طراحی و ساخت مدار محافظ وسایل برقی

برق، الکترونیک، مخابرات
دانلود پروژه پایانی كارشناسی در رشته مهندسی برق طراحی و ساخت مدار محافظ وسایل برقی چكیده این پروژه مربوط به ساخت و بررسی مدار محافظ وسایل برقی می باشد كه یك مدار كاملا الكترونیكی می باشد و برای محافظت از وسایل برقی اعم از یخجال ، تلویزیون ، كامپیوتر و ... به كار می رود.اهمیت این دستگاه در این است كه اگر این دستگاه را سر راه برق شهر و وسیله برقی قرار ندهیم بر اثر نوسانات برق شهر ممكن است دستگاه آسیب ببیند .این مدار از آپ امپ ، آی سی رگولاتور ولتاژ ، ترانس ، ترانزیستور ، دیود ومقاومت های الكتریكی تشكیل شده است .مراحل ساخت این پروژه شامل تعیین كردن نقشه مدار مورد نظر ، پیاده سازی روی كیت الكتریكی، نصب قطعات و نصب بر روی یك وسیله الكتریكی می باشد . کلمات کلیدی: کارکرد مدار محافظ مدار محافظ وسایل برقی طراحی و ساخت مدار محافظ مقدمه دستگاه محافظ وسایل برقی دستگاهی است كه علاوه بر ساده بودن از نظر مداری و این كه فاقد مدارات میكرو و نرم افزاری می باشد ولی هم اكنون 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 كند 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 كرد و مانع از سوختن و یا آسیب دیدگی دستگاه می شود . برای قطع و وصل شدن رله و در نهایت وسیله برقی ، یك حد مشخص ولتاژ در مدار مورد نیاز است تا به رله اعمال شود . این حدود ولتاژ توسط یك آپ امپ به شماره LM124 تعیین می شود كه در ادامه به بررسی این مطلب می پردازیم .. همچنین در ابتدای مدار یك ترانس كاهنده قرار دارد كه برق 220 ولت شهر را به 12 ولت كاهش می دهد و از این ولتاژ در مدار استفاده می شود و زمانی كه 220 ولت اعمالی به مدار كاهش یا افزایش بیش از حد پیدا كرد ، مدار محافظ ، وسیله برقی را خاموش خواهد كرد .این مدار در چند نوع مختلف در بازار طراحی و ساخته شده است كه ما در این جا به بررسی نوع خاصی از این وسیله می پردازیم . فهرست مطالب 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 كاتالوگی دیود 1N4007 ............. 49 2-3: اطلاعات كاتالوگی ترانزیستور BC 547 ........ 51 3-3 : اطلاعات كاتالوگی آپ امپ LM 324 .......... 55 4-3: اطلاعات كاتالوگی رگلاتور ولتاژ LM7812 ...... 67 فهرست جداول جدول 1-1-1 : ماكزیمم مقادیر مجاز ............. 3 جدول 2-1-1 : مشخصات الکتریکی................... 4 جدول 3 -1- 1 : ابعاد قطعه...................... 4 جدول 1-2-1 : مقادیر ماكزیمم مطلق............... 5 جدول 2-2-1 : مشسخصات الكتریكی ................. 6 جدول 3-2-1 : پارامترهای h به ازای چند IC مختلف. 8 جدول 4-2-1 : پارامترهای h در 9 جدول 1-3-1 : رمزهای دستور...................... 15 جدول 2-3-1 مقادیر ماکزیمم مطلق................. 15 جدول 3-3-1 : خواص الکتریکی..................... 16 جدول 1-4-1 : ویژگی های الکتریکی................ 32 فهرست اشكال شكل 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 شکل 26-3-1 : داده­های مکانیکی بسته(میکرو پکیج 14پینی پلاستیکی با عملکرد 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