درود
ازآنجاکه نقشه یکدستگاه محافظ یخچال ( با 4 آپ امپ ) در تاپیک زیر و در جریان رفع عیب حاصل شد که برای مقاصد آموزشی و بویژه جهت تسلط بر آپ امپ بسیار مناسب است لذا همزمان با رفع عیب و رفع نقائص نقشه ، تحلیل مدار و نحوه عیب یابی آنرا تقدیم میکنم که موجب تسلط علاقمندان در استفاده از آپ امپ در دیگر مقاصد نیز خواهد شد.
البته جهت پیشگیری از بروز سکته و وقفه استدعا دارم سوالات و ابهامات خود را در تاپیک رفع عیب زیر مطرح فرمایید تا موجب آشفتگی مطالب این تاپیک نگردد و البته پس از اتمام تحلیل در همین تاپیک هم مانعی ندارد و بلکه موثر و مفید است .
http://www.irantk.ir/irantk79517/
http://www.irantk.ir/irantk79517/
ازآنجاکه موتورهای الکتریکی برخلاف سیستم های الکترونیکی با کاهش ولتاژ هم صدمه می بینند لذا موتورهای الکتریکی ، علاوه بر محافظت از افزایش ولتاژباید از کاهش ولتاژ نیز محافظت شوند.و ازآنجاکه کمپرسور درحال کار تحت فشار است و چنانچه برق کمپرسوری که درحال کار است قطع شود و بلافاصله وصل گردد دراینصورت راه اندازی کمپرسور ممکن نیست زیرا باید فرصتی به کمپرسور بدهیم که از وضعیت بحرانی و فشار خارج شود تا قادر به راه اندازی گردد لذا برای کلیه دستگاههای دارای کمپرسور مانند یخچال و کولر گازی باید پس از قطع برق فرصت لازم را پیش بینی کنیم تا پس از تاخیر مناسب به برق شهر متصل گردند که صدمه نبیند.بنابرین نکات ضروری محافظ یخچال
1- محافظت از افزایش غیرمجاز ولتاژ
2- محافظت از کاهش غیرمجاز ولتاژ
3- تاخیر در زمان قطع و وصل برق
نقشه مورد نظر که اهداف فوق الذکر را محقق میسازد با یک آی سی LM324 ( دارای 4 آپ امپ ) طراحی شده
و لذا ازآنجاکه تحلیل و عملکرد این سیستم بر پایه آپ امپ استوار شده لذا ابتدا باید از عملکرد ساده آن مطلع شویم که هرچند در تاپیکی بزبان بسیار ساده تقدیم کردم اما اجمالا بشرح زیر نیز تقدیم میگردد بطوریکه
الف ) ویژگی تغذیه آپ امپ ها
تفاوت تغذیه آپ امپ ها قابلیتی است که درصورت نیاز قادر به دریافت ولتاژ منفی هم هستند.
یعنی هم میتوانیم آنها را مثلا به تغذیه 0 و 20 ولت متصل کنیم و هم میتوانیم به تغذیه 20- و 20+ متصل کنیم
بعبارتی اگه دو سیم تغذیه آپ امپ را به صفر ولت و 15+ ولت متصل کنیم دراینصورت خروجی میتواند حداقل صفر ولت و حداکثر 15+ولت شود.
و اگه دو سیم تغذیه آپ امپ را به دو سیم 15- و 15+ متصل کنیم دراینصورت خروجی میتواند حداقل 15- ولت و حداکثر 15+ولت شود.
مشاهده فایل‌پیوست 131701
شکل فوق علامت اختصاری آپ امپ و یکی از 4 آپ امپ LM324 است بطوریکه
پایه 12 ورودی مثبت
پایه 13 ورودی منفی
و پایه 14 خروجی این آپ امپ است
حالا اگه پایه 11 (یعنی پایه منفی تغذیه ) به صفر ولت متصل بشه
و پایه 4 (یعنیپایه مثبت تغذیه ) به 15+ ولت متصل بشه
دراینصورت ولتاژ خروجی بر اساس قاعده زیر صفر ولت یا 15 ولت میشه
ب) دو قاعده بسیار ساده تمام آپ امپ های آزاد
قاعده 1 - اگر ولتاژ ورودی مثبت ، بزرگتر از ورودی منفی ، باشه ( مثلا در LM324 پایه 12 اگه 3 ولت و پایه 13 مثلا 2/9 ولت باشه ) دراینصورت چون ورودی مثبت ، بزرگتر از ورودی منفی است ، لذا خروجی (پایه 14) بیشترین مقدار ممکن ، یعنی 15+ ولت میشه.
قاعده 2 - اگر ولتاژ ورودی منفی (پایه 13 ) ، بزرگتر از ، ورودی مثبت ( پایه12 ) بشه ( مثلا پایه 13 اگه 3 ولت باشه و پایه12 مثلا 2/9 ولت بشه ) دراینصورت ولتاز خروجی (پایه 14) کمترین ولتاژ ممکن یعنی صفر ولت میشه.
خلاصه دو قاعده فوق :
خروجی آپ امپ بنحو افراطی همرنگ با بزرگترین ورودی میشهیعنی اگه ورودی منفی بزرگتر باشه خروجی هم منفی ترین یعی کمترین ولتاژ ممکن میشه
و اگه ورودی مثبت بزرگتر بشه خروجی هم مثبت ترین یا بیشترین ولتاژ ممکن میشه .
در مثال های زیر اگر به ولتاژ خروجی آپ امپ ها ( سبز رنگ ) نگاه نکنید و خودتان ولتاژ خروجی را با توجه به تغذیه و شرایط ورودی ها بدرستی حدس بزنید تقریبا با عملکرد آن آشنا شده اید.( البته آپ امپ ها را ایده آل فرض کردیم )
در آپ امپ زیر مطابق شکل
( پایه 12 ) یعنی ورودی مثبت = 4 ولت
( پایه 13 ) یعنی ورودی منفی = 2 ولت
لذا ولتاژ
ورودی مثبت بزرگتر از ورودی منفی است بنابرین ولتاژ
خروجی بیشترین مقدار یعنی 20 ولت شده
مشاهده فایل‌پیوست 131702
حالا
( پایه 13 ) یعنی ورودی منفی = 4 ولت
( پایه 12 ) یعنی ورودی مثبت = 2 ولت
لذا ولتاژ
ورودی منفی بزرگتر از ورودی مثبت است بنابرین ولتاژ
خروجی کمترین مقدار یعنی 0 ولت میشه
مشاهده فایل‌پیوست 131703
در آپ امپ زیر باوجودیکه شرایط ورودی ها دقیقا مانند آپ امپ فوق است و ورودی منفی بزرگتره و لذا خروجی کمترین مقدار میشه اما مانند آپ امپ فوق صفر ولت نشده بلکه 20- ولت شده چون در این آپ امپ پایه 11 بجای صفر ولت به تغذیه منفی ( 20- ) متصل شده لذا در این آپ امپ کمترین ولتاژ 20- است نه صفر ولت
مشاهده فایل‌پیوست 131705
مشاهده فایل‌پیوست 131707
حالا میخواهیم ببینیم با استفاده از این قاعده هر زمان که ولتاژ برق شهر به مرز غیرمجاز رسید (بزرگتر یا کوچکتر از 220 ولت) چگونه این محافظ یخچال متوجه میشه و برق یخچال را قطع میکند
که در پست آتی مشخص میشه.
اگر ابهامی هست در تاپیک زیر مطرح فرمایید
http://www.irantk.ir/irantk79517/
سپاس
ویرایش نهایی
تحلیل مختصر
پس از 61 پست آتی که به تحلیل مبسوط و کامل نقشه اصلی دستگاه (نقشه بالا ) پرداختیم و ایرادات آنرا رفع و اصلاح و عملا تست کردیم
اکنون پس از 61 پست ، خلاصه تحلیل را بشرح زیر طی ویرایش اضافه کردم تا موجب اتلاف وقت دوستانی که نیاز به تحلیل مبسوط آن ندارند نشود.
تغذیه
تغذیه ایندستگاه از طریق مقامت 100 اهمی که اضافه کردیم و خازن 680 نانو و دیود پل و زینر 20 ولت تهیه میشه.
و ولتاژ 5/4 ولت نیز توسط مقاومت 470 اهمی (که اصلاح و جایگزین کردیم ) و زینر 5/4 ولت تامین میشه.
نمونه گیری از برق شهر
بدیهی است که برای تشخیص مناسب یا نامناسب لودن برق شهر ، باید نمونه ای از ولتاژ متناوب برق شهر تهیه و آماده کنیم و لذا ازآنجاکه آپ امپ نمیتونه با نمونه ولتاژ متناوب کار کنه بنابرین باید ولتاژ مستقیمی از برق شهر تهیه کنیم که متناسب با برق شهر تغییر کنه .
بنابمراتب ، این سیستم ، برق شهر را توسط یکی از دیودهای دیود پل که با قلم قرمز مشخص کردم یکسو میکنه و بصورت نیم موج به تقسیم ولتاژ (مقاومت 220 کیلو و 4/2 کیلو ) هدایت میکنه بطوریکه ولتاژ مستقیم 4/6 ولت معرف 220 ولت متناوب منظور شده .
و ازآنجاکه ولتاژ نیم موج هم موجب اختلال عملکرد آپ امپ میشه و نباید تغییر کنه لذا از D5 و خازن 22 میکرو استفاده شده تا فقط بخش فوقانی ولتاژ نمونه در خازن ذخیره و ظاهر بشه و لذا D5 فقط بمنظور جلوگیری از برگشت انرژی استفاده شده تا همواره ماکزیمم ولتاژ در خازن ذخیره بشه و دلیل مقاومت 150 کیلو موازی با خازن 22 میکرو در پست 73 مورد سوال قرار گرفت تا پس از اعلام نظر علاقمندان اضافه کنم .
آپ امپ U1 (پایه 12 و 13 و 14 )
نحوه تشخیص ولتاژ غیرمجاز بالاتر از نرمال توسط U1
ازآنجاکه ولتاژ پایه 12 (ورودی مثبت) از طریق تغذیه 5/4 ولتی تامین شده و همیشه ولتاژ ثابتی است و پتانسیومتر 1 کیلو را اضافه کردیم تا بتوانیم ولتاژ غیرمجااز بالا را بدلخواه خود تعریف و انتخاب کنیم لذا
فرض کنید ولتاژ 5 ولت را با پتانسیومتر برای پایه 12 مقرر و انتخاب کردیم
حالا اگه ولتاژ نمونه که با برق شهر 220 ولتی مقدار 4/6 ولت است و به پایه 13 هدایت شده بدلیل افزایش غیرمجاز برق شهر ، این ولتاژ نمونه بیشتر از 5 ولت بشه دراینصورت ورودی منفی بیشتر میشه و لذا خروجی (پایه 14) صفر ولت میشه
یعنی حالت خطر تشخیص شده و طی عملیاتی که خواهیم پرداخت موجب قطع برق یخچال میشه .
و اگه ولتاژ نمونه کمتر از 5 ولت باشه در اینصورت ورودی مثبت بیشتر میشه و لذا خروجی (پایه 14) 20 ولت میشه و دیود D2 مانع عبور 20 ولت میشه لذا u1 غیرفعال میشه..
آپ امپ U2 (پایه 8 و 9 و 10 )
نحوه تشخیص ولتاژ غیرمجاز پایین تر از نرمال توسط U2
ازآنجاکه ولتاژ پایه 9 (ورودی منفی ) از طریق تغذیه 5/4 ولتی و تقسیم ولتاژ تامین شده و همیشه ولتاژ ثابتی است و پتانسیومتر 50 کیلو را اضافه کردیم تا بتوانیم ولتاژ غیرمجااز پایین تر از نرمال را بدلخواه خود تعریف و انتخاب کنیم لذا فرض کنید ولتاژ 4 ولت را با پتانسیومتر برای پایه 9 مقرر و انتخاب کردیم.
حالا اگه ولتاژ نمونه که با برق شهر 220 ولتی مقدار 4/6 ولت است و به پایه 10 هدایت شده بدلیل کاهش غیرمجاز برق شهر ، این ولتاژ نمونه کمتر از 4 ولت بشه دراینصورت ورودی منفی بزرگتر میشه و لذا خروجی (پایه 8) صفر ولت میشه
یعنی حالت خطر تشخیص شده و طی عملیاتی که خواهیم پرداخت موجب قطع برق یخچال میشه .
و اگه ولتاژ نمونه بیشتر از 4 ولت باشه در اینصورت ورودی مثبت بیشتر میشه و لذا خروجی (پایه 8) 20 ولت میشه و دیود D1 مانع عبور 20 ولت میشه و لذا u2 غیرفعال میشه.
آپ امپ U3 (پایه 1 و 2 و 3 )
ازآنجاکه نه تنها وجود آپ امپ U3 ضرورتی نداشته بلکه در صورت وجود U3 احتمال خرابی دستگاه بیشتر میشه لذا بدلایلی که در تحلیل مبسوط آن مطرح کردیم و صحت آنرا هم عملا تست کردیم بجای U3 فقط یک دیود DX را جایگزین کردیم .
آپ امپ U4 (پایه 5 و 6 و 7 )
درصورتیکه برق شهر نرمال به دستگاه وارد شود بشرح مبسوطی که در پست های مربوطه تقدیم گردید ورودی مثبت هر دو آپ مپ U1 , U2 بزرگتر از ورودی منفی آنها خواهد شد و لذا خروجی هر دو آپ مپ U1 , U2 بیشترین مقدار یعنی 20 ولت خواهد شد و لذا D1 , D2 قطع و خاموش میشه و هر دو آپ امپ غیر فعال میشه .
در صورت وجود U3 ولتاژ 20 ولت از طریق مقاومت 1 کیلو به پایه 3 هدایت شده و لذا پایه 3 (ورودی مثبت ) بزرگتر از پایه 2 میشود و لذا پایه 1 ( خروجی ) 20 ولت خواهد شد .
و
در صورت اصلاح و حذف U3 نیز ولتاژ 20 ولت از طریق همین مقاومت 1 کیلو به پایه 1 هدایت میشه .
و باین ترتیب ولتاژ حدود 20 ولت به آند لامپ زرد هدایت میشه و ازآنجاکه در آپ امپ U4 پایه 6 همیشه 5/4 ولته و پایه 5 ( ورودی مثبت ) صفر ولته لذا پایه 7 (خروجی ) صفر ولت میشه که از طریق مقاومت 4/7 کیلو به کاتد لامپ زرد هدایت میشه و لامپ زرد را روشن میکنه .
از سوی دیگر 20 ولت از طریق پایه 1 و مقاومت 220 کیلو و پتانسومتر 2 مگا اهم به خازن 470 میکرو هدایت میشه و این خازن را بتدریج شارژ میکنه و هر لحظه ولتاژ خازن بالا و بالاتر میره و زمانیکه بیشتر از 5/4 ولت بشه دراینصورت پایه 5 بزرگتر از پایه 6 میشه و لذا خروجی U4 بیشترین ولتاژ یعنی 20 ولت میشه و لذا
از یکسو کاتد لامپ زرد هم 20 ولت میشه و لامپ زرد خاموش میشه .
از سوی دیگر 20 ولت از پایه 7 و از طریق 10 کیلو به بیس ترانزیستور اعمال میشه و ترانزیستور را روشن میکنه و لذا رله عمل کرده و برق یخچال برقرار میشه
اما اگه برق شهر بمقدار غیرمجاز تغییر کنه (کمتر یا بیشتر از ولتاژ مجاز بشه ) دراینصورت یکی از دو آپ امپ U1 , U2 این ولتاژ غیرمجاز را تشخیص میده و خروجی یکی از این دو آپ امپ صفر ولت میشه و از طریق D1 یا D2 لامپ قرمز را روشن میکنه و از طرفی صفر ولت به پایه 3 و سپس به پایه 1 هدایت میشه و فورا از طریق D3 خازن 470 میکرو را تخلیه میکنه و لذا پایه 5 صفر ولت میشه و لذا ولتاژ پایه 6 بزرگتر میشه و بنابرین خروجی U4 (پایه 7 ) صفر ولت میشه که ترانزیستور را خاموش و به تبع آن رله هم خاموش و برق یخچال را قطع میکنه .
عیب یابی
عیب یابی فراموشم شده بود که بناچار اینجا به پست اول اضافه میکنم
1- ولتاژ تغذیه آی سی و ولتاژ زینر 5.1 ولتی را تست کن.
2- امیتر و کلکتور ترانزیستور شورت کن اگه فورا رله عمل نکرد رله سوخته
اگه رله عمل کرد برو بند 3
3- یک مقاومت 2 کیلو بین بیس و کلکتور ترانزیستور تست کن
اگه فورا رله عمل نکرد ترانزیستور سوخته
اگه فورا رله عمل کرد برو بند 4
4- یک مقاومت 2 کیلو بین پایه 4 و 5 تست کن اگه فورا رله عمل نکرد آی سی سوخته
اگه رله عمل کرد برو بند 5
5- یک مقاومت 2 کیلو بین پایه 4 و 1 تست کن و حدود یک دقیقه صبر کن اگه رله عمل نکرد خازن متصل به پایه 5 خرابه
اگه پس از تاخیر کافی رله عمل کرد برو بند 6
6- یک مقاومت 2 کیلو بین پایه 12 و 13 و همزمان یک مقاومت 2 کیلو هم بین پایه 9 و 10 تست کن اگه بعد از تاخیر کافی رله عمل نکرد آی سی سوخته
تمام
سپاس
