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