Projekt: zasilacz AC-DC

Zamiana napięcia DC na AC | #96 [Podstawy] (Lipiec 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Projekt: zasilacz AC-DC

Dyskretne urządzenia półprzewodnikowe i obwody


Pytanie 1

Bezpieczeństwo jest bardzo ważne podczas projektowania i / lub budowy urządzenia zasilanego potencjalnie śmiercionośnymi źródłami prądu, takimi jak zasilanie prądem zmiennym z sieci domowej. Wyjaśnij, w jaki sposób możesz udowodnić, że metalowa obudowa twojego zasilacza jest rzeczywiście "uziemiona" dla bezpieczeństwa, tak, że wewnętrzna usterka jednego z "gorących" przewodów do metalowej obudowy spowoduje zwarcie, które potknie się o moc Bezpiecznik lub wyłącznik gniazda zamiast szokować osobę dotykającą obudowy "# 1"> Odsłoń odpowiedź Ukryj odpowiedź

Zmierz rezystancję od bolca uziemiającego na wtyczce do metalowej obudowy. Opór powinien wynosić nie więcej niż kilka dziesiątych oma. Pomiar rezystancji 0, 5 oma lub więcej wskazuje na słabe połączenie.

Uwagi:

Jako ogólną politykę, sprawdzam każdy z zasilaczy moich uczniów przed energizowaniem po raz pierwszy. Nie oznacza to jednak, że to ja dokonuję pomiarów miernika! Każdy uczeń musi udowodnić mi, że ich uziemienie jest wystarczające, wykonując pomiar miernika pod moim bezpośrednim nadzorem. W ten sposób uczą się, jak robić to samemu, podczas gdy bezpieczeństwo jest nadal osobiście zapewniane przeze mnie.

Mam też studentów, żeby podczas tego testu szarpali za połączenia przewodów, aby upewnić się, że nie jest to losowy pomiar niskiej rezystancji, który widzimy za pomocą omomierza. Luźne połączenia drutowe najlepiej sprawdzają się na podstawie pomiarów rezystancji pod wpływem naprężeń mechanicznych, a nie tylko na podstawie oględzin.

pytanie 2

Podczas łączenia komponentów w celu zbudowania zasilacza ważne jest, aby użyć odpowiedniego typu przewodów. Określ, jakie cechy są wymagane dla przewodów używanych w tym projekcie dla każdego z następujących parametrów:

Wskaźnik drutu:
Typ izolacji:
Łączenie (stałe lub linkowane):
Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Wskaźnik drutu: wystarczający dla oczekiwanego maksymalnego prądu
Typ izolacji: wystarczający dla maksymalnego oczekiwanego napięcia
Splot (stały lub skręcony): preferowany skręt

W przypadku pierwszych dwóch parametrów należy określić wartości oczekiwanego prądu i napięcia napotkanego w obwodzie zasilania, zarówno dla sekcji AC, jak i DC.

Jak myślisz, dlaczego drut z domieszką może być preferowany w przypadku takiego projektu? Dam wam wskazówkę: nie dotyczy to żadnych elektrycznych właściwości drutu, jak to jest w przypadku rozważań mechanicznych .

Uwagi:

Dane dotyczące amplitudy mogą nie być łatwo dostępne dla przewodów miernika, z którymi większość studentów elektroniki jest przyzwyczajona. Jednak amperaż dla drutu o małej średnicy można z grubsza obliczyć, wykreślając punkty danych opublikowanych wzmocnień drutu dla drutu o kilku większych rozmiarach, a następnie ekstrapolując w dół na skali miernika. Jeśli nic więcej, byłby to świetny przykład dla studentów, jak korzystać z prostych technik statystycznych (regresja, dopasowanie krzywej, kreślenie), aby dokonać praktycznych ocen.

pytanie 3

W jaki sposób możemy określić, które uzwojenie transformatora zasilającego ma charakter pierwotny, a które jest wtórne, bez faktycznego zasilania prądem przemiennym? Często jest to problem, gdy studenci kupują tanie transformatory, które są nieoznakowane i nieudokumentowane.

