Стабилизатор переменного напряжения схема: Стабилизатор напряжения переменного тока

Стабилизатор напряжения 220в для дома своими руками схема

Бытовые устройства чувствительны к скачкам напряжения, быстрее подлежат износу, и появляются неисправности. В электрической сети напряжение часто изменяется, снижается, либо возрастает. Это взаимосвязано с отдаленностью источника энергии и некачественной линии питания.

Чтобы подключать приборы к устойчивому питанию, в жилых помещениях применяют стабилизаторы напряжения. На его выходе напряжение обладает стабильными свойствами. Стабилизатор можно приобрести в торговой сети, однако такой прибор можно изготовить своими руками.

Имеются допуски на изменение напряжения не более 10% от номинального значения (220 В). Это отклонение должно быть соблюдено как в большую сторону, так и в меньшую. Но идеальной электрической сети не бывает, и величина напряжения в сети часто меняется, усугубляя тем самым работу подключенных к ней устройств.

Электрические приборы отрицательно реагируют на такие капризы сети и могут быстро выйти из строя, потеряв при этом свои заложенные функции.

Чтобы избежать таких последствий, люди применяют самодельные приборы под названием стабилизаторы напряжения. Эффективным стабилизатором стал прибор, выполненный на симисторах. Как сделать стабилизатор напряжения своими руками мы и рассмотрим.

Характеристика стабилизатора

Это устройство стабилизации не будет иметь повышенную чувствительность к изменениям напряжения, подающегося по общей линии. Сглаживание напряжения будет производиться в том случае, если на входе напряжение будет находиться в пределах от 130 до 270 вольт.

Включенные в сеть устройства будут питаться напряжением, имеющим величину от 205 до 230 вольт. От такого прибора можно будет питать электрические устройства, суммарная мощность которых до 6 кВт. Стабилизатор будет производить переключение нагрузки потребителя за 10 мс.

Устройство стабилизатора

Схема устройства стабилизации.

Стабилизатор напряжения по указанной схеме имеет в своем составе следующие части:

  1. Питающий блок, в который входят емкости С2, С5, компаратор, трансформатор, теплоэлектрический диод.
  2. Узел, задерживающий подключение нагрузки потребителя, и состоящий из сопротивлений, транзисторов, емкости.
  3. Выпрямительного моста, измеряющего амплитуду напряжения. Выпрямитель состоит из емкости, диода, стабилитрона, нескольких делителей.
  4. Компаратора напряжения. Его составными частями являются сопротивления и компараторы.
  5. Логического контроллера на микросхемах.
  6. Усилителей, на транзисторах VТ4-12, резисторов, ограничивающих ток.
  7. Светодиодов в качестве индикаторов.
  8. Оптитронных ключей. Каждый из ник снабжается симисторами и резисторами, а также оптосимисторами.
  9. Электрического автомата, либо предохранителя.
  10. Автотрансформатора.

Принцип действия

Рассмотрим, как функционирует стабилизатор напряжения, выполненный своими руками.

После подключения питания емкость С1 находится в состоянии разряда, транзистор VТ1 открытый, а VТ2 закрытый. VТ3 транзистор также остается закрытым. Через него поступает ток на все светодиоды и оптитрон на основе симисторов.

Так как этот транзистор пребывает в закрытом состоянии, то светодиоды не горят, а каждый симистор закрыт, нагрузка выключена. В этот момент ток поступает через сопротивление R1 и приходит на С1. Дальше конденсатор начинает заряжаться.

Диапазон выдержки идет три секунды. За этот период производятся все процессы перехода. После их окончания срабатывает триггер Шмитта на основе транзисторов VТ1 и VТ2. После этого открывается 3-й транзистор и подключается нагрузка.

Напряжение, выходящее с 3-й обмотки Т1, выравнивается диодом VD2 и емкостью С2. Далее ток поступает на делитель на сопротивлениях R13-14. Из сопротивления R14, напряжение, величина которого прямо зависит от величины напряжения, включена в каждый неинвертирующий компараторный вход.

Число компараторов становится равным 8. Они все выполнены на микросхемах DА2 и DА3. В то же время на инвертируемый вход компараторов подходит постоянный ток, подающийся с помощью делителей R15-23. Дальше вступает в действие контроллер, осуществляющий прием входного сигнала каждого компаратора.

Стабилизатор напряжения и его особенности

Когда напряжение входа становится меньше 130 вольт, то на выходах компараторов появляется логический уровень малого размера. В этот момент транзистор VТ4 находится в открытом виде, первый светодиод мигает. Эта индикация сообщает о наличии низкого напряжения, что означает невозможность выполнения регулируемым стабилизатором своих функций.

Все симисторы закрытии и нагрузка отключена. Когда напряжение находится в пределах 130-150 вольт, то сигналы 1 и А имеют свойства высокого значения логического уровня. Такой уровень имеет низкое значение. В таком случае транзистор VТ5 открывается, и начинает сигнализировать второй светодиод.

Оптосимистор U1.2 открывается, так же, как и симистор VS2. Через симистор будет протекать нагрузочный ток. Затем нагрузка зайдет в верхний вывод катушки автотрансформатора Т2.

Если напряжение входа 150 – 170 В, то сигналы 2, 1 и В имеют повышенное значение логического уровня. Другие сигналы имеют низкий уровень. При таком напряжении входа транзистор VТ6 открывается, 3-й светодиод включается. В этот момент 2-й симистор открывается и ток поступает на второй вывод катушки Т2, являющийся 2-м сверху.

Собранный самостоятельно стабилизатор напряжения на 220 вольт будет соединять обмотки 2-го трансформатора, если уровень напряжения входа достигнет соответственно: 190, 210, 230, 250 вольт. Чтобы сделать такой стабилизатор, необходима печатная плата 115 х 90 мм, изготовленная из фольгированного стеклотекстолита.

Изображение платы можно отпечатать на принтере. Затем с помощью утюга переносят это изображение на плату.

Изготовление трансформаторов

Изготовить трансформаторы Т1 и Т2 можно самостоятельно. Для Т1, мощность которого 3 кВт, необходимо применить магнитопровод с поперечным сечением 1,87 см

2, и 3 провода ПЭВ – 2. 1-й провод диаметром 0,064 мм. Им наматывают первую катушку, с количеством витков 8669. Другие 2 провода применяются для образования остальных обмоток. Провода на них должны быть одного диаметра 0,185 мм, с числом витков 522.

Чтобы не изготавливать самому такие трансформаторы, можно применить готовые варианты ТПК – 2 – 2 х 12 В, соединенные последовательно.

Чтобы изготовить трансформатор Т2 на 6 кВт, применяют магнитопровод тороидальной формы. Обмотку наматывают проводом ПЭВ – 2 с числом витков 455. На трансформаторе необходимо вывести 7 отводов. Первые 3 из них наматываются проводом 3 мм. Остальные 4 отвода наматываются шинами сечением 18 мм2. С таким сечением провода трансформатор не нагреется.

Отводы выполняют на таких витках: 203, 232, 266, 305, 348 и 398. Витки считают с нижнего отвода. В этом случае электрический ток сети должен поступать по отводу 266 витка.

Детали и материалы

Остальные элементы и детали стабилизатора для самостоятельной сборки приобретаются в торговой сети. Перечислим их перечень:

  1. Симисторы (отптроны) МОС 3041 – 7 шт.
  2. Симисторы ВТА 41 – 800 В – 7 шт.
  3. КР 1158 ЕН 6А (DА1) стабилизатор.
  4. Компаратор LМ 339 N (для DА2 и DА3) – 2 шт.
  5. Диоды DF 005 М (для VD2 и VD1) – 2 шт.
  6. Резисторы проволочные СП 5 или СП 3 (для R13, R14 и R25) – 3 шт.
  7. Резисторы С2 – 23, с допуском 1% — 7 шт.
  8. Резисторы любого номинала с допуском 5% — 30 шт.
  9. Резисторы токоограничивающие – 7 шт, для пропускания ими тока 16 миллиампер (для R 41 – 47) – 7 шт.
  10. Конденсаторы электролитические – 4 шт (для С5 – 1).
  11. Конденсаторы пленочные (С4 – 8).
  12. Выключатель, оснащенный предохранителем.

Оптроны МОС 3041 заменяются на МОС 3061. КР 1158 ЕН 6А стабилизатор можно менять на КП 1158 ЕН 6Б. Компаратор К 1401 СА 1 можно установить в качестве аналога LM 339 N. Вместо диодов можно использовать КЦ 407 А.

Микросхему КР 1158 ЕН 6А надо устанавливать на теплоотвод. Для его изготовления применяют алюминиевую пластинку 15 см2. Также на него необходимо установить симисторы. Для симисторов допускается применять общий теплоотвод. Площадь поверхности должна превышать 1600 см2. Стабилизатор необходимо снабдить микросхемой КР 1554 ЛП 5, выступающей в качестве микроконтроллера. Девять светодиодов располагаются так, что попадают в отверстия на панели прибора спереди.

Если устройство корпуса не дает установить их таким образом, как на схеме, то их размещают на другой стороне, где расположены печатные дорожки. Светодиоды необходимо устанавливать мигающего типа, но можно монтировать и немигающие диоды, при условии, что они будут светиться ярким красным светом. Для таких целей применяют АЛ 307 КМ или L 1543 SRC — Е.

Можно выполнить сборку более простых исполнений приборов, но они будут иметь определенными особенностями.

Достоинства и недостатки, отличия от заводских моделей

Если перечислять достоинства стабилизаторов, изготовленных самостоятельно, то основным достоинством является низкая стоимость. Производители приборов часто завышают цены, а своя сборка в любом случае обойдется меньшей стоимостью.

Другим преимуществом можно определить такой фактор, как возможность простого ремонта своими руками устройства, Ведь кто, если не вы знаете лучше устройство, собранное своими руками.

В случае поломки хозяин прибора сразу найдет неисправный элемент и заменит его на новый. Простая замена деталей создается таким фактором, что все детали приобретались в магазине, поэтому их можно будет легко снова купить в любом магазине.

Недостатком самостоятельно собранного стабилизатора напряжения необходимо выделить его сложную настройку.

Простейший стабилизатор напряжения своими руками

Рассмотрим, каким образом можно изготовить самостоятельно стабилизатор на 220 вольт собственными руками, имея под рукой несколько простых деталей. Если в вашей электрической сети напряжение значительно снижено, то такой прибор подойдет вам как нельзя кстати. Чтобы его изготовить, понадобится готовый трансформатор, и несколько простых деталей. Лучше взять такой пример прибора себе на заметку, так как получается неплохое устройство, обладающее достаточной мощностью, например, для микроволновки.

Для холодильников и различных других бытовых устройств понижение напряжения сети очень вредно, больше чем повышение. Если поднять величину напряжения сети, применяя автотрансформатор, то во время уменьшения напряжения сети на выходе прибора напряжение будет нормальной величины. А если в сети напряжение станет в норме, то на выходе мы получим повышенное значение напряжения. Например, возьмем трансформатор на 24 В. При напряжении на линии 190 В на выходе устройства получится 210 В, при значении сети 220 В на выходе получится 244 В. Это вполне допустимо и нормально для работы бытовых устройств.

Для изготовления нам понадобится основная деталь – это простой трансформатор, но не электронный. Его можно найти готовый, либо изменить данные на уже имеющемся трансформаторе, например, от сломанного телевизора. Трансформатор будем соединять по схеме автотрансформатора. Напряжение на выходе будет получаться примерно на 11% выше напряжения сети.

При этом нужно соблюдать осторожность, так как во время значительного перепада напряжения в сети в большую сторону, на выходе устройства получится напряжение, которое значительно превышает допустимую величину.

Автотрансформатор будет добавлять к напряжению линии сети всего 11%. Это значит, что мощность автотрансформатора берется также на 11% от мощности потребителя. Например, мощность микроволновки равна 700 Вт, значит трансформатор берем 80 Вт. Но лучше брать мощность с запасом.

Регулятор SA1 дает возможность, если нужно, подсоединять нагрузку потребителя без автотрансформатора. Конечно, это не полноценный стабилизатор, но зато для его изготовления не требуется больших вложений и много времени.

Схемы стабилизаторов напряжения и тока

  Стабилизированные источники питания необходимы для обеспечения независимости параметров электронного устройства от изменений питающего напряжения. Практически в любой современной аппаратуре имеется стабилизатор напряжения, а то и несколько. В таких устройствах часто применяются операционные усилители ( ОУ ), с помощью которых решить эту задачу просто и эффективно с точностью регулировки и стабильности в диапазоне 0,01…0,5 %, причём ОУ легко встраивать в традиционные стабилизаторы напряжения и тока.
Простейший стабилизатор напряжения представляет собой усилитель постоянного тока, на вход которого подано постоянное напряжение стабилитрона или часть его. Нагрузочная способность такого стабилизатора определяется силой максимального выходного тока ОУ.
Следящие стабилизаторы, как правило, работают на принципе сравнения опорного и выходного напряжений, усиления их разности и управления электропроводностью регулирующего транзистора.

   Стабилизатор по схеме Рис.1 выдаёт напряжение Uвых большее, чем опорное напряжение стабилитрона VD1, а стабилизатор Рис.2 – меньшее. Стабилизаторы питаются от одного источника. С помощью эмиттерного повторителя VT2 увеличивают ток нагрузки, в нашем примере – до 100 мА, но можно и более с составным повторителем на мощном транзисторе.

Транзистор VT1 защищает выходной транзистор VT2 от перегрузок по току, причём датчиком тока служит резистор R8 небольшого сопротивления, включённый в цепь эмиттера транзистора VT2. Когда падение напряжения на нём превысит Uб-э=0,6 В, откроется транзистор VT1 и зашунтирует эмиттерный переход транзистора VT2. При токах нагрузки до 10…15 мА резисторы R7, R8 и транзисторы VT1, VT2 можно не ставить. Отметим, что в стабилитронах по схемам на Рис.1, 2 входное напряжение не должно превышать максимально допустимой суммы напряжений питания.

    На Рис.3а приведена схема подобного стабилизатора в котором ОУ включён таким образом, что он сам питается стабилизированным напряжением. Здесь дополнительно включены несколько элементов, улучшающих работу стабилизатора напряжения. Потенциал выхода ОУ DA1 смещён в сторону положительного напряжения с помощью стабилитрона VD3 и транзистора VT1. Выходной эмиттерный повторитель – составной ( VT2, VT3 ), а к базе защитного транзистора VT4 подключён делитель R4R5, что позволяет создать “падающую” характеристику ограничения тока перегрузки. Ток короткого замыкания не превышает 0,3 А.

Термокомпенсированный источник опорного напряжения выполнен на микросхеме К101КТ1А (DA2). Выходное напряжение стабилизатора, равное +15В, изменяется всего на 0,0002 % при изменении входного напряжения в пределах 19…30 В; при изменении тока нагрузки от нуля до номинального выходное напряжение падает лишь на 0,001%. В этом стабилизаторе подавление пульсаций входного напряжения частотой 100 Гц составляет 120 дБ. К достоинствам стабилизатора следует отнести также и то, что в отсутствии нагрузки потребляемый ток составляет около 10 мА. При скачкообразном изменении тока нагрузки выходное напряжение устанавливается с погрешностью 0,1% за время не более 5 мкс.

Практически нулевые пульсации напряжения на выходе может обеспечить стабилизатор по схеме Рис.4. Если движок переменного резистора R1 находится в верхнем (по схеме) положении, амплитуда пульсаций максимальна. По мере перемещения движка вниз амплитуда будет уменьшаться, так как напряжение пульсаций, поданное на инвертирующий вход ОУ через конденсатор С2, в противофазе складывается с выходным напряжением пульсаций. Примерно в среднем положении движка резистора R1 пульсации будут компенсированы.
В случае необходимости получения отрицательного выходного напряжения необходимо в качестве повторителя применить p-n-p транзистор, а также заземлить положительную шину питания ОУ. Но можно поступить по-другому, если в аппаратуре требуются стабилизированные напряжения разной полярности.

   На Рис.5 приведены две упрощённые схемы соединения стабилизаторов для получения выходных напряжения разного знака. В первом случае входная и выходная цепи имеют общую шину. Пусть, например, имеются только положительные стабилизаторы. Тогда в стабилизаторе по второй схеме можно применить, если оба канала по входным цепям гальванически развязаны, чтобы можно было заземлять положительный полюс нижнего (по схеме) стабилизатора. Источником опорного напряжения для одного из каналов служит стабилитрон, а для второго – выходное напряжение первого стабилизатора. Для этого необходимо включить делитель из двух резисторов между выводами +Uст и -Uст стабилизаторов и подвести напряжение средней точки делителя к неинвертирующему входу ОУ второго стабилизатора, заземлив инвертирующий вход ОУ. Тогда выходные напряжения двух стабилизаторов ( несимметричные в общем случае ) связаны и регулирование напряжений осуществляется одним переменным резистором.

В случае если необходимо иметь два питающих напряжения с заземлённой средней точкой, то можно применить активный делитель на ОУ с повторителями для увеличения нагрузочной способности (Рис. 6). Если R1=R2, то равны и выходные напряжения относительно заземлённой средней точки. Через выходные транзисторы VT1 и VT2 протекают полные токи нагрузки, а падение напряжения на участках коллектор – эмиттер равны половине входного напряжения. Это надо иметь в виду при выборе радиаторов охлаждения.

Ключевые стабилизаторы напряжения зарекомендовали себя наилучшим образом с точки зрения экономичности, так как КПД таких устройств всегда высокий. Несмотря на их сложность по сравнению с линейными стабилизаторами, только за счёт уменьшения размеров теплоотводящего радиатора проходного транзистора ключевой стабилизатор позволяет уменьшить габариты регулируемого мощного источника питания в два – три раза. Недостаток ключевых стабилизаторов заключается в повышении уровня помех. Однако рациональное конструирование, и когда весь блок выполнен в виде экранированного модуля с расположенной непосредственно на теплоотводе мощного транзистора платой управления, позволяет свести помехи к минимуму. Устранить “пролезание” высокочастотных помех в нестабилизированный источник первичного питания и нагрузку можно путём включения последовательно радиочастотных дросселей, рассчитанный на постоянный ток 1…3 А. В ключевых стабилизаторах напряжения с успехом применяются интегральные компараторы.

   На Рис. 7 приведена схема релейного стабилизатора на базе микросхемы К554СА2. Здесь компаратор DA1 работает от источников напряжения +12 и -6 В. Эта комбинация образована подключением вывода 11 положительного питания DA1 к эмиттеру транзистора VT1 (+18 В), вывода 2 – к стабилитрону VD6 (примерно +6 В), вывода 6 отрицательного питания – к нулевому потенциалу общей шины. Опорное напряжение стабилизатора формируется диодами VD3 – VD5, оно равно +4,5 В. Это напряжение подаётся на инвертирующий вход компаратора DA1, включённого по схеме детектора уровня с гистерезисной характеристикой из-за положительной обратной связи по цепи R5, R3. Цепь отрицательной обратной связи замыкается через усилительный транзистор VT2, ключевой элемент на транзисторах VT3, VT4 и фильтр L1C7. Глубину отрицательной обратной связи по выходному напряжению регулируют переменным резистором R4, в результате оно изменяется в пределах 4…20 В при минимальном входном нестабилизированном напряжении +23 В и максимальном – до +60 В с применением элементов, рассчитанных на такое напряжение. В то же время переменная составляющая выходного напряжения ( пульсации ) проходят без ослабления через конденсатор С4, поэтому регулирование выходного напряжения не приводит к пропорциональному изменению пульсаций.
Данный стабилизатор напряжения относится к числу автогенерирующих, когда в зависимости от входного напряжения и тока нагрузки, разряжающего накопительный конденсатор C7, автоматически меняется как период автоколебаний, так и время включённого состояния транзисторов VT3, VT4. Усилитель управления на компараторе DA1 и транзисторе VT2 открывает ключевой элемент в тот момент, когда потенциал инвертирующего входа станет меньше, чем потенциал неинвертирующего (опорного) входа. В этот момент напряжение на нагрузке падает несколько ниже заданного уровня стабилизации, т.е пульсирует. После включения транзисторов VT3, VT4 ток через дроссель L1 нарастает, его индуктивность и конденсатор С7 запасает энергию, так что потенциал инвертирующего входа повышается. Благодаря действию усилителя управления ключевой элемент закрывается. Затем фильтр L1C7 отдаёт некоторую часть запасённой энергии в нагрузку, причём полярность напряжения на дросселе L1 меняется и цепь питания замыкается через диод VD7. Как только напряжение на конденсаторе С7 станет ниже опорного на величину гистерезиса, вновь включаются транзисторы VT3, VT4. Далее циклы повторяются.

В качестве дросселя L1 можно применить дроссели фильтров промышленного изготовления, например из серий Д8, Д5 – плоские и др., среди которых выбирают типономинал с требуемой индуктивностью, рассчитанный на ток подмагничивания не менее ожидаемого тока нагрузки и пригодный к использованию на частотах до 50 кГц.
Диод VD7 должен быть обязательно быстродействующим с большим допустимым импульсным током, не менее удвоенного значения тока нагрузки. В стабилизаторе по схеме на Рис. 7, где ток нагрузки 2 А, возможна замена его на диоды КД212Б, КД217А и некоторые другие. Конденсатор С7 из ряда К53 или танталовый типов К52-7А, К52-9, К52-10, С9 – ёмкостью не менее 15,…2,2 мкФ.
Большая потребность в стабилизаторах для питания аппаратуры привела к необходимости разработки и производства специальных линейных микросхем – стабилизаторах напряжения. В интегральном исполнении преобладают последовательные регуляторы с непрерывным или импульсным режимом управления. Стабилизаторы строятся как для положительных так и для отрицательных напряжений питания. Выходное напряжение может быть регулируемым или фиксированным, например +5 В для питания блоков с цифровыми микросхемами или ±15 В для питания аналоговых микросхем. К данной группе из выпускаемых стабилизаторов относятся категория регулируемых стабилизаторов КР142ЕН1 и К142ЕН2.


   На базе микросхем КР142ЕН1,2 можно создавать стабилизаторы отрицательных напряжений Рис. 8. При этом стабилитрон VD1 смещает уровень напряжения на выводе 8 относительно входного напряжения. Базовый ток транзистора VT1 не должен превышать максимально допустимого тока стабилизатора, иначе следует применить составной транзистор.

   Широкие возможности микросхем КР142ЕН1,2 позволяют создавать на их основе релейные стабилизаторы напряжения (Рис. 9). В таком стабилизаторе опорное напряжение установлено делителем R4R5, а амплитуда пульсаций выходного напряжения на нагрузке задаётся делителем R2R3. Следует также иметь в виду, что ток нагрузки не может изменяться в широких пределах, обычно не более чем в два раза от номинального значения. Преимуществом релейных стабилизаторов является высокий КПД.

Также следует рассмотреть ещё один класс стабилизаторов – стабилизаторов тока, преобразующих напряжение в ток независимо от изменения напряжения нагрузки. Мощные источники тока предусматривают подключение к ОУ усилительных транзисторов.

   На Рис.10 дана схема источника тока, а на Рис. 11 – схема приёмника тока. В обоих устройствах сила тока зависит от напряжения Uвх и номинала резистора R1, чем меньше входной ток ОУ и тем меньше ток управления первого (после ОУ) транзистора, который выбран поэтому полевым. Ток нагрузки может достигать 100 мА.

   Схема простого мощного источника тока для зарядки устройства показана на Рис. 12. Здесь R4 – токоизмерительный проволочный резистор. Номинальное значение тока нагрузки Iн =ΔU/R4=5 A устанавливается примерно при среднем положении движка резистора R1. При зарядке автомобильной аккумуляторной батареи напряжение Uвх ≥ 18 В без учёта пульсаций выпрямленного переменного напряжения. В таком устройстве следует применять ОУ с диапазоном входного напряжения вплоть до напряжения положительного питания. Такими возможностями обладают ОУ К553УД2, К153УД2, К153УД6, а также КР140УД18.
Более подробно по данной тематике можно найти в источнике:

В ПОМОЩЬ РАДИОЛЮБИТЕЛЮ” выпуск 91, МОСКВА издательство ДОСААФ СССР, 1985 стр. 39-53

Похожее

Стабилизатор переменного напряжения схема электрическая

В электрических цепях постоянно возникает необходимость в стабилизации тех или иных параметров. С этой целью применяются специальные схемы управления и слежения за ними. Точность стабилизирующих действий зависит от так называемого эталона, с которым и сравнивается конкретный параметр, например, напряжение. То есть, когда значение параметра будет ниже эталона, схема стабилизатора напряжения включит управление и отдаст команду на его увеличение.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Конструкция стабилизатора напряжения …

Схема стабилизатора напряжения 220в своими руками


Схемы транзисторных стабилизаторов напряжения с последовательным включением регулирующего элемента в большинстве случаев не могут использоваться для стабилизации напряжения свыше В. Это объясняется тем, что с увеличением выходного напряжения стабилизатора увеличивается напряжение на регулирующем транзисторе, а также на элементах усилителя и схемы сравнения. Поэтому при относительно высоких выходных напряжений наиболее целесообразно включать регулирующий элемент в цепь переменного тока.

Структурная электрическая схема стабилизатора постоянного напряжения с регулированием в цепи переменного тока приведена на рисунке 2. Данная структурная схема стабилизатора, которая приведена на рисунке 2. Принцип работы стабилизатора заключается в следующем.

Напряжение сети поступает на регулирующий элемент, в котором осуществляется стабилизация по уровню напряжение сети. С регулирующего элемента напряжение сети поступает на первичную обмотку силового трансформатора, преобразуется по величине, выпрямляется выпрямителем В, фильтруется СФ сигнал и поступает на выход стабилизатора. Выходное напряжение с входа стабилизатора поступает в схему сравнения СС, где сравнивается с опорным напряжением, которое вырабатывает отдельный источник электропитания.

Разностный сигнал, с выхода схемы сравнения, поступает в схему управления СУ. Сигнал с выхода схемы управления воздействует на регулирующий элемент таким образом, что любые изменения выходного напряжения компенсируются изменением напряжения на регулирующем элементе. В результате выходное напряжение стабилизируется с определенной точностью. В качестве регулирующих элементов в цепи переменного тока часто используются тиристоры, симисторы и т. Тиристоры в регулирующем элементе стабилизатора работают в ключевом режиме, что определяет малые габаритные размеры и большой КПД стабилизатора.

Значительный коэффициент усиления по мощности позволяет применить сравнительно маломощную схему управления. На управляющие электроды тиристора VS 1 , VS 2 от схемы управления поступают импульсы положительной полярности рисунок 2. В первый полупериод напряжения на аноде тиристора VS1 положительный потенциал рисунок 2.

Однако в интервале 0…t 1 он закрыт, так как на его управляющий электрод не подан положительный импульс. В этом интервале все. В момент времени t 1 на управляющий электрод подан положительный импульс от схемы управления и он открывается. В интервале времени t 1 …t 2 тиристор VS 1 открыт и напряжение сети через открытый тиристор VS 1 и диод VD 2 подключается к первичной обмотке трансформатора ТV. В интервале t 1 …t 2 напряжение первичной обмотки трансформатора U 1 равно напряжению сети.

Начиная с момента времени t 2 к тиристору VS 1 прикладывается обратное напряжение сети он закроется. Во второй полупериод анод тиристора VS 2 положителен, однако он закрыт до момента времени t 3 и в интервале t 2 …t 3 напряжение U 1 равно нулю. В момент t 3 на его управляющий электрод подается положительный импульс, и с этого момента времени напряжение U 1 повторяет напряжение сети. При изменении выходного напряжения стабилизатора напряжения изменяется уровень сигнала на выходе схемы сравнения СС и на выходе усилителя постоянного тока УПТ.

