نموذج لوحدة مثبت جهد:

هذه هى الأجزاء السابقة مجمعة معا فى دائرة واحدة

استخدمنا كما ذكرت المرة السابقة النصف الآخر من المتكاملة LM358 كمقارن و وضعنا الموجة على الطرف الغيرعاكس و جهد الخطأ على الطرف العاكس.
فى الحالة العادية تكون الموجة المثلثة (باللون الأحمر) على طرف 6 الغير عاكس و جهد مستمر مأخوذ من الأوبتو (باللون الأخضر) على الطرف 5 العاكس. فى الجزء من الموجة فى الرسم المجمع بجوار الطرف 5 حين يكون الفولت أعلى من الطرف 5 يكون الخرج = Vcc (باللون الأخضر) و باقى الزمن يكون صفرا.
لو ارتفع الخرج لأي سبب، سيزيد تيار ليد الأوبتو فيزيد توصيل الترانزيستور و من ثم يزيد جهد النقطة 1 على مجزئ الجهد. هذه الزيادة تعود للطرف 5 من المقارن وهو العاكس و يقترب من قمة الموجة المثلثلة و بالتالى يقل الزمن الذى يكون فيه الخرج = Vcc فيقل عرض النبضة التى تغذى الموسفيت إلى خرج المحول الخ
أول نبضة نريدها لأحد الترانزيستورين فقط بينما الثانية للثانى فقط وهكذا ، لذا استخدمنا دائرة "مع" AND Gate لتوجه النبضات و معها مذبذب متعدد CD4013 فى توصيلة تسمى Toggle أو قلاب فكل بدء نبضة على طرف القدح Clock تقلب الخرج مرة و بتوصيل أحد الخرجين لبوابة و الخرج الثانى للأخرى نوجه نبضة لترانزيستور و الاخرى للثانى.
لآ ادعى أن هذه الدائرة هى الأفضل ولكنها تغطى النقاط الأساسية التى نحتاج لدراستها فى هذه المرحلة.
طبعا تحتاج لمقاومة لتحديد التيار ولا تحتوى دوائر البدء التدريجى Soft start و يمكن إضافة تحسينات كثيرة لها و طبعا 555 بالكاد تصل إلى تردد 100ك و عندها نحتاج لمكبر آخر يناسب السرعة بدلا من LM358 الخ
الآن المحول يغذى من مصدر اسمه +ف بينما باقى الدائرة تغذى من جهد Vcc ، غالبا ما سيكون Vcc حوالى 12 إلى 15 فولت و إن كان يمكن أن يقل حتى 4.5 فولت فقط طبقا لخواص LM555 أما +ف فقد يساويه أو يكون أعلى منه.
لو حتى 15 فولت يمكننا أن نوصل الطرفين معا أليس كذلك، أكاد أسمع من يقول ولو أعلى نستخدم LM7812 ، إذن ما سبق قد أثمر و لله الحمد.
إلا أنه هناك نقطة تلوح عند زيادة التيار ربما أكثر من 5 أمبير، هذه النقطة أن الموسفيت يفتح فجأة ممررا تيار كبير فى المحول ثم يقفل فجأة موقفا هذا التيار ثم يفتح الأخر مكررا هذه الدورة بضع عشرات المرات و ربما أكثر مسببا تيارا صدميا فى الدائرة لم يرشح بأى مكون و سينتقل مباشرة من طرف المحول +ف إلى باقى أطراف التغذية مسببا تغيير تردد LM555 و سيؤثر أيضا فى خرج LM358 لأنه سيدخل عبر مجزئ الجهد R3,4 كما أنه قد يسبب قدح كاذب False trigger للمكونات الرقمية المستخدمه. خطورة هذا الأمر أن قيمة Vcc هى الجهد المرجعى لضمان ثبات كل القيم من اتساع الموجة المثلثة - لنقطة المكبر - لقيمة الجهد الراجع من الأوبتو الخ.
البعض سيعترض على هذا الشرح لكون ملف المحول لا يسمح بزيادة التيار الفجائية التى أتحدث عنها لكن رجاء الرجوع لسلسلة المحولات لمراجعة المقاومة فى الخرج و ظهورها فى الدخول كمحول السماعات مثلا. فظاهرة الحث ستحدث عندما لا يكون هناك حمل ، لكن وضع حمل، سيسحب تيار من خرج المحول مولدا مجال عكسى يعادل المجال الأساسى فيزداد التيار فى الملف الإبتدائى بالنسبة و التناسب.
تزداد المشكلة كلما زاد التيار لسببين الأول لزيادة التيار فى حد ذاته أثر مباشر فى التيارات المارة عبر خط التغذية و السبب الثانى أنه لا يأتى بدون زيادة عرض النبضات ، مما يجعل احتمال وصولها لقرب 50% وارد وهذا يسبب مشكلة خطيرة - كل من حاول بناء عاكس 12 فولت مستمر إلى 220 فولت متردد بموجة مربعة تعرض لها و تحايل عليها بطريقة أو بأخرى. وهى ببساطة أحد الترنزيستورين يغلق بينما الآخر يفتح ، ففى لحظة و إن كانت ميكرو ثانية أو أقل، كلاهما موصل ساحبين تيار شديد من المحول لحظيا و تظهر فى شكل ترحيل فى ترددالمذبذب و سخونة فى الترانزيستورات و عدم التمكن من استغلال الدائرة كما يتوقع .
المفترض أن المثبتات من عائلة LM78xx قادرة على التغلب على هذه النبضات لكن بعض هذه النبضات قوى جدا.
لذا قد نضطر أحيانا كثيرة لوضع مكثف كبير 1000 ميكرو مثلا على طرف المحول +ف للأرضى و أقول على طرف المحول وليس على خط التغذية فى أى مكان. السبب؟ غذى نبضة المحول من أقرب مكان لها "طرف المحول ذاته" من سعة المكثف وليس من باقى الدائرة.
لو لم تكفى قد تحتاج لمكثف أكبر 2200 ميكرو مثلا وقد تفاجأ بكون 2 مكثف 1000 ميكرو أفضل من واحد 2200 ميكرو كما أن بعض المكثفات الأصغر قد تفيد أيضا (تفصيلا فى تصميم الدوائر فصل decoupling filters مرشحات فك الترابط ) كما أن الترانزيستورات تكون أقرب ما يكون للمحول لمنع المسارات الطويلة التى تسبب تداخلات بين الإشارات و قد تحتاج لمرشح من مقاومة صغيرة و مكثف كبير لفصل تغذية الدوائر عن القدرة أو ملف و مكثف.
شخصيا لا القى بلمبة موفرة تالفة فى القمامة قبل أن انزع منها الملف الفرايت بداخلها فهو يصلح كفلتر فى دوائر كثيرة.
لو أريد حقا وحدة تغذية أفضل استخدام المتكاملات المتخصصة لهذا الغرض وهو موضوعنا القادم بإذا الله

المتكاملة 3524
كثير من الشركات قامت بتصنيعها بأسماء مختلفة مثل CA3524, LM3524, sg3524, UC3524A وهى قديمة لكن لحسن اداؤها أعيد انتاجها بعد تطويرها و أضيف لها الحرف A بعد الإسم و أضيفت لها عدة مزايا كمستشعر جهد الدخول فتغلق الدائرة عند هبوط الدخل لأقل من 8 فولت و تحسين كثير من خواصها الداخلية لذا سنقوم بشرح الحديثة منها و عند الشراء احرص على ذات حرف A فى نهاية اسمها.
تركيبها الداخلى به كل المكونات التى سبق شرحها

و كما بالصورة سنجد مثبت داخلى لتوفير مرجع +5 فولت لكى لا يحتاج لمرجع خارجى ويضع هذا المرجع +5 فولت على الطرف 16(اعلى يمين الصورة باللون الأصفر ) ليستغله المستخدم كما يشاء و دائرة الحماية ضد انخفاض الفولت (اعلى يسار الصورة باللون الأصفر ) وكلاهما يأخذ التغذية من مدخل التغذية العمومى Vin طرف 15 و الذى يقبل جهد من 8 فولت إلى 40 فولت. ثم المذبذب OSC باللون الأزرق يحدد تردده مقاومة للأرضى من طرف 6 و مكثف للأرضى من طرف 7 و التردد تقريبا يساوى 1/ حاصل ضربهما معا. خرج المذبذب نبضات يعدل عرضها و تظهر على الطرف 3 حتى يمكن استخدامه لأى غرض آخر أو توصيل أكثر من واحدة بالتزامن معا..
المقارن Comparator طرفه الغير عاكس متصل داخليا بالمكثف (طرف7) و الطرف العاكس داخليا بخرج مكبر الخطأ باللون الأخضر.
مكبر الخطأ هنا من مكبرين مجموع خرجهما معا ، العلوى لخطأ الفولت حيث مدخليه يتصلان بالطرفين 1،2 أما السفلى لتكبير إشارة التيار. نلاحظ انه داخليا متصل بمرجع 0.2 فولت و بهذا، لو ارتفع جهد هذا الطرف عن 0.2 فولت سيرتفع خرج المكبر مقللا من الخرج أو موقفا إياه و بهذا نحد من تيار الحمل بصورة فعالة.
المكبر ذو الكسب العالى عرضة دوما أن ينقلب لمذبذب بسهولة لذا الطرف 9 ( وسط يسار الصورة وهو متصل داخليا بخرج مكبرى الخطأ و دخل المقارن) يسمى بطرف المعادلة Compensation و اختصارا Comp و هذا لتوصيل مرشح من مقاومة و مكثف لمنع هذه الظاهرة.
أسفل يمين الصورة نجد الأرضى ثم طرف غلق Shut Down لتضع الوحدة فى صورة موفرة للطاقة حينما لا تحتاج للخرج. و أخيرا مخرج المتكاملة أطراف ترانزيستورين المجمع و الباعث لكل منهما حتى تتيح لك التوصيل بأى طريقة من طرق المثبتات، لذا يمكن أن نعود لها فى كل تطبيق إضافة لمتكاملة أخرى متخصصة.
المرة القادمة إن شاء الله نضعها فى توصيل مماثل للنموذج السابق.

المتكاملة 3524 فى دائرة بمحول ذو وصله نصفية

نلاحظ تغيير وضع الأطراف لتبسيط التوصيلات.

المذبذب يحتاج مقاومة للأرضى هى R5 على الطرف 6 و المكثف C2على الطرف 7 يسار المتكاملة. خرجه لا يستخدم خارجيا فى هذه الدائرة لذا فالطرف 3 غير موصول. طرف الإغلاق Shut Down رقم 10 غير مستخدم و غير موصول أيضا.
المرجع 5 فولت من طرف 16 يرشح ضد الضوضاء بالمكثف C1 للأرضى و يوصل للطرف الغير عاكس لمكبر الخطأ من خلال مجزئ جهد R4,R3 متساويتان و الهدف أن ذات المرجع 5 فولت هو التغذية الداخلية لكافة مكونات المتكاملة ، لذا ترشيحة ضد الضوضاء ضرورى. استخدام قيمتين متساويتين لجعل المدى للأعلى مساوى للمدى للأسفل فى التكبير المطلوب لتصحيح الخرج تماما كما فى النموذج السابق. الطرف العاكس لمكبر الخطأ على الطرف 1 أخذ من الخرج عبر مجزئ الجهد المقاومة 1،2 ، طبعا متساويتن لخرج 5 فولت أما لو غيرت النسب ستحصل على جهود مختلفة. كلما زادت R1 زاد الخرج، كما يمكنك استخدام مقاومة متغيرة للحصول على جهد خرج متغير يمكن ضبطه.
طرف المعادلة (أو التعويض) Compensation على يمين المتكاملة رقم 9 متصل بالمرشح C3 مع R11 لإستقرار المكبر. أما مكبر التيار فالطرف 5 متصل بالأرضى و الطرف 4 على مقاومة صغيرة 0.1 أوم فى مسار باعث E ترانزيستورات الخرج و بهذا فالتيار المار بهما لو زاد عن حد ما يقلل من خرج المتكاملة.
هنا أوصل المجمع C لكل ترانزيستور من ترانزيستورات الخرج و الموجودة داخل المتكاملة خلال طرفى CA,CB من خلال مقاومة 1 ك 1 وات للتغذية و الباعث EA,EB لقاعدة ترانزيستور تكبير القدرة Q1,Q2 للحصول على الخرج بالقدرة المطلوبة.
الدائرة طبعا لم تذكر دايودات الكبح Snubber فهى يجب إضافتها إن لم تكن مبنية داخل الترانزيستور.
الترانزيستورات المستخدمة 10 أمبير لذا فهى تؤثر على خط التغذية، لهذا نرى أنه وضع مكثف C5 (باللون الأصفر) لترشيح أثر هذه الترانزيستورات و نرى أيضا أنه وضعه على طرف المحول ولم يضعه على مدخل التغذية للأسباب السابقة.

