Obvody stabilizátoru napětí - varianty a zařízení

Stabilizátory napětí zabraňují poškození zařízení a domácích spotřebičů kolísáním zátěže. Zařízení je kompatibilní s jednofázovými a třífázovými sítěmi, vhodné pro byty a soukromé domy. Obvod stabilizátoru napětí může být potřebný, když připojujete zařízení sami nebo upravujete elektrickou síť.

Princip činnosti stabilizátorů

Princip činnosti závisí na typu zařízení. Pro zdůraznění obecných bodů je vhodné vzít v úvahu design. Zařízení se skládá z následujících prvků:

• Kontrolní systém. Umožňuje vám sledovat výstupní napětí a dosáhnout tak stabilního indikátoru 220 V. Zařízení pracuje s chybou 10–15%.
• Automatický transformátor. K dispozici pro verze relé, triak, servomotor. Zvyšuje nebo snižuje jmenovité napětí.
• Střídač. Modely střídačů jsou vybaveny mechanismem z generátoru, transformátoru a tranzistorů. Prvky procházející primárním vinutím mohou procházet nebo vypínat proud a vytvářet na výstupu napětí.
• Ochranný blok, sekundární zdroj napájení. K dispozici pro modely s 220 volty.

Funkce bypassu nebo tranzitu umožňuje regulátorům dodávat na výstup napětí, dokud není překročena nastavená mez.

Princip činnosti reléových modelů

Reléové zařízení reguluje napětí sepnutím kontaktů relé. Ovládání parametrů se provádí pomocí mikroobvodu, jehož prvky porovnávají síťové napětí s referenčním. Pokud se indikátory neshodují, jsou přijímány signály z mikroobvodů stabilizátoru napětí ke snížení nebo zvýšení vinutí.

Díky nízké ceně a kompaktnosti reléové zařízení pomalu reaguje na přepětí, může se na krátkou dobu vypnout a nevydrží přetížení.

Chyba zařízení je 5-10%.

Jak fungují servopohony

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

Servo poháněné stabilizátory mohou regulovat zátěž třífázové a jednofázové sítě. Vyznačují se svou odolností, spolehlivostí a správným fungováním během přetížení.

Přesnost nástrojů je 1%.

Princip činnosti střídačových zařízení

Stabilizátor měniče reguluje napětí podle systému dvojité konverze:

1. Střídavý proud na vstupu je vyrovnán, prochází filtrem zvlnění kondenzátoru.
2. Usměrněný proud se přivádí do střídače, transformuje se na střídavý proud a přivádí se do zátěže.

Výstupní napětí zůstává stabilní.

Zařízení se střídači se vyznačují rychlou odezvou, účinností od 90%, nepřerušovaným a tichým provozem v rozsahu 115-300 voltů.

Řídicí dosah zařízení se snižuje s rostoucí zátěží.

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. Při znalosti parametrů je proveden výpočet:

1. Vstupní napětí. Je použit vzorec Uin = Uout + 3... Na obrázku je koeficient úbytku napětí v části přechodu z kolektoru na emitor.
2. Maximální výkon, který tranzistor rozptýlí. Pro výběr ve prospěch větší hodnoty je nutná referenční kniha. Použijí 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. Proud báze tranzistoru. Výpočty se provádějí podle vzorce: Ib max = Imax / h21E min. Poslední indikátor je 25, tedy 1/25 = 0,04 A.
4. Parametry předřadníku tyristoru. Použije se vzorec Rb = (Uin-Ust) / (Ib max + Ist min.) = (17-14) / (0,00133 + 0,005) = 474 Ohm. Ist min - stabilizační proud; Ust - stabilizační napětí, které je dáno zenerovou diodou.

Údaje a výpočty jsou uvedeny pro 1 ohmové odpory.

Obvod stabilizátoru kompenzace

Kompenzační obvody vysvětlují zpětnou vazbu. Samotná zařízení mají přesné výstupní napětí bez ohledu na zatěžovací proud.

Sériový obvod

Podle označení z referenční knihy můžete identifikovat:

• regulační jednotka - P;
• zdroj jmenovitého referenčního napětí - AND;
• srovnávané ukazatele - ES;
• zesilovač konstantního proudu - W.

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

Když je kolektorový proud aplikován na rezistor, napětí klesá, má opačnou polaritu pro sestavu emitoru. Výsledkem je pokles proudu kolektoru a emitoru. Aby bylo nastavení hladké, používá se pro linii stabilizátoru dělicí přepážka. Kroková regulace je dosažena pomocí napětí podpory Zenerovy diody.

Paralelní obvod

Pokud se napětí odchyluje od nominálního, dojde k neshodnému pulzu. To je rozdíl mezi výnosem a mírou podpory. Jelikož je řídicí jednotka paralelně se zátěží, zesiluje signál. Došlo ke změně proudu na regulačním prvku, poklesu napětí rezistoru a konstantní jmenovité hodnotě na výstupu.

Parametrický stabilizační obvod

Diagram vysvětlující proces stabilizace referenčního napětí bude hlavním pro parametrické modely. Dělič napětí zařízení je předřadníkový odpor a zenerova dioda s paralelním odporem zátěže. Při kolísání jmenovitého napájecího napětí a proudového zatížení je napětí stabilizováno.

Pokud se tento indikátor zvyšuje na vstupu, zvyšuje se proud procházející zenerovou diodou a odporem. Díky indikátorům volt-ampér zůstává hodnocení zenerovy diody téměř beze změny, stejně jako napětí zátěžového odporu. Všechny vibrace se týkají pouze rezistoru.

Specifika pulzního zařízení

Impulzní zařízení se vyznačuje vysokou účinností i v podmínkách velkého rozsahu napětí. Obvod zařízení obsahuje klíč, zásobník energie a řídicí obvod. Nastavovací prvek je připojen v pulzním režimu. Princip činnosti zařízení:

1. Napětí kladné zpětné vazby je dodáváno z druhého kolektoru přes druhý kondenzátor do základny.
2. Kolektor č. 2 se otevře po aktuálním nasycení z rezistoru č. 2.
3. Při přechodu z kolektoru na emitor je nasycení menší a zůstává otevřené.
4. Zesilovač je připojen ke kolektoru # 3 přes Zenerovu diodu # 2.
5. Základna je připojena k rozdělovači.
6. První zenerova dioda ovládá otevírání / zavírání druhého kolektoru signálem od třetího.

Když je druhá zenerova dioda otevřená, energie se ukládá v tlumivce a dodává uzavírací pole zátěži.

Stabilizátory na mikroobvodech

Lineární dělič se vyznačuje napájením nestabilního napětí na vstupu a odstraněním stabilního z ramene děliče. Zarovnání se provádí pomocí stoupacího ramene, které udržuje konstantní odpor. Zařízení se vyznačují jednoduchostí konstrukce, absencí rušení při provozu. Mikroobvody jsou zapojeny do série nebo paralelně.

Sériové stabilizátory

Sériová zařízení se vyznačují zahrnutím ovládacího prvku paralelně se zátěží. Existují dvě úpravy:

• S bipolárním tranzistorem. Nemá autoregulovaný obvod, stabilita napětí závisí na velikosti indikátorů proudu a teploty. Jako zesilovač proudu se používá sledovač emitoru nebo kompozitní tranzistor.
• Se smyčkou automatického nastavení. Kompenzační zařízení pracuje na principu vyrovnání výstupních a referenčních hodnot. Část výstupního napětí je odstraněna z odporového děliče a poté porovnána pomocí zenerovy diody. Řídicí smyčka je 180 stupňová zpětnovazební smyčka. Proud je stabilizován rezistorem nebo napájecím zdrojem.

Nejoblíbenější stabilizátory řady jsou integrální.

Specifika paralelního stabilizátoru

Paralelní zařízení se vyznačuje zahrnutím ovládacího prvku rovnoběžně s dodávanou zátěží. Zenerova dioda se používá polovodičového nebo výbojového typu. Okruh je žádaný pro regulaci složitých zařízení.

Snížení nestabilního napětí na vstupu se provádí pomocí odporu. V oddělené oblasti je povoleno používat bipolární stroj s vysokými hodnotami rozdílového odporu.

Vlastnosti zařízení se třemi terminály

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

Výstupní napětí je asi 5 V, vstupní napětí je asi 10 V, ztrátový výkon je 15 W.

Úpravy se třemi kolíky umožňují získat nestandardní napětí požadované pro napájení prkénka, baterií s nízkou spotřebou, při opravách nebo modernizaci zařízení.

Algoritmus pro vlastní montáž zařízení

Pro vlastní výrobu je vhodné použít triakový obvod - efektivní zařízení. Vyrovnává jmenovitý proud dodávaného proudu při napětí od 130 do 270 V. Zařízení může být vyrobeno na základě desky s plošnými spoji vyrobené z fóliového textolitu. Montáž zařízení se provádí následujícím způsobem:

1. Příprava magnetického jádra a několika kabelů.
2. Vytvoření vinutí z drátu o průměru 0,064 mm - bude zapotřebí 8669 závitů.
3. Zbývající vodiče o průměru 0,185 mm jsou potřebné pro zbývající vinutí. Počet otáček každého z nich je 522.
4. Sériové připojení 12 V transformátorů.
5. Organizace 7 poboček. První 3 jsou vyrobeny z drátu o průměru 3 mm, ostatní - z pneumatik o průřezu 18 mm2. Domácí zařízení se tedy nezahřívá.
6. Instalace čipu řadiče na platinový chladič.
7. Instalace triaků a LED diod.

Zařízení bude vyžadovat pevné pouzdro připevněné k pevnému rámu. Nejjednodušší možností jsou polymerové nebo hliníkové desky.

Schéma připojení stabilizátoru

Do stabilizátoru se vstupuje do soukromého domu pomocí třížilového kabelu VVGng, třípolohového spínače a kabelu PUGV. Instalace se provádí před měřičem, v samostatné nebo distribuční desce:

1. Otevřete kontakty zvednutím předního krytu.
2. Protáhněte kabel k východu a vchodu. Utáhněte vstupní fázi na svorku Lin, neutrální (modrý) vodič - na svorku Nin, zem - na šroubovou svorku s odpovídajícím označením.
3. Pokud není uzemněn, utáhněte toto jádro pod šroubem na těle zařízení.
4. Vraťte stabilizované napětí na společný štít. Fáze se aplikuje na výstup Lout, nula na Nout a zem na zem na vstupu.
5. Otestujte obvod v režimu bez zátěže.

Při zkoušce jsou všechny stroje vypnuty, kromě vstupu a směrovány na stabilizátor.

Stabilizátor připojený mezi síť a zátěž je vhodný pro soukromý nebo venkovský dům, byt, výrobu. Zařízení chrání zařízení před selháním, eliminuje účinek přetížení a zkratů na elektrickém vedení.