Mit ad a feszültségszabályozó? Feszültségstabilizátor és áramstabilizátor. Nos, miért van szükség minderre akkor

A cikkben sematikus ábrákkal eláruljuk, mi a feszültségstabilizátor, annak alkalmazása, működése és különféle típusai, valamint segítséget nyújtunk a feszültségstabilizátor kiválasztásában is.

A feszültségstabilizátorok használata minden otthon szükségszerűségévé vált. Jelenleg különféle típusú feszültségszabályozók állnak rendelkezésre, különböző funkciókkal és teljesítménnyel. A technika legújabb fejleményei, például a mikroprocesszoros chipek és a teljesítményelektronika megváltoztatták a feszültségszabályozókat. Most már teljesen automatikusak, intelligensek és számos fejlett funkcióval rendelkeznek. Rendkívül gyorsan reagálnak a feszültségingadozásokra, és lehetővé teszik felhasználóik számára, hogy távolról állítsák be a feszültségigényeket, beleértve az indítási vagy a kikapcsolási funkciót. Megtekintheti és megvásárolhatja a feszültségstabilizátorok széles választékát az Aliexpress-en, és válasszon megfelelőt.

Mi a feszültségszabályozó

A feszültségstabilizátor olyan elektromos eszköz, amelyet állandó feszültség biztosítására használnak a kimeneti terminálok terheléséhez, függetlenül a bemenet, vagyis a bejövő teljesítmény változásától vagy ingadozásától.

A feszültségstabilizátor fő célja, hogy megvédje az elektromos vagy elektronikus eszközöket (például légkondicionálót, hűtőszekrényt, TV-t stb.) A feszültség-túlfeszültségek vagy -ingadozások, túlfeszültségek vagy alulfeszültségek következtében bekövetkező lehetséges károsodásoktól.

1. ábra - Különböző típusú feszültségszabályozók

A feszültségszabályozó AVR (automatikus feszültségszabályozó) néven is ismert. A feszültségstabilizátor használata nem korlátozódik a házon kívüli vagy otthoni irodai berendezésekre. Még azok a helyek is, amelyek saját belső tápellátással rendelkeznek, dízel váltakozó áramú generátorok formájában, erősen támaszkodnak ezekre az AVR-re felszerelésük biztonsága érdekében.

Láthatjuk a piacon elérhető különböző típusú feszültségszabályozókat. Az analóg és digitális AVR sok gyártótól kapható. Az egyre növekvő versennyel és az eszközök biztonságának fokozott tudatosságával. Ezek a feszültségszabályozók lehetnek egyfázisúak (220-230 voltos kimenet) vagy háromfázisúak (380/400 voltos kimenetek), az alkalmazás típusától függően. A kívánt stabilizált teljesítmény szabályozása a feszültség csökkentésének és növelésének módszerével történik annak belső áramkörének megfelelően. A háromfázisú feszültségszabályozók két különböző modellben állnak rendelkezésre, azaz kiegyensúlyozott terhelésű és kiegyensúlyozatlan terhelésű modellek.

Különböző minősítésekben és tartományokban állnak rendelkezésre.
KVA. A normál tartományú feszültségszabályozó 200–240 voltos stabilizált kimeneti feszültséget tud biztosítani 20–35 voltos erősítéssel, ha a bemeneti feszültségről 180–270 volt tartományban táplálják. Míg a feszültségszabályozó széles tartománya képes stabilizált, 190-240 voltos feszültséget biztosítani 50-55 voltos ellenállással, 140 és 300 volt közötti bemeneti feszültséggel.

Rendelkezésre állnak sokféle alkalmazáshoz is, például egy dedikált feszültségszabályozó kis készülékekhez, például tévéhez, hűtőszekrényhez, mikrohullámú sütőkhöz, egy hatalmas eszközhöz az összes háztartási készülékhez.

Az áramfeszültség-szabályozók fő funkciójuk mellett számos hasznos kiegészítő funkcióval vannak ellátva, mint például a túlterhelés elleni védelem, a nulla feszültség kapcsolása, a frekvenciaváltás elleni védelem, a feszültség kikapcsolásának kijelzője, a kimenet indításának és leállításának lehetősége, a kézi vagy automatikus indítás, a feszültség csökkentése ki és így tovább ...

A feszültségstabilizátorok nagyon energiatakarékos készülékek (95-98% -os hatásfok). Nagyon kevés energiát fogyasztanak, ami általában a maximális terhelés 2–5% -át teszi ki.

Miért van szükség feszültségstabilizátorokra és azok fontosságára?

Minden elektromos eszközt úgy terveztek és gyártottak, hogy maximális hatékonysággal működjenek egy tipikus tápegységgel, amelyet névleges üzemi feszültségnek neveznek. Az elektromos eszköz működési tartománya (optimális hatásfokkal) ± 5% -ra, ± 10% -ra vagy annál nagyobbra korlátozható, a számított biztonságos működési határértéktől függően.

Sok probléma miatt a kapott bemeneti feszültségforrás mindig ingadozik, ami folyamatosan változó bemeneti feszültségforrást eredményez. Ez a változó feszültség nagyban hozzájárul az eszköz hatékonyságának csökkenéséhez, valamint a megnövekedett meghibásodási arányhoz.

Ábra. 2 - A feszültségingadozások okozta problémák

Ne feledje, hogy egy elektronikus eszköz számára semmi sem fontosabb, mint egy szűrt, védett és stabil tápegység. A helyes és stabilizált tápfeszültség elengedhetetlen ahhoz, hogy a készülék funkcióit a legoptimálisabban tudja ellátni. Ez egy feszültségszabályozó, amely biztosítja, hogy a készülék megkapja a kívánt és stabilizált feszültséget, függetlenül attól, hogy mekkora az ingadozás. Így a feszültségszabályozó nagyon hatékony megoldás azok számára, akik optimális teljesítményt szeretnének elérni, és meg akarják védeni készülékeiket az áramellátásban előforduló kiszámíthatatlan feszültségingadozások, feszültség-túlfeszültségek és zaj ellen.

A szünetmentes tápegységhez hasonlóan a feszültségstabilizátorok is előnyt jelentenek az elektronikus berendezések védelmében. A feszültségingadozások nagyon gyakoriak, függetlenül attól, hogy hol laksz. A feszültségingadozásoknak számos oka lehet, például elektromos hibák, hibás vezetékezés, villámlás, rövidzárlat stb. Ezek az ingadozások lehetnek túlfeszültség vagy túlfeszültség formájában.

Ismétlődő túlfeszültség-hatások a háztartási készülékekben

• A csatlakoztatott eszköz maradandó károsodása
• A tekercselés szigetelésének károsodása
• Megszakítások a terhelésben
• A kábel vagy az eszköz túlmelegedése
• A készülék élettartama romlik
• Hardverhiba
• Alacsony eszközhatékonyság
• Bizonyos esetekben a készüléknek további órákba telhet ugyanaz a funkció.
• Csökkenti az eszköz teljesítményét
• A készülék több áramot fogyaszt, ami túlmelegedést okozhat.

Hogyan működik a feszültségszabályozó, a feszültség csökkentésének és növelésének működési elve

A feszültségszabályozó fő feladata két alapvető funkció végrehajtása: a feszültség csökkentése és a fokozási funkció. A bak és a boost funkció nem más, mint az állandó feszültségű túlfeszültség szabályozása. Ez a funkció manuálisan elvégezhető a választókapcsolókkal, vagy automatikusan további elektronikus áramkörökkel.

Túlfeszültségi körülmények között az "alulfeszültség" funkció biztosítja a szükséges feszültség intenzitás csökkentést. Hasonlóképpen, alulfeszültség esetén a "feszültségnövelés" funkció növeli a feszültség intenzitását. Mindkét funkció ötlete általában ugyanaz a kimeneti feszültség fenntartása.

A feszültségstabilizálás magában foglalja az elsődleges tápegység feszültségének hozzáadását vagy levonását. Ennek a funkciónak a megvalósításához a feszültségszabályozók egy transzformátort használnak, amely különféle konfigurációkban kapcsoló relékhez van csatlakoztatva. Kevés feszültségszabályozó használ transzformátort, amelynek tekercsén különböző csapok vannak a különböző feszültségkorrekciók biztosításához, míg a feszültségszabályozók (például a Servo feszültségszabályozók) tartalmaznak egy automatikus transzformátort a kívánt korrekciós tartomány biztosításához.

Hogyan működik a feszültségszabályozóban a bak és a boost funkció?

Mindkét fogalom jobb megértése érdekében külön funkciókra bontjuk.

Léptető funkció a feszültségszabályozóban

Ábra. 4 - A feszültségszabályozóban levő csökkentési funkció sematikus rajza

A fenti ábra a transzformátor csatlakozását mutatja a "Buck" funkcióban. A buck funkcióban a transzformátor szekunder tekercsének polaritása úgy van összekötve, hogy a terhelésre alkalmazott feszültség az elsődleges és a másodlagos tekercsek feszültségének kivonásának eredménye.

A feszültségszabályozó kapcsoló áramkörrel rendelkezik. Amikor túlfeszültséget észlel az elsődleges tápegységben, a terhelést manuálisan csatlakoztatja, vagy a kapcsolók (relék) segítségével automatikusan a "Le" konfigurációra vált.

Boost funkció a feszültségszabályozóban

Ábra. 6 - A feszültségnövelő funkció sematikus rajza a feszültségszabályozóban

A fenti ábra a transzformátor csatlakozását mutatja a "Boost" funkcióban. A boost funkcióban a transzformátor szekunder tekercselésének polaritása úgy van összekötve, hogy a terhelésre alkalmazott feszültség az elsődleges és a szekunder tekercs feszültségének összeadódásának eredménye.

Hogyan működik a fel és le konfiguráció automatikusan

Itt van egy példa 02 fokozatú feszültségstabilizátorra. Ez a feszültségszabályozó 02 relét használ (1. és 2. relé), hogy szabályozott váltakozó áramú tápfeszültséget biztosítson a terheléshez túlfeszültség és túlfeszültség esetén.

A 02-fokozatú feszültségszabályozó vázlatos ábráján (a fenti képen) az 1. és a 2. relét használják a feszültség és az erősítés konfigurációjának biztosítására a különböző feszültségingadozási körülmények, azaz a túlfeszültség és az alacsony feszültség alatt. Tegyük fel például, hogy az AC bemenet 230 VAC, és a szükséges kimenet is állandó 230 VAC. Most, ha +/- 25 voltos lépcsőzetes és erősítő szabályozással rendelkezik, ez azt jelenti, hogy a feszültségszabályozó képes ellátni a szükséges állandó feszültséget (230 V) 205 V (alulfeszültség) és 255 V (túlfeszültség) bemenet között. Váltakozó áramú forrás.

A leeresztett transzformátorokat használó feszültségszabályozókban a csapok kiválasztása az elnyomáshoz vagy növeléshez szükséges feszültség mennyisége alapján történik. Ebben az esetben különböző feszültségtartományokkal rendelkezünk a kiválasztáshoz. Míg az autotranszformátorokat használó feszültségszabályozóknál a szervomotorokat csúszó érintkezőkkel együtt használják a szükséges stabilizálandó vagy növelendő feszültségmennyiség elérésére. Csúszó érintkezés szükséges, mert az autotranszformátoroknak csak egy tekercsük van.

Különböző típusú feszültségszabályozók

Kezdetben kézi / feszültségválasztó kapcsolókat vezettek be a piacra. Az ilyen típusú szabályozók elektromechanikus relékkel választják ki a kívánt feszültséget. A technológia fejlődésével további elektronikus áramkörök jelentek meg, és a feszültségstabilizátorok automatikussá váltak. Ezután jött a Servo feszültségszabályozó, amely képes a feszültség folyamatos stabilizálására, minden kézi beavatkozás nélkül. Már kaphatók IC / mikrokontroller alapú feszültségszabályozók is, amelyek további funkciókat is elláthatnak.

A feszültségstabilizátorok három típusra oszthatók:

• Relé típusú feszültségstabilizátorok
• Szervo feszültségszabályozók
• Statikus feszültségstabilizátorok

Relé típusú feszültségstabilizátorok

A reléfeszültség-stabilizátorokban a feszültséget kapcsolórelék szabályozzák. A relékkel különféle konfigurációjú szekunder transzformátorokat lehet csatlakoztatni a buck és boost funkció eléréséhez.

Hogyan működik a relé feszültségszabályozója?

A fenti ábra azt mutatja, hogy egy relé típusú feszültségszabályozó hogyan néz ki belülről. Csapolt transzformátorral, relével és elektronikus táblával rendelkezik. A nyomtatott áramköri lap tartalmazza az egyenirányító áramkört, az erősítőt, a mikrovezérlőt és más kiegészítő alkatrészeket.

Az elektronikus táblák összehasonlítják a kimeneti feszültséget egy feszültségreferenciával. Amint a bemeneti feszültség referenciaérték feletti növekedését vagy csökkenését észleli, kapcsolja a megfelelő relét, hogy csatlakoztassa a lépcsőfokot a felfelé és lefelé funkcióhoz.

A relé típusú feszültségszabályozók általában ± 15% -ban stabilizálják a bemeneti ingadozásokat ± 5% és ± 10% közötti kimeneti pontossággal.

A reléfeszültség-stabilizátorok felhasználása és előnyei

Ezt a stabilizátort elsősorban alacsony fogyasztású készülékekhez / berendezésekhez használják lakossági / kereskedelmi / ipari alkalmazásokhoz.

• Olcsóbbak
• Kompakt méretűek

A relés feszültségstabilizátorok hátrányai

• Válaszuk a feszültségingadozásokra kissé lassabb, mint más típusú feszültségszabályozók.
• Rövid életűek
• Kevésbé megbízhatóak
• Nem képesek ellenállni a feszültség-túlfeszültségeknek, mivel az ingadozások tűréshatáruk kisebb
• Amikor a feszültség stabilizálódott, az áramellátás útjának átmenete kisebb megszakításokat eredményezhet az áramellátásban.

Szervo feszültségszabályozók

A szervo feszültségstabilizátorokban a feszültségszabályozás szervomotor segítségével történik. Szervo stabilizátorokként is ismertek. Ezek zárt rendszerek.

Hogyan működik a szervo feszültségszabályozó?

Zárt hurkú rendszerben a negatív visszacsatolás (más néven feed hiba) garantált a kimenetről, hogy a rendszer biztosítsa a kívánt eredmény elérését. Ez a kimeneti és a bemeneti jel összehasonlításával történik. Ha abban az esetben, ha a kívánt kimenet magasabb / alacsonyabb, mint a kívánt érték, akkor a bemeneti jelforrás szabályozója hibajelzést kap (Kimeneti érték - Bemeneti érték). Ezután a szabályozó újból generál egy jelet (az elért kimeneti értéktől függően pozitív vagy negatív), és betáplálja azt a működtetőkbe annak érdekében, hogy a kimeneti érték a pontos értékre kerüljön.

Zárt hurkú tulajdonságuk miatt a szervo-alapú feszültségstabilizátorokat olyan készülékekhez / berendezésekhez használják, amelyek nagyon érzékenyek és pontos bemeneti teljesítményre (± 01%) van szükségük a tervezett funkcióik ellátásához.

Ábra. 10 - A szervo feszültségstabilizátor belső képe

A fenti ábra azt mutatja, hogy a feszültségszabályozó szervo hogyan néz ki belülről. Szervomotorral, autotranszformátorral, lefelé és felfelé transzformátorral, motorral, elektronikus táblával és egyéb kiegészítő alkatrészekkel rendelkezik.

Szervo-alapú feszültségszabályozóban a lefelé és egybeépített transzformátor (csap) elsődleges tekercsének egyik vége az autotranszformátor rögzített ágához, az elsődleges tekercs másik vége pedig egy mozgatható kar, amelyet a szervomotor vezérel. A transzformátor szekunder tekercsének egyik vége
A bak és a boost a bemeneti tápegységhez, a másik vég pedig a feszültségszabályozó kimenetéhez csatlakozik.

Az elektronikus táblák összehasonlítják a kimeneti feszültséget egy feszültségreferenciával. Amint észleli a bemeneti feszültség kontroll érték feletti növekedését vagy csökkenését, elkezd dolgozni a motorral, amely még tovább mozgatja az autotranszformátor kart.

Amikor elmozdítja az autotranszformátor karját, a bemeneti feszültség a leengedő és a felmenő transzformátor elsődleges tekercsén a kívánt kimeneti feszültségre változik. A szervomotor addig fog forogni, amíg a referenciafeszültség és a szabályozó kimenete közötti különbség nulla lesz. Ez a teljes folyamat milliszekundumban megy végbe. A modern szervo feszültségszabályozók mikrokontroller / mikroprocesszor vezérlő áramkörrel rendelkeznek az intelligens felhasználói vezérlés biztosítása érdekében.

Különböző típusú szervo feszültségszabályozók

Különböző típusú szervo feszültség stabilizátorok:

Egyfázisú szervo feszültség stabilizátorok

Az egyfázisú szervo-meghajtású feszültségstabilizátorokban a feszültségstabilizálást egy változó transzformátorhoz kapcsolt szervomotor segítségével érik el.

Háromfázisú kiegyensúlyozott szervo feszültségszabályozók

A háromfázisú szervo-vezérlésű feszültségstabilizátorokban a feszültségstabilizációt 03-as autotranszformátorhoz kapcsolt szervomotor és egy közös vezérlő áramkör segítségével érik el. A stabilizálás érdekében az autotranszformátorok teljesítménye változó.

Háromfázisú kiegyensúlyozatlan szervo feszültségszabályozók

Háromfázisú aszimmetrikus szervo-meghajtású feszültségstabilizátoroknál a feszültségstabilizálást 03 szervotranszformátorhoz és 03 független vezérlő áramkörhöz csatlakoztatott szervomotorral (minden egyes autotranszformátorhoz egyet-egyet) használva érjük el.

A szervo feszültségszabályozó felhasználása és előnyei

• Gyorsan reagálnak a feszültségingadozásokra
• Nagyfeszültségű stabilizációs pontossággal rendelkeznek
• Nagyon megbízhatóak
• Ellenállnak a feszültség-túlfeszültségeknek

A szervo feszültségszabályozó hátrányai

• Időszakos karbantartásra van szükségük
• A hiba törléséhez a szervomotort igazítani kell. A szervo beállításához ügyes kezek szükségesek.

Statikus feszültségstabilizátorok

Ábra. 13 - Statikus feszültségstabilizátorok

A statikus feszültségű egyenirányítónak nincsenek olyan mozgó alkatrészei, mint a szervo feszültségszabályozók. Az átalakító elektromos áramköre a feszültség stabilizálására szolgál. Ezek a statikus feszültségszabályozók nagyon pontosak, és a feszültségszabályozás ± 1% -on belül van.

A statikus feszültségszabályozó tartalmaz egy le- és egy lépcsős transzformátort, egy szigetelt kaputeljesítmény-átalakítót (IGBT), egy mikrovezérlőt, egy mikroprocesszort és más szükséges alkatrészeket.

Hogyan működik a statikus feszültségszabályozó

A mikrovezérlő / mikroprocesszor vezérli az IGBT teljesítményátalakítót a szükséges feszültségszint előállításához az "impulzusszélesség moduláció" módszerrel. Az impulzusszélesség-modulációban (PWM) a kapcsoló üzemmódban lévő áramátalakítók egy félvezető kapcsolóval (például MOSFET) hajtják a transzformátort a kívánt kimeneti feszültség előállításához. Ezt a generált feszültséget ezután a lefelé és felfelé transzformátor primer tekercsére alkalmazzák. Az IGBT áramátalakító figyeli a feszültség fázisát is. Olyan feszültséget képes előállítani, amely fázisban vagy 180 fázison kívüli lehet a bemeneti tápellátáshoz képest, ez pedig lehetővé teszi, hogy a bemeneti teljesítmény emelkedése vagy csökkenése alapján szabályozhassa, adjunk-e vagy levonjunk-e feszültséget.

Ábra. 15 - A statikus feszültségstabilizátor sematikus rajza

Amint a mikroprocesszor észleli a feszültségszint csökkenését, impulzusszélesség modulációs jelet küld az IGBT áramátalakítónak. Az IGBT áramátalakító ennek megfelelően a feszültségkülönbséghez hasonló feszültséget generál, amellyel a bemeneti tápellátás csökken. Ez a generált feszültség fázisban van a bemeneti tápegységgel. Ezt a feszültséget ezután a Buck & Boost transzformátor primerjére alkalmazzák. Mivel a Buck & Boost transzformátor szekunder tekercse csatlakozik a bemeneti tápegységhez, a szekunder tekercsben kiváltott feszültség hozzáadódik a bemeneti tápegységhez. Ezért a stabilizált túlfeszültség a terhelésre kerül.

Hasonlóképpen, amint a mikroprocesszor észleli a feszültségszint növekedését, impulzusszélesség modulációs jelet küld az IGBT teljesítményátalakítónak. Ennek megfelelően az IGBT áramátalakító a feszültségkülönbséghez hasonló feszültséget generál, amellyel a bemeneti tápellátás csökken. De ezúttal a generált feszültség fázison kívül lesz 180 fokkal a bemeneti tápegységhez képest. Ezt a feszültséget ezután a Buck & Boost transzformátor primerjére alkalmazzák. Mivel a Buck & Boost transzformátor szekunder tekercse a bemeneti tápegységhez van csatlakoztatva, a szekunder tekercsben kiváltott feszültség levonásra kerül a bemeneti tápegységből. Ezért a stabilizált alulfeszültség a terhelésre kerül.

A statikus feszültségstabilizátorok felhasználása / előnyei

• Nagyon kompakt méretűek.
• Nagyon gyorsan reagálnak a feszültségingadozásokra.
• Nagyon nagy a feszültségstabilizációs pontosságuk.
• Mivel nincs mozgó alkatrész, szinte nem igényel karbantartást.
• Nagyon megbízhatóak.
• Hatékonyságuk nagyon magas.

A statikus feszültségszabályozó hátrányai

Társaikhoz képest drágák.

Mi a különbség a feszültségszabályozó és a feszültségszabályozó között?

Mindkettő ugyanúgy hangzik. Mindkettő ugyanazt a feszültségstabilizáló funkciót látja el. Azonban az, ahogyan csinálják, megváltoztatja. A feszültségszabályozó és a feszültségszabályozó közötti fő funkcionális különbség:

A feszültségszabályozó olyan eszköz, amely állandó feszültséget szolgáltat a kimenethez a bemeneti feszültség változása nélkül. Míg,

A feszültségszabályozó olyan eszköz, amely állandó feszültséget szolgáltat a kimenethez a terhelés áramának változása nélkül.

Hogyan válasszuk ki a legjobb feszültségstabilizátort otthonához? Vásárlási útmutató

Különböző tényezőket kell figyelembe venni a feszültségszabályozó vásárlásakor. Ellenkező esetben belefuthat egy feszültségszabályozóba, amely rosszabbul vagy jobban teljesít. A túlzásba vétele nem fog ártani, de plusz dollárba fog kerülni. Miért ne válasszon olyan feszültségszabályozót, amely megfelel az Ön igényeinek, és kíméli a zsebét is.

Különböző tényezők, amelyek fontos szerepet játszanak a feszültségszabályozó kiválasztásában

Különböző tényezők, amelyek létfontosságú szerepet játszanak, és amelyeket figyelembe kell venni a feszültségszabályozó kiválasztása előtt:

• Az eszköz (vagy eszközcsoport) szükséges energiája
• Eszköztípus
• A feszültségingadozások szintje az Ön területén
• Feszültségszabályozó típusa
• A szükséges feszültségszabályozó működési tartománya
• Túlfeszültség / alulfeszültség
• Stabilizációs / vezérlő áramkör típusa
• Szerelés típusa a feszültségszabályozóhoz

Lépésenkénti útmutató az otthoni feszültségstabilizátor kiválasztásához és megvásárlásához

Az alábbiakban bemutatjuk azokat az alapvető lépéseket, amelyeket követnie kell a legjobb feszültségszabályozó kiválasztásához otthonában:

• Ellenőrizze annak az eszköznek a névleges teljesítményét, amelynek feszültségszabályozóra van szüksége. A teljesítményt a készülék hátoldalán matrica vagy adattábla jelzi. Ez kilowattban (KW) lesz. Általában a feszültségszabályozó névleges teljesítményét kVA-ban jelzik. Konvertálja kilowattra (kW).

(KW = kVA * teljesítménytényező)

• Fontolja meg a kardán névleges teljesítményének 25–30% -ának megfelelő extra tartalék megtartását. Ez lehetővé teszi, hogy a jövőben bármilyen eszközt hozzáadhasson.
• Ellenőrizze a feszültségingadozás tűréshatárát. Ha megfelel az Ön igényeinek, akkor készen áll a továbblépésre.
• Ellenőrizze a telepítési követelményeket és a szükséges méretet.
• Kérhet és összehasonlíthat további funkciókat a különböző márkák és modellek azonos árkategóriájában.

Gyakorlati példa a jobb megértéshez

Tegyük fel, hogy feszültségszabályozóra van szükség a tévéhez. Tegyük fel, hogy a tévé teljesítménye 1 kVA. Az 1 kVA-nál megengedett 30% -os pótdíj 300 W. Mindkettő hozzáadásával 1,3 kW (1300 W) feszültségszabályozót vásárolhat a tévéhez.

A legfontosabb tanácsok feszültségszabályozó vásárlásakor

Az elektromos áramkörökről folytatott beszélgetések során gyakran használják a "feszültségszabályozó" és az "áramszabályozó" kifejezéseket. De mi a különbség köztük? Hogyan működnek ezek a stabilizátorok? Melyik áramkörre van szükség drága feszültségszabályozóra, és hol elegendő egy egyszerű szabályozó? E kérdésekre ebben a cikkben talál választ.

Vegyünk egy feszültségszabályozót az LM7805 eszköz példáján, amelynek jellemzői: 5V 1,5A. Ez azt jelenti, hogy pontosan a feszültség stabilizált és legfeljebb 5 V. 1.5A a maximális áram, amelyet a stabilizátor képes viselni. Csúcsáram. Vagyis 3 milliampert, 0,5 ampert és 1 ampert adhat. Annyi áram, amennyi a terheléshez szükséges. De legfeljebb másfél. Ez a fő különbség a feszültségstabilizátor és az áramstabilizátor között.

A feszültségstabilizátorok típusai

A feszültségstabilizátoroknak csak 2 fő típusa van:

• lineáris
• impulzus

Lineáris feszültségszabályozók

Például mikrokapcsolások BANK vagy LM1117, LM350.

Egyébként a KREN nem rövidítés, ahogy sokan gondolják. Ez egy rövidítés. Az LM7805-höz hasonló szovjet stabilizáló mikrokapcsolat KR142EN5A jelölést kapott. Nos, van még KR1157EN12V, KR1157EN502, KR1157EN24A és még egy csomó más. A rövidség kedvéért a mikroprocesszorok teljes családját "KREN" -nek hívták. A KR142EN5A ezután KREN142-vé alakul.

Szovjet stabilizátor KR142EN5A. Az LM7805 analógja.

Stabilizátor LM7805

A leggyakoribb típus. Hátrányuk, hogy nem tudnak a megadott kimeneti feszültségnél alacsonyabb feszültséggel működni. Ha stabilizálja a feszültséget 5 V-on, akkor legalább másfél voltra van még szüksége a bemenetre. Ha 6,5 ​​V-nál kisebb feszültséget alkalmazunk, akkor a kimeneti feszültség "süllyed", és már nem kapunk 5 V-ot. A lineáris stabilizátorok másik hátránya az erős fűtés terhelés alatt. Valójában ez a munkájuk alapelve - minden, ami magasabb, mint a stabilizált feszültség, egyszerűen hővé alakul. Ha 12 V-ot táplálunk a bemenetre, akkor 7-et fordítunk a ház fűtésére, 5 pedig a fogyasztóhoz kerül. Ugyanakkor a tok annyira felmelegszik, hogy a mikrokapcsoló egyszerűen kiégjen radiátor nélkül. Mindez újabb komoly hátrányhoz vezet - lineáris stabilizátort nem szabad használni az akkumulátorral működő készülékekben. Az elemek energiáját a stabilizátor fűtésére fordítják. A kapcsolóstabilizátorok nem rendelkeznek e hátrányokkal.

Kapcsolási feszültségszabályozók

Impulzus stabilizátorok- nincsenek lineáris hátrányai, de drágábbak is. Ez már nem csak három tűs chip. Úgy néznek ki, mint egy áramköri lap alkatrészekkel.

Az impulzus stabilizátor egyik változata.

Impulzus stabilizátorok három típus létezik: süllyesztés, növelés és mindenevő. A legérdekesebbek a mindenevők. A bemenet feszültségétől függetlenül a kimenet pontosan az lesz, amire szükségünk van. A mindenevő impulzus nem érdekli, ha a bemeneti feszültség alacsonyabb vagy magasabb, mint a szükséges. Automatikusan átvált a feszültség növelésének vagy csökkentésének módjára, és a készüléket a kimeneten tartja. Ha a jellemzők azt állítják, hogy a stabilizátort a bemeneten 1 és 15 volt közötti feszültséggel lehet táplálni, és a kimenet 5-nél stabil lesz, akkor ez így is lesz. Ezen kívül fűtés impulzus stabilizátorok annyira jelentéktelen, hogy a legtöbb esetben elhanyagolható. Ha az áramkört akkumulátorral táplálja, vagy zárt tokba helyezi, ahol a lineáris stabilizátor erős hevítése elfogadhatatlan, tegyen impulzust. Egy filléres hangolható kapcsolófeszültség-szabályozót használok, amelyet az Aliexpress-től rendelek. Megveheted.

Oké. Mi van a jelenlegi stabilizátorral?