يمكن تعديل هذه الدائرة ببساطة لتستخدم موسفيت كما بالرسم حيث نغذى مجمع ترانزيستورات الخرج CA,CB من مصدر 12 فولت ثابت و الخرج من الباعث يذهب لبوابة الموسفيت. تمتاز الموسفيت بأنها تحتوى دايودات الكبح داخلها.
و نظرا لكون الموسفيت تتعامل مع تيارات أكبر بصورة أسهل فقد تحتاج لإضافة مرشحات أخرى كالملف الذى رسمته باللون الأحمر و يليه طبعا مكثفات أخرى لتغذية باقى البوردة.

المتكاملة TL494 لها نفس الوظائف لكن أطراف توصيلها تختلف و الدائرة تتطابق مع هذه. لذا نموذج واحد يكفى.
ماذا لو لست فى حاجة لكل هذه القدرة، هل نصف المحول و نصف الترانزيستورات تكفى؟
حسنا لنجعله موضوعنا القادم بإذن الله

بصراحة الموضوع مهم جداً وشكراً للمهندس ماجد وبارك الله فيه وجعل ذلك العمل في ميزان حسناته.
وهل يمكن للأستاذ ماجد ان يشرح لنا ما تيسر عن دائرة (AVR) للمولد وهي تمثل دائرة عملية على تنظيم الجهد ولو فكرة عامة واذا امكن طريقة التنظيم ولو بعض القوانين.
مع كل تقديري

سكرا أخى الكريم
موضوع AVR هذا خارج مجال هذه السلسلة ولكنه يحتاج لشرح المولدات وهى ببساطة
المولد جزء متحرك يحوى ملف التوليد و جزء ثابت يحوى ملف المجال
عند وضع حمل على الخرج سيقل الفولت و لتعويضه يجب تعديل المجال و زيادته بالقدر الذى يحقق المطلوب
لذا فالدائرة ببساطة مكبر خطأ تعدل فى قيمة تيار ملف المجال

شكراً أستاذ ماجد حيث منذ فترة اردت ان افهم مخطط AVR ولكن المواضيع نادرة بهذا الخصوص حيث لم أرى احد قد قام بشرح هذه الدائرة وباستخدام القوانين وهذه الدائرة مصنعة بكثرة ولكن عملية تصليحها او حتى تصنيعها يحتاج الى فهم أجزاء الدائرة ككل. وانا اعتقد ان فكرة تصنيعها لا تخرج عن الأفكار المذكورة في السلسلة التي أوردتها حضرتك.
مع كل تقديري لك

أخى
ليست نادرة فهذا جوجل
https://www.google.com.eg/webhp?sour...20avr%20theory
وهذه دوائرة
https://www.google.com.eg/search?q=g...FcVaFAod3pcKbA
اختار منها ما تشاء و يمكن مناقشته فى موضوع جديد

شكراً أستاذ ماجد عل الاهتمام وجاري معاينة الموضوع