Pastaraisiais metais pastebimai išaugo įtampą stabilizuojančių sistemų poreikis. Ypač didelį susidomėjimą rodo prietaisai, dirbantys su dirbtinio apšvietimo šaltiniais, ypač su šviesos diodais. Dabartinis „lm317“ stabilizatorius yra paprastas, nebrangus, tačiau patikimas įrenginys, kurį galite įsigyti arba surinkti patys. Pastaruoju atveju jūs turite žinoti pagrindines prietaisų naudojimo taisykles, saugos reikalavimus dirbant su elektra ir paruošti standartinį elementų rinkinį.
Kodėl būtina stabilizuoti srovę ir įtampą
Elektrinių prietaisų skaičius namuose nuolat auga. Pastaraisiais metais elektrinių prietaisų skaičius padidėjo kelis kartus. Dėl to padidėjo elektros tinklų įtampos poreikis. Be to, dauguma pastatų (gyvenamųjų ir pramoninių) ir elektrinių buvo pastatyti daugiau nei prieš 30–40 metų.
Kai kurie šiuolaikiški prietaisai gaminami su įmontuotais stabilizatoriais - mažomis grandinėmis, kad būtų išvengta gedimų dėl galios viršįtampių. Tačiau daugumoje jų nėra papildomų įrenginių, ir net nedidelis tinklo skirtumas grasina perdegti. Aukštos rizikos grupėje - dideli buitiniai prietaisai (ne skaitmeniniai). Visų pirma, katilai ir skalbimo mašinos.
Norėdami išvengti žalos ir užtikrinti stabilią įtampą tinkle, įdiekite stabilizatorius. Kiekvienuose namuose tai neprivaloma. Jei pastatas turi nuolatinę srovės tiekimą be didelių pakeitimų (neviršijant 220 voltų su maksimalia paklaida 10%), papildomų prietaisų nėra prasmės. Bet kai šuoliai yra pastovūs, įdėjus stabilizatorių, bus sutaupytos technologijos ir tiekiama elektra.
Stabilizuojančių įtaisų tipai
Prieš pirkdami įrenginį, turėtumėte susipažinti su pagrindiniais tipais ir funkcijomis. Kiekvienas iš jų turi privalumų ir trūkumų, skirtų skirtingiems įtampos lygiams ir prietaisų skaičiui. Darbo principai skiriasi.
Relė
Geriausias pasirinkimas privačių ir kaimo namų, butų. Ant transformatoriaus sumontuotos kelios magnetinės apvijos. Įtampos kritimo metu tarp jų įvyksta perjungimas, kuris leidžia išsaugoti įtampos srautą ankstesniame režime. Trūkumai yra šie:
- energijos srauto pokytis laipsnišku režimu (staigiai, su pertrūkiais);
- sinusoidinės įtampos srauto kreivumas;
- maža galia atsigavimo metu.
Tokių prietaisų kaina yra daug mažesnė nei kitų stabilizatorių modelių. Savininkų atsiliepimai yra geri, prietaiso pakanka namų tinklams.
Elektroninis
Yra du elektroninio „užpildymo“ stabilizatorių tipai - triacas ir tiristorius. Pirmajame, perjungimas tarp apvijų automatiniu režimu atliekamas mažu mechanizmu - triaku. Prietaiso efektyvumas yra didelis, jis veikia greitai. Reikšmingas pliusas buitiniam naudojimui yra tylus veikimas. Antrasis tipas nėra toks efektyvus, jis dažniausiai naudojamas namų tinklams stabilizuoti be daug įtampos. Labiausiai pastebimas trūkumas yra kaina.
Elektromechaniniai
Kiti pavadinimai - servomotor, servo-drive. Veikimo principas - elektrinės pavaros pagalba anglies elektrodas juda išilgai apvijų, sukurdamas nenutrūkstamą įtampą.Dažnai perkama buitiniams poreikiams ir mažiems kambariams (namams, kotedžams, biurui). Pliusai - kaina, kompaktiškumas, sklandus perjungimas. Suvart - triukšmas, mažas perjungimo greitis.
Ferroresonantas
Pastaraisiais metais retai naudojama dėl to, kad atsirado modernesnių prietaisų. Ferroresonanso poveikis pasireiškia transformatoriaus ir kondensatoriaus sąveikos sistemoje. Didelio dydžio įrenginiai, triukšmingi, neveikia esant didelėms ir didelėms perkrovoms. Privalumai - ilgas tarnavimo laikas, galimybė naudoti patalpose, kuriose yra daug drėgmės.
Inverteris
Šio tipo įrenginiai yra galingi ir brangūs. Naudojamas kasdieniame gyvenime ir didelėse pramoninėse patalpose. Pagrindinis skirtumas yra kristalinis generatorius ir valdiklis, kurie įėjimo įtampa paverčia nuolatinę srovę, o išėjimo - kintama. Vienalaikis dvigubas formavimas leidžia dirbti su skirtingais srovės lygiais - nuo 115 iki 300 voltų. Privalumai - nėra triukšmo, mažas dydis, greitas perjungimas ir reguliavimas, kitos papildomos funkcijos (pavyzdžiui, buitinių prietaisų apsauga nuo per didelės įtampos).
Linijinių prietaisų diagramos
Srovės stabilizatorius lm317 yra įrenginys, veikiantis pagal linijinę įtampos perjungimo grandinę. Tokios mikroschemos yra naudojamos tinkluose, kur nereikia didelio efektyvumo ir per didelės galios. Visų pirma, šviesos diodų veikimui palaikyti. Privalumai:
- apsauga nuo staigių bangų, per didelio elektros energijos lygio;
- įvesties elemento srovės poliškumas;
- trūksta papildomų dalių ir prietaisų.
Trūkumai apima mažesnį efektyvumą - viršijanti reikiamą įtampą, ji virsta šildymu, todėl būtina papildomai aušinti.
Norint stabiliai veikti, reikalingas teigiamas įvesties ir išvesties srovių skirtumas - linijiniai stabilizatoriai nustoja veikti, kai jie nukrinta 0,4 V (net esant 0,5 V). Todėl PSU grandinė ant lm317 su reguliuojama srove ir įtampa nenaudojama dideliems įrenginiams ir "sunkiesiems" tinklams.
Pagrindinės charakteristikos
Lm317 įtampos reguliatorius veikia tam tikru diapazonu maitinimo. Ribos yra mažiausiai 1,25 V, daugiausia 37 V. Išėjimo metu įtampos galia neviršija 1,5 amperų, nestabilios jungties paklaida yra iki 0,1%.
Įtampos reguliatorius, esantis lm317 mikroschemoje, turi papildomų vidinių apsaugos sistemų: nuo trumpojo jungimo, nuo šiluminės viršįtampio, nuo per didelio „perteklinės“ įtampos išsisklaidymo.
Šilumos apribojimą užtikrina specialūs mikrosensoriai, kurie garantuoja įrangos apsaugą nuo per didelio energijos išsisklaidymo - tokiu atveju prietaisas paprasčiausiai išsijungs ir nenukentės.
Galia ir įėjimo įtampa
Kad srovės reguliatorius veiktų lm317 grandinėje, įtampa įvesties dalyje neturėtų būti didesnė kaip 40 voltų. Tokiu atveju mažiausias srovės skirtumas įėjimuose ir išėjimuose turi viršyti 2 voltus.
Kad įtampos reguliatorius veiktų lm317, grandinė neturėtų gauti didesnės nei 1,5A apkrovos. Jei nebus papildomo aušinimo, lygis sumažės. Apytikslė galia apskaičiuojama padauginus du rodiklius - elektros energiją išvestyje ir įvesties bei išvesties potencialų skirtumą.
Kai aplinkos temperatūra yra iki 30 ° C, gali išsklaidyti iki 1,5 W galios (jei nėra šilumos šalintuvo). Esant normaliam šilumos išsklaidymo lygiui, leidžiama išsklaidyti iki 20W.
Įrenginio dizainas
Stabilizatoriaus maitinimo grandinė ant lm317 su srovės ir įtampos reguliavimu su minimaliu išdėstymu turi du rezistorius, kurių atsparumo skirtumas reguliuoja išėjimo įtampą ir kondensatorius. Vidutinė atraminių elementų dabartinė vertė yra 1,25 V. Varža neturi viršyti 240 omų.
Stabilizatoriaus korpusas lm317 grandinėje yra pagamintas iš plastiko. Galimos parinktys: Į 220 ir 220FP, SOT23 ir D2PAK. Vidinės apsaugos sistemos leidžia įrenginiui veikti atjungus reguliavimo įvestį.
Impulsiniai vairuotojai
Vairuotojai su impulsine sistema yra tie patys įtampos stabilizatoriai. Kintamoji įtampa leidžia reguliuoti įrenginio veikimą. Jei lygis yra mažesnis nei 2–3 amperai, papildomo šilumos šalinimo nereikia.
Impulsiniai įtaisai „nupjauna“ gaunamą srovę, kad išvestyje būtų pasiektas norimas įtampos lygis. Tai gali veikti su didelės apkrovos tinklais. Suvart - reikia atskiro energijos šaltinio, kainos, išorinio „perteklinio“ elektromagnetinio lauko. Sunku surinkti namuose.
Perjungimo schemos
Maitinimo grandinė ant lm317 su reguliuojama srove ir įtampa leidžia naudoti stabilizatorių tinkluose su nestandartine įtampa. Kad prietaisas veiktų, reikia bent dviejų rezistorių. Svarbiausi rodikliai yra atskaitos taško įtampa, srovės lygis išvestyje.
Paprasčiausias stabilizuotas maitinimo šaltinis
Įtampos stabilizatoriai yra būtini ne tik norint apsaugoti buitinę ir pramoninę įrangą. Laboratorijoje prietaisai padeda išvengti per didelių energijos srautų ir perdegimo tinklų. Todėl pradedantiesiems ir profesionaliems technikams stengiamasi naudoti bent jau paprastus stabilizuojančius blokus.
Pagrindiniai pranašumai:
- paprastas surinkimas;
- patikimas darbas;
- nebrangios ir prieinamos dalys.
Trūkumai yra žemas išvesties efektyvumas, didelių radiatorių naudojimas, didelis prietaiso dydis.
Standartiniam įrenginiui reikės kelių elementų:
- grandinė lm317;
- tranzistorius su plastikiniu dėklu;
- diodas;
- du rezistoriai;
- du kondensatoriai;
- diodinis tiltas.
Minimalus dalių skaičius ir paprasta konstrukcija leis greitai surinkti įtampos reguliatorių ir naudoti jį mažam tinklui.
Elemento metrika nėra kritinė. Pvz., R1 rezistorių vertė gali būti nuo 30 iki 50 omų, tačiau neįdiekite diodo.
Integruotas stabilizatoriaus maitinimo šaltinis
Prietaisai su integruota veikimo sistema naudojami įtampos stabilizatoriuose, garso sistemose, stiprintuvuose, maitinimo šaltiniuose ir kituose. Visos konstrukcijos detalės yra sujungtos silicio kristalų pagalba taip, kad jų seka sudarytų stabilizatorių. Elektrotechnikoje naudojami du tipai:
- naudojant puslaidininkį;
- naudojant filmo elementus (hibridinius).
Standartinę grandinę sudaro kelios tipiškos dalys: atskaitos šaltinis, stiprintuvas, reguliavimo elementas, apsauginis mechanizmas, skirtas atjungti ir užkirsti kelią trumpiesiems jungimams.
Integrinės grandinės yra prietaisai, turintys visą funkcinį ciklą. Kiekvienas iš jų turi įėjimo, išvažiavimo ir žemės kelius.
Tokias schemas galite naudoti tik su tam tikrais įtampos indikatoriais. Leistinos ribos yra nuo 5 iki 24 V, srovei - mažesnės nei 1 A.
Integrinėse grandinėse yra išėjimo įtampos ribotuvas. Taip pat įdiegta papildoma apsauga nuo perkaitimo.
Stabilizatoriaus grandinė su reguliuojamu maitinimo šaltiniu
Tokiuose įrenginiuose esantis lygintuvo tiltas leidžia konvertuoti kintamos srovės srautą į nuolatinį. Vienas iš kondensatorių filtruoja energiją su virpėjimo charakteristikomis, kitas padaro įtampos perėjimą sklandesnį. Šis tipas leidžia stabilizatoriui veikti žemų nuolatinės srovės dažnių lygyje.
Rezistorius pasirenkamas atsižvelgiant į stabilizatoriui priimtiną parametro vertę. Klaida turėtų būti minimali. Geriausias pasirinkimas yra tikslus skaičiavimas.
Taikymo sritis
Pagrindiniams techninių prietaisų rodikliams stabilizuoti naudojami stabilizatoriai, pagrįsti LM317 mikroschema.Tokį prietaisą lengva surinkti patiems, o gamykloje pagamintas prietaisas yra nebrangus. Šiai klasei yra puikūs eksploataciniai duomenys ir naudingas tarnavimo laikas, jei nėra pernelyg didelių galios viršįtampių.
Trūkumas yra įtampos riba - ne daugiau kaip 3V. Stabilizatorius, kurio pagrindas yra TO 220 korpusas, yra labiausiai prieinamas modelis, kuris naudojamas keliose srityse:
- buitiniai (namų) tinklai;
- laboratorinės sąlygos;
- LED apšvietimas (LED).
Įtampos stabilizavimo sistemos, pagrįstos lustu LM317, yra patikimi, paprasti ir patogūs prietaisai. Kaina nedidelė, tačiau charakteristikos teigiamos. Tokie stabilizatoriai dažnai naudojami šviesos diodams automobiliuose.
