BOSNA I HERCEGOVINAFEDERACIJA BOSNE I HERCEGOVINE

TUZLANSKI KANTONJAVNA USTANOVA MJEŠOVITA SREDNJA

ELEKTROTEHNIČKA ŠKOLA TUZLA

PRAKTIČNA NASTAVA III

SIMETRIČNI ISPRAVLJAČI

Laboratorijska vježba - I

Profesor: mr.sc. Sejfudin Agić dipl..ing.elektro.

Tuzla, februar/veljača 2015.

Muhameda Hevaija Uskufija 2, 75000 TuzlaTel/Fax : +387 35 281-167

ets . tz @ bih . net . ba , www . etstuzla . edu . ba

Prezime i ime učenika: Karić Nermin Razred: IIIT3

Datum izrade: 01.02.2015 Ocjena:

1. TEORIJSKA PRIPREMA

1.1. SIMETRIČNI ISPRAVLJAČI ZA POJAČAVAČE

Često u praksi imamo potrebu za napajanjem audio pojačavača ispravljačem sa pozitivnim i negativnim naponima. Očigledno da moramo onda obezbijediti stabilizaciju napona i pozitivne i negativne grane napajanja, kao na slici 1.1.

Stabilizatori za ovu svrhu se u osnovi ni po čemu bitno ne razlikuju od standardnih rješenja.

Slika 1.1. Punovalni ispravljač za pozitivne i negativne napone (simetrični ispravljač)

Objasnimo “dvostruki stabilizator” za nešto manje zahtjeve i u jednoj od najjednostavnijih formi sa slike 1.1.

Ovaj jednostavan sklop radi sasvim lijepo ako je dobro dimenzionisan. Izlazni napon je određen naponom korištene Zener diode i biće za nekih 0,7V manji od njega zbog pada napona na spoju B-E izlaznog tranzistora.

Budući da su ovde korišteni Darlington tranzistori koji se sastoje praktično od pobudnog i izlaznog tranzistora u istom kućištu, treba računati na pad napona kroz dva spoja B-E pa će izlazni napon biti 1,2-1,4V manji od napona Zenerice. Pravi napon će biti oko 45,5V. Korišteni su Darlington tranzistori (MJ3001 i MJ2501) jer imaju mnogo veće strujno pojačanje od običnih bipolarnih što je u ovom spoju važno.

Ako serijski tranzistori treba da "kontrolišu" kroz sebe struju od recimo 5A, klasični bipolarni tranzistori sa nekim prosječnim strujnim pojačanjem reda 20-80 će tražiti 250-600mA struje baze da bi to odradili. Tako velika struja bi dakle morala da se propusti i kroz Zenericu što sa standardnim tipovima nije moguće. Dakle, treba nam tranzistor sa mnogo većim strujnim pojačanjem i rješenje su upravo Darlington tranzistori koji u ovoj klasi snage i kolektorske struje obično imaju strujno pojačanje β≈1000 pa će za regulaciju kolektorske struje od 5A tražiti struju baze od 5A:1000=5mA.

2

Zener diodi treba takođe obezbjediti nekih 3-5mA pa se iz zbira te dve struje može izračunati vrijednost otpornika kroz koji te dvije struje prolaze.

Korišteni transformator je imao 2x40V na sekundaru, pa je napon na glavnim elektrolitima u mirovanju 1,4 puta veći od napona sekundara tj. oko 56V (u svakoj grani razumije se).

Za situacije u kojima je važno da stabilizacija a i ostale karakteristike budu što bolje, neophodne su određene modifikacije koje šemu čine malo komplikovanijom.

1.2. SIMETRIČNI ISPRAVLJAČI RAZLIČITIH NAPONA

Postoje pojačala kod kojih se za napajanje koriste dva različita napona, jedan niži ali za veću struju i njime se napajaju izlazni tranzistori ili FET-ovi, i drugi koji je obično višeg napona za nekih 5 do 10V ali za mnogo manju struju jer se njime obično napajaju svi predstepeni u tom pojačalu, a svi oni zajedno rijetko kada će tražiti više od 20-30mA ili možda do 50mA najviše.

