Obvody stabilizátora napätia - varianty a zariadenie

Stabilizátory napätia bránia poškodeniu zariadenia a domácich spotrebičov výkyvmi záťaže. Prístroj je kompatibilný s jednofázovými a trojfázovými sieťami, vhodný pre byty a súkromné ​​domy. Po pripojení zariadenia alebo inštalácii napájacieho zdroja môže byť potrebný obvod stabilizátora napätia.

Princíp činnosti stabilizátorov

Princíp činnosti závisí od typu zariadenia. Aby sa zdôraznili všeobecné body, je vhodné zvážiť návrh. Zariadenie sa skladá z týchto prvkov:

• Riadiaci systém. To vám umožní sledovať výstupné napätie, čím sa dosiahne stabilný indikátor 220 V. Zariadenie pracuje s chybou 10 - 15%.
• Automatický transformátor. K dispozícii v modifikácii relé, triaku, servo. Zvyšuje alebo znižuje menovité napätie.
• Striedač. Mechanizmus generátora, transformátora a tranzistorov je vybavený invertorovými modelmi. Prvky cez primárne vinutie môžu prechádzať alebo vypínať prúd a na výstupe vytvárať napätie.
• Ochranný blok, sekundárny zdroj energie. K dispozícii pre modely s napätím 220 V.

Funkcia obtoku alebo tranzitu umožňuje stabilizátorom dodávať na výstup napätie, kým nie je limit obmedzený.

Princíp činnosti reléových modelov

Reléové zariadenie reguluje napätie uzavretím kontaktov relé. Parametre sa ovládajú pomocou mikroobvodu, ktorého prvky porovnávajú sieťové napätie s referenčným napätím. Ak sa indikátory nezhodujú, mikroobvody regulátora napätia prijímajú signály na zníženie alebo zvýšenie vinutia.

S nízkymi nákladmi a kompaktnosťou reléové zariadenie pomaly reaguje na prepätie, môže sa krátko vypnúť a neznesie preťaženie.

Presnosť zariadení je 5 - 10%.

Ako fungujú servopohony

Hlavnými komponentmi servopohonu sú servomotor a automatický transformátor. Ak sa napätie líši od normy, vyšle sa signál na prepnutie transformátora z regulátora na motor. Porovnanie referenčných a vstupných indikátorov napätia sa vykonáva pomocou riadiacej dosky.

Servo stabilizátory môžu regulovať zaťaženie trojfázovej a jednofázovej siete. Vyznačujú sa trvanlivosťou, spoľahlivosťou, dobrým fungovaním počas preťaženia.

Presnosť nástrojov je 1%.

Princíp činnosti invertorových zariadení

Stabilizátor striedača reguluje napätie podľa systému dvojitej konverzie:

1. Striedavý prúd na vstupe je vyrovnaný a prechádza filtrom zvlnenia kondenzátora.
2. Usmernený prúd sa privádza do meniča, transformuje sa na striedavý prúd a dodáva sa do záťaže.

Výstupné napätie zostáva stabilné.

Zariadenia s meničmi sa líšia v rýchlosti reakcie, účinnosti od 90%, nepretržitej a tichej prevádzke v rozsahu 115 - 300 voltov.

Ak sa zaťaženie zvyšuje, regulačný rozsah prístroja sa znižuje.

Funkcie výpočtu charakteristík

Ak chcete nainštalovať parametrické zariadenie, musíte vypočítať výkon, vstupné napätie, základný prúd tranzistorov. Napríklad, maximálne výstupné napätie je 14 V, minimálny výstup je 1,5 V a maximálny prúd je 1 A. Po znalosti parametrov sa vykoná výpočet:

1. Vstupné napätie. Použitý vzorec Uin = Uout + 3, Obrázok je koeficient poklesu napätia v úseku prechodu z kolektora na emitor.
2. Maximálny výkon rozptýlený tranzistorom. Na výber v prospech väčšej hodnoty je potrebný odkaz. Používajú sa tieto vzorce:Pmax = 1,3 (Uin-Uout) Imax = 1,3 (17-14) = 3,9 W; Pmax = 1,3 (Uin-Uout1) Imax = 1,3 (17-1,5) = 20,15 W.
3. Prúdová tranzistorová základňa. Výpočty sa robia podľa vzorca: Ibmax = Imax / h21E min. Posledný ukazovateľ je 25, teda 1/25 = 0,04 A.
4. Parametre predradného tyristora. Platí vzorec Rb = (Uin-Ust) / (Ibmax + Ist min) = (17-14) / (0,00133 + 0,005) = 474 Ohmov. Ist min - stabilizačný prúd; ust - stabilizácia napätia, ktorá vytvára zenerovu diódu.

