Circuite stabilizatoare de tensiune - soiuri și dispozitiv

Stabilizatorii de tensiune previn deteriorarea echipamentelor și a aparatelor de uz casnic din cauza fluctuațiilor de sarcină. Dispozitivul este compatibil cu rețelele monofazate și trifazate, potrivite pentru apartamente și case private. Este posibil să fie necesar un circuit de stabilizare a tensiunii atunci când conectați singur dispozitivul sau aranjați rețeaua electrică.

Principiul de funcționare a stabilizatorilor

Principiul de funcționare depinde de tipul de echipament. Pentru a evidenția punctele generale, este recomandabil să luați în considerare designul. Dispozitivul constă din următoarele elemente:

• Sistem de control. Vă permite să monitorizați tensiunea de ieșire, aducându-l la un indicator stabil de 220 V. Echipamentul funcționează cu o eroare de 10-15%.
• Transformator automat. Disponibil pentru releu, triac, servomotor. Crește sau reduce tensiunea nominală.
• Invertor. Modelele de invertoare sunt echipate cu un mecanism de la un generator, transformator și tranzistoare. Elementele prin înfășurarea primară pot trece sau opri curentul, formând o tensiune la ieșire.
• Bloc de protecție, sursă de alimentare secundară. Disponibil pentru modelele de 220 volți.

Funcția de bypass sau tranzit permite regulatoarelor să furnizeze tensiune la ieșire până când este trecută limita setată.

Principiul de funcționare a modelelor de relee

Dispozitivul releului reglează tensiunea prin închiderea contactelor releului. Controlul parametrilor se efectuează utilizând un microcircuit, ale cărui elemente compară tensiunea de rețea cu cea de referință. Dacă indicatorii nu se potrivesc, se primesc semnale de la microcircuitele stabilizatorului de tensiune pentru a scădea sau crește înfășurarea.

Datorită costului redus și a compactității, echipamentele de releu reacționează încet la supratensiunile de tensiune, se pot opri pentru o perioadă scurtă de timp și nu pot rezista la suprasarcină.

Eroarea dispozitivului este de 5-10%.

Cum funcționează unitățile servo

Principalele componente ale unui aparat servo-acționat sunt un servomotor și un transformator automat. Dacă tensiunea se abate de la normă, se trimite un semnal pentru a comuta transformatorul de la controler la motor. Compararea indicatorilor de tensiune de referință și de intrare este efectuată de placa de control.

Stabilizatorii cu servomotor pot regla sarcina unei rețele trifazate și monofazate. Acestea se disting prin durabilitatea, fiabilitatea și buna funcționare în timpul supraîncărcării.

Precizia instrumentelor este de 1%.

Principiul de funcționare a dispozitivelor invertoare

Stabilizatorul invertor reglează tensiunea în funcție de sistemul de conversie dublă:

1. Curentul alternativ la intrare este egalizat, trecut printr-un filtru condensator ondulat.
2. Curentul rectificat este alimentat la invertor, transformat în curent alternativ și alimentat la sarcină.

Tensiunea de ieșire rămâne stabilă.

Dispozitivele cu invertoare se caracterizează prin răspuns rapid, eficiență de la 90%, funcționare neîntreruptă și silențioasă în intervalul 115-300 Volți.

Gama de control a aparatului scade odată cu creșterea sarcinii.

Caracteristici ale calculului caracteristicilor

Pentru a instala un dispozitiv parametric, va trebui să calculați puterea, tensiunea de intrare, curentul de bază al tranzistoarelor. De exemplu, tensiunea maximă de ieșire este de 14 V, ieșirea minimă este de 1,5 V, iar curentul maxim este de 1 A. Cunoscând parametrii, calculul se face:

1. Tensiune de intrare. Se folosește formula Uin = Uout + 3... Cifra este coeficientul de cădere de tensiune în secțiunea de tranziție de la colector la emițător.
2. Puterea maximă pe care tranzistorul o disipează. Pentru selectarea în favoarea unei valori mai mari, este nevoie de o carte de referință. Se aplică următoarele formule: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. Curentul bazei tranzistorului. Calculele se fac conform formulei: Ib max = Imax / h21E min. Ultimul indicator este 25, deci 1/25 = 0,04 A.
4. Parametrii tiristorului de balast. Se aplică formula Rb = (Uin-Ust) / (Ib max + Ist min) = (17-14) / (0,00133 + 0,005) = 474 Ohm. Primul min - curent de stabilizare; Ust - tensiunea de stabilizare, care este dată de dioda zener.

Cifrele și calculele sunt furnizate pentru rezistențele de 1 ohm.

Circuit pentru stabilizator de compensare

Circuitele de compensare explică conexiunea de feedback. Dispozitivele în sine au o tensiune de ieșire precisă fără referire la curentul de sarcină.

Circuit serial

Prin desemnările din cartea de referință puteți identifica:

• unitate de reglare - P;
• sursa de tensiune de referință nominală - ȘI;
• indicatori comparativi - ES;
• amplificator de curent constant - W.

Pentru a calcula tensiunea de ieșire, trebuie să cunoașteți caracteristicile dispozitivului. Un tranzistor se va regla, iar celălalt se va stabiliza. Dioda Zener este o sursă de referință. Diferența de putere este tensiunea dintre emițător și bază.

Când curentul colectorului este aplicat rezistenței, tensiunea scade, are polaritate inversă pentru ansamblul emițătorului. Rezultatul este o scădere a curenților colectorului și emițătorului. Pentru a face ajustarea netedă, se utilizează un separator pentru linia de stabilizare. Reglarea treptelor se realizează utilizând tensiunea suportului diodei Zener.

Circuit paralel

Dacă tensiunea se abate de la nominală, apare un impuls de nepotrivire. Aceasta este diferența dintre randamentul și ratele de sprijin. Deoarece unitatea de control este paralelă cu sarcina, amplifică semnalul. Există o schimbare a curentului la elementul regulator, o scădere a tensiunii rezistorului și o valoare nominală constantă la ieșire.

Circuit stabilizator parametric

Diagrama care explică procesul de stabilizare a tensiunii de referință va fi principala pentru modelele parametrice. Divizorul de tensiune al dispozitivului este un rezistor de balast și o diodă zener cu o rezistență la sarcină paralelă. Când tensiunea nominală de alimentare și sarcina de curent fluctuează, tensiunea este stabilizată.

Dacă acest indicator crește la intrare, curentul care trece prin dioda și rezistorul zener crește. Datorită indicatorilor de volt-ampere, valoarea diodei zener aproape că nu se schimbă, la fel ca și tensiunea rezistenței la sarcină. Toate vibrațiile privesc doar rezistența.

Specificațiile dispozitivului de impulsuri

Dispozitivul de impulsuri este caracterizat de o eficiență ridicată chiar și în condiții de tensiune mare. Circuitul dispozitivului include o cheie, un depozit de energie și un circuit de control. Elementul de reglare este conectat în modul impuls. Principiul de funcționare al dispozitivului:

1. O tensiune de feedback pozitivă este furnizată de la al doilea colector prin al doilea condensator la bază.
2. Colectorul 2 se deschide după saturația curentă de la rezistorul 2.
3. La joncțiunea de la colector la emițător, saturația este mai mică și rămâne deschisă.
4. Amplificatorul este conectat la colectorul # 3 prin dioda Zener # 2.
5. Baza este conectată la separator.
6. Prima diodă zener controlează deschiderea / închiderea celui de-al doilea colector printr-un semnal din al treilea.

Când a doua diodă zener este deschisă, energia este stocată în șoc, alimentând câmpul de închidere sarcinii.

Stabilizatori pe microcircuite

Un divizor liniar se distinge prin furnizarea unei tensiuni instabile la intrare și îndepărtarea unei tensiuni stabile din brațul divizorului. Alinierea este realizată de un braț de pas care menține rezistența constantă. Dispozitivele se disting prin simplitatea designului, absența interferențelor în funcționare. Microcircuitele sunt conectate în serie sau în paralel.

Stabilizatori seriali

Dispozitivele din serie se caracterizează prin includerea unui element de control în paralel cu sarcina. Există două modificări:

• Cu tranzistor bipolar. Nu are un circuit autoreglat, stabilitatea tensiunii depinde de magnitudinea indicatorilor de curent și de temperatură. Un amplificator de emițător sau un tranzistor compozit este utilizat ca amplificator de curent.
• Cu buclă de reglare automată. Dispozitivul de compensare funcționează pe principiul egalizării valorilor de ieșire și de referință. O parte din tensiunea de ieșire este îndepărtată din divizorul rezistiv și apoi comparată utilizând o diodă zener. Bucla de control este o buclă de feedback de 180 de grade. Curentul este stabilizat de un rezistor sau o sursă de alimentare.

Cele mai populare stabilizatoare din serie sunt cele integrale.

Specificul stabilizatorului paralel

Un dispozitiv paralel se distinge prin includerea unui element de control paralel cu sarcina furnizată. Dioda zener este utilizată de tip semiconductor sau cu descărcare de gaz. Circuitul este solicitat pentru reglarea dispozitivelor complexe.

Reducerea tensiunii instabile la intrare se realizează cu ajutorul unui rezistor. Este permisă utilizarea unei mașini bipolare cu valori de rezistență diferențiale ridicate într-o zonă separată.

Caracteristici ale dispozitivelor cu trei terminale

Stabilizatorii pentru tensiunea alternativă sunt de dimensiuni mici și sunt disponibili într-o carcasă din plastic sau metal. Sunt echipate cu canale de intrare, împământare și ieșire. Condensatoarele dispozitivului sunt sigilate pe ambele părți pentru a reduce ondularea.

Tensiunea de ieșire este de aproximativ 5 V, tensiunea de intrare este de aproximativ 10 V, puterea de disipare este de 15 W.

Modificările cu trei pini fac posibilă obținerea unei tensiuni non-standard necesare pentru alimentarea panourilor, a bateriilor cu consum redus de energie, la repararea sau modernizarea echipamentelor.

Algoritm pentru auto-asamblare a dispozitivului

Pentru auto-producție, este recomandabil să folosiți un circuit triac - un dispozitiv eficient. Egalizează valoarea curentului furnizat la tensiuni cuprinse între 130 și 270 V. Dispozitivul poate fi realizat pe baza unei plăci de circuite imprimate din folie textolit. Asamblarea dispozitivului se efectuează după cum urmează:

1. Pregătirea miezului magnetic și a mai multor cabluri.
2. Va fi necesară crearea unei înfășurări dintr-un fir cu un diametru de 0,064 mm - 8669 rotații.
3. Conductoarele rămase cu diametrul de 0,185 mm sunt necesare pentru înfășurările rămase. Numărul de ture este de 522.
4. Conexiune în serie a transformatoarelor de 12 V.
5. Organizarea a 7 sucursale. Primele 3 sunt realizate din sârmă cu diametrul de 3 mm, celelalte - din anvelope cu secțiune transversală de 18 mm2. Deci, dispozitivul de casă nu se va încălzi.
6. Instalarea unui cip controler pe un radiator de platină.
7. Instalarea de triac-uri și LED-uri.

Dispozitivul va avea nevoie de o carcasă robustă atașată la un cadru rigid. Cea mai ușoară opțiune sunt plăcile din polimer sau aluminiu.

Diagrama conexiunii stabilizatorului

Stabilizatorul este introdus într-o casă privată folosind un cablu VVGng cu trei nuclee, un comutator în trei poziții și un fir PUGV. Instalarea se efectuează înainte de contor, într-o placă separată sau de distribuție:

1. Deschideți contactele ridicând capacul frontal.
2. Treceți cablul la ieșire și intrare. Strângeți faza de intrare la borna Lin, conductorul neutru (albastru) - la borna Nin, sol - la borna cu șurub cu denumirea corespunzătoare.
3. Dacă nu există masă, strângeți acest miez sub șurubul de pe corpul dispozitivului.
4. Întoarceți tensiunea stabilizată la ecranul comun. Faza este aplicată la ieșirea Lout, zero la Nout și masă la masă la intrare.
5. Testați circuitul în modul fără sarcină.

Pentru test, toate mașinile sunt oprite, cu excepția intrării și direcționate către stabilizator.

Stabilizatorul conectat între rețea și sarcină este potrivit pentru o casă privată sau la țară, apartament, producție. Dispozitivul protejează echipamentul de defecțiuni, elimină efectul suprasolicitării și scurtcircuitelor pe linia de alimentare.