Obvody stabilizátorů napětí - varianty a zařízení

Stabilizátory napětí zabraňují poškození zařízení a domácích spotřebičů kolísáním zatížení. Zařízení je kompatibilní s jednofázovou a třífázovou sítí, vhodné pro byty a soukromé domy. Obvod stabilizátoru napětí může být potřebný, když připojujete zařízení sami nebo instalujete napájecí zdroj.

Princip fungování stabilizátorů

Princip činnosti závisí na typu zařízení. Pro zdůraznění obecných bodů je vhodné zvážit návrh. Zařízení se skládá z následujících prvků:

• Kontrolní systém. To vám umožní sledovat výstupní napětí a uvést jej na stabilní indikátor 220 V. Zařízení pracuje s chybou 10-15%.
• Automatický transformátor. K dispozici v provedení relé, triak, servo. Zvyšuje nebo snižuje jmenovité napětí.
• Střídač. Mechanismus generátoru, transformátoru a tranzistoru je vybaven invertorovými modely. Prvky přes primární vinutí mohou procházet nebo vypínat proud a na výstupu vytvářet napětí.
• Ochranný blok, sekundární zdroj energie. K dispozici pro modely 220 V.

Funkce bypassu nebo tranzitu umožňuje stabilizátorům dodávat napětí na výstup, dokud není limit potlačen.

Princip fungování reléových modelů

Reléové zařízení reguluje napětí uzavřením kontaktů relé. Parametry jsou řízeny pomocí mikroobvodu, jehož prvky porovnávají síťové napětí s referenčním napětím. Pokud se indikátory neshodují, mikroobvody regulátoru napětí přijímají signály ke snížení nebo zvýšení vinutí.

Při nízkých nákladech a kompaktnosti reaguje reléové zařízení pomalu na přepětí, může se krátce vypnout, nevydrží přetížení.

Přesnost zařízení je 5-10%.

Jak servo pohony fungují

Hlavními komponenty servopohonu jsou servomotor a automatický transformátor. Pokud se napětí odchyluje od normy, je vyslán signál k přepnutí transformátoru z řídicí jednotky na motor. Porovnání indikátorů referenčního a vstupního napětí provádí řídicí deska.

Servo stabilizátory mohou regulovat zatížení třífázové a jednofázové sítě. Vyznačují se trvanlivostí, spolehlivostí, dobrým fungováním během přetížení.

Přesnost nástrojů je 1%.

Princip činnosti invertorových zařízení

Stabilizátor střídače reguluje napětí podle systému dvojité konverze:

1. Střídavý proud na vstupu je vyrovnán a prochází filtrem zvlnění kondenzátoru.
2. Usměrněný proud je dodáván střídači, přeměněn na střídavý proud a dodáván do zátěže.

Výstupní napětí zůstává stabilní.

Zařízení s měniči se liší rychlostí reakce, účinností od 90%, nepřetržitým a tichým provozem v rozsahu 115-300 voltů.

Pokud se zatížení zvýší, regulační rozsah zařízení se zmenší.

Vlastnosti výpočtu charakteristik

Chcete-li nainstalovat parametrické zařízení, musíte vypočítat výkon, vstupní napětí, základní proud tranzistorů. Například maximální výstupní napětí je 14 V, minimální výstup je 1,5 V a maximální proud je 1 A. Znát parametry, výpočet se provede:

1. Vstupní napětí. Použitý vzorec Uin = Uout + 3. Obrázek je součinitel úbytku napětí v úseku přechodu z kolektoru do emitoru.
2. Maximální výkon rozptýlený tranzistorem. Pro výběr ve prospěch větší hodnoty je nutný odkaz. Používají se následující 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. Proudová tranzistorová základna. Výpočty se provádějí podle vzorce: Ibmax = Imax / h21E min. Poslední ukazatel je 25, tedy 1/25 = 0,04 A.
4. Parametry předřadného tyristoru. Vzorec platí Rb = (Uin-Ust) / (Ibmax + Ist min) = (17-14) / (0,00133 + 0,005) = 474 Ohmů. Ist min - stabilizační proud; Ust - stabilizace napětí, která vytváří zenerovu diodu.

Údaje a výpočty jsou uvedeny pro odpory s odporem 1 ohm.

Schéma kompenzačního stabilizátoru

Schémata kompenzace vysvětlují vazby zpětné vazby. Samotná zařízení mají přesné výstupní napětí bez ohledu na zátěžový proud.

Sekvenční obvod

Podle označení z adresáře můžete identifikovat:

• regulační jednotka - P;
• zdroj referenčního napětí - A;
• srovnávané ukazatele - ES;
• zesilovač s konstantním proudem - W.

Chcete-li vypočítat výstupní napětí, musíte znát funkce zařízení. Jeden tranzistor bude regulovat a druhý se stabilizuje. Zenerova dioda je referenčním zdrojem. Rozdíl výkonu - napětí v oblasti mezi emitorem a základnou.

Když je kolektorový proud přiveden na rezistor, napětí klesá, má pro emitorovou sestavu opačnou polaritu. Výsledkem je pokles proudu kolektorů a emitorů. Pro zajištění plynulého nastavení se pro stabilizační linku používá dělič. Krokové regulace je dosaženo stabilizací napětí zenerovy diody.

Paralelní obvod

Pokud se napětí odchýlí od jmenovité hodnoty, dojde k neshodnému impulzu. To je rozdíl mezi ukazateli výstupu a podpory. Protože nastavovací jednotka je rovnoběžná se zátěží, zesiluje signál. Na regulátoru prvků je změna proudu, úbytek napětí rezistoru a zachování konstantní hodnoty na výstupu.

Obvod parametrického stabilizátoru

Pro parametrické modely bude základní schéma vysvětlující proces stabilizace referenčního napětí. Dělič napětí zařízení je předřadník a zenerova dioda s paralelním odporem zátěže. Pokud nominální napětí a proudové zatížení kolísají, napětí se stabilizuje.

Pokud se tento indikátor na vstupu zvýší, zvyšuje se proud procházející zenerovou diodou a odporem. Díky indikátorům proudového napětí je zenerova dioda téměř nezměněna, stejně jako napětí odporu zátěže. Všechny vibrace se vztahují pouze na odpor.

Pulzní specifičnost

Pulzní zařízení se vyznačuje vysokou účinností i v širokém rozsahu napětí. Schéma zařízení obsahuje klíč, zařízení pro ukládání energie a řídicí obvod. Ovládací prvek je připojen v pulzním režimu. Princip činnosti zařízení:

1. Pozitivní zpětnovazební napětí je dodáváno z druhého kolektoru přes druhý kondenzátor do základny.
2. Sběratel č. 2 se otevře po aktuální nasycení odporem č. 2.
3. Při přechodu z kolektoru na emitor je saturace menší a zůstává otevřená.
4. Zesilovač je připojen ke kolektorovému číslu 3 prostřednictvím zenerovy diody číslo 2.
5. Základna je připojena k děliči.
6. První zenerova dioda ovládá otevírání / zavírání druhého kolektoru signálem ze třetího.

Když je otevřena druhá zenerova dioda, v induktoru se hromadí energie a do zátěže vstupuje uzavírací pole.

Stabilizátory třísek

Lineární dělič je charakterizován dodáváním nestabilního napětí na vstup a odstraněním stabilního děliče z ramene. Vyrovnání se provádí dělícím ramenem, které udržuje konstantní odpor. Zařízení se vyznačují jednoduchostí konstrukce, nepřítomností rušení v provozu. Čipy jsou zapojeny v sérii nebo paralelně.

Stabilizátory řady

Sériová zařízení se vyznačují začleněním nastavovacího prvku paralelně se zátěží. Existují dvě modifikace:

• S bipolárním tranzistorem. Nemá automaticky nastavitelný obvod, stabilita napětí závisí na ukazatelích aktuální hodnoty a teploty. Jako proudový zesilovač se používá emitorový sledovač nebo složený tranzistor.
• S automatickým nastavením smyčky. Kompenzační zařízení pracuje na principu zarovnání výstupních a referenčních hodnot. Část výstupního napětí je odstraněna z odporového děliče a poté porovnána pomocí Zenerovy diody. Řídicí smyčka je zpětnovazební smyčka s fázovým posunem 180 stupňů. Proud je stabilizován rezistorem nebo zdrojem energie.

Nejoblíbenější sériové stabilizátory jsou integrální.

Specifika paralelního stabilizátoru

Paralelní zařízení se vyznačuje začleněním nastavovacího prvku rovnoběžně s působícím zatížením. Zenerova dioda se používá polovodičového nebo plynového typu. Obvod je vyžadován pro regulaci složitých zařízení.

Redukce nestabilního indikátoru vstupního napětí se provádí pomocí rezistoru. Je povoleno používat bipolární stroj s vysokým diferenciálním odporem v oddělené oblasti.

Vlastnosti zařízení se třemi závěry

Stabilizátory pro střídavé napětí jsou malé velikosti, jsou k dispozici v plastovém nebo kovovém pouzdře. Jsou vybaveny kanály pro vstup, uzemnění a výstup. Kondenzátory zařízení jsou na obou stranách utěsněny, aby se snížilo zvlnění.

Výstupní napětí je asi 5 V, vstup je asi 10 V, rozptylový výkon je 15 wattů.

Třípólové úpravy vám umožňují získat nestandardní napětí, které je nutné pro napájení modelů sekáčky, nízkoenergetických baterií, při upevňování nebo modernizaci zařízení.

Algoritmus samočinného sestavení zařízení

Pro vlastní výrobu je vhodné použít triakální obvod - efektivní zařízení. Vyrovnává jmenovitý proud dodávaný při napětí 130 až 270 V. Zařízení může být vyrobeno na základě desky s plošnými spoji z PCB potažené fólií. Sestava zařízení je následující:

1. Příprava magnetického obvodu a několika kabelů.
2. Vytvoření vinutí z drátu o průměru 0,064 mm - potřebujete 8669 závitů.
3. Pro zbývající vinutí jsou zapotřebí zbývající vodiče o průměru 0,185 mm. Počet otočení každého z nich je 522.
4. Připojení transformátoru řady 12 V
5. Organizace 7 poboček. První 3 jsou vyrobeny z drátu o průměru 3 mm, ostatní jsou vyrobeny z pneumatik o průřezu 18 mm2. Domácí zařízení se tedy nezahřívá.
6. Instalace kontrolního čipu na platinový chladič.
7. Instalace triaků a LED.

Pro zařízení budete potřebovat odolné pouzdro připojené k pevnému rámu. Nejjednodušší možností jsou polymerové nebo hliníkové desky.

Schéma připojení stabilizátoru

Vstup do stabilizátoru v soukromém domě se provádí pomocí třížilového kabelu VVGng, třípolohového spínače a drátu PUGB. Instalace se provádí na měřiči v samostatném nebo distribučním panelu:

1. Otevřete kontakty zvednutím předního krytu.
2. Kabel předejte na výstup a vstup.Utáhněte vstupní fázi na svorce Lin, neutrální (modrý) vodič na svorce Nin a uzemněte na šroubové svorce s odpovídajícím označením.
3. Pokud není uzemnění, zašroubujte toto jádro pod šroub na těle zařízení.
4. Vraťte stabilizované napětí na společný štít. Fáze je vedena na výstup Lout, nula až Nout, zem na zem na vstupu.
5. Otestujte obvod v režimu bez zátěže.

Pro zkoušku jsou všechny stroje vypnuty, s výjimkou vstupu a směřovány do stabilizátoru.

Stabilizátor propojený mezi sítí a zátěží je vhodný pro soukromý nebo venkovský dům, byt, výrobu. Zařízení chrání zařízení před poruchami, eliminuje vliv přetížení a zkratů na elektrické vedení.