چکیده
این پروژه مربوط به ساخت و بررسی مدار محافظ وسایل برقی می باشد که یک مدار کاملا الکترونیکی می باشد و برای محافظت از وسایل برقی اعم از یخجال ، تلویزیون ، کامپیوتر و ... به کار می رود.
اهمیت این دستگاه در این است که اگر این دستگاه را سر راه برق شهر و وسیله برقی قرار ندهیم بر اثر نوسانات برق شهر ممکن است دستگاه آسیب ببیند .
این مدار از آپ امپ ، آی سی رگولاتور ولتاژ ، ترانس ، ترانزیستور ، دیود ومقاومت های الکتریکی تشکیل شده است .
مراحل ساخت این پروژه شامل تعیین کردن نقشه مدار مورد نظر ، پیاده سازی روی کیت الکتریکی، نصب قطعات و نصب بر روی یک وسیله الکتریکی می باشد .
مقدمه
دستگاه محافظ وسایل برقی دستگاهی است که علاوه بر ساده بودن از نظر مداری و این که فاقد مدارات میکرو و نرم افزاری می باشد ولی هم اکنون در ادارات و منازل جایگاه مهمی در مورد جلوگیری از سوختن و عدم آسیب دیدگی لوازم برقی بر عهده دارد .
این دستگاه وسایل برقی را از نوسانات برق شهر حفظ می کند یعنی اگر ولتاژ برق شهر به زیر 180 ولت یا بالای 240 ولت برسد ، این دستگاه از طریق قطعات و در نهایت رله ، برق تغذیه وسیله برقی را قطع خواهد کرد و مانع از سوختن و یا آسیب دیدگی دستگاه می شود . برای قطع و وصل شدن رله و در نهایت وسیله برقی ، یک حد مشخص ولتاژ در مدار مورد نیاز است تا به رله اعمال شود . این حدود ولتاژ توسط یک آپ امپ به شماره LM124 تعیین می شود که در ادامه به بررسی این مطلب می پردازیم .. همچنین در ابتدای مدار یک ترانس کاهنده قرار دارد که برق 220 ولت شهر را به 12 ولت کاهش می دهد و از این ولتاژ در مدار استفاده می شود و زمانی که 220 ولت اعمالی به مدار کاهش یا افزایش بیش از حد پیدا کرد ، مدار محافظ ، وسیله برقی را خاموش خواهد کرد .
این مدار در چند نوع مختلف در بازار طراحی و ساخته شده است که ما در این جا به بررسی نوع خاصی از این وسیله می پردازیم .
فصل اول :
قطعات مدار
-1- دیود 1N4007
یکسو کننده های سیم محوری با بازیابی استاندارد
این کاتالوگ اطلاعاتی را در مورد یکسوکننده های مونتاژی سیم محور کوچک جهت وسایل با توان و دارای کاربردهای متعدد فراهم می آورد.
ویژگی های مکانیکی :
- بدنه : اپوکسی ، دارای قالب
- وزن : 4/0 گرم ( تقریبی )
- پرداخت : کلیه سطوح خارجی در برابر خوردگی مقاوم هستند و سیم های ترمینال کاملا لحیم کاری شده اند.
- دمای سیم و سطح مونتاژبرای لحیم کاری : ماکزیمم C º220 برای 10 ثانیه با فاصله "16/1 از بدنه.