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Za pomocą omomierza zmierzyć rezystancję każdego uzwojenia. Uzwojenie pierwotne transformatora obniżającego będzie zawierało dłuższy odcinek drutu o mniejszym przekroju poprzecznym niż uzwojenie wtórne. Przy tych dwóch czynnikach różnica rezystancji pomiędzy uzwojeniami powinna być oczywista.

Uwagi:

Należy zachować ostrożność, jeśli dany transformator jest kompletnie nieznany. Może być niemożliwe określenie, jakie są odpowiednie wartości napięcia uzwojeń, jeśli nie wiadomo nawet, czy transformator został zaprojektowany do zasilania linii (120 woltów, 60 Hz prądu przemiennego w Stanach Zjednoczonych) czy nie. Transformatory małej mocy są wystarczająco łatwe do uzyskania od dostawców części elektronicznych i od złomowych urządzeń elektronicznych (odtwarzaczy, akcesoriów komputerowych itp.), Których nikt nie powinien mieć do czynienia z zupełnie nieznanym transformatorem.

Pytanie 4

Kiedy mierzysz niskonapięciowy prąd przemienny twojego transformatora i porównujesz ten pomiar z prostowanym i filtrowanym napięciem wyjściowym DC, zauważysz coś bardzo sprzecznego z intuicją. Odczyt napięcia wyjściowego DC jest znacznie większy niż nieodwzorowane napięcie AC z uzwojenia wtórnego transformatora!

Wyjaśnij, dlaczego tak jest, a następnie pokaż matematyczne obliczenia, które odnoszą się do dwóch pomiarów napięcia razem z rozsądną dokładnością.

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

To jest coś, co zaskakuje prawie wszystkich uczniów, kiedy po raz pierwszy mierzą napięcia. Dam ci dużą wskazówkę, dlaczego wyprostowane i przefiltrowane (DC) napięcie wyjściowe jest o wiele większe niż nieodwzorowane napięcie wtórne (AC): pomiar napięcia prądu przemiennego z woltomierzem jest najprawdopodobniej pomiarem RMS, a nie szczytem pomiary.

Uwagi:

Pozwól uczniom odkryć tę tajemnicę na własną rękę: jest to jedno z tych zjawisk, które naprawdę ujawniają naturę pomiarów RMS w przeciwieństwie do pomiarów szczytowych.

Pytanie 5

Jedna rzecz, którą będziesz chciał zrobić z ukończonym zasilaniem, poddaje się obciążeniu prądem pełnym (1 A) i testuje napięcie wyjściowe. Aby to zrobić, będziesz potrzebował obciążenia, które zbliża się do 1 ampera bez przegrzania lub powodowania innych problemów.

Rezystor będzie działał dobrze w tym zadaniu, ale który rezystor powinien być użyty? Zidentyfikuj dwa parametry, które musisz uwzględnić przy wyborze rezystora obciążenia dla zadania i wyjaśnij, jak dokładnie zostaną obliczone te parametry.

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Dwa parametry to: rezystancja (liczba omów) i moc znamionowa (ile watów). Zostawię to użytkownikowi, aby pokazać, jak obliczyć każdy parametr dla konkretnego źródła zasilania.

Uwagi:

Mimo że jest to jedynie aplikacja Prawa Ohma, nie zdziw się, jeśli uczniowie podchodzą do ciebie zaskoczeni tym pytaniem. Istnieje duża różnica poznawcza między obliczaniem prądu i mocy dla rezystora o znanej wartości i napięciem znanego napięcia, a doborem rezystora opartym na znanym natężeniu i napięciu dla praktycznego testu zasilania. Studiując prawo Ohma w kontekście teoretycznym, uczniowie czują się komfortowo, wykonując obliczenia na papierze, ale mogą nie zdawać sobie sprawy, jak zastosować tę samą matematykę do rzeczywistej sytuacji. Mogą też wyrazić obawę w obliczu konieczności wykonywania obliczeń, które niosą ze sobą realne konsekwencje (takie jak uszkodzenie źródła zasilania!).

  • ← Poprzedni arkusz roboczy

  • Indeks arkusza roboczego

  • Następny arkusz roboczy →