¿Cómo deshacerse de la caída de voltaje de este circuito temporizador?

0

Estoy obteniendo ~ 12VAC bastante estable sin carga con este circuito

Sinembargo,cuandointentoconvertirestaseñalen6VDChasta500mAo1AconconversióndeCAaCCyunregulador;

Tengo enormes caídas de voltaje en el circuito del temporizador. El voltaje de CA oscila alrededor de 7 8 voltios, el voltaje de CC convertido que ingresa al regulador se reduce a 1 V. Por lo tanto, no espero obtener nada de la salida del regulador. ¡Cualquier pensamiento o explicación me ayudaría mucho ya que recién comencé mi carrera y estoy dispuesto a aprender más y más! Gracias!

    
pregunta Alian4life

3 respuestas

1
  

Probé el circuito regulador con 12VAC 1kHz de una fuente confiable   y tengo 6V y 1A en 6R carga perfectamente.

Te creo. Si su fuente confiable tiene suficiente cumplimiento actual, entonces no veo por qué no funcionaría.

  

Pero cuando intento usar el circuito del temporizador de arriba, que proporciona el mismo   12 VCA a 1 kHz (sin carga), se producen caídas de tensión y arruinan todo.

Sí. Debido a \ $ R_9 \ $ en su circuito temporizador. Mientras no extraiga ninguna corriente a través de \ $ R_9 \ $, no bajará ningún voltaje y verá un voltaje de salida descargado. El problema viene al tratar de suministrar una carga a través de \ $ R_9 \ $.

  

El diodo D1 está bloqueando el semiciclo negativo, no puedo deshacerme de él,   puedo?

No, lo necesita o algo para proporcionar ese tipo de servicio para usted. No te estaba sugiriendo que lo retiraras. Estaba tratando de adivinar por qué ves algo en absoluto cuando cargas tu salida \ $ 6 \: \ textrm {V} \ $ con mucho.

Retrocedamos por un momento y enfoquémonos en su circuito regulador LM317. Sin la carga prevista de cientos de miliamperios, y así como muestra el circuito sin una carga presente, ya está cargando la fuente de entrada. Usted es, porque tiene un par de resistencias de ajuste de voltaje presente: \ $ R_1 \ $ y \ $ R_2 \ $. La corriente en estos es:

$$ I = \ frac {1.25 \: \ textrm {V}} {180 \: \ Omega} \ approx 7 \: \ textrm {mA} $$

Esta es una carga de corriente promedio que existe sin ninguna carga externa en su regulador. Y debe ser suministrado por su fuente de entrada a él. Esto viene de su condensador, \ $ C_1 \ $. Supongamos por un momento que necesita aproximadamente \ $ 3 \: \ textrm {V} \ $ por encima del voltaje de salida para operar el LM317 correctamente, por ahora. Esto significa que el voltaje mínimo del capacitor debe ser de aproximadamente \ $ 9 \: \ textrm {V} \ $. Vamos a resolver el impacto en su circuito superior.

Como sabemos la corriente promedio requerida solo para mantener el voltaje de salida del LM317 y tener un estimado del voltaje de entrada necesario, también podemos calcular la energía (a veces se usa U, por lo tanto es W, dependiendo de varias las convenciones en uso y el campo (usaré U aquí) por ciclo (en \ $ 1 \: \ textrm {kHz} \ $) es:

$$ U = \ frac {9 \: \ textrm {V} \: \ cdot \: 7 \: \ textrm {mA}} {1 \: \ textrm {kHz}} = 63 \: \ mu \ textrm {J} $$

Esta energía proviene del condensador y debe reemplazarse en cada ciclo. Podemos resolver la diferencia de voltaje necesaria en el condensador de la siguiente manera:

$$ \ begin {align *} U & = \ frac {1} {2} \: C \: V ^ 2 \\\\ \ textrm {d} U & = C \: V \: \ textrm {d} V \\\\ \ textrm {d} V & = \ frac {\ textrm {d} U} {C \: V} = \ frac {63 \: \ mu \ textrm {J}} {470 \: \ mu \ textrm {F} \: \ cdot \: 9 \: \ textrm {V}} \ approx 15 \: \ textrm {mV} \ end {align *} $$

Ahora necesitamos calcular la corriente requerida para lograr ese cambio. Teniendo en cuenta el hecho de que \ $ D_1 \ $ limita el período, incluso con una entrada de onda cuadrada [y sería mucho menos tiempo con una onda sinusoidal], a menos de \ $ 500 \: \ mu \ textrm {s} \ $ , esto es solo:

$$ \ begin {align *} I_C & = C \: \ cdot \ frac {\ textrm {d} V} {\ textrm {d} t} \ gt 470 \: \ mu \ textrm {F} \: \ cdot \ frac {15 \: \ textrm {mV}} {500 \: \ mu \ textrm {s}} \ approx 15 \: \ textrm {mA} \ end {align *} $$

Redondeamos esto hasta aproximadamente \ $ 20 \: \ textrm {mA} \ $. En \ $ R_9 \ $ esto conduce a una caída de voltaje de \ $ 330 \: \ Omega \: \ cdot \: 20 \: \ textrm {mA} = 6.6 \: \ textrm {V} \ $! La caída de diodo en \ $ D_1 \ $ significaría que esto es más que \ $ 7 \: \ textrm {V} \ $. Y si el capacitor realmente pudiera estar en \ $ 9 \: \ textrm {V} \ $ (lo que obviamente no podía ser), entonces el diodo se forzaría a un sesgo inverso (que asume que estaba sesgado hacia adelante para Permitir la corriente en primer lugar.)

En resumen, no va a funcionar. Ni siquiera solo para mantener la tensión de salida sin una carga externa. Y mucho menos intentar hacer eso con una carga externa.

    
respondido por el jonk
0

Como dice jonk, R9 es probablemente su principal problema, solo pensar rápidamente en la ley de ohmios 1A a través de 330 ohmios requeriría una caída de 115 voltios. Aunque el amperaje requerido fuera del circuito superior y en el inferior puede ser inferior a 1 A debido a la reducción y la conversión de CA-CC con una conversión de CA-CC 100% eficiente, está "perdiendo" la mitad de su ciclo desde el cuadrado Wave solo suministra energía mientras está alta, por lo que 1A es probablemente una mejor estimación para su consumo de CA. Esta estimación aproximada es claramente varios órdenes de magnitud más allá de lo que debería ser. Recomendaría reemplazar R9 por un corto y tener Q3 y D1 el único lugar donde el voltaje puede caer entre el suministro de 12 voltios y la entrada al regulador.

No sé si los números de las piezas en el diagrama son precisos en cuanto a lo que está usando para el circuito, pero también hay algunos problemas con los que puede experimentar, asegúrese de revisar todo su máximo clasificaciones (principalmente capacidades actuales máximas) para asegurarse de que puedan suministrar la energía que necesita.

En cuanto a los transistores que especificó, solo tienen una clasificación de corriente máxima absoluta de 100 mA, lo que definitivamente no sería lo suficientemente bueno para el circuito. Iría con algo más cercano a una calificación de 2A para Q3 solo para estar en el lado seguro. Q1 puede prescindir completamente (aunque no hace daño a su circuito al tenerlo realmente allí), solo actuará para sumir la corriente que nunca puede ocurrir ya que la corriente no puede fluir hacia atrás en su salida debido al diodo D1. Yo recomendaría simplemente sacarlo.

El LM317 requiere al menos una caída de 3 voltios entre la entrada y la salida para funcionar correctamente, por lo que necesitará al menos 9V en la entrada del LM317 después de la caída de voltaje en los transistores de conducción y en D1. Si continúa teniendo problemas, verifique si tiene menos del voltaje requerido en la entrada de su regulador. Si es así, es posible que deba obtener un regulador de "baja caída", que tiene requisitos de caída de voltaje de entrada a salida de salida mucho mejores, generalmente menos de un voltio. Este circuito, incluso con componentes bien seleccionados, puede tener aproximadamente una caída de 2V desde el suministro hasta la entrada del regulador (sobre el diodo y la Q3), por lo que es probable que tenga que ir con un regulador de baja caída.

Me gustaría deshacerme de R7 ya que Q3 probablemente requiera una buena cantidad de corriente en su base para impulsar 1A desde su salida. Aunque depende de la ganancia de corriente del transistor, generalmente me gusta suponer que el transistor querrá alrededor de una vigésima parte de la corriente de salida que lo conduce a través de su base (la mayoría de los transistores tienen una ganancia de corriente de 50 en su peor momento, por lo que generalmente una estimación bastante conservadora, aunque recomiendo revisar las hojas de datos de los transistores que use solo para comprobarlo). Si mantuviera R7, suponiendo que se requiere una vigésima parte de la corriente de salida para impulsar la base, el amplificador operacional tendría que emitir alrededor de 50 mA sobre R7, lo que requeriría una caída de 34 voltios (según la ley de ohmios).

Asegúrese de que el amplificador operacional que está utilizando pueda suministrar este 50 mA; de lo contrario, es posible que deba reemplazar la salida de su seguidor NPN único por un seguidor NPN de par darlington (esencialmente 2 NPN en serie, con una ganancia de corriente igual a la producto de sus ganancias), solo para garantizar que la corriente de salida del op-amp pueda, de hecho, conducir a los transistores para suministrar 1A.

Por último, compruebe también que el D1 también puede sobrevivir a 1A, nuevamente recomiendo obtener un componente con un valor de voltaje más cercano a 2A para estar seguro.

    
respondido por el Kevin Brant
0

Aquí está el circuito equivalente de la etapa de salida de su generador de CA: -

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Considere lo que sucede cuando la salida es positiva (SW1, que representa el transistor de salida dentro del comparador LM311, está desactivado). Q2 recibe corriente de base a través de R2. El BC547 (versión 'A') tiene una ganancia de corriente típica de 150, por lo que si la carga consume 30 mA, la Base del Q2 necesita 30mA / 150 = 200uA. El R2 debe caer 200uA * 10k = 2V, y la unión del Emisor Base cae otro ~ 0.6V, lo que da como resultado 12V - 2.6V = 9.4V en el Emisor.

Hasta ahora no es demasiado malo: de los 12V suministrados, le quedan 9.4V. Pero la corriente aún tiene que pasar por R3. 30 mA * 330 & ohm; = 9.9V cayó a través de R3. Pero a 30mA, solo 9.4V están disponibles, por lo que el voltaje de salida se colapsará a cero antes de que incluso puedas obtener 30mA.

La situación es mejor cuando la salida es negativa (SW1 activado) porque R1 puede entregar ~ 10 veces más corriente a la Base de Q3. Si no fuera por R3, podría obtener más de 100 mA a 12 V durante los semiciclos negativos. Sin embargo, con R3 incluido, el voltaje aún se colapsa bajo carga (y dado que su rectificador solo usa semiciclos positivos de todos modos ...).

Este circuito apenas podría alimentar a un LM317 con sin carga, y no tiene posibilidad de entregar 0.5 ~ 1A. Podría aumentar la corriente de salida máxima del generador haciendo que R1, R2 y R3 sean mucho más pequeños (por ejemplo, 1K, 68 & ohm ;, y 33 & ohm;) pero para obtener 0.5 ~ 1A necesitaría transistores de corriente más altos y un mejor controlador circuito.

    
respondido por el Bruce Abbott

Lea otras preguntas en las etiquetas