v

CLEMENTFE$TILA ROXANABOTH

ELECTRONICAixDRUMAToRDE LUcRAnr

528 858

CLEMENT FE$TILA ROXANA BOTH

UNIVERSITATEA TEHNICA

[Iu[[uililrrililil|ilililtililillBIBLIOTECA CENTRALR

ELECTRONICAIxonunnAron DE LUCnAnr

U.T.PRESSCLUJ-NAPOCA, 2OO9

UNwERlirrArEJt rEHfltCI Otrt CLUJ+IAPOCA

BtgLforgctr cerurR*uA

*,., ^, ?,#.,.!. 9. f-...., 10.93..

r

CUPRINS:

Ll. Diode semiconductoare

L2 . T r arrzistorul bipolar

L3. Redresarea monofazatd

L4. Amplificator de curent alternativ de semnal

tranzistor

L5. Oscilatoare sinusoidale

L6. Stabllizatnr de tensiune

L7. Arylificatoare operalionale

L8. Oscilatoare nesinusoidale

L9. Rcglilea tensiunii de bord autovehicolelor

tl0 Circuit de aprindere electronic[

1

8

t4

mic cu

t9

23

27

34

43

47

54

Ll. Diode semiconductoare

1. Confinutul lucrflrii

Prezentarea gi trasarea caracteristicilor statice ale unor tipuri de diodes emi conductoare uztale.

2. Aparatura necesarl

Aparate de mdsurd : 2 bucdtiPlatforma de experim entar e P2

3. Considerafii teoretice

Diodele semiconductoare sunt dispozitive electronice bazate pe ojoncliune pn cireia i se ataqeazd doud contacte ohmice(figura l). infunclie de structura gi de profilul de dopare cu impuritd[i a domeniilorsemiconductoare, rezlultd o serie de proprietSli specifice joncfiunii pn.Aceste proprietdli stau labazarealizdni unei game foarte variate de diodesemiconductoare.

hl

FiS- I

P n

Existd metode tehnologice prin care, intr-un singur monocristal (deGe sau Si) se realizeazd,regiuni semiconductoare de tip p qi de tip n. Dac6

T:

la suprafafa de separafie, dintre o regiune de tip p $i o regiune de tip n,vana[ia distribufiei impuritdfilor qi schimbarea tipului de conductibilitate,se face pe o distanfa l>10-6m, se obline o jonc{iune pn.

Polarizarea dtrectd" a joncfiunii pn este posibild, prin aplicarea uneitensiuni exterioare, cu polaritatea pozitivd la regiunea de tip p gipolaritatea negativd la domeniul n, fig. 2a. in acest caz, cdmpul electric inregiunea de trecere scade, iar bariera de potenfial se reduce. Prinjoncfiune apare un curent direct, datorat componentelor de purtdtorimajoritari de sarcind electric5, avAnd acelaqi sens cu sensul convenlionaladoptat pentru (I"). Daci tensiunea exterioard VA este aplicatd cupolaritatea negativd pe domeniul p qi cu polaritatea pozitivd pe domeniuln se spune ca jonc{iunea pn este polarizatd invers (fig. 2b.). in acest cazbariera de potenfial creqte la valoarea %+vo. Ca urrnare, prin joncliune

circulS un curent de valoare neglijabilS datorat componentelor depurt[tori minoritari.

Fig. 2a

Diodele semiconductoare reprezintd aplicaf ii(pn) preze ntate anterior.

Cele mai frecvente sunt diodele redresoare.curentului alternativ in curent continuu.

directe ale structurii

folosite la conversia

-2-

Y n

Principalii parametrii de catalog ai dioclclor reclresoare sunt :

I","d = Io - curentul mediu redresat maxim, curcnt ce depinde de putereadisipatd admisibilS maximd, po_u*(p,o,) qi V,nun'o* =VnwHa _ tensiuneainversd de vdrf de lucru maximd.

Exemplu:Fl07 - dioda redresoare cu Si cu I0 : 0.75 A $i V*r, = 100V ;

Fotodioda este o joncfiune pn astfel realizatl, inc6t sd facd posibil6incidenta razelor de lumina in domeniul zonei de difuzie. Caracieristrcastatica a fotodiodei este prezentatlin fig.3.

l1* flu-r huninosr.analrrl

Dioda Zenet este o diodi pebazd de siliciu, conceputd sd lucreze inzona de strdpungere, reversibil5, nedistructivS. Diodele 2rn, stabilizeazdtensiuni de 3+400v, la puteri disipate cuprinse in domeniul 0.25+50 w.

in figura 4.a. este prezentatun circuit cu dioda zener,rezistenfa Ravdnd efect de limitare a curentului, iar in figura 4.b este prezentatdcaracteristica staticl a diodei Zener.

3-

Fig.3.

l-I

U1

4

Y

Fig.4.a.

4. Desfisurarea lucririi

Fig.4.b.

Schema electricd a platformeiP2 este datd in figura 5.

1fi 17

14

15

11

12

sI5fi32

ril1I

4

1

13

PlrEFDTI)6

Fig. 5

a) Se executd montajul din figura 6. Se modificd tensiunea sursei dealimentare, in aqa fel incAt sd se oblind trepte pentru tensiunea mdsuratdlabornele diodei Uo* gi a curentului IA prin diod6. Se completeazd intabelul nr. 1.

t_I

/ nt,,L)YZxzd= -I-i-

Polcrizereinve rsi

Vp

Potsrizaredirect6

F{OT

EFRT36

-4-

Fig. 6.

Tabel nr.1.

n [mAl

Unx lvl

Pe baza datelor din tabel se ffaseazd caracteristica staticiIa = f(Ua6) a diodei redresoare F107.

b) Se executd montajul din figura 7.

Surss :stcbilizaic'i:30 Vcc

Fig.7

Se completeazd tabelul nr.2.

Tabelul nr. 2

n fmAl

Jnr tvl

Se traseazd caracteristica staticd a diodei. redresoare EFR136.

I

-5-

c) se execut[ schema de montaj din figura 8 corespunzdtoate

diodelor Zenet DTZL

Se comPleteazd

static6.

Fig. 8.

tabelul nr. 3 urmdnd sb se traseze caracteristica

Sr:rsist o biliz ot o

5U VCC.

Tabelul nr.3

-6-

d) Pentru ridicarea caracteristicilor fbtodiodei, se realizeazdmontajul din figura 9.

15

Fig. 9.

Se modificdvalorile curentuluitabelulnr.4.

tensiunea sursei 2 in gama 0-15 V gi se noteazdpnn fotodiodd gi tensiunea pe fotodiodd completdnd

Tabelul Nr.4L(mA)

FD(mA)

JFD(v)

Se traseaza apoi caracteristica fotodiodei av6nd drept parametrucurentul prin bec (IL).

I

-7 -

-

L2. T r anzistorul bipolar

1. Con{inutul lucririi

Se prezintd principiul de funclionare a tranzistorului, metode de testare

qi se traseazd caracteristicile statice de ieqire ale unui tranzistor npn qi ale

unuia pnp in conexiunea emitor comun.

2. Apzratura necesarl

- sursa stabilizatdde tensiune de24Ycc- multimetru MF 35

- platforma de experimentare P3

3. Considerafii teoretice

Tranzistorul bipolar cu joncliuni este un dispozitiv electronic activ,

constituit din trei domenii semiconductoare, realizate pe acelaqi

monocristal, in succesiune pnp figura l.a sau npn figura l.b.

tso-

Fiq I . a fiq. r.b

n pp n nY n

-8-

In mod normal joncfiunea emitorului se polanzeazd direct, iarjoncliunea colectorului se polarizeazd invers. Ca unnare rezistenfajoncliunii emitor este micd (10 - l00O), iar rezistenfa jonc{iunii colectoreste mare (0.3 - lMf)).

Pentru tranzistor sunt valabile relatiile:

Ia =cr Iu

Ic =F Ie

cr. 0.45 + 0.998

B 20+500

Tranzistorul este un dispozitiv neliniar, a c6rut comportare se poatestudia prin intermediul caracteristicilor statice. Dependen{a intretensiunile continue ce polanzeazd loncfiunile tranzistorului gi curen{iicare circulS prin el, reprezentatd sub forma graficd definesc numeqtecaracteristicile statice. Caructeristicile tranzistorului trasate in cele patrucadrane, vor fi (indiferent de tipul de conexiune):

- caracteristicile de iegire - exprimb dependenfa unei mdrimi dincircuitul de iegire de o altd mdrime de iegire, pentru o mdrime de intrareluat6 ca qi parametru;

(*)Ic:f(Vce) pentru Ib: constant

- caracteristicile de intrare - exprima dependen{a unei mdrimi deintrare de o altd mdrime de intrare, pentru o mirime de iegire luat6 ca giparametru:

(**)Ib:f(Vbe) pentru Vce:constant

- Caracteristicile de transfer - exprima dependenta unei mdrimi deiegire de o mdrirne de rntrare, pentru o mdrime de iegire luatd caparametru.

(***)Ic:f(Ib) pentru Vce:constant

Fiecdrui mod de conexiune a tranzistorului ii corespund familii decaracteristici propni.

-9-

In conexiunea EC, curentul de bazd l" gi tensiunea bazd - emitor,

V"r, sunt mdrimi de intrare, iar curentul de colector I. gi tensiunea

colector-emitor V.u sunt mdrimi de iegire. Caracteristicile statice

corespunzdtoare acestei conexiuni sunt prezentate in frgura 2.

Ic I

Fig.2

Is = ct'

10-

4. Desfiqurarea lucrlrii

Schema de montaj a platformei P3 este prezentati in figura 3, a 9i b.

1fi

13

12

g

10

14

15

Fig 3.a

7

5

6

I

4

1

2

Fig. 3.b

TAC:r80Kplrp

TBCIO!

npn

E

- ll -

Ridicarea caracteristicilor statice de iegire ale tranzistorului npn, tip8C107 in conexiunea emitor comun.

Se executd montajul din figura 4:

Fig.4

Cursorul potenfiometrelor R7 qi RlO se frxeazd" pe pozifia deminim.

Se regleazd tensiunea de alimentare Ia24Ycc.Cu ajutorul potenliometrului R7 se stabilegte valoarea curentului

I" la l0 pA, valoare ce trebuie menfinuti constantd.

Se roteqte cursorul potenfiometrului R10 qi se citesc perechile de

valori (I., u., ), corespunzdtoarc diferitelor pozilii ale cursorului.

Valorile obtinute se trec in tabelul 1:

Se trece potenfiometrul R10 pe valoarea minimi qi se regleazd cu

ajutorul potenliometrului R7 curentul t" la valoarea 20 pA. Menfindnd

aceast6 noud valoare a curenfului de bazi constantd, se determind noileperechi de valori (I., U.u ), corespunzltoare.

Se repeta aceleagi opera{ii pentru Iu:30 pA si I":40 pA.

Se traseazd familia caracteristicilor de iegire Ic:f(U.r), pentru

Iu:constant.

Sursdstcbilizo l ci

Vcc

I

-12-

Tabel 2Ic:

Tabel 3 I

Tabel 4Ic:

Se executb apoi montajul din figura 5 referitor la un tranzistor pnp,cu gerrnaniu (tip AC 180) .

Fig. 5

Se repetd aceleagi m[surdtori, similar capitolului anterior

13

T

I

- 13 -

L3. Redresarea monofazatl

1. Con{inutul lucririi

Se studiazd schemele de redresare monofazatd", monoalternanld gibialternantd gi se apreciazb performanlele acestora prin mdsurltori aletensiunii redresate, efectuate cu voltmetrul gi viz;ualizdnpe osciloscop. Sestudiazd efectul introdus prin filtrare,utilizdnd un filtru capacitiv.

2. Aparatura necesarl

multimetru MF-35osciloscopplatforma de experimentare P4

3. Considerafii teoretice

Redresarea constd in conversia energiei electrice de curentalternativ in energie electricd de curent continuu.

Deoarece alimentarea consumatorilor se face cu tensiuni ale cirorvalori acoperd o gamd latgd, conectarea redresorului la re(eaua dealimentare de c.a. se face prin intermediul unui transformator (Tr).

Dispozitivele semiconductoare, utilizate frecvent ca elementeredresoare, sunt diodele redresoare. Dupd redresare renitd o tensiunepulsatorie.

Filtrul de netezire reduce pulsafiile tensiunii redresate, astfel incdttensiunea fumizatd consumatorului sd aibd o formd de varialie in timpapropiatd de cea continud.

Redresoarele monofazate se pot clasifica in: redresoare monofazatemonoalternan[d, cdnd transmit o singurd semialternan]d a tensiunii dealimentare gi redresoare dublS alternan{b, cdnd transmit ambelesemialternante.

r-t

Fig.l

-14

in figura I este prezentat[ schema redresorului monoalternan![, cusarcind rezistivd Rr.

Pentru semialternan[a pozitivi cdderea de tensiune pe dioda idealdeste nuld, iar tensiunea de pe rezistenfd de sarcind urmdreqte tensiunea dinsecundar. Pentru semialternanfa negativ[ dioda este blocatd,, iar tensiuneape rezistenla de sarcind are valoarea zero.

Valoarea medie a tensiunii pe sarcind se determin6 cu relaliile:

I r" \/ \/ - lirrV0 =V*.d =* lur(rrlt)d(cot)-

vlmar -

v2'nu* *\Lv2 =0.45y2r: TE TT Ntl

Redresoarele monofazate dubla alternanla, se utilizeazd sub formaa dou[ circuite fundamentale : montajul cu transformator cu pizdmediand in secundar qi montajul in punte.

Schema redresorului cu transformator cu prizd mediand in secundareste prezentatd in figura 2.a.In figura 2.b. sunt prezentate formele deundb corespunzdtoare.

\/ .'LmGx

r\Vol

+{t l4J c:t

v2

Fig2.a Fig2.b

Intr-o perioadd apar doud pulsafii ale tensiunii redresate: rezultd cdvaloarea medie a tensiunii redresate este:

\/ 1'V,r,"d : 2YL^u* - ZVz^*

-2"12v2 =0.9V,

Redresarea ambelor semialternanfe ale tensiunii de intrare poate fireahzatd. gi fdrd, prrzd mediand in cantl schemei redresorului dubldalternanfd in punte. Circuitul este prezentat in figura 3.

D1

t .,;-)t---l, -l;-\inrivi tt )- L\ L

!tL

lrzi'i '-'ad.'

E

- 15 -

In semialternanla pozitivd conduc diodele Dr si D2 iar insemialternanla negativl diodele D3 qi D4. in ambele cazun rezistenla desarcind este parcursd de curent in acelaqi sens.

Fie 3

De remarcat este fapful cd pentru a obline aceeaqi valoare a

tensiunii medii redresate (Vmed), varianta cu prizd medianb necesitd maimult cupru in infbgurarea secundard.

in majoritatea aplicaliilor este inutilizabild forma pulsatorie atensiunii rczultate prin redresare simpld intrucAt se cere o formd cAt maiapropiatd de cea a componentei continue. Ca urrnare, intre redresor gi

sarcind se introduc filtre care reduc pulsatiile (ondulaliile) tensiuniiredresate. Cel mai simplu filtru este format din condensatorul C, conectatin paralel cu rezisten{a de sarcin6, conform figuni 4.a.

Condensatorul incepe sd se incarce, prin diodd, cdnd valoareatensiunii este aproape de V..u* gi se descarcb pe rezistenla de sarcind inintervalul in care dioda este blocatd. Aga cum rezulta din formele de undddin figura 4.b si 4.c, dioda conduce numai o micd frac{iune dintr-operioadd, dar curenfii sunt mari. Dioda incepe s[ conducd (timpii t0 si t2)cAnd tensiunea alternativd crescdtoare din secundar egaleazd tensiuneadescrescdtoare exponenfiald de la bornele grupului RC qi trece in blocarela momentele tl qi t3.

Tensiunea de la bornele condensatorului nu scade practic pdnd lazeto.

Aplatrzarea (netezirea) pulsafiilor este cu at6t mai bund, cu cAt la oanumitd valoare a rezistenfei de sarcin6, valoarea capacitdliicondensatorului de filtrai este mai mare.

-16-

t"'fi i. i

C

Vi-no*

At =t ' -1o

4. Desfigurarea lucrlrii

Se identificd elementele din platforma de montaj (figura 5).S e c on e ct e azd pnmarul trans formatorulu i la r e[ea g i s e vizuahzeazd

din secundarul transformatorului conectAnd osciloscopul intre bornele 14qi 19; se determind valoarea maximd a tensiunii din secundar. CunoscAndrela[ia dintre valoarea maximd qi valoarea efectivS, se calculeazdvaloareaefectivd a tensiunii din secundar.

Pentru a reahza oricare din variantele de redresare monofazatb, se

stabilesc elementele platformei (figura 5) selectate pentru o anumitdschemd de redresare gi apoi se intocmeqte o listd de conexiuni in tabelulnr. 1 intre bomele platformei, conexiuni rcalizate cu cordoane.

Fig.4.

-17 -

Tabelul nr. IScheme de redresare lonexiunil.Redresare monoalternanta

2.Redresare bialternanta cu priza mediana

3.Redresare bialternanta cu punte

l/

lr.n {qiJ IJ

Fig. 5

Se executd montajul corespunzdtor schemei de redresare

monoalternanfi din figura l. Se conecteazd, platforma la refea gi se

vizualizeazd pe osciloscop forma de undi a tensiunii redresate. Cumultimetru MF-35 pe pozilia c.c se mdsoarS valoarea medie a tensiuniiredresate.

Utilizand un condensator pentru filtrare, se leagl corespunzdtorborna 13 sau 12 gi se repetd operafiile de vizualizare qi mdsur6.

Se copiazd in fiecare caz formele de undb obfinute pe ecranulosciloscopului.

Se executd montajul corespunzdtor schemei de redresare

bialternanJd cu transformator cu prrzd median6, frgura 2. Se repetdoperafiile efectuate la punctul anterior.

Se executd apoi montajul corespunzdtor schemei de redresare

bialternanld in punte , figura 3. Se procedeazd la fel ca la punctulprecedent.

CJ.-

l1

- 18 -

L4. Amplificator de curent alternativde semnal mic cu tranzistor

1. Confinutul lucrlrii

Se studiazr func{ionarea amplificatoarelor de semnal mic, de banddLaryd,

cu tranzistor, factorul de amplificare in tensiune qi distorsiunile deamplitudine.

2. Aparatura necesarl

- platforma de experimentare P7;- generator de semnal sinusoidal;- sursd de tensiune stabilizatd"24Y"",- osciloscop.

3. Considera{ii teoretice

3.1 Prin polaizareatranzistorului se asigurd un set de valori de curentcontinuu It, f., U." absolut necesare pentru funcfionarea tranzistorului caamplificator de curent alternativ.

rI--.?I I Icti.. r:l i"I --ti, li !p*,:.tl' frj

i'. i "-J. \r'r^

-'D | fiz^\ \:Cr:r-.--if. ! i'u-- \ \i/ /,_:

i\l*' t,--*

II

..'.2F.;.r

Fig. I

Un circuit de polaizare este prezentat in figura I pentru care:

E = R,.1, +V,"

_19_

r

Schema unui amplificator cu tranzistor bipolar, de tip npn, inconexiune emitor comun, este prezentatd in figwa 2.

Factorul de amplificare in tensiune are modulul:

Av=

Curenlii pnn traristor gi tensiunile dintre terminalele acestuiavariazd in jurul unui punct static de funcfionare; deci peste regimul decurent continuu (de polartzarc) se suprapune un regim vanabit (dinamic).Dacd amplitudinile componentelor variabile de semnal sunt mici incompara{ie cu componentele statice corespunzdtoare, atunci tranzistorullucreazd in regirn de semnal mic.

Fig.2

vV'o _ o

v. V.TI

Fig. 3

Diagramele tensiunilor gi curenlilor sunt prezentate ?n figura 3.

;,iiU ji;11r1

-20-

4. DesfiEurarea lucririi

Schema platformei de experimentare este prezentatd in figura 4.

Fie.4

4.1 Se alimenteazS, cu tensiune continui, reglAnd sursa (E) la 24 Y;SE

folosesc terminalele +1 (pentru +E) qi -5 (pentru -E);

4.2 Conectdnd (in lipsa semnalului alternativ de intrare) unosciloscop la borna C se analizeazd, efectul modificdrii curentului de baz\,Iu, odat6 cu modificareapozi[rei cursorului poten{iometrului R6

4.3 Se stabilegte frecvenfa tensiunii furnizate de generator , iaramplifudinea, la 0,05 V, aplic6nd semnalul sinusoidal la intrareaamplifi catorului, borna 6.

Se analizeazd efectul modificdrii curentului de bazd, Ia. odatd cumodifi car ea poziliei cursorului potenliometrului R6.

4.4 Conectdnd osciloscopul la boma 2, se vizualizeazd tensiunea de

iegire (Vo) pentru diferite pozilii ale cursorului potenfiometrului R6. Se

deseneazd formele de undd nedistorsionate precum gi cele distorsionate,pentru pozilii necorespunzdtoarc ale cursorului poten{iometrului R6.

.lI

I

I

I

I

I

I

I

I

I

J

4rybz 8?ttrr

r65+ kn

x

-2t -

4.5 Cu ajutorul osciloscopuluide intrare Ui(t) qi de iegire Uo(t),amplificare in tensiune:

se mSsoari amplitudinile semnalelorborna 2 gi se calculeazd, factorul de

(Io

(JiAu=

5. Intrebiri:

ce valoare se recomandi pentru tensiunea de polaizare ucro?Explicafie.

care este rolul rezistenfei R2 qi a condensatorului c2 din figura 4?

-22-

L5. Oscilatoare Sinusoidale

1. Confinutul lucririi

Se prezintl principiul gi modul de funcfionare aunor oscil atoate

electronice sinusoidale.

2. Aparatura necesari

Platforma de experimentare P8, fig.4 ;

Surs[ de tensiune continui stabilizatd 0 - 30 Vcc;Versatester;Osciloscop;

3. Considerafii teoretice

Oscilatoarele sunt circuite electronice, care genereazd semnale

variabile de formd sinusoidalE.fn principiu un oscilator sinusoidal este format dintr-un

amplificator electronic prev[rut cu o reaclie negativd , fig.1. , in care:

A- reprezintl amplifrcarea in tensiune a cdii directe

B - factorul de transfer al circuitului de reacfie.

Fig. 1.

Circuitul din fig.l. devine un oscilator, dacd sunt indeplinitecondiliile Barkhausen:

A'P=l;9e 9s -*lEt

releaua de reac{ie fiind aceea care determind frecvenla de oscilafie.

-23 -

Releaua de reaclie a oscilatoarelor RC este realizatd cu rezistenJegi capacitdfi.

Oscilatoarele RC cu refea de reaclie inversoare de fazd (ex. fig. 2)posedd un numar impar de etaje de amplificare de bandd largd, (care

genereazd un defazaj total de 180o), Ia care se asociaz6 un numar de 3 sau

4 cuadripoli RC, ex. frg.2 ) care,la frecvenla de acord, introduc un noudefazaj tot de 180o.

Fig-z

Schema unei variante de oscilator RC cu reJea defazoare formatddin trei celule RC, formdnd un cuadripol trece-sus, este datd in figura 3.

Valoarea factoruluiamorsareaoscila{iilor este :

A:llp

Fig. 3.

de amplificare minim necesar pentru

+ Vc.c

-24-

4. Desfiqurarea lucririi

Se executd montajul din figura 4. , tensiunea sursei de alimentarefiind reglatd la 16 Vcc, se vizuahzeazd, qi se deseneazd formele de unddoblinute la ieqirea oscilatorului.

Se determind amplitudinea gi frecvenfa oscilafiilor.Se modificd factorul de amplificare in tensiune al amplificatorului

rotind cursorul potenliometrului rl intr-un sens qi apoi in sens contrar,p6nd la disparifia oscilaliilor, respectiv pand la apai,tia unor semnaledistorsionate la ieqirea oscilatorului. Se mdsoard in fiecare caz factorul deamplificare in tensiune al amplificatorului.

c

i{1-g

r---+-f '*t-? -?

li, l"ff{ ll ,2

Fie .4.

Utrlizdnd metoda figurilor Lissajoux se determind defazajul intresemnalul de ieqire gi semnalul de intrare in refeaua de defazare RC,frecvenfa semnalului de intrare fiind 1000 Hz. in acest scop se executdmontajul din figura 5.

-25 -

Fig. 5.

Se reia montajul din figura 4. Se aplicd de la versatester o tensiunesinusoidald cu valoarea efectivd de 20 mV qi frecven{a f : I kHz intrebornele 8 gi 13. Se vizualizeazd"pe osciloscop tensiunea ob{inutd intrebornele 11 qi 13 qi se determinl defazqul introdus de relea la aceastd

frecvenld . Se mdsoard apoi raporful amplitudinilor U8-13 gi Ul l-13. Se

intrerupe semnalul de intrare furnizat de Versatester (se desface

conexiunea 1l-12) qi se leagi borna 7 cu borna 8 qi 16 cu 17. Se verificdexistenla oscilaliilor, conectdnd osciloscopul intre bornele 20 qi 16, la opozilie corespunzdtoare a potenliometrului Rc2.

5. intrebdri:

1. Din ce este format un oscilator sinusoidal?

2. Ce principiu st6 la baza funcfion[rii oscilatoarelor electronice?

3. De cine depinde perioada de oscilafie ?

.i_l

I

R R

xllIttt

VcrsotesterJ 'il:.l'il

xosciloscop

n;;l

-26-

b

L6. Stabilizatoare de tensiune

1. Confinutul lucririi

Se studiazd diferite scheme de stabilizare a tensiunii cu care se potalimenta o mare varietate de consumatori uzuali.

2. Aparatura necesari

- Platformd de experimentare P5;- Multimetre analogice/numerice;

3. Considera{ii teoretice

DupS redresare gi filtrarea tensiunii alternative obfinute de la re\ea,

aceasta trebuie menlinutd la o valoare constantd. In multe situalii,valoarea tensiunii stabilizate trebuie ajustatd intr-o anumitd gamd pentru a

extinde domeniul de aplicabilitate.Principalii factori care eauzeazd vana[ia nedoritd a tensiunii redresate

qi filtrate sunt:- varia{ia tensiunii re{elei de alimentarc; variafia influenfeazd, direct

valoarea tensiunii fi ltrate;- variajia curentului de sarcin6: cu c6t consumatorul necesitd un

curent mai mare, cu atdt va scddea tensiunea redresatd gi filtratS.Stabilizatoarele uzuale de tensiune se pot construi in doud variante:l) - stabilizatoare parametrice (in bucld deschisd), bazate pe

proprietateaunei diode Zener de a pastra tensiunea (Uz) constantf, pe o gamd largd de

curenfi;2) - stabilizatoare cu reaclie negativd (in bucl6 inchisd). Tensiunea de

ieqire ren:Jtd prin comp ararea unei tensiuni de referin{d, (constantd)cu valoarea realS a tensiunii de iegire a stabilizatorului.Stabilizatorul ,,cotecteaz6" tensiunea de iegire pentru a reahzaegalitatea intre tensiunea de referinld qi cea de iegire.

in primul caz, tensiunea de ieqire (Uo) va fi stabilizatb (Uo=Uz wrdeIJz

este tensiunea diodei Zener, mdsurat6 de obicei pe corpul diodei) doar

dacd ui t Rs + R rJz = 0* I!) u,R R-

r

-27 -

a) b)

Fig. 1. Stabilizatoare a) parametrice si b) cu reaclie negativi

Rezistenla (R) limiteaz6 curentul prin dioda Zener gi preia diferenJade tensiune (Ui-UPUi-Uo).

O stabilizare mult mai bund (AUo<<) se obline in varianta figuriil.b la care :

Rl+R2 ..uo=- uz

Diferenfa (Ui-Uo) este preluatL de tranzistorul (T) iar tranzistorul(t) sesizeazd qi amplificd diferenla dintre valoarea impusd qi valoarearealizatd, a tensiunii de iesire.

T

-28-

4. Desfigurarea lucrtrrii

Schema electricd a platformei (P5)este rcdatdin figura 2.

sitltt 's

/58C tU7

P3

,?l---T-lllL_rlllllra',0J I

) o'nl iit(lltlitlllitrttrl i ^.ri lrrl.L- --b-- -r;r lJ7g

Fig.2. Platforma experimentald P5

Stabilizatoarele parametrice se realizeazd in doud variante: cudiodi zener (figura 3) li cu diodS zener gi amplificare de curent(curent de sarcin[ mdritd), frgara 4.

Se realizeazdmontajul din figura 3 gi se ridic[ dou6 serii demdsurltori cu datele corespunzitoare tabelelor 4.1.a qi 4.1.b

-29 -

I

I

I

I

I

I

I

I

Fig.3.

Tabel 4.1.aR15 =max 0<U1<30 Vcc

/1 Vl

/0 tvl

Tabel 4.1.bR15 =variabil U1=18 Vcc

o [mA]

/0 vl

I,

-30-

4.2 Se realizeazd montajul din figura 4.

Se repetd m[surdtorilecompleteazi

tabelele 4.2.a qi 4.2.b.

Tabel 4.2.a

Fig.4.

anterioare. Cu datele obtinute se

R15 =max 0<U1<30 Vcc/1 tvl

v0 [v]

Tabel 4.2.bR15 =variabil U1=18 Vcc

o [mA]

/0 vl

Stabilizatoarele cu reac{ie negativd se realizeazd in doud variante :

cu tensiune de ieqire (Uo) constantd qi cu iegire (Uo) reglabild.

- 31 -

4.3 Se realizeazd schema din figura 5 cu tensiune de ieqire fix[.

Fig.5.

Se efectueazdmdsurltori in modul prezentat anterior. Cu dateleob{inute se completeazd tabelele 4.3.a gi 4.3.b.

Tabel 4.3.aR15 =max 0<U1<30 Vcc

/1 tvl

/0M

Tabel 4.3.bR15 =variabil U1=24Vcc

o [mA]

/0M

-32-

r6

lpl ovs

4.4 Se realizeazdpe urmd montajul din figura 6.

Fig.6.

Cu r14 pe pozi1ia,,medie", (Rl5) se pune pe valoarea maxim6.datele obfinute se completeazdtabelul 4.4.a

Tabel 4.4.aR15 =max 0<U1<30 Vcc

,/1lvl

/0 ryl

Se stabileqte pe urmd Yl:24 Vcc , rl5 pe pozi[ia,,medie" gi se

modifici potenfiometrul rl4 cu trei valori r|4:min, rl4:med, rl4:max.Cu datele obfinute se completeazd tabelul 4.4.b.

Tabel 4.4.b15=med t/1=24 Vcc

'14= nin ned 'nax/o [V]

o [mA]

I

-33-

L7. Amplificatoare opera(ionale

1. Confinutul lucrflrii

Prezentarea unor aplicalii uzuale bazate pe amplificatoare

operalionale.

2. Ap*atura necesarl

doua surse de tensiune stabilizat[ (+15V,-15V) ;

aparate de mdsur6 digitale (3 bucdti) ;

osciloscoape ;

p I atforma experiment aId P 1 6 .

3. Considerafii teoretice

Amplificatoarele operalionale sunt amplificatoarele diferenjiale de

curent continuu, realizate pe baza unor scheme electronice complexe,

constituite din mai multe etaje elementare.

Un amplificator operafional se reprezintd prin simbolul din figura 1.

Figura 1.

Borna de intrare notati cu (, corespunde bornei inversoare, iar cea

notat[ cu (+) corespunde bornei neinversoare. V+ , respectiv V-rcprezintd tensiunile de alimentate , iar Vd qi Vo teptezintd tensiunea

diferenfiaId, respectiv tensiunea de iegire.

I.

-34-

in continuare se prezintd, cAteva conexiuni tipice amplificatoarelor

opera{ionale in regim liniar de funcfionare , calculele fiind realizate in

ip oteza utilizdrii unor amplifi c atoare operaf i onale i deale.

4. Amplificatorul inversor - figuta2.

Conexiunea de amplifi cator inversor este prezentatd in figuta 2.

Figura2.

Amplificarea in bucl[ inchisd va fi :

R2 ,,vJ--- vsR1

5. Circuitulintegrator

Circuitul de integrare realizeazd rela[ia :

%(t): -Siu,,',o,

-35-

Figura 3.

6. Amplificatorul neinversor - realizeazd relatia :

V^ = (l*3.1 VRr'

_t_

Figura 4.

I

-36-

7. Amplificatorul sumator : - corespunde ecuafiei :

% =-RisfrR*

Astfel se evidenliazd, poslbilitatea insumdrii semnalelor de intrare,propri etate I arg utilizatd in ap I i c a{i i I e amp li fi c ato arelor operali onale.

R2 lI

oGRl

R'=RlllRllF-Rl

Figura 5.

8. Desfiqurarea lucrflrii :

Schema de montaj este divizatd in doud pdrli :

- amplificatoare izolate pl,p2,p3: amplificatoarc cuplate p4+p5.Primele trei amplificatoare au o alimentare comund , la bornele(8 :+l5V)

(3 :-15V) qi I :-masd (GND).Schema generald este datd in figura 6.

VI

\..2

-37 -

Figura 6. Schema generald de montaj - circuitul a

I

P/6to

7/7_J

Figura 6 . Schema generali de montaj - circuitul b

I

30nF,E(rrl

Pr6v8Zpz

PttvSI

-38-

Amplificator sumator

-15v

Figura 7.

Se realizeazd, schema din figura 7 pentru care : R4:l00kO,Rl:R2:51 kO gi se verificd pentru diferite valori ale tensiunii de intrare(V1) - stabilite cu potenliometrul P 1, respectiv (V2) date de P2 , relalia :

Y3 = -(V1 +Y2) ff;nt = nz

Se completeazdtabelul 8.1 :

Tabelul 8.1

VI

v2

V3

+tS\.'

-39-

8.2. Amplificator integrator

-15VTlTT----#----+----+----l

Figura 8.

Se realizeazd montajul din figura 8 qi se aplicd diferite tensiuni(Vl) , stabilite cu potenJiometrul (P1) urmdrind evolulia tensiunii V2(t).De exemplu (tabelul 4.2) se aplicd U1:+1V qi se citesc valorile V2(0),V2(tl),V2(t2) cu un interval de timp de 2-3 secunde.

+t5v GIID

Tabelul 8.2

VI v2(0): Y2t: Y22: Y23::*1V v2(0): Y2t: Y22: Y23:

:_1V v2(0): Y2t: Y22: Y23:

:*2Y v2(0): Y2l: Y22: Y23:

-40-

8.3 Amplificator comParator

+15V GND -15V

Figura 9

Se real:zeazd montajul din figura 9 9i se stabilesc din

potenfiometrul(pl) diferite valori ale tensiunii de intrare aplicate la boma 14 qi m[surate

cu voltmetrul (V1).Indicatorul voltmetrului (V2) va sesiza bascularea bornei (12) dac1r

tensiunea (V1) trece prin zero.

