شرح و توضيح دارات التحويل التيار AC-DC الجزء التاني

[kiai87]

أهلا وسهلا بكم أعضاء وزوار
منتدى الإلكترونيات

كل الود والاحترام لاحلى اعضاء في المنتدىمنتدى الابداع والمبدعينالذين قدموا و مازالوا يقدموا أحسن ما يملكون لإكمال مسيـــرة النور، مسيــــرة الخيــــــر و البـــــركة الحمد الله وحده نحمده ونشكره ونستعين به ونستغفره ونعوذ بالله من شرور أنفسنا ومن سيئات أعمالنا من يهده الله فلا مضل له ومن يضلل فلا هادي له أشهد ان لا اله الا الله وحده لا شريك لهوأشهد أن محمدا عبده ورسولهصلى الله عليه وسلم وعلى آله وصحبه أجمعينومن تبعهم بالإحسان الى يوم الدينربنا لا علم لنا إلا ما علمتنا إنك أنت العليم الخبيرربنا لا فهم لنا إلا ما أفهمتنا إنك أنت الجواد الكريــمربي اشرح لي صدري ويسر لي أمري واحلل عقدة من لساني يفقهوا قولي..

ملاحظة : هدا الموضوع ليس من تأليفي وحدي هناك أخ وصديق يرجع له كل الفضل في عمل هدا الموضوع

درات التحويل التيار الجزء التاني

هدا رابط الجزء الأول من الشرح

http://qariya.com/vb/showthread.php?t=85346

سنقوم الآن على حساب قيم بقية عناصر الدارة .
بعدما حسبنا قيم العناصر المكونة لدارتي التحكم باستشعار ارتفاع وانخفاض جهد المصدر العمومي سنقوم على حساب قيم عناصر مولد التردد الذي سيقوم على تشغيل المحول الذي سيخرج جهدا قدره 16 فولت منتظما على خرجه.
وقلب هذه الدارة هو المؤقت NE555 وكما تعلمون فهذا المؤقت يتمتع بوثوقية عالية وسهولة التشغيل وامكانيات جميلة تتيح لنا عدة خيارات للتعامل معه و بداية يجب علينا أن نحضر المعلومات المصنعية له و دراسته بشكل جيد ومن ثم نبني دارته بحيث تلبي مطالبي بشكل جيد وفعال , والمطلوب من هذا المولد هو التالي :
متطلباتي من هذه الدارة :

1- أن تتمتع بمرونة كافية بحيث أستطيع التحكم بترددها جهديا وبشكل يتناسب وحاجتي .

وقد تواجهنا بعض المشاكل في هذه الدارة وهي :


1- أن يحدث قصر بهذه الدارة أو توقفها عن العمل مما سيترتب على ذلك من مصائب كبيرة وأهمها عدم عمل الدارة وجعل دارة التحكم تستجيب لذلك التغيير بتمرير تيار عالي عبر الترانزستور من أجل تعويض نقصان الجهد المفترض عدم وجوده كون دارة توليد التردد لا تعمل وبالتالي عدم تشكل جهد على خرج المحول واستشعار دارة التحكم بذلك وتنفيذ أوامر غير مرضية يعني بالنهاية حدوث كوارث حقيقية بدارتي وهذا أمر يجب أن لا نسمح به أبدا .
لنقم على رسم دارتنا ومن ثم نحدد عليها المتطلبات ونرى كيف سنحد منها .







قبل البدء بشرح عمل الدارة لنقوم على احضار معلومات المؤقت NE555المصنعية وندرسها وبعد ذلك نتابع عملية حساب قيم العناصر .

1. جهد التغذية ونرى هنا أن مجال التغذية عريض يمتد من ( 4.5-16 ) فولت وهذا يتيح لنا كيفية كبيرة للتغذية حسب أقرب قيمة للتغذية يمكن الحصول عليها من دارتنا .
2. تيار المؤقت الذي يستهلكه بداخله لتشغيله واستدلينا على ذلك من كلمة (low state)وتعني هذه الكلمة أن التيار الذي يستهلكه المؤقت عندما يكون خرجه في الحالة صفر منطقي أو LOW

[جابرعبدالواحد]

والله هدا الموضوع قمة في الروعة

[kiai87]

المشاركة الأصلية كتبت بواسطة جابرعبدالواحد

والله هدا الموضوع قمة في الروعة

السلام عليكم

اهلا بك اخي وشكرا لك
انت الاروع يا اخي

[kiai87]

1. أي لايوجد جهد على مخرج المؤقت وقيمة التيار الذي يستهلكه المؤقت النموذجي هو 3mA وفي أعظمه عند ازدياد الحمل على المؤقت يصبح سحب التيار للمؤقت هو 6mA وهنا ازدياد الحمل ليس بإخراج الجهد أو التيار على خرج المؤقت لأن تيار الخرج مختلف عن تيار الإستهلاك .
   3 - هنا يريد الصانعون لهذا المؤقت أن يقولوا لنا أنه عند استخدام هذا المؤقت بالنمط وحيد الإستقرار فإن الدقة الرئيسية للتردد أو دقة زمن الشحن والتفريغ للمكثف تتغير من ( 1-3% ) عند تغيير بدرجة الحرارة بقيمة ( 500PPM/C ) أي 500 جزئ بالبليون من درجة الحرارة وتغيير قيمة جهد الخرج ستتغير بقيمة ( 0.1-0.5% ) من قيمة جهد التغذية الخارج من المؤقت وطبعا هذه القيم مأخوذة عند قيم الإختبار للعناصر المشكلة للمؤقت بحيث تكون قيم المقاومات والمكثف المذكور بالجدول .
   4 - وهنا المراد قوله من الشركة الصانعة إن القيم السابقة بالبند الثالث هي نفسها ولكن عندما يصمم المؤقت ليعمل كمؤقت غير مستقر .
   5 - قيمة جهد التحكم وهنا يريدون أن يقولوا لنا أن جهد التحكم عند تغذية المؤقت بجهد قيمته 15V يجب أن تكون في أدناها 9V وفي الحالة النموذجية 10V وفي أعظمها 11V وهذه القيمة ستكون على الطرف رقم 5 من المؤقت لأنه هو طرف التحكم بالجهد وأنا شخصيا أعتبر أن هذه المعلومة تمثل استهزاء بي كون هذا الأمر منطقي ومعروف لأن هذه الفولتية متشكلة على مخارج مجزئ الجهد داخل المؤقت وبما أن مجزئ الجهد الداخلي مكون من ثلاثة مقاومات كل منها ذات قيمة 5KΩ فإذا طبقنا جهدا قيمته 15V فمن الطبيعي أن تنقسم هذه القيمة إلى ثلاث قيم كل واحدة أعلى من التي بعدها بـ 5V وهنا طرف التحكم موصل بعد المقاومة الأولى وهذا يعني أنه لوكان جهد التغذية 15V فأكيد سيكون الجهد بعد المقاومة الأولى هو 10V .وهذا الأمر لايهمنا بتصميم دارتنا .
   6 - جهد العتبة أو جهد التصفير أو جهد تغيير حالة خرج المؤقت وتدلنا هذه القيمة على أنك لو غذيت المؤقت بجهد 15 فولت فإنك تحتاج إلى جهد قدره 8.8V في أقله لإحداث تغيير بخرج المؤقت وتحتاج جهد 10V كحالة نموذجية لإحداث ذلك التغيير وتحتاج إلى جهد 11.2V للقيام بالأمر السابق ولكن بأعظم قيمة للجهد ولا بأس لو تخطت تلك القيمة قيمة إلى قيمة مصدر التغذية وطبعا هنا هذا البند لايهمنا في تصميمنا هنا كون المكثف هو الذي سيتكفل بهذا الأمر عن طريق الشحن والتفريغ .
   7 - وهذا البند يشبه البند السابق ولكن لقيم التيار وأيضا هذا الأمر لايهمنا هنا للأسباب السابقة .
   8 -9-10-11- هذه البنود تتعلق بدراسة المؤقت عند استخدامه لأغراض أخرى ونحن نريده هنا أن يعمل كمؤقت عديم الإستقرار ولا تفيدني تلك المعلومات بشيء هنا .

12 - يفيدنا هذا البند بقيم جهد الخرج عند الحالة LOW أو صفر منطقي للمؤقت عند تغذيته مصدر ذو 15V متعلقا هذا الجهد بالتيار الذي سيسحبه الحمل وقد وضع المصنع عدة خيارات وهي واضحة .
13- وهنا نفس المعلومات بالبند السابق ولكن عند التغذية 5V .
14- يفيد هذا البند بأن قيمة جهد خرج المؤقت عند الحالة HIGH أو واحد منطقي هي 12.5V عند تغذيته المؤقت بـ15V .
15- وهذا البند نفس سابقة ولكن عند التغذية بـ 5V فإن خرج المؤقت يكون 3.3V .
16- 17-18-19- هذه البنود متعلق باستخدامات معينة للمؤقت عند ترددات عالية ونحن نريده أن يعمل عند تردد منخفض وطبعا جعلنا نسبة سماح لخطأ الدارة بمقدار قليل جدا يبلغ 1% وهذا لن يؤثر على دارتنا شيئا .
والأحرى بنا أن نضع المعلومات التي تهمنا على حدا كي لانضيع ونضيع وقتنا بالبحث من جديد عليها .
المواصفات الفنية للمؤقت :

1. جهد التغذية عريض يبدا من ( 4.5-16v ) .
2. تيار المؤقت الذي يستهلكه ( 3mA ) في الحالة النموذجية .
3. أقصى جهد يخرجه هو جهد التغذية ناقص 1.5v .
4. أقصى تيار يخرجه هو 200mA .
5. أقصى تردد يمكن الحصول عليه هو 500KH .
6. من أجل ضمان عمل موثوق يجب أن تكون قيم المقاومات بين ( 10K-14M ) والمكثف بين ( 100pF-1000Uf ) .
7. يعطى التردد لهذا النوع من الدارات بالعلاقة f=1/Tl+th أي واحد على زمن التشغيل زائد زمن الإيقاف إن اعتبرنا زمن التشغيل هو واحد منطقي وزمن الإيقاف هو صفر منطقي على خرج المؤقت .

[kiai87]

إلى هنا انتهينا من دراسة بنية المؤقت الداخلية ونأتي الآن إلى تصميمه وفق طلبنا .
لنبين كيف حسبنا قيم العناصر للحصول على تردد 50HZبالخرج حتى تستطيع دارتنا تشغيل الأجهزة الكهربائية التي ستعمل عليها .
تعطى علاقة التردد بهذا النوع من الدارات من العلاقة التالية :
F=1/t(low)+t(high)
ونحن نريد لنبضات الخرج أن تتساوى بالعرض كي يصبح التردد الخارج مشابه للتردد العمومي ومنه يمكننا أن نحسب زمن أي من الزمنين إما t(low) أو t(high) ونضرب الناتج بـ 2 فنحصل بالتالي على التردد المطلوب كالتالي :
بما أن التردد المطلوب يساوي إلى 50hz ويكفينا حساب زمن واحد من الزمنين إما التشغيل أو الإيقاف وبالتعويض نحصل على التالي :
50hz=1/2t(low) ومنه يؤدي هذا إلى
t(low)=1/100=0.01s.
وبالتعويض بالعلاقة الأساسية الخاصة بحساب زمن التشغيل والعلاقة الخاصة بحساب زمن الإيقاف أو زمن high أو low .
بما أن t(high)=0.693.(R4+R2).C1 وبما أننا قصرنا المقاومة R2 بالديود D2 فيمكننا أن نهملها كون الديود لايشكل إعاقة أمام التيار أو الجهد . وبتعويض القيم بالمعالم يصبح لدينا :
0.01=0.693(R4)0.000001 طبعا قيمة المكثف هنا أفرضها مسبقا بحيث إما أن أفرض قيمة المكثف وأحسب قيمة المقاومة أو بالعكس أفرض قيمة المقاومة وأحسب قيمة المكثف ولكون المقاومات تتمتع بقيم كثيرة وهي متوفرة بشكل أسهل من المكثفات كون المكثفات غير متوفرة بالقيم التي سنحصل عليها فلذلك أفرض قيمة متوافرة للمكثف وأحسب قيمة المقاومات .
فتصبح قيمة المقاومة R4=14430Ω وبما أن زمن التشغيل والإيقاف متساوي والمكثف ثابت هو نفسه في كلا العلاقتين فإن المقاومة R2=14430Ω أيضا .
بهذا الشكل حسبنا قيمة المقاومتين بحيث يجب علينا التقيد تماما بهذه القيم ويجب أن تكون نسبة السماح والخطأ لهذه المقاومتين 1% فقط حتى لايحدث أي خلل بتردد الدارة الكلي .
بهذا الشكل نكون قد انتهينا من دارة توليد التردد .
وسنقوم الآن على تصميم دارة التنظيم التي ستقوم على التحكم بالجهد المطبق على طرفي المحول الذي سيقوم على إخراج جهدا ثابتا على خرجه قيمته 16 فولت .
هذه الدارة هي عقل جهازنا إذ أن هذه الدارة ستقوم على الحفاظ على جهد الخرج ثابتا وذلك بالتحكم بجهد الدخل وسنستخدم ترانزستورات من النوع NPN ذات الرقم BC237 للقيام بهذا الدور .
ودارتنا هي عبارة عن دارة تنظيم تقوم على التحكم بتيار قاعدة الترانزستور القائد للمحول الرئيسي كما يلي :
الدارة النهائية وتحوي دارة تنظيم محددة بمستطيل أخضر .....*....




لقد تم تحديد دارة التنظيم بمستطيل لونه أخضر وبالنسبة للجزء الذي وضع بمستطيل أحمر فهو لقياس قيمة الخرج فقط أي لا يجوز وضعه بالتصميم النهائي كوننا نريد تصميم دارة تخرج جهدا متناوبا كما هو واضح في مقدمة الموضوع .
ونأتي لدراسة دارة التنظيم لمعرفة كيفية تركيب عناصرها ومهمتها ومعرفة قيم عناصرها .
عناصر الدارة هي :
Q2: ترانزستور من النوع NPN مهمته تنظيم تيار قاعدة الترانزستور Q1 ( ترانزستور القائد للمحول ) وهو هنا يعد كترانزستور قائد للترانزستور الرئيسي ( القائد للمحول ) .
Q3 : ترانزستور مكبر الخطأ ومهمته العمل كمقاومة خطية تقوم على تنظيم تيار القاعدة الذي سيغذي الترانزستور Q2 .
R5 : مقاومة تقوم بعملين هما :

1. مقاومة تغذية لقاعدة الترانزستور Q2 .
2. مقاومة حمل للترانزستور Q3 لأن الترانزستور لا يعمل إن لم يكن هناك جهدا على مجمعه .

R1 : مقاومة تمرير تقوم على تأمين منطقة عمل ملائمة للترانزستور وسنشرح هذا لاحقا عند شرح عمل الدارة .
R8 : مقاومة الاستنزاف لمجزئ الجهد المكون من المقاومات ( R1-R8 ) .
D4 : زينر يقوم على تثبيت جهد المشع وسنشرح عمله بشكل أنسب فيما بعد .
R4,R3,VR2 : مقاومات تقوم مقام مجزئ الجهد .


إذا يجب علينا الانتقال إلى الترانزستور القائد للمحول Q1 لدراسته ومعرفة متطلباته التشغيلية للحصول على المطلوب منه بأمانة .

[kiai87]

معلومات الترانزستور Q1 المصنعية :



إخوتي الأفاضل لقد غيرنا رقم الترانزستور القائد للمحول من الرقم BU208إلى 2N6675 وذلك بناء على ما يلي :
سنقوم على مقارنة بين الترانزستورين حتى نعرف لما غيرنا بينهما .





