Η ζήτηση για συστήματα σταθεροποίησης τάσης έχει αυξηθεί σημαντικά τα τελευταία χρόνια. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζεται σε συσκευές που λειτουργούν με τεχνητές πηγές φωτός και, ιδίως, με LED. Ο τρέχων σταθεροποιητής στο lm317 είναι μια απλή, φθηνή, αλλά αξιόπιστη συσκευή που μπορείτε να αγοράσετε ή να συναρμολογήσετε μόνοι σας. Στην τελευταία περίπτωση, πρέπει να γνωρίζετε τους βασικούς κανόνες οργάνωσης, τις απαιτήσεις ασφάλειας κατά την εργασία με ηλεκτρική ενέργεια και να προετοιμάσετε ένα τυπικό σύνολο στοιχείων.
- Σε τι χρησιμεύει η σταθεροποίηση ρεύματος και τάσης;
- Τύποι συσκευών σταθεροποίησης
- Αναμετάδοση
- Ηλεκτρονικός
- Ηλεκτρομηχανική
- Στερεοφωνικό
- Αντιστροφέας
- Γραμμικά διαγράμματα συσκευών
- Τα κύρια χαρακτηριστικά
- Τάση ισχύος και εισόδου
- Σχεδιασμός συσκευής
- Προγράμματα οδήγησης παλμών
- Διαγράμματα σύνδεσης
- Το απλούστερο σταθεροποιημένο τροφοδοτικό
- Ενσωματωμένη τροφοδοσία σταθεροποιητή
- Κύκλωμα σταθεροποιητή με ρυθμιζόμενη τροφοδοσία
- Περιοχή εφαρμογής
Σε τι χρησιμεύει η σταθεροποίηση ρεύματος και τάσης;
Ο αριθμός των ηλεκτρικών συσκευών στα σπίτια αυξάνεται συνεχώς. Τα τελευταία χρόνια, ο αριθμός των ηλεκτρικών συσκευών έχει αυξηθεί πολλές φορές. Ως αποτέλεσμα, η ανάγκη για επίπεδα τάσης στα ηλεκτρικά δίκτυα έχει αυξηθεί. Επιπλέον, τα περισσότερα από τα κτίρια (οικιστικά και βιομηχανικά) και τα εργοστάσια παραγωγής ενέργειας κατασκευάστηκαν πριν από 30-40 χρόνια.
Ορισμένες σύγχρονες συσκευές κατασκευάζονται με ενσωματωμένους σταθεροποιητές - μικρά κυκλώματα για την αποφυγή ζημιών από υπερτάσεις ισχύος. Αλλά τα περισσότερα από αυτά δεν περιέχουν πρόσθετες συσκευές και ακόμη και μια μικρή πτώση στο δίκτυο απειλεί να εξαφανιστεί. Οι μεγάλες οικιακές συσκευές (όχι ψηφιακές) διατρέχουν υψηλό κίνδυνο. Συγκεκριμένα λέβητες και πλυντήρια.
Για την αποφυγή ζημιών και την εξασφάλιση σταθερής τάσης στο δίκτυο, εγκαθίστανται σταθεροποιητές. Αυτό είναι προαιρετικό σε κάθε σπίτι. Εάν το κτίριο έχει συνεχή παροχή ρεύματος χωρίς σοβαρές διακυμάνσεις (εντός 220 Volt με μέγιστο σφάλμα 10%), δεν υπάρχει νόημα για πρόσθετες συσκευές. Αλλά όταν οι υπερτάσεις είναι σταθερές, η εγκατάσταση ενός σταθεροποιητή εξοικονομεί εξοπλισμό και παρέχει ηλεκτρικό ρεύμα.
Τύποι συσκευών σταθεροποίησης
Πριν αγοράσετε μια συσκευή, θα πρέπει να εξοικειωθείτε με τους κύριους τύπους και δυνατότητες. Κάθε ένα έχει πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα, σχεδιασμένα για διαφορετικά επίπεδα τάσης και αριθμό συσκευών. Οι αρχές της εργασίας είναι επίσης διαφορετικές.
Αναμετάδοση
Η καλύτερη επιλογή για ιδιωτικές και εξοχικές κατοικίες, διαμερίσματα. Αρκετές μαγνητικές περιελίξεις είναι εγκατεστημένες στον μετασχηματιστή. Τη στιγμή της πτώσης τάσης, πραγματοποιείται εναλλαγή μεταξύ τους, η οποία επιτρέπει τη διατήρηση της ροής τάσης στον ίδιο τρόπο. Τα μειονεκτήματα περιλαμβάνουν:
- αλλαγή στη ροή ενέργειας σε σταδιακή λειτουργία (απότομα, διαλείπουσα).
- καμπυλότητα του ημιτονοειδούς της ροής τάσης.
- χαμηλή ισχύ τη στιγμή της ανάκρουσης.
Το κόστος τέτοιων συσκευών είναι πολύ χαμηλότερο από άλλα μοντέλα σταθεροποιητών. Οι κριτικές των κατόχων είναι καλές, η συσκευή είναι αρκετή για οικιακά δίκτυα.
Ηλεκτρονικός
Υπάρχουν δύο τύποι ηλεκτρονικών σταθεροποιητών "πλήρωσης" - triac και θυρίστορ. Στην πρώτη, η εναλλαγή μεταξύ περιελίξεων σε αυτόματη λειτουργία πραγματοποιείται από έναν μικρό μηχανισμό - ένα triac. Η απόδοση της συσκευής είναι υψηλή, λειτουργεί γρήγορα. Ένα σημαντικό πλεονέκτημα για οικιακή χρήση είναι η αθόρυβη λειτουργία. Ο δεύτερος τύπος δεν είναι τόσο αποτελεσματικός, χρησιμοποιείται συνήθως για τη σταθεροποίηση οικιακών δικτύων χωρίς πολλή τάση. Το πιο αξιοσημείωτο μειονέκτημα είναι το κόστος.
Ηλεκτρομηχανική
Άλλα ονόματα είναι servo motor, servo motor. Η αρχή της λειτουργίας - με τη βοήθεια μιας ηλεκτρικής κίνησης, το ηλεκτρόδιο άνθρακα κινείται κατά μήκος των περιελίξεων, δημιουργώντας μια συνεχή τάση. Συχνά αγοράζεται για οικιακές ανάγκες και μικρές εγκαταστάσεις (σπίτι, εξοχικό, γραφείο). Πλεονεκτήματα - τιμή, συμπαγής, ομαλή εναλλαγή. Μειονεκτήματα - θόρυβος, αργή ταχύτητα αλλαγής.
Στερεοφωνικό
Τα τελευταία χρόνια, σπάνια χρησιμοποιείται λόγω της εμφάνισης πιο σύγχρονων συσκευών. Το φαινόμενο της φωτοανθεκτικότητας συμβαίνει στο σύστημα αλληλεπίδρασης μεταξύ μετασχηματιστή και πυκνωτή. Οι συσκευές είναι μεγάλου μεγέθους, θορυβώδεις και δεν λειτουργούν υπό ξαφνικές και σημαντικές υπερφορτώσεις. Πλεονεκτήματα - μεγάλη διάρκεια ζωής, δυνατότητα χρήσης σε δωμάτια με υψηλή υγρασία.
Αντιστροφέας
Οι συσκευές αυτού του τύπου είναι ισχυρές και ακριβές. Χρησιμοποιούνται στην καθημερινή ζωή και σε μεγάλες βιομηχανικές εγκαταστάσεις. Η κύρια διαφορά είναι ένας κρυσταλλικός ταλαντωτής και ένας ελεγκτής, οι οποίοι μετατρέπουν την τάση στην είσοδο σε συνεχές ρεύμα και στην έξοδο σε εναλλασσόμενο ρεύμα. Η ταυτόχρονη διπλή διαμόρφωση σάς επιτρέπει να εργάζεστε με διαφορετικά επίπεδα ρεύματος - από 115 έως 300 βολτ. Πλεονεκτήματα - χωρίς θόρυβο, μικρό μέγεθος, γρήγορη εναλλαγή και ρύθμιση, άλλα πρόσθετα χαρακτηριστικά (για παράδειγμα, προστασία των οικιακών συσκευών από υπέρταση).
Γραμμικά διαγράμματα συσκευών
Ο τρέχων σταθεροποιητής στο lm317 είναι μια συσκευή που λειτουργεί σε ένα γραμμικό κύκλωμα εναλλαγής τάσης. Τέτοια μικροκυκλώματα χρησιμοποιούνται για δίκτυα όπου δεν απαιτείται υψηλή απόδοση και υπερβολική ισχύς. Συγκεκριμένα, για την υποστήριξη της λειτουργίας των LED. Οφέλη:
- προστασία από ξαφνικές υπερτάσεις, υπερβολικά επίπεδα ισχύος.
- αναστροφή πολικότητας του ρεύματος στο στοιχείο εισόδου.
- έλλειψη πρόσθετων ανταλλακτικών και συσκευών.
Τα μειονεκτήματα περιλαμβάνουν χαμηλότερη απόδοση - η τάση που λαμβάνεται πέρα από το απαιτούμενο μεταποιείται σε θέρμανση, επομένως απαιτείται επιπλέον ψύξη
Για σταθερή λειτουργία, απαιτείται θετική διαφορά στα ρεύματα στην είσοδο και την έξοδο - οι γραμμικοί σταθεροποιητές σταματούν να λειτουργούν όταν πέφτει 0,4V (ακόμη και στα 0,5V). Επομένως, το κύκλωμα τροφοδοσίας στο lm317 με ρύθμιση ρεύματος και τάσης δεν χρησιμοποιείται για συσκευές μεγάλου μεγέθους και "βαριά" δίκτυα.
Τα κύρια χαρακτηριστικά
Ο ρυθμιστής τάσης στο lm317 λειτουργεί εντός ενός συγκεκριμένου εύρους τροφοδοσίας. Τα όρια είναι 1,25V ελάχιστο, 37V μέγιστο. Στην έξοδο, η ισχύς τάσης δεν υπερβαίνει τα 1,5 Αμπέρ, το σφάλμα με ασταθή σύνδεση είναι έως 0,1%.
Ο ρυθμιστής τάσης στο μικροκύκλωμα lm317 διαθέτει πρόσθετα συστήματα εσωτερικής προστασίας: από βραχυκύκλωμα, από θερμική υπέρταση, από υπερβολική απόρριψη της "περίσσειας" τάσης.
Ο θερμικός περιορισμός παρέχεται από ειδικούς μικροαισθητήρες που εγγυώνται την προστασία του εξοπλισμού από την υπέρβαση της διασκορπισμένης ισχύος - εάν συμβεί αυτό, η συσκευή απλώς θα απενεργοποιηθεί και δεν θα υποφέρει.
Τάση ισχύος και εισόδου
Για να λειτουργήσει ο τρέχων ρυθμιστής στο κύκλωμα lm317, η τάση στο τμήμα εισόδου δεν πρέπει να είναι μεγαλύτερη από 40 βολτ. Σε αυτήν την περίπτωση, η ελάχιστη διαφορά ρεύματος στις εισόδους και εξόδους πρέπει να υπερβαίνει τα 2 Volt.
Για να λειτουργεί ο ρυθμιστής τάσης στο lm317, το κύκλωμα δεν πρέπει να λαμβάνει φορτίο μεγαλύτερο από 1,5A. Εάν δεν υπάρχει επιπλέον ψύξη, το επίπεδο θα μειωθεί. Η κατά προσέγγιση ισχύς υπολογίζεται πολλαπλασιάζοντας δύο δείκτες - την ισχύ εξόδου της ηλεκτρικής ενέργειας και τη διαφορά δυναμικού μεταξύ της εισόδου και της εξόδου.
