تصميم وحدات الامداد بالقدرة ذات التيار المستمر
POWER SUPPLY DESIGN
الدائرة الأساسية للامداد بالقدرة :
الدائرة التالية تبين "دائرة الامداد بالقدرة ذات التيار المستمر الغير منظم "
Unregulated dc power supply, وفيها يتم توحيد (تقويم) التيار المتردد AC الواصل من الملف الثانوى للمحول بواسطة قنطرة توحيد bridge rectifier ( بريدج) مكونة من الدايودات D1 إلى D4 والتى من الممكن أن تكون كوحدة واحدة أو أربعة دايودات منفصلة مثل النوع 1N4004(فيما بعد نذكر خصائص ومعدلات الموحدات).
الميزة الرئيسية لاستخدام قنطرة التوحيد هى إنك لن تحتاج إلى طرف أوسط فى الملف الثانوى للمحول .ميزة أخرى ولكنها هامة هى أن تردد التموجات (التعرجات) ripple فى الخرج تكون ضعف تردد المنبع ( 50Hz أو 60Hz ) وهذا يجعل الترشيح (التنقية) filtering
أكثر سهولة إلى حد
مثال للتصميم :
المطلوب عمل وحدة امداد بالقدرة صغيره غير منظمة للمشاريع بالمواصفات الآتية :
1- جهد الخرج 12 – 13 V .
2- الحد الأقصى للتيار المطلوب(IL ) 500ma أى 0.5A .
3- الحد الأقصى للتعرجات يكون 2.5% .
4- تنظيم جهد الخرج للحمل 5% .
· جهد الملف الابتدائى للمحول T1 يعتمد على جهد الشبكة.
· قيمة جهد الملف الثانوى للمحول T1 يجب أن تساوى جهد الخرج المطلوب بالإضافة إلى هبوط الجهد على الموحدات D2 و D4 (2 * 0.7V) مقسومة على 1.414 .
وهذا يعنى أن : Vsec = [13V + 1.4V ] /1.414 وهذه القيمة تساوى 10.2V .
· جهد الملف الثانوى سوف يتغير تبعا لكل من قدرته VA وتيار الحمل حيث يرتفع الجهد عندما يكون تيار الحمل صغير والعكس بالعكس .
· إذا قبلنا بقيمة 2.5% تموجات (تعرجات) فعند الجهد 13V تكون قيمة التموجات
13 * 0.025 = 0.325 V , وتكون القيمة من القمة إلى القمة 2.828 ضعف هذه القيمة , ويكون Vrip = 0.325V X 2.828 = 0.92V وهذه القيمة مطلوبة لحساب قيمة مكثف التنعيم (الترشيح) C1 وأيضا مطلوب الفترة الزمنية (الزمن الدورى) لنبضات الشحن . إذا كان تردد الشبكة 60Hz فسوف يكون الزمن الدورى 0.008333 sec =(1/2*60 ) أى 8.33 msec . وإذا كان تردد الشبكة 50Hz يكون الزمن الدورى 0.01 sec أى 10 msec .
حساب قيمة مكثف التنعيم (الترشيح) C1 :
تذكر السماحيةtolerance فى نوع المكثف المستخدم فى هذه الحالة فضفاضة . الشىء المهم الذى يجب أن تنتبه إليه هو أن جهد المكثف يجب أن يساوى على الأقل 13V X 1.414 أو 18.33. . وهنا يجب أن تستخدم مكثف بجهد لا يقل عن الجهد القياسى 25V أو أعلى ويستبعد تماما الجهد 16V .
اختيار الدايودات :
· الدايودات أو البريدج يجب أن يكون لها جهد ذروة عكسى PIV بمعدل 2.828 مرة قدر قدر قيمة Vsec أو على الأقل 29V .لا تبحث عن هذه القيمة لأنها غير موجودة بل استخدم القيمة القياسية الأعلى أو حتى أكبر .
· معدل التيار يجب أن يكون على الأقل مرتين ضعف أقصى تيار للحمل أى 2 X 0.5A أو 1A .والأنواع المناسبة فى هذه الحالة هى 1N4004 و 1N4006 و 1N4008. ومعدلاتها هى : 1 Amp عند 400PIV و 600PIV و 1000PIV على الترتيب . دائما يفضل الأعلى فى الجهد .
اختيار المحول TRANSFORMER RATING :
· فى مثالنا مطلوب تيار خرج بقيمة 0.5A من الملف الثانوى بالجهد Vsec = 10V . القدرة المطلوبة بالفولت أمبير تكون 10 X 0.5A = 5VA . وهى معدلات لمحول صغير يركب على لوحة الدائرة المطبوعة PCB .
المكثفان الموجودان فى الجانب الابتدائى من الأنواع صغيرة القيمة فإن لم تكن تعرف قيمته بدقة (أو إن لم تجدها ) فيمكنك الاستغناء عنها فلن يشكل ذلك مشاكل خطيرة .
يجب أن تكون من النوع ذات الجهد المرتفع والذى يتعامل مع التيار المتردد AC .
اختيار الفيوز (المنصهر) fuse :
· يجب أن يكون الفيوز قادرا على تحمل تيار الملف الابتدائى ولكن ينصهر (يحترق) نتيجة للزيادة فى التيار فى هذه الحالة نستخدم الصيغة الموجودة على مخطط الدائرة .
· حيث N = 240V / 10V (نسبة عدد اللفات) أو قد تكون 120V / 10V .
· تحسب قيمة الفيوز من :
[ 2 X 0.5A ] / [240 / 10] فتكون: 0.04A أى 40 ma . وفى الحالة الثانية يكون 0.08A أى 80 ma .
· الصعوبة هنا فى إيجاد القيمة المناسبة للفيوز لمثل هذا التيار المنخفض . عمليا نستخدم أقرب قيمة يمكن الحصول عليها (فى الغالب 100 ma ) .
البناء (التجميع) CONSTRUCTION :
يجب وضع المشروع ككل فى غلاف مناسب . مفتاح المنبع يفضل أن يكون مزدوج القطبية وجهده 240V أو 120V بقيمة التيار المطلوبة
رد مع اقتباس