Изменения уровня сигнала на выходе УПТ приводит к изменению фазы управляющих импульсов, а следовательно, к. Стабилизаторы на тиристорах симисторах применяются на повышенный мощности, нежели стабилизаторы на транзисторах. Недостатком схемы стабилизаторов на тиристорах является искажение формы напряжения на первичных и вторичных обмотках трансформатора, за счет чего увеличивается пульсация на выходе выпрямителя. Увеличение пульсации приводит к необходимости увеличивать индуктивность и емкость фильтра.

Дата добавления: ; Просмотров: ; Нарушение авторских прав? Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да Нет. P-n-переход при подаче внешнего напряжения В системах водяного отопления центральное и местное количественное регулирование также дополняется индивидуальным количественным регулированием теплопередачи каждого прибора.

Главные площадки и главные напряжения Действующая и средняя величины переменного тока Диаграмма мощностей генератора постоянного тока. Главная Случайная страница Контакты.

Отключите adBlock! Стабилизаторы постоянного напряжения с регулированием в цепи переменного тока стабилизаторы переменного напряжения на тиристорах Читайте также: P-n-переход при подаче внешнего напряжения В системах водяного отопления центральное и местное количественное регулирование также дополняется индивидуальным количественным регулированием теплопередачи каждого прибора.

Стабилизаторы постоянного напряжения с двумя регулирующими элементами.


Виды и схемы стабилизаторов напряжения

Несоблюдения определенных правил установки электроустановок при монтажных работах в процессе эксплуатации вызывают аварийные ситуации. В этих случаях установленные параметры сети могут существенно отклоняться, что отрицательно воздействует на оборудование, которое используется в качестве нагрузки. Особенно чувствительна к скачкам напряжения старая бытовая техника: стиральные машины, холодильники, кондиционеры, пылесосы и ручные электроинструменты. Для исключения этих отрицательных явлений напряжение сети стабилизируется до вольт. В случаях повышенного напряжения обмотки электродвигателей перегреваются, коллектора быстро изнашиваются, возможны пробои изоляционного слоя и межвитковое замыкание в обмотках. При заниженном напряжении двигатели запускаются рывками или не запускаются вообще, это приводит к преждевременному износу элементов пускового оборудования.

Схемы стабилизаторов напряжения различных типов довольно сильно Из переменного напряжения в постоянное, и обратно в переменное. Схема.

Справочник химика 21

В электрических цепях постоянно возникает необходимость в стабилизации тех или иных параметров. С этой целью применяются специальные схемы управления и слежения за ними. Точность стабилизирующих действий зависит от так называемого эталона, с которым и сравнивается конкретный параметр, например, напряжение. То есть, когда значение параметра будет ниже эталона, схема стабилизатора напряжения включит управление и отдаст команду на его увеличение. В случае необходимости выполняется обратное действие — на уменьшение. Данный принцип работы лежит в основе автоматического управления всеми известными устройствами и системами. Точно так же действуют и стабилизаторы напряжения, несмотря на разнообразие схем и элементов, используемых для их создания. Однако на практике перепады напряжения достигают гораздо больших значений, что крайне отрицательно сказывается на электрооборудовании, вплоть до его выхода из строя. Защититься от подобных неприятностей поможет специальное стабилизирующее оборудование. Однако из-за высокой стоимости, его применение в бытовых условиях во многих случаях экономически невыгодно.

Подключение однофазного стабилизатора напряжения. Стабилизаторов напряжения схемы

Напряжение домашней электросети часто бывает пониженным, никогда не достигая нормальных В. В такой ситуации и холодильник плохо запускается, и освещение слабое, и вода в электрочайнике долгое время не закипает. Мощность устаревшего стабилизатора напряжения, предназначенного для питания черно-белого лампового телевизора, обычно недостаточна для всех других бытовых приборов, да и напряжение в сети зачастую падает ниже допустимого для такого стабилизатора. Известен простой способ повысить напряжение в сети, используя трансформатор мощностью значительно меньше мощности нагрузки. Первичную обмотку трансформатора включают непосредственно в сеть, а нагрузку соединив последовательно со вторичной понижающей обмоткой трансформатора.

Напряжение электросети у потребителей значительно отличается в связи с потерями в линии. Снижение напряжения может достигать значительных величин и вызвать сбой в работе приборов и устройств.

Схема электрическая стабилизатора

Приборы для стабилизации напряжения сети применяются уже не одно десятилетие. Многие модели давно не используются, а другие пока не нашли широкого распространения, несмотря на высокие характеристики. Схема стабилизатора напряжения не является чем-то слишком сложным. Принцип работы и основные параметры различных стабилизаторов следует знать тем, кто ещё не определился с выбором. Феррорезонансные стабилизаторы конструктивно являются самыми простыми устройствами. Они состоят из двух дросселей и конденсатора и работают на принципе магнитного резонанса.

Сетевой стабилизатор напряжения

Стабилизатор, у которого на зажимах нелинейного дросселя получают стабилизированное напряжение, является простейшим ферромагнитным стабилизатором. Его основной недостаток — низкий коэффициент мощности. Кроме того, при больших токах в цепи габариты линейного дросселя очень большие. Для уменьшения веса и габаритов ферромагнитные стабилизаторы напряжения изготовляют с объединенной магнитной системой, а для повышения коэффициента мощности включают конденсатор по схеме резонанса токов. Такой стабилизатор называется феррорезонансным. Феррорезонансные стабилизаторы напряжения конструктивно похожи на обычные трансформаторы рис. Первичная обмотка w1 на которую подается входное напряжение Uвх, располагается на участке 2 магнитопровода, имеющем большое поперечное сечение для того, чтобы эта часть магнитопровода находилась в ненасыщенном состоянии.

Схема стабилизатора напряжения в своими руками В электрической сети напряжение часто изменяется, снижается, либо.

Мощный стабилизатор напряжения своими руками: принципиальные схемы + поэтапная инструкция сборки

Эксперименты с Android. Приложение 4. Зарядное устройство для автомобильных АКБ. Схема устройства показана на.

Разновидности и схемы стабилизаторов напряжения

Любое электрооборудование проектируется с расчётом на стабильные параметры сетевого напряжения. Это необходимо по двум причинам:. Чтобы питающее сетевое напряжение оставалось неизменным, используется специальное устройство — стабилизатор напряжения. Он осуществляет выравнивание характеристик входного тока и обеспечивает отключение потребителей в случае возникновения короткого замыкания или других критических сетевых аномалий. Принципиальная схема стабилизатора напряжения включает 2 основных элемента, функции которых заключаются в сравнении входных параметров тока с требуемыми и регулировкой выходных характеристик. При выборе стабилизатора необходимо учитывать его основные параметры, которые должны соответствовать свойствам электросети и особенностям питающихся от неё потребителей.

Поводом для публикации статьи про сетевые стабилизаторы напряжения послужил комментарий одного из наших уважаемых радиолюбителей в заметке про мощные стабилизаторы напряжения , обеспечивающие ток нагрузки до 3 ампер. Здесь рассмотрим именно сетевые стабилизаторы напряжения бытового назначения , то есть которые обеспечивают на выходе стандартное для многих стран хотя далеко не всегда оно таковое — прим.

Автор: Александр Старченко 0 комментариев. Приборы для стабилизации напряжения сети применяются уже не одно десятилетие. Многие модели давно не используются, а другие пока не нашли широкого распространения, несмотря на высокие характеристики. Схема стабилизатора напряжения не является чем-то слишком сложным. Принцип работы и основные параметры различных стабилизаторов следует знать тем, кто ещё не определился с выбором. Феррорезонансные стабилизаторы конструктивно являются самыми простыми устройствами. Они состоят из двух дросселей и конденсатора и работают на принципе магнитного резонанса.

В электрических цепях постоянно возникает необходимость в стабилизации тех или иных параметров. С этой целью применяются специальные схемы управления и слежения за ними. Точность стабилизирующих действий зависит от так называемого эталона, с которым и сравнивается конкретный параметр, например, напряжение. То есть, когда значение параметра будет ниже эталона, схема стабилизатора напряжения включит управление и отдаст команду на его увеличение.


Стабилизатор переменного напряжения схема

Несоблюдения определенных правил установки электроустановок при монтажных работах в процессе эксплуатации вызывают аварийные ситуации. В этих случаях установленные параметры сети могут существенно отклоняться, что отрицательно воздействует на оборудование, которое используется в качестве нагрузки. Особенно чувствительна к скачкам напряжения старая бытовая техника: стиральные машины, холодильники, кондиционеры, пылесосы и ручные электроинструменты. Для исключения этих отрицательных явлений напряжение сети стабилизируется до вольт. В случаях повышенного напряжения обмотки электродвигателей перегреваются, коллектора быстро изнашиваются, возможны пробои изоляционного слоя и межвитковое замыкание в обмотках. При заниженном напряжении двигатели запускаются рывками или не запускаются вообще, это приводит к преждевременному износу элементов пускового оборудования.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: КАК ПОЛУЧИТЬ ИЗ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОЕ НАПРЯЖЕНИЕ

Стабилизатор напряжения своими руками


Стабилизатор переменного напряжения для сети вольт. Данная схема предназначена для поддержания напряжения питания аппаратуры в пределах вольт, при изменении входного от до и потребляемой мощности до 1 кВт. Общая схема устройства представлена на рисунке 1. Рис 1. Мощность стабилизатора определяется максимальным током применяемых симисторов и вторичных обмоток автотрансформатора, в данном случае мощность ограничена максимальным током симисторов КУГ — 5 А около 1 кВт , при их замене более мощными можно получить до 8А ток вторичных обмоток трансформатора ТН Схема управления представлена на рисунке 2.

Обе схемы управления идентичны и отличаются лишь порогами срабатывания компараторов. Питание схемы осуществляется от отдельного трансформатора ТН 4 переменным напряжением 6,3 вольта, которое выпрямляется диодами D1, D2 и кроме того подается на компаратор IC1, выполненный на микросхеме КУД6, который совместно с IC4 вырабатывает отрицательные импульсы длительностью миллисекунды, необходимые для синхронизации момента коммутации симисторов с моментом перехода сетевого напряжения через 0.

Это необходимо для исключения возможности одновременного включения симисторов и возникающих при этом импульсов тока. Выпрямленное напряжение через делители R13, R15 и R14, R16 подается на инвертирующие входы компараторов, выполненных на IC2 и IC3, на вторые входы которых подается напряжение с параметрического стабилизатора на элементах D5, D6, R8.

По мере уменьшения сетевого напряжения, уменьшается напряжение на инвертирующих входах компараторов и на выходе IC2, а потом и IC3 появляется положительное напряжение, которое подается на входы дешифратора IC5 КИД1.

Входной код дешифратора может принимать 3 значения: 00, 10, 11, в соответствии с этим на одном из его выходов 0, 2 или 3 появляется логическая единица, которая через стробируемый повторитель, выполненный на 6 инверторах микросхемы IC6 КЛН1 и управляемый импульсами с 9 вывода IC4, подается на один из транзисторных ключей, управляющих работой симисторов. Симисторы открываются отрицательными импульсами, длительностью миллисекунды, подаваемыми на управляющие электроды каждый полупериод сетевого напряжения относительно их катодов через транзисторы Т1 — Т3.

Резисторы R23, R24, R25 ограничивают ток управления величиной — мА, R26 и R27 увеличивают гистерезис для более четкого срабатывания компараторов. Печатная плата схемы управления имеет размеры 10Х7 см и представлена на рисунках 3 и 4.

Симисторы необходимо установить на радиаторы, площадью не менее 50 кв. Рис 3. Рис 4. Схема стабилизатора проверена практически и надежно работает в течение длительного времени. Кошель Андрей Валентинович. Глас народа. Заказывайте инверторные стабилизаторы напряжения с доставкой в Москве.


Стабилизатор напряжения для устройств с питанием от сети до 200Вт

Схема стабилизатора переменного напряжения В, предназначен в основном для питания телевизоров с потребляемой мощностью — Вт. При нажатий на кнопку S1 на выходе появится переменное напряжение, зарядится конденсатор С1, и сработает реле К1, контакты которого блокируют кнопку S1. При -положительной полуволне сетевого напряжения ток потечет через диод VI, стабилитрон V5, резистор R1 и диод V4. Параллельно с этим ток пойдет по верхней по схеме секции первичной обмотки трансформатора Т1, диод V6, регулирующий составной транзистор V10, V11, диод V9, нижней секции первичной обмотки трансформатора Т1. Напряжение на верхней секции обмотки не может быть больше значения, определяемого напряжением стабилизации стабилитрона V5, так как он подключен параллельно переходу эмиттер — база регулирующего транзистора и этой секции обмотки. При смене полярности сетевого напряжения изменится направление токов в обмотках и будут включены другие диоды.

Электронно-релейный стабилизатор напряжения, / вольта Положение контактов реле на схеме показано в обесточенном состоянии. рассчитанными на коммутацию переменного напряжения не менее В.

Схема стабилизатора напряжения 220в своими руками

Оглавление :: Поиск Техника безопасности :: Помощь. Качество электроснабжения в наших изношенных и перегруженных сетях оставляет желать лучшего. Напряжение может изменяться в широких пределах, что не полезно для бытовых приборов. Некоторые из них просто не могут работать в таких условиях, другие — быстрее выходят из строя. Для решения проблемы обычно используются стабилизаторы переменного напряжения. Наиболее популярными в настоящее время являются стабилизаторы, работа которых основана на анализе входного напряжения и переключении обмоток трансформатора таким образом, чтобы выходное напряжение поддерживалось в допустимых пределах. Если сетевое напряжение изменяется редко, то такой подход идеален.

Стабилизатор напряжения для устройств с питанием от сети до 200Вт

Автор: Александр Старченко 0 комментариев. Приборы для стабилизации напряжения сети применяются уже не одно десятилетие. Многие модели давно не используются, а другие пока не нашли широкого распространения, несмотря на высокие характеристики. Схема стабилизатора напряжения не является чем-то слишком сложным.

Некоторые более заботливые владельцы, устанавливают стабилизатор «на весь дом», такие стабилизаторы, как правило, обладают не малыми габаритами и весом и мощность их начинается от 7 — 10 кВт и больше.

Схема электрическая стабилизатора

Новокузнецк, Кемеровская обл. Логин: Пароль Забыли? Релейный стабилизатор напряжения V без разрыва цепи. Практика Блоки питания. Что дает такой способ? Переключение В меняется на переключение всего 20В, и так как нет разрыва тока нагрузки, то и практически нет дуги.

Стабилизатор напряжения 220 — надежность работы техники в доме.

Добавить в избранное. Защита телефонной линии Магнитная рамочная антенна Устройство получения — Серебряной воды АЦП Частотомера на микросхемах К Электро-акопунктурный стимулятор Радиоканал для сигнализации Простая схема частотомера Кодовый замок с акустичским управлением. Ру — Все права защищены. Публикации схем являются собственностью автора. Схема стабилизатора напряжения сети В. Категория: Источники питания , Стабилизаторы Стабилизатор представляет собой сетевой автотрансформатор, отводы обмотки которого переключаются автоматически в зависимости от величины напряжения в электросети.

Для того, чтобы сделать своими руками стабилизатор напряжения вам Общая схема этого стабилизационного устройства подается на рисунке: . Наш стабилизатор переменного напряжения, который изготавливается своими.

Виды и схемы стабилизаторов напряжения

Бытовые устройства чувствительны к скачкам напряжения, быстрее подлежат износу, и появляются неисправности. В электрической сети напряжение часто изменяется, снижается, либо возрастает. Это взаимосвязано с отдаленностью источника энергии и некачественной линии питания. Чтобы подключать приборы к устойчивому питанию, в жилых помещениях применяют стабилизаторы напряжения.

Устройство стабилизации сетевого напряжения

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: sxematube — схема простого регулятора напряжения, микросхема регулируемый стабилизатор напряжения

Схема самодельного экономичного стабилизатора переменного напряжения В, предназначен для питания от сети электронной бытовой аппаратуры, потребляемая мощность которой не превышает Вт при сетевом напряжении В и Вт при В. Стабилизатор не искажает формы кривой выходного напряжения, почти не создает помех и шума и не нагревается при работе на номинальную нагрузку. Основой стабилизатора является трансформатор вольт-добавки Т3, одна из обмоток которого постоянно включена последовательно с нагрузкой, а две другие автоматически переключаются в зависимости от напряжения сети. Автомат включения и выключения собран на трансформаторе Т1 и герконовом реле К1. Реле питается от вторичной обмотки трансформатора через выпрямитель на диодах V1 и V2.

Конспект Теория. Электрические цепи.

Симисторно-трансформаторный стабилизатор переменного напряжения

В современной жизни ни один человек не может обойтись без использования различных электроприборов. Они сумели стать нашими лучшими помощниками, ведь дают возможность развлекаться, готовить различные вкусные блюда, продолжат пригодность различных продуктов, облегчают уборку и различные ремонтные работы. Большинство из таких приборов разрабатывается с учетом того, что напряжение в домашней электрической сети должно равняться ти вольтам, или же оно не будет характеризоваться различными колебаниями. Для самых электроприборов стабильность напряжения является нужной для того, чтобы каждый его элемент выполнял свои функции на том уровне, который определил сам производитель. Также стабильность в электросети является необходимой и для устранения возможности перегорания отдельных элементов электроприборов. И для того чтобы каждый электроприбор и его комплектующие могли выполнять свои целевые функции, владельцам домов или квартир необходимо использовать стабилизационные устройства. Они могут обеспечить не только оптимальную работу любимого прибора, но и уберечь его от сгорания.

Экономичный сетевой стабилизатор напряжения 220В (500Вт)

Напряжение электросети у потребителей значительно отличается в связи с потерями в линии. Снижение напряжения может достигать значительных величин и вызвать сбой в работе приборов и устройств. Особенно страдают от нестандартного напряжения бытовые приборы оснащённые электродвигателями: холодильники, стиральные машины, пылесосы, водяные насосы и электроинструмент. Повышенное напряжение электросети ведёт к интенсивному нагреву обмоток электродвигателя и износу коллектора, пробою изоляции.


Стабилизатор переменного тока

Стабилизаторы переменного тока, гораздо реже применяются радиолюбителями, чем стабилизаторы напряжения и регуляторы мощности. Во многом это связано с более сложной схемотехникой традиционных источников тока. Однако объективный анализ показывает, что в ряде случаев предпочтительнее применение именно источников тока. Главное достоинство источника тока — нечувствительность к короткому замыканию нагрузки.

Достаточно часто встречаются случаи, когда надо поддерживать постоянное значение переменного тока, например, при включении мощных ламп накаливания. Такая мера в несколько раз продлевает срок их службы. Регулируемый стабилизатор может оказать неоценимую помощь при проверке и налаживании устройств токовой защиты.

Вниманию читателей предлагается несложная схема стабилизатора переменного тока, с возможностью плавной регулировкой его величины. Ток можно регулировать от нескольких миллиампер до 8 Ампер. При соответствующем выборе элементов схемы максимальный стабилизируемый ток можно увеличить до 70-80 А.

В основу схемы положен токо-стабилизирующий двухполюсник, данное схемотехническое решение известно довольно давно, однако долгое время было чисто теоретическим (вспомните, что представляли собой МОП-транзисторы лет 10-15 назад). Ситуация изменилась с появлением в продаже мощных МОП-транзисторов (MOSFET). Их применение позволяет создавать источники тока с хорошими характеристиками и предельно простыми.

Собственно стабилизатор тока собран на операционном усилителе (ОУ) DA1, транзисторе VT1 и резисторах R1, R2, R4. Делитель R1-R2 представляет собой «задатчик» тока. В данном случае ток в амперах численно равен напряжению на движке R2, умноженному на 10. Это позволяет выбрать напряжение датчика тока R4 весьма малым. Для работы с переменным током в схему введен диодный мост, в одну из диагоналей которого включен токостабилизирующий двухполюсник. Такое включение эквивалентно последовательному соединению нагрузки и двухполюсника, и, следовательно, обеспечивает одинаковый ток через них.

Рассмотрим процесс стабилизации тока более подробно. Так как выпрямленное напряжение не фильтруется, напряжение на стоке транзистора VT1 — однополярное, пульсирующее. Когда напряжение на стоке (рисунок 2А) равно нулю, ток через VT1 не протекает, и падение напряжения на резисторе датчика R4 также равно нулю. Транзистор VT1 при этом полностью открыт. По мере роста напряжения в сети, напряжение, снимаемое с датчика, также увеличивается (пропорционально протекающему току), приближаясь к напряжению «задатчика». Транзистор VT1 начинает закрываться. При совпадении напряжений на датчике R4 и на «задатчике» R1-R2 происходит ограничение дальнейшего роста тока. ОУ DA1 поддерживает одинаковое напряжение на своих входах, изменяя сопротивление канала VT1. Тем самым обеспечивается стабилизация тока. Форма тока через VT1 совпадает с напряжением на «задатчике» и имеет трапецеидальную форму (рисунок 2Б). Такой же по форме, только переменный, ток протекает через нагрузку (рисунок 2В). Элементы VD1, R3, C1, C2 образуют параметрический стабилизатор для питания ОУ.

Если надо изменить диапазон стабилизируемых токов, следует соответствующим образом выбрать тип транзистора VT1 и диодов VD2-VD5, а также скорректировать напряжение «задатчика» тока или сопротивление датчика R4.

Ток стабилизации определяется по формуле:
Iст.=Uзад./R4

Налаживание схемы сводится к контролю напряжения «задатчика» (чтобы ток не вышел за пределы 7…8 А) и градуировке органа управления (резистора R2). Для визуального контроля в цепь тока можно включить амперметр.

ОУ DA1 подойдет любой широкого применения (К140УД6, К140УД7, mA741 и т.п.). От применения быстродействующих ОУ с полевыми транзисторами лучше воздержаться, поскольку с ними стабилизатор может самовозбудиться, что неминуемо выведет из строя ОУ, транзистор VT1 и диоды моста (именно так отреагировала схема у автора на установку К544УД2). Транзистор VT1 следует выбирать ориентируясь на максимально допустимые ток стока и напряжение сток-исток. Стабилитрон VD1 — любой прецизионный, с напряжением стабилизации 9…15 В. От его стабильности зависит стабильность напряжения «задатчика» и, как следствие стабилизируемого тока.

Транзистор VT1 следует укрепить на массивном радиаторе. К остальным деталям особых требований не предъявляется. Резистор R4 удобно изготовить из промышленного шунта для измерительных приборов. Это обеспечит требуемую точность и термостабильность. При его монтаже следует уделить особое внимание надежности соединения инверсного выхода ОУ и R4. Обрыв этого соединения вызывает выход стабилизатора из строя.

скачать архив

Стабилизатор напряжения своими руками. Как самостоятельно изготовить стабилизатор напряжения

Перепады напряжения негативно сказываются на любой бытовой технике. Особенно это касается высокоточной электроники, регулирующей работу отопительных приборов.

 

Для того, чтобы выровнять ток в домашних условиях используют стабилизатор напряжения. В самом простом варианте он работает по принципу реостата, повышая и понижая сопротивление в зависимости от силы тока. Но есть и более современные приборы, которые в полной мере защищают технику от скачков напряжения. О том, как их сделать и поговорим.

 

Стабилизатор напряжения и принцип его действия

Для более детального понимания работы прибора рассмотрим составляющие электрического тока:

  • сила тока,
  • напряжение,
  • частота.

Сила тока – это количество заряда, который прошел через проводник за определенный промежуток времени. Напряжение, если объяснять очень просто, эквивалентно понятию работы, которое совершает электрическое поле. Частота – это скорость, с которой поток электронов меняет свое направление. Данная величина характерна исключительно для переменного тока, который циркулирует в электросети. Большинство бытовых приборов рассчитано на напряжение в 220 Вольт, при этом сила тока должна быть 5 Ампер, а частота 50 Герц.

В большинстве случаев бытовая техника имеет допустимую вилку по каждому из параметров, но любая защита рассчитана на то, что условия работы приборов длительное время будут неизменными. В нашей же сети колебания тока происходят практически постоянно. Амплитуда составляет до 2 А по силе тока и до 40-50 В, по напряжению. Частота тока, также отлична от 50 Гц и составляет от 40 Гц до 60 Гц.

Данная проблема связана со многими факторами, но главный среди них, — удаленность конечного потребителя от источника электричества. В результате достаточно длительной транспортировки и многократной трансформации, ток теряет стабильность. Данный дефект электросетей присутствует не только у нас, но и в любых других странах, которые пользуются электричеством. Поэтому был придуман специальный прибор, позволяющий стабилизировать выходной ток.

Виды стабилизаторов напряжения

Так как ток – это направленное движение частиц, для его регулировки используются:

  • механический метод,
  • импульсный метод.

Механический основан на законе Ома. Такой стабилизатор называется линейным. Он состоит из двух колен, соединенных между собой реостатом. Напряжение подается на одно колено, проходит по реостату и попадает на второе колено, с которого уже и раздается далее. Преимущества данного метода заключается в том, что он позволяет достаточно точно установить параметры выходного тока. В зависимости от предназначения, линейный стабилизатор модернизируют дополнительными запчастями. Стоит отметить, что прибор эффективно справляется со своей задачей только в том случае, если разница между входным и выходным током невелика. В противном случае стабилизатор будет иметь низкий КПД. Но даже этого достаточно, чтобы защитить бытовую технику и обезопасить себя от короткого замыкания в случае перенагрузки сети.

Импульсный стабилизатор напряжения основан на принципе амплитудной модуляции тока. Схема стабилизатора напряжения устроена таким образом, что в цепи есть выключатель, который автоматически разрывает цепь через равные промежутки времени. Это позволяет подавать ток частями и равномерно накапливать его в конденсаторе. После того, как он зарядится, уже выровненный ток подается на приборы. Недостаток этого метода в том, что он не позволяет задать определенную величину. Тем не менее, достаточно часто встречаются импульсные повышающе-понижающие стабилизаторы, которые оптимально подходят для бытового использования. Они выравнивают ток в пределах чуть ниже или чуть выше нормы. В обоих случаях все параметры тока не выходят за допустимую вилку.

Важно отметить и разделение приборов на:

  • стабилизатор напряжения однофазный,
  • стабилизатор напряжения трехфазный.

После перераспределения в трансформаторе, выходит трехфазная линия, она как правило идет до распределительного щитка на отдельно взятый дом. Далее от щитка в квартиру идут уже стандартные фаза и ноль. Таким образом большинство бытовых приборов рассчитано именно на однофазную сеть. Поэтому в типовых квартирах целесообразно использовать однофазный стабилизатор. К тому же, стоит он в 10 раз дешевле трехфазного, даже если собрать его своими руками.

Стабилизаторы напряжения для дачи могут быть и трехфазными. Особенно актуально это для мощных насосов, культиваторов и тяжелой строительной техники. В таком случае необходимо сделать стабилизатор, рассчитанный на трансформацию тока под конкретный прибор. На практике сделать это достаточно сложно. Поэтому проще взять его в аренду. Использование указанных выше приборов носит временный характер, поэтому смысла тратить время и деньги на трехфазный стабилизатор напряжения нет.

Основные элементы стабилизатора напряжения

Для того, чтобы собрать простой выравниватель тока не понадобится ни особых навыков, ни специфических деталей. Стабилизаторы напряжения для дома состоят из:

  • трансформатора,
  • конденсаторов,
  • резисторов,
  • диодов,
  • провода для соединения микросхемы.

Идеально, если есть старый сварочный аппарат. Переделать его в стабилизатор напряжения очень легко, к том же не понадобится покупать дополнительные запчасти и конструировать корпус для микросхем. Этому вопросу посвящено видео в конце статьи. Но, ненужная сварка – это большая редкость, поэтому рассмотрим процедуру создания стабилизатора напряжения с нуля. Так как импульсный стабилизатор не позволяет провести точную настройку параметров, рассматривать будем линейный стабилизатор напряжения.

Изготовление самодельного стабилизатора напряжения

Его основа – это трансформатор. На практике трансформаторы намного меньше, чем массивные будки для выравнивания высокого напряжения, приходящего с электростанции. Они представляют собой две катушки, образующие индуктивную электромагнитную связь. Проще говоря, ток подается на одну катушку, заряжает ее, затем возникает электромагнитное поле, которое заряжает вторую катушку, с которой ток идет далее. Эта взаимосвязь выражена формулой:

  • U1 – напряжение на первичной обмотке,
  • U2 – напряжение на вторичной обмотке,
  • N1 – число витков на первичной обмотке,
  • N2 – число витков на вторичной обмотке,
  • I1 – сила тока на первичной обмотке,
  • I2 – сила тока на вторичной обмотке.

Формула не идеальна, так как позволяет либо понижать напряжение, либо его повышать. В 90% случаев к потребителю доходит ток с низким напряжением. Поэтому имеет смысл сразу же сделать повышающий трансформатор. Индуктивные катушки к нему продаются в магазинах электротехники либо на любом блошином рынке. Важно отметить, что число витков должно быть не менее 2000 тысяч, так как иначе трансформатор будет очень сильно греться и вскоре сгорит. Для того, чтобы выбрать мощность трансформатора, необходимо замерять напряжение в сети. Для расчетов возьмем значение 196 В. Формула приобретает такой вид:

Следовательно, для того, чтобы выровнять напряжение до необходимого значения, понадобится вторая катушка с числом витков: 220х2000/196=2245. В данной формуле присутствуют определенные огрехи, так как часть электрической энергии теряется на нагревание обмотки. Поэтому вилка расчетов составляет 5 В, т.е. значение 196 В допустимо округлять, оно может изменятся до 191 В или 201 В, при этом число витков менять не нужно.

Теперь рассмотрим вторую часть формулы:

Как видно из формулы, сила напряжения на выходе будет 220х4/196=4,4 А. Большинство электроприборов допускает вилку в 1 А. Поэтому полученная величина достаточна для нормальной работы техники.

Стабилизатор напряжения, энергия в котором увеличивается на заданную величину готов. Но, если в сети произойдет скачек мощности, то формула примет следующие значения:

Таки образом напряжение на выходе станет 236х2245/2000=264 В. Пропорционально возрастет и сила тока.

Это приведет к поломке большинства электроприборов.

Для устранения данного дефекта воспользуемся законом Ома:

  • U– напряжение,
  • I– сила тока,
  • R– сопротивление.

264=4,47хR, R=264/4,47=60. Данная формула говорит о том, что в идеале сопротивление всех элементов в системе будет составлять 60 Ом. Если понизить сопротивление, то напряжение уменьшиться:

220=4,47хR, R=220/4,47=50.

Для изменения сопротивления сети используется прибор, под названием реостат. Естественно, регулировать его вручную достаточно неудобно. Поэтому понадобится микросхема-стабилизатор напряжения, на которой будет отмечен путь следования электрического тока после выхода из трансформатора.

Наиболее простой способ – это вывести ток с трансформатора на конденсатор. Желательно использовать 12-16 конденсаторов одинаковой емкости. Это позволит накопить ток и сделать его более однородным. Далее все конденсаторы подсоединяются к реостату. Сила тока в сети после трансформатора будет в пределах 4,5-5 А, а желаемое напряжение должно составлять 220 В. Следовательно, имеем формулу R=220/4,75=46. При усредненных показателях сопротивление должно составлять 46 Ом.

Для достижения более плавного выравнивания, желательно установить несколько параллельных реостатов. Таким образом соединяясь в один поток после конденсаторов, цепь необходимо распределить на 4,6,8 отдельных веток, подключенных к реостатам. При этом следует использовать формулу R/число реостатов. Если делать цепь из 6 реостатов, то согласно представленным данным, каждый из них должен иметь сопротивление в 8 Ом.

После прохождения реостатов, цепь снова собирается в один поток и выводится на диод. Диод подключается к обычной розетке.

Все указанные манипуляции относятся к проводу на котором находится фаза, ноль просто пропускаем напрямую к розетке.

Указанный с реостатами способ является достаточно архаичным. Намного более эффективно использовать вместо них обычное устройство защитного отключения. Ток от трансформатора подается на УЗО, ноль также подключается к УЗО. Далее от него идет выход напрямую к розетке.

В том случае, если напряжение или сила тока возрастут в следствии скачка напряжения, УЗО разомкнет цепь, и бытовая техника не пострадает. В остальное время трансформатор будет качественно выравнивать ток.

При повышенном напряжении понадобится понижающий трансформатор. Собирается он по аналогии, за тем исключением, что обмотка на второй катушке должна быть сделана из более толстой проволоки, иначе трансформатор сгорит.

Наиболее эффективно собрать оба трансформатора. Тем более, что есть конструкции понижающе-повышающего типа. В первом случае понадобится ручное переключение провода, во втором — процесс поддается автоматизации.  Как видно, сделать стабилизатор напряжения не сложно, но работа с электричеством предполагает предельный уровень осторожности.

Советы по работе с самодельным стабилизатором напряжения

Важно: описанная схема идеально подходит для постоянных условий, но в электросети достаточно часто случаются перебои и скачки, как вверх, так и вниз.

Поэтому при сборке стабилизатора напряжения рекомендуем отталкиваться от параметров конкретной техники, т.е.:

  • продумать разводку по квартире,
  • если ремонта не предполагается, установить удлинители под определенные группы электроприборов со схожими параметрами,
  • подключить каждую группу к отдельному стабилизатору.

Любая бытовая техника либо на тыльной стороне, либо в паспорте содержит ведомости о требованиях к электропитанию. Отталкиваясь от конкретных цифр значительно проще создать эффективный стабилизатор, так как нет необходимости подстраиваться под сеть. Еще один полезный гаджет – это электронный вольтметр. Желательно подключить его в схему стабилизатора для визуального контроля за его работой.

Для корпуса подойдет любой материал кроме дерева. Достаточно часто самодельные стабилизаторы помещают в пластиковые контейнеры для еды.

Каталог радиолюбительских схем. Стабилизатор напряжения переменного тока

Каталог радиолюбительских схем. Стабилизатор напряжения переменного тока

Стабилизатор напряжения переменного тока

При питании радиоэлектронной аппаратуры от сети нередко приходится стабилизировать напряжение переменного тока.- Большую сложность при проектировании таких стабилизаторов представляет получение синусоидального выходного напряжения с малыми нелинейными искажениями.С точки зрения практической реализации этого требования, а также повышения быстродействия и коэффициента стабилизации наиболее предпочтительны стабилизаторы с транзисторным регулирующим элементом.

Структурная схема подобного стабилизатора напряжения переменного тока показана на рис. 1. Автотрансформатор Т1 повышает напряжение сети, а регулирующий элемент РЭ, включенный последовательно с нагрузкой, гасит излишек напряжения. Управляющий элемент УЭ, представляющий собой цепь отрицательной обратной связи, вырабатывает сигнал, несущий информацию об уровне выходного напряжения. Автотрансформатор позволяет получить более высокий КПД и cos j стабилизатора по сравнению с использованием в нем трансформатора.

Поскольку транзистор — прибор полярный, регулирующий элемент включен в диагональ выпрямительного диодного моста. Из-за нелинейности характеристик транзисторов и диодов форма напряжения и тока в нагрузке все же несколько отличается от правильной синусоиды — она имеет незначительное уплощение вершин.

В описываемом стабилизаторе (рис. 2) регулирующий элемент составлен из транзисторов VT1 и VT2, диодов VD2, VD3 и резисторов R1 — R4.

При изменении значения постоянного тока, протекающего через диагональ выпрямительного моста VDI, изменяется значение неременного тока, текущего через . секцию 1.1 обмотки автотрансформатора. В результате изменяется значение переменного напряжения на секции 1.2 обмотки. Такое включение регулирующего элемента уменьшает его влияние на форму синусоиды выходного напряжения.

Резисторы R1-R4, шунтирующие регулирующий элемент, уменьшают мощность, рассеиваемую транзисторами VT1, VT2.

Основные технические характеристики стабилизатора

Напряжение питающей сети, В220±22
Выходное напряжение переменного тока, В220
Мощность нагрузки, Вт130..220
Нестабильность выходного напряжения при указанных изменениях напряжения сети и мощности нагрузки, %, не более 0,5
Коэффициент нелинейных искажений, %, не более6

Трансформатор Т2 служит для питания усилителя постоянного тока и одновременно входит в цепь отрицательной обратной связи. Напряжение обмотки II, выпрямленное диодным мостом VD5, поступает на делитель R12—R14. При повышении напряжения сети или уменьшении тока нагрузки, подключенной к выходу стабилизатора, увеличивается напряжение на базе транзистора VT5, а значит, и его коллекторный ток. Примерно в той же мере уменьшается и ток коллектора транзистора VT4. Падение напряжения же на резисторе R10 остается практически неизменным, поскольку напряжение на базе транзистора VT4 стабилизировано. При этом напряжение на резисторе R9 увеличивается и ток, текущий через транзистор VT3, уменьшается.

Вследствие уменьшения напряжения на базе транзистора VT2 он начинает закрываться, напряжение на его коллекторе увеличивается. Это приводит к закрыванию и транзистора VT1, так как напряжение на его базе фиксировано делителем R1R2R3R4VD2R5. Диод VD3 исключает влияние делителя на базу транзистора VT2. В результате увеличения сопротивления транзисторов VT1, VT2 регулирующего элемента уменьшается постоянный ток в диагонали выпрямительного моста VD1 и, следовательно переменный ток в секции 1.1 обмотки автотрансформатора Т1, что эквивалентно увеличению падения напряжения на секции 1.2. Поэтому выходное напряжение сохраняет свое первоначальное значение.

При минимальном значении напряжения сети или увеличении тока нагрузки ток через транзистор VT13 увеличивается и транзисторы VTI и VT2, наоборот, еще более открываются. Диод VD2 в этом случае закрывается напряжением с резистора R7. Диод VD3 обеспечивает полное открывание транзистора VT1.

Транзистор VT6, резистор RU и конденсатор С2 образуют электронный фильтр, задерживающий подачу напряжения питания на усилитель постоянного тока. Задержка необходима для устранения броска выходного напряжения в момент включения стабилизатора.

Ограничение минимальной мощности нагрузки значением 130 Вт обусловлено тем, что при меньшей мощности и сетевом напряжении более 220…225 В выходное напряжение повышается сверх установленного допуска из-за уменьшения падения напряжения на индуктивном сопротивлении секции 1.2 сетевого трансформатора.

Внешний вид описываемого стабилизатора показан в заголовке статьи, а его конструкция и графики, характеризующие его основные параметры,— показаны ниже.

Выпрямитель КЦ405А (VD1) можно заменить четырьмя диодами с обратным напряжением не менее 600 В и выпрямленным током 1 А; КД906А (VD5) — диодами с прямым током не менее 30 мА: транзисторы КТ809А (VT1, VT2) — аналогичными им мощными, например, КТ812А, КТ812Б. Транзисторы VT3 и VT6 могут быть любыми маломощными соответствующей структуры.

Резисторы Rl—R4 (С5-5-10 Вт) смонтированы на отдельной плате, которая размещена под выключателем SB 1. Подстроечный резистор R13 может быть любого типа. Конденсаторы С2 и СЗ — К50-6, С1 — КМ-6, выключатель питания SB1 — ПК.Н-41.

Мощность, рассеиваемая каждым из транзисторов VT1.VT2, равна 8 Вт, поэтому они установлены на отдельные теплоотводы с площадью поверхности по 500 см2.

Габаритная мощность автотрансформатора Т1 — около 220 Вт. Можно использовать автотрансформатор от магнитофона “Маяк-202” (магнитопровод ШЛ20Х20, секция 1.1 обмотки содержит 1364 витка провода ПЭВ-2 0,31, секция 1.2 — 193 витка провода ПЭВ-2 0,63).

Трансформатор Т2 выполнен на магнитопроводе ШЛ16Х16. Обмотка I содержит 2560 витков провода ПЭВ-2 0,1, обмотка II — 350 витков провода ПЭВ-2 0,2 с отводом от 70-го витка (для питания индикаторной лампы HL1).

Кожух стабилизатора лучше всего изготовить из изоляционного материала. В панелях кожуха надо предусмотреть вентиляционные отверстия. Если кожух металлический, необходимо позаботиться о надежной изоляции от него всех токоведущих деталей и проводов.

При налаживании сначала подборкой резистора R11 устанавливают напряжение 12 В на эмиттере транзистора VT6 (общим проводом устройства служит отрицательный вывод диодного моста VD5). При этом на базе транзистора VT4 должно установиться напряжение около 8 В.

К выходу стабилизатора подключают нагрузку. Ею может служить лампа накаливания мощностью 150…200 Вт. С лабораторного автотрансформатора РНО-250 на вход стабилизатора подают напряжение 220 В и резистором R13 устанавливают на выходе номинальное сетевое напряжение 220 В. Падение напряжения на каждом из транзисторов регулирующего элемента должно быть 80… 100 В. При изменении входного напряжения на +22 В напряжение на выходе стабилизатора должно оставаться практически неизменным. Отсутствие стабилизации свидетельствует об ошибке в монтаже или неисправности той или иной детали.

Возбуждение стабилизатора устраняют подборкой конденсатора С1.

Мощность стабилизатора можно увеличить до 450 Вт, если его регулирующий элемент смонтировать по схеме, показанной на рис. 3.

Для этого случая автотрансформатор Т1 нужно выполнить на магнитопроводе ШЛ20Х Х25. Секция 1.1 обмотки должна содержать 1300 витков провода ПЭВ-2 0,36, секция 1.2 — 180 витков провода ПЭВ-2 0,9.

Наиболее важные преимущества описанного стабилизатора по сравнению с феррорезонансным — малые нелинейные искажения выходного напряжения и почти полное отсутствие магнитного поля, отрицательно влияющего на работу цветных телевизоров.

г. Брянск

Ю. ЖУРАВЛЕВ

РАДИО № 6, 1986 г., с. 57-58





Схема автоматического регулятора напряжения (AVR)

Схема автоматического регулятора напряжения достаточно хорошо используется там, где напряжение питания составляет всего 120 В переменного тока. Многие гаджеты могут хорошо работать при 220 В переменного тока, поэтому необходима регулировка напряжения.

Автор: Mehran Manzoor

Для этого разработана соответствующая схема регулятора напряжения, которая может работать до мощности 1 кВт и выдает переменное напряжение на разных ступенях (диапазонах).

Работа цепи:

Линия и нейтраль сети переменного тока 120 В содержит выключатель и предохранитель до 10 А.Переключатель DPDT используется для повышения и понижения напряжения. Переключатель DPDT имеет четыре конца.

Нейтраль от сети входит непосредственно в первый конец DPDT, а линия/фаза входит в первичную обмотку трансформатора, состоящую из 220 витков 6 слоев.

Имеет семь вторичных обмоток по 55 витков и одну обмотку по 60 витков. Эти обмотки подключены к поворотным переключателям с 1 по 8 соответственно. Поворотный переключатель имеет восемь шагов, которые можно выбирать по одному.

Общая точка поворотного переключателя подключена ко второму концу переключателя DPDT.Третий конец DPDT подключен к первой вторичной обмотке трансформатора.

Последний конец DPDT подключен к общему проводу реле. Реле в цепи используется для автоматического отключения.

Н/О реле становится первым выходом сетевого питания переменного тока.

Н/З реле подключается к первой клемме красной неоновой лампы в качестве индикатора для обнаружения автоматического отключения. другая клемма красной неоновой лампы подключена к другой клемме выходного источника питания, который является общим для цепи.Он поступает напрямую от линейного/фазного провода входной сети 120В переменного тока.

Общий провод реле подключен к четвертому выводу переключателя DPDT и второму выводу трансформатора 500 мА для измерения напряжения. реле может работать от цепи автоматического отключения, как показано на схеме.

Вольтметр подключен параллельно с зеленой неоновой лампой к выходному источнику питания, который указывает на наличие питания и напряжения на выходных клеммах

Цепь автоматического отключения:

Приведенная выше схема автоматического регулятора напряжения ясно показывает, что переменный ток 12 В поступает через трансформатор 500 мА в цепь автоматического отключения.

Два конденсатора C1 и C2, соединенные с D1 и D2, образуют первую клемму для реле, а другую клемму можно настроить с помощью предустановки, которая подключена к эмиттеру транзистора Q1.

Выход коллектора становится еще одной клеммой реле. значение предустановки можно отрегулировать в соответствии с требованиями. При достижении напряжения выше установленного значения цепь автоматически отключается.

Детали, необходимые для цепи автоматического отключения:

C1-C2: 100 мк 25 В
D1-D2: 1N4007
R1:1.5 кОм
R2:220 Ом
VR1: предустановка 5K
Z1: 8,2 В
Q1: BC547

Что такое регулятор напряжения

01.07.2020 | Автор Maker.io Персонал

Все электронные устройства рассчитаны на работу с заранее установленной номинальной мощностью, то есть напряжением и током. В то время как потребление тока является динамическим и зависит от нагрузки устройства, напряжение питания является фиксированным и идеально постоянным для правильного функционирования устройства. Регулятор напряжения отвечает за поддержание идеального напряжения, необходимого для устройства.Ваш ноутбук, сетевое зарядное устройство и кофеварка имеют регуляторы напряжения.

В этом блоге мы более подробно рассмотрим концепцию регулятора напряжения и его различных типов, а также подробно расскажем об распространенных микросхемах стабилизатора напряжения и их распространенных применениях!

Что такое регулятор напряжения?

Блок питания электронного устройства преобразует поступающую мощность в требуемый тип (AC-DC или DC-AC) и требуемые характеристики напряжения/тока. Регулятор напряжения — это компонент блока питания, который обеспечивает стабильное постоянное напряжение в любых условиях эксплуатации.Он регулирует напряжение при колебаниях мощности и изменениях нагрузки. Он может регулировать как переменное, так и постоянное напряжение.

SMPS и настенное зарядное устройство — оба имеют встроенный регулятор напряжения (Источник изображения: TDK Lambda (слева) и Triad Magnetics (справа))

Регулятор напряжения обычно принимает более высокое входное напряжение и выдает более низкое и более стабильное выходное напряжение. Их вторичное использование также заключается в защите схемы от скачков напряжения, которые потенциально могут их повредить/поджарить.

Различные типы регуляторов напряжения

Регуляторы напряжения, используемые в низковольтных электронных устройствах, обычно представляют собой интегральные схемы. В центрах распределения электроэнергии, обеспечивающих электроэнергией переменного тока бытовых и промышленных потребителей, используются более сложные и механически большие регуляторы напряжения, которые поддерживают номинальное напряжение 110 В (бытовые стандарты США) независимо от потребностей потребления в данном районе.

В зависимости от физической конструкции стабилизаторы напряжения можно увидеть в интегральных схемах, электромеханических устройствах или полупроводниковых автоматических регуляторах.Наиболее распространенные классификации активных стабилизаторов напряжения (в которых используются усилительные компоненты, такие как транзисторы или операционные усилители) включают линейные и импульсные стабилизаторы.

Линейные регуляторы представляют собой простые устройства на основе транзисторов, обычно выполненные в виде интегральных схем. Их внутренняя схема использует дифференциальные усилители для управления выходным напряжением по отношению к опорному напряжению. Линейные регуляторы напряжения могут иметь фиксированный выходной сигнал или иметь регулируемое управление. Обычно им требуется входной ток, сравнимый с выходным током.

Импульсные регуляторы включают/выключают последовательные устройства на высокой частоте, изменяя рабочий цикл напряжения, передаваемого на выходе. Их распространенными топологиями являются buck, boost и buck-boost. Понижающие преобразователи более эффективны при понижении напряжения и по-прежнему способны повышать выходной ток. Повышающие преобразователи, такие как TPS6125 от Texas Instruments (TI), могут повышать выходное напряжение до уровня, превышающего входное напряжение.

Понижающе-повышающий преобразователь Adafruit со встроенным TPS63060 от TI и схемой импульсного регулятора (Источник изображения: Adafruit Industries (слева) и DigiKey SchemeIt (справа))

Интегральные схемы линейного регулятора напряжения

Наиболее распространенные ИС постоянного тока с фиксированным напряжением регулятор В электронных схемах используются микросхемы серий 78XX и 79XX для положительного и отрицательного выходного напряжения соответственно.XX обозначает выходное напряжение, которое находится в диапазоне от 2,5 В до 35 В и может поддерживать ток до 2 А. Они доступны в корпусах для поверхностного монтажа, TO-3 и TO-220. У них есть три соединительных контакта, вход, общий GND и выходной контакт. Модули регулятора напряжения также доступны в продаже.

Различные упаковки для семейства микросхем 7805.

LM7805 от STMicroelectronics дает напряжение +5 В на выходе и клемме GND, а LM7912 от TI дает на выходе -12 В.Отрицательные напряжения являются лишь относительным ориентиром по отношению к клемме GND.

Линейные регуляторы напряжения

— это недорогие и простые в использовании ИС с очень низким уровнем электромагнитных помех и быстрой реакцией на колебания напряжения. Хотя они полезны для простых приложений, их использование имеет несколько недостатков.

  • Микросхемы 78XX и 79XX могут обеспечивать постоянное и номинальное выходное напряжение только в том случае, если входное напряжение не менее чем на 2,5 В превышает выходное. Например, вы не можете получить выходное напряжение 9 В от микросхемы LM7809, если она питается от литий-ионной батареи 9 В.
  • Падение напряжения происходит из-за того, что эти ИС ведут себя как псевдорезисторы и выделяют дополнительную входную мощность батареи в виде тепла. Это неэффективно, и тепло необходимо рассеивать с помощью радиаторов или вентиляторов. Высоковольтные сильноточные ИС требуют больших радиаторов или постоянного использования вентилятора для обеспечения стабильного диапазона температур. Высокие входные напряжения для низких выходных сигналов, например входное напряжение 24 В для LM7805, имеют очень низкий КПД, равный 20 %.

TI LM317 представляет собой линейный регулируемый стабилизатор постоянного напряжения , который позволяет изменять выходное напряжение на основе принципа внешнего делителя напряжения R1/R2 с использованием резисторов.Он прост в использовании и требует двух резисторов, как показано на рисунке. Он может обеспечить ток до 1,5 А в диапазоне положительного напряжения от 1,25 В до 37 В. Другие варианты семейства микросхем LM317, LM317L и LM317M, обеспечивают ток 100 мА и 500 мА соответственно.

Схема семейства ИС LM317 (Источник изображения: техническое описание продукта от Texas Instruments)

Применение регуляторов напряжения

  • Стабилизаторы положительного и отрицательного напряжения можно использовать вместе для питания датчиков, операционных усилителей и других электронных модулей, которым требуются оба напряжения.
  • Все распространенные платы для разработки микроконтроллеров, такие как Arduino и Raspberry Pi, могут питаться от выхода LM7805 к контакту 5 В. Платы Arduino также имеют встроенный регулятор напряжения с малым падением напряжения, такой как NCP1117S от On Semiconductor, для регулирования входной мощности, поступающей от разъема «бочонок» или Vin.

LM7805 с внешним питанием для Arduino (Источник изображения: Maker.io)

Регуляторы напряжения являются одним из наиболее важных компонентов электронной схемы.Они несут ответственность за его безопасное и стабильное функционирование. В регуляторах сверхвысокого напряжения используются схемы силовой электроники с высокой номинальной мощностью в промышленных условиях на тяжелом оборудовании.

Как подключить регулятор напряжения? |HUIMULTD


ВВЕДЕНИЕ:

Функция выпрямителя или твердотельного реле/модуля выпрямления заключается в преобразовании мощности переменного тока в мощность постоянного тока. Выпрямленное твердотельное реле/модуль со встроенным управляемым транзистором может также использоваться в качестве электронного переключателя в дополнение к функции выпрямления.
В этой статье вы узнаете, как подключить регулятор напряжения MGR/mager или модуль регулирования напряжения.

Вы можете быстро перейти к интересующим вас главам с помощью Directory ниже и Quick Navigator в правой части браузера.

СОДЕРЖАНИЕ


§1. Подключение однофазного регулятора напряжения переменного тока

1.1 Потенциометрический тип

MGR-R40A
или серия SSVR

Этот тип однофазного регулятора напряжения переменного тока потенциометра использует стандартный корпус (прямоугольной формы) с четырьмя клеммами.порты 1 и 2 являются выходными клеммами, которые подключают однофазный источник питания переменного тока и нагрузку; Порты 3 и 4 являются входными сигнальными клеммами, к которым подключается потенциометр. Угол проводимости тиристора можно изменить, отрегулировав потенциометр, чтобы отрегулировать выходное напряжение для достижения цели регулирования и контроля напряжения нагрузки.

 Примечание. Перед установкой и использованием проверьте, соответствуют ли спецификации (такие как входной ток, входное напряжение, выходной ток, выходное напряжение и т.) регулятора напряжения соответствуют требованиям приложения.

MGR-HVR120A
, MGR-HVR200A

Этот тип однофазного регулятора напряжения переменного тока с потенциометром использует промышленный корпус (в форме длинной полосы) с четырьмя клеммами, подходящий для требовательных приложений, таких как промышленные и коммерческие приложения. Выходные клеммы подключены к однофазному источнику переменного тока и нагрузке; клеммы входного сигнала подключены к потенциометру. Угол проводимости тиристора можно изменить, отрегулировав потенциометр, чтобы отрегулировать выходное напряжение для достижения цели регулирования и контроля напряжения нагрузки.

 Примечание. Перед установкой и использованием убедитесь, что характеристики (такие как входной ток, входное напряжение, выходной ток, выходное напряжение и т. д.) регулятора напряжения соответствуют требованиям приложения.

1.2 Тип аналогового сигнала (с постоянным напряжением)

Серия MGR-1VD2440G
или SSVD

Однофазный регулятор напряжения переменного тока с аналоговым сигналом имеет стандартный корпус (прямоугольной формы) с четырьмя клеммами. порты 1 и 2 являются выходными клеммами, которые подключают однофазный источник питания переменного тока и нагрузку; Порты 3 и 4 являются входными сигнальными клеммами, к которым подключается аналоговое управляющее сигнальное устройство.Сигнал управления представляет собой аналоговое постоянное напряжение, разделенное на три типа: тип E: 0–5 В постоянного тока, тип F: 0–10 В постоянного тока, тип G: 4–20 В постоянного тока. Угол проводимости тиристора можно изменить, отрегулировав аналоговый сигнал, чтобы отрегулировать выходное напряжение для достижения цели регулирования и контроля напряжения нагрузки.

 Примечание. Перед установкой и использованием убедитесь, что характеристики (такие как входной ток, входное напряжение, выходной ток, выходное напряжение и т. д.) регулятора напряжения соответствуют требованиям приложения.

1.3 Тип цифрового сигнала (тип импульсного напряжения)

MGR-25DV

Однофазный регулятор напряжения переменного тока с цифровым сигналом имеет стандартный корпус (прямоугольной формы) с четырьмя клеммами. порты 1 и 2 являются выходными клеммами, которые подключают однофазный источник питания переменного тока и нагрузку; Порты 3 и 4 являются входными сигнальными клеммами, к которым подключается цифровое управляющее сигнальное устройство, такое как ПЛК и регулятор напряжения. Сигналом управления является импульсное напряжение (мутантное и прерывистое).Угол проводимости тиристора можно изменить, отрегулировав импульсный сигнал, чтобы отрегулировать выходное напряжение для достижения цели регулирования и контроля напряжения нагрузки.

 Примечание. Перед установкой и использованием убедитесь, что характеристики (такие как входной ток, входное напряжение, выходной ток, выходное напряжение и т. д.) регулятора напряжения соответствуют требованиям приложения.

1.4 Тип внешнего трансформатора

MGR-EUV25A05E

Этот тип однофазного регулятора напряжения переменного тока с внешним трансформатором имеет стандартный корпус (прямоугольной формы).порты 1 и 2 являются выходными клеммами, которые подключают однофазный источник питания переменного тока и нагрузку; коричневый и красный кабели подключены к внешнему трансформатору 18 В переменного тока. Сигнал управления можно разделить на сигнал автоматического управления (тип E: 0–5 В постоянного тока, тип F: 0–10 В постоянного тока, тип H: 1–5 В постоянного тока, тип G: 4–20 мА) и сигнал ручного управления (потенциометр). Типы E, F, H имеют функцию ручного управления, а тип G — нет. Угол проводимости тиристора можно изменить, отрегулировав входной управляющий сигнал, чтобы отрегулировать выходное напряжение для достижения цели регулирования и контроля напряжения нагрузки.

 Примечание. Перед установкой и использованием убедитесь, что характеристики (такие как входной ток, входное напряжение, выходной ток, выходное напряжение и т. д.) регулятора напряжения соответствуют требованиям приложения.

§2. Подключение трехфазного регулятора напряжения переменного тока

2.1 Простой тип

MGR-SCR3-120LA

Этот вид трехфазного регулятора напряжения переменного тока простого типа использует простой корпус (или простую сборку) с базовой функцией регулирования напряжения и это дешевле, чем обычный тип.Порты А1, В1, С1 подключены к трехфазной сети переменного тока; Порты А2, В2, С2 подключены к нагрузке. CON и COM подключены к сигнальному устройству управления. Сигнал управления можно разделить на тип E: 0–5 В постоянного тока, тип F: 0–10 В постоянного тока и тип G: 4–20 мА. +5VDC — это внутреннее питание, которое генерируется самим регулятором. Угол проводимости тиристора можно изменить, отрегулировав входной управляющий сигнал, чтобы отрегулировать выходное напряжение для достижения цели регулирования и контроля напряжения нагрузки.

 Примечание. Перед установкой и использованием убедитесь, что характеристики (такие как входной ток, входное напряжение, выходной ток, выходное напряжение и т. д.) регулятора напряжения соответствуют требованиям приложения.

2.2 Обычный тип

MGR-SCR-100LA-H
, MGR-SCR-300LA-H

Этот тип трехфазного регулятора напряжения переменного тока нормального типа использует обычный корпус (или расширенную сборку), с возможностью адаптации к требованиям рабочих сред, и у него больше функций, чем у простого типа.Порты R, S, T подключены к трехфазной сети переменного тока; Порты U, V, W подключаются к нагрузке. CON и COM подключены к сигнальному устройству управления. Сигнал управления можно разделить на тип E: 0–5 В постоянного тока, тип F: 0–10 В постоянного тока и тип G: 4–20 мА. +5VDC — это внутреннее питание, которое генерируется самим регулятором. Угол проводимости тиристора можно изменить, отрегулировав входной управляющий сигнал, чтобы отрегулировать выходное напряжение для достижения цели регулирования и контроля напряжения нагрузки.

 И следующая дополнительная функция:  
1) Регулируемый диапазон выходного напряжения: максимальное выходное значение и минимальное выходное значение выходного напряжения можно настроить с помощью BIAS.
2) Многофункциональный светодиодный индикатор состояния: PL загорается, когда регулятор напряжения подключен к трехфазной сети переменного тока 380 В и включен; IN загорается при передаче сигнала контроля температуры от терморегулятора; OUT будет гореть, когда регулятор напряжения подключен к нагрузке и стабильно работает; FB загорается при перегорании плавкого предохранителя.

 Примечание. Перед установкой и использованием убедитесь, что характеристики (такие как входной ток, входное напряжение, выходной ток, выходное напряжение и т. д.) регулятора напряжения соответствуют требованиям приложения.


§3. Подключение модуля управления напряжением переменного тока

3.1 Однофазный модуль регулятора напряжения переменного тока с фазовым сдвигом

MGR-DTY-F-22-70A-EG

Этот тип модуля однофазного регулятора напряжения переменного тока с фазовым сдвигом имеет закрытый -петлевая (отрицательная обратная связь) система регулирования напряжения, которая может эффективно стабилизировать напряжение нагрузки.порты 1 и 2 подключены к однофазной сети переменного тока; 3 и 4 порты подключены к нагрузке. Клеммная колодка подключается к управляющему сигнальному устройству. Сигнал управления можно разделить на сигнал автоматического управления (тип E: 0–5 В постоянного тока, тип G: 4–20 мА) и сигнал ручного управления (потенциометр). Угол проводимости тиристора можно изменить, отрегулировав входной управляющий сигнал, чтобы отрегулировать выходное напряжение для достижения цели регулирования и контроля напряжения нагрузки.

 Примечание. Перед установкой и использованием проверьте, соответствуют ли спецификации (такие как входной ток, входное напряжение, выходной ток, выходное напряжение и т.) регулятора напряжения соответствуют требованиям приложения.

3.2 Модуль регулятора напряжения переменного тока с полной изоляцией

MGR-DTY2240EG

Этот модуль регулятора напряжения переменного тока с полной изоляцией имеет светодиодный индикатор состояния. порты 3 и 4 подключены к однофазной сети переменного тока; 1 и 2 порты подключены к нагрузке. Входные клеммы подключены к управляющему сигнальному устройству. Сигнал управления можно разделить на сигнал автоматического управления (тип E: 0–5 В постоянного тока, тип F: 0–10 В постоянного тока, тип H: 1–5 В постоянного тока, тип G: 4–20 мА) и сигнал ручного управления (потенциометр).Типы E, F, H имеют функцию ручного управления, а тип G — нет. Угол проводимости тиристора можно изменить, отрегулировав входной управляющий сигнал, чтобы отрегулировать выходное напряжение для достижения цели регулирования и контроля напряжения нагрузки.

 Примечание. Перед установкой и использованием убедитесь, что характеристики (такие как входной ток, входное напряжение, выходной ток, выходное напряжение и т. д.) регулятора напряжения соответствуют требованиям приложения.

Рисунок 3.2A: Принципиальная схема модуля регулятора напряжения переменного тока 220 В переменного тока, номинальное рабочее напряжение 220 В переменного тока

принципиальная схема, номинальное рабочее напряжение 220 В переменного тока или 380 В переменного тока, форма выходного сигнала полупериодная

Рисунок 3.2D: Схема модуля регулятора напряжения переменного тока ручного типа, типы E, F, H могут управляться вручную, а тип G не может

3 .3 Модуль трехфазного регулятора напряжения переменного тока с полной изоляцией

MGR-STY380D40E

Этот модуль трехфазного регулятора напряжения переменного тока с полной изоляцией использует TB-3 в качестве источника питания синхронного напряжения 18 В переменного тока. Порты N, R, S, T синхронного трансформатора ТБ-3 подключены к сети трехфазного переменного тока; Порты r1, r2, s1, s2, t1, t2 ТБ-3 подключаются к портам r1, r2, s1, s2, t1, t2 модуля регулятора. Клеммная колодка подключается к управляющему сигнальному устройству.Сигнал управления можно разделить на сигнал автоматического управления (тип E: 0–5 В постоянного тока, тип F: 0–10 В постоянного тока, тип H: 1–5 В постоянного тока, тип G: 4–20 мА) и сигнал ручного управления (потенциометр). Типы E, F, H имеют функцию ручного управления, а тип G — нет. Угол проводимости тиристора можно изменить, отрегулировав входной управляющий сигнал, чтобы отрегулировать выходное напряжение для достижения цели регулирования и контроля напряжения нагрузки.

 Примечание. Перед установкой и использованием проверьте, соответствуют ли спецификации (такие как входной ток, входное напряжение, выходной ток, выходное напряжение и т.) регулятора напряжения соответствуют требованиям приложения.

Рисунок 3.3A: Сигнал автоматического управления

Рисунок 3.3B: Сигнал ручного управления, типы E, F, H могут управляться вручную, а тип G не может и примечания по применению TLC0820ACDBR Инструменты Техаса 8-разрядный, 392 kSPS АЦП с параллельным выходом, микропроцессорная периферия, встроенная функция отслеживания и удержания, одноканальная 20-SSOP TLC320AC02CPM Инструменты Техаса Полоса пропускания одноканального кодека не зависит от частоты дискретизации 64-LQFP от 0 до 70 TLC0820ACDW Инструменты Техаса 8-разрядный, 392 kSPS АЦП с параллельным выходом, микропроцессорная периферия, встроенная функция отслеживания и удержания, одноканальная 20-SOIC TLC320AC02IFNR Инструменты Техаса Полоса пропускания одноканального кодека не зависит от частоты дискретизации 28-PLCC от -40 до 85 TLC0820ACDWG4 Инструменты Техаса 8-разрядный, 392 kSPS АЦП с параллельным выходом, микропроцессорная периферия, встроенная функция отслеживания и удержания, одноканальная 20-SOIC TLC320AC01CDW Инструменты Техаса Полоса пропускания одноканального кодека не зависит от частоты дискретизации 28-SOIC от 0 до 70

Как работают регуляторы напряжения, различные типы и области применения

 

Что такое регулятор напряжения

Регулятор напряжения — это электрическое устройство, единственной целью которого является поддержание постоянного выходного напряжения.Он обеспечивает желаемое выходное напряжение независимо от любого изменения входного напряжения или условий нагрузки. Электронные схемы зависят от регуляторов напряжения, поскольку им требуется стабильное напряжение, чтобы избежать повреждения.

 

Как это работает?

Регулятор напряжения использует принцип системы управления с обратной связью. Он основан на контурах управления с отрицательной обратной связью.

 

 

Как видите, сигнал опорного напряжения подается на схему компаратора вместе с сигналом обратной связи от контроллера.Схема компаратора сравнивает оба значения и отправляет сигнал ошибки контроллеру. Контроллер регулирует выходное напряжение, используя сигнал ошибки компаратора.

 

Типы регуляторов напряжения

Во всем мире регуляторы напряжения являются наиболее распространенным электрическим компонентом любой машины или устройства. Существует два основных типа регуляторов напряжения:

 

Линейные регуляторы

Линейный регулятор напряжения работает как делитель напряжения.Сопротивление линейного регулятора зависит от подключенной нагрузки и входного напряжения. Следовательно, он может подавать сигнал постоянного напряжения.

 

Преимущества и недостатки Линейные регуляторы

имеют много преимуществ, например, они обеспечивают низкое напряжение пульсаций, что означает меньшие колебания сигнала выходного напряжения. Он имеет быстрое время отклика. Кроме того, он имеет низкий уровень электромагнитных помех и меньше шума.

Эффективность линейного регулятора напряжения низкая, и он рассеивает много тепла, поэтому необходим радиатор.Также требуется больше места. Одним из основных недостатков является то, что выходное напряжение не может превышать входное напряжение.

 

Типы линейных регуляторов напряжения

 

Шунтирующие регуляторы

Шунтовой регулятор используется для маломощных цепей. Он работает, направляя ток от нагрузки и посылая его в землю. Он обеспечивает путь от входного напряжения к переменному резистору, который подключен к земле.Он имеет очень низкий КПД, но поскольку потерянный ток имеет очень низкое значение, им пренебрегают.

 

Приложения
  • Используется для поглощения тока (цепи стока)
  • Усилители
  • Источники питания напряжения
  • Электронные схемы, требующие точного опорного напряжения

 

Регуляторы серии

Работа последовательного регулятора напряжения зависит от переменной составляющей, которая связана с нагрузкой.При изменении сопротивления переменной составляющей изменяется и падение напряжения на ней. При использовании этого метода напряжение на нагрузке остается неизменным.

Одним из основных преимуществ является то, что поскольку переменная составляющая и нагрузка соединены последовательно, ток, протекающий через них, одинаков. Таким образом, нагрузка эффективно использует ток. Что делает его более эффективным, чем шунтирующий регулятор.

 

Импульсные регуляторы напряжения

Импульсные регуляторы напряжения состоят из последовательного устройства, которое многократно включается и выключается с высокой частотой.Рабочий цикл используется для управления количеством заряда, подаваемого на нагрузку. Рабочий цикл управляется системой обратной связи, очень похожей на систему линейного регулятора. Импульсные регуляторы имеют высокий КПД, потому что нагрузка либо включена, либо выключена, что означает, что она не рассеивает энергию, когда она выключена.

Импульсный стабилизатор превосходит линейный регулятор по выходному напряжению. Потому что он может подавать сигнал выходного напряжения, который может быть больше, чем входное напряжение.Кроме того, он может даже генерировать сигнал напряжения противоположной полярности.

 

Типы импульсных регуляторов
  • Повышение (повышение)
  • Шаг вниз (бак)
  • Шаг вверх/вниз (увеличение/понижение)

 

Повышающие регуляторы

Повышающие регуляторы, также известные как повышающие стабилизаторы, генерируют сигнал более высокого выходного напряжения за счет увеличения сигнала входного напряжения. Этот тип регулятора чаще всего используется для питания нескольких светодиодов.

Понижающие регуляторы Понижающие регуляторы

также называются понижающими регуляторами. Они подают сигнал более низкого регулируемого выходного напряжения из более высокого нестабилизированного входного сигнала напряжения.

Повышающие/понижающие регуляторы

Целью этого регулятора является увеличение, уменьшение или инвертирование сигнала напряжения. Более того, ее еще называют схемой инвертора напряжения. Противоположная полярность достигается прямым и обратным смещением диода.В нерабочее время схема заряжает конденсатор, а когда конденсатор полностью заряжен, он подает на выход противоположную полярность. Эффективность этого типа регулятора напряжения очень высока.

Транзисторные регуляторы напряжения Стабилитрон

имеет режим, благодаря которому он может выполнять функцию регулятора напряжения. Этот режим известен как работа с обратным напряжением пробоя. В этом режиме стабилитрон поддерживает постоянный сигнал выходного постоянного напряжения, в то время как сигнал пульсаций переменного напряжения полностью блокируется.

Применение регуляторов напряжения

Существует множество применений регуляторов напряжения. Одним из наиболее распространенных примеров является мобильное зарядное устройство. Адаптер поставляется с сигналом переменного тока. Однако сигнал выходного напряжения представляет собой регулируемый сигнал постоянного тока.

В каждом источнике питания в мире используется стабилизатор напряжения для обеспечения желаемого выходного напряжения. Компьютеры, телевизоры, ноутбуки и всевозможные устройства питаются с использованием этой концепции.

Работа небольших электронных схем зависит от регуляторов. Даже малейшее колебание сигнала напряжения может повредить компоненты схемы, такие как микросхемы.

Когда дело доходит до систем производства электроэнергии, регуляторы напряжения играют важную роль в их работе. Солнечная электростанция вырабатывает электроэнергию в зависимости от интенсивности солнечного света. Он нуждается в регуляторе для обеспечения регулируемого постоянного выходного сигнала.

 

 

 

Узнайте и прочитайте больше в нашем блоге

 

 

 

 

 

Типы регуляторов напряжения: Работа и их ограничения

В блоке питания регуляторы напряжения играют ключевую роль.Итак, прежде чем обсуждать регулятор напряжения, мы должны знать, какова роль источника питания при проектировании системы? Например, в любой рабочей системе, такой как смартфон, наручные часы, компьютер или ноутбук, блок питания является важной частью работы системы совы, поскольку он обеспечивает стабильное, надежное и непрерывное питание внутренних компонентов системы. В электронных устройствах источник питания обеспечивает стабильную и регулируемую мощность для правильной работы цепей.Источники питания бывают двух типов, такие как источник питания переменного тока, который поступает от сетевых розеток, и источник питания постоянного тока, который поступает от батарей. Итак, в этой статье обсуждается обзор различных типов регуляторов напряжения и их работы.


Что такое регулятор напряжения?

Регулятор напряжения используется для регулировки уровня напряжения. Когда требуется стабильное, надежное напряжение, регулятор напряжения является предпочтительным устройством. Он генерирует фиксированное выходное напряжение, которое остается постоянным при любых изменениях входного напряжения или условий нагрузки.Он действует как буфер для защиты компонентов от повреждений. Регулятор напряжения представляет собой устройство с простой конструкцией с прямой связью, в котором используются контуры управления с отрицательной обратной связью.

Регулятор напряжения

В основном существует два типа регуляторов напряжения: линейные регуляторы напряжения и импульсные регуляторы напряжения; они используются в более широких приложениях. Линейный регулятор напряжения является самым простым типом регулятора напряжения. Он доступен в двух типах, которые являются компактными и используются в системах малой мощности и низкого напряжения.Давайте обсудим различные типы регуляторов напряжения.

Основными компонентами , используемыми в регуляторе напряжения , являются

.
  • Цепь обратной связи
  • Стабильное опорное напряжение
  • Цепь управления проходным элементом

Процесс регулирования напряжения очень прост благодаря использованию трех вышеуказанных компонентов. Первый компонент регулятора напряжения, такой как цепь обратной связи, используется для обнаружения изменений выходного напряжения постоянного тока. На основе опорного напряжения, а также обратной связи может быть сгенерирован управляющий сигнал, который приводит в действие проходной элемент для погашения изменений.

Здесь проходной элемент — это один из видов твердотельных полупроводниковых устройств, похожий на BJT-транзистор, диод с PN-переходом, в противном случае — на полевой МОП-транзистор. Теперь выходное напряжение постоянного тока можно поддерживать приблизительно стабильным.

Работа регулятора напряжения

Схема регулятора напряжения используется для создания и поддержания постоянного выходного напряжения, даже если входное напряжение изменяется, в противном случае условия нагрузки. Регулятор напряжения получает напряжение от источника питания, и его можно поддерживать в диапазоне, который хорошо подходит для остальных электрических компонентов.Чаще всего эти регуляторы используются для преобразования мощности постоянного/постоянного тока, переменного/переменного тока или переменного/постоянного тока.

Типы регуляторов напряжения и их работа

Эти регуляторы могут быть реализованы на основе интегральных схем или схем с дискретными компонентами. Регуляторы напряжения подразделяются на два типа, а именно: линейный регулятор напряжения и импульсный регулятор напряжения. Эти регуляторы в основном используются для регулирования напряжения в системе, однако линейные регуляторы работают с низким КПД, а импульсные регуляторы работают с высоким КПД.В импульсных регуляторах с высоким КПД большая часть мощности i/p может быть передана на выход без рассеяния.

Типы регуляторов напряжения

В основном существует два типа регуляторов напряжения: линейный регулятор напряжения и импульсный регулятор напряжения.

  • Линейные регуляторы напряжения бывают двух типов: серийные и шунтовые.
  • Существует три типа импульсных регуляторов напряжения: повышающие, понижающие и инверторные регуляторы напряжения.

Линейные регуляторы напряжения

Линейный регулятор действует как делитель напряжения.В омическом диапазоне используется полевой транзистор. Сопротивление регулятора напряжения изменяется в зависимости от нагрузки, что приводит к постоянному выходному напряжению. Линейные регуляторы напряжения — это оригинальный тип регуляторов, используемых для регулирования источников питания. В этом типе регулятора переменная проводимость активного проходного элемента, такого как MOSFET или BJT, отвечает за изменение выходного напряжения.

Когда нагрузка объединена, изменения на любом входе, в противном случае нагрузка, приведет к разнице в токе через транзистор, чтобы поддерживать постоянный выход.Чтобы изменить ток транзистора, он должен работать в активной, иначе омической области.

Во время этой процедуры этот тип регулятора рассеивает много энергии, потому что чистое напряжение падает внутри транзистора, рассеиваясь подобно теплу. Как правило, эти регуляторы подразделяются на разные категории.

  • Положительная регулируемая
  • Негатив Регулируемый
  • Фиксированный выход
  • Отслеживание
  • Плавающий
Преимущества

Преимущества линейного регулятора напряжения включают следующее.

  • Обеспечивает низкие пульсации выходного напряжения
  • Быстрое время отклика на загрузку или изменение строки
  • Низкий уровень электромагнитных помех и низкий уровень шума
Недостатки

К недостаткам линейного регулятора напряжения относятся следующие.

  • Очень низкая эффективность
  • Требуется большое пространство — необходим радиатор
  • Напряжение выше входа не может быть увеличено
Регуляторы напряжения серии

В последовательном регуляторе напряжения используется переменный элемент, включенный последовательно с нагрузкой.Изменяя сопротивление этого последовательного элемента, можно изменить падение напряжения на нем. И напряжение на нагрузке остается постоянным.

Количество потребляемого тока эффективно используется нагрузкой; это главное преимущество последовательного регулятора напряжения. Даже когда нагрузка не требует никакого тока, последовательный регулятор не потребляет полный ток. Следовательно, последовательный регулятор значительно более эффективен, чем шунтирующий регулятор напряжения.

Шунтирующие регуляторы напряжения

Шунтовой регулятор напряжения обеспечивает путь от источника питания к земле через переменное сопротивление.Ток через шунтирующий регулятор отклоняется от нагрузки и бесполезно течет на землю, что обычно делает эту форму менее эффективной, чем последовательный регулятор. Однако он проще, иногда состоит только из диода опорного напряжения и используется в очень маломощных схемах, в которых потерянный ток слишком мал, чтобы вызывать беспокойство. Эта форма очень распространена для цепей опорного напряжения. Шунтовой регулятор обычно может только потреблять (поглощать) ток.

Применение шунтирующих регуляторов

Шунтовые регуляторы используются в:

  • Импульсные источники питания с низким выходным напряжением
  • Цепи источника и стока тока
  • Усилители ошибок
  • Линейные и импульсные источники питания с регулируемым напряжением или током
  • Контроль напряжения
  • Аналоговые и цифровые схемы, требующие прецизионных эталонов
  • Прецизионные ограничители тока

Импульсные регуляторы напряжения

Импульсный регулятор быстро включает и выключает последовательное устройство.Рабочий цикл переключателя устанавливает количество заряда, передаваемого на нагрузку. Это контролируется механизмом обратной связи, подобным механизму линейного регулятора. Импульсные регуляторы эффективны, потому что последовательный элемент либо полностью проводит ток, либо выключен, потому что он почти не рассеивает мощность. Импульсные стабилизаторы могут генерировать выходные напряжения, которые выше входного напряжения или имеют противоположную полярность, в отличие от линейных стабилизаторов.

Импульсный регулятор напряжения быстро включается и выключается для изменения выходного сигнала.Для этого требуется управляющий генератор, а также заряжаются компоненты хранения.

В импульсном стабилизаторе с частотно-импульсной модуляцией варьируется частота, постоянный коэффициент заполнения и спектр шума, создаваемый PRM; этот шум сложнее отфильтровать.

Импульсный регулятор с широтно-импульсной модуляцией, постоянной частотой, переменным рабочим циклом эффективен и легко отфильтровывает шум.
В импульсном регуляторе ток в непрерывном режиме через катушку индуктивности никогда не падает до нуля.Он обеспечивает максимальную выходную мощность. Это дает лучшую производительность.

В импульсном регуляторе ток прерывистого режима через катушку индуктивности падает до нуля. Это дает лучшую производительность при низком выходном токе.

Переключение топологий

Имеет два типа топологий: с диэлектрической изоляцией и без изоляции.

Изолированный

Он основан на радиации и интенсивных средах. Опять же, изолированные преобразователи подразделяются на два типа, которые включают следующее.

  • Обратноходовые преобразователи
  • Передние преобразователи

В перечисленных выше изолированных преобразователях обсуждаются в теме импульсные блоки питания.

Без изоляции

 Он основан на небольших изменениях Vout/Vin. Примеры: повышающий регулятор напряжения (Boost) — повышает входное напряжение; Step Down (Buck) – понижает входное напряжение; Step up/ Step Down (повышающий/понижающий) Регулятор напряжения – понижает, повышает или инвертирует входное напряжение в зависимости от контроллера; Зарядный насос — он обеспечивает кратное количество входных сигналов без использования катушки индуктивности.

Опять же, неизолированные преобразователи подразделяются на разные типы, однако наиболее важными из них являются

.
  • Понижающий преобразователь или понижающий регулятор напряжения
  • Повышающий преобразователь или повышающий регулятор напряжения
  • Понижающий или повышающий преобразователь

Преимущества коммутационных топологий

Основными преимуществами импульсного блока питания являются эффективность, размер и вес. Это также более сложная конструкция, способная работать с более высокой энергоэффективностью.Импульсный регулятор напряжения может обеспечивать выходное напряжение, которое больше или меньше входного напряжения или инвертирует его.

Недостатки   коммутационных топологий

  • Более высокое выходное пульсирующее напряжение
  • Более медленное переходное время восстановления
  • Электромагнитные помехи производят очень шумный выходной сигнал
  • Очень дорого

Повышающие импульсные преобразователи, также называемые повышающими импульсными стабилизаторами, обеспечивают более высокое выходное напряжение за счет повышения входного напряжения.Выходное напряжение регулируется до тех пор, пока потребляемая мощность находится в пределах спецификации выходной мощности схемы. Для управления цепочками светодиодов используется повышающий импульсный регулятор напряжения.

Повышающие регуляторы напряжения

Предположим, схема без потерь Pin = Pout (входная и выходная мощности одинаковы)

Затем V в I в = V из I из ,

            I из / I из = (1-D)

Из этого следует, что в этой цепи

  • Полномочия остаются прежними
  • Повышение напряжения
  • Ток уменьшается
  • Эквивалент трансформатора постоянного тока
Понижающий (понижающий) регулятор напряжения

Понижает входное напряжение.

Понижающие регуляторы напряжения

Если входная мощность равна выходной мощности, то

P в = P из ; V на входе I на входе = V на выходе I на выходе ,

I из / I из = V из /V из = 1/D

Понижающий преобразователь эквивалентен трансформатору постоянного тока, в котором коэффициент трансформации находится в диапазоне 0-1.

Шаг вверх/вниз (увеличение/понижение)

Его также называют инвертором напряжения.Используя эту конфигурацию, можно повышать, понижать или инвертировать напряжение в соответствии с требованиями.

  • Выходное напряжение имеет противоположную полярность входному.
  • Это достигается за счет прямого смещения обратного диода VL в периоды выключения, выработки тока и зарядки конденсатора для выработки напряжения в периоды выключения
  • При использовании импульсного стабилизатора этого типа можно достичь КПД 90 %.
Повышающие/понижающие регуляторы напряжения

Регуляторы напряжения генератора

Генераторы переменного тока

производят ток, необходимый для удовлетворения электрических потребностей автомобиля при работающем двигателе.Он также восполняет энергию, которая используется для запуска автомобиля. Генератор переменного тока может производить больший ток на более низких скоростях, чем генераторы постоянного тока, которые когда-то использовались в большинстве транспортных средств. Генератор состоит из двух частей

Регулятор напряжения генератора

Статор – это стационарный компонент, который не движется. Он содержит набор электрических проводников, намотанных в витках на железный сердечник.
Ротор/якорь – это движущийся компонент, который создает вращающееся магнитное поле одним из следующих трех способов: (i) индукция (ii) постоянные магниты (iii) с использованием возбудителя.

Электронный регулятор напряжения

Простой регулятор напряжения можно сделать из резистора, включенного последовательно с диодом (или последовательностью диодов). Из-за логарифмической формы кривых V-I диода напряжение на диоде изменяется незначительно из-за изменений потребляемого тока или изменений на входе. Когда точное управление напряжением и эффективность не важны, эта конструкция может работать нормально.

Электронный регулятор напряжения

Транзисторный регулятор напряжения

Электронные регуляторы напряжения

имеют источник нестабильного опорного напряжения, обеспечиваемый стабилитроном, который также известен как рабочий диод с обратным напряжением пробоя.Он поддерживает постоянное выходное напряжение постоянного тока. Напряжение пульсаций переменного тока блокируется, но фильтр не может быть заблокирован. Регулятор напряжения также имеет дополнительную схему защиты от короткого замыкания, схему ограничения тока, защиту от перенапряжения и отключение при перегреве.

Основные параметры регуляторов напряжения

  • Основные параметры, которые необходимо учитывать при эксплуатации регулятора напряжения, в основном включают напряжение i/p, напряжение o/p, а также ток o/p. Как правило, все эти параметры в основном используются для определения того, согласуется топология типа ВР или нет с ИС пользователя.
  • Другими параметрами этого регулятора являются частота переключения, ток покоя; Термическое сопротивление напряжения обратной связи может применяться в соