توضیحات مدار تغذیه سوئیچینگ:
همانطور که میدونید برای راه اندازی یه آمپلی فایر پر قدرت تو ماشین باید به روشی v 13باطری رو افزایش بدیم بهترین روش برای این کار یه مدار تغذیه سوئیچینگ کنترل شده با مدولاسیون پهنای پالس هستش که با یک آی سی به شماره SG3525 و یا TL494 که هر دو PWM کنترولر هستن قابل انجام هست. برای اینکه بتونیم حداکثر جریان مورد نیاز رو تامین کنیم هر یک از خروجی های این آی سی بعد از یک طبقه تقویت پوش پول ماس فیت پر قدرتی رو درایو میکنن که ماس فیت ها هم جریان مورد نیاز در اولیه سیم پیچی رو که بعدا توضیح می دهم تامین میکنه. لازم به ذکر هست که من از آی سی SG3525 استفاده کردم و برای هر خروجی آی سی از دو ماس فیت موازی شده استفاده کردم که در صورت نیاز به جریان بیشتر و یا در صورت افزایش حرارت طبقه قدرت می توان تعداد ماس فیت ها رو بیشتر کرد در ضمن ماس فیت هایی که استفاده میکنید باید هر کدام حداقل جریان نامی 30آمپر به بالا داشته باشند و خیلی سریع باشند همچنین دیودهای مورد استفاده در پل دیود هم باید دیودهای اولترافست با جریان 8آمپر باشند. طراحی PCBاین مدار بسیار حساس بوده چرا که جریان بسیار زیادی در حد 20 تا 40 آمپر در حال شارش میباشد. سیم پیچ حلقوی بزرگی که تو عکس میبینید برای توان 300وات طراحی شده دو سیم پیچ ایستاده هم فقط فیلتر ورودی و خروجی هستن فید بک مدار که از خروجی +35و-35 گرفته شده فقط در این محدوده ولتاژ کار میکنه برای اینکه بشه مدار رو تو ولتاژ بیشتر از 35ولت استفاده کرد باید نوعی فید بک کاملا ایزوله استفاده کنیم دارم روی یه نو فید بک با اپتوکوپلر کار میکنم که با دو تا زنر 35ولتی محدود شده .
توضیحات سیم پیچ:
با توجه به این که فرکانس کاری مدار بالا می باشد این امکان به وجود می آید که از ترانسفورماتور های کوچک با هسته فریت برای این مدار استفاده کرد که البته مشکلات خاص خودش رو هم دارد. برای مثال در این فرکانس اثر مقاومت سطحی سیمها چندین برابر بیشتر میشود. و برای رفع این مشکل می توان از چند رشته سیم لاکدار به جای یک رشته سیم با قطر زیاد استفاده کرد برای مثال اگر از سیم نمره1.4 مسی لاکدار برای اولیه سیم پیچ می خواهیم استفاده کنیم می توانیم از هفت رشته سیم 0.2 استفاده کنیم یا چهر رشته سیم 0.4 . که این کار در واقع عین موازی کردن چندید مقاومت با یکدیگر است و باعث کاهش تلفات می شود. همچنین برای هسته حلقوی سیم پیچ حتما از هسته فریت با کیفیت عالی استفاده کنید تا تلفات به حداقل برسد در صورت رعایت تمامی این نکته ها می توانید تا 80% بازده از این مدار بگیرید. از ماس فیت های زیادی می توانید در این مدار استفاده کنید من خودم از 4 ماس فیت IRFP250 استفاده کرده ام ولی فروشنده به من ماس فیتی با شماره IRF3205 معرفی کرد و اینجا یه مسئله جالبی پیش اومد که اگه کسی بتونه کمک کنه خیلی ممنون میشم جریان نامی IRFP250 سی و سه آمپر هست و ولتاز نامی آن 200ولت هست و اندازه اش 3 برابر IRF3205 هست و لی جریان نامی IRF3205 110آمپر میباشد و ولتاژ 55 ولت و توان نامی هر دو یکسان به نظر شما کدوم یکی از اینها جریان بیشتری میده؟
تقویت کننده های عملیاتی به اختصار آپ امپ نامیده می شو ند.و به صورت مدار مجتمع در دسترس می باشند.این تقویت کننده ها از پایداری بالایی برخوردارند.، و با اتصال ترکیب مناسبی از عناصر خارجی مثل مقاومت،خازن،دیود و غیره به آنها،می توان انواع عملیات خطی و غیر خطی را انجام داد.
از ویژگیهای اختصاصی تقویت کننده های عملیا تی ورودی تفاضلی و بهره بسیار زیاد است.
این المان الکترونیکی اختلاف میان ولتاژهای ورودی در پای های مثبت و منفی را در خروجی با تقویت بسیار با لایی آشکار می سازد.حتی اگر این اختلاف ولتاژ کوچک نیز باشد.،آنرا به سطح قابل قبولی از ولتاژ در خروجی تبدیل می کند.به شکل مداری این المان در زیر توجه کنید.
این المان همواره دارای دو پایه مثبت و منفی در ورودی،این دو پایه ورودی مستلزم یک پایه در خروجی هستند.
پایه ورودی مثبت را در اصطلاح لاتین noninverting و پایه منفی را inverting می گویند.
نحوه عملکرد op_amp
این المان بسته به وضعیت پایه های ورودی و خروجی دارای شرایط و عملکرد متفاوتی خواهد شد که در زیر به توضیح راجب این وضعیت ها می پردازیم.
اگر inverting > noninverting باشد.خروجی به سمت منفی VSS اشباع می شود.منظور از منفی VSS مقدار منفی ولتاژ تغذیه آیسی است. مثلا اگر ولتاژ ورودی 5 ولت باشد و ورودی پایه منفی دارای ولتاژی بزرگتر از ورودی پایه مثبت باشد.خروجی به سمت منفی 5 ولت به اشباع می رود.
اگر inverting < noninverting باشد.خروجی به سمت مثبت VSS اشباع می شود.مثلا اگر تغذیه آیسی 5 ولت باشد.و ورودی پایه مثبت دارای ولتاژی بزرگتر از پایه منفی باشد.خروجی به سمت مثبت 5 ولت به اشباع می رود.به شکل توجه کنید این شکل گویای همه مطالب است.همانطور که مشاهده می کنید.،هر جا که اختلاف ولتاژ ورودی مثبت باشد.خروجی به اشباع مثبت VSS می رود.و همچنین هر جا که اختلاف ولتاژ ورودی منف با شد خروجی به منفی VSS می رود.
منظور از اختلاف ولتاژ ،اختلاف بین ورودی مثبت از منفی است.
بدون قرار دادن فیدبک از خروجی به ورودی، ماکزیمم اشباع در خروجی با کمترین اختلاف ولتاژ در پایه های مثبت و منفی ورودی بوجود می آید.در این حالت مدار شما بسیار نویز پذیر است.
در حالت ایده آل منظور حالت غیر عملی است.،در این حالت op-amp ها دارای مقاومت ورودی بی نهایت تقویت سیگنال ورودی در خروجی به صورت بی نهایت و مقاومت خروجی صفر هستند.
در حالت واقعی گین یا تقویت بین ولتاژ های مثبت و منفی ورودی محدود می شود.
بین پایه های ورودی و خروجی آپ امپ جریانی وجود ندارد.و این تنها ولتاژ ورودی است که خروجی را کنترل می کند.
استفاده از فیدبک در آپ امپ
با استفاده از فیدبک می توانید میزان تقویت ولتاژ های ورودی در خروجی را تعیین کنید.فیدبک می تواند.،از خروجی به هر یک از پایه های مثبت و منفی صورت گیرد.در آپ امپ اغلب فیدبک از خروجی به پایه منفی صورت می گیرد این نوع فیدبک را فیدبک منفی یا negative feedback می نامند.
با استفاده از فرمول زیر می توانید. میزان تقویت یا گین(gain) را در این نوع از فیدبک به راحتی محاسبه کنید.
در فرمول فوق Rf همان مقاومت فیدبک است.که در شکل زیر با نام R2 و از خروجی به پایه منفی ورودی زده شده است.منظور از Rin نیز مقاومت ورودی است.،که در شکل زیر با نام R1 می باشد.
بنابر فرمول فوق اگر Rf برابر صفر باشد دیگر تقو یتی وجود ندارد.،و GAIN برابر یک می شود.در این حالت ولتاژ خروجی برابر ولتاژ ورودی است.در این وضعیت آپ امپ تنها به صورت یک بافر مجزا کننده یا ISOLATE کننده جریان ورودی از خروجی عمل می کند.شکل زیر نشان می دهد چگونه خروجی بدون استفاده از مقاومت به پایه منفی ورودی فیدبک زده شده است.
(تصاویر و نمودار در فایل اصلی موجود است )