Dopyt po systémoch na stabilizáciu napätia v posledných rokoch výrazne vzrástol. Obzvlášť zaujímavé sú zariadenia, ktoré pracujú s umelými zdrojmi svetla a najmä s LED diódami. Aktuálny stabilizátor na lm317 je jednoduché, lacné, ale spoľahlivé zariadenie, ktoré si môžete kúpiť alebo zostaviť sami. V druhom prípade musíte poznať základné pravidlá prístrojovej techniky, bezpečnostné požiadavky pri práci s elektrinou a pripraviť štandardnú sadu prvkov.
Prečo je potrebná stabilizácia prúdu a napätia
Počet elektrických zariadení v domácnostiach neustále rastie. V posledných rokoch sa počet elektrických spotrebičov niekoľkokrát zvýšil. V dôsledku toho vzrástol dopyt po úrovniach napätia v elektrických sieťach. Navyše, väčšina budov (obytných a priemyselných) a elektrární bola postavená pred viac ako 30 - 40 rokmi.
Niektoré moderné zariadenia sa vyrábajú so zabudovanými stabilizátormi - malými obvodmi, ktoré zabraňujú výpadkom napájania. Väčšina z nich však neobsahuje ďalšie zariadenia a hrozí, že aj malý rozdiel v sieti vyhorí. V skupine s vysokým rizikom sú veľké domáce spotrebiče (nie digitálne). Predovšetkým kotly a práčky.
Nainštalujte stabilizátory, aby ste predišli poškodeniu a zaistili stabilné napätie v sieti. V každej domácnosti je to voliteľné. Ak má budova konštantné napájanie bez väčších zmien (do 220 voltov s maximálnou chybou 10%), nemá zmysel ďalšie zariadenia. Ale keď sú skoky konštantné, inštalácia stabilizátora ušetrí technológiu a poskytne elektrinu.
Druhy stabilizačných zariadení
Pred zakúpením zariadenia by ste sa mali zoznámiť s hlavnými typmi a funkciami. Každá má svoje výhody a nevýhody, navrhnutá pre rôzne úrovne napätia a počet zariadení. Princípy práce sa líšia.
relé
Najlepšia voľba pre súkromné a vidiecke domy, byty. Na transformátor je nainštalovaných niekoľko magnetických vinutí. V čase poklesu napätia dôjde k prepínaniu medzi nimi, čo vám umožní uložiť tok napätia v predchádzajúcom režime. Medzi nevýhody patrí:
- zmena toku energie v postupnom režime (náhle, prerušovane);
- zakrivenie sínusového napätia;
- nízky výkon v čase spätného nárazu.
Náklady na takéto zariadenia sú oveľa nižšie ako iné modely stabilizátorov. Recenzie vlastníkov sú dobré, zariadenie stačí pre domáce siete.
elektronický
Existujú dva typy stabilizátorov elektronickej "náplne" - triak a tyristor. V prvom sa prepína medzi vinutiami v automatickom režime pomocou malého mechanizmu - triaka. Účinnosť zariadenia je vysoká, pracuje rýchlo. Významným prínosom pre použitie v domácnosti je tichá prevádzka. Druhý typ nie je tak efektívny, zvyčajne sa používa na stabilizáciu domácich sietí bez veľkého napätia. Najviditeľnejšou nevýhodou sú náklady.
elektromechanická
Ostatné názvy - servomotor, servopohon. Princíp činnosti - pomocou elektrického pohonu sa uhlíková elektróda pohybuje pozdĺž vinutí a vytvára nepretržité napätie.Často sa kupovali pre domáce potreby a malé miestnosti (domov, chata, kancelária). Plusy - cena, kompaktnosť, plynulé prepínanie. Nevýhody - hluk, nízka rýchlosť prepínania.
ferorezonančních
V posledných rokoch sa zriedka používa kvôli príchodu modernejších zariadení. Účinok ferrorezonancie sa vyskytuje v systéme interakcie transformátora a kondenzátora. Veľké zariadenia, hlučné, nepracujú s ostrými a výraznými preťaženiami. Výhody - dlhá životnosť, možnosť použitia v miestnostiach s vysokou vlhkosťou.
menič
Zariadenia tohto typu sú výkonné a drahé. Používa sa v každodennom živote a vo veľkých priemyselných priestoroch. Hlavným rozdielom je kryštálový oscilátor a ovládač, ktoré prevádzajú napätie na vstupe na jednosmerný prúd a na výstupe na striedavý prúd. Súčasná dvojitá formácia vám umožní pracovať s rôznymi úrovňami prúdu - od 115 do 300 voltov. Výhody - žiadny hluk, malá veľkosť, rýchle prepínanie a regulácia, ďalšie doplnkové vlastnosti (napríklad ochrana domácich spotrebičov pred nadmerným napätím).
Schémy linkových zariadení
Stabilizátor prúdu na lm317 je zariadenie pracujúce podľa spínacieho obvodu s lineárnym napätím. Takéto mikroobvody sa používajú v sieťach, kde sa nevyžaduje vysoká účinnosť a nadmerný výkon. Najmä na podporu prevádzky LED. výhody:
- ochrana pred náhlym prepätím, nadmernou úrovňou elektrickej energie;
- zmena polarity prúdu na vstupnom prvku;
- nedostatok dodatočných častí a zariadení.
Nevýhody zahŕňajú nižšiu účinnosť - napätie získané nad nevyhnutné množstvo sa spracuje na zahrievanie, takže je potrebné ďalšie chladenie.
Pre stabilnú prevádzku je potrebný pozitívny rozdiel v prúdoch na vstupe a na výstupe - lineárne stabilizátory prestávajú fungovať, keď klesnú na 0,4 V (dokonca aj na 0,5 V). Preto obvod PSU na lm317 s nastaviteľným prúdom a napätím sa nepoužíva pre veľké zariadenia a „ťažké“ siete.
Hlavné vlastnosti
Regulátor napätia na lm317 pracuje v určitom rozsahu napájania. Limity sú minimálne 1,25 V, maximálne 37 V. Na výstupe napätie nepresahuje 1,5 A, chyba pri nestabilnom pripojení je až 0,1%.
Regulátor napätia na mikroobvode lm317 má ďalšie systémy vnútornej ochrany: pred skratmi, tepelným prepätím, nadmerným rozptylom „nadmerného“ napätia.
Tepelné obmedzenie je zabezpečené špeciálnymi mikrosenzormi, ktoré zaručujú ochranu zariadenia pred prekročením rozptýlenej energie - ak k tomu dôjde, zariadenie sa jednoducho vypne a nebude trpieť.
Napájanie a vstupné napätie
Aby regulátor prúdu pracoval na obvode lm317, napätie na vstupnej časti by nemalo byť vyššie ako 40 voltov. V tomto prípade musí minimálny prúdový rozdiel na vstupoch a výstupoch prekročiť 2 volty.
Aby regulátor napätia pracoval na lm317, obvod by nemal byť zaťažený viac ako 1,5A. Ak nedôjde k ďalšiemu chladeniu, úroveň sa zníži. Približný výkon sa vypočíta vynásobením dvoch ukazovateľov - výkonu elektriny na výstupe a rozdielu v potenciáloch vstupu a výstupu.
Pri okolitých teplotách do 30 ° C je povolený rozptyl energie až do 1,5 W (ak nedochádza k chladeniu). Pri normálnej úrovni rozptylu tepla je povolená disperzia až 20 W.
Dizajn zariadenia
Napájací obvod stabilizátora na lm317 s nastavením prúdu a napätia s minimálnym usporiadaním má dva odpory, ktorých rozdiel v odpore reguluje výstupné napätie a kondenzátory. Priemerná hodnota prúdu na nosných prvkoch je 1,25 V. Odpor by nemal prekročiť 240 ohmov.
Telo stabilizátora na obvode lm317 je vyrobené z plastu. Možné možnosti: DO 220 a 220FP, SOT23 a D2PAK. Systémy vnútornej ochrany umožňujú prístroju pracovať v prípade odpojenia nastavovacieho vstupu.
Impulzni vodiči
Ovládače s pulzným systémom sú rovnaké stabilizátory napätia. Sieťové napätie umožňuje nastaviť činnosť zariadenia. Ak je hladina nižšia ako 2-3 ampéry, nie je potrebné ďalšie odoberanie tepla.
Impulzné zariadenia „prerušujú“ prichádzajúci prúd, aby sa získala požadovaná úroveň napätia na výstupe. Môže pracovať so sieťami s vysokou záťažou. Nevýhody - potrebujete samostatný zdroj energie, náklady, externé "nadmerné" elektromagnetické pole. Zostavovanie doma je ťažké.
Schémy prepínania
Napájací obvod na lm317 s nastaviteľným prúdom a napätím umožňuje použitie stabilizátora v sieťach s neštandardným napätím. Aby zariadenie fungovalo, sú potrebné najmenej dva odpory. Najdôležitejšie ukazovatele sú napätie referenčného bodu, aktuálna úroveň na výstupe.
Najjednoduchšie stabilizované napájanie
Stabilizátory napätia sú potrebné nielen na ochranu domácich a priemyselných zariadení. V laboratóriu pomáhajú zariadenia predchádzať nadmerným tokom energie a vyhoreniu siete. Preto sa začiatočníci a profesionálni technici snažia používať aspoň jednoduché stabilizačné bloky.
Hlavné výhody:
- jednoduchá montáž;
- spoľahlivá práca;
- lacné a cenovo dostupné diely.
Nevýhody zahŕňajú nízku výkonnosť, použitie veľkých radiátorov, veľkú veľkosť zariadenia.
Štandardné zariadenie bude vyžadovať niekoľko prvkov:
- obvod lm317;
- tranzistor s plastovým puzdrom;
- dióda;
- dva odpory;
- dva kondenzátory;
- diódový most.
Minimálny počet častí a jednoduchý dizajn vám umožnia rýchlo zostaviť regulátor napätia a použiť ho pre malú sieť.
Metriky položiek nie sú kritické. Napríklad odpory na R1 môžu mať hodnoty od 30 do 50 Ohmov, ale neinštalovať diódu.
Integrovaný stabilizátor napájania
Zariadenia s integrovaným operačným systémom sa používajú v stabilizátoroch napätia, zvukových systémoch, zosilňovačoch, napájacích zdrojoch a ďalších. Všetky štruktúrne detaily sú spojené pomocou kremíkových kryštálov tak, že ich sekvencia predstavuje stabilizátor. V elektrotechnike sa používajú dva typy:
- použitie polovodiča;
- s použitím filmových prvkov (hybrid).
Štandardný obvod obsahuje niekoľko typických častí: referenčný zdroj, zosilňovač, regulačný prvok, ochranný mechanizmus na rozpojenie a zabránenie skratom.
Integrované obvody sú zariadenia s úplným funkčným cyklom. Každá z nich má vstupné, výstupné a pozemné cesty.
Takéto schémy môžete používať iba s určitými indikátormi napätia. Prípustné limity sú od 5 do 24V, pre prúd - menej ako 1A.
Integrované obvody majú obmedzovač výstupného napätia. Je nainštalovaná aj dodatočná ochrana pred prehriatím.
Stabilizačný obvod s nastaviteľným napájaním
Usmerňovací mostík v takýchto zariadeniach umožňuje prevádzať prúd striedavého prúdu na prúd konštantný. Jeden z kondenzátorov filtruje energiu so zvlnením, druhý robí hladší prechod napätia. Tento typ umožňuje, aby stabilizátor pracoval na úrovni nízkych frekvencií jednosmerného prúdu.
Voľba odporu sa vykonáva podľa hodnoty ratingu prijateľného pre stabilizátor. Chyba by mala byť minimálna. Najlepšie je presný výpočet.
Oblasť použitia
Stabilizátory na báze čipu LM317 sa používajú na stabilizáciu hlavných ukazovateľov technických zariadení.Takéto zariadenie sa dá ľahko zostaviť a zariadenie vyrobené z továrne je lacné. Pre túto triedu má vynikajúce prevádzkové údaje a životnosť, ak nedochádza k nadmerne silným prepätiam energie.
Nevýhodou je limit napätia - nie viac ako 3V. Stabilizátor založený na puzdre TO 220 je najdostupnejší model, ktorý sa používa v niekoľkých oblastiach:
- domáce (domáce) siete;
- laboratórne podmienky;
- LED osvetlenie (LED).
Stabilizačné systémy napätia založené na čipe LM317 sú spoľahlivé, jednoduché a pohodlné zariadenia. Náklady sú malé, ale ich vlastnosti sú pozitívne. Takéto stabilizátory sa často používajú pre LED diódy v automobiloch.
