Redresor stabilizat in punte semicomandata cu tiristoare

1. Obiectul lucrarii

Se studiaza caracteristicile redresorului in punte semicomandata cu reglaj prin faza si posibilitatea de realizare a unui stabilizator de tensiune continua prin includerea acestui redresor intr-o bucla de reglaj automat.

Se compara performantele masurate cu cele estimate pe un model simplificat.

Se face analiza SPICE a redresorului in punte semicomandata.

2. Aspecte teoretice

2.1. Functionarea montajului

Principiul de functionare al unui redresor stabilizat in punte semicomandata este ilustrat in figura de mai jos. Asa cum se poate observa, prin modificarea unghiului de comanda se modifica valoarea medie a tensiunii la iesirea redresorului. Daca redresorul este prevazut cu o bucla de reactie se obtine un redresor stabilizat.

Circuitul de putere este constituit din transformatorul de alimentare , din puntea bifazata semicomandata, realizata cu diodele si , respectiv tiristoarele si , precum si din celula de filtrare compusa din inductanta si condensatorul .

Circuitul de comanda permite reglarea unghiului de amorsare a tiristoarelor, folosind un oscilator de relaxare realizat cu tranzistorul unijonctiune , alimentat cu tensiune trapezoidala formata de puntea redresoare prin grupul .

Functionarea in bucla deschisa:

In acest caz polarizarea bazei tranzistorului se realizeaza autonom, prin aplicarea tensiunii existente la cursorul potentiometrului (pozitia 1 a comutatorului K). Curentul de incarcare a condensatorului si, implicit, unghiul de comanda , se pot modifica din potentiometrul .

Functionarea in bucla inchisa:

In acest caz polarizarea bazei tranzistorului se realizeaza prin bucla de reactie a tensiunii (pozitia 2 a comutatorului K). este functie de curentul de colector al tranzistorului . Amplificatorul diferential, realizat cu tranzistoarele si , este alimentat de la sursa de curent realizata cu .

Circuitul de protectie la supracurent este realizat cu tranzistorul unijonctiune .

2.2. Elemente teoretice pentru evaluarea performanelor schemei

Caracteristica de reglaj in bucla deschisa sau

Notand cu U amplitudinea tensiunii aplicate puntii, tensiunea redresata in gol , functie de unghiul de comanda , este

,

in care este tensiunea de iesire maxima, ce corespunde unghiului de comanda =0.

Caracteristica externa in bucla deschisa

unde este tensiunea redresata in sarcina iar este curentul prin sarcina.

Parametri caracteristici ai sistemului in bucla inchisa

Caracteristica de reglaj: , cu parametru si U=constant.

Caracteristica externa:, cu x parametru si U=constant.

Panta caracteristicii externe, sau rezistenta de iesire a redresorului:   .

Coeficientul de stabilizare in raport cu tensiunea de alimentare:

.

3. Schema electrica folosita la simularea in Spice

4. Listing-ul programului

* Redresor stabilizat in punte semicomandata

* Apelarea bibliotecii

.lib c:l4.lib

.param Rload=40

*rrezolv 12 6 140k

* Puntea semicomandata. Secundarul transformatorului de retea Tr.2

* a fost simulat printr-o sursa de tensiune sinusoidala cu amplitudinea

* de 49.5V (35Vef) si perioada T=20ms.

V1 2930SIN(0 49.5 50)

Xth129151   T3R1

Xth230142 T3R1

* vg1 151pulse(0 2.5 5m 1u 1u 20u 10m)

* vg2 14 2pulse(0 2.5 5m 1u 1u 20u 10m)

D1   429F407

D2   430F407

Rs1 1 30.39ohm

Rs2 2 30.39ohm

*rfix401g

rs3361.3

* Circuitul de filtrare

L1   4 00.9H ic=-50m

C1   6 01000uF ic=9v

R17 6 41.2Kohm

Amplificatorul diferential

*Q1 2322 20 BC171

*Q2 2416 20 BC171

*Q3 2017 19 BC171

*R16 8165Kohm

*Dz3 016PL5_1Z

*R13 16172.5Kohm

*R14 17182.5Kohm

*D7 18 0D1N4148

*R10 81218Kohm

*R11 122429Kohm

*R12 19 02Kohm

*R15 82310Kohm

R23 2221120ohm

C8 21 0500uF ic=5.02v

R6   6264.3Kohm

Rp21 26222.2Kohm

Rp22 22252.2Kohm

R7 25 05.6Kohm

R5   6 0470ohm

* Circuitul de formare a impulsurilor trapezoidale. Secundarul

* transformatorului Tr.1 este simulat printr-o sursa de tensiune

sinusoidala cu amplitudinea de 43.84V (31Vef).

V2 3233SIN(0 43.84 50)

D11 3211REDR

D12 3311REDR

D13 632REDR

D14 633REDR

R1 1110680ohm

Dz1 610PL12Z

* Circuitul de comanda

Xtuj5   31 7 9 2N1671

Q4   74113 BC177

R2 1031550ohm

R3   96110 ; *ipsp*

D5 11 8F057

R22 8134.7Kohm

C2   7 61.5uF

R4 8c4118Kohm

D3   915D1N4148

D4   914D1N4148

rx188c9.7k

rx28c623k

*rfix2601g

* Circuitul de protectie

*D6   740F057

*R8   88a4.7Kohm

*RP1 8a8b10Kohm

*R9 8b 618Kohm

C4   8 6100uF

*R18 8281.2Kohm

*Dz2 628PL13Z

*Xtuj6   2740 6 2N1671

*R19 2827550ohm

*R20 28401.2Kohm

*R21 40 31.5Kohm

*Rs3 3 61.3ohm

* Rezistenta de sarcina

Rload60

.probe; *ipsp*

.options itl4 = 50 itl5 = 0

.tran100.000u .4 0500.000u uic ; *ipsp*

.four 50 V(3,4) V(6) I(rload) ; *ipsp*

.END

5. Graficele obtinute

U10-U6=Uz1; U7-U6=Uc2; U9-U6=UR3; U6-U4=UR17; U3-U6=URS3;

U2-U3=URS2; U1-U3=URS1;

Transformata Fourier pt:U3-U4; U6;I(Rload)

Acelasi grafic dar marit: