Strömförsörjning. Laboration i Elektronik 285. Laboration Produktionsanpassad Elektronik konstruktion

Relevanta dokument
Laboration II Elektronik

TENTAMEN Elektronik för elkraft

Elektronik grundkurs Laboration 6: Logikkretsar

TENTAMEN Elektronik för elkraft HT

IDE-sektionen. Laboration 5 Växelströmsmätningar

Laborationsrapport. Kurs Elektroteknik grundkurs ET1002. Lab nr 3. Laborationens namn Halvledarkomponenter. Kommentarer. Namn. Utförd den.

DEL-LINJÄRA DIAGRAM I

Tentamen i Elektronik, ESS010, del 2 den 6 mars 2006 SVAR

VÄXELSTRÖM SPÄNNINGSDELNING

Systemkonstruktion LABORATION SWITCHAGGREGAT. Utskriftsdatum:

Systemkonstruktion LABORATION LOGIK

Laborationsrapport. Kurs Elektroteknik grundkurs ET1002. Lab nr 5. Laborationens namn Växelström. Kommentarer. Namn. Utförd den. Godkänd den.

Laborationsrapport. Kurs El- och styrteknik för tekniker ET1015. Lab nr. Laborationens namn Lik- och växelström. Kommentarer. Utförd den.

Digitala kretsars dynamiska egenskaper

Förstärkning Large Signal Voltage Gain A VOL här uttryckt som 8.0 V/μV. Lägg märke till att förstärkningen är beroende av belastningsresistans.

Laborationshandledning

Laboration 1: Styrning av lysdioder med en spänning

Laborationsrapport. Kurs Elinstallation, begränsad behörighet. Lab nr 2. Laborationens namn Växelströmskretsar. Kommentarer. Utförd den.

Spänningsförsörjning. Olika typer av aggregat speciellt med switchteknik

Elektronik grundkurs Laboration 5 Växelström

Experiment med schmittrigger

Spänningsförsörjning. Olika typer av aggregat speciellt med switchteknik

Blinkande LED med 555:an, två typkopplingar.

IDE-sektionen. Laboration 6 Växelströmsmätningar

TSTE20 Elektronik Lab5 : Enkla förstärkarsteg

VÄXELSTRÖM SPÄNNINGSDELNING

Lödövning, likriktare och zenerstabilisering

Konstruktion av volt- och amperemeter med DMMM

Tentamen i Elektronik, ESS010, del 2 den 17 dec 2007 klockan 8:00 13:00 för inskrivna på elektroteknik Ht 2007.

Mät kondensatorns reaktans

Laboration 1: Aktiva Filter ( tid: ca 4 tim)

IDE-sektionen. Laboration 5 Växelströmsmätningar

AKTIVA FILTER. Laboration E42 ELEKTRO. UMEÅ UNIVERSITET Tillämpad fysik och elektronik Sverker Johansson Rev 1.0.

Operationsfo rsta rkarens parametrar

Umeå universitet Tillämpad fysik och elektronik Ville Jalkanen mfl Laboration Tema OP. Analog elektronik för Elkraft 7.

Laboration - Va xelstro mskretsar

Elektronik grundkurs Laboration 1 Mätteknik

Vanliga förstärkarkopplingar med operationsförstärkaren

Målsättning: Utrustning och material: Denna laboration syftar till att ge studenten:

Laborationsrapport Elektroteknik grundkurs ET1002 Mätteknik

TSTE93 Analog konstruktion

Tentamen i Elektronik - ETIA01

APPARATER PÅ ELEKTRONIKLABBET

Tentamen i Grundläggande ellära och digitalteknik ETA 013 för D

TRANSISTORER. Umeå universitet Institutionen för tillämpad. fysik och elektronik. Patrik Eriksson

Tentamen i Elektronik grundkurs ETA007 för E

Laborationshandledning

ELEKTROTEKNIK. Laboration E701. Apparater för laborationer i elektronik

Lik- och Växelriktning

Signalbehandling, förstärkare och filter F9, MF1016

Spänningsförsörjning. Olika typer av aggregat speciellt med switchteknik

Tentamen i Grundläggande ellära och digitalteknik ETA 013 för D

Tentamen i Elektronik 5hp för E2/D2/Mek2

Studiehandledning Elektronik grund

LTK010, vt 2017 Elektronik Laboration

TRANSISTORER. Umeå universitet Institutionen för tillämpad fysik och elektronik

Lik- och Växelriktning

OLOP II Obligatorisk LAB operationsförstärkare Analog elektronik 2

Undersökning av logiknivåer (V I

Laboration 2: Likström samt upp och urladdningsförlopp

Laboration ( ELEKTRO

ELLÄRA Laboration 4. Växelströmslära. Seriekrets med resistor, spole och kondensator

Spänningsstyrd Oscillator

Laborationsrapport. Kurs Elkraftteknik. Lab nr 3 vers 3.0. Laborationens namn Likströmsmotorn. Kommentarer. Utförd den. Godkänd den.

Ellära. Laboration 2 Mätning och simulering av likströmsnät (Thevenin-ekvivalent)

Ellära. Laboration 4 Mätning och simulering. Växelströmsnät.

Tentamen Systemdesign Lösningar och kommentarer

Definition av kraftelektronik

Tentamen Elektronik för F (ETE022)

Tentamen på elläradelen i kursen Elinstallation, begränsad behörighet ET

SM Serien Strömförsörjning. Zenerdioden används i huvudsak för att stabilisera likspänningar.

Tentamen i Elektronik, ESS010, och Elektronik för D, ETI190 den 10 jan 2006 klockan 14:00 19:00

Att fjärrstyra fysiska experiment över nätet.

Tentamen i Grundläggande ellära och digitalteknik ETA 013 för D

- Digitala ingångar och framförallt utgångar o elektrisk modell

Elektroteknikens grunder Laboration 1

Elektroteknikens grunder Laboration 3. OP-förstärkare

Elektro och Informationsteknik LTH. Laboration 3 RC- och RL-nät i tidsplanet. Elektronik för D ETIA01

Laboration - Operationsfo rsta rkare

Strömförsörjning. Transformatorns arbetssätt

Tentamen del 1 Elinstallation, begränsad behörighet ET

Laborationsrapport. Elkraftteknik 2 ver 2.4. Mätningar på 3-fas krafttransformator. Laborationens namn. Kommentarer. Utförd den. Godkänd den.

Tentamen i Elektronik för F, 2 juni 2005

Tentamen i Elektronik, ESS010, den 15 december 2005 klockan 8:00 13:00

Laboration N o 1 TRANSISTORER

Apparater på labbet. UMEÅ UNIVERSITET Tillämpad fysik och elektronik Elektronik/JH. Personalia: Namn: Kurs: Datum:

Tentamen i Elektronik, ESS010, del 1 den 18 oktober, 2010, kl

FFY616. Halvledarteknik. Laboration 4 DIODER

Institutionen för systemteknik Department of Electrical Engineering

Lik- och Växelriktning

Lik- och Växelriktning

Introduktion till elektroteknik och styrteknik Elkraft

Lab nr Elinstallation, begränsad behörighet ET1013 Likströmskretsar

Tentamen på elläradelen i kursen Elinstallation, begränsad behörighet ET

Tentamen i Grundläggande ellära och digitalteknik ETA 013 för D

Laborationshandledning för mätteknik

Jag har stört mig lite på att om man dimrar ner LED (både LED-spottar och LED-strip) så märker man av flimret. Eller jag gör det i alla fall.

Laborationsrapport. Grundläggande energilära för energitekniker MÖ1004. Kurs. Laborationens namn Asynkronmotorn och frekvensomriktaren.

LABORATION I TELEKOMMUNIKATION FREKVENSMODULERING. Med PLL

Elektricitetslära och magnetism - 1FY808. Lab 3 och Lab 4

Transkript:

UMEÅ UNIVERSITET Tillämpad fysik och elektronik Dan Weinehall PA Persson Redigerad av Johan Haake och Stig Esko Laboration Produktionsanpassad Elektronik konstruktion 20020820 Strömförsörjning Laboration i Elektronik 285 Namn Ej godkänd/åter Datum1 Datum2 Godkänd Datum 1. Målsättning 1

Efter genomgången laboration har du grundläggande kunskaper om några vanliga elektronikkomponenter, som används vid strömförsörjning, spänningsregulatorn µa7805, switchregulatorn LM 2574 samt vissa kringkomponenter. 2. Förberdelse Läs utdrag ur Bengt Molins kompendium, Förstärkarteknik. 3. Likriktning och glättning Figuren nedan illustrerar en metod att från kraftnätets 220VAC åstadkomma en oreglerad likspänning. Koppla upp kretsen på ett labdäck och undersök med hjälp av ett oscilloskop hur utsignalen ser ut. Spara denna uppkoppling! Den ska användas under hela labben. Rita av oscilloskopbilden både med och utan kondensatorn C1. Använd följande material. Transformatorn L1//l2: AC/AC-omvandlare från Mascot (Typ8710, 15VA). D1-D4 : 1N4002 C1: Elektrolytkondensator på 2200uF, 40 volt. Figur 1: Oreglerad likspänning Oscilloskopbild utan kondensator Oscilloskopbild med kondensator 2

Figur 2. 3.1 Koppla upp enligt figur 2. Som spänningskälla (Uin) används kretsen enligt figur 1. Den ger en oreglerad utspänning, som ansluts till Uin i figur 2. 3.2 Mät med oscilloskopet Uut och undersök vad som händer med utspänningen när R L = 100 Ω resp R L = 200 Ω Rita av Uut för R L = 200 Ω och ange spänningens toppvärde och rippel. Uut när RL = 200 ohm. 4. Spänningsregulatorn LM7805. Reglerad spänning. Det finns numera en mängd olika integrerade spänningsregulatorer som är lätta att använda och som har inbyggda skydd mot överbelastning. Du skall här studera en vanlig regulator 78xx där xx står för den utspänning som önskas. Den finns för ett urval fasta utspänningar såsom 5, 6, 8, 12, 15, 18, 24 volt. Den har endast tre anslutningar, ingång, utgång och en gemensam anslutning. Ett spänningsaggregat med en 7805, som ger 5 V utspänning kan då kopplas enligt figur 3. Spänningsaggregatet belastas med R L. Figur 3. Schema för spänningsreglering. Uin enligt, figur 1. 3

4.1 Output regulation. 4.1.1 Koppla enligt figur 3, anslut R L = 100 Ω. Mät Uut = U o1 med DMM Anslut oscilloskopet och undersök Uut och Uin. 4.1.2 Anslut R L = 22 Ω.. Mät Uut = U o2 med DMM Anslut oscilloskopet och undersök Uut och Uin Hur förändras bilderna av Uut och Uin på oscilloskopet? Jfr med uppgift 3..2 Bestäm U o2 :s rippel. 4.1.3 Beräkna Uut = U o1 - U o2. Hur stämmer det med databladets värde? (Finns att hämta på elfas hemsida. www.elfa.se) 4.1.4 Beräkna verkningsgraden för pkt 4.1.1 och 4.1.2. 4.2. Undersökning av termiska skyddet. I kretsen finns ett inbyggt termiskt skydd. Om kretsen överbelastas genom att Iut blir för stor, kopplas termiska skyddet in och stoppar ytterligare ökning av Iut. Det sker genom att spännigen Uut snabbt dras ner till en låg nivå. 4.2.1. a) Undersök hur termiska skyddet fungerar genom att väljda mindre R L Vad händer med Uut och Iut? b) Kyl 7805:an med en fuktad pappershandduk. Vad händer med Uut och Iut? c) Ange databladets värde på Iut för kortsluten utgång. Mät Uut = U o1 med DMM Anslut oscilloskopet och undersök Uut och Uin. 4

5. Struket 6. Switchande matningsdon. Switchande matningsdon ökar alltmer i popularitet,när det gäller strömförsörjning. Deras storlek i förhållande till uttagbar effekt gör dem överlägsna jämfört med linjära utrustningar. I ett switchande matningsdon "hackas"den likriktade och filterade inspänningen av en transistorswitch. Switchens till-från-tid bestäms av efterföljande kretsars energibehov och regleras av en styrkrets. Om switchningen utförs med hög frekvens kan andra komponenter som behövs för energilagringen mm göras mindre. Utvecklingen mot allt snabbare komponenter går fort. Switchfrekvenserna i dagens teknik ligger mellan 50 khz och 1MHz. Det gör utrustningarna för matningsdon effektivare och mindre utrymmeskrävande. I denna laboration skall ett par exempel på switchande omvandlare dimensioneras och kopplas upp på labdäck. 6.1 Konstruktion av ett switchat matningsdon (Step-down- eller buck converter) med utspänningen 5 V. Dimensionering av step-down, Buck-converter. Specifikation Du skall konstruera en step-down omvandlare enligt följande specifikation: Vin : ca 12 V. Utspänningen : V out = 5 V. I L max = 0.3 A Switchregulator: LM2574-Adj Matningsspänningen Vin tas från Kretsen enligt figur 1 5

6,2 Komponentval. Förslag till komponentval och schema se datablad Simple Switcher 0.5A stepdown Voltage Regulator. Finns att ladda ner från elfas hemsida. Följande komponenter finns i lager: Switchregulator LM2574-Adj Induktor 330 µh Schotkydiod 1N5818 Kondensatorer 100 µf, 330µF Motstånd av olika storlek Frågor i anslutning till de komponentval som görs vid konstruktionen: Se ELFA- katalogens faktablad och datablad för LM2574. a) Vilken typ av kondensatorer bör väljas på utgången? b) Vilka speciella egenskaper har den kondensatortypen? c) Vilket/vilka komponentvärden skall du ändra för att minska ripplet? d) Även induktorn måste ha speciella egenskaper för att passa i switchade matningsdon. Ange några. Vilken typ av induktor bör man välja? e) Varför bör inte strömmen i induktorn ligga för nära dess märkström? f) Varför är det bättre att använda Schottkydioder än vanliga dioder? 6.3 Uppkoppling och mätningar på kopplingsdäck. Koppla upp step-down omvandlaren och gör mätningar enligt tabellen nedan. OBS!! I databladet för LM2574 finns några råd man bör följa vid uppkopplingen. Grundregeln är att använda så korta och så få trådar som möjligt. Belastningsresistor R L (Ω) U in (V) I in (ma) P in (W) U ut (V) I ut = I L (ma) P ut (W) U ripple(t-t) (mv) f 0 (khz) η 0 100 22 12 6

a) Hur stort är ripplet på utgången? b) Stämmer uppmätt switchfrekvens (f 0 ) med databladets värde? Påverkas switchfrekvensen av belastningen? c) Mät ripplet på matningsspänningen. Vilka frekvenser har ripplet? Finns switchfrekvensen med? d) Hur påverkas U ut och ripplet om en mindre induktor resp större eller mindre kondensator väljs? Belasta med I L 0.3 A. (R L = 12 Ω) e) Hur stämmer dina beräknade verkningsgrader (η) med databladets uppgifter? 7