-41 -

8.4 Montajul oscilator

+15V -tsv

11

rll

r16

L

Figura 10

Se realizeazt montajul din figura 10

osciloscop evolulia ieqirii (boma 16) pentru

potenliometrelor (rl1) qi (r16).

gi se urmdregte pe

diferite pozilii ale

-42-

L8. Oscilatoare nesinusoidale

1. Con{inutul lucririi:

Prezentarea circuitelor, modulelor de funclionare qi a formelor de

und6 a diferitelor tipuri de oscilatoare nesinusoidale.

) Aparatura necesarii

platforma de experimentare ONsurse stabilizate de alimentare 0-24Yaparcte de masurdosciloscop;

3. Considera{ii teoretice

Condensatoarele nesinusoidale pot fi de semnal mic si de putere.

Primele sunt folosite ca generatoare de semnal, comanda instala{iilor de

semnalizar e I av ertizare, testere etc.

O variantd simpli este realizabild cu amplificator operational gi ocombina{ie: reaclie pozitivd qi reac}ie negativd. Reacfia pozitivd conduce

la o caracteristicd neliniar[ cu histeresis ca in figura 1.a).

Figura 1.

Tensiunea de iegire nu poate avea decdt

tensiunile de alimentare : Uo = +a lim

Uo = -alim

r

-43-

doud valori date de

Dac[ se adaugd qi

rezultl un osciloscop.o reaclie negativd printr-un grup RC, frgura 2,

Figura2

La pornirea circuitului, condensatorul (c) este neincdrcat (.gol').Datoritd reacfiei pozitive, (Uo) ia o valoare a tensiunii de alimentare , depildd vo:*Alim. Atunci prin rezistenla (R) condensatorul se incarcd qiastfel, tensiunea (vc) cregte. Starea iesirii depinde de diferen{a :

% K(v. -v_) (l)

tensiunilor la cele doul intrdri. Se arctd cd:

u* ==!l-Ahm(v- =- R'

R, +R, \ r n,i*, ttnhml) duPS caz

pe cand v -=% cregte , cum s-a precizat anterior. Dacd (v. rv*, potrivitrelafiei (1), (%) iqi schimbd semnul. (v.-v_)<0 pi deci (%) va vaiabrusc (va bascula) la (-Alim). in acest caz pnn (R), condensatorul seincarcd in sensul negativ al tensiunii (intrucdt %:-Alim) li daci semnulparantezei din (1) igi schimbd iar semnul (v_=%>v*, dar cu semnelecorespunzdtoare ), (vo) basculeazd, drn nou reluAnd acest proces, specificoscilatoarelor. Unda Vo(t) este dreptunghiulard iar Vc(t), triunghiulard.

oscilatoarele nesinusoidale de putere se pot construi cu cuplajinductiv, prin transformatoare, figura 3.

\tc

-44-

t*""J\rorv2

+12\

Tt'nfo-r/\./- _____\/ \,/ _T_\,/ \,/

rvl l rvl2

)tt 12

/ \,/ \_

wl-l IRI

+-

(l

Figura 3

Se folosesc pentru a creea de obicei, tensiuni alternative mai mari(de exemplu -220Y din +12V de la bordul autovehicolului). intrucdt celedoud tranzistoare nu pot fi perfect egale iar bobinajele (*,,**,r) $i(wr:+wr+) nu pot fi perfect simetrice, la pornire unul din tranzistoare seva satura rapid in defavoarea tranzistorului (T2) care se va bloca, pdn6laun anumit curent de la sursa (E), de saturare a miezului transformaiorului.in momentul saturaliei situalia tranzistoarelor se schimbd (Tl:blocat,T2:saturat), rezultdnd astfel un oscilator perrnanent. Dacd se alege depilda

*'= *' = # o" la baterie de (r2v) a autoturismului se poatew' wt: |z

obfine o tensiune de 220y ca amplitudine a undei dreptunghiulare.

-45-

4. Desfigurarea lucrlrii

Schema platformei este dat6 in figura 4 si constd din :

Figura 4

sursa de alimentare folosind transformatorul defie o tensiune simetricd +l2V (+alim:+l2Valimentare de 15V pentru convertor.Oscilator cu reacfie pozitivd qi negativd, cazul

relea Trl gi care diTalim:-I2V) qi o

pe amplificator 1-76;

- Oscilator in contratimp de putere a tranzistorelor (Tl) si (T2) gitransformatoruITr2.

4.1. Se alimenteazd,larcleatransformatorul Trl gi se

urmdresc la osciloscop formele de undd (Ur_+);(Uz_o);(U:_o). Evolufiatensiunii de ieqire (Ur-o) poate fi apreciatd qi prin starea diodelorluminiscente (LR) si (LV).

4.2 Se urmdregte la osciloscop qi formele de undd aletensiunilor (Uu_r);(Ur_r) $i tensiunea de iegire (Ur_s).

Se vor copia de pe ecran toate formele de undi vrntalizate.

I

-46-

L9. Reglarea tensiunii de bord a autovehicolelor

1. Confinutul lucririi

- Prezentarea modului de funclionare a alternatorului tip EP

1116 ( Electroprecizia Sdcele; 12Vl50V)- Ridicarea caracteristicii generatorului: Uo = f(Q,i"") in funclie

de turafia (O) qi de curentul de excitalie (i.. ).- Men{inerea constantS a tensiunii (Uo=const') la varia{ia

mdrimilor o1t; 9i i.* (t) (reglarea tensiunii de bord).

2. Aparatura necesari

- standul de laboratorrealizat in acest scop;

- aparate de mdsurd tensiuner'curent;- osciloscop .

3. Considera{ii teoretice

Alternatorul autovehicolelor produce energia electricd necesar6

funcfiondrii acesteia. Tensiunea alternativd produsd in infrqurarea

statoric6 tifazatd este datd de o rela{ie de forma:U.r =k O i"^(%r)

in care (Q) este vrteza unghiulard de rotalie a rotorului prin care circulS

curentul de excitalie (i"*). Ulterior, tensiunea alternativb trrfazatd generatd

in stator este redresatd cu o punte tnfazatd cu 6 diode. Valorile nominale

ale tensiunii de bord sunt l2Vcc sau 24Ycc (Uo:l2Vcc sau Uo:24Vcc).Caracteristicile alternatorului derivd din ecua{ia anterioard :

- Caracteristica de tura{ie :

Uo = kr C) 1,".=",

- Caracteristica de excitalie :

U6 = k2 i.* lr=o

Necesitatea regldrii tensiunii alternatorului de la bordul

autovehicolelor derivd din faptul cd altematorul este antrenat mecanic de

cdtre arborele cotit al motorului termic in timpul funcliondriiautovehicolului, turalia motorului schimbdndu-se frecvent qi in limitedestul de largi. in acest sens se modificd curenful de excitalie (i.*) pentru

a compensa variafiile de turalie astfel incAt produsul (Oi"") va rdmdne

constant.

t

-47 -

Canil ideal corespunde unei variafii continue a curentului (i..),solu{ia este insd complicatd gi incomod[. S-a generahzat o reglarebipozilionald a curenfului. Varianta mai rea16 folosegte un releu numit,,conjunctor - disjunctor', figura 1.

Figura I

Releul este format din bobina (Bob) qi un contact (C). Dac[curentul prin bobind (io"o) este mic (sau nui), contactorul (C) este inchis qi

prin bobina de excitalie (Ex) circuld un curent de excitalie (i." ) maretr

(i"" =-) In consecinf6, tensiunea (Uo) depiqegte tensiunea nominald aR." '

bateriei, dioda Zener (DZ) incepe sd conducd, curenful prin bobinareleului deschide contactul C. Acum datoritd rezisten{ei inseriate (R)curentul de excitatie scade :

u'"=*fu'*cx cx

scazdnd qi tensiunea (Uo).Apare astfel un ciclu oscilant intrelinut in care

altemeazb starea contact inchis (ton) contact deschis (toff). Cu cdt turafiaeste mai mare cu atit scade (ton) si cregte (toff) pentru a menline Uo:ct.(de pild6 Uo:12 Vcc).

In figura 2 este prezentatd, o solulie imbundtdliti in care controlulcurentului prin releu este reahzat de tranzistorul (t), principiul de

funcfionare rdmAnAnd acelagi.Variantele mai noi inlocuiesc releul cu un tranzistor de putere,

dupa o schemd corespunzdtoare figuiri2.

-48-

Figwa2

Sursa E<12V, dioda (DZ ) este blocatd, la fel qi tranzistorul (t)astfel incAt curenful de excitalie (i"*)(hotdr6t de cdtre rezistenlele (r2) qi

(r3), la baza tranzistorului (T)) are valoare mare gi Uo incepe sd creascbiar E>r2Y. Tranzistorul (t) ,,absoarbe " curentul de dupd al tranzistorului(T), curentul de excitatie (i"" ) $i implicit , tensiunea (uo) incepe sb scad6.

$i acum se stabilegte un ciclu oscilant dar de o frecven{a mult mai ridicatdfald de cazul anterior, astfel inc6t oscilafiile tensiunii Uo sunt substanfialmai reduse.

4. Desfiqurarea lucririi

4.1. Descrierea aparaturii folosite

Lucrarea sebazeazd pe standul experimental al alternatorului, motorultermic de antrenare fiind simulat printr-un motor electric (24v I 6A).Sistemul de alimentare a motorului este format din autotransformator

-49-

(AT), transformator coborAtor (Trl) gi puntea redresoare (p1). Yiteza derotafie este mdsurat[ cu un turometru inductiv (n).

Sistemul de comandi a excitaliei alternatorului constd dintr-untransformator (Tr2) gi o punte redresoare (p2) gi un potenfiometru deputere (P). Curentul de excitalie este mdsurat de ampermetrul (Aex), iarcurentul este modificat prin cursorul potenfiometrului (P).

Pentru a putea urmdri mai ugor funcfionarea regulatorului de tensiune,prin care se urmdregte obfinerea unei tensiuni constante (Vo-) indiferentde tura{ia motorului, dar gi de sarcind (faruri aprinse sau stinse, etc) s-aconceput un model electromecanic de regulator cu funclionare peprincipiul conjunctorului-disjunctor. Contactul normal inchis (K) aldisjunctorului va qunta potenliometrul (P) astfel incdt (V0) va cregte pestevaloarea de referinfd (Vo.). La limita (Vo-+av) dioda Zener (Dr)- figura1- va satura tranzistorul (t), bobina va anclanqa, contactul (K) se vadeschide . Datoritd inserierii potenfiometrului (P), tensiunea (V6) incepesd scadd. La (Vs'-lV) curentul diodei Zener se va anula qi bobinadeclangeazd. Contactul (K) se inchide din nou, (Vo) cregte p6nd la(Vo.+ lv ) qi incepe un nou ciclu autooscilant.

Fig 3. Schema conjunctorului-disjunctor

-50

N

?

a?a

r---_IlltlI

-.l----------]IJ -

:i

Fig 4. Schema de principiu a standului experimental

H4

F-'

5l

Se va urmdri func{ionarea sistemului de reglare automatd a tensiuniide bord cel pufin pentru doud tura{ii (n1) gi (n2), analizdnd duratele (lt")in care bobina este anclanqatd, respectiv (ltu) pentru declangare, folosind

un osciloscop.

4.2. Identificarea elemetelor componente ale standuluiexperimental.

4.3. Alimentarea circuitului pentru controlul turalieimotorului

electric de antrenare a alternatorului (autotransformator AT,transformator cobordtor Trl, etc.) cu alternatorul neexcitat(i..).

4.4 Ridicarea caracteristicii de excitalie

Se alimentezdtransformatorul (Tr2) gi se ridic[ caracteristicaU6 =f(i.*) l"*,

pdstrdnd diferite valori ale turafiei, pentru a completa tabelul I

Tabelul IUI:Iex [A]

Uo[Vcc]

U2:Iex tAl

Uo[Vcc]

U3:Iex [A]

Uo[Vcc]

-52-

4.6 Ridicarea caracteristicilor de turalieSe menline i"*:ct. qi se modific[ din autotransformator , tuta[ia

alternatorului reprezentdnd datele din tabelul 2

\S\r\rstrs:ususus\sss\rt\sr\srs$s1

Ser\\\r\e\\eba[\rrfrlurtrt"a(ttxt\\t\rtXr$\Nstfrti\\(\n{rgurt\$modificl tura[ia (n), urmdrind evolu{ia tensiunii(Uo).

Tabelul2

53

L.10. Circuit de aprindere electronici

1. Confinutul lucririi

deaprindere electronic d r ealizat in s c op di dacti c.

2. Aparatura necesari

- standul destinat lucrdrii;- sursi de alimentare l2Yl5A:- generator de semnal dreptunghiular ;- aparate de masuri ;

- osciloscop.

3. Considera{ii teoretice

Energia deztroltatd de scdnteia bujiei depinde de energia inmagazinatd,in

bobina de inducfie, energie de valori destul de mici. Tensiunea inaltd lacare incepe descdrcarea este de asemenea limitatd la tensiunea de bord(r2v sau 24Y). o imbunit5{ire substanliald renltd la o inmagazinarecapacitivd a energiei electrice, la valori de tensiune mult mai mari. Prinaceasta se mdregte atdt energia bujiei cdt qi tensiunea de descdrcare. Prinaceasta poate fi alungitl scdnteia prin mdrirea distan{ei dintre electroziibujiei. Este evidentd astfel imbundtd[irea arderii in cilindru, reducereanoxelor qi scdderea consumului specific.

Exista numeroase variante qi structuri de circuite dedicate, variantacea mai eficace (dar mai complicati) confine un oscilator de frecvenfdridicati care obline din tensiunea de bord (l2v) o tensiune altemativd,dreptunghiulard mai mare (200+400 Vca), tensiune care este redresat6intr-o punte si incarcd un condensator de circa 0,5+2.5 pF. in momentulin care trebuie sd' apard' scdnteia, cu tiristor amorsat de receptor descarcdcondensatorul pe primarul bobinei de inducfie qi bujia produce o scdnteieputernicd in cilindru.

