Tokokrogi stabilizatorja napetosti - vrste in zasnova

Stabilizatorji napetosti preprečujejo zlom opreme in gospodinjskih aparatov zaradi nihanj obremenitve. Naprava je združljiva z enofaznimi in trifaznimi omrežji, primerna za stanovanja in zasebne hiše. Pri sami priključitvi naprave ali urejanju električnega omrežja bo morda potrebno vezje stabilizatorja napetosti.

Načelo delovanja stabilizatorjev

Načelo delovanja je odvisno od vrste opreme. Če želite poudariti skupne točke, je priporočljivo upoštevati dizajn. Naprava je sestavljena iz naslednjih elementov:

• Nadzorni sistem. Omogoča vam spremljanje izhodne napetosti in jo spravite na stabilno vrednost 220 V. Oprema deluje z napako 10-15%.
• Avtomatski transformator. Na voljo za modifikacije relejev, triakov, servomotorjev.Poveča ali zmanjša nazivno napetost.
• Inverter. Inverterski modeli so opremljeni z mehanizmom, ki ga sestavljajo generator, transformator in tranzistorji. Elementi skozi primarno navitje lahko prehajajo ali izklopijo tok in tvorijo napetost na izhodu.
• Zaščitna enota, sekundarno napajanje. Na voljo v modelih za 220 voltov.

Funkcija bypass ali tranzit omogoča stabilizatorjem, da napajajo napetost na izhodu, dokler nastavljena meja ni presežena.

Načelo delovanja relejnih modelov

Relejna naprava regulira napetost z zapiranjem kontaktov releja. Nadzor parametrov se izvaja s pomočjo mikrovezja, katerega elementi primerjajo omrežno napetost z referenčno napetostjo. Če se kazalniki ne ujemajo, se iz mikrovezja stabilizatorja napetosti prejmejo signali za znižanje ali povečanje navitja.

Kljub temu, da je poceni in kompakten, se relejna oprema počasi odziva na napetostne sunke, se lahko za kratek čas izklopi in ne prenese preobremenitve.

Napaka naprave je 5-10%.

Kako delujejo servo pogonske naprave

Glavni sestavni deli naprave s servo pogonom sta servomotor in avtomatski transformator. Če napetost odstopa od norme, se prejme signal za preklop transformatorjev iz krmilnika na motor. Referenčno in vhodno napetost primerja krmilna plošča.

Stabilizatorji servo pogona lahko regulirajo obremenitev trifaznih in enofaznih omrežij. Odlikujejo jih vzdržljivost, zanesljivost in dobro delovanje pri preobremenitvah.

Natančnost instrumenta je 1%.

Načelo delovanja inverterskih naprav

Stabilizator pretvornika uravnava napetost s sistemom dvojne pretvorbe:

1. Izmenični tok na vhodu se izenači in preide skozi valovitni filter kondenzatorja.
2. Usmerjeni tok se dovaja v pretvornik, se pretvori v izmenični tok in dovaja bremenu.

Izhodna napetost ostaja stabilna.

Za naprave z inverterji je značilna hitra odzivnost, učinkovitost 90%, neprekinjeno in tiho delovanje v območju 115-300 Voltov.

Območje krmiljenja naprave se zmanjša, če se obremenitev poveča.

Značilnosti izračunavanja značilnosti

Če želite namestiti parametrično napravo, boste morali izračunati moč, vhodno napetost in osnovni tok tranzistorjev. Na primer, največja izhodna napetost je 14 V, najmanjša izhodna napetost je 1,5 V, največji tok pa 1 A. Ob poznavanju parametrov se izvede izračun:

1. Vhodna napetost. Uporabljena formula je Uin=Uout+3. Število je koeficient padca napetosti v prehodnem odseku od kolektorja do emitorja.
2. Največja moč, ki jo tranzistor razprši. Če želite izbrati večjo vrednost, boste potrebovali referenčno knjigo. Uporabljajo se naslednje 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. Osnovni tok tranzistorja. Izračuni so narejeni po formuli: Ib max = Imax/h21E min. Zadnji indikator je 25, torej 1/25 = 0,04 A.
4. Parametri balastnega tiristorja. Formula je uporabljena Rb = (Uin-Ust)/(Ib max+Ist min)= (17-14)/(0,00133+0,005) = 474 Ohm. Ist min – stabilizacijski tok; Ust – stabilizacijska napetost, ki jo proizvaja zener dioda.

Številke in izračuni so na voljo za upore 1 ohm.

Vezje za kompenzacijski stabilizator

Kompenzacijska vezja pojasnjujejo povezavo z zaprto zanko.Naprave same imajo natančno izhodno napetost ne glede na obremenitveni tok.

Serijsko vezje

Z uporabo oznak iz referenčne knjige lahko prepoznate:

• regulacijska enota – P;
• nazivni vir referenčne napetosti – IN;
• primerjani kazalniki – ES;
• DC ojačevalnik - U.

Za izračun izhodne napetosti boste morali poznati značilnosti delovanja naprave. En tranzistor bo reguliral, drugi pa stabiliziral. Referenčni vir je zener dioda. Razlika moči je napetost v območju med oddajnikom in bazo.

Ko kolektorski tok deluje na upor, napetost pade in ima obratno polarnost za oddajno vozlišče. Posledično padeta kolektorski in emitorski tok. Za gladko nastavitev se za linijo stabilizatorja uporablja delilnik. Stopenjska regulacija se doseže z uporabo podporne napetosti zener diode.

Vzporedno vezje

Če napetost odstopa od nazivne vrednosti, se pojavi impulz neujemanja. To je razlika med izhodnimi in podpornimi stopnjami. Ker je nastavitvena enota nameščena vzporedno z obremenitvijo, ojača signal. Tok na regulatorju se spremeni, napetost upora pade, izhodna vrednost pa ostane konstantna.

Parametrično stabilizatorsko vezje

Diagram, ki pojasnjuje postopek stabilizacije referenčne napetosti, bo osnova za parametrične modele. Napetostni delilnik naprave je balastni upor in zener dioda z vzporedno obremenitvenim uporom.Ko nazivna napajalna napetost in tokovna obremenitev nihata, se napetost stabilizira.

Če se ta indikator poveča na vhodu, se poveča tok, ki poteka skozi zener diodo in upor. Zahvaljujoč indikatorjem volt-ampera ostane vrednost zener diode skoraj nespremenjena, kot tudi napetost upora obremenitve. Vsa nihanja vplivajo samo na upor.

Posebnosti pulzne naprave

Za impulzno napravo je značilna visoka učinkovitost tudi v širokem območju napetosti. Vezje naprave vključuje ključ, napravo za shranjevanje energije in krmilno vezje. Nastavitveni element je priključen v impulznem načinu. Načelo delovanja naprave:

1. Pozitivna povratna napetost se napaja iz drugega kolektorja skozi drugi kondenzator na bazo.
2. Kolektor št. 2 se odpre po nasičenju s tokom iz upora št. 2.
3. Na stičišču od zbiralnika do emitorja je nasičenost manjša in ostane odprt.
4. Ojačevalnik je povezan s kolektorjem št. 3 preko zener diode št. 2.
5. Podstavek je povezan z delilnikom.
6. Prva zener dioda krmili odpiranje/zapiranje drugega kolektorja na podlagi signala iz tretjega.

Ko je druga zener dioda odprta, se energija kopiči v induktorju in vstopi v zapiralno polje bremena.

Stabilizatorji na mikrovezjih

Za linearni delilnik je značilno dovajanje nestabilne napetosti na vhod in odstranjevanje stabilne napetosti iz kraka delilnika. Poravnavo izvede delilna roka, ki vzdržuje stalen upor. Za naprave je značilna preprostost zasnove in odsotnost motenj v delovanju. Mikrovezja so povezana zaporedno ali vzporedno.

Serijski stabilizatorji

Za serijske naprave je značilna vključitev nastavitvenega elementa vzporedno z obremenitvijo. Obstajata dve modifikaciji:

• Z bipolarnim tranzistorjem. Nima samoregulacijskega vezja; stabilnost napetosti je odvisna od trenutne vrednosti in indikatorjev temperature. Kot tokovni ojačevalnik se uporablja sledilnik oddajnika ali tranzistor kompozitnega tipa.
• S samodejnim prilagajanjem. Kompenzacijska naprava deluje na principu izenačevanja izhodne in referenčne vrednosti. Del izhodne napetosti se odstrani iz uporovnega delilnika in nato primerja z zener diodo. Krmilna zanka je povratna zanka s faznim zamikom 180 stopinj. Stabilizacija toka se izvaja z uporom ali napajalnikom.

Najbolj priljubljeni serijski stabilizatorji so integralni.

Posebnosti vzporednega stabilizatorja

Vzporedna naprava se odlikuje po vključitvi nastavitvenega elementa, ki je vzporeden z dobavljeno obremenitvijo. Zener dioda se uporablja kot polprevodnik ali tip s praznjenjem v plinu. Vezje je v povpraševanju za regulacijo kompleksnih naprav.

Nestabilna vhodna napetost se zmanjša z uporom. V ločenem delu je dovoljeno uporabljati bipolarni odklopnik z visoko diferencialno upornostjo.

Značilnosti naprav s tremi terminali

Stabilizatorji za izmenično napetost so majhni in so na voljo v plastičnem ali kovinskem ohišju. Opremljeni so s kanali za vhod, ozemljitev in izhod. Za zmanjšanje valovanja so kondenzatorji naprave zatesnjeni na obeh straneh.

Izhodna napetost je približno 5 V, vhodna napetost je približno 10 V, disipacija moči pa je 15 W.

Tripolne modifikacije omogočajo pridobitev napetosti nestandardne vrednosti, ki je potrebna za napajanje prototipov, baterij z nizko porabo energije, pri popravilu ali nadgradnji opreme.

Algoritem za samosestavljanje naprave

Za samoproizvodnjo je priporočljivo uporabiti triac vezje - učinkovito napravo. Izenačuje nazivni dovedeni tok pri napetostih od 130 do 270 V. Napravo lahko izdelamo na osnovi tiskanega vezja iz folije PCB. Naprava je sestavljena na naslednji način:

1. Priprava magnetnega vezja in več kablov.
2. Ustvarjanje navitja iz žice s premerom 0,064 mm - potrebovali boste 8669 obratov.
3. Preostali vodniki s premerom 0,185 mm so potrebni za preostala navitja. Število obratov vsakega je 522.
4. Serijska vezava 12 V transformatorjev.
5. Organizacija 7 podružnic. Prve 3 so izdelane iz žice s premerom 3 mm, druge so izdelane iz pnevmatik s presekom 18 mm2. Tako se domača naprava ne bo segrela.
6. Namestitev krmilnega čipa na platinasti hladilnik.
7. Montaža triakov in LED diod.

Naprava potrebuje trpežno ohišje, pritrjeno na togi okvir. Najenostavnejša možnost so polimerne ali aluminijaste plošče.

Shema povezave stabilizatorja

Stabilizator se vstavi v zasebno hišo s pomočjo trižilnega kabla VVGng, tripozicijskega stikala in žice PUGV. Namestitev se izvede pred števcem, v ločeni ali razdelilni plošči:

1. Odprite kontakte tako, da dvignete sprednji pokrov.
2. Napeljite kabel do izhoda in vhoda. Privijte vhodno fazo na priključek Lin, nevtralni (modri) vodnik na priključek Nin in ozemljitev na vijačni priključek z ustrezno oznako.
3. Če ni ozemljitve, privijte to jedro pod vijak na ohišju naprave.
4. Vrnite stabilizirano napetost na skupno ploščo. Faza se napaja na izhod Lout, nič - na Nout, tla - na tla na vhodu.
5. Preskusite vezje v načinu brez obremenitve.

Za preizkus so vsi stroji izklopljeni, razen vhodnega in tistih, ki so usmerjeni na stabilizator.

Stabilizator, povezan med omrežjem in obremenitvijo, je primeren za zasebno ali podeželsko hišo, stanovanje ali proizvodnjo. Naprava ščiti opremo pred okvarami in odpravlja vpliv preobremenitve in kratkega stika na daljnovodu.