ENDÜSTRøYEL ELEKTRONøK

Prof. Dr. H. Hakan Kuntman
6.05.2004
ENDÜSTR!YEL ELEKTRON!K
(Yılsonu Sınavı)
Süre "00 dakikadır. Soruların tümü yanıtlanacaktır. Kendi not ve
yararlanabilirsiniz. Puanlama: Soru " (25), Soru 2 (30), Soru 3 (25), Soru 4 (20)
kitaplarınızdan
Soru 1. !ekil-"’deki primerden anahtarlanmı# basit anahtarlamalı güç kayna$ının giri# gerilimi
220V’luk #ebeke gerilimi do$rultularak elde edilmektedir. VO = 48V, anahtarlama frekansı f=50
kHz, IOmaks = 5A, IOmin = 0.5A, VD = 0.8V, Vsat = ".2V, ∆VO≤50mV, tOn / T= 0.4 olarak verilmi#tir.
Anahtar ve diyot kayıplarını ihmal etmeden:
a- ü çevirme oranını hesaplayınız.
b- L ve C eleman de$erlerini bulunuz.
Soru-2: Bir yukarıya do$ru anahtarlamalı güç kayna$ında anahtar olarak karakteristikleri !ekil2’de verilen güç MOSFET'i kullanılıyor. (Güç MOSFET'i için devre kenetlenmeli endüktif yük
olu#turmaktadır). Güç kayna$ında VI = "2V, VO = 48V, Devrenin çalı#ma akımı IO = 5A, bobin
akımının dalgalanma aralı$ı ∆IL = 0.35A olarak verilmi#tir. MOSFET RS = 50 Ohm iç dirençli bir
üreteçle sürülüyor. E#ik gerilimi VT = 4V, RDSon(25oC) = 0.4 Ohm dur. Maksimum güçte jonksiyon
sıcaklı$ı Tj = "40oC de$erini a#mayacaktır. Sürücü darbe genli$i VGG="2V , anahtarlama
frekansı fS = 50 kHz olarak verilmi#tir.
a- MOSFET'in tON toplam iletime girme ve tOFF toplam kesime gitme sürelerini hesaplayınız.
b-Devrenin anahtarlama ve iletim kayıplarını hesaplayınız.
c-Çevre sıcaklı$ı Ta = 50oC iken yukarıda belirtilen jonksiyon sıcaklı$ı de$erinin a#ılmaması için
Rθja ısıl direnci hangi de$erden küçük tutulmalıdır? hesaplayınız, anahtarlama ve iletim kaybı
dı#ındaki kayıplar ihmal edilecektir.
Soru-3: !ekildeki osilatörün frekansı f=500Hz ve darbe-periyot oranı da α="
konumunda T"/T = "/5 olacaktır. Schmitt tetikleme devresinin histerezis gerilimi
VH=".8V olarak verilmi#tir. VOmaks="0V, VOmin = - 8V dur.
a- VOmaks ≠VOmin olması durumu için T" doldurma, T2 bo#altma sürelerini ve T
periyodunu veren ba$ıntıları çıkartınız.
b- Eleman de$erlerini hesaplayınız.
Soru-4: Bipolar geçi# iletkenli$i kuvvetlendiricisi kullanılarak, !ekil-4’deki band söndüren
süzgeç devresi gerçekle#tirilecektir. Aktif süzgeç birim kazançlı Butterworth karakteristi$ini
sa$layacak (QP = 1 / 2 ) ve söndürme frekansı 50Hz olacaktır. OTA e$imleri gm"= gm2 =
"mA/V olarak seçilecektir.
C", C2 kondansatörlerinin kapasitelerine verilmesi gereken de$erleri bulunuz, gm3 ve gm4
e$imlerine verilmesi gereken de$erleri belirleyiniz.
IL
ID2
IO
∆ IL
ID 1
t
!ekil " (SORU ")
SORU 2: Bobin akımının de$i#imi
!ekil-2. (SORU-2)
R"’
D"
R5
"0nF
P"
αP"
D2
Birim kazançlı BS süzgecin geçi#
fonksiyonu
C
R"’
+VO"
R3
R2
R4
H ( s) =
+VO2
5kΩ
s 2 + ω Z2
, (ωP = ωZ )
ωP
2
2
s +
s + ωP
QP
!ekil-3 (SORU 3)
Süzgeç
Band
söndüren
Genel Geçi#
fonksiyonu
a2 s 2 + a0
s 2 + b1 s + b0
OTA3
Eleman de$erleri
+
OTA"
-
OTA2
g m1 b0
=
C1
b1
a 0 = b0 ,
g m2 b1
=
C2
a2
VI
+
+
+
-
OTA4
-
C"
gm 3
= a2
gm 4
!ekil-4 (SORU 4) Band söndüren süzgeç a0 = b0
C2
VO