Obrázky a výpočty sú uvedené pre odpory s odporom 1 ohm.

Schéma pre stabilizátor kompenzácie

Kompenzačné schémy vysvetľujú súvislosti spätnej väzby. Samotné zariadenia majú presné výstupné napätie bez ohľadu na zaťažovací prúd.

Sekvenčný obvod

Podľa označenia z adresára môžete identifikovať:

• regulačná jednotka - P;
• zdroj referenčného napätia - A;
• porovnávané ukazovatele - ES;
• zosilňovač s konštantným prúdom - W.

Na výpočet výstupného napätia potrebujete poznať vlastnosti zariadenia. Jeden tranzistor bude regulovať a druhý sa stabilizuje. Zenerova dióda je referenčným zdrojom. Rozdiel výkonu - napätie v oblasti medzi žiaričom a základňou.

Keď je kolektorový prúd privedený na odpor, napätie klesá, má opačnú polaritu pre zostavu emitora. Výsledkom je pokles prúdu kolektorov a žiaričov. Na dosiahnutie hladkého nastavenia sa pre stabilizačnú čiaru používa delič. Kroková regulácia sa dosiahne stabilizáciou napätia zenerovej diódy.

Paralelný obvod

Ak sa napätie odchýli od menovitej hodnoty, dôjde k chybnému impulzu. Toto je rozdiel medzi ukazovateľmi výstupu a podpory. Pretože nastavovacia jednotka je rovnobežná so zaťažením, zosilňuje signál. Na regulátore prvkov je zmena prúdu, úbytok napätia rezistora a zachovanie konštantnej hodnoty na výstupe.

Obvod parametrického stabilizátora

Schéma vysvetľujúca proces stabilizácie referenčného napätia bude základom pre parametrické modely. Delič napätia zariadenia je predradník a zenerova dióda s paralelným odporom záťaže. Ak menovité napätie a prúdové zaťaženie kolíše, napätie sa stabilizuje.

Ak sa tento indikátor na vstupe zvýši, zvyšuje sa prúd prechádzajúci zenerovou diódou a odporom. Vďaka indikátorom elektrického napätia je zenerova dióda takmer nezmenená, rovnako ako napätie odporu záťaže. Všetky vibrácie sa týkajú iba odporu.

Špecifickosť impulzov

Pulzné zariadenie sa vyznačuje vysokou účinnosťou aj v širokom rozsahu napätia. Schéma zariadenia obsahuje kľúč, zariadenie na ukladanie energie a riadiaci obvod. Ovládací prvok je zapojený v impulznom režime. Princíp činnosti zariadenia:

1. Kladné spätnoväzbové napätie sa dodáva z druhého kolektora cez druhý kondenzátor do základne.
2. Kolektor č. 2 sa otvorí po aktuálnej saturácii z rezistora č. 2.
3. Pri prechode z kolektora na žiarič je saturácia menšia a zostáva otvorená.
4. Zosilňovač je spojený s kolektorom číslo 3 pomocou Zenerovej diódy číslo 2.
5. Základňa je spojená s oddeľovačom.
6. Prvá Zenerova dióda riadi otváranie / zatváranie druhého kolektora signálom z tretieho.

Keď je otvorená druhá zenerova dióda, v induktore sa hromadí energia a do záťaže vstupuje uzatváracie pole.

Stabilizátory triesok

Lineárny delič je charakterizovaný dodávaním nestabilného napätia na vstup a odstránením stabilného deliča z ramena. Zarovnanie sa vykonáva deliacim ramenom, ktoré udržuje konštantný odpor. Zariadenia sa vyznačujú jednoduchosťou konštrukcie, absenciou rušenia pri prevádzke. Čipy sú zapojené do série alebo paralelne.

Stabilizátory série

Sériové zariadenia sa vyznačujú zahrnutím nastavovacieho prvku paralelne so zaťažením. Existujú dve úpravy:

• S bipolárnym tranzistorom. Nemá nastaviteľný obvod, stabilita napätia závisí od aktuálnej hodnoty a ukazovateľov teploty. Ako prúdový zosilňovač sa používa emitorový sledovač alebo kompozitný tranzistor.
• S automatickým nastavením slučky. Kompenzačné zariadenie pracuje na princípe vyrovnania výstupných a referenčných hodnôt. Časť výstupného napätia sa odstráni z odporového deliča a potom sa porovná pomocou zenerovej diódy. Kontrolná slučka je spätnoväzbová slučka s fázovým posunom 180 stupňov. Prúd je stabilizovaný odporom alebo zdrojom energie.

Najpopulárnejšie sériové stabilizátory sú neoddeliteľnou súčasťou.

Špecifiká paralelného stabilizátora

Paralelné zariadenie sa vyznačuje zabudovaním nastavovacieho prvku rovnobežne s pôsobiacim zaťažením. Zenerova dióda sa používa polovodičový alebo plynový výboj. Tento obvod vyžaduje reguláciu zložitých zariadení.

Redukcia nestabilného ukazovateľa vstupného napätia sa vykonáva pomocou odporu. Na samostatnom mieste je dovolené používať bipolárny stroj s vysokým diferenciálnym odporom.

Vlastnosti zariadení s tromi závermi

Stabilizátory pre striedavé napätie sú malé, sú dostupné v plastovom alebo kovovom obale. Sú vybavené kanálmi pre vstup, uzemnenie a výstup. Kondenzátory zariadenia sú na oboch stranách utesnené, aby sa zmenšilo zvlnenie.

Výstupné napätie je asi 5 V, vstup je asi 10 V, disipačný výkon je 15 wattov.

Trojpólové úpravy umožňujú získať neštandardné napätie potrebné na napájanie modelov doštičiek, nízkoenergetických batérií pri upevňovaní alebo modernizácii zariadenia.

Algoritmus vlastného zostavenia zariadenia

Na vlastnú výrobu sa odporúča použiť triakálny obvod - efektívne zariadenie. Vyrovnáva nominálny prúd dodávaný pri napätí 130 až 270 V. Zariadenie sa môže vyrábať na základe dosky s plošnými spojmi vyrobenej z PCB potiahnutej fóliou. Zostava zariadenia je nasledovná:

1. Príprava magnetického obvodu a niekoľkých káblov.
2. Vytvorenie vinutia z drôtu s priemerom 0,064 mm - potrebujete 8669 zákrut.
3. Zostávajúce vodiče s priemerom 0,185 mm sú potrebné pre zostávajúce vinutia. Počet otočení každého z nich je 522.
4. Pripojenie 12 V transformátora
5. Organizácia 7 pobočiek. Prvé 3 sú vyrobené z drôtu s priemerom 3 mm, ostatné sú vyrobené z pneumatík s prierezom 18 mm2. Domáce zariadenie sa teda nezahreje.
6. Inštalácia čipu ovládača na platinový chladič.
7. Inštalácia triakov a LED diód.

Pre zariadenie budete potrebovať odolné puzdro pripevnené k pevnému rámu. Najjednoduchšou možnosťou sú polymérne alebo hliníkové platne.

Schéma pripojenia stabilizátora

Vstup do stabilizátora v súkromnom dome sa vykonáva pomocou trojžilového kábla VVGng, trojpolohového spínača a vodiča PUGV. Inštalácia sa vykonáva na merači v samostatnom alebo distribučnom paneli:

1. Otvorte kontakty zdvihnutím predného krytu.
2. Preveďte kábel na výstup a na vstup.Utiahnite vstupnú fázu na svorke Lin, neutrálny (modrý) vodič na svorke Nin a uzemnite na skrutkovom svorke s príslušným označením.
3. Ak nie je uzemnenie, priskrutkujte toto jadro pod skrutku na tele zariadenia.
4. Stabilizované napätie vráťte na spoločný štít. Fáza sa privádza na výstup Lout, nula až Nout, zem na zem na vstupe.
5. Otestujte obvod v režime bez záťaže.

Na účely testu sa všetky stroje vypnú, s výnimkou vstupu a nasmerujú na stabilizátor.

Stabilizátor pripojený medzi sieťou a záťažou je vhodný pre súkromný alebo vidiecky dom, byt, výrobu. Prístroj chráni zariadenie pred poruchou, eliminuje vplyv preťaženia a skratu na elektrické vedenie.