Sursă stabilizată

Capitolul 1

Tema de proiectare

Se cere proiectarea unei surse stabilizate în comutaţie cu alimentare de la reţea, cu urmatorii parametri:

- topologie de tip flyback;

- tensiune de alimentare 240V, 50Hz;

- tensiunile de ieşire Uo=5V ;

- variaţia de tensiune a reţelei Vin= 6%;

- curentul maxim de ieşire Io=20A;

- frecvenţa de lucru e de 50kHz.

Capitolul 2

Introducere teoretica

Funcţionarea normala şi corecta a oricarui aparat electronic necesita alimentarea acestuia de la surse de tensiune la care variaţiile tensiunii de alimentare sa nu depaşeasca anumite limite, dependente de performanţele dorite ale aparatului. Principala sursa de energie electrica folosita la alimentarea aparaturii electronice o constituie reţeaua de curent alternativ.

Conversia acestuia în curent continuu se face cu sisteme de redresare.

În funcţie de modul de comanda a elementului de putere, distingem urmatoarele tipuri de stabilizatoare:

- stabilizatoare cu acţiune continua(stabiliatoare liniare);

- stabilizatoare cu acţiune discontinua(stabilizatoare în comutaţie).

Avantaje ale stabilizatoarelor în comutaţie faţa de stabilizatoarele liniare

- randamentul este de 70-80%, faţa de 30% al unui stabilizator liniar;

- volumul la aceeaşi putere debitata la ieşire este de 4 ori mai mic decît al stabilizatoarelor liniare;

- nivelul de zgomot este mai mare decît al stabilizatorului liniar, dar poate fi diminuat cu circuite de filtraj corect dimensionate şi plasate la borna de intrare a stabilizatorului.

Clasificarea surselor de tensiune în comutaţie

Se cunosc din literatura de specialitate numeroase variante constructive adoptate pentru realizarea surselor de tensiune in comutaţie(STCC). Analizînd soluţiile constructive adoptate şi avînd în vedere tipul de circuit electronic utilizat ca element de comutaţie, STCC se pot clasifica astfel:

- STCC de tip direct (forward);

- STCC cu revenire(flyback);

- STCC în contratimp(push-pull)

Capitolul 3

Schema bloc.Principiul de funcţionare

Tensiunea alternativa a reţelei este redresata, de obicei printr-o punte redresoare. Se poate remarca faptul ca între reţeaua de curent alternativ şi stabilizator nu este prevazut nici un transformator de separare. Tensiunea redresata este filtrata corespunzator pîna se asigura nivelul pulsaţiilor admise de celelalte parţi componente pentru funcţionarea corecta a acestora. Tensiunea continua alimenteaza elementul de comutaţie(tranzistor de putere, tiristor etc.), care la rîndul sau este alimentat de un semnal rectangular de frecvenţa mare, de obicei de 20kHz. Tensiunea de forma dreptunghiulara se aplica unui transformator de putere în secundarul caruia se obţine o tensiune de aceeaşi forma ca în circuitul primar cu amplitudine determinata de raportul de transformare. Transformatorul mai îndeplineşte şi rolul de element izolator între circuitele conectate la reţeaua de curent alternativ şi consumator. Tensiunea alternativa, de forma rectangulara, este în continuare redresata şi filtrata şi constituie tensiunea de ieşire a stabilizatorului.

Pentru ca tensiunea sa ramîna constanta chiar daca tensiunea reţelei se modifica sau chiar daca circuitul de sarcina îşi modifica valoarea, un eşantion din tensiunea de ieşire este preluat de circuitul de comanda şi control. Acest bloc are rolul de a compara tensiunea de reacţie cu o tensiune de prescriere şi sa ajusteze pe baza rezultatului compararii durata de conducţie a elementului de comutare.

Întrucît elementul de comutare se afla într-una din cele doua stari distincte, conducţie, respectiv blocare, tensiunea rezultata va avea un important conţinut de armonici superioare. Ele pot perturba alte echipamente aflate în apropierea stabilizatorului sau se pot propaga în reţeaua de alimentare. Pentru a împiedica patrunderea în reţea a tensiunilor perturbatoare la intrarea stabilizatarului este obligatorie folosirea unui filtru(filtru de radiorecvenţa).