- بسته بندی شده در کیسه های پلاستیکی ، 1000 عدد در هر کیسه ، 4 نوار و چرخک موجود ، 5000 در هر حلقه ، با اضافه نمودن پسوند RL به شماره قطعه
- قطبیت : کاتد مطابق با باند قطبی
- نوع :4001N1،4002N1 ، 4003N1 ، 4004N1 ،4005N1، 4006N1،4007N1
شکل 1-1-1 : شکل فیزیکی قطعه
مقادیر
نماد
1N4001
1N4002
1N4003
1N4004
1N4005
1N40061N4007واحد
ماکزیمم ولتاژ معکوس تکرار
ماکزیمم ولتاژ معکوس کار
قفل کننده ولتاژ DC
VRRM
VRWM
VR
50
100
200
400
600
800
1000
V
ماکزیمم ولتاژ معکوس غیر مکرر
( نیم موج ، تک فاز
HZ 60 )
VRSM
60
120
240
480
720
1000
1200
V
ولتاژ RMS
معکوس
VR (RMS )
35
70
140
280
420
560
700
V
میانگین جریان مستقیم یکسوکننده
( تک فاز ، بار مقاومتی ، HZ 60 الگوی 8 را ببینید ،
C) º 75= TA )
Io
1/0
1/0
1/0
1/0
1/0
1/0
1/0
A
ماکزیمم جریان غیر مکرر منبعIFSM
30
( برای 1 سیکل )
A
رنج دما برای اتصال عملی و ذخیره
Tj
TSTG
65 – تا 175 +
C º
جدول 1-1-1- ماکزیمم مقادیر مجاز
مقادیر
نماد
نرمال
ماکزیمم
واحد
ماکزیمم افت ولتاژ مستقیم لحظه ای
VF
93/0
1/1
V
ماکزیمم افت ولتاژ مستقیم سیکل کامل به طور متوسط ( در هر 1 اینچ از سیم )
C º 75= TL ، Amp 1 IO =
VF (AV)
8/0
V
ماکزیمم جریان معکوس ( ولتاژ DC مجاز
C º 25 = Tj
C º 100 = Tj
IR
05/0
1
10
50
µA
ماکزیمم جریان معکوس به طور متوسط
( در هر اینچ از سیم )
C º 75= TL ، Amp 1 IO =
IR ( AV )
30
µA
جدول 2-1-1- مشخصات الکتریکی
بعد
میلیمتر
اینچ
مینیمم
ماکزیمم
مینیمم
ماکزیمم
A
07/4
20/5
16/0
205/0
B
04/2
71/2
080/0
107/0
D
71/0
86/0
028/0
034/0
F
27/1
050/0
K
94/27
100/1
جدول 3- 1-1- ابعاد قطعه
فهرست مطالب
عنوان : صفحه
فصل 1 : قطعات مدار
1-1 : دیود 1N4007 ............................. 2
2-1 : ترانزیستور BC547 ........................ 5
3-1 : آپ امپ LM324 ............................ 13
4-1 رگولاتور ولتاژ LM7812 ...................... 30
فصل 2 : کارکرد مدار
1-1 : نحوه عملکرد مدار.......................... 42
1-1-2 : تحلیل عملی مدار......................... 42
2-1-2 : نحوه عملکرد پل دیودی.................... 44
2-2 : تحلیل تئوری مدار.......................... 45
فصل سوم :پیوست ها
1-3 : اطلاعات کاتالوگی دیود 1N4007 ............. 49
2-3: اطلاعات کاتالوگی ترانزیستور BC 547 ........ 51
3-3 : اطلاعات کاتالوگی آپ امپ LM 324 .......... 55
4-3: اطلاعات کاتالوگی رگلاتور ولتاژ LM7812 ...... 67
فهرست اشکال
عنوان صفحه
شکل مدار محافظ وسایل برقی ...................... 41
شکل 1-1-1 : شکل فیزیکی قطعه.................... 2
شکل 2-1-1 : ابعاد قطعه......................... 4
شکل 1-2-1 : شکل فیزیکی قطعه.................... 5
شکل 2-2-1 اندازه گیری لرزش نویز................ 6
شکل 3-2-1 : مشخصات عمومی در ............ 8
شکل 1-3-2-1 : بهره جریان DC نسبت به جریان کلکتور 8
شکل 2-3-2-1 : VBE و VCE نسبت به جریان کلکتور.. 9
شکل 4-2-1 : مشخصات عمومی ( مگر این که مورد خاصی باشد ) 9
شکل 1- 4-2-1 : مشخصات خروجی امیتر مشترک.......... 9
شکل 2- 4-2-1 : تولید بهره جریان باند وسیع نسبت به جریان کلکتور 10
شکل 3- 4-2-1 : جریان قطع کلکتور نسبت به دمای محیط... 10
شکل 4- 4-2-1 : پارامترهای h نسبت به جریان کلکتور 11
شکل 5- 4-2-1 : ولتاژ نویز معادل در بیس نسبت به جریان کلکتور 11
شکل 6- 4-2-1 : الگوی نویز باند پهن نسبت به جریان کلکتور 12
شکل 1-3-1 : انواع مختلف این آی سی بر حسب فشردگی اتصالات 13
