النتائج 1 إلى 2 من 2

الموضوع: دارات مصادر التغذية والمنظمات, power Supply and Regylator Circuits

  1. #1
    من كبار أعضاء الموقع الصورة الرمزية النمر المصرى
    تاريخ التسجيل
    Jan 2008
    الدولة
    مصر
    المشاركات
    832

    دارات مصادر التغذية والمنظمات, power Supply and Regylator Circuits

    فى إطار بحثى فى مجال دارات التغذية والمنظمات سأحاول أن أفكر بصوت عالى لأكتب لكم ما ستصل إليه عينى ويتنبه له عقلى من حقائق حول هذا الموضوع .
    وطبعا كل هذا باعتبارى طالبا للعلم لا معلما له وذلك معناه أن مايلى سيحتمل الخطأ أو الصواب وهو إنما يعبر عن فهمى لتلك الأمور.
    أتمنى أن يشاركنى فى التفكير بصوت عالى بعضا منكم لتعم الإستفادة على الجميع.

    -----------------------------------------

    سأحاول الإبتعاد عن التفاصيل التى ربما تجعل من الإستمرار فى الموضوع بطيئا ومملا لذا إذا كان لديكم أى سؤال أتمنى أن تضعوه هنا لأحاول الإجابة بالتفصيل إذا إستطعت .

    ===============================
    مبادىء عمل المقومات والمنظمات :
    ===============================

    تتغذى كافة الدارات الإلكترونية من جهود مستمرة dc وجهود التغذية المستمرة يتم تأمينها إما من بطاريات أو من دارات تقويم الجهد المتناوب وبسبب كثرة إستخدام وحدات التغذية سنقدم شرحا مختصرا لمبادىء عمل دارات التقويم وأنواعها.

    =====================================
    مقوم نصف الموجة Half wave rectifier :
    =====================================

    المقوم هو عبارة عن وسيلة لتحويل الجهد المتردد (المتناوب) ac إلى جهد باتجاه واحد إما موجب أو سالب وسابقا كانت تستخدم الصمامات المفرغة فى التقويم ولكن ظهور الديودات المصنوعة من أشباه الموصلات والتى تمتاز بتحملها تيارات كبيرة أدى إلى إستخدامها بشكل واسع لتحقيق دارات التقويم.

    والدارة التالية هى عبارة عن مقوم نصف موجة

    الصورة المرفقة


    وتتكون من محول وظيفته رفع أو خفض جهد الدخل إلى القيمة المطلوبة.
    ومن ديود يمرر التيار باتجاه واحد (من المصعد إلى المهبط) وذلك عندما يكون فرق الجهد بين المصعد والمهبط أكبر من 0.7 فولت لديود السليكون
    أما المقاومة فهى حمل المقوم .

    وألية عمل الدائرة بسيطة جدا حيث أنه فى نصف الدورة الأولى للدخل المتردد يكون مصعد الديود أكثر إيجابية من المهبط ويمرر التيار عبر الحمل (الدايود فى حالة قصر ON)
    أما فى نصف الموجة الثانى (السالب) يكون جهد المصعد سالب بالنسبة للمهبط ويكون الديود فى حالة (OFF) قطع ولا يمر تيار خلال الحمل.


    لاحظ أن جهد الخرج هو جهد مقوم باتجاه واحد ولكنه ليس جهدا مستمرا مما يجعلنا نضيف مكثف إلى الخرج (على التوازى مع الحمل) لتحسين شكل الجهد المستمر الخارج لأن المكثف يشحن عندما يمرر الديود ويفرغ فى الحمل عندما يقطع الديود. وبزيادة قيمة المكثف يزداد زمن التفريغ ويصبح الجهد أقرب للمستمر.

    ولكن المقوم نصف الموجة يعتبر فقير فى الأداء لأنه يحذف نصف الموجة .

    ===========================================
    مقومات الموجة الكاملة Full wave rectifier :
    ===========================================

    وهو نوعين :
    1- مقوم موجة كاملة بمحول ذو نقطة وسطى ويستخدم فقط ديودين

    الصورة المرفقة


    --------------
    مقوم موجة كاملة جسرى Bridge يستخدم أربع ديودات ولا يحتاج لمحول ذو نقطة وسطى.

    الصورة المرفقة


    ومبدأ عمل هذين المقومين يشبه مبدأ عمل المقوم نصف الموجة حيث يقوم أحد الديودين بتمرير نصف الموجة الأولى بينما يمرر الأخر نصف الموجة الثانية بحيث يصبح الخرج موجبا دائما .
    وبوااسطة دائرة تنعيم (مكثف) يمكن الوصول إلى خرج أقرب إلى الجهد المستمر DC

    وفى الأسواق توجد الجسور (الأربع ديودات) Bridge فى صورة دوائر متكاملة .

    ================================================== ======
    منظمات الجهد Regulators التى تعمل على ثنائى زينر Zener :
    ================================================== ======

    المنظمات هى دوائر تعمل على ضمان ثبات جهد الخرج حتى ولو تغير الدخل أو تغيرت قيم مكونات الدائرة لظروف طارئة.

    وتعتبر المنظمات المذكورة من أبسط أنواع المنظمات والدائرة التالية توضح إستخدام لهذا المنظم :

    الصورة المرفقة


    ويعتمد مبدأ عمل هذا المنظم على أن جهد الحمل يساوى جهد الزينر (لأن الحمل موصول بالتوازى مع الزينر) وعند حدوث تغيرات فى جهد الدخل فإن الزينر يمتص زيادة التيار الناتجة عن زيادة جهد الدخل أو يقلل تياره عند إنخفاض جهد الدخل بحيث يبقى تيار الحمل ثابت وجهد الحمل ثابت .
    أما إذا تغير الحمل نفسه RL بالنقصان فسيقابل الزينر ذلك بتخفيض تياره بحيث يبقى مجموع تيار الحمل وتيار الزينر ثابت ويحدث العكس عندما يتغير الحمل بالزيادة.

    وفى جميع الحالات يبقى جهد الزينر ثابت ويساوى قيمة تسمى Vz وتدعى جهد التثبيت وتعطى لكل زينر.

    أما المقاومة Rs والتى تضمن عمل الزينر فى مجال التثبيت من المتراجحة التالية :

    الصورة المرفقة


    المرحلة الاولى

     


  2. #2
    من كبار أعضاء الموقع الصورة الرمزية النمر المصرى
    تاريخ التسجيل
    Jan 2008
    الدولة
    مصر
    المشاركات
    832

    افتراضي

    [php]
    ويعتمد مبدأ عمل هذا المنظم على أن جهد الحمل يساوى جهد الزينر (لأن الحمل موصول بالتوازى مع الزينر) وعند حدوث تغيرات فى جهد الدخل فإن الزينر يمتص زيادة التيار الناتجة عن زيادة جهد الدخل أو يقلل تياره عند إنخفاض جهد الدخل بحيث يبقى تيار الحمل ثابت وجهد الحمل ثابت .
    أما إذا تغير الحمل نفسه RL بالنقصان فسيقابل الزينر ذلك بتخفيض تياره بحيث يبقى مجموع تيار الحمل وتيار الزينر ثابت ويحدث العكس عندما يتغير الحمل بالزيادة.

    وفى جميع الحالات يبقى جهد الزينر ثابت ويساوى قيمة تسمى Vz وتدعى جهد التثبيت وتعطى لكل زينر.

    أما المقاومة Rs والتى تضمن عمل الزينر فى مجال التثبيت من المتراجحة التالية :

    الصورة المرفقة


    Vsmax أعظم قيمة لجهد الدخل
    Vsmin أصغر قيمة لجهد الدخل
    Izmin تيار الزينر الأصغر والذى يعمل عنده الزينر كمثبت جهد
    Izmax أعظم تيار مسموح بمروره فى الزينر
    ILmax تيار الحمل الأعظم
    ILmin تيار الحمل الأصغر
    Vz جهد التثبيت للزينر

    ومعظم هذه القيم يمكن معرفتها من الDataSheet للزينر

    ---------------------------------------

    ومن سلبيات المنظمات التى تعمل بالزينر أن تيار الحمل الأعظم يتعلق بتيار الزينر الأعظم . وأن تحقيق المتراجحة :
    ILmax =< 0.9 Izmax
    ضرورى لضمان عمل الدارة وإذا اختلت هذه العلاقة تفقد الدارة عملها كمثبت.

    وعند العمل بتيارات حمل كبيرة تستخدم دارات تنظيم أخرى مثل الدارة التالية :

    الصورة المرفقة


    فى الشكل السابق نلاحظ أن دارة الزينر تستخدم فى دارة قاعدة ترانزستور القدرة Power transistor الذى يعمل بوصلة مجمع مشترك جهد دخله هو جهد الزينر وجهد خرجه يساوى تقريبا جهد دخله ولكن تيار الخرج أكبر من تيار الدخل بمقدار B (بيتا) . وبيتا هو ربح التيار للترانزستور المستخدم بسبب طبيعة تكبير الترانزستور (المحمع المشترك Common Collector) ويكون تيار الزينر صغير ويعمل الزينر كمثبت مثالى.

    ================================================== ==========
    دارات التغذية التى تستخدم فيها منظمات متكاملة IC Regulators:
    ================================================== ==========

    إن الدوائر المتكاملة تتميز بتنظيم دقيق وثبات وموثوقية عالية مع جماية من الحمل الزائد. وتسمى منظمات الدوائر المتكاملة أحيانا بالمنظمات ثلاثية الأطراف Three Terminal regulators
    ومن المنظمات المتكاملة شائعة الإستعمال 7805 و 7807 و 7809 و 7812 و 7815
    لاحظ أن السلسلة السابقة من نوع 78 يشار فى أسمائها فى أخر خانتين إلى جهد الخرج .
    فمثلا الدارة المتكاملة 7812 جهد خرجها الثابت = 12 فولت.

    وتوجد أيضا سلسلة 79 والتى تثبت جهودا سالبة.
    كما توجد المنظمان من النوع LM317 والتى تستخدم مع التيارات العالية والمنظمات القابلة للضبط.

    والسؤال الذى يطرح نفسه الأن هو .. هل خرج دارة التثبيت ثابت مهما كان جهد الدخل ؟
    لا بالطبع بل يجب أن يتغير جهد الدخل فى حدود مسموح بها وهى موضحة بالجدول التالى

    المنظم القيمة الصغرى لجهد الدخل القيمة العظمى لجهد الخرج
    7805 7 25
    7808 8 25
    7810 10.5 28
    7812 14.5 30
    7815 17.5 30
    7818 21.8 33
    7824 27 38

    وتبين الدارة التالية توصيلة منظم 78 إلى خرج مقوم

    الصورة المرفقة

    المرحلة الثالث
    إختبار مصادر التغذية والمنظمات :
    ================================

    ===================
    الإختبارات الأساسية :
    ===================

    ================
    1-إختبار الخرج :
    ================

    بعد بناء مصدر التغذية يجب قياس خرجه فى ثلاث حالات وهى :
    1- عدم وجود حمل
    2- وجود نصف حمل
    3- وجود حمل كامل

    والحمل الكامل هو مقاومة تحدد قيمتها من العلاقة R=V/I (قانون أوم) حيث V هو جهد الخرج و I هو تيار الحمل المطلوب .

    ويتم ذلك الإختبار (حمل كامل) بتوصيل المقاومة التى تحقق القانون السابق وقياس التيار المار بها والجهد الموجود على طرفيها فإذا كانت القياسات متطابقة مع القيم المطلوبة فإن الدارة تعمل بشكل طبيعى.

    ولكن لاحظ أن الحمل يجب أن يتحمل إستطاعة Power = IV (واط)


    =========================
    2- إختبار التنظيم للخرج :
    =========================

    يمكن إختبار التنظيم من خلال المعادلة التالية :

    (جهد الخرج بدون حمل) - (جهد الخرج بحمل كامل)
    التنظيم% = ------------------------------------------- * 100
    (جهد الخرج بحمل كامل)


    وطبعا فإن المرغوب أن تكون النسبة المئوية للتنظيم منخفضة لأن ذلك مؤشر على أن تغييرات جهد الخرج قليلة بوجود حمل.
    ولكن تنظيم خرج مصدر التغذية يكون عادة رديئا (نسبته عالبة) عندما تكون المقاومة الداخلية لمصدر التغذية عالية.

    ===========================
    3-إختبار المقاومة الداخلية :
    ===========================

    (جهد الخرج بدون حمل) - (جهد الخرج بحمل كامل)
    المقاومة الداخلية = --------------------------------------------
    التيار

    وعلى الأغلب يفضل أن تكون المقاومة الداخلية منخفضة لأن ذلك يدل على أن تغيرات الخرج صغيرة جدا بوجود الحمل.


    =================================
    4- إختبارات التعرج Ripple Tests :
    =================================

    إن أى مصدر تغذية مهما كانت جودة تنظيمه وترشيحه لا يخلو خرجه من بعض التعرجات .يمكن أن يقاس هذا التعرج بواسطة مقياس أو راسم OscilliScope.
    وعند رؤية الجهد الخارج من مصدر التغذية فإن شكل التعرجات الظاهرة فيه يمكن أن تظهر أعطال الدارة :
    فمثلا :
    1- إذا كانت هذه التعرجات غير متساوية فى المطال Amplitude (يتغير كل فترة ثم يعود) فإن ذلك يدل على أن مصدر التغذية غير متوازن أى أن أحد الديودات يمرر تيارا أكبر من الديودات الأخرى.

    2- إذا كانت التعرجات غير متساوية ولا تتكرر فإن هناك ضجيج فى التغذية.

    3- إذا تغير تردد التعرجات فإن ذلك يدل على تغير تردد المصدر المتناوب ac

    4- إذا تغير تردد التعرجات فى دارة تغذية تحتوى على مقطع (مصادر التغذية التى تحول من dc إلى dc أعلى جهد تقوم بتقطيع الدخل وتكبيره بواسطة محول ثم يعاد تقويمها) فإن ذلك يدل على تغير نبضات التقطيع.

    5- إذا كان مصدر التغذية بمقوم موجة كاملة وظهرت حدبة تعرج واحدة فى دورة الخرج فإن هذا دليل على أنه يعمل بتقويم نصف موجة أى أن أحد الديودات تكون فى حالة عطل.


    ==========================================
    5- قياس تأثيرات الأرضى Ground Loop Effect :
    ==========================================

    لإختبار حدوث تسرب من الأرضى للدائرة . أفصل الدائرة وحاول قياس الخرج ورؤيته على الراسم فإذا وجدت أى إشارة فذلك يدل على أنه هناك تسرب من الأرضى للدائرة.

    ============================
    6- قياس الإستقرار Stability :
    ============================

    يقاس خرج الدراة كل فترة ولمدة 8 ساعات (مثلا) وتدوين القراءات لمعرفة مدى إستقرار الدارة.


    =========
    ملاحظات :
    ========

    1- عند إختيار المحول يجب أن نتأكد من أنه سيتحمل التيارالذى سيحتاجه الحمل وإلا ستنصهر طبقة العزل على أسلاكه نتيجة للحرارة الناتجة عن سحب التيار.

    2- عند إستخدام أكثر من أداة قياس فى نفس الوقت على نفس الدائرة يجب أن نستخدم أزواج منفصلة من الأسلاك لتجنب تأثيرات التى يمكن أن تحدث بين أجهزة القياس.

    3- معظم الأعطال إما تكون ناتجة عن أخطاء فى التوصيل وعن عناصر معطلة أو أخطاء فى القياس.

    --------------
    تحياتى النمر المصرى

المفضلات

المفضلات

ضوابط المشاركة

  • لا تستطيع إضافة مواضيع جديدة
  • لا تستطيع الرد على المواضيع
  • لا تستطيع إرفاق ملفات
  • لا تستطيع تعديل مشاركاتك
  •