curs 4 circuite de comutare dc redresoare · pdf filecircuite de comutare dc redresoare drc....

Curs 4

CIRCUITE DE COMUTARE DC

REDRESOARE DRC.

DIODA ZENER. LED I FOTODIODA

DE C4

2

CUPRINS

Circuite de comutare DC

Dipori de extrem temporal

Dipori de translaie

Dublor de tensiune

Redresoare DRC

Dioda Zener

Relaia curent-tensiune

Aplicaii cu DZ

LED i fotodioda

DE C4

3

Dipori DC. Circuite de comutare DC

n analiza circuitelor de comutare DC vom folosi pentru D modelul cu cdere de tensiune

Propriettile de regim static (cum ar fi CSTV) ale diportului DC nu prezint interes n aplicaii.

Este util s studiem comportarea lor n domeniul timp, n regim variabil.

Circuite de comutare DC numr?

DE C4

4

Dipori DC. Circuite de comutare DC

-10

-5

0

5

10

vI

[V

]

t

0

5

10

vO

= v

C

[V

]

t

-15

-10

-5

0

vD

[V

]

t

9.3

4.3

-9.3

0.7

-19.3

vD (t) = vI (t) vO(t)

Dipori DC de extrem temporal

- detector de vrf pozitiv

Cum arat vO(t) i vD(t) dac vI(t) este o tensiune

sinusoidal cu 5V amplitudine i component

continu de:

a) +2V

b) -7V?

P1. Se determin ntotdeauna vC(t)

P2. Se determin restul tensiunilor din circuit utiliznd TKV

-5

0

5

vI

[V

]

t

0

1

2

3

4

5

t

vC

[V

]

0

5

10

t

vO

= -

vD

[

V] 9.3

4.3

DE C4

5

Dipori DC. Circuite de comutare DC

Dipori DC de translaie

- spre valori pozitive

vO(t) =vI(t)+vC(t)

P1. Se determin ntotdeauna vC(t)

P2. Se determin restul tensiunilor din circuit utiliznd TKV

vO(t) = -vD(t)

vC(t) > 0

regim tranzitoriu

regim permanent

DE C4

6

Dipori DC. Circuite de comutare DC

Dublor de tensiune

Circuitul 1

tensiune c.a. la intrare

tensiune continu la ieire

tensiunea de ieire este aprox. dublul amplitudinii tensiunii de intrare

DE C4

7

Dipori DC. Circuite de comutare DC

Dublor de tensiune

Circuitul 2

Translaie spre

valori pozitiveMaxim temporal

Dac se neglijeaz cderea de tensiune pe diod

Regim permanent

V4.12 IO Vv

IO Vv2

DE C4

8

Dipori DC. Circuite de comutare DC

Dublor de tensiuneV01

V-

V02

D1D1N4448

Vi

PER = 1ms

V1 = +5VV2 = -5V

D2

D1N4448

V+

C222n

0

V V

C1

22n

V

DE C4

9

Dipori DC. Circuite de comutare DC

Triplor de tensiune FACULTATIV

DE C4

10

Redresoare DRC Redresoare cu filtru capacitiv

-10

0

10

t

-10

0

10

t

-10

0

10

t

T

td tc

vO

vI

fr C n circuit

vO

cu C n circuit

OV

OV

Redresor monoalternan cu filtru capacitiv

vI este tensiunea din secundarul unui transformator

se dorete obinerea unei tensiuni constante

Care este riplul (variaia, ondulaia) tensiunii de ieire vO ?

DE C4

11

Redresoare DRC Redresoare cu filtru capacitiv

ntre dou vrfuri succesive de tensiune, D (b) i C se descarc

prin R cu constanta de timp = RC

RC

t

RC

t

c eVVetv

)0()1()(

Dac >>T => descrcare mic a C pe durata td.

Se aproximeaz:

- variaie liniar a tensiunii de ieire (pe C)

- perioada semnalului egal cu timpul de descrcare al C

- curent de descrcare constant

tIvC

TtTtt cd

R

VI O

RC

V

fRC

TVI

C

Tv OOO

1

DE C4Redresoare DRC Redresoare cu filtru capacitiv

Exemplu

VVI 10

f=50Hz

100LR

V 5.1 Ov

C=?

Alegem un condensator electrolitic C=1500F/25V

Ce valoarea are ondulaia rezultat?

Cum se modific C dac se dorete reducerea la jumtate a ondulaiei?

Repetai rezolvarea pentru redresare bialternan.

V5.1

CRf

Vv IO

F1333100505.1

10

5.1

Rf

VC I

F1333C

10VV7.0 IO VV

12

DE C4Redresoare DRC Aplicaii

Demodulator pentru modularea n amplitudine

(Detector de anvelop)

13

DE C4Redresoare DRC Aplicaii

Ca i aplicaie considerm un semnal dreptunghiular care a fost transmis pe o linie cu cuplare

capacitiv. Datorit cuplrii capacitive semnalul i-a pierdut componenta continu iniial. Dup

trecerea prin circuitul de translaie spre valori pozitive nivelul de curent continuu al semnalului

este restabilit.