شکل 2-3-1 : اتصالات پین ( نمای بالایی )........... 14
شکل 3-3-1 : نمودار شماتیک از 4/1 آی سی........... 15
شکل 4-3-1 : جریان بایاس ورودی در برابر دمای محیط 18
شکل 5-3-1 : محدود کننده جریان................... 19
شکل 6-3-1 : دامنه ولتاژ ورودی.................. 19
شکل 7-3-1 : جریان تغذیه........................ 19
شکل 8-3-1 : حاصلضرب بهره در پهنای باند........... 20
شکل 9-3-1 : نسبت پس زنی مد مشترک................ 20
شکل 10-3-1 : پاسخ فرکانسی حلقه باز............. 20
شکل 11-3-1 : پاسخ فرکانسی سیگنال بزرگ.......... 21
شکل 12-3-1 : پاسخ پالسی ولتاز پیرو............. 21
شکل 13-3-1 : ویژگی های خروجی ( خوردن جریان )... 21
شکل 14-3-1 : پاسخ پالسی ولتاز پیرو............. 22
شکل 15- 3-1 : ویژگی های خروجی ( جریان دهی ).... 22
شکل 16-3-1 : جریان ورودی....................... 22
شکل 17-3-1 : بهره ولتاژ......................... 23
شکل 18-3-1 : منبع تتغذیه و نسبت پس زنی مد مشترک. 23
شکل 19-3-1 : بهره ولتاژ سیگنال بزرگ............. 23
شکل 20-3-1 : کاربردهای معمول تک منبع........... 24
شکل 1-20-3-1 : آمپلی فایر وارونگر جفتی AC ..... 24
شکل 2-20-3-1 : آمپلی فایر غیر وارونگر جفتی AC . 24
شکل 21-3-1 : کاربردهای معمول تک منبع........... 25
شکل 1-21-3-1 : بهره DC غیر وارونگر.............. 25
شکل 2-21-3-1 : آمپلی فایر جمع DC................ 25
شکل 3-21-3-1 : آمپلی فایر ابزاری DC امپدانسی با تنظیم بهره ورودی بالا....... 26
شکل 4-21-3-1 : آشکار ساز قله با رانش پایین..... 26
شکل 22-3-1 : کاربرد آمپلی فایرهای متقارن برای کاهش جریان ورودی (مفهوم کلی).. 26
شکل 23-3-1 : کاربردهای معمول تک منبع........... 27
شکل 1-23-3-1 : فیلتر میان گذرنده فعال کننده..... 27
شکل 2-23-3-1 : آمپلی فایر DC امپدانسی با ورودی بالا 27
شکل 24-3-1 : فاز و بهره ولتاژ در برابر فرکانس... 28
شکل 25-3-1 : داده های مکانیکی بسته (بسته دور دهی ، 14 پین پلاستیکی )...... 28
شکل26-3-1:دادههای مکانیکی بسته(میکرو پکیج 14پینی پلاستیکی باعملکرد تدریجی). 28
شکل 27-3-1 : داده های مکانیکی بسته (بسته فشرده کوچک نازک 14 پینی )....... 29
شکل 1-4-1 : نمودارهای اتصال..................... 31
شکل 1-1-4-1 : بسته پلاستیکی..................... 31
شکل 2-1-4-1 : بسته استوانه ای فلزی آلومینیومی.. 31
شکل 2-4-1 : نمای شماتیک.......................... 31
شکل 3-4-1 : ویژکی های معمول عملکردی............ 34
شکل 1-3-4-1 : بیشینه متوسط اتلاف نیرو........... 34
شکل 2-3-4-1 : بیشینه متوسط اتلاف نیرو........... 34
شکل 3-3-4-1 : ولتاژ خروجی ( بهنجار شده به ازای ) 35
شکل 4-3-4-1 : جریان قله خروجی.................. 35
شکل 5-3-4-1 : پس زنی موجک...................... 36
شکل 6-3-4-1 : پس زنی موجک...................... 36
شکل 7-3-4-1 : امپدانس خروجی.................... 36
شکل 8-3-4-1 : ولتاژ رهایی...................... 37
شکل 9-3-4-1 : ویژگی های رهایی.................. 37
شکل 10 -3-4-1 : جریان خاموشی................... 37
شکل 11-3-4-1 : جریان خاموشی.................... 38
شکل 4-4-1 : ابعاد فیزیکی : اینچ(میلیمتر)مگر این که واحد دیگری ذکر شود........... 39
شکل 5-4-1 : ابعاد فیزیکی : اینچ(میلیمتر) مگر این که واحد دیگری ذکر شود....... 39
75 ص فایل Word
دانلود پروژه طراحی وساخت مدار محافظ وسایل برقی
