La demanda de sistemes estabilitzadors de tensió ha crescut significativament en els darrers anys. Es mostra un interès especial en els dispositius que funcionen amb fonts de llum artificial i, en particular, amb LEDs. L'estabilitzador actual del lm317 és un dispositiu senzill, econòmic però fiable que podeu comprar o muntar vosaltres mateixos. En aquest darrer cas, cal conèixer les regles bàsiques d’instrumentació, els requisits de seguretat quan es treballa amb electricitat i preparar un conjunt estàndard d’elements.
- Per a què serveix l’estabilització de corrent i tensió?
- Tipus de dispositius estabilitzadors
- Relleu
- Electrònica
- Electromecànica
- Ferrorresonant
- Inversor
- Esquemes de dispositius lineals
- Característiques principals
- Potència i voltatge d'entrada
- Disseny de dispositius
- Conductors impulsius
- Esquemes de connexió
- La font d’alimentació estabilitzada més senzilla
- Font d'alimentació integrada d'estabilitzador
- Circuit estabilitzador amb alimentació regulada
- Àrea d'aplicació
Per a què serveix l’estabilització de corrent i tensió?
El nombre d’aparells elèctrics a les llars creix constantment. En els darrers anys, el nombre d’aparells elèctrics ha augmentat diverses vegades. Com a resultat, la necessitat de nivells de tensió a les xarxes elèctriques ha augmentat. A més, la majoria dels edificis (residencials i industrials) i de les centrals elèctriques es van construir fa més de 30-40 anys.
Alguns dispositius moderns es fabriquen amb estabilitzadors incorporats: petits circuits per evitar danys per sobretensions. Però la majoria no contenen dispositius addicionals i fins i tot una petita caiguda a la xarxa amenaça de cremar-se. Els electrodomèstics grans (no digitals) presenten un risc elevat. En particular, calderes i rentadores.
Per evitar danys i garantir una tensió estable a la xarxa, s’instal·len estabilitzadors. Això és opcional a totes les llars. Si l’edifici té un subministrament de corrent constant sense caigudes greus (a 220 Volts amb un error màxim del 10%), no hi ha cap punt en dispositius addicionals. Però quan les pujades són constants, instal·lar un estabilitzador estalviarà equips i proporcionarà electricitat.
Tipus de dispositius estabilitzadors
Abans de comprar un dispositiu, heu de familiaritzar-vos amb els principals tipus i funcions. Cadascun té avantatges i desavantatges, dissenyat per a diferents nivells de voltatge i nombre de dispositius. Els principis de treball també són diferents.
Relleu
La millor opció per a cases i apartaments privats i rurals. S'instal·len diversos bobinats magnètics al transformador. En el moment d’una caiguda de tensió, es produeix una commutació entre elles, cosa que permet mantenir el flux de tensió en el mateix mode. Els desavantatges inclouen:
- canvi en el flux d’energia en un mode esglaonat (bruscament, intermitent);
- curvatura de la sinusoide del flux de tensió;
- poca potència en el moment del retrocés.
El cost d’aquests dispositius és molt inferior al d’altres models d’estabilitzadors. Les opinions dels propietaris són bones, el dispositiu és suficient per a les xarxes domèstiques.
Electrònica
Hi ha dos tipus d'estabilitzadors electrònics de "farciment": triac i tiristor. A la primera, el canvi entre bobinats en mode automàtic es realitza mitjançant un petit mecanisme: un triac. L'eficiència del dispositiu és alta, funciona ràpidament. Un avantatge significatiu per a l'ús domèstic és l'operació silenciosa. El segon tipus no és tan eficaç, s’utilitza generalment per estabilitzar les xarxes domèstiques sense molta tensió. L’inconvenient més notable és el cost.
Electromecànica
Altres noms són servo motor, servo motor. El principi de funcionament: amb l'ajut d'un accionament elèctric, l'elèctrode de carboni es mou al llarg dels bobinats, creant una tensió ininterrompuda. Sovint es compra per a necessitats domèstiques i locals petits (casa, casa rural, oficina). Avantatges: preu, compacitat, commutació suau. Contres: soroll, velocitat de commutació lenta.
Ferrorresonant
En els darrers anys, poques vegades s’utilitza a causa de l’aparició de dispositius més moderns. L’efecte de ferroresonància es produeix en el sistema d’interacció entre un transformador i un condensador. Els dispositius són de grans dimensions, sorollosos, no funcionen amb sobrecàrregues sobtades i significatives. Avantatges: llarga vida útil, capacitat d’ús en habitacions amb alta humitat.
Inversor
Els dispositius d’aquest tipus són potents i cars. S’utilitzen en la vida quotidiana i en grans locals industrials. La principal diferència és un oscil·lador de cristall i un controlador, que converteixen la tensió a l’entrada a corrent continu i a la sortida a corrent altern. La configuració dual simultània us permet treballar amb diferents nivells de corrent (de 115 a 300 volts). Avantatges: sense soroll, mida petita, commutació i regulació ràpides, altres funcions addicionals (per exemple, protecció dels electrodomèstics contra sobretensions).
Esquemes de dispositius lineals
L'estabilitzador de corrent de lm317 és un dispositiu que funciona en un circuit de commutació de tensió lineal. Aquests microcircuits s’utilitzen per a xarxes on no es requereix una eficiència elevada i una potència excessiva. En particular, per donar suport al funcionament dels LED. Avantatges:
- protecció contra sobretensions, nivells de potència excessius;
- inversió de polaritat del corrent a l'element d'entrada;
- manca de components i dispositius addicionals.
Els desavantatges inclouen una eficiència menor: el voltatge obtingut superior al requerit es transforma en calefacció, per tant és necessari un refredament addicional.
Per a un funcionament estable, es necessita una diferència positiva en els corrents d’entrada i sortida: els estabilitzadors lineals deixen de funcionar quan cau 0,4 V (fins i tot a 0,5 V). Per tant, el circuit d'alimentació de lm317 amb regulació de corrent i tensió no s'utilitza per a dispositius de grans dimensions i xarxes "pesades".
Característiques principals
El regulador de voltatge de lm317 funciona dins d'un cert rang d'alimentació. Els límits són d'1,25 V mínim, 37 V màxim. A la sortida, la potència de tensió no supera els 1,5 Amperes, l’error amb una connexió inestable és de fins al 0,1%.
El regulador de voltatge del microcircuit lm317 té sistemes de protecció interns addicionals: de curtcircuits, de sobretensió tèrmica, de dissipació excessiva de tensió "excessiva".
La limitació tèrmica és proporcionada per microsensors especials que garanteixen la protecció dels equips contra la potència dissipada; si això passa, el dispositiu simplement s’apagarà i no patirà.
Potència i voltatge d'entrada
Perquè el regulador de corrent funcioni al circuit lm317, la tensió a la part d’entrada no ha de ser superior a 40 volts. En aquest cas, la diferència de corrent mínima a les entrades i sortides ha de superar els 2 volts.
Perquè el regulador de tensió funcioni a lm317, el circuit no ha de rebre una càrrega superior a 1,5A. Si no hi ha refrigeració addicional, el nivell baixarà. La potència aproximada es calcula multiplicant dos indicadors: la potència de l’electricitat a la sortida i la diferència de potencial entre l’entrada i la sortida.
A temperatures ambientals de fins a 30 ° C, es permet una dissipació de potència de fins a 1,5 W (si no hi ha dissipador de calor). En un nivell normal de dissipació de calor, es permet dissipar fins a 20 W.
Disseny de dispositius
El circuit d'alimentació de l'estabilitzador lm317 amb regulació de corrent i tensió amb una disposició mínima té dues resistències, la diferència de resistència de les quals regula la tensió a la sortida i els condensadors.El valor mitjà del corrent en els elements de suport és d’1,25 V. La resistència no ha de superar els 240 ohms.
El cos de l'estabilitzador del diagrama lm317 és de plàstic. Opcions possibles: TO 220 i 220FP, SOT23 i D2PAK. Els sistemes de protecció interna permeten que el dispositiu funcioni en cas de desconnexió de l'entrada de control.
Conductors impulsius
Els conductors amb un sistema d’impulsos són els mateixos reguladors de tensió. El voltatge de CA permet regular el funcionament del dispositiu. Si el nivell és inferior a 2-3 Amperes, no es necessita dissipació de calor addicional.
Els dispositius de pols "tallen" el corrent d'entrada per obtenir el nivell de voltatge desitjat a la sortida. Pot funcionar amb xarxes de càrregues elevades. Desavantatges: necessiteu una font d'energia, un cost, un camp electromagnètic "extra" extern. Difícil de muntar a casa.
Esquemes de connexió
El circuit per encendre la font d'alimentació de lm317 amb regulació de corrent i tensió permet l'estabilitzador en xarxes amb tensió no estàndard. Es necessita un mínim de dues resistències perquè el dispositiu funcioni. Els indicadors més importants són el voltatge del punt de referència, el nivell del corrent de sortida.
La font d’alimentació estabilitzada més senzilla
Els estabilitzadors de tensió són necessaris no només per protegir l’equipament domèstic i industrial. Al laboratori, els dispositius ajuden a evitar fluxos d’energia excessius i esgotaments de xarxa. Per tant, els principiants i els tècnics professionals solen utilitzar almenys blocs estabilitzadors simples.
Principals avantatges:
- fàcil muntatge;
- treball fiable;
- peces econòmiques i assequibles.
Els desavantatges són la baixa eficiència de sortida, l’ús de radiadors grans i la gran mida del dispositiu.
Per a un dispositiu estàndard, calen diversos elements:
- circuit lm317;
- transistor amb caixa de plàstic;
- díode;
- dues resistències;
- dos condensadors;
- pont de díodes.
El nombre mínim de peces i el disseny senzill us permetran muntar ràpidament el regulador de voltatge i utilitzar-lo per a una xarxa petita.
Els indicadors dels elements no són crítics. Per exemple, les resistències de R1 poden estar entre 30 i 50 ohms i el díode no està instal·lat.
Font d'alimentació integrada d'estabilitzador
Els dispositius amb un sistema d’operació integrat s’utilitzen en estabilitzadors de tensió, sistemes d’àudio, amplificadors, fonts d’alimentació i altres. Totes les parts de l'estructura estan connectades mitjançant un cristall de silici de manera que la seva seqüència constitueix un estabilitzador. En enginyeria elèctrica, s’utilitzen dos tipus:
- utilitzar un semiconductor;
- amb l’ús d’elements de pel·lícula (híbrids).
El circuit estàndard inclou diverses parts típiques: una font de referència, un amplificador, un regulador i un mecanisme de protecció per apagar i prevenir els curtcircuits.
Els circuits integrats són dispositius amb un cicle funcional complet. Cadascun té un camí d’entrada, sortida i terra.
Podeu utilitzar aquests circuits només amb determinats indicadors de tensió. Els límits permesos són de 5 a 24 V, per al corrent - inferior a 1 A.
Els circuits integrats tenen un limitador de tensió de sortida. També s’instal·la una protecció addicional contra el sobreescalfament.
Circuit estabilitzador amb alimentació regulada
La selecció de la resistència es realitza d'acord amb el valor nominal permès per a l'estabilitzador. L'error ha de ser mínim. La millor opció és un càlcul precís.
Àrea d'aplicació
Els estabilitzadors basats en el microcircuit LM317 s’utilitzen per estabilitzar els principals indicadors dels dispositius tècnics. Aquest dispositiu és fàcil de muntar per vosaltres mateixos i un dispositiu de fàbrica és econòmic. Per a aquesta classe, té dades operatives i vida útil excel·lents, si no hi ha sobretensions excessivament fortes.
L’inconvenient és el límit de tensió: no més de 3V. L'estabilitzador basat en la caixa TO 220 és el model més assequible que s'utilitza en diverses àrees:
- xarxes domèstiques (domèstiques);
- condicions de laboratori;
- Il·luminació LED (díodes emissors de llum).
Els sistemes d’estabilització de tensió basats en el microcircuit LM317 són dispositius fiables, simples i convenients. El cost és petit, però les característiques són positives. Aquests estabilitzadors s’utilitzen sovint per als LEDs dels vehicles.