Restabilirea componentei continue

FACULTATIV

14

DE C4Redresoare DRC Problem

Se consider vI(t)=5.7sin23t [V][KHz], pentru D- modelul cu cdere de tensiune n conducie

de 0.7V i C=330nF.

a) Desenai vD(t), vO(t) i precizai care este aplicaia circuitului.

b) Se conecteaz o rezisten R la ieirea circuitului. Dimensionai R astfel nct valoarea

maxim a riplului tensiunii de ieire s fie vO=0.5V. Desenai vO(t).

c) Cum trebuie modificat/completat circuitul iniial pentru a se realiza aplicaia de dublor de

tensiune? Desenai forma de und a tensiunii de ieire.

15

DE C4Dioda Zener relaia curent-tensiune

Factor relativ de stabilizare al DZ

Z

Z

Z

Z

Z

I

i

V

v

F

Z

zZ

r

rF

16

DE C4Dioda Zener relaia curent-tensiune

17

Pentru trei diode de 0.4 W la acelai curent nominal IZ = 5 mA:

1) DZ 3V6 VZ = 3.6V; rzmax = 95; rZ = 0,72 K

2) DZ 5V1 VZ = 5.1V; rzmax = 60; rZ = 1,02 K

3) DZ 10 VZ = 10V; rzmax = 15; rZ = 2 K

132.0720

951 ZF 059,0

1020

602 ZF 0075,0

2000

153 ZF

Z

zZ

r

rF

Exemplu

DE C4

18

Domeniul de stabilitate al DZ

Dioda Zener relaia curent-tensiune

Z

dZ

V

PI maxmax

ZZ IV @

DE C4

19

Dioda Zener relaia curent-tensiune

Domeniul de stabilitate al DZ

DE C4

20

Dioda Zener relaia curent-tensiune

Dependena de temperatur

Diodele Zener au un coeficient de temperatur CT care depinde att de tensiune ct i de curentul la

care lucreaz.

Diodele cu efect Zener (VZ =25V) au un coeficient de temperatur negativ (la creterea

temperaturii scade VZ).

Diodele cu multiplicare n avalan (VZ > 5V) au coeficient de temperatur pozitiv.

n particular, DZ cu VZ = 5.1V au CT~0mV/C la curent mic.

Pe de alt parte DZ de 6.8V, au CT ~ 2mV/C.

Echivalentul unei diode Zener de 7.5V cu coeficientul de

temperatur foarte sczut.

DE C4

21

Dioda Zener aplicaii

Stabilizator parametric de tensiune

OZnom

ZI

II

VVR

OZI

z IR

VVi

Exerciiu

?

mA70,V5.7V,12

R

IVv OOI

DE C4

22

Dioda Zener aplicaii

Referin de tensiune

Io

DE C4

23

Dioda Zener aplicaii

Limitatoare duble de tensiune

circuite de protectie

ZOZI VvcDZ,Vv ,tensiunii)are(stabilizainversapolarizarederegiuneain)(

IOZI vvbDZVv ,,7.0

V7.0directa,polarizarederegiuneain)(,V7.0 OI vcDZv

DE C4

24

Dioda Zener aplicaii

Ajustarea nivelului de cc al unui semnal variabil

DE C4

25

LED i fotodiod

jonciune pn

emite lumin la polarizare direct

principial se comport ca o diod obinuit

1.5V - 2.5V - cderea de tensiune n conducie

conducie LED-ul emite radiatii luminoase: rou, galben, verde, albastru, alb

(infrarou telecomand)

tipic 5mA - 20mA prin LED

A

K

vD

iD

LED Light Emitting Diode (diod emitoare de lumin)

DE C4

26

LED i fotodiod

LED Light Emitting Diode (diod emitoare de lumin)

Extras din foaia de catalog

DE C4

27

LED i fotodiod

LED Problem

La intrarea unui circuit tensiunea poate lua trei valori, +5V, 0V, respectiv -5V.

Cum se poate semnaliza care este valoarea tensiunii de intrare utiliznd 2 LED-uri?

Curentul prin fiecare LED in conducie va fi de 10mA.

Exemplu de rezolvare

0V - nici un led aprins

+5V - LED verde aprins

-5V - LED rosu aprins

DE C4

28

LED i fotodiod

LED

Band de LED-uri de o singur culoare

180 180390

Band de LED-uri RGB

DE C4

29

LED i fotodiod

Fotodiod

- dispozitiv optoelectronic format dintr-o jonciune pn fotosensibil

- polarizare invers

- convertete lumina n semnal electric

DE C4

30

LED i fotodiod

Fotodiod

Extras din foaia de catalog

DE C4

31

Activitate curs - P2

Se consider vI(t)=3.7sin23t [V][KHz], pentru D- modelul cu cdere de tensiune n conducie

de 0.7V i C=330nF.

a) Desenai vC(t), vO(t) i precizai care este aplicaia circuitului.

b) Cum trebuie modificat/completat circuitul iniial pentru a se realiza aplicaia de circuit de

maxim temporal? Desenai forma de und a tensiunii de ieire pentru noul circuit.

DE C4

32

Activitate curs - P3