La domanda di sistemi di stabilizzazione della tensione è cresciuta significativamente negli ultimi anni. Di particolare interesse è mostrato nei dispositivi che funzionano con sorgenti luminose artificiali e, in particolare, con LED. L'attuale stabilizzatore su lm317 è un dispositivo semplice, economico, ma affidabile che puoi acquistare o assemblare da solo. In quest'ultimo caso, è necessario conoscere le regole di base della strumentazione, i requisiti di sicurezza quando si lavora con l'elettricità e preparare un insieme standard di elementi.
Perché è necessaria la stabilizzazione di corrente e tensione
Il numero di dispositivi elettrici nelle case è in costante crescita. Negli ultimi anni, il numero di apparecchi elettrici è aumentato più volte. Di conseguenza, la domanda di livelli di tensione nelle reti elettriche è aumentata. Inoltre, la maggior parte degli edifici (residenziali e industriali) e centrali elettriche sono stati costruiti più di 30-40 anni fa.
Alcuni dispositivi moderni sono realizzati con stabilizzatori integrati, piccoli circuiti per evitare guasti dovuti a sbalzi di corrente. Ma la maggior parte di essi non contiene dispositivi aggiuntivi e anche una piccola differenza nella rete rischia di esaurirsi. Nel gruppo ad alto rischio, grandi elettrodomestici (non digitali). In particolare caldaie e lavatrici.
Per evitare danni e garantire una tensione stabile nella rete, installare stabilizzatori. In ogni casa, questo è facoltativo. Se l'edificio ha un'alimentazione di corrente costante senza gravi modifiche (entro 220 volt con un errore massimo del 10%), non ha senso aggiungere dispositivi aggiuntivi. Ma quando i salti sono costanti, l'installazione di uno stabilizzatore farà risparmiare tecnologia e fornirà elettricità.
Tipi di dispositivi stabilizzatori
Prima di acquistare il dispositivo, è necessario acquisire familiarità con i principali tipi e funzionalità. Ognuno ha vantaggi e svantaggi, progettato per diversi livelli di tensione e il numero di dispositivi. I principi di lavoro differiscono.
staffetta
L'opzione migliore per case private e di campagna, appartamenti. Diversi avvolgimenti magnetici sono installati sul trasformatore. Al momento della caduta di tensione, si verifica una commutazione tra loro, che consente di salvare il flusso di tensione nella modalità precedente. Gli svantaggi includono:
- variazione del flusso di energia in modalità graduale (bruscamente, intermittentemente);
- curvatura del flusso di tensione sinusoidale;
- bassa potenza al momento del rinculo.
Il costo di tali dispositivi è molto più basso rispetto ad altri modelli di stabilizzatori. Le recensioni dei proprietari sono buone, il dispositivo è sufficiente per le reti domestiche.
Elettronico
Esistono due tipi di stabilizzatori di "riempimento" elettronico: triac e tiristore. Nel primo, il passaggio tra gli avvolgimenti in modalità automatica viene effettuato da un piccolo meccanismo: un triac. L'efficienza del dispositivo è alta, funziona rapidamente. Un vantaggio significativo per l'uso domestico è il funzionamento silenzioso. Il secondo tipo non è così efficace, di solito viene utilizzato per stabilizzare le reti domestiche senza molta tensione. Lo svantaggio più evidente è il costo.
elettromeccanica
Altri nomi: servomotore, servoazionamento. Il principio di funzionamento - con l'aiuto di un azionamento elettrico, un elettrodo di carbonio si muove lungo gli avvolgimenti, creando una tensione ininterrotta.Spesso acquistato per esigenze domestiche e piccole stanze (casa, casa, ufficio). Vantaggi: prezzo, compattezza, commutazione fluida. Contro - rumore, bassa velocità di commutazione.
ferrorisonante
Negli ultimi anni, raramente utilizzato a causa dell'avvento di dispositivi più moderni. L'effetto della ferroresonanza si verifica nel sistema di interazione del trasformatore e del condensatore. I dispositivi di grandi dimensioni, rumorosi, non funzionano con sovraccarichi acuti e significativi. Vantaggi: lunga durata, possibilità di utilizzo in ambienti con elevata umidità.
Inverter
I dispositivi di questo tipo sono potenti e costosi. Utilizzato nella vita di tutti i giorni e in grandi locali industriali. La differenza principale è l'oscillatore e il controller a cristallo, che convertono la tensione in ingresso in corrente continua e in uscita in alternanza. La doppia formazione simultanea consente di lavorare con diversi livelli di corrente - da 115 a 300 volt. Vantaggi: nessun rumore, dimensioni ridotte, commutazione e regolazione rapide, altre caratteristiche aggiuntive (ad esempio protezione degli elettrodomestici da una tensione eccessiva).
Schemi del dispositivo di linea
Lo stabilizzatore di corrente sull'lm317 è un dispositivo funzionante secondo un circuito di commutazione di tensione lineare. Tali microcircuiti sono utilizzati per reti in cui non sono richieste alta efficienza e potenza eccessiva. In particolare, per supportare il funzionamento dei LED. Benefici:
- protezione da picchi improvvisi, livelli eccessivi di elettricità;
- inversione di polarità della corrente sull'elemento di ingresso;
- mancanza di parti e dispositivi aggiuntivi.
Gli svantaggi includono una minore efficienza: la tensione ottenuta in eccesso rispetto al necessario viene trasformata in riscaldamento, quindi è necessario un raffreddamento aggiuntivo.
Per un funzionamento stabile, è necessaria una differenza positiva nelle correnti in ingresso e in uscita: gli stabilizzatori lineari cessano di funzionare quando cadono a 0,4 V (anche a 0,5 V). Pertanto, il circuito PSU sull'lm317 con corrente e tensione regolabili non viene utilizzato per dispositivi di grandi dimensioni e reti "pesanti".
Caratteristiche principali
Il regolatore di tensione sull'lm317 funziona in un determinato intervallo di alimentazione. I limiti sono un minimo di 1,25 V, un massimo di 37 V. All'uscita, la tensione di alimentazione non supera 1,5 Ampere, l'errore con connessione instabile è fino allo 0,1%.
Il regolatore di tensione sul microcircuito lm317 ha ulteriori sistemi di protezione interna: da guasti di corto circuito, da sovratensione termica, da eccessiva dissipazione di tensione "in eccesso".
La limitazione termica è garantita da speciali microsensori che garantiscono la protezione dell'apparecchiatura dal superamento della potenza dissipata - in tal caso, il dispositivo si spegne semplicemente e non ne risente.
Potenza e tensione di ingresso
Affinché il regolatore di corrente funzioni sul circuito lm317, la tensione sulla parte di ingresso non deve essere superiore a 40 volt. In questo caso, la differenza di corrente minima su ingressi e uscite deve superare i 2 Volt.
Affinché il regolatore di tensione funzioni su lm317, il circuito non dovrebbe ricevere un carico superiore a 1,5 A. Se non vi è alcun raffreddamento aggiuntivo, il livello diminuirà. La potenza approssimativa viene calcolata moltiplicando due indicatori: la potenza dell'elettricità in uscita e la differenza nei potenziali di ingresso e uscita.
A temperature ambiente fino a 30 ° C è consentita una dissipazione di potenza fino a 1,5 W (se non è presente un dissipatore di calore). A un livello normale di dissipazione del calore, è consentita la dispersione fino a 20 W.
Design del dispositivo
Il circuito di alimentazione dello stabilizzatore sull'lm317 con regolazione di corrente e tensione con una disposizione minima ha due resistori, la cui differenza di resistenza regola la tensione di uscita e i condensatori. Il valore di corrente medio sugli elementi di supporto è 1,25 V. La resistenza non deve superare 240 Ohm.
Il corpo stabilizzatore sul circuito lm317 è realizzato in plastica. Opzioni possibili: TO 220 e 220FP, SOT23 e D2PAK. I sistemi di protezione interna consentono al dispositivo di funzionare in caso di disconnessione dell'ingresso di regolazione.
Driver di impulso
I driver con un sistema a impulsi sono gli stessi stabilizzatori di tensione. La tensione CA consente di regolare il funzionamento del dispositivo. Se il livello è inferiore a 2-3 Ampere, non è necessaria un'ulteriore rimozione del calore.
I dispositivi a impulsi "interrompono" la corrente in ingresso al fine di ottenere il livello di tensione desiderato in uscita. Può funzionare con reti ad alto carico. Contro: è necessaria una fonte di alimentazione separata, costo, campo elettromagnetico "in eccesso" esterno. È difficile da montare a casa.
Schemi di commutazione
Il circuito di alimentazione sull'lm317 con corrente e tensione regolabili consente di utilizzare lo stabilizzatore in reti con tensione non standard. Perché il dispositivo funzioni, sono necessari almeno due resistori. Gli indicatori più importanti sono la tensione del punto di riferimento, il livello corrente all'uscita.
L'alimentatore stabilizzato più semplice
Gli stabilizzatori di tensione sono necessari non solo per proteggere le apparecchiature domestiche e industriali. In laboratorio, i dispositivi aiutano a evitare flussi di alimentazione eccessivi e reti di burnout. Pertanto, i principianti e i tecnici professionisti si sforzano di utilizzare almeno semplici blocchi di stabilizzazione.
I principali vantaggi:
- semplice assemblaggio;
- lavoro affidabile;
- parti economiche e convenienti.
Gli svantaggi includono bassa efficienza di uscita, l'uso di radiatori di grandi dimensioni, le grandi dimensioni del dispositivo.
Un dispositivo standard richiederà diversi elementi:
- circuito lm317;
- transistor con custodia in plastica;
- diodo;
- due resistori;
- due condensatori;
- ponte a diodi.
Il numero minimo di parti e il design semplice ti permetteranno di assemblare rapidamente un regolatore di tensione e utilizzarlo per una piccola rete.
Le metriche degli articoli non sono critiche. Ad esempio, i resistori su R1 possono avere valori da 30 a 50 ohm, ma non installare un diodo.
Alimentatore stabilizzatore integrato
I dispositivi con un sistema operativo integrato sono utilizzati in stabilizzatori di tensione, sistemi audio, amplificatori, alimentatori e altri. Tutti i dettagli strutturali sono collegati per mezzo di un cristallo di silicio in modo che la loro sequenza costituisca uno stabilizzatore. In ingegneria elettrica, vengono utilizzati due tipi:
- usando un semiconduttore;
- utilizzando elementi cinematografici (ibridi).
Il circuito standard comprende diverse parti tipiche: una sorgente di riferimento, un amplificatore, un elemento di regolazione, un meccanismo di protezione per scollegare e prevenire i cortocircuiti.
I circuiti integrati sono dispositivi con un ciclo funzionale completo. Ognuno ha percorsi di entrata, uscita e terra.
È possibile utilizzare tali schemi solo con determinati indicatori di tensione. I limiti consentiti vanno da 5 a 24 V, per corrente - inferiore a 1 A.
I circuiti integrati hanno un limitatore di tensione in uscita. È inoltre installata un'ulteriore protezione da surriscaldamento.
Circuito stabilizzatore con alimentazione regolabile
Il ponte raddrizzatore in tali dispositivi consente di convertire un flusso di corrente alternata in uno costante. Uno dei condensatori filtra l'energia con caratteristiche di ondulazione, l'altro rende la transizione di tensione più fluida. Questo tipo consente allo stabilizzatore di funzionare a livello di basse frequenze di corrente continua.
La scelta del resistore viene effettuata in base al valore del valore accettabile per lo stabilizzatore. L'errore dovrebbe essere minimo. L'opzione migliore è un calcolo accurato.
Area di applicazione
Gli stabilizzatori basati sul chip LM317 vengono utilizzati per stabilizzare i principali indicatori dei dispositivi tecnici.Un dispositivo del genere è facile da assemblare e un dispositivo realizzato in fabbrica è economico. Per questa classe ha dati operativi eccellenti e una vita utile se non ci sono picchi di corrente eccessivamente forti.
Lo svantaggio è il limite di tensione - non più di 3 V. Lo stabilizzatore basato sull'involucro TO 220 è il modello più economico utilizzato in diverse aree:
- reti domestiche (domestiche);
- condizioni di laboratorio;
- Illuminazione a LED (LED).
I sistemi di stabilizzazione della tensione basati sul chip LM317 sono dispositivi affidabili, semplici e convenienti. Il costo è piccolo, ma le caratteristiche sono positive. Tali stabilizzatori vengono spesso utilizzati per i LED nelle automobili.
