 21

8/18/2019 Stab i Liza Tori

7/21

Serijski linearni stabilizator napona

Slika: Realizacije prekostrujne zaštite

Fakultet elektrotehnike Univerziteta u TuzliLaboratorij za informacijsko-komunikacijske tehnologije

7 / 21

8/18/2019 Stab i Liza Tori

8/21

Serijski linearni stabilizator napona

Slika: Promjena izlaznog napona pri strujnom preopterećenju

I L ( max ) = U BE 2

R 3≈

0.7R 3

(6)

Koliko tranzistori mogu da izdrže maksimalnu struju?

Fakultet elektrotehnike Univerziteta u TuzliLaboratorij za informacijsko-komunikacijske tehnologije

8 / 21

8/18/2019 Stab i Liza Tori

9/21

Serijski linearni stabilizator napona

Slika: Realizacije preko strujne zaštite sa smanjenjem struje opterećenja

U BE = U R 3 − U R 4 (7)

Vrijednost U R 4 je konstantna u normalnom režimu radaNapon na bazi Q 2 je negativna i tranzistor je isključenPovećanjem struje raste napon na R3 i počinje voditi tranzistor Q 2Sa smanjenjem izlaznog napona pada napon na V R 4 i potreban je još manjinapon U R 3 za vo enje tranzistora Q 2

Fakultet elektrotehnike Univerziteta u TuzliLaboratorij za informacijsko-komunikacijske tehnologije

9 / 21

8/18/2019 Stab i Liza Tori

10/21

Serijski linearni stabilizator napona

Slika: Promjena izlaznog napona pri strujnom preopterećenju

Fakultet elektrotehnike Univerziteta u TuzliLaboratorij za informacijsko-komunikacijske tehnologije

10 / 21

8/18/2019 Stab i Liza Tori

11/21

Paralelni linearni stabilizator napona

Slika: Blok šema paralelnog stabilizatora napona

Fakultet elektrotehnike Univerziteta u Tuzli

Laboratorij za informacijsko-komunikacijske tehnologije11 / 21

8/18/2019 Stab i Liza Tori

12/21

Paralelni linearni stabilizator napona

Slika: Realizacija paralelnog stabilizatora napona sa bipolarnim tranzistorom

Fakultet elektrotehnike Univerziteta u Tuzli

Laboratorij za informacijsko-komunikacijske tehnologije12 / 21

8/18/2019 Stab i Liza Tori

13/21

Impulsno širinski modulator

Slika: Impulsno širinskimodulator

Slika: Talasni oblici signala kod impulsno širinskogmodulatora

Fakultet elektrotehnike Univerziteta u Tuzli

Laboratorij za informacijsko-komunikacijske tehnologije13 / 21

8/18/2019 Stab i Liza Tori

14/21

Impulsno širinski modulator

Slika: Jednosmjerni napon pri različitim širinama impulsa

Fakultet elektrotehnike Univerziteta u Tuzli

Laboratorij za informacijsko-komunikacijske tehnologije14 / 21

8/18/2019 Stab i Liza Tori

15/21

Serijski stabilizator u prekidačkom režimu

Slika: Pojednostavljena šema serijskog stabilizatora koji radi u prekidačkom režimu

Nestabilizirani ulazni napon je veći od izlaznog naponaL i C čin NF lterDioda D kratko prespaja zavojnicu na masu: akumulisana energija zavojnice

U izl = U ul t uklj T

(8)

t uklj / T se naziva radni ciklus

Fakultet elektrotehnike Univerziteta u Tuzli

Laboratorij za informacijsko-komunikacijske tehnologije15 / 21

8/18/2019 Stab i Liza Tori

16/21

Serijski stabilizator u prekidačkom režimu

Slika: Praktična realizacija serijskog stabilizatora koji radi u prekidačkom režimu

Fakultet elektrotehnike Univerziteta u Tuzli

Laboratorij za informacijsko-komunikacijske tehnologije16 / 21

8/18/2019 Stab i Liza Tori

17/21

Paralelni stabilizator u prekidačkom režimu

Po zatvaranju prekidača dioda je inverznopolarisanaCR L t uklj Dok je prekidač zatvoran struja kroz L rastei napon na L opada

Po otvaranju prekidača napon na L semijenja i sada ja na diodi napon u ul + U LZa vrijeme otvorenog prekidača dioda D jedirektno polarisana i kondenzator se puni

u izl = u ul T t uklj Slika: Pojednostavljena šema serijskogstabilizatora koji radi u prekidačkom režimu

Fakultet elektrotehnike Univerziteta u Tuzli

Laboratorij za informacijsko-komunikacijske tehnologije17 / 21

8/18/2019 Stab i Liza Tori

18/21

Paralelni stabilizator u prekidačkom režimu

Slika: Praktična realizacija paralelnog stabilizatora koji radi u prekidačkom režimu

Fakultet elektrotehnike Univerziteta u Tuzli

Laboratorij za informacijsko-komunikacijske tehnologije18 / 21

8/18/2019 Stab i Liza Tori

19/21

Dobijanje negativnih napona sa stabilizatorima u prekidačkomrežimu

Po zatvaranju prekidača ulazni napondirektno dolazi na L. Struja kroz L raste

Po otvaranju prekidača napon na L mijenjapolaritet i negativni napon dolazi na katodudiode i dioda je direktno polarisanaKondenzator se puni a napon na izlazu u izl je negativan

Slika: Pojednostavljena šema stabilizatora

koji radi u prekidačkom režimu za dobijanjenegativnih napona

Fakultet elektrotehnike Univerziteta u Tuzli

Laboratorij za informacijsko-komunikacijske tehnologije19 / 21

8/18/2019 Stab i Liza Tori

20/21

Dobijanje negativnih napona sa stabilizatorima u prekidačkomrežimu

Slika: Praktična realizacija stabilizatora koji radi u prekidačkom režimu za dobijanjenegativnih napona

Fakultet elektrotehnike Univerziteta u Tuzli

Laboratorij za informacijsko-komunikacijske tehnologije20 / 21

8/18/2019 Stab i Liza Tori

21/21

Literatura

T. E. Price,Analog Electronics ,Prentice Hall, 1997.T. Brodić,Analogna integrisana elektronika,Svjetlost, Sarajevo, 1989.

A.S. Sedra, K.C. Smith,Microelectronic Circuits, 4th ed. ,Oxford University Press 1998.

P. R. Gray, P. J. Hurst, S. H. Lewis, R. G. Meyer,Analysis and Design of Analog Integrated Circuits, ,John Wiley & Sons, 2001.

P.Biljanovíc,Elektronicki sklopovi ,Školska knjiga, Zagreb, 1995.

Fakultet elektrotehnike Univerziteta u Tuzli

Laboratorij za informacijsko-komunikacijske tehnologije21 / 21