Obvody stabilizátora napätia - varianty a prístroj

Stabilizátory napätia zabraňujú poškodeniu zariadení a domácich spotrebičov kolísaním záťaže. Zariadenie je kompatibilné s jednofázovými a trojfázovými sieťami, vhodné pre byty a súkromné ​​domy. Pri vlastnom pripojení zariadenia alebo usporiadaní elektrickej siete môže byť potrebný obvod stabilizátora napätia.

Princíp činnosti stabilizátorov

Princíp činnosti závisí od typu zariadenia. Na zdôraznenie všeobecných vecí je vhodné zvážiť dizajn. Zariadenie sa skladá z nasledujúcich prvkov:

• Riadiaci systém. Umožňuje vám sledovať výstupné napätie a dosiahnuť tak stabilný indikátor 220 V. Zariadenie pracuje s chybou 10 - 15%.
• Automatický transformátor. K dispozícii pre verzie relé, triak a servomotor. Zvyšuje alebo znižuje napätie.
• Invertor. Modely invertorov sú vybavené mechanizmom z generátora, transformátora a tranzistorov. Prvky prechádzajúce cez primárne vinutie môžu prechádzať alebo vypínať prúd a vytvárať na výstupe napätie.
• Ochranný blok, sekundárne napájanie. K dispozícii pre modely s napätím 220 voltov.

Funkcia bypassu alebo tranzitu umožňuje regulátorom dodávať na výstup napätie, kým sa neprekročí nastavená hranica.

Princíp činnosti reléových modelov

Reléové zariadenie reguluje napätie zatváraním kontaktov relé. Ovládanie parametrov sa vykonáva pomocou mikroobvodu, ktorého prvky porovnávajú sieťové napätie s referenčným. Ak sa indikátory nezhodujú, prijímajú sa signály z mikroobvodov stabilizátora napätia na zníženie alebo zvýšenie vinutia.

Vďaka svojej nízkej cene a kompaktnosti reléové zariadenie pomaly reaguje na rázové napätia, môže sa na krátky čas vypnúť a nevydrží preťaženie.

Chyba zariadenia je 5-10%.

Ako fungujú servopohony

Hlavnými komponentmi prístroja poháňaného servomotorom sú servomotor a automatický transformátor. Ak sa napätie líši od normy, vyšle sa signál na prepnutie transformátora z regulátora na motor. Porovnanie indikátorov referenčného a vstupného napätia sa vykonáva na ovládacej doske.

Servopohonné stabilizátory môžu regulovať zaťaženie trojfázovej a jednofázovej siete. Vynikajú svojou odolnosťou, spoľahlivosťou a správnym fungovaním počas preťaženia.

Presnosť prístrojov je 1%.

Princíp činnosti invertorových zariadení

Stabilizátor invertora reguluje napätie podľa systému dvojitej konverzie:

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

Výstupné napätie zostáva stabilné.

Zariadenia so striedačmi sa vyznačujú rýchlou odozvou, účinnosťou od 90%, neprerušovanou a tichou prevádzkou v rozsahu 115-300 Voltov.

S rastúcim zaťažením sa riadiaci rozsah prístroja zmenšuje.

Vlastnosti výpočtu charakteristík

Ak chcete nainštalovať parametrické zariadenie, budete musieť 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. Ak poznáme parametre, vykoná sa výpočet:

1. Vstupné napätie. Používa sa vzorec Uin = Uout + 3... Obrázok predstavuje koeficient poklesu napätia v úseku prechodu z kolektora na emitor.
2. Maximálny výkon, ktorý sa tranzistor rozptýli. Pre výber v prospech vyššej hodnoty je potrebná príručka. Použijú 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. Základný prúd tranzistora. Výpočty sa vykonávajú podľa vzorca: Ib max = Imax / h21E min. Posledný indikátor je 25, teda 1/25 = 0,04 A.
4. Parametre predradníka tyristora. Vzorec sa použije Rb = (Uin-Ust) / (Ib max + Ist min.) = (17-14) / (0,00133 + 0,005) = 474 Ohm. Ist min - stabilizačný prúd; Ust - stabilizačné napätie, ktoré je dané zenerovou diódou.

Čísla a výpočty sú poskytnuté pre rezistory s odporom 1 ohm.

Obvod pre kompenzačný stabilizátor

Kompenzačné obvody vysvetľujú spätnoväzbové pripojenie. Samotné zariadenia majú presné výstupné napätie bez ohľadu na záťažový prúd.

Sériový obvod

Podľa označení z príručky môžete identifikovať:

• regulačná jednotka - P;
• zdroj menovitého referenčného napätia - AND;
• porovnávané ukazovatele - ES;
• zosilňovač konštantného prúdu - W.

Ak chcete vypočítať výstupné napätie, musíte poznať vlastnosti zariadenia. Jeden tranzistor bude regulovať a druhý sa bude stabilizovať. Zenerova dióda je referenčným zdrojom. Rozdiel výkonu je napätie medzi vysielačom a základňou.

Keď je kolektorový prúd aplikovaný na rezistor, napätie klesá, má opačnú polaritu pre zostavu emitora. Výsledkom je pokles prúdov kolektora a emitora. Aby bolo nastavenie plynulé, pre líniu stabilizátora sa používa rozdeľovač. Kroková regulácia sa dosahuje pomocou napätia podpory Zenerovej diódy.

Paralelný obvod

Ak sa napätie líši od nominálneho, dôjde k nesúladu impulzu. To je rozdiel medzi výnosom a mierou podpory. Pretože je riadiaca jednotka paralelná so záťažou, zosilňuje signál. Nastáva zmena prúdu na regulačnom prvku, pokles napätia rezistora a konštantná nominálna hodnota na výstupe.

Parametrický obvod stabilizátora

Diagram vysvetľujúci proces stabilizácie referenčného napätia bude hlavným pre parametrické modely. Rozdeľovač napätia prístroja je predradný odpor a zenerova dióda s paralelným odporom záťaže. Pri kolísaní menovitého napájacieho napätia a prúdového zaťaženia sa napätie stabilizuje.

Ak sa tento indikátor na vstupe zvyšuje, zvyšuje sa prúd prechádzajúci zenerovou diódou a odporom. Vďaka indikátorom volt-ampér sa hodnotenie zenerovej diódy takmer nemení, rovnako ako napätie odporu záťaže. Všetky vibrácie sa týkajú iba rezistora.

Špecifiká pulzného zariadenia

Impulzné zariadenie sa vyznačuje vysokou účinnosťou aj v podmienkach veľkého rozsahu napätia. Obvod zariadenia obsahuje kľúč, zásobník energie a riadiaci obvod. Nastavovací prvok je pripojený v impulznom režime. Princíp činnosti zariadenia:

1. Napätie so spätnou väzbou sa dodáva z druhého kolektora cez druhý kondenzátor do základne.
2. Kolektor # 2 sa otvorí po nasýtení prúdu z rezistora # 2.
3. Na križovatke od kolektora k emitoru je saturácia menšia a zostáva otvorená.
4. Zosilňovač je pripojený k kolektoru # 3 cez Zenerovu diódu # 2.
5. Základňa je spojená s rozdeľovačom.
6. Prvá zenerova dióda riadi otváranie / zatváranie druhého kolektora signálom z tretieho.

Keď je druhá zenerova dióda otvorená, energia sa ukladá v tlmivke a dodáva uzatváracie pole do záťaže.

Stabilizátory na mikroobvodoch

Lineárny rozdeľovač sa vyznačuje dodávkou nestabilného napätia na vstup a odstránením stabilného napätia z ramena rozdeľovača. Vyrovnávanie sa vykonáva výškovým ramenom, ktoré udržuje konštantný odpor. Zariadenia sa vyznačujú jednoduchosťou konštrukcie, absenciou rušenia pri prevádzke. Mikroobvody sú zapojené do série alebo paralelne.

Sériové stabilizátory

Sériové zariadenia sa vyznačujú zahrnutím ovládacieho prvku paralelne so záťažou. Existujú dve modifikácie:

• S bipolárnym tranzistorom. Nemá autoregulovaný obvod, stabilita napätia závisí od veľkosti indikátorov prúdu a teploty. Ako prúdový zosilňovač sa používa sledovač emitorov alebo kompozitný tranzistor.
• S pútkom na automatické nastavenie. Kompenzačné zariadenie pracuje na princípe vyrovnania výstupných a referenčných hodnôt. Časť výstupného napätia sa odstráni z odporového deliča a potom sa porovnáva pomocou zenerovej diódy. Riadiaca slučka je 180-stupňová spätnoväzbová slučka. Prúd je stabilizovaný rezistorom alebo napájacím zdrojom.

Najobľúbenejšie sériové stabilizátory sú integrálne.

Špecifiká paralelného stabilizátora

Paralelné zariadenie sa vyznačuje zahrnutím ovládacieho prvku rovnobežného s napájanou záťažou. Zenerova dióda sa používa polovodičového alebo výbojového typu. Obvod je žiadaný pre reguláciu zložitých zariadení.

Zníženie nestabilného napätia na vstupe sa vykonáva pomocou odporu. V samostatnej oblasti je dovolené používať bipolárny stroj s vysokými hodnotami rozdielového odporu.

Vlastnosti zariadení s tromi svorkami

Stabilizátory striedavého napätia sú malé a sú k dispozícii v plastovom alebo kovovom puzdre. Sú vybavené kanálmi pre vstup, zem a výstup. Kondenzátory zariadenia sú na oboch stranách utesnené, aby sa znížilo zvlnenie.

Výstupné napätie je asi 5 V, vstupné napätie je asi 10 V, rozptylový výkon je 15 W.

Trojkolíkové úpravy umožňujú získať neštandardné napätie potrebné na napájanie kontaktných panelov, batérií s nízkou spotrebou energie, pri opravách alebo modernizácii zariadení.

Algoritmus pre vlastnú montáž zariadenia

Na vlastnú výrobu je vhodné použiť triakový okruh - efektívne zariadenie. Vyrovnáva hodnotenie dodávaného prúdu pri napätí od 130 do 270 V. Zariadenie je možné vyrobiť na základe dosky s plošnými spojmi z fóliového textolitu. Montáž zariadenia sa vykonáva nasledovne:

1. Príprava magnetického jadra a niekoľkých káblov.
2. Vytvorenie vinutia z drôtu s priemerom 0,064 mm - bude potrebných 8669 závitov.
3. Zvyšné vodiče s priemerom 0,185 mm sú potrebné pre zostávajúce vinutia. Počet závitov každého z nich je 522.
4. Sériové pripojenie 12 V transformátorov.
5. Organizácia 7 pobočiek. Prvé 3 sú vyrobené z drôtu s priemerom 3 mm, ostatné - z pneumatík s prierezom 18 mm2. Domáce zariadenie sa teda nebude zahrievať.
6. Inštalácia čipu radiča na platinový chladič.
7. Inštalácia triakov a LED diód.

Zariadenie bude potrebovať robustné puzdro pripevnené k pevnému rámu. Najjednoduchšou možnosťou sú polymérové ​​alebo hliníkové dosky.

Schéma zapojenia stabilizátora

Do stabilizátora sa vstupuje do súkromného domu pomocou trojžilového kábla VVGng, trojpolohového spínača a drôtu PUGV. Inštalácia sa vykonáva pred meradlom, v samostatnej alebo distribučnej doske:

1. Kontakty otvoríte zdvihnutím predného krytu.
2. Prejdite káblom k východu a vchodu. Dotiahnite vstupnú fázu na svorku Lin, neutrálny (modrý) vodič - na svorku Nin, zem - na skrutkovú svorku s príslušným označením.
3. Ak nie je zem, dotiahnite toto jadro pod skrutku na tele prístroja.
4. Vráťte stabilizované napätie do spoločného štítu. Fáza sa aplikuje na výstup Lout, nula na Nout a zem na zem na vstupe.
5. Vyskúšajte obvod v režime bez zaťaženia.

Na účely testu sú všetky stroje vypnuté, okrem vstupu a smerujúce na stabilizátor.

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