Nem nyitom meg Amerikát, ha ezt mondom áram stabilizátor stabilizálja az áramot.
A jelenlegi stabilizátorokat néha LED meghajtóknak is nevezik. Kívülről úgy néznek ki, mint a feszültségszabályozók kapcsolására. Bár maga a stabilizátor egy kis mikrokapcsolás, minden másra szükség van a helyes működés biztosításához. De általában az egész áramkört egyszerre meghajtónak hívják.

Így néz ki egy jelenlegi szabályozó. A piros kör ugyanaz az áramkör, amely a stabilizátor. A táblán minden más pántos.

Így. A vezető beállítja az áramot. Stabil! Ha azt írják, hogy a kimenet 350mA árammal rendelkezik, akkor pontosan 350mA lesz. De a kimeneti feszültség a fogyasztó által igényelt feszültségtől függően változhat. Ne engedjük magunkat az ezzel kapcsolatos elméletnek. hogy működik mindez. Csak ne feledje, hogy Ön nem szabályozza a feszültséget, az illesztőprogram mindent megtesz Önért a fogyasztó alapján.

Nos, miért van szükséged minderre?

Most már tudja, hogy a feszültségstabilizátor miben különbözik a jelenlegi stabilizátortól, és navigálhat a változatosságukban. Talán még mindig nem érted, miért van szükség ezekre a dolgokra.

Példa: 3 LED-et akar táplálni a jármű elektromos rendszeréből. Amiből tanulhat, fontos, hogy a LED szabályozza az aktuális erősséget. A LED-ek csatlakoztatásához a legelterjedtebb lehetőséget használjuk: 3 LED-et és egy ellenállást sorba kötünk. A tápfeszültség 12 volt.

Ellenállással korlátozzuk az áramot a LED-ekre, hogy azok ne égjenek ki. Legyen a LED-en a feszültségesés 3,4 volt.
Az első LED után 12-3,4 = 8,6 volt marad.
Mostanra elegünk van.
A másodiknál ​​újabb 3,4 volt veszik el, vagyis 8,6-3,4 = 5,2 volt marad.
És elég a harmadik LED-hez is.
A harmadik után pedig 5,2-3,4 = 1,8 volt marad.
Ha hozzá akar adni egy negyedik LED-et, akkor az nem lesz elég.
Ha a tápfeszültséget 15 V-ra emelik, akkor ez elég. De akkor az ellenállást is meg kell számolni. Az ellenállás a legegyszerűbb áramstabilizátor (korlátozó). Gyakran ugyanazokra a szalagokra és modulokra helyezik őket. Mínusa van - minél alacsonyabb a feszültség, annál alacsonyabb az áram a LED-en (Ohm törvénye, nem lehet vele vitatkozni). Ez azt jelenti, hogy ha a bemeneti feszültség instabil (az autókban általában), akkor először stabilizálnia kell a feszültséget, majd az ellenállással az áramot a szükséges értékekre korlátozhatja. Ha ellenállást használunk áramkorlátozóként, ahol a feszültség nem stabil, akkor stabilizálnunk kell a feszültséget.

Érdemes emlékezni arra, hogy az ellenállásokat csak bizonyos áramerősségig van értelme telepíteni. Egy bizonyos küszöbérték után az ellenállások nagyon felmelegednek, és erősebb ellenállásokat kell telepíteni (miért írja le a teljesítményellenállást ez a készülék). A hőelvezetés növekszik, a hatásfok csökken.

LED meghajtónak is nevezik. Gyakran azok, akik ebben nincsenek jártasak, a feszültségszabályozót egyszerűen LED-meghajtónak, a kapcsolóáram-szabályozót pedig ún. jó LED vezérlő. Azonnal stabil feszültséget és áramot szolgáltat. És szinte nem melegszik fel. Így néz ki:

A legtöbb áramellátási probléma a vidéki területeken figyelhető meg, de a városokban is előfordul. A napszaktól függően akár 20 watt tartományban is megváltoztathatja a mutatókat. A műtétek gyakran a szomszéd erőteljes berendezéseket eredményezik - akkor fordulnak elő, amikor motorral vagy nagy teljesítményű konyhai kazánnal indítják a berendezést. A nagy teljesítményű berendezések piacra dobása során a másodperc töredéke alatt a feszültség 220-ról 190 wattra csökkenhet, majd visszatérhet. Az ilyen hirtelen túlfeszültségek hátrányosan befolyásolhatják a háztartási készülékeket és a világítást, az izzók ezért gyakran kiégnek. Hogy mit kell tennie ilyen helyzetekben, arról ebben a cikkben lesz szó.

A jelenlegi szabványok eltéréseket írnak elő ± 10% -on belül. Ennek alapján a minimális feszültség 198 V, a maximális 242 V lehet, vagyis a szélső pontok közötti különbség elérheti a 44 V. Ez elég sok és észrevehető a lámpák villogása és az elektromos motorok működése során. Ami az elektronika működését illeti, ez általában nem észrevehető, mivel ott főként kapcsoló tápegységeket használnak, amelyeknek meglehetősen széles a bemeneti feszültségtartománya, és teljesítményparamétereik azonos szinten vannak.

A házban azonban sok olyan eszköz van, amely nem képes elviselni az ilyen feszültségingadozásokat. A háztartási gépek nagy része kudarcot vall a programozókban, amelyek cseréje nagy összegbe kerül. És ha jelenleg azt képzeled, hogy a LED-lámpák az egész házban meghibásodnak, ebben az esetben tisztességes összeget is kell fizetned a cseréért.

Hogyan védekezhet?

A fentiek alapján teljesen természetes kérdés merül fel - hogyan védje meg magát? Mit lehet használni, hogy a hálózatban a feszültség mindig 220 V szinten legyen, és ne ugráljon fel és le? Szerencsére megvédheti berendezéseit az áramfeszültségektől. A legegyszerűbb módszer egy 220 V-os váltakozó feszültségű stabilizátor használata. A készülék különféle energiaellátási lehetőségekkel rendelkezik, működési elve meglehetősen egyszerű.

Valójában a feszültségszabályozó nem más, mint transzformátor. A vezérlőrendszer relével továbbítja a megfelelő feszültséget a kimenetre. Ennek eredményeként a feszültség növekszik vagy csökken. Minden elég gyorsan történik, általában 4ms-en belül. A legolcsóbb megoldásoknál a válasz kissé alábecsülik, így a kimeneti feszültségnek is lehet bizonyos esési tartománya, de kicsi például 215 és 240 V között. Az olcsó modellek nem ideálisak, de mindenesetre biztonságosabbak mint 198 V alá esni vagy 242 V. fölé emelni.

A legjobb 3 legjobb otthoni feszültségszabályozó

Az alábbiakban megtalálja az első három feszültségszabályozót, amelyek a legnépszerűbbek a piacon.

Feszültségstabilizátor LVT АСН-350 С

Úgy tervezték, hogy megvédje az érzékeny eszközöket a hálózat feszültségeséseitől, például a világító lámpákat és még sokan mások. Ez stabilan táplálja a 220 V feszültséget, emellett ez a stabil tápegység megvédi a csatlakoztatott eszközt a hálózati feszültség hirtelen növekedésétől vagy csökkenésétől. (több mint 275 V vagy kevesebb, mint 155 V) az áramellátás leállításával.

Az LVT АСН-350 С műszaki jellemzői:

• bemeneti feszültség: 155V - 270V;
• kimeneti feszültség: 220 V (+/- 10%);
• kimeneti frekvencia: 50 Hz;
• kimenő teljesítmény: 350 V;
• súly: 2 kg;
• méretek: 125 x 80 x 192 mm.

Stabilizátor DIA-N SN-3000-m

3000 W teljesítmény jellemzi, otthoni használatra szánva. Sikeresen működik:

• audio / video berendezések;
• számítógép vagy laptop;
• perifériák (fénymásoló, fax) és háztartási gépek.

Stabil 220 V tápfeszültséget biztosít, amikor a hálózati feszültség 150 V-ról 280 V-ra csökken. A 150-280 V bemeneti áramtartomány túllépése esetén a stabilizátor automatikusan leállítja az áramellátást.

A DIA-N SN-3000-m műszaki jellemzői:

• bejövő tápfeszültség: 150 V - 280 V;
• maximális teljesítmény: 3000 W;
• kimeneti feszültség: 220V (+ 10%, - 10%);
• kimeneti frekvencia: 50 Hz;
• reakció idő:<1 сек;
• súly: 8 kg;
• konnektorok, kimenetek száma: 1.

Feszültségstabilizátor Eleks Hybrid 9-1 / 40A v2.0

Feszültségszabályozó

Feszültségszabályozó- villamosenergia-átalakító, amely lehetővé teszi a kimeneti feszültség elérését, amely a megadott határokon belül van, a bemeneti feszültség és a terhelési ellenállás jelentősen ingadozik.

A kimeneti feszültség típusa szerint a stabilizátorokat DC és AC stabilizátorokra osztják. Az áramellátás típusa (DC vagy AC) általában megegyezik a kimeneti feszültséggel, bár lehetségesek kivételek.

DC stabilizátorok

Lineáris stabilizátor mikrokapcsolás KR1170EN8

Lineáris stabilizátor

A lineáris stabilizátor egy feszültségosztó, amelynek bemenetét bemeneti (instabil) feszültséggel látják el, és a kimeneti (stabilizált) feszültséget eltávolítják az osztó alsó karjáról. A stabilizálást az egyik elválasztókar ellenállásának megváltoztatásával hajtják végre: az ellenállást folyamatosan fenntartják úgy, hogy a stabilizátor kimenetén a feszültség a megadott határokon belül legyen. A bemeneti / kimeneti feszültségek nagy arányával a lineáris stabilizátor alacsony hatásfokkal rendelkezik, mivel a P rac = (U be - U kimenet) * I t teljesítmény legnagyobb része hő formájában eloszlik a szabályozó elemen. Ezért a szabályozó elemnek képesnek kell lennie elegendő teljesítmény leadására, vagyis a szükséges területű radiátorra kell felszerelni. A lineáris szabályozó előnye az egyszerűség, az interferencia és a kevesebb alkatrész használata.

A változó ellenállású elem helyétől függően a lineáris stabilizátorok két típusra oszthatók:

• Következetes: a vezérlőelem a terheléssel sorba van kötve.
• Párhuzamos: a vezérlőelem a terheléssel párhuzamosan csatlakozik.

A stabilizációs módszertől függően:

• Paraméteres: egy ilyen stabilizátorban az eszköz I - V jellemzőinek nagy meredekségű szakaszát használják.
• Kompenzációs: van visszajelzése. Ebben a stabilizátor kimenetén lévő feszültséget összehasonlítják a referencia feszültséggel, és a köztük lévő különbségből egy vezérlőjel képződik a szabályozó elem számára.

Párhuzamos paraméteres stabilizátor egy zener diódán

Kisfeszültségű áramkörök feszültségének stabilizálására szolgál, mivel az áramkör normál működéséhez a D1 Zener diódán átmenő áramnak többször (3-10) meg kell haladnia az R L stabilizált terhelés áramát. Gyakran ezt a lineáris szabályozó áramkört használják feszültség referenciaként a bonyolultabb szabályozó áramkörökben. A bemeneti feszültség változásai által okozott kimeneti feszültség instabilitásának csökkentése érdekében R V ellenállást használnak. Ez az intézkedés azonban nem csökkenti a kimeneti feszültség instabilitását, amelyet a terhelési ellenállás változása okoz.

Sorozatú bipoláris tranzisztor szabályozó

U out = U z - U be.

Valójában ez a párhuzamos paraméteres stabilizátor a fent tárgyalt zener diódán, amely az emitterkövető bemenetéhez csatlakozik. Nincsenek visszacsatoló hurkjai a kimeneti feszültség változásainak kompenzálására.

Kimeneti feszültsége az U be értékkel kisebb, mint a zener-dióda stabilizációs feszültsége, amely gyakorlatilag független a p-n kereszteződésen átáramló áram mennyiségétől, és a szilícium-alapú eszközök esetében körülbelül 0,6 V. Az U függése az áram nagyságától és a hőmérséklettől rontja a kimeneti feszültség stabilitását, összehasonlítva a zener diódán alapuló párhuzamos paraméteres stabilizátorral.

Az emitterkövető (áramerősítő) lehetővé teszi, hogy a stabilizátor maximális kimeneti áramát a zener dióda párhuzamos paraméteres stabilizátorához képest β-szorzóval növelje (ahol β ennek a tranzisztor-példánynak az áramerősítése) . Ha ez nem elég, kompozit tranzisztort használunk.

Terhelési ellenállás hiányában (vagy a mikroamper tartományú terhelési áramoknál) az ilyen stabilizátor kimeneti feszültsége (nyitott áramkörű feszültség) 0,6 V-kal növekszik annak a ténynek köszönhetően, hogy az U a mikrovezetési tartományban nullához közelít. Ennek a tulajdonságnak a kiküszöbölése érdekében a stabilizátor kimenetéhez egy előtétes terhelési ellenállást kell csatlakoztatni, amely több mA terhelési áramot biztosít.

Soros kompenzációs stabilizátor működési erősítő segítségével

Az R2 kimeneti feszültségnek az R2 potenciométerből vett részét összehasonlítjuk az U z referenciafeszültséggel a D1 zener diódánál. A feszültségkülönbséget az U1 műveleti erősítő felerősíti, és az emitterkövető áramkör szerint csatlakoztatott szabályozó tranzisztor aljához táplálja. Az áramkör stabil működése érdekében a hurok fáziseltolásának közel kell lennie 180 ° + n * 360 ° -hoz. Mivel az U out kimeneti feszültség egy részét az U1 operációs erősítő invertáló bemenetére táplálják, az U1 műveleti erősítő a fázist 180 ° -kal elmozdítja, a szabályozó tranzisztort pedig az emitterkövető áramkör szerint kapcsolják be, amely nem tolja el a fázist . A hurok fáziseltolódása 180 °, a fázisstabilitás feltétele teljesül.

Az Uz referenciafeszültség gyakorlatilag független a zener diódán átáramló áram nagyságától, és megegyezik a zener dióda stabilizációs feszültségével. Stabilitásának növelésére az Uin változásával az R V ellenállás helyett használják.

Ebben a stabilizátorban a műveleti erősítő egy nem invertáló erősítő áramkörbe van csatlakoztatva (emitterkövetővel a kimeneti áram növelése érdekében). A visszacsatoló hurokban lévő ellenállások aránya meghatározza az erősítését, amely meghatározza, hogy a kimeneti feszültség hányszorosa lesz magasabb, mint a bemeneti feszültség (vagyis az op-amp nem invertáló bemenetére alkalmazott referenciafeszültség). Mivel egy nem invertáló erősítő erősítése mindig nagyobb, mint az egység, a referenciafeszültség (a zener dióda stabilizálási feszültsége) értékét kisebbnek kell kiválasztani, mint az előírt minimális kimeneti feszültség.

Az ilyen stabilizátor kimeneti feszültségének instabilitását szinte teljesen meghatározza a referenciafeszültség instabilitása, a modern op erősítők nagy hurokerősítése miatt ( G openloop = 10 5 ÷ 10 6).

A bemeneti feszültség instabilitásának az op-amp működési módjára gyakorolt ​​hatásának kiküszöbölésére stabilizált feszültséget lehet táplálni (a zener dióda további paraméteres stabilizátoraiból).

Impulzus stabilizátor

Egy kapcsolószabályozóban a stabilizálatlan külső forrásból származó áramot rövid impulzusokkal juttatják el a tárolóeszközhöz (általában kondenzátorhoz vagy fojtószelephez); ebben az esetben energiát tárolnak, amelyet aztán villamos energia formájában engednek a terhelésbe, de fojtás esetén már más feszültséggel. A stabilizációt az impulzusok és a közöttük lévő szünetek időtartamának szabályozásával hajtják végre - impulzusszélesség moduláció. Egy kapcsolószabályozó, a lineárishoz képest, lényegesen nagyobb hatékonysággal rendelkezik. A kapcsolószabályozó hátránya az impulzus zaj jelenléte a kimeneti feszültségben.

A lineáris szabályozóval ellentétben egy kapcsolószabályozó tetszőleges módon képes átalakítani a bemeneti feszültséget (a szabályozó áramkörétől függően):

• Lefelé lent
• Emelés stabilizátor: a kimenet stabilizált feszültsége mindig felett bemenet és ugyanolyan polaritású.
• Buck-Buck stabilizátor: a kimeneti feszültség stabilizált, lehet felettés lent bemenet és ugyanolyan polaritású. Ilyen stabilizátort használnak olyan esetekben, amikor a bemeneti feszültség kissé eltér az előírtól, és változhat, az előírtnál magasabb és alacsonyabb értéket is elérve.
• Invertálás stabilizátor: a kimeneti stabilizált feszültség polaritása a bemenethez képest fordított, a kimeneti feszültség abszolút értéke bármilyen lehet.

AC feszültség stabilizátorok

Ferrorezonáns stabilizátorok

A szovjet korszakban a háztartási ferrorezonáns feszültségstabilizátorok elterjedtek. Általában a TV-ket rajtuk keresztül csatlakoztatták. Az első generációs tévékben lineáris feszültségstabilizátorokkal ellátott hálózati tápegységeket használtak (és egyes áramkörökben ezeket teljesen szabályozatlan feszültség táplálta), amelyek nem mindig bírták a hálózat feszültségingadozásait, különösen a vidéki területeken, amelyek előzetes előkészületeket igényeltek feszültségstabilizálás. A kapcsoló tápegységgel rendelkező 4UPITST és USTsT televíziók megjelenésével megszűnt a hálózati feszültség további stabilizálásának szükségessége.

A ferrorezonáns stabilizátor két fojtószelepből áll: telítetlen (mágneses résű) maggal és telített maggal, valamint kondenzátorral. A telített induktivitás I - V jellegzetességének sajátossága, hogy a rajta átmenő feszültség alig változik, ha a rajta keresztüli áram változik. A fojtók és a kondenzátorok paramétereinek megválasztásával biztosítani lehet a feszültségstabilizációt, amikor a bemeneti feszültség meglehetősen széles tartományon belül változik, de a tápellátó hálózat frekvenciájának enyhe eltérése nagyban befolyásolta a stabilizátor jellemzőit.

Modern stabilizátorok

Jelenleg a stabilizátorok fő típusai a következők:

• elektrodinamikus szervo (mechanikus)
• statikus (elektronikusan kapcsolható)
• relé
• kompenzáció (elektronikus sima)

A modelleket egyfázisú (220/230 V) és háromfázisú (380/400 V) változatban egyaránt gyártják, teljesítményük több száz watt és több megawatt között mozog. A háromfázisú modelleket két változatban állítják elő: függetlenül az egyes fázisok beállításával vagy a stabilizátor bemenetén az átlagos fázisfeszültség beállításával.

A gyártott modellek a megengedett bemeneti feszültségtartományban is különböznek, amely például a következő lehet: ± 15%, ± 20%, ± 25%, ± 30%, -25% / + 15%, -35% / + 15% vagy -45% / + 15%. Minél szélesebb a tartomány (különösen negatív irányban), annál nagyobbak a stabilizátor méretei és annál magasabb a költsége ugyanazon a kimenő teljesítményen.

A feszültségstabilizátor fontos jellemzője a sebessége, vagyis minél nagyobb a sebesség, annál gyorsabban reagál a stabilizátor a bemeneti feszültség változásaira. A sebesség az az időtartam (ezredmásodpercek), amely alatt a szabályozó képes egy feszültséggel változtatni a feszültséget. A különböző típusú stabilizátorok eltérő válaszsebességgel rendelkeznek, például az elektrodinamikusaknál a sebesség 12 ... 18 ms / V, a statikus stabilizátorok 2 ms / V-ot adnak, de az elektronikus, kompenzációs típusoknál ez a paraméter 0,75 ms / V.

Egy másik fontos paraméter a kimeneti feszültség stabilizálásának pontossága. A GOST 13109-97 szerint a tápfeszültség legnagyobb megengedett eltérése a névleges ± 10% -a. A modern feszültségszabályozók pontossága 1% és 8% között mozog. A 8% -os pontosság elégséges a háztartási és ipari elektromos készülékek döntő többségének megfelelő működéséhez. Szigorúbb követelményeket (1%) szoktak előírni a komplex berendezések (orvosi, csúcstechnikai és hasonlók) tápellátására. Fontos fogyasztói paraméter a stabilizátor azon képessége, hogy a teljes bemeneti feszültségtartományban a megadott teljesítmény mellett működik, de nem minden stabilizátor felel meg ennek a paraméternek. Egyes stabilizátorok tízszeres túlterhelésnek képesek ellenállni; ilyen stabilizátor vásárlásakor nincs szükség teljesítménytartalékra.

Lásd még

• A 78xx sorozat mikrokapcsolói - egy sor közös lineáris stabilizátor

Irodalom

• Veresov G.P. Tápegység háztartási elektronikai berendezésekhez. - M.: Rádió és kommunikáció, 1983. - 128 o.
• V.V. Kitaev és mások Tápellátás kommunikációs eszközökhöz. - M.: Kommunikáció, 1975. - 328 o. - 24 000 példány.
• V.G. Kosztikov Parfenov E.M. Shakhnov V.A. Elektronikus eszközök tápforrásai. Áramkör és tervezés: Tankönyv az egyetemek számára. - 2. - M.: Forródrót - Telecom, 2001. - 344 p. - 3000 példány. - ISBN 5-93517-052-3
• Shtilman V.I. Mikroelektronikus feszültségstabilizátorok. - Kijev: Technika, 1976.

Linkek

• Stabilizátorok. Gyártók. Leírás. (Hogyan tartsuk otthonát és készülékeit túlfeszültségektől, és hogyan válasszuk ki a megfelelő stabilizátort, amely ebben segít?)
• Feszültségstabilizátor otthoni használatra (Miért van szüksége feszültségstabilizátorra az otthonhoz, hogyan kell kiválasztani, a stabilizátorok típusai)
• GOST R 52907-2008 "Rádióelektronikai berendezések áramforrásai. Kifejezések és meghatározások"

A stabilizátor legfontosabb paraméterei a K st stabilizációs együttható, az R out kimeneti ellenállás és a η hatékonyság.

Stabilizációs tényező a kifejezésből meghatározva K st = [∆u be / u be] / [∆u ki / u ki]

Hol be, ki- állandóak a stabilizátor bemeneténél és kimeneténél; ∆u be- a változás be; Ki- a változás ki megfelel az ∆u változásának.

Ily módon stabilizációs tényező a bemenet relatív változásának és a stabilizátor kimenetének megfelelő relatív változásának aránya.

Minél nagyobb a stabilizációs tényező, annál kevésbé változik a kimenet, amikor a bemenet változik. A legegyszerűbb stabilizátorok esetében a K st értéke egység, a bonyolultabbaknál pedig száz és ezer.

A stabilizátor kimeneti impedanciája kifejezés által meghatározott R ki = | ∆u out / ∆i out |

ahol ∆u out a konstans változása a stabilizátor kimeneténél; ∆i out - a stabilizátor állandó kimeneti áramának változása, amely a kimeneti feszültség változását okozta.

A stabilizátor kimeneti impedanciája megegyezik a szűrővel ellátott egyenirányító kimeneti impedanciájával. Minél kisebb a kimeneti ellenállás, annál kevésbé változik a kimenet, amikor a terhelési áram megváltozik. A legegyszerűbb stabilizátorokban az R out értéke Ohm egység, a fejlettebbekben pedig Ohm százada és ezrede. Meg kell jegyezni, hogy a szabályozó általában drasztikusan csökkenti a feszültség hullámzását.

A stabilizátor hatékonysága η st a P n terhelésre leadott teljesítmény és a bemeneti forrásból fogyasztott teljesítmény aránya R in: η st = R n / R in

Hagyományosan a stabilizátorokat paraméterekre és kompenzációkra osztják.

Érdekes videó a feszültségstabilizátorokról:

Paraméter stabilizátorok

Ezek a legegyszerűbb eszközök, amelyekben a kimenet apró változásai két kimenettel rendelkező elektronikus eszközök használatával érhetők el, amelyekre az áramfeszültség-karakterisztika kifejezett nemlineáris jellege jellemző. Vegyünk egy zener diódán alapuló paraméteres stabilizátor diagramját (2.82. Ábra).

Elemezzük ezt az áramkört (2.82. Ábra, a), amelyhez először átalakítjuk azt az ekvivalens generátor tétel segítségével (2.82. Ábra, b). Elemezzük grafikusan az áramkör működését úgy, hogy a zener-dióda volt-amper jellegzetességére jellemző terhelési vonalakat ábrázoljuk a bemenet különböző értékeinek megfelelő egyenértékű feszültség különböző értékeire (2.82. Ábra, c).
A grafikus konstrukciókból nyilvánvaló, hogy az u e egyenérték jelentős változásával (∆u e-vel), és ennélfogva az u bemenet, a kimenet jelentéktelen ∆u kimenettel változik.

Sőt, minél kevesebb a zener dióda differenciális ellenállása (vagyis annál vízszintesebben megy el a zener dióda jellemzői), annál kevesebb ∆u van.

Határozzuk meg egy ilyen stabilizátor fő paramétereit, amelyeknél az eredeti áramkörben a Zener diódát ekvivalens áramkörrel helyettesítjük, és a bemeneti áramkörbe vezetjük (2.82. Ábra, d) a bemenet változásának megfelelő feszültségforrást ∆ u be (pontozott vonal az ábrán): R out = r d || R 0 ≈ r d, mivel R 0 >> r d η st = (u out · I n) / (u in · I in) = (u out · I n) / [u in (I n + I in)].

K st = (∆u in / u in): (∆u out / u out) Mivel általában R n >> r d K st ≈ u out / u in · [(r d + R 0) / r d]

A paraméteres stabilizátorokat általában több egységtől tíz milliamperig terjedő terheléseknél használják. Leggyakrabban referenciaforrásként használják a kompenzációs feszültségstabilizátorokban.

Kompenzációs stabilizátorok

Ezek zárt hurkú automatikus vezérlőrendszerek. A kompenzációs stabilizátor jellemző elemei egy referencia (referencia) forrás (ION), egy összehasonlító és erősítő elem (MSE) és egy szabályozó elem (RE).

Hasznos megjegyezni, hogy az OOS két fokozatot fed le - egy operációs erősítőt és egy tranzisztort. A figyelembe vett séma meggyőző példa, amely bemutatja az általános negatív visszacsatolás előnyét a lokálissal szemben.

A folyamatos szabályozással rendelkező stabilizátorok fő hátránya alacsony hatékonyságú, mivel a szabályozó elemben jelentős energiafogyasztás megy végbe, mivel a teljes terhelés áthalad rajta, és a rajta eső esés megegyezik a stabilizátor bemeneti és kimeneti feszültségének különbségével.

A 60-as évek végén elkezdtek kompenzációs stabilizátorok integrált áramköreit gyártani folyamatos szabályozással (K142EN sorozat). Ez a sorozat rögzített kimeneti feszültségű, állítható kimeneti feszültségű, bipoláris és bemeneti és kimeneti feszültségű stabilizátorokat tartalmaz. Abban az esetben, ha a terhelésen át kell vezetni az áramot, amely meghaladja az integrált stabilizátorok megengedett legnagyobb értékét, a mikrokapcsolást külső szabályozó tranzisztorokkal egészítik ki.

Az integrált stabilizátorok néhány paraméterét a táblázat tartalmazza. 2.1, és a külső elemek K142EN1 stabilizátorhoz történő csatlakoztatásának lehetőségét az ábra mutatja. 2.85.


Az R ellenállást az áramvédelem működtetésére tervezték, az R 1-et pedig a kimeneti feszültség szabályozására használják. A K142UN5, EH6, EH8 mikrokapcsolások funkcionálisan teljes stabilizátorok, fix kimeneti feszültséggel, de nem igényelnek külső elemek csatlakoztatását.

Az impulzusstabilizátorok ma már nem kevesebb, mint a folyamatos stabilizátorok.

Az ilyen stabilizátorok fő elemeinek működési módja miatt még a bemeneti és kimeneti feszültség szintjeiben is jelentős különbség van 70 - 80% -os hatékonyságot érhet el, míg a folyamatos stabilizátorok esetében ez 30-50%.

Kulcsos üzemmódban működő teljesítményelemben a kapcsolási periódus alatt az abban elszórt átlagos teljesítmény sokkal kisebb, mint egy folyamatos stabilizátor esetében, mivel bár zárt állapotban a teljesítményelemen átáramló áram maximális, az átesés nullához közeli, és nyitott állapotban a rajta átáramló áram egyenlő nulla, bár maximális. Így mindkét esetben az energiaeloszlás elhanyagolható és közel nulla.

Az energiaelemek kis veszteségei a hűtő radiátorok csökkenéséhez vagy akár megszüntetéséhez vezetnek, ami jelentősen csökkenti a súlyt és a méreteket. Ezenkívül a kapcsolóstabilizátor használata bizonyos esetekben lehetővé teszi az 50 Hz frekvencián működő teljesítménytranszformátor kizárását az áramkörből, ami szintén javítja a stabilizátorok teljesítményét.

A kapcsoló tápegységek hátrányai többek között a kimeneti feszültség hullámosságának jelenléte.

Vegyünk egy kapcsoló soros szabályozót

Az S kulcsot a vezérlő áramkör (CS) rendszeresen be- és kikapcsolja, a terhelés értékétől függően. a kimenetet a t on / t off arány megváltoztatásával állítják be, ahol t on, t off azoknak az időintervallumoknak az időtartama, amelyeken a kapcsoló be- és kikapcsolt állapotban van. Minél nagyobb ez az arány, annál nagyobb a kimenet.

S kulcsként gyakran bipoláris vagy terepi tranzisztort használnak.

A dióda biztosítja az induktor áramának áramlását a kapcsoló kikapcsolásakor, és ezért kizárja a kapcsoló veszélyes túlfeszültségének megjelenését a kapcsolás pillanatában. Az LC szűrő csökkenti a kimenet hullámzását.

Egy másik érdekes videó a stabilizátorokról: