نما الطلب على أنظمة تثبيت الجهد بشكل كبير في السنوات الأخيرة. يظهر اهتمام خاص بالأجهزة التي تعمل مع مصادر الضوء الاصطناعي ، وعلى وجه الخصوص ، مع مصابيح LED. يعد المثبت الحالي على lm317 جهازًا بسيطًا وغير مكلف ولكنه موثوق به يمكنك شراؤه أو تجميعه بنفسك. في الحالة الأخيرة ، تحتاج إلى معرفة القواعد الأساسية للأجهزة ومتطلبات السلامة عند العمل بالكهرباء وإعداد مجموعة قياسية من العناصر.
ما هو استقرار التيار والجهد؟
عدد الأجهزة الكهربائية في المنازل في تزايد مستمر. في السنوات الأخيرة ، زاد عدد الأجهزة الكهربائية عدة مرات. نتيجة لذلك ، ازدادت الحاجة إلى مستويات الجهد في الشبكات الكهربائية. علاوة على ذلك ، تم بناء معظم المباني (السكنية والصناعية) ومحطات توليد الكهرباء منذ أكثر من 30-40 عامًا.
يتم تصنيع بعض الأجهزة الحديثة بمثبتات مدمجة - دوائر صغيرة لمنع التلف الناتج عن زيادة الطاقة. لكن معظمها لا يحتوي على أجهزة إضافية ، وحتى انخفاض بسيط في الشبكة يهدد بالانفجار. الأجهزة المنزلية الكبيرة (غير الرقمية) معرضة لخطر كبير. خاصة الغلايات والغسالات.
لتجنب الضرر وضمان ثبات الجهد في الشبكة ، يتم تثبيت المثبتات. هذا اختياري في كل منزل. إذا كان للمبنى إمداد تيار مستمر دون حدوث انخفاضات خطيرة (في حدود 220 فولت بحد أقصى للخطأ 10٪) ، فلا فائدة من وجود أجهزة إضافية. ولكن عندما تكون الارتفاعات مستمرة ، فإن تركيب عامل استقرار سيوفر المعدات ويوفر الكهرباء.
أنواع أجهزة التثبيت
قبل شراء جهاز ، يجب أن تتعرف على الأنواع والميزات الرئيسية. لكل منها مزايا وعيوب ، مصممة لمستويات جهد مختلفة وعدد من الأجهزة. مبادئ العمل مختلفة أيضًا.
تناوب
الخيار الأفضل للمنازل والشقق الخاصة والريفية. يتم تثبيت العديد من اللفات المغناطيسية على المحول. في لحظة انخفاض الجهد ، يحدث التبديل بينهما ، مما يسمح بالحفاظ على تدفق الجهد في نفس الوضع. تشمل العيوب ما يلي:
- تغيير في تدفق الطاقة في وضع تدريجي (بشكل مفاجئ ومتقطع) ؛
- انحناء الجيوب الأنفية لتدفق الجهد ؛
- طاقة منخفضة في لحظة الارتداد.
تكلفة هذه الأجهزة أقل بكثير من نماذج المثبتات الأخرى. تقييمات المالكين جيدة ، الجهاز يكفي للشبكات المنزلية.
إلكتروني
هناك نوعان من مثبتات "التعبئة" الإلكترونية - التيرستورات والثايرستور. في البداية ، يتم التبديل بين اللفات في الوضع التلقائي بواسطة آلية صغيرة - التيرستورات. كفاءة الجهاز عالية ويعمل بسرعة. ميزة إضافية كبيرة للاستخدام المنزلي هي التشغيل الصامت. النوع الثاني ليس بنفس الفعالية ، وعادة ما يستخدم لتثبيت الشبكات المنزلية دون الكثير من الجهد. العيب الأبرز هو التكلفة.
كهروميكانيكية
الأسماء الأخرى هي محرك سيرفو ، محرك سيرفو. مبدأ التشغيل - بمساعدة محرك كهربائي ، يتحرك قطب الكربون على طول اللفات ، مما يخلق جهدًا غير متقطع. غالبًا ما يتم شراؤها لتلبية الاحتياجات المنزلية والمباني الصغيرة (المنزل ، الكوخ الصيفي ، المكتب). الايجابيات - السعر والاكتناز والتبديل السلس. العيوب - الضوضاء ، سرعة التحويل البطيئة.
مروع
في السنوات الأخيرة ، نادرًا ما يتم استخدامه بسبب ظهور أجهزة أكثر حداثة. يحدث تأثير الإرهاب في نظام التفاعل بين المحولات والمكثف. الأجهزة كبيرة الحجم وصاخبة ولا تعمل في ظل أحمال زائدة مفاجئة وكبيرة. المزايا - عمر خدمة طويل ، والقدرة على الاستخدام في الغرف ذات الرطوبة العالية.
العاكس
الأجهزة من هذا النوع قوية ومكلفة. يتم استخدامها في الحياة اليومية والمباني الصناعية الكبيرة. الاختلاف الرئيسي هو مذبذب بلوري وجهاز تحكم ، يقومان بتحويل الجهد عند الإدخال إلى تيار مباشر ، وعند الخرج إلى تيار متردد. يتيح لك التشكيل المزدوج المتزامن العمل بمستويات تيار مختلفة - من 115 إلى 300 فولت. المزايا - لا ضوضاء ، الحجم الصغير ، التبديل والتنظيم السريع ، ميزات إضافية أخرى (على سبيل المثال ، حماية الأجهزة المنزلية من الجهد الزائد).
مخططات الجهاز الخطية
المثبت الحالي على lm317 هو جهاز يعمل على دائرة تبديل الجهد الخطي. تُستخدم هذه الدوائر الدقيقة للشبكات التي لا تتطلب الكفاءة العالية والطاقة الزائدة. على وجه الخصوص ، لدعم تشغيل المصابيح. فوائد:
- الحماية من الارتفاع المفاجئ ، ومستويات الطاقة المفرطة ؛
- عكس قطبية التيار عند عنصر الإدخال ؛
- عدم وجود أجزاء وأجهزة إضافية.
تشمل العيوب انخفاض الكفاءة - تتم معالجة الجهد الذي يتم الحصول عليه الزائدة عن المطلوب في التدفئة ، وبالتالي فإن التبريد الإضافي ضروري.
للتشغيل المستقر ، يلزم وجود فرق إيجابي في التيارات عند المدخلات والمخرجات - تتوقف المثبتات الخطية عن العمل عند انخفاض 0.4 فولت (حتى عند 0.5 فولت). لذلك ، لا يتم استخدام دائرة إمداد الطاقة على lm317 مع تنظيم التيار والجهد للأجهزة كبيرة الحجم والشبكات "الثقيلة".
الخصائص الرئيسية
يعمل منظم الجهد على lm317 ضمن نطاق معين من مصدر الطاقة. الحدود هي 1.25 فولت كحد أدنى ، 37 فولت كحد أقصى. عند الإخراج ، لا تتجاوز طاقة الجهد 1.5 أمبير ، والخطأ في الاتصال غير المستقر يصل إلى 0.1 ٪.
يحتوي منظم الجهد على الدائرة المصغرة lm317 على أنظمة حماية داخلية إضافية: من الدوائر القصيرة ، من الجهد الزائد الحراري ، من التبديد المفرط للجهد "الزائد".
يتم توفير الحد الحراري من خلال مستشعرات دقيقة خاصة تضمن حماية المعدات من تجاوز الطاقة المشتتة - إذا حدث ذلك ، فسيتم إيقاف تشغيل الجهاز ببساطة ولن يعاني.
جهد الطاقة والمدخلات
لكي يعمل المنظم الحالي على دائرة lm317 ، يجب ألا يزيد الجهد عند جزء الإدخال عن 40 فولت. في هذه الحالة ، يجب أن يتجاوز الحد الأدنى للفرق الحالي عند المدخلات والمخرجات 2 فولت.
لكي يعمل منظم الجهد على lm317 ، يجب ألا تتلقى الدائرة حمولة أكبر من 1.5 أمبير. إذا لم يكن هناك تبريد إضافي ، فسوف ينخفض المستوى. يتم حساب القدرة التقريبية بضرب مؤشرين - قوة الكهرباء عند الخرج والفرق المحتمل بين المدخلات والمخرجات.
في درجات الحرارة المحيطة التي تصل إلى 30 درجة مئوية ، يُسمح بتبديد الطاقة حتى 1.5 واط (إذا لم يكن هناك بالوعة الحرارة). في المستوى الطبيعي لتبديد الحرارة ، يُسمح بتبديد يصل إلى 20 واط.
تصميم الجهاز
تحتوي دائرة إمداد الطاقة المثبت lm317 مع تنظيم التيار والجهد بترتيب أدنى على مقاومتين ، والفرق في المقاومة ينظم الجهد عند الخرج والمكثفات.متوسط قيمة التيار على العناصر الداعمة هو 1.25 فولت. يجب ألا تتجاوز المقاومة 240 أوم.
جسم المثبت في مخطط lm317 مصنوع من البلاستيك. الخيارات الممكنة: TO 220 و 220FP و SOT23 و D2PAK. تسمح أنظمة الحماية الداخلية للجهاز بالعمل إذا تم فصل مدخل التحكم.
محركات النبض
السائقون الذين لديهم نظام دفع هم نفس منظمات الجهد. يسمح لك جهد التيار المتردد بتنظيم تشغيل الجهاز. إذا كان المستوى أقل من 2-3 أمبير ، فلا حاجة إلى تبديد حرارة إضافي.
تقوم أجهزة النبض "بقطع" تيار الإدخال للحصول على مستوى الجهد المطلوب عند الخرج. يمكن أن تعمل مع شبكات الأحمال العالية. السلبيات - أنت بحاجة إلى مصدر طاقة منفصل ، تكلفة ، مجال كهرومغناطيسي خارجي "إضافي". يصعب تجميعها في المنزل.
مخططات الاتصال
تسمح دائرة تشغيل وحدة الإمداد بالطاقة على lm317 مع تنظيم التيار والجهد باستخدام المثبت في الشبكات ذات الجهد غير القياسي. مطلوب ما لا يقل عن اثنين من المقاومات حتى يعمل الجهاز. أهم المؤشرات هي جهد النقطة المرجعية ، مستوى تيار الخرج.
أبسط مصدر طاقة مستقر
هناك حاجة إلى مثبتات الجهد ليس فقط لحماية المعدات المنزلية والصناعية. في المختبر ، تساعد الأجهزة على تجنب التدفقات المفرطة للطاقة وحرق الشبكة. لذلك ، يميل المبتدئون والفنيون المحترفون إلى استخدام كتل تثبيت بسيطة على الأقل.
المزايا الرئيسية:
- تجميع سهل
- عمل موثوق
- أجزاء غير مكلفة وبأسعار معقولة.
تشمل العيوب كفاءة الخرج المنخفضة ، واستخدام مشعات كبيرة الحجم ، والحجم الكبير للجهاز.
بالنسبة للجهاز القياسي ، هناك عدة عناصر مطلوبة:
- دائرة lm317 ؛
- الترانزستور مع علبة بلاستيكية ؛
- الصمام الثنائي؛
- مقاومات
- مكثفتان
- جسر الصمام الثنائي.
سيسمح لك الحد الأدنى لعدد الأجزاء والتصميم البسيط بتجميع منظم الجهد بسرعة واستخدامه لشبكة صغيرة.
مؤشرات العناصر ليست حرجة. على سبيل المثال ، يمكن أن تتراوح المقاومات الموجودة على R1 من 30 إلى 50 أوم ، ولا يتم تثبيت الصمام الثنائي.
مزود طاقة استقرار متكامل
تستخدم الأجهزة ذات نظام التشغيل المتكامل في مثبتات الجهد وأنظمة الصوت ومكبرات الصوت وإمدادات الطاقة وغيرها. ترتبط جميع أجزاء الهيكل عن طريق بلورة السيليكون بحيث يشكل تسلسلها عامل استقرار. في الهندسة الكهربائية ، يتم استخدام نوعين:
- باستخدام أشباه الموصلات
- مع استخدام عناصر الفيلم (الهجين).
تشتمل الدائرة القياسية على عدة أجزاء نموذجية: مصدر مرجعي ، ومضخم ، ومنظم ، وآلية واقية لإغلاق ومنع الدوائر القصيرة.
الدوائر المتكاملة هي أجهزة ذات دورة وظيفية كاملة. لكل منها مدخل ومخرج ومسار أرضي.
يمكنك استخدام هذه الدوائر فقط مع مؤشرات جهد معينة. الحدود المسموح بها هي من 5 إلى 24 فولت ، للتيار - أقل من 1 أ.
الدوائر المتكاملة لها محدد جهد الخرج. يتم أيضًا تثبيت حماية إضافية من السخونة الزائدة.
دائرة استقرار مع مصدر طاقة منظم
يتم اختيار المقاوم وفقًا للقيمة الاسمية المسموح بها للمثبت. يجب أن يكون الخطأ ضئيلاً. الخيار الأفضل هو حساب دقيق.
منطقة التطبيق
تستخدم المثبتات القائمة على الدائرة المصغرة LM317 لتثبيت المؤشرات الرئيسية للأجهزة الفنية. من السهل تجميع مثل هذا الجهاز بنفسك ، والجهاز المصنوع في المصنع غير مكلف. بالنسبة لهذه الفئة ، لديها بيانات تشغيلية ممتازة وعمر خدمة ، إذا لم يكن هناك زيادات كبيرة في الطاقة.
العيب هو حد الجهد - لا يزيد عن 3 فولت. يعتبر المثبت المستند إلى علبة TO 220 هو النموذج الأكثر تكلفة والذي يتم استخدامه في عدة مجالات:
- شبكات منزلية (منزلية) ؛
- ظروف المختبر
- إضاءة LED (الثنائيات الباعثة للضوء).
تعد أنظمة تثبيت الجهد القائمة على الدائرة المصغرة LM317 أجهزة موثوقة وبسيطة ومريحة. التكلفة صغيرة ، لكن الخصائص إيجابية. غالبًا ما تستخدم هذه المثبتات لمصابيح LED في السيارات.
