آموزشی: ساده تر از این نمیشه ( تحلیل سوئیچینگ ترانزیستوری )

[غزال]

.
درود

مقدمه

مسئولیت صحت نقشه پیوست ، متوجه یکی از علاقمندان است که با کپی برداری از نمونه ای ، در تاپیک تحلیل سوئیچینگ ارائه و درخواست تحلیل آنرا مطرح فرمودند .
دیودهای D7 , D8 , D9 , D10 و خازن C5 وظیفه یکسوسازی برق شهر را بعهده دارند و با ولتاژ مستقیم ۳۱۰ ولت انرژی نوسانساز و سیستم را تامین میکند.

این ولتاژ با اولیه ترانس و کلکتور امیتر ترانزیستور Q1 ، همگی باهم سری شده اند و دقیقا با همان شیوه ای که در پست های اولیه تاپیک زیر ( تحلیل سوئیچینگ ) تشریح کردم انجام وظیفه میکنه.
https://www.irantk.ir/threads/54626-دیگه-ساده-تر-از-این-نمیشه-(-تحلیل-سوئیچینگ-)

با این تفاوت که اونجا کلید سورس درین داخل آی سی ، بصورت اتوماتیک قطع و وصل میکرد اما اینجا کلکتور امیتر Q1 باید بعنوان کلیدی قطع و وصل کنه تا ولتاژ ۳۱۰ ولت بصورت اتوماتیک و مداوم به ترانس متصل و قطع بشه .

برای قطع و وصل اتوماتیک کلکتور امیتر باید بیس Q1 را بصورت مداوم تحریک و فعال و سپس غیرفعال کنیم ، اما چگونه ؟

ابتدا بایاس ترانزیستور را با مقاومت های R1 , R4 , R2 , R6 بنحوی تامین میکنیم که ترانزیستور در آستانه هدایت باشه چرا؟

چون درسته که بیس ترانزیستورها با جریان و ولتاژ بسیار ناچیزی تحریک میشه اما نه با ولتاژ ۱ ،. ولت یا ۲ ،. ولت زیرا تا حدود ۴ ،. ولت هیچ کاری انجام نمیده و لذا تا مقداری که صرف آماده سازی بیس میشه که در آستانه هدایت قرار بگیره از ولتاژ تغذیه تامین میکنیم تا بی جهت انرژی پالسی که باید برای بیس فراهم کنیم بمنظور آماده سازی بیس تلف نشه .

برای لمس این ضرورت
فرض کنید دریچه ای مشابه بیس برای کنترل جریان آب در یک جوی آب نصب کردیم .
بنابرین دریچه دارای وزنی هست که تکان دادن ناچیز آن نیاز به ۱ نیوتن نیرو داره و برای اینکه آنرا تا انتها بالا بکشید به ۲ نیوتن نیرو نیاز داریم .
حالا اگه با یک اهرم الاکلنگی شبیه ترازو درست کنیم بطوریکه دریچه را با طناب به یک کپه ترازو متصل کنیم و دقیقا معادل وزن دریچه ، وزنه ای در کپه دیگر ترازو بگذاریم در اینصورت نیروی ۱ نیوتن به دریچه بسمت بالا وارد میکنه و در اینصورت درسته که دریچه بالا نمیره اما تقریبا بصورت معلق میشه .

حالا اگه یک پشه هم روی کپه دیگر ترازو بشینه دریچه اندکی بالا میره و به این ترتیب دریچه با کوچکترین نیرویی حرکت میکنه و لذا اگه از یک بچه بخواهیم دریچه بسیار سنگین را بالا بکشه براحتی قادر به این کار هست .
این نیرویی که صرف آماده سازی دریچه میشه تا در آستانه حرکت قرار بگیره بایاسینگ میگویند تا ضعیف ترین پالس ها هم قادر به تحریک دریچه باشند و انرژی پالس برای آماده سازی ترانزیستور تلف نشه.
به این ترتیب با تامین بایاسینگ مناسب که از طریق ۴ مقاومت تهیه میشه ، بیس با کوچکترین و ضعیف ترین پالس هم میتونه تحریک بشه .

اما نکته ای که در این بخش قابل تامل است تعداد مقاومت هاست که دلیل آنرا طی سوال زیر ، بشما میسپارم .
سوال،:

درحالیکه ۴ مقاومت R1 , R4 , R2 , R6 بصورت سری ساده قرار گرفته و طراح این تغذیه قادر بود از یک مقاومت بجای ۴ مقاومت فوق استفاده کنه لذا:

چرا بجای یک مقاومت 720 کیلو از ۴ مقاومت 180 کیلویی R1 , R4 , R2 , R6 استفاده شده ؟
پاسخ سوال در پست ۳۳


نحوه قطع و وصل اتوماتیک ترانزیستور

اصولا برای تولید نوسان نیاز به فیدبک مثبت مناسب داریم.


مثال ۱
برای لمس این پدیده میتوانید از یک میکروفن و آمپلیفایر استفاده کنید
اگرچه بعید نیست با این پدیده مواجه شده باشید اما ممکنه از این جهت توجه نکرده باشید .

بطوریکه اگر میکرفن را به بلندگو نزدیک کنید و با صدای اولیه میکرفن را تحریک کنید مثلا با فوت یا هر کلمه و حرفی ، دراینصورت صدای جیغ از بلندگو شنیده میشه و درصورتیکه میکرفن را جابجا نکنید صدای جیغ تا ابد ادامه داره و ساکت نمیشه زیرا یک اسیلاتور ساخته اید.

زیرا اولین صدا در آمپلیفایر ، تقویت شده و اگر میکرفن در فاصله ای باشد که انرژی کافی را از بلندگو به آمپلیفایر منتقل کنه دراینصورت نیاز به صدای دوم ندارید و خودش از بلندگو‌دریافت و به آمپلیفایر منتقل میکنه .

و لذا نیاز به صدای سوم و چهارم تا بینهایت ندارید و مدام این صدا از بلندگو تامین و به امپلیفایر منتقل میشه.

حالا اگه صدای ولوم را کم کنید که انرژی کافی به میکرفن نرسه دراینصورت صدای دوم ضعیفه و برای تحریک آمپلیفایر کافی نیست و نوسانی نخواهیم داشت .
و یا اگر به ولوم دست نزنید و فقط مبکرفن را از بلندگو دورتر کنید دراینصورت هم نوسان نمیکنه چون صدایی که از بلندگو به میکروفن میرسه به میزان کافی نیست و لذا نوسان نمیکنه.

اساس کار نوسانسازها یا اسیلاتورها همینه و عملکرد آن به این صورت است که باید مقدار مناسبی از انرژی خروجی را به ورودی یک تقویت کننده برگردانیم که به این پدیده فیدبک میگویند

در مثال فوق میزان مناسبی از صدای خروجی ( بلندگو ) را به ورودی ( میکرفن ) رساندیم.

مثال ۲
اگر چشم الکترونیکی داشته باشید که در تاریکی لامپی را روشن کنه در اینصورت فتوسل یا سنسور نور بعنوان ورودی سیستم و لامپ خروجی سیستم است .
حالا اگه سنسور یا فتوسل را روبروی لامپ قرار دهید و محیط را تاریک کنید دراینصورت فتوسل در تاریکی موجب فعال شدن سیستم میشه و لامپ را روشن میکنه .
اما ازآنجاکه بخش کافی از نور لامپ به فتوسل برمیگرده لذا لامپ خاموش میشه.
سپس ازانجاکه محیط تاریک است لذا مجددا لامپ روشن میشه و مدام این لامپ خاموش و روشن میشه .
و لذا برای جلوگیری از نوسان لامپ باید سنسور را در محلی قرار دهیم که نور لامپ بمقدار کافی به فتوسل نرسه تا از نوسان جلوگیری بشه.

مثال ۳
قطعا تابحال تجربه کرده اید که اگر برخی از شیرهای آب را باز میکنید صدای ناهنجار و دلخراشی شبیه صدای مسلسل شنیده میشه و بی پایان هم هست.
زیرا ناخواسته اسیلاتوری ساخته شده.

بطوریکه واشر پلاستیکی و متعلقات شیر با مرور زمان ، ضعیف و لق شده و بمحضی که شیر را باز میکنید بخشی از انرژی جریان آب ،ضربه ای به واشر میزنه و عکس العمل واشر موجب مسدود شدن مسیر آب میشه .
اما واشر در این نقطه ثابت نمیمونه و فشار آب موجب پس زدن واشر و باز شدن مسیر میشه و مجددا عکس العمل واشر و بازگشت به محل اولیه موجب انسداد مسیر میشه و تکرار مداوم این اعمال ، حاصل عملکرد نوسانسازی است که ناخواسته و با شل و ضعیف شدن قطعات ناشی از مرور زمان ساخته شده و صدای مداوم و ناهنجاری تولید میکنه.

بنابرین برای تولید نوسان ، سیستم تقویت کننده و فیدبک مناسب نیاز داریم تا مقدار کافی از انرژی خروجی را به ورودی برگردانه یا فیدبک کنه.
و این پدیده منحصر به الکترونیک نیست و در علوم و رشته های مختلف سیالات و مکانیک و هیدرولیک و غیره هم از همین شیوه برای ساختن نوسانساز استفاده میشه..

حالا با اطلاعات اولیه و مقدماتی ، این نوسانساز ترانزیستوری را در پست آتی مطالعه و بررسی و تحلیل میکنیم.

سپاس

 

[غزال]

مشاهده فایل‌پیوست 162448

درود

حالا با اطلاعات اولیه و مقدماتی که در پست ۱ تقدیم شد به مطالعه و بررسی و تحلیل نقشه میپردازیم.
البته این مبحث نیاز به اطلاعاتی در خصوص سلف ها داره که چندان ساده نیست و خارج از حوصله تاپیک است و تاکنون تشریح نکردم و لذا این مبحث کمی پیچیده تر از بقیه مباحث است و نیاز به مطالعه مکرر تحلیل داره.

ازآنجاکه لحظه اول که تغذیه را به برق شهر متصل میکنیم ، ولتاژی در ثانویه ترانس وجود نداره و بتبع آن ۴۳۱ و کوپلر و ترانزیستور Q2 فعال نشده اند لذا بدلیل عدم هدایت کلکتور امیتر Q2 بخشی از جریان ۴ مقاومت ۱۸۰ کیلویی توسط Q2 مصرف نمیشه و لذا کل جریان ناشی از ۴ مقاومت ۱۸۰ کیلویی از بیس Q1 عبور میکنه و آنرا روشن میکنه و کلکتور امیتر Q1 مانند کلید وصل شده و هدایت میکنه و لذا ۳۱۰ ولت به اولیه ترانس متصل میشه .

به این ترتیب یک لحظه ولتاژی در ثانویه القا میشه ،
اما از انجاکه سیم پیچ ثانویه پایینی که وظیفه فیدبک را بعهده داره ولتاژی هم جهت با اولیه تولید میکنه لذا سیگنال مثبت و مناسبی از طریق R8 و D1 به بیس اعمال میکنه و از خاموش شدن ترانزیستور جلوگیری میکنه.

( و خازن C1 و D4 در لحظات روشن شدن ترانزیستور حالت سوئیچی ترانزیستور را تقویت میکنه تا هدایت ترانزیستور تدریجی نباشه و ناگهانی هدایت کنه ، البته D4 صرفا جهت شارژ خازن در نیم سیکل منفی نصب شده زیرا بدون این دیود شارژ خازن در زمان نیم سیکل منفی میسر نمیشه .)

و به این ترتیب ظرفیت سلف سیم پیچ اولیه و تعداد دور ثانویه ، تعیین کننده زمان روشن بودن ترانزیستور است .

برای بقیه تحلیل لازم است در این حد بدانید که :
(اگر ولتاژی به یک سلف یا سیم پیچ متصل و سپس قطع کنید بمحض آنکه ولتاژ را قطع کردید دو سر سلف ولتاژ معگوس و بسیار بالاتر از ولتاژ تغذیه ظاهر میشه و بصورت میرا ضعیف و ضعیف تر میشه.
مثلا اگه ۳۱۰ ولت را به اولیه ترانس متصل و قطع کنید در زمان قطع ، درواقع ولتاژ بینهایت ظاهر میشه اما ازآنجاکه ولتاژ بسمت بینهایت دارای انرژی ضعیفی هست لذا با دستگاه های اندازه گیری بخش قدرتمند آن قابل اندازه گیری است و مثلا حدود ۵۰۰۰ ولت مشاهده میشه که بصورت میرا هر لحظه ضعیف تر میشه

به همین دلیل با بوبین کلیه رله ها دیود معگوسی موازی میکنند تا ولتاژ بسیار بالا و معگوسی که القا میشه موجب صدمه ترانزیستور رله نشه.
و به همین علت D3 و C3 و R7 نیز با اولیه ترانس موازی کرده تا ولتاژ معگوس بسیار زیاد را ضعیف و خفه کنه.) حالا ادامه تحلیل

پس از آنکه انرژی القایی نیم سیکل اول پایان یافت در اینصورت مطابق قاعده فوق ولتاژ سیم پیچ فیدبک ، معگوس میشه و لذا فیدبک مثبت تموم میشه و ولتاژ منفی از طریق R8 و D4 در خازن C1 شارژ میشه و ولتاژی به بیس نمیرسه و Q1 خاموش میشه .

اما اینجا نکته ای قابل تامل است که وقتی فیدبک مثبت نداریم چرا مانند لحظه اول هم که فیدبک نداشتیم موجب روشن شدن Q1 نمیشه ؟
زیرا همانطور که در شرح بالا تاکید شد پس از قطع ولتاژ ، پلاریته ولتاژ در دو سر سیم پیچ اولیه معگوس و بسیار بالاست و بنابرین اجازه عبور ۳۱۰ ولت را نمیده بویژه که از ۳۱۰ ولت بسیار بزرگتر است .

از سوی دیگر ازآنجاکه الان ولتاژی در ثانویه بالایی ترانس که یکسو و ذخیره شده داریم لذا کوپلر و Q2 را نیمه فعال کرده و هدایت Q2 بخشی از جریان ۴ مقاومت را مصرف میکنه و لذا ولتاژ بیس Q۱ کم شده بطوریکه قادر به روشن کردن Q1 نیست .
بنابرین علاوه بر اینکه فیدبک مثبت نداریم ضمنا پلا یته معگوس ولتاژ اولیه و هدایت Q2 موجب خاموشی مطلق Q1 میشه .

پس از آنکه نیم سیکل دوم پایان یافت عوامل زیر مجددا موجب روشن شدن Q1 میشن.
۱- بواسطه سیگنال میرا پس از نیم سیکل دوم مجددا فیدبک مثبت در ثانویه بدلیل میرایی سیگنال ظاهر میشه هرچند ضعیف تر از فیدبک اولیه است اما با ولتاژ C1 که قبلا در نیم سیکل منفی ذخیره شده جمع شده و حتی بیشتر از لحظه اول از بیس عبور میکنه .

۲- ولتاژ معگوس اولیه نیز پایان یافته و لذا با ۳۱۰ ولت مخالفت نمیکنه که موجب قطع شدن جریان بشه ولتاژ مفیدی ناشی از میرایی سیگنال با ۳۱۰ ولت جمع شده و از اولیه ترانس و Q1 عبور میکنه.

۳- ولتاژ ثانویه بالایی نیز رو به کاهش گذاشته و لذا کوپلر و Q2 هم بسمت خاموشی رفته و لذا بخشی از جریان ۴ مقاومت را مصرف نمیکنه و لذا ولتاژ بیس Q1 بمقدار لازم بالا میره و Q1 را روشن میکنه.

و با روشن شدن Q1 داستان فوق تکرار میشه و این نوسانساز طی مراحل فوق تا ابد نوسان میکنه

مقاومت R9 و D2 و D5 برای محدود ساختن ولتاژ مثبت و منفی سیم پیچ فیدبک پیش بینی شده و بعبارتی بخش مضر سیکل مثبت و منفی سیم پیچ فیدبک را خفه و حذف میکنه
اما چگونه ولتاژ خروجی را کنترل و تثبیت میکنه بسیار ساده است و قبلا در تاپیک مشابه تحلیل کردم.

و لذا قطعا علاقمندانی که با نحوه کنترل ولتاژ آی سی های سوئیچینگ آشنا شده اند در این نقشه هم قادر به درک و تحلیل عملکرد کنترل ولتاژ هستند.
لذا اگه علاقمندان بخش باقیمانده را یاری و تحلیل کنند قبلا مراتب سپاس و تقدیر خود را اعلام میدارم.

حالا اینورتر ابتکاری بسازید.

اکنون با استفاده از تحلیل فوق میتوانید اینورتر ابتکاری و تک ترانزیستوری طراحی کنید و بسازید.

بطوریکه با استفاده از تحلیل فوق میتوانید از ترانس معمولی ۳ سر یا سر وسط بنحو ابتکاری بگونه ای استفاده کنید که سیم پیچ ثانویه با کلکتور امیتر یک ترانزیستور سری شود و همچنین بخشی از سیم پیچ ۳ سر که هم جهت با سیم پیچ فوق باشه به بیس برسه تا نوسانساز ابتکاری شبیه روش فوق داشته باشیم .
البته ازآنجاکه تهیه ۳۱۰ولت مستقیم مانند باطری در دسترس نداریم و بناگزیر باید از باطری ۶ یا ۱۲ ولت و امثالهم استفاده کنیم و از طرفی نمیتونیم از سیم پیچی استفاده کنیم که تعداد دور بالایی داره و لذا باید از سیم پیچ ۳ سر یا بخشی از آن بعنوان اولیه استفاده کنیم که تعداد دور کمی داشته باشه لذا از سیم پیچ دیگر که قبلا اولیه بوده و برای ۲۲۰ ولت برق شهر سیم پیچی شده بود و اینجا ناگزیریم بعنوان ثانویه استفاده کنیم که تعداد دور بسیار بالایی داره و ولتاژ بالا دراختیار میگذاره ، لذا جریان قابل توجهی نداره اما ۲۲۰ ولت ضعیف و با توان پایین را قابل استفاده میکنه و لذا با این روش ابتکاری میتونیم اینورتر ضعیفی بسازیم که ۶ یا ۱۲ ولت را به ۲۲۰ ولت تبدیل کنه.

سپاس

اینم اینورتر بسیار ساده و کوچکی که جناب سجاد عزیز با همین شیوه فقط با

یک ترانس معمولی ۱۲ولت
دو مقاومت
و یک ترانزیستور

ساختند و نتیجه را با ولتاژ تغذیه ۶ ولتی جهت روشن کردن لامپ ۲۲۰ ولتی در پست ۲۵ و با تصویر زیر اعلام فرمودند.



مشاهده فایل‌پیوست 162688

 

[غزال]

مشاهده فایل‌پیوست 162448

درود

نحوه کنترل ولتاژ خروجی تغذیه

از آنجاکه ولتاژ متناوب ثانویه با فرکانس بالا توسط D11 یکسو شده و بدلیل فرکانس بالا با خازن صافی کوچکی ، ولتاژ مستقیم مطلوبی در اختیار میگذارد
لذا نمونه ای از آن توسط تقسیم ولتاژ R22 و R23 به پایه رفرنس ۴۳۱ منتقل میگردد .

حالا چنانچه ولتاژ خروجی بیشتر از ولتاژ نرمال بشه دراینصورت مطابق تحلیلی که در تاپیک تحلیل سوئیچینگ تقدیم شده ولتاژ نمونه حاصل از دو مقاومت فوق موجب افزایش ولتاژ رفرنس ۴۳۱ شده و لذا ولتاژ کاتد ۴۳۱ کاهش می یابد و دیود کوپلر پرنورتر شده و موجب هدایت بیشتر کلکتور امیتر کوپلر میشه.

به این ترتیب ولتاژ بیشتری از کلکتور و از طریق امیتر به بیس Q2 منتقل شده و این ترانزیستور را روشن تر میکنه و لذا هدایت کلکتور امیتر Q2 بهتر و بیشتر شده و لذا ولتاژ بیس Q1 را کاهش میدهد. چرا ؟

زیرا ولتاژ و جریانی که از ۴ مقاومت ۱۸۰ کیلویی برای بایاس Q1 پیش بینی شده با هدایت بیشتر Q2 جریان بیشتری را به گراند میدهد و درواقع با تعبیر عامیانه ، پایه بیس Q1 به گراند یا صفر ولت نزدیک تر میشه و لذا ولتاژ بیش کمتر شده و لذا با تغییر نقطه کار ترانزیستور ، فعالیت Q1 کمتر شده و لذا موجب کاهش ولتاژ خروجی تغذیه میشه تا به ولتاژ نرمال برگردد.

اما اگر به هر دلیلی ولتاژ خروجی تغذیه بیشتر از مقدار لازم کم شود بنحوی که ولتاژ خروجی از ولتاژ نرمال نیز کمتر بشه دراینصورت کلیه مراحل فوق بنحو معگوس موجب افزایش ولتاژ خروجی میشه تا ولتاژ خروجی بمقدار نرمال برگردد.

و به این ترتیب اگر ولتاژ خروجی تغییر ناچیزی داشته باشه عملیات فوق موجب اصلاح سریع ولتاژ میشه.
در صورتیکه خطایی ملاحظه فرمودید لطفا اعلام فرمایید تا از بروز خسارت به علاقمندان پیشگیری گردد.

سپاس و تقدیر

 

[امیر سجاد]

سلام بر استاد مهربانم . اول از همه ممنونم ممنونم متشکرم متشکرم

استاد عزیزم در مورد مدار به وسیله بریج و خازن یکسوسازی برق شهررا تبدیل به 310 ولت dc میشود . و از طریق مقاومتهای (R1.R4.R2.R3) ولتاژ DC 310 به ولتاژ پایین ( مثلا 16 ولت) تبدیل میشود . اما چرا به جای چهار مقاومت از یک مقاومت استفاده نکرده است به نظر من ( به عنوان ضربه گیر ولتاژ باشه . یک دفعه ولتاژ از 310 ولت به ولتاژ پایین تبدیل نشه. یا به عنوان محافظ از ترانزیستور Q1 است که در مواقعی که یکی از مقاومت ها اهمش پایین امد . تا ولتاژ 310 روی سه تا مقاومت بیفته.تا کل ولتاژ روی ترانزیستور نیفته)
وبعد از تبدیل ولتاژ پایین بیس ترانزیستور Q1 باعث حرکت جریان از ترانس اولیه و کلکتور وامیتر ترانزیستور Q1
میشود. و یک لحظه ولتاژ به ثانویه ترانس القا؛ میشود. و خاژن C2شارژ میشود. وقتی ولتاژ خازن به ( 0.7 ) رسید ترانزیستور
Q2 هدایت میکنند و ترانزیستور Q1 خاموش میشود ( ولتاژ بیس ترانزیستور Q1 صفر میشود و خاموش میشود) و خازن C2دشارژ میشود.وخاموشی ترانزیستور Q2و روشن شدن ترانزیستور یک میشود. و در ادامه باعث قطع و وصل ترانس میشود. و ای سی اپتو هم زمان شارژ خازن را زیاد یا کم میکنه جهت تسبیت ولتاژ ..
استاد مهربانم.

 

[غزال]

سلام بر استاد مهربانم . اول از همه ممنونم ممنونم متشکرم متشکرم

استاد عزیزم در مورد مدار به وسیله بریج و خازن یکسوسازی برق شهررا تبدیل به 310 ولت dc میشود . و از طریق مقاومتهای (R1.R4.R2.R3) ولتاژ DC 310 به ولتاژ پایین ( مثلا 16 ولت) تبدیل میشود . اما چرا به جای چهار مقاومت از یک مقاومت استفاده نکرده است به نظر من ( به عنوان ضربه گیر ولتاژ باشه . یک دفعه ولتاژ از 310 ولت به ولتاژ پایین تبدیل نشه. یا به عنوان محافظ از ترانزیستور Q1 است که در مواقعی که یکی از مقاومت ها اهمش پایین امد . تا ولتاژ 310 روی سه تا مقاومت بیفته.تا کل ولتاژ روی ترانزیستور نیفته)
وبعد از تبدیل ولتاژ پایین بیس ترانزیستور Q1 باعث حرکت جریان از ترانس اولیه و کلکتور وامیتر ترانزیستور Q1
میشود. و یک لحظه ولتاژ به ثانویه ترانس القا؛ میشود. و خاژن C2شارژ میشود. وقتی ولتاژ خازن به ( 0.7 ) رسید ترانزیستور
Q2 هدایت میکنند و ترانزیستور Q1 خاموش میشود ( ولتاژ بیس ترانزیستور Q1 صفر میشود و خاموش میشود) و خازن C2دشارژ میشود.وخاموشی ترانزیستور Q2و روشن شدن ترانزیستور یک میشود. و در ادامه باعث قطع و وصل ترانس میشود. و ای سی اپتو هم زمان شارژ خازن را زیاد یا کم میکنه جهت تسبیت ولتاژ ..
استاد مهربانم.

درود

فعلا فلسفه تعداد ۴ مقاومت مورد سواله که چرا بجای ۴ مقاومت ۱۸۰ کیلویی از یک مقاومت ۷۲۰ کیلو استفاده نکرده درحالیکه هیچ تاثیری در جریان و ولتاژ و مواردی که فرمودید نداره.

ضمنا این ۴ مقاومت بزبان ساده و عامیانه ولتاژ حدود ۴ ،. را برای ترانزیستور تامین میکنه که ترانزیستور روشن نمیشه اما در آستانه هدایت قرار میگیره .

فرض کن برای اینکه دریچه جوی اب را بالا بکشیم نیروی ۲ نیوتن نیاز داره اما ۱ نیوتن صرف سنگینی دریچه میشه .
حالا اگه همیشه دریچه را با نیروی ۱ نیوتن بسمت بالا بکشیم دریچه باز نمیشه اما درحال باز شدن است و با کوچکترین اشاره و با کمترین نیرو بالا میاد و دراینصورت یک بچه و حتی یک پشه هم میتونه دریچه را باز کنه.
و این ۴ مقاومت همین کار را انجام میده که ناچیزترین پالس هم بتونه دریچه را بالا بکشه.
اما درغیراینصورت باید کلی زور بزنه تا بر وزن دریچه غلبه کنه و بعد از آن میتونه دریچه را بالا بکشه .
یعنی بخشی از انرژی پالس صرف غلبه بر سنگینی دریچه میشه.
حالا چه با ۴ یا ۱۰ مقاومت انرژی کافی را به دریچه یا بیس برسونیم و چه با یک مقاومت هیچ فرقی نمیکنه بنابرین چرا از ۴ مقاومت استفاده کرده ؟

سپاس

 

[امیر سجاد]

استاد مهربانم شاید طراح حرارت مقاومت رو در نظر گرفته استفاده از یک مقاومت 720 کیلو باعث حرارت بیشتر ( کمتر شدن اهم مقاومت در حرارت بیشتر) و استفاده از چهار مقاومت 180 کیلویی حرارت کمتر در مقاومت ایجاد میشود . استاد مهربانم به ذهنم این میرسد.

 

[غزال]

استاد مهربانم شاید طراح حرارت مقاومت رو در نظر گرفته استفاده از یک مقاومت 720 کیلو باعث حرارت بیشتر ( کمتر شدن اهم مقاومت در حرارت بیشتر) و استفاده از چهار مقاومت 180 کیلویی حرارت کمتر در مقاومت ایجاد میشود . استاد مهربانم به ذهنم این میرسد.

درود

تا حدودی میتونه موثر باشه اما دلیل اصلی نیست .
ممنون

سپاس

 

[alirezarasol]

مشاهده فایل‌پیوست 162448

درود

مسئولیت صحت نقشه پیوست ، متوجه یکی از علاقمندان است که با کپی برداری از نمونه ای ، در تاپیک تحلیل سوئیچینگ ارائه و درخواست تحلیل آنرا مطرح فرمودند .
دیودهای D7 , D8 , D9 , D10 و خازن C5 وظیفه یکسوسازی برق شهر را بعهده دارند و با ولتاژ مستقیم ۳۱۰ ولت انرژی نوسانساز و سیستم را تامین میکند.

این ولتاژ با اولیه ترانس و کلکتور امیتر ترانزیستور Q1 ، همگی باهم سری شده اند و دقیقا با همان شیوه ای که در پست های اولیه تاپیک زیر ( تحلیل سوئیچینگ ) تشریح کردم انجام وظیفه میکنه.
https://www.irantk.ir/threads/54626-دیگه-ساده-تر-از-این-نمیشه-(-تحلیل-سوئیچینگ-)

با این تفاوت که اونجا کلید سورس درین داخل آی سی ، بصورت اتوماتیک قطع و وصل میکرد اما اینجا کلکتور امیتر Q1 باید بعنوان کلیدی قطع و وصل کنه تا ولتاژ ۳۱۰ ولت بصورت اتوماتیک و مداوم به ترانس متصل و قطع بشه .

برای قطع و وصل اتوماتیک کلکتور امیتر باید بیس Q1 را بصورت مداوم تحریک و فعال و سپس غیرفعال کنیم ، اما چگونه ؟

ابتدا بایاس ترانزیستور را با مقاومت های R1 , R4 , R2 , R6 بنحوی تامین میکنیم که ترانزیستور در آستانه هدایت باشه چرا؟

چون بیس ترانزیستورها با جریان و ولتاژ بسیار ناچیزی تحریک نمیشه و مثلا با ۱ ،. ولت یا ۲ ،. ولت هیچ کاری انجام نمیده و لذا تا مقداری که صرف آماده سازی بیس میشه و در آستانه هدایت قرار میگیره از ولتاژ تغذیه تامین میکنیم تا بی جهت انرژی پالسی که باید برای بیس فراهم کنیم بمنظور آماده سازی بیس تلف نشه .

به این ترتیب بیس با کوچکترین و ضعیف ترین پالس هم میتونه تحریک بشه .
درغیراینصورت بخشی از پالس بی اثر میبود و صرف آماده سازی میشد و پس از آن موجب تحریک بیس میشد که دراینصورت بشدت موجب کاهش عملکرد میشد .

اما نکته ای که در این بخش قابل تامل است تعداد مقاومت هاست که دلیل آنرا با طرح سوال زیر بشما میسپارم .
سوال،:

درحالیکه ۴ مقاومت های R1 , R4 , R2 , R6 بصورت سری ساده قرار گرفته و طراح این تغذیه قادر بود از یک مقاومت بجای ۴ مقاومت فوق استفاده کنه لذا:

چرا بجای یک مقاومت 720 کیلو از ۴ مقاومت 180 کیلویی R1 , R4 , R2 , R6 استفاده شده ؟

نحوه قطع و وصل اتوماتیک ترانزیستور

اصولا برای تولید نوسان نیاز به فیدبک مثبت مناسب داریم.


مثال ۱
برای لمس این پدیده میتوانید از یک میکروفن و آمپلیفایر استفاده کنید
اگرچه بعید نیست با این پدیده مواجه شده باشید اما ممکنه از این جهت توجه نکرده باشید .

بطوریکه اگر میکرفن را به بلندگو نزدیک کنید و با صدای اولیه میکرفن را تحریک کنید مثلا با فوت یا هر کلمه و حرفی ، دراینصورت صدای جیغ از بلندگو شنیده میشه و درصورتیکه میکرفن را جابجا نکنید صدای جیغ تا ابد ادامه داره و ساکت نمیشه زیرا یک اسیلاتور ساخته اید.

زیرا اولین صدا در آمپلیفایر ، تقویت شده و اگر میکرفن در فاصله ای باشد که انرژی کافی را از بلندگو به آمپلیفایر منتقل کنه دراینصورت نیاز به صدای دوم ندارید و خودش از بلندگو‌دریافت و به آمپلیفایر منتقل میکنه .

و لذا نیاز به صدای سوم و چهارم تا بینهایت ندارید و مدام این صدا از بلندگو تامین و به امپلیفایر منتقل میشه.

حالا اگه صدای ولوم را کم کنید که انرژی کافی به میکرفن نرسه دراینصورت صدای دوم ضعیفه و برای تحریک آمپلیفایر کافی نیست و نوسانی نخواهیم داشت .
و یا اگر به ولوم دست نزنید و فقط مبکرفن را از بلندگو دورتر کنید دراینصورت هم نوسان نمیکنه چون صدایی که از بلندگو به میکروفن میرسه به میزان کافی نیست و لذا نوسان نمیکنه.

اساس کار نوسانسازها یا اسیلاتورها همینه و عملکرد آن به این صورت است که باید مقدار مناسبی از انرژی خروجی را به ورودی یک تقویت کننده برگردانیم که به این پدیده فیدبک میگویند

در مثال فوق میزان مناسبی از صدای خروجی ( بلندگو ) را به ورودی ( میکرفن ) رساندیم.

مثال ۲
اگر چشم الکترونیکی داشته باشید که در تاریکی لامپی را روشن کنه در اینصورت فتوسل یا سنسور نور بعنوان ورودی سیستم و لامپ خروجی سیستم است .
حالا اگه سنسور یا فتوسل را روبروی لامپ قرار دهید و محیط را تاریک کنید دراینصورت فتوسل در تاریکی موجب فعال شدن سیستم میشه و لامپ را روشن میکنه .
اما ازآنجاکه بخش کافی از نور لامپ به فتوسل برمیگرده لذا لامپ خاموش میشه.
سپس ازانجاکه محیط تاریک است لذا مجددا لامپ روشن میشه و مدام این لامپ خاموش و روشن میشه .
و لذا برای جلوگیری از نوسان لامپ باید سنسور را در محلی قرار دهیم که نور لامپ بمقدار کافی به فتوسل نرسه تا از نوسان جلوگیری بشه.

مثال ۳
قطعا تابحال تجربه کرده اید که اگر برخی از شیرهای آب را باز میکنید صدای ناهنجار و دلخراشی شبیه صدای مسلسل شنیده میشه و بی پایان هم هست.
زیرا ناخواسته اسیلاتوری ساخته شده.

بطوریکه واشر پلاستیکی و متعلقات شیر با مرور زمان ، ضعیف و لق شده و بمحضی که شیر را باز میکنید بخشی از انرژی جریان آب ،ضربه ای به واشر میزنه و عکس العمل واشر موجب مسدود شدن مسیر آب میشه .
اما واشر در این نقطه ثابت نمیمونه و فشار آب موجب پس زدن واشر و باز شدن مسیر میشه و مجددا عکس العمل واشر و بازگشت به محل اولیه موجب انسداد مسیر میشه و تکرار مداوم این اعمال ، حاصل عملکرد نوسانسازی است که ناخواسته و با شل و ضعیف شدن قطعات ناشی از مرور زمان ساخته شده و صدای مداوم و ناهنجاری تولید میکنه.

بنابرین برای تولید نوسان ، سیستم تقویت کننده و فیدبک مناسب نیاز داریم تا مقدار کافی از انرژی خروجی را به ورودی برگردانه یا فیدبک کنه.
و این پدیده منحصر به الکترونیک نیست و در علوم و رشته های مختلف سیالات و مکانیک و هیدرولیک و غیره هم از همین شیوه برای ساختن نوسانساز استفاده میشه..

حالا با اطلاعات اولیه و مقدماتی ، این نوسانساز ترانزیستوری را مطالعه و بررسی و تحلیل میکنیم.
البته این مبحث نیاز به اطلاعاتی در خصوص سلف ها داره که چندان ساده نیست و خارج از حوصله تاپیک است و تاکنون تشریح نکردم و لذا این مبحث کمی پیچیده تر از بقیه مباحث است و نیاز به مطالعه مکرر تحلیل داره.

ازآنجاکه لحظه اول که تغذیه را به برق شهر متصل میکنیم ، ولتاژی در ثانویه ترانس وجود نداره و بتبع آن ۴۳۱ و کوپلر و ترانزیستور Q2 فعال نشده اند لذا بدلیل عدم هدایت کلکتور امیتر Q2 بخشی از جریان ۴ مقاومت ۱۸۰ کیلویی توسط Q2 مصرف نمیشه و لذا کل جریان ناشی از ۴ مقاومت ۱۸۰ کیلویی از بیس Q1 عبور میکنه و آنرا روشن میکنه و کلکتور امیتر Q1 مانند کلید وصل شده و هدایت میکنه و لذا ۳۱۰ ولت به اولیه ترانس متصل میشه .

به این ترتیب یک لحظه ولتاژی در ثانویه القا میشه ،
اما از انجاکه سیم پیچ ثانویه پایینی که وظیفه فیدبک را بعهده داره ولتاژی هم جهت با اولیه تولید میکنه لذا سیگنال مثبت و مناسبی از طریق R8 و D1 به بیس اعمال میکنه و از خاموش شدن ترانزیستور جلوگیری میکنه.

( و خازن C1 و D4 در لحظات روشن شدن ترانزیستور حالت سوئیچی ترانزیستور را تقویت میکنه تا هدایت ترانزیستور تدریجی نباشه و ناگهانی هدایت کنه ، البته D4 صرفا جهت شارژ خازن در نیم سیکل منفی نصب شده زیرا بدون این دیود شارژ خازن در زمان نیم سیکل منفی میسر نمیشه .)

و به این ترتیب ظرفیت سلف سیم پیچ اولیه و تعداد دور ثانویه ، تعیین کننده زمان روشن بودن ترانزیستور است .

برای بقیه تحلیل لازمه در این حد بدانید که
(اگر ولتاژی به یک سلف یا سیم پیچ متصل و سپس قطع کنید بمحض آنکه ولتاژ را قطع کردید دو سر سلف ولتاژ معگوس و بسیار بالاتر از ولتاژ تغذیه ظاهر میشه و بصورت میرا ضعیف و ضعیف تر میشه.
مثلا اگه ۳۱۰ ولت را به اولیه ترانس متصل و قطع کنید در زمان قطع ، درواقع ولتاژ بینهایت ظاهر میشه اما ازآنجاکه ولتاژ بسمت بینهایت دارای انرژی ضعیفی هست لذا با دستگاه های اندازه گیری بخش قدرتمند آن قابل اندازه گیری است و مثلا حدود ۵۰۰۰ ولت مشاهده میشه که بصورت میرا هر لحظه ضعیف تر میشه

به همین دلیل با بوبین کلیه رله ها دیود معگوسی موازی میکنند تا ولتاژ بسیار بالا و معگوسی که القا میشه موجب صدمه ترانزیستور رله نشه.
و به همین علت D3 و C3 و R7 نیز با اولیه ترانس موازی کرده تا ولتاژ معگوس بسیار زیاد را ضعیف و خفه کنه.) حالا ادامه تحلیل

پس از آنکه انرژی القایی نیم سیکل اول پایان یافت در اینصورت مطابق قاعده فوق ولتاژ سیم پیچ فیدبک ، معگوس میشه و لذا فیدبک مثبت تموم میشه و ولتاژ منفی از طریق R8 و D4 در خازن C1 شارژ میشه و ولتاژی به بیس نمیرسه و Q1 خاموش میشه .

اما اینجا نکته ای قابل تامل است که وقتی فیدبک مثبت نداریم چرا مانند لحظه اول هم که فیدبک نداشتیم موجب روشن شدن Q1 نمیشه ؟
زیرا همانطور که در شرح بالا تاکید شد پس از قطع ولتاژ ، پلاریته ولتاژ در دو سر سیم پیچ اولیه معگوس و بسیار بالاست و بنابرین اجازه عبور ۳۱۰ ولت را نمیده بویژه که از ۳۱۰ ولت بسیار بزرگتر است .

از سوی دیگر ازآنجاکه الان ولتاژی در ثانویه بالایی ترانس که یکسو و ذخیره شده داریم لذا کوپلر و Q2 را نیمه فعال کرده و هدایت Q2 بخشی از جریان ۴ مقاومت را مصرف میکنه و لذا ولتاژ بیس Q۱ کم شده بطوریکه قادر به روشن کردن Q1 نیست .
بنابرین علاوه بر اینکه فیدبک مثبت نداریم ضمنا پلا یته معگوس ولتاژ اولیه و هدایت Q2 موجب خاموشی مطلق Q1 میشه .

پس از آنکه نیم سیکل دوم پایان یافت عوامل زیر مجددا موجب روشن شدن Q1 میشن.
۱- بواسطه سیگنال میرا پس از نیم سیکل دوم مجددا فیدبک مثبت در ثانویه بدلیل میرایی سیگنال ظاهر میشه هرچند ضعیف تر از فیدبک اولیه است اما با ولتاژ C1 که قبلا در نیم سیکل منفی ذخیره شده جمع شده و حتی بیشتر از لحظه اول از بیس عبور میکنه .
۲- ولتاژ معگوس اولیه نیز پایان یافته و لذا با ۳۱۰ ولت مخالفت نمیکنه که موجب قطع شدن جریان بشه ولتاژ مفیدی ناشی از میرایی سیگنال با ۳۱۰ ولت جمع شده و از اولیه ترانس و Q1 عبور میکنه.
۳- ولتاژ ثانویه بالایی نیز رو به کاهش گذاشته و لذا کوپلر و Q2 هم بسمت خاموشی رفته و لذا بخشی از جریان ۴ مقاومت را مصرف نمیکنه و لذا ولتاژ بیس Q1 بمقدار لازم بالا میره و Q1 را روشن میکنه.

و با روشن شدن Q1 داستان فوق تکرار میشه و این نوسانساز طی مراحل فوق تا ابد نوسان میکنه

مقاومت R9 و D2 و D5 برای محدود ساختن ولتاژ مثبت و منفی سیم پیچ فیدبک پیش بینی شده و بعبارتی بخش مضر سیکل مثبت و منفی سیم پیچ فیدبک را خفه و حذف میکنه
اما چگونه ولتاژ خروجی را کنترل و تثبیت میکنه بسیار ساده است و قبلا در تاپیک مشابه تحلیل کردم
و لذا قطعا علاقمندانی که با نحوه کنترل ولتاژ آی سی های سوئیچینگ آشنا شده اند در این نقشه هم قادر به درک و تحلیل عملکرد کنترل ولتاژ هستند.
لذا اگه علاقمندان بخش باقیمانده را یاری و تحلیل کنند قبلا مراتب سپاس و تقدیر خود را اعلام میدارم.
در غیراینصورت در فرصت آتی

با استفاده از تحلیل فوق میتوانید اینورتر ابتکاری و تک ترانزیستوری بسازید.

بطوریکه با استفاده از تحلیل فوق میتوانید از ترانس معمولی ۳ سر یا سر وسط بنحو ابتکاری بگونه ای استفاده کنید که سیم پیچ ثانویه با کلکتور امیتر یک ترانزیستور سری شود و همچنین بخشی از سیم پیچ ۳ سر که هم جهت با سیم پیچ فوق باشه به بیس برسه تا نوسانساز ابتکاری شبیه روش فوق داشته باشیم .
البته ازآنجاکه تهیه ۳۱۰ولت مستقیم مانند باطری در دسترس نداریم و بناگزیر باید از باطری ۶ یا ۱۲ ولت و امثالهم استفاده کنیم و از طرفی نمیتونیم از سیم پیچی استفاده کنیم که تعداد دور بالایی داره و لذا باید از سیم پیچ ۳ سر یا بخشی از آن بعنوان اولیه استفاده کنیم که تعداد دور کمی داشته باشه لذا از سیم پیچ دیگر که قبلا اولیه بوده و برای ۲۲۰ ولت برق شهر سیم پیچی شده بود و اینجا ناگزیریم بعنوان ثانویه استفاده کنیم که تعداد دور بسیار بالایی داره و ولتاژ بالا دراختیار میگذاره ، لذا جریان قابل توجهی نداره اما ۲۲۰ ولت ضعیف و با توان پایین را قابل استفاده میکنه و لذا با این روش ابتکاری میتونیم اینورتر ضعیفی بسازیم که ۶ یا ۱۲ ولت را به ۲۲۰ ولت تبدیل کنه.

سپاس

با سلام خدمت استاد غزال عزیز و همه همراهان

از اینکه به خواهش این شاگرد حقیر خود جامع عمل پوشاندید و علارغم مشغله زیاد زحمت تحلیل این مدار را کشیدید بسیار سپاسگزارم.
با توجه به اینکه من مدار را رسم کردم لازم میدانم چند نکته را توضیح بدم:
1-مدار دقیق رسم شده حتی مقدار مقاومت ها و خازن ها .
2-خروجی ثانویه چند ولتاژ دارد(+15 و -15 و +24 و +5 ولت) که تنها از +5 ولت نمونه گرفته.
3-ولتاژ ورودی 380 ولت ac میباشد و در نتیجه ولتاژ dc تقریبا 535 ولت میشود.
4-در زمان رسم نقشه با نرم افزار من به نحوه سیم پیی TR1 دسترسی نداشتم و دقیقا به نقاط سیاه روی TR1 مطمئن نیستم.

لازم بذکر است من در حال حاضر یک نمونه از این مدار که مربوط به اینورترهای صنعتی (VFD) برای موتور های AC میباشد در اختیار دارم و اینکه دستگاه LCR متر هم دارم اگر فکر میکنید اندازه گیری مقدار TR1 کمکی میکنه من در خدمت میباشم.

با سپاس فراوان

 

[alirezarasol]

با سلام خدمت استاد غزال عزیر و همه همراهان

در خصوص مقاومتها چون از مقاومت SMD وات بالا استفاده کرده فکر میکنم اگه میخواست از 1 مقاومت 720 کیلو استفاده کنه بایستی از مقاومتی استفاده میکرد که واتش خیلی بالا باشه.
که فکر کنم چون در لحظه اول خازن C1 اتصال کوتاه هست جریان زیادی از مقاومت ها کشیده میشه و اگه وات مقاومتها کم باشه میسوزن.
و در خصوص نحوه عملکرد کنترل ولتاژ خروجی همانطور که در تایپیک دیگری از شما آموختم:
وقتی ولتاژ خروجی از +5 ولت بشتر بشه در نتیجه ولتاژ پایه 1 آی سی 431 افزایش پیدا میکنه و در نتیجه ولتاژ پایه 2 اپتو کوپلر PC1 کم میشه در نتیجه هدایت PC1 بیشتر میشه و در نتیجه وقتی در لحظه ای هستیم که ولتاژ سیم پیچ کمکی ثانویه مثبت است بنابراین پایه بیس Q2 مثبت میشه و Q2 فعال میشه و پایه بیس Q1 را زمین میکنه و نمیزاره Q1 فعال بشه.
و زمانی که ولتاژ خروجی کمتر از +5 بشه در نتیجه ولتاژ پایه 1 آی سی 431 کمتر میشه و در نتیجه ولتاژ پایه 2 اپتوکوپلر PC1 بیشتر میشه و هدایت کنندگی PC1 کمتر میشه و قادر به فعال کردن Q2 نیست و برای همین Q1 بکار خودش ادامه میده.

با سپاس فراوان

 

[غزال]

با سلام خدمت استاد غزال عزیز و همه همراهان

از اینکه به خواهش این شاگرد حقیر خود جامع عمل پوشاندید و علارغم مشغله زیاد زحمت تحلیل این مدار را کشیدید بسیار سپاسگزارم.
با توجه به اینکه من مدار را رسم کردم لازم میدانم چند نکته را توضیح بدم:
1-مدار دقیق رسم شده حتی مقدار مقاومت ها و خازن ها .
2-خروجی ثانویه چند ولتاژ دارد(+15 و -15 و +24 و +5 ولت) که تنها از +5 ولت نمونه گرفته.
3-ولتاژ ورودی 380 ولت ac میباشد و در نتیجه ولتاژ dc تقریبا 535 ولت میشود.
4-در زمان رسم نقشه با نرم افزار من به نحوه سیم پیی TR1 دسترسی نداشتم و دقیقا به نقاط سیاه روی TR1 مطمئن نیستم.

لازم بذکر است من در حال حاضر یک نمونه از این مدار که مربوط به اینورترهای صنعتی (VFD) برای موتور های AC میباشد در اختیار دارم و اینکه دستگاه LCR متر هم دارم اگر فکر میکنید اندازه گیری مقدار TR1 کمکی میکنه من در خدمت میباشم.

با سپاس فراوان

درود

اگرچه لوکیشن و موقعیت برخی از قطعات مانند R6 و فقدان R3 و همچنین فقدان مقاومت سری با دیودهای پل و مقادیر R7 و یکی از دو مقاومت R22 و یا R23 و نیز مقدار C5 بویژه با توجه به ورودی دو فاز و امثالهم قابل توجیه نیست اما ازآنجاکه صرفا موجب تردید بردقت و اعتبار نقشه میگردد و در ماهیت تحلیل موثر نیست ، لذا:

بابت صداقت و پذیرش مسئولیت صحت و اعتبار نقشه و اطمینان بخشیدن به علاقمندان و تاکید بر دقت لازم سپاسگزارم .

با توجه به اینکه ، علیرغم سادگی ظاهری این نقشه ، پیچیدگی و هضم و درک دشوار آن بگونه ای است که برخلاف بقیه تحلیل ها برای نخستین بار ناگزیر به اذعان این حقیقت گردیدم و به تبع آن احتمال ابهام را تقویت و مطالعه دقیق تر و مکرر را بدیهی میسازد.

لذا در راستای رفع ابهام و نقائص و خطاهای احتمالی که ضروری تر از تحلیل ، از بروز خسارات احتمالی پیشگیری میکند و دیون نسبت به نقاد را بدیهی و قطعی میسازد ، ضمن ستایش قبلی دقت نظر نقاد ، در خدمتم.

سپاس