Za dobijanje ovakva dva odvojena napajanja se koristi sistem umnožavanja napona kojim se napon postojećeg snažnog sekundara koji se već koristi za izlazne tranzistore, umnožava (najčešće udvaja) i posle dodatno stabilise.

Ovo je sigurno ekonomski najisplatljivije rješenje mada je ipak za nijansu lošije od prethodnog, a dato na slici 1.2.

Slika 1.2. Dvostruki stabilizator različitih napona (i struja)

Od ovako dobijenog napona ne možemo očekivati mnogo struje a na sreću za ovu namjenu nije ni potrebna. U ovom konkretnom slučaju taj pomoćni napon je trebalo da bude stabilisanih 48V pa su iza ovih 60V slijedila dva mala stabilizatora da svaku granu "spuste" i stabilišu na potreban napon. Izvori napajanja ili ispravljaci (kako ih najce ce zovu) su� verovatno najjednostavniji sklopovi u audio tehnici. I pored toga se ipak povremeno naide na mlade ili manje iskusne samograditelje koji po tom pitanju jo uvek pomalo "lutaju" i prave gre ke.� �

3

Cinjenica da su to stvarno jednostavni sklopovi ne znaci automatski da su ba sasvim neva ni� � odnosno nekriticni i da kako god ih uradite nece imati uticaja na krajnje rezultate gradnje. Sa druge strane, naici cete i na stra na "filozofiranja" po pitanju izvora napajanja i njihovog uticaja na zvuk� sistema. I jedno i drugo su krajnosti a istina je kao i obicno negde izmedu.U osnovi, svi klasicni izvori napajanja za audio sklopove imaju nekoliko zajednickih komponenata i to su:

mre ni transformator vece ili manje snage prema potrebama� zasebne diode ili set dioda u mostnom spoju (GREC) za ispravljanje naizmenicne struje elektrolitski kondenzator (ili vi e njih)�

               Imajuci u vidu prakticnu primenu i potrebe samograditelja, necu opisivati sve moguce tipove i spojeve ispravljaca vec cu se zadrzati samo na onome sto je i u praksi najcesce i najupotrebljivije. To se uglavnom odnosi na tip punotalasnog ispravljanja i dobijanje simetricnog pozitivnog i negativnog jednosmernog napona. Danas su retki poluprovodnicki pojacavaci pa i predpojacavaci koji koriste takozvano jednostruko napajanje. To se najcesce vidja kod cevnih uredjaja jer elektronske cevi ili "lampe" ne postoje u "komplementarnoj" varijanti pa je i simetricno napajanje nepotrebno. I neke starije varijante poluprovodnickih pojacala su koristile jednostruko napajanje ali su takva pojacala uvek na izlazu imala poveci elektrolitski kondenzator jer nije moguce prikljuciti zvucnik direktno na izlaz buduci da se kod njih tu nalazi polovina jednosmernog napona napajanja.            Danasnji moderni poluprovodnicki izlazni stepeni gotovo bez izuzetka koriste simetricno ili "split" napajanje. U svom najosnovnijem obliku, sema jednog takvog ispravljaca je data na sledecoj slici:

Vise od 90% danasnjih audio pojacala na koja ce te naici koriste ovakav tip ispravljackog stepena jer se pokazalo da je to od prilike najbolji kompromis izmedju performansi, iskoriscenja i isplativosti. U koliko su i samo pojacalo a i ispravljac korektno dizajnirani, nema potrebe za dodavanjem bilo kakve stabilizacije napona posle ovog sklopa. Takav dodatak moze znacajno da poveca troskove ali i probleme sa raspolozivim prostorom u kutiji. Zato ce te stabilizaciju napajanja za izlazne stepene vrlo retko videti kod komercijalnih uredjaja cak i dosta visoke klase. Smatra se da dodatna ulaganja nisu u dovoljnoj meri opravdana onim sto se time dobija. Svakako, to nikoga ne sprecava da za svoje pojacalo u samogradnji uradi stabilizaciju napajanja izlaznog stepena. Nista nece pokvariti jedan takav dodatak  izuzev brojno stanje novcanica u vasem dzepu, a popravice malo vrsnu izlaznu snagu i dinamicke karakteristike. AKO SU I POJACALO I ISPRAVLJAC PRAVILNO DIZAJNIRANI nemojte ocekivati neki primetan i znacajniji uticaj na ostale karakteristike. Za predpojacavacke stepene i stepene sa tonskim kontrolama je apsolutno neophodno da im napajanje bude sto kvalitetnije stabilisano i na njih se NE ODNOSI sve ovo do sada receno.             Izbor komponenata za ovu standardnu vrstu ispravljaca zavisice od nekoliko faktora kao sto su: vase finansijske mogucnosti (za nase danasnje uslove mozda preovladjujuci faktor), tip i karakteristike izlaznog stepena koji napaja, raspolozivost tj. nabavljivost komponenata na trzistu i u izvesnoj meri i nasu licnu "filozofiju" u gradnji uredjaja.

4

5

2. LABORATORIJSKA VJEŽBA

Pažljivo proučiti tekst u gornjem prilogu o simetričnim ispravljačima istog i različitih napona. U tekstu su dati svi podaci o transformatorima i ostalim komponentama ili zamjenskim komponentama na elektronskim šemama koje treba realizirati u ovoj vježbi. Komponente koje nisu od funkcionalnog značaja možete zanemariti (npr. MOV – Metal Oxide varistor).

Zadatak I:

U softverskom paketu Multisim spojiti šemu punovalnog simetričnog ispravljača sa slike 2.1:

Slika 2.1. Punovalni simetrični ispravljač

a) Prikazati realiziranu šemu,6

T1

10:5:5

D1

1B4B42

3

1

4

2

3

C14700µF

C24700µF

C34700µF

R11.0kΩ

C4100µF

Q1MJ15001G4

D2Z4KE100

6C5

4700µFC6100nF

C74700µF

C84700µF

C94700µF

C114700µF

C12100nF

C10100µF

R21.0kΩ

D3Z4KE100

Q2MJ15001G

10

7

13

XSC1

A B

Ext Trig+

+

_

_ + _

2

5

0

V1

120 Vrms 60 Hz 0°

1

8

Slika 2.2.

b) Spojiti osciloskop na jedan od sekundara transformatora i na jednom od izlaza ispravljača i prikazati dobivene talasne oblike,

Slika 2.3.

7

c) Izmjeriti sa dva multimetra napone na pozitivnom i negativnom izlazu. Porediti rezultat sa projektovanom i vrijednošću izmjerenom osciloskopom.

Slika 2.4.

Spojiti opterećenja od 1kΩ na oba izlaza pa izmjeriti izlazne struje obje grane ispravljača.

Slika 2.5.

8

Slika 1.2. Simetrični stabilizator različitih napona

9

3. LITERATURA

1. Stojan Ristić, Elektronske komponenete, Predavanja, Elektronski fakultet Niš, Niš 2010.

2. Jasmina Kotur, Stanko Paunović, Analogni elektronički sklopovi, Zagreb 2009.3. Nediljka Furčić, Elektronički sklopovi, Neodidacta doo Zagreb, Zagreb 2008.4. Tomislav Brodić, Analogna integrisana elektronika, Svjetlost, Sarajevo 1989.5. Vojin Cvekić, Elektronika I, Poluprovodnička elektronika, Naučna knjiga Beograd,

Beograd 1986.6. Jasmina Omerdić, Sejfudin Agić, Elektronika za III razred, JUMS Elektrotehnička

škola Tuzla, 2012.7. Sejfudin Agić, Elektronika za I i II razred, JUMS Elektrotehnička škola Tuzla, Tuzla,

2012.8. Sejfudin Agić, Praktičnanastava III – Modul I Stabilisani izvori napajanja, JUMS

Elektrotehnička škola Tzla, Tuzla 2013.9. www.elektronika.ba10. www.analog.com 11. www.electronic.com 12. www.homemade.com

10