Prezentarea structurii gi analiza modului de func{ionare a unui circuit

54-

4. Desfigurarea lucrlrii

4.1. Modul de funcfionare al schemei se bazeazd pe elementelefigurii 1.

In cadrul schemei electrice a standului se disting urmdtoareleblocuri funcfionale :

a) Convertizorul de tensiune are rolul de a cregte de circa25

de ori tensiunea de alimentarc a circuifului de comandd abobinei primarea bobinei de induclie.

convertizorul de tensiune se alimenteazh cu tensiunea de 12...14Vcc din bateria de acumulatori a autovehiculului gi livreazi o tensiune deaproximativ 300 Vcc. Construc{ia lui este bazatd pe un oscilator realizatcu doud tranzistoare de putere mare (zeci de wa{i ) care au ca sarcind incolector bobinele primare ale unui transformator ridicator de tensiune.figura 1.

Pe ldngd cele doud bobine primare transformatorul mai dispune dedoud infbgurdri secundare de reacjie Rl gi R2 care au rolul de a asigurareacfia pozitivd necesard func{iondrii oscilatorului. A treia bobindsecundard livreazl, curentul necesar funcfiondrii circuitului de comandd albobinei de inducfie, la tensiunea de cca. 300v. constructiv,transformatorul este realizat pe un mrez magnetic tip ,,oald de feritd" cuconstanta A1:1000 nH/(spira)^2, av6nd infbqurdrile primare p1 si p2 cucdte 19 spire CuEm cu diametrul de 0,9 mm, infbqurdrile de reacfie rl gi12 cu cate 8 spire cuEm cu diametrul de 0,35 mm gi infEqurareasecundard S cu 663 de spire CuEm cu diametrul de 0,18 mm.

infEqurdrile de reac{ie sunt aduse la circuitele de bazd ale celordouf, tranzistoare, polarizarea joncliunilor B-E fiind realizatd, de divizorulrezistiv (R1+R2) la o valoare de circa 0,8 V.

Important pentru realizarea reac{iei pozitive este conectarca corectda infbgurbrilor primare gi de reacfie ca in schema electricd in careinceputurile infbqurdrilor s-au notat cu ,,*".

Startarea oscilaliilor se face in momentul conectdrii la sursa dealimentare de 12 V, primul tranzistor care va incepe sd conducd fiind celcare are tensiunea B-E in polarizare directd cea mai micd (diferen{eledintre tranzistoare fiind inerente din fabrica{ie). Presupun6nd ca incepe sdconducd tranzistorul Tl,curentul de colector al acesfuia incepe sd creascdgi, prin modul de conectare a ?nftqurdrilor de reacfie, tensiunea pebazatranzistorului T2 va incepe sd scadd, impiedicAndu-l sd intre qi aceasta inconducfie qi , simultan , joncfiunea B-E proprie va fi polarizatd direct maiputernic, accelerdnd saturarea acesfuia. Evolufia curentului de colector al

E

-55-

tranzistorului T1 este aperiodicd, ajungdndu-se ia o saturare ( la o valoare

maximd a curentului lcl). In acest moment d(Icl)/dt:0 9i, ca :utmarcbaza

tranzistorului T2 nu mai este polarizatd invers, ci la valoarea curentului

de colector al tranzistorului T2 va determina, prin intermediulinfbqurdrilor de reaclie polarizarea inversd a joncfiunii B-E a

tranzistorului Tl care se va bloca rapid qi, saturarea acesfuia. Fenomenul

se repetd periodic cu o frecven![ dati de constanta de timp LplRp.O importanld deosebitd o au circuitele de protecfie ale

tranzistoarelor care protejeazl, jonc{iunile B-E la polanzare invers6

excesivd (diodele D2 qi D5), polarizarea inversd C-E (diodele D3 qi Da )gi impulsurile de tensiune periculoase care apar datoritd faptului cd

tranzistoarele lucreazd pe circuite de sarcind inductive (grup,tl serie R3-

c2).Tensiunea obfinutd la bornele bobinei secundare a

transformatorului din convertrzor este filtratd de un circuit de filtrare in

,,g?(na" Ls-C4 care are rolul reducerii amplitudini impulsurilor de

tensiune pentru a evita suprasolicitarea diodelor redresoare din puntea

care alimenteazd cu tensiune continud mare circuitul de comanda al

bobinei de inducfie.

b) Circuitul de comand[ al bobinei de inducfie este realizatcu

un tiristor ( ca dispozitl activ), circuitele de protecfie a1e tiristorului,circuitul de comanda al tinstorului qi condensatorul de cuplare cu bobinaprimard a bobinei de induclie.

Circuitul de comandd al tiristorului primegte impulsun de comandd

de la ruptorul motorului qi formeazd din acestea impulsurile de comandd

ale tiristorului. Rezistorul R4 Trmiteazd curentul de descdrcare al

condensatorului C6 prin contactele ruptorului qi dioda Dl1 conectatd

antip ar alel p e j on c f i une a p o artd- c ato d a tiri s torului.La deschiderea contactelor ruptorului condensatorului C6 se

incarcd prin joncfiunea poartd-catod a tiristorului gi prin rezistorul R5 de

la tensiunea de alimentare stablhzatd cu ajutorul circuitului R6-C7-D12lacirca 9V. Impulsul de curent care apare in acest moment provoacideschiderea tiristorului care determind descdrcarea condensatorului C5

prin primarul bobinei de inducJie.

Tensiunea foarte mare care se obline la bornele infbqurdriisecundare este aplicatd bujiei, intre ale cSrei electrozi va lua naqtere

scdnteia. Energia scAnteii este propo(iona16 cu capacrtatea

condensatorului gi cu tensiunea pe care o livreazd, convertizorul de

tensiune.

-56-

Tiristorul rdmdne deschis in timpul primei semialtemanle (careimplica un curent anodic pozitiv) gi se blocheazd, la sffirgitul acesteia,curentul in cea de-a doua semialternanla (de amplitudine mult mai micd)inchizAndu-se prin dioda D10.

La terminarea celei de-a doua semialternan{e condensatorul C5incepe sd se incarce prin primarul bobinei de inducfie la valoarea tensiuniidate de convertizor.

4.2. Avantajele folosirii unui sistem de aprindere electronici

a) Creqterea energiei sc6nteii la bornele bujiei se realizeazdprincregterea impulsului de curent injectat in bobina primard a bobinei deinducfie. Aceastd cregtere se realizeazd, datoritd convertizorului detensiune care furnizeazd o tensiune mai mare pentru comandS;

b) Reducerea uzurii contactelor ruptorului prin reducereasemnificativd a curenfului prin acestea.

c) O pornire mai uqoard in condi{iile temperaturilor coborAtedatoritd scdnteii de o energie mai mare.

d) Scdderea consumului de combustibil.

-57 -

a

ol

3t

!6

F

o

sI

7

1T\I

Htvrt-t

t,l|!

IJ

LJ

tlur-z_i!-r'-_L

/nv)c

:rt!b

(ToUC1\ |L-/I

U

1_6L-J}NXLLi,9i-- I

a

LJJLI

l,l

t!U-7z-H{v|f,

0_tr\I

r.{-Lr

00

Fl

h: /t,28