نتبين أن الترانزستور 2N6675 يحمل مواصفات أعلى من الترانزستور BU208 بالتيار وبالإستطاعة وبالجهد الذي يحجزه بين مجمعه ومشعه بالحالة السكونية أو الستاتيكية ولكن بالنسبة لفارق الجهد بين المجمع والمشع فإن الترانزستور BU208 أعلى من الآخر وهذا أمر ضروري جدا من أجل ضمان سلامة الترانزستور واسمحوا لي بقول أن الدارة متكاملة بتصميمها ولكن هذه نقطة ضعفها الترانزستور 2N6675 وأيضا الترانزستور BU208وأعرف أنه يوجد ترانزستورات أقوى من الإثنين لوضعه هنا ولكن احب أن يعمل أحدكم من أجل الحصول على ذلك من أجل تمكنه أكثر بعمل الدارة ونحن جاهزون على المساعدة بذلك للذي يريد ومافعلنا ماسبق إلا لتوضيح طريقة المقارنة بين أي ترانزستورين .
ويمكنكم العثور على ترانزستورات تصلح لوضعها هنا إتبعوا مايلي:
إفتحوا أي موقع للمعلومات المصنعية للعناصر الإلكترونية ومنها ( DATASHEET-ALLDATASHEET-CATALOGDATASHEET) وبعد ذلك أكتب في شريط البحث كلمة POWER TRANSISTORS واضغط على بحث وسيظهر لك الموقع كثيرا جدا من الترانزستورات إختر المناسب منها وتعال نتدارسه لنرى إن كان يصلح ونرى كيف سنعدل الدارة تباعا حسب مواصفاته .
لقد غيرت رقم ذلك الترانزستور لسببين :

1. لأنني أخذت عهد على نفسي أن لا أضر أي أحد لأنه لم يضرني أحد بالتعليم فإن صممت هذه الدارة لتعمل بشكل جيد فإنني بذلك أضركم وأنتم لا تعلمون قد يسأل أحدكم كيف ؟؟حسنا

تخيلوا أن العادة تكون بأن تعطوا الخباز طحين ويقوم على تصنيعه لكم بأجره فتأكلوا طعام يومكم ...هذا طبيعي ...ولكن ماذا لو طلب الخباز أكثر مما يستحق ( طمعا ) أو طلب منكم أن تتنازلوا عن بعض كرامتكم في سبيل خبر الطحين كأن يضرب رجاله أولادكم وأخوتكم دون أن تتدخلوا .
وبرأيكم أين الحل هنا هل نذهب إلى مدينة أخرى بطحيننا لنخبزه هناك ونعود ( هذا يعد هروب من المواجهة ) والحل يأتي بأن نتعلم كيف نصنع الخبز ونخبز خبزنا بأيدينا فبذلك يبقى رأسنا مرفوع وتحترم كرامتنا ومن يدري قد نفتح أسواقا للتصنيع ( فويل لأمة تأكل مما لاتزرع وتلبس ممالا تصنع ).
إخوتي الأفاضل اعذروني على الإطالة ولكن لا لأحدكم أن يبقى تابعا دائما فكلنا كنا وسنبقى تابعين للذي أعلى منا علما وكيف أنتم في محل السائل من المسؤول أيهما أحب لك ( على أن تكون متمكنا مما تعطي )

1. لأن نسبة التكبير أعلى من الترانزستور BU208 كي يتماشى والتصميم الذي وضعته .

وسنقوم على متابعة دراسة الترانزستور Q1 كما هو واضح باللون البرتقالي سابقا .
نحن نريد للترانزستور أن يقود أو يشغل المحول والتيار الذي أريده في خرج المحول هو 1A وطبعا المحول لا يأتي بشيء من عنده أو من تلقاء نفسه وإنما يقوم على التحويل إما يقوم على تخفيض الجهد على حساب التيار أو رفع الجهد على حساب التيار فكلما قل الجهد زاد التيار لو أردنا ويمكننا أن نحصل على جهد أقل بتيار ثابت أي نفس قيمة تيار الدخل ( وهذا موضوع كبير فللمحول استخدامات كثيرة جدا حتى أنه يحل محل دارة كاملة في بعض التطبيقات كجهاز الاستطاعة في مكبرات الصوت أو كما يسمونه أصحاب المكبرات بـ POWER ).

[مسلم11]

ماشاء الله عليك
ربي يحفظك ويزيدك
أخي الكريم يوسف أرجو منك لو تفضلت وتابعت الموضوع ذاك بالجزئ الأول
وهي فكرة جميلة منك أن تضع الموضوع كاملا للتحميل عند إنتهائه .
أرجو منك تقبل فائق احترامي لك ولشرحك المفصل .

[سعيد قادر]

موضوع فوق الممتاز شكرا لك يا يوسف جزاك الله كل الخير