Σε θερμοκρασίες περιβάλλοντος έως 30 ° Κελσίου, επιτρέπεται απαγωγή ισχύος έως 1,5 W (εάν δεν υπάρχει ψύκτρα). Σε κανονικό επίπεδο απαγωγής θερμότητας, επιτρέπεται απαγωγή έως 20W.
Σχεδιασμός συσκευής
Το κύκλωμα παροχής ισχύος σταθεροποιητή lm317 με ρεύμα και ρύθμιση τάσης με ελάχιστη διάταξη έχει δύο αντιστάσεις, η διαφορά αντίστασης των οποίων ρυθμίζει την τάση στην έξοδο και τους πυκνωτές.Η μέση τιμή του ρεύματος στα στοιχεία στήριξης είναι 1,25 V. Η αντίσταση δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 240 ohms.
Το σώμα του σταθεροποιητή στο διάγραμμα lm317 είναι κατασκευασμένο από πλαστικό. Πιθανές επιλογές: TO 220 και 220FP, SOT23 και D2PAK. Τα συστήματα εσωτερικής προστασίας επιτρέπουν στη συσκευή να λειτουργεί σε περίπτωση αποσύνδεσης της εισόδου ελέγχου.
Προγράμματα οδήγησης παλμών
Οι οδηγοί με σύστημα παλμών είναι οι ίδιοι ρυθμιστές τάσης. Η τάση AC σας επιτρέπει να ρυθμίσετε τη λειτουργία της συσκευής. Εάν η στάθμη είναι μικρότερη από 2-3 Αμπέρ, δεν απαιτείται επιπλέον απαγωγή θερμότητας.
Οι συσκευές παλμού "κόβουν" το ρεύμα εισόδου για να λάβουν το επιθυμητό επίπεδο τάσης στην έξοδο. Μπορεί να λειτουργήσει με δίκτυα υψηλών φορτίων. Μειονεκτήματα - χρειάζεστε μια ξεχωριστή πηγή ισχύος, κόστος, εξωτερικό "επιπλέον" ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Δύσκολο να συναρμολογηθεί στο σπίτι.
Διαγράμματα σύνδεσης
Το κύκλωμα για την ενεργοποίηση της μονάδας τροφοδοσίας στο lm317 με ρύθμιση ρεύματος και τάσης επιτρέπει τη χρήση του σταθεροποιητή σε δίκτυα με μη τυπική τάση. Απαιτούνται τουλάχιστον δύο αντιστάσεις για να λειτουργήσει η συσκευή. Οι πιο σημαντικοί δείκτες είναι η τάση του σημείου αναφοράς, το επίπεδο του ρεύματος εξόδου.
Το απλούστερο σταθεροποιημένο τροφοδοτικό
Οι σταθεροποιητές τάσης χρειάζονται όχι μόνο για την προστασία οικιακού και βιομηχανικού εξοπλισμού. Στο εργαστήριο, οι συσκευές βοηθούν στην αποφυγή υπερβολικών ροών ισχύος και εξουδετέρωσης δικτύου. Επομένως, οι αρχάριοι και οι επαγγελματίες τεχνικοί τείνουν να χρησιμοποιούν τουλάχιστον απλά απλά σταθεροποιητικά μπλοκ.
Κύρια πλεονεκτήματα:
- εύκολη συναρμολόγηση
- αξιόπιστη εργασία
- φθηνά και προσιτά ανταλλακτικά.
Τα μειονεκτήματα περιλαμβάνουν τη χαμηλή απόδοση εξόδου, τη χρήση μεγάλων θερμαντικών σωμάτων και το μεγάλο μέγεθος της συσκευής.
Μια τυπική συσκευή απαιτεί πολλά στοιχεία:
- κύκλωμα lm317;
- τρανζίστορ με πλαστική θήκη.
- δίοδος;
- δύο αντιστάσεις?
- δύο πυκνωτές.
- γέφυρα διόδων.
Ο ελάχιστος αριθμός εξαρτημάτων και η απλή σχεδίαση θα σας επιτρέψουν να συναρμολογήσετε γρήγορα τον ρυθμιστή τάσης και να τον χρησιμοποιήσετε για ένα μικρό δίκτυο.
Οι δείκτες των στοιχείων δεν είναι κρίσιμοι. Για παράδειγμα, οι αντιστάσεις στο R1 μπορεί να κυμαίνονται από 30 έως 50 ohms και η δίοδος δεν είναι εγκατεστημένη.
Ενσωματωμένη τροφοδοσία σταθεροποιητή
Συσκευές με ενσωματωμένο σύστημα λειτουργίας χρησιμοποιούνται σε σταθεροποιητές τάσης, ηχοσυστήματα, ενισχυτές, τροφοδοτικά και άλλα. Όλα τα μέρη της δομής συνδέονται μέσω κρυστάλλου πυριτίου έτσι ώστε η αλληλουχία τους να αποτελεί σταθεροποιητή. Στην ηλεκτρολογία, χρησιμοποιούνται δύο τύποι:
- χρησιμοποιώντας ημιαγωγό?
- με τη χρήση στοιχείων φιλμ (υβριδικό).
Το τυπικό κύκλωμα περιλαμβάνει διάφορα τυπικά μέρη: πηγή αναφοράς, ενισχυτή, ρυθμιστή και μηχανισμό προστασίας για τερματισμό και πρόληψη βραχυκυκλωμάτων.
Τα ολοκληρωμένα κυκλώματα είναι συσκευές με πλήρη λειτουργικό κύκλο. Καθένα έχει είσοδο, έξοδο και διαδρομή εδάφους.
Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τέτοια κυκλώματα μόνο με συγκεκριμένους δείκτες τάσης. Τα επιτρεπόμενα όρια είναι από 5 έως 24V, για ρεύμα - λιγότερο από 1A.
Τα ολοκληρωμένα κυκλώματα έχουν έναν περιοριστή τάσης εξόδου. Έχει εγκατασταθεί επίσης μια επιπλέον προστασία υπερθέρμανσης.
Κύκλωμα σταθεροποιητή με ρυθμιζόμενη τροφοδοσία
Η επιλογή της αντίστασης πραγματοποιείται σύμφωνα με την ονομαστική τιμή που επιτρέπεται για τον σταθεροποιητή. Το σφάλμα πρέπει να είναι ελάχιστο. Η καλύτερη επιλογή είναι ένας ακριβής υπολογισμός.
Περιοχή εφαρμογής
Οι σταθεροποιητές που βασίζονται στο μικροκύκλωμα LM317 χρησιμοποιούνται για τη σταθεροποίηση των κύριων δεικτών τεχνικών συσκευών. Μια τέτοια συσκευή είναι εύκολο να συναρμολογηθεί μόνοι σας και μια εργοστασιακή συσκευή είναι φθηνή. Για αυτήν την κατηγορία, έχει εξαιρετικά λειτουργικά δεδομένα και διάρκεια ζωής, εάν δεν υπάρχουν υπερβολικά ισχυρές υπερτάσεις ισχύος.
Το μειονέκτημα είναι το όριο τάσης - όχι περισσότερο από 3V. Ο σταθεροποιητής που βασίζεται στη θήκη TO 220 είναι το πιο προσιτό μοντέλο που χρησιμοποιείται σε διάφορους τομείς:
- οικιακά δίκτυα ·
- εργαστηριακές συνθήκες ·
- Φωτισμός LED (δίοδοι εκπομπής φωτός).
Τα συστήματα σταθεροποίησης τάσης που βασίζονται στο μικροκύκλωμα LM317 είναι αξιόπιστες, απλές και βολικές συσκευές. Το κόστος είναι μικρό, αλλά τα χαρακτηριστικά είναι θετικά. Αυτοί οι σταθεροποιητές χρησιμοποιούνται συχνά για LED σε αυτοκίνητα.
