Nhu cầu về hệ thống ổn định điện áp đã tăng lên đáng kể trong những năm gần đây. Sự quan tâm đặc biệt được thể hiện ở các thiết bị hoạt động với nguồn sáng nhân tạo và đặc biệt là với đèn LED. Bộ ổn định hiện tại trên lm317 là một thiết bị đơn giản, rẻ tiền nhưng đáng tin cậy mà bạn có thể mua hoặc tự lắp ráp. Trong trường hợp thứ hai, bạn cần biết các quy tắc cơ bản của thiết bị đo, các yêu cầu an toàn khi làm việc với điện và chuẩn bị một bộ tiêu chuẩn các yếu tố.
- Việc ổn định dòng điện và điện áp để làm gì?
- Các loại thiết bị ổn định
- Chuyển tiếp
- Điện tử
- Cơ điện
- Ferroresonant
- Biến tần
- Sơ đồ thiết bị tuyến tính
- Các đặc điểm chính
- Nguồn và điện áp đầu vào
- Thiết kế thiết bị
- Trình điều khiển xung
- Sơ đồ kết nối
- Nguồn cung cấp điện ổn định đơn giản nhất
- Bộ nguồn ổn định tích hợp
- Mạch ổn định với nguồn điện được điều chỉnh
- Khu vực ứng dụng
Việc ổn định dòng điện và điện áp để làm gì?
Số lượng các thiết bị điện trong gia đình không ngừng phát triển. Trong những năm gần đây, số lượng các thiết bị điện đã tăng lên gấp mấy lần. Do đó, nhu cầu về các cấp điện áp trong các mạng điện đã tăng lên. Hơn nữa, hầu hết các tòa nhà (khu dân cư và công nghiệp) và nhà máy điện đều được xây dựng cách đây hơn 30 - 40 năm.
Một số thiết bị hiện đại được sản xuất với bộ ổn định tích hợp - các mạch nhỏ để ngăn ngừa thiệt hại do tăng điện. Nhưng hầu hết trong số chúng không chứa các thiết bị bổ sung và ngay cả một sự sụt giảm nhỏ trong mạng cũng có nguy cơ bị cháy. Các thiết bị gia dụng lớn (không phải kỹ thuật số) có nguy cơ cao. Đặc biệt là nồi hơi và máy giặt.
Để tránh hư hỏng và đảm bảo điện áp ổn định trong mạng, các bộ ổn định được lắp đặt. Đây là tùy chọn trong mỗi gia đình. Nếu tòa nhà có nguồn cung cấp dòng điện liên tục mà không có biến động nghiêm trọng (trong phạm vi 220 Volts với sai số tối đa là 10%), thì không có điểm nào trong các thiết bị bổ sung. Nhưng khi mức tăng không đổi, việc lắp đặt bộ ổn định sẽ giúp tiết kiệm thiết bị và cung cấp điện.
Các loại thiết bị ổn định
Trước khi mua một thiết bị, bạn nên tự làm quen với các loại và tính năng chính. Mỗi loại đều có ưu và nhược điểm, được thiết kế cho các mức điện áp và số lượng thiết bị khác nhau. Các nguyên tắc làm việc cũng khác nhau.
Chuyển tiếp
Các lựa chọn tốt nhất cho nhà riêng và nông thôn, căn hộ. Một số cuộn dây từ được lắp đặt trên máy biến áp. Tại thời điểm giảm điện áp, sự chuyển đổi xảy ra giữa chúng, điều này cho phép duy trì dòng điện áp ở cùng một chế độ. Những bất lợi bao gồm:
- thay đổi dòng năng lượng theo chế độ từng bước (đột ngột, không liên tục);
- độ cong của hình sin của dòng điện áp;
- công suất thấp tại thời điểm giật.
Giá thành của các thiết bị này thấp hơn nhiều so với các mẫu ổn áp khác. Chủ nhân đánh giá là tốt, máy đủ dùng cho các mạng gia đình.
Điện tử
Có hai loại chất ổn định "làm đầy" điện tử - triac và thyristor. Đầu tiên, việc chuyển đổi giữa các cuộn dây ở chế độ tự động được thực hiện bằng một cơ chế nhỏ - một triac. Hiệu suất của thiết bị cao, hoạt động nhanh chóng. Một điểm cộng đáng kể cho mục đích sử dụng trong nước là hoạt động không ồn ào. Loại thứ hai không hiệu quả bằng, nó thường được sử dụng để ổn định mạng gia đình không có nhiều điện áp. Hạn chế đáng chú ý nhất là chi phí.
Cơ điện
Tên gọi khác là động cơ servo, động cơ servo. Nguyên lý hoạt động - với sự trợ giúp của ổ điện, điện cực carbon di chuyển dọc theo các cuộn dây, tạo ra điện áp không bị gián đoạn. Thường được mua cho nhu cầu hộ gia đình và mặt bằng nhỏ (nhà, khu nhà mùa hè, văn phòng). Ưu điểm - giá cả, sự nhỏ gọn, chuyển đổi mượt mà. Nhược điểm - tiếng ồn, tốc độ chuyển đổi chậm.
Ferroresonant
Trong những năm gần đây, nó ít được sử dụng do sự ra đời của các thiết bị hiện đại hơn. Hiệu ứng ferroresonance xảy ra trong hệ thống tương tác giữa máy biến áp và tụ điện. Các thiết bị có kích thước lớn, ồn ào và không hoạt động trong điều kiện quá tải đột ngột và đáng kể. Ưu điểm - tuổi thọ cao, khả năng sử dụng trong phòng có độ ẩm cao.
Biến tần
Các thiết bị loại này rất mạnh và đắt tiền. Chúng được sử dụng trong cuộc sống hàng ngày và các cơ sở công nghiệp lớn. Sự khác biệt chính là một bộ dao động tinh thể và một bộ điều khiển, chuyển đổi điện áp ở đầu vào thành dòng điện một chiều và ở đầu ra thành dòng điện xoay chiều. Định hình kép đồng thời cho phép bạn làm việc với các mức dòng điện khác nhau - từ 115 đến 300 volt. Ưu điểm - không gây tiếng ồn, kích thước nhỏ, chuyển đổi và điều chỉnh nhanh, các tính năng bổ sung khác (ví dụ, bảo vệ các thiết bị gia dụng khỏi quá áp).
Sơ đồ thiết bị tuyến tính
Ổn áp trên lm317 là thiết bị hoạt động trên mạch chuyển đổi điện áp tuyến tính. Các vi mạch như vậy được sử dụng cho các mạng không yêu cầu hiệu suất cao và công suất quá lớn. Đặc biệt, để hỗ trợ hoạt động của đèn LED. Những lợi ích:
- bảo vệ chống lại sự gia tăng đột ngột, mức công suất quá mức;
- đảo cực của dòng điện tại phần tử đầu vào;
- thiếu các bộ phận và thiết bị bổ sung.
Những nhược điểm bao gồm hiệu suất thấp hơn - điện áp thu được vượt quá yêu cầu được xử lý thành hệ thống sưởi, do đó cần làm mát bổ sung.
Để hoạt động ổn định, cần có sự khác biệt dương về dòng điện ở đầu vào và đầu ra - bộ ổn định tuyến tính ngừng hoạt động khi giảm 0,4V (thậm chí ở mức 0,5V). Vì vậy, mạch cấp nguồn trên lm317 có điều chỉnh dòng điện và điện áp không được sử dụng cho các thiết bị có kích thước lớn và mạng "nặng".
Các đặc điểm chính
Bộ điều chỉnh điện áp trên lm317 hoạt động trong một phạm vi cung cấp điện nhất định. Các giới hạn là tối thiểu 1,25V, tối đa 37V. Ở đầu ra, công suất điện áp không vượt quá 1,5 Ampe, sai số với kết nối không ổn định lên đến 0,1%.
Bộ điều chỉnh điện áp trên vi mạch lm317 có thêm hệ thống bảo vệ bên trong: khỏi ngắn mạch, khỏi quá áp nhiệt, khỏi sự tiêu tán quá mức của điện áp "dư thừa".
Giới hạn nhiệt được cung cấp bởi các vi cảm biến đặc biệt đảm bảo bảo vệ thiết bị khỏi vượt quá công suất tiêu tán - nếu điều này xảy ra, thiết bị sẽ chỉ tắt và không bị ảnh hưởng.
Nguồn và điện áp đầu vào
Để bộ điều chỉnh dòng điện làm việc trên mạch lm317, điện áp ở phần đầu vào không được cao hơn 40 vôn. Trong trường hợp này, chênh lệch dòng điện tối thiểu ở đầu vào và đầu ra phải vượt quá 2 Vôn.
Để mạch điều áp làm việc lm317 thì mạch không được nhận tải lớn hơn 1,5A. Nếu không có làm mát bổ sung, mức độ sẽ giảm xuống. Công suất gần đúng được tính bằng cách nhân hai chỉ số - công suất phát điện và hiệu điện thế giữa đầu vào và đầu ra.
Ở nhiệt độ môi trường lên đến 30 ° C, cho phép công suất tiêu thụ lên đến 1,5W (nếu không có tản nhiệt). Ở mức tản nhiệt thông thường, cho phép công suất tiêu tán lên đến 20W.
Thiết kế thiết bị
Mạch nguồn ổn áp lm317 điều hoà cường độ dòng điện và hiệu điện thế có bố trí cực tiểu có hai điện trở, cảm kháng chênh lệch trong đó điều hoà hiệu điện thế ở đầu ra và tụ điện.Giá trị trung bình của dòng điện trên các phần tử hỗ trợ là 1,25 V. Điện trở không được vượt quá 240 ôm.
Thân của bộ ổn định trong sơ đồ lm317 được làm bằng nhựa. Các tùy chọn có thể có: TO 220 và 220FP, SOT23 và D2PAK. Hệ thống bảo vệ bên trong cho phép thiết bị hoạt động trong trường hợp đầu vào điều khiển bị ngắt kết nối.
Trình điều khiển xung
Các trình điều khiển với một hệ thống xung động là các bộ điều chỉnh điện áp giống nhau. Điện áp AC cho phép bạn điều chỉnh hoạt động của thiết bị. Nếu mức nhỏ hơn 2-3 Ampe thì không cần tản nhiệt thêm.
Các thiết bị xung "cắt" dòng điện đầu vào để có được mức điện áp mong muốn ở đầu ra. Nó có thể hoạt động với các mạng có tải trọng cao. Nhược điểm - bạn cần một nguồn điện riêng, chi phí, trường điện từ "phụ" bên ngoài. Khó lắp ráp tại nhà.
Sơ đồ kết nối
Mạch đóng cắt bộ nguồn trên lm317 có điều chỉnh dòng điện và điện áp cho phép sử dụng ổn áp trong các mạng có điện áp không theo tiêu chuẩn. Cần có tối thiểu hai điện trở để thiết bị hoạt động. Các chỉ số quan trọng nhất là điện áp của điểm tham chiếu, mức của dòng điện đầu ra.
Nguồn cung cấp điện ổn định đơn giản nhất
Ổn áp không chỉ cần thiết để bảo vệ các thiết bị gia dụng và công nghiệp. Trong phòng thí nghiệm, các thiết bị giúp tránh dòng điện quá mức và cháy mạng. Do đó, người mới bắt đầu và kỹ thuật viên chuyên nghiệp có xu hướng sử dụng ít nhất các khối ổn định đơn giản.
Điểm cộng chính:
- lắp ráp dễ dàng;
- công việc đáng tin cậy;
- phụ tùng rẻ tiền
Những nhược điểm bao gồm hiệu suất đầu ra thấp, sử dụng bộ tản nhiệt lớn và kích thước lớn của thiết bị.
Một thiết bị tiêu chuẩn sẽ yêu cầu một số yếu tố:
- mạch lm317;
- bóng bán dẫn với một vỏ nhựa;
- đi-ốt;
- hai điện trở;
- hai tụ điện;
- cầu diode.
Số lượng bộ phận tối thiểu và thiết kế đơn giản sẽ cho phép bạn nhanh chóng lắp ráp bộ điều chỉnh điện áp và sử dụng nó cho một mạng nhỏ.
Các chỉ số của các yếu tố không quan trọng. Ví dụ, các điện trở trên R1 có thể nằm trong khoảng từ 30 đến 50 ôm, và diode không được lắp đặt.
Bộ nguồn ổn định tích hợp
Các thiết bị có hệ thống hoạt động tích hợp được sử dụng trong ổn áp, hệ thống âm thanh, bộ khuếch đại, bộ nguồn và các thiết bị khác. Tất cả các phần của cấu trúc được kết nối bằng tinh thể silicon để trình tự của chúng tạo nên một chất ổn định. Trong kỹ thuật điện, hai loại được sử dụng:
- sử dụng chất bán dẫn;
- với việc sử dụng các yếu tố phim (lai).
Mạch tiêu chuẩn bao gồm một số bộ phận điển hình: nguồn tham chiếu, bộ khuếch đại, bộ điều chỉnh và cơ cấu bảo vệ để tắt và ngăn ngừa ngắn mạch.
Mạch tích hợp là thiết bị có chu trình chức năng hoàn chỉnh. Mỗi có một lối vào, lối ra và đường dẫn mặt đất.
Bạn chỉ có thể sử dụng các mạch như vậy với các chỉ báo điện áp nhất định. Giới hạn cho phép là từ 5 đến 24V, đối với dòng điện - nhỏ hơn 1A.
Các mạch tích hợp có bộ giới hạn điện áp đầu ra. Một bảo vệ quá nhiệt bổ sung cũng được cài đặt.
Mạch ổn định với nguồn điện được điều chỉnh
Việc lựa chọn điện trở được thực hiện theo giá trị danh định cho phép đối với bộ ổn định. Lỗi phải được tối thiểu. Lựa chọn tốt nhất là một phép tính chính xác.
Khu vực ứng dụng
Bộ ổn định dựa trên vi mạch LM317 được sử dụng để ổn định các chỉ số chính của các thiết bị kỹ thuật. Một thiết bị như vậy rất dễ tự lắp ráp và một thiết bị do nhà máy sản xuất có giá thành không cao. Đối với lớp này, nó có dữ liệu hoạt động và tuổi thọ sử dụng tuyệt vời, nếu không có hiện tượng đột biến điện quá mạnh.
Điểm bất lợi là giới hạn điện áp - không quá 3V. Bộ ổn định dựa trên vỏ TO 220 là kiểu máy có giá cả phải chăng nhất được sử dụng trong một số lĩnh vực:
- mạng gia đình (gia đình);
- điều kiện phòng thí nghiệm;
- Đèn LED chiếu sáng (điốt phát quang).
Hệ thống ổn áp dựa trên vi mạch LM317 là thiết bị đáng tin cậy, đơn giản và tiện lợi. Chi phí nhỏ, nhưng các đặc điểm là tích cực. Những bộ ổn định này thường được sử dụng cho đèn LED trong ô tô.
