Diseño del indicador de voltaje de la red de CA

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Soy un principiante en EE y estoy estudiando circuitos en este momento, y tengo esta pregunta sobre el diseño de un indicador de voltaje de red de CA que indica el nivel de voltaje de las redes de CA mediante tres LED diferentes. Toma la entrada de un transformador reducido y a través de un circuito que tiene tres indicadores LED, rojo que está encendido cuando la tensión de entrada está por encima de (240 + 5%) V (rms) (+ 5%), verde cuando la tensión de entrada está en Rango del 5% por debajo o por encima de 240 V (rms) y amarillo si el voltaje de entrada es menor que (240-5%) V (rms)

El problema es que acabo de comenzar el análisis del estado sinusoidal y no tengo idea de cómo se implementa tal cosa. ¿Me puede dar algunas pistas que me ayuden a diseñar este circuito? Es de una asignación de diseño.

    
pregunta Zushauque

1 respuesta

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Este tipo de asignación de diseño no debería ser demasiado difícil de dividir en partes constituyentes, por lo que puede reemplazar un problema grande con un grupo de problemas más pequeños. Esperemos que ya sepa cómo resolver algunos o todos los problemas más pequeños.

Si comienza en la salida y trabaja hacia atrás, desea 3 LED impulsados por algún tipo de circuito que controle su iluminación. Supongamos que tiene un voltaje "DC" que representa el voltaje de entrada de CA RMS que se le pidió que midiera. Por "DC" me refiero a rectificado y filtrado de paso bajo para que tenga poca ondulación. Supongamos que el voltaje es de 10 V para 240 V RMS, 9,5 V para un 5% bajo y 10,5 V para un 5% alto. Por lo tanto, debe diseñar un circuito que ilumine el LED rojo, verde o amarillo según ese voltaje (3 estados, por lo que se puede definir con dos bits de comparación). Ese es un problema más pequeño.

Un segundo problema es cómo alimentar el circuito. Usted sabe que tiene un transformador reductor, por lo que debe poder diseñar una fuente de alimentación. Pero espera, hay un problema aquí con las especificaciones. Se le indica que ilumine un LED amarillo si el voltaje es 5% o más por debajo del nominal, pero será difícil hacerlo a 0V. Puede que tenga que hacer una suposición razonable aquí: digamos que funcionará hasta un 30% por debajo del valor nominal. Por lo tanto, su fuente de alimentación tiene que funcionar con un voltaje tan bajo como 160 V, y aún debe proporcionar (digamos) 15 V regulados para que el circuito funcione. Ese es el problema número dos más pequeño.

El tercer problema es cómo obtener un voltaje que represente el voltaje RMS en un voltaje de CC. Un enfoque es usar un rectificador o un circuito rectificador de precisión y rectificar y filtrar la tensión de salida del transformador. Es más fácil medir el valor promedio del voltaje rectificado que el valor RMS y asumir que es una onda sinusoidal (aquí es donde puede aparecer su análisis de CA, hay un factor constante entre los dos para una onda sinusoidal). Estos son realmente tres problemas aún más pequeños: rectifique el voltaje, filtre el voltaje y (quizás) escale el voltaje para que cumpla con nuestros requisitos en el primer problema de la salida de 230VAC- > 10.0V.

Entonces, un total de cinco problemas de diseño más pequeños, y hemos detectado una deficiencia en las especificaciones. Esta es una tarea bastante representativa en términos de lo que te encontrarás en miniatura, pero todos los elementos están ahí.

Una pequeña mejora que recomendaré: mantenga constante el consumo de corriente (especialmente del circuito de LED, ya que atraerá la mayor cantidad), independientemente de qué LED estén iluminados. Si puede describir por qué eso es bueno, puede obtener marcas de bonificación.

    
respondido por el Spehro Pefhany

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