Търсенето на системи за стабилизиране на напрежението значително нарасна през последните години. Особен интерес се проявява при устройства, работещи с източници на изкуствено осветление и в частност с LED. Сегашният стабилизатор на lm317 е просто, евтино, но надеждно устройство, което можете да закупите или сглобите сами. В последния случай е необходимо да знаете основните правила на измервателните уреди, изискванията за безопасност при работа с електричество и да подготвите стандартен набор от елементи.
Защо е необходима стабилизация на ток и напрежение
Броят на електрическите устройства в домовете непрекъснато расте. През последните години броят на електрическите уреди се увеличава няколко пъти. В резултат на това търсенето на нива на напрежение в електрическите мрежи се е увеличило. Освен това повечето от сградите (жилищни и промишлени) и електроцентрали са построени преди повече от 30-40 години.
Някои съвременни устройства са направени с вградени стабилизатори - малки вериги, за да се предотврати срив от пренапреженията на електрозахранването. Но повечето от тях не съдържат допълнителни устройства и дори малка разлика в мрежата заплашва да изгори. В групата с висок риск големи домакински уреди (не цифрови). По-специално, котли и перални машини.
За да избегнете повреда и да осигурите стабилно напрежение в мрежата, инсталирайте стабилизатори. Във всеки дом това не е задължително. Ако сградата има постоянно захранване с ток без големи промени (в рамките на 220 волта с максимална грешка 10%), няма смисъл от допълнителни устройства. Но когато скоковете са постоянни, инсталирането на стабилизатор ще спести технология и ще осигури електричество.
Видове стабилизиращи устройства
Преди да купите устройството, трябва да се запознаете с основните типове и функции. Всяка от тях има предимства и недостатъци, предназначени за различни нива на напрежение и брой устройства. Принципите на работа се различават.
реле
Най-добрият вариант за частни и селски къщи, апартаменти. На трансформатора са инсталирани няколко магнитни намотки. В момента на спада на напрежението между тях се осъществява превключване, което ви позволява да запазите потока на напрежението в предишния режим. Недостатъците включват:
- промяна в енергийния поток в поетапен режим (рязко, периодично);
- кривина на синусоидалния поток на напрежение;
- ниска мощност в момента на отказ.
Цената на такива устройства е много по-ниска от другите модели стабилизатори. Прегледите на собствениците са добри, устройството е достатъчно за домашни мрежи.
електронен
Има два вида стабилизатори на електронното "пълнене" - триак и тиристор. В първия, превключването между намотките в автоматичен режим се извършва от малък механизъм - триак. Ефективността на устройството е висока, работи бързо. Значителен плюс за домашна употреба е тихата работа. Вторият тип не е толкова ефективен, обикновено се използва за стабилизиране на домашни мрежи без много напрежение. Най-забележимият недостатък е цената.
Електромеханична
Други имена - сервомотор, серво задвижване. Принципът на работа - с помощта на електрическо задвижване въглероден електрод се движи по намотките, създавайки непрекъснато напрежение.Често се купува за битови нужди и малки стаи (дом, вила, офис). Плюсове - цена, компактност, плавно превключване. Минуси - шум, ниска скорост на превключване.
Ferroresonant
През последните години рядко се използва поради появата на по-модерни устройства. Ефектът на ферорезонанса възниква в системата на взаимодействие на трансформатора и кондензатора. Устройствата с големи размери, шумни, не работят с резки и значителни претоварвания. Предимства - дълъг експлоатационен живот, възможност за използване в помещения с висока влажност.
Инверторен
Устройствата от този тип са мощни и скъпи. Използва се в ежедневието и големи промишлени помещения. Основната разлика е кристалният осцилатор и контролер, които преобразуват напрежението на входа в постоянен ток, а на изхода в променлив. Едновременното двойно формиране ви позволява да работите с различни нива на ток - от 115 до 300 волта. Предимства - без шум, малък размер, бързо превключване и регулиране, други допълнителни функции (например защита на домакински уреди от прекомерно напрежение).
Диаграми на линейни устройства
Токният стабилизатор на lm317 е устройство, работещо в съответствие с линейна верига за превключване на напрежение. Такива микросхеми се използват за мрежи, където не се изисква висока ефективност и прекомерна мощност. По-специално, за да поддържат работата на светодиоди. Ползи:
- защита срещу внезапни скокове, прекомерни нива на електричество;
- обръщане на полярността на тока на входния елемент;
- липса на допълнителни части и устройства.
Недостатъците включват по-ниска ефективност - полученото напрежение над необходимото се преработва в отопление, така че е необходимо допълнително охлаждане.
За стабилна работа е необходима положителна разлика в токовете на входа и изхода - линейните стабилизатори престават да функционират, когато паднат на 0,4 V (дори при 0,5 V). Следователно веригата PSU на lm317 с регулируем ток и напрежение не се използва за големи устройства и "тежки" мрежи.
Основни характеристики
Регулаторът на напрежение на lm317 работи в определен диапазон на захранване. Ограниченията са минимум 1,25 V, максимум 37V. На изхода мощността на напрежението не надвишава 1,5 ампера, грешката с нестабилна връзка е до 0,1%.
Регулаторът на напрежение в микросхемата lm317 има допълнителни системи за вътрешна защита: от неизправности в късо съединение, от термично пренапрежение, от прекомерно разсейване на "излишното" напрежение.
Топлинното ограничение се осигурява от специални микросензори, които гарантират защита на оборудването от превишаващата се мощност - ако това се случи, устройството просто ще се изключи и няма да пострада.
Мощност и входно напрежение
За да работи регулаторът на тока по веригата lm317, напрежението във входната част не трябва да бъде по-високо от 40 волта. В този случай минималната разлика в тока на входовете и изходите трябва да надвишава 2 волта.
За да работи регулаторът на напрежението на lm317, веригата не трябва да получава натоварване повече от 1,5А. Ако няма допълнително охлаждане, нивото ще намалее. Приблизителната мощност се изчислява чрез умножаване на два показателя - мощността на електричеството на изхода и разликата в потенциалите на входа и изхода.
При температура на околната среда до 30 ° Целзий разсейването на мощността до 1,5 W е разрешено (ако няма радиатор). При нормално ниво на разсейване на топлината се допуска дисперсия до 20W.
Дизайн на устройството
Схемата за захранване на стабилизатора на lm317 с регулиране на тока и напрежението с минимално разположение има два резистора, разликата в съпротивлението на които регулира изходното напрежение и кондензаторите. Средната стойност на тока върху носещите елементи е 1,25 V. Съпротивлението не трябва да надвишава 240 Ома.
Корпусът на стабилизатора на веригата lm317 е направен от пластмаса. Възможни опции: ДО 220 и 220FP, SOT23 и D2PAK. Системите за вътрешна защита позволяват на устройството да работи в случай на прекъсване на входа за регулиране.
Импулсни драйвери
Драйверите с импулсна система са същите стабилизатори на напрежението. Променливотоковото напрежение ви позволява да регулирате работата на устройството. Ако нивото е по-малко от 2-3 ампера, не се изисква допълнително отделяне на топлина.
Импулсните устройства "отрязват" входящия ток, за да получат желаното ниво на напрежение на изхода. Може да работи с мрежи с високо натоварване. Минуси - имате нужда от отделен източник на енергия, цена, външно "излишно" електромагнитно поле. Трудно е да се сглоби вкъщи.
Схеми за превключване
Веригата на захранване на lm317 с регулируем ток и напрежение ви позволява да използвате стабилизатора в мрежи с нестандартно напрежение. За да работи устройството, са необходими поне два резистора. Най-важните индикатори са напрежението на референтната точка, текущото ниво на изхода.
Най-простото стабилизирано захранване
Стабилизаторите на напрежението са необходими не само за защита на домакинството и промишленото оборудване. В лабораторията устройствата помагат да се избегнат прекомерни потоци на енергия и прегарящи мрежи. Затова начинаещите и професионалните техници се стремят да използват поне прости стабилизиращи блокове.
Основните предимства:
- прост монтаж;
- надеждна работа;
- евтини и достъпни части.
Недостатъците включват ниска ефективност на изхода, използването на големи радиатори, големият размер на устройството.
Стандартното устройство ще изисква няколко елемента:
- схема lm317;
- транзистор с пластмасов калъф;
- диод;
- два резистора;
- два кондензатора;
- диоден мост.
Минималният брой части и простият дизайн ще ви позволят бързо да сглобите регулатор на напрежението и да го използвате за малка мрежа.
Показателите за артикулите не са критични. Например, резисторите на R1 могат да имат стойности от 30 до 50 ома, но не инсталирайте диод.
Интегрирано захранване на стабилизатора
Устройствата с интегрирана операционна система се използват в стабилизатори на напрежението, аудио системи, усилватели, захранващи устройства и други. Всички структурни детайли се свързват с помощта на силициев кристал, така че тяхната последователност представлява стабилизатор. В електротехниката се използват два вида:
- използване на полупроводник;
- използване на филмови елементи (хибридни).
Стандартната схема включва няколко типични части: референтен източник, усилвател, регулиращ елемент, защитен механизъм за изключване и предотвратяване на късо съединение.
Интегралните схеми са устройства с пълен функционален цикъл. Всеки от тях има вход, изход и наземни пътеки.
Можете да използвате такива схеми само с определени индикатори за напрежение. Допустимите граници са от 5 до 24V, за ток - по-малко от 1A.
Интегралните схеми имат ограничител на изходното напрежение. Инсталирана е и допълнителна защита от прегряване.
Стабилизационна верига с регулируемо захранване
Токоизправителният мост в такива устройства ви позволява да конвертирате променлив ток в постоянен. Единият от кондензаторите филтрира енергията с пулсационни характеристики, а другият прави прехода на напрежението по-плавен. Този тип дава възможност на стабилизатора да работи при нискочестотно ниво на постоянен ток.
Изборът на резистор се извършва според стойността на допустимата за стабилизатора стойност. Грешката трябва да бъде минимална. Най-добрият вариант е точно изчисление.
Област на приложение
Стабилизаторите, базирани на чипа LM317, се използват за стабилизиране на основните показатели на техническите устройства.Такова устройство е лесно да сглобите сами, а фабрично направеното устройство е евтино. За този клас той има отлични експлоатационни данни и полезен живот, ако няма прекомерно силни пренапрежения.
Недостатъкът е ограничението на напрежението - не повече от 3V. Стабилизаторът на базата на корпуса TO 220 е най-достъпният модел, който се използва в няколко области:
- домакински (домашни) мрежи;
- лабораторни условия;
- LED осветление (LED).
Системите за стабилизация на напрежението, базирани на чипа LM317, са надеждни, прости и удобни устройства. Цената е малка, но характеристиките са положителни. Такива стабилизатори често се използват за светодиоди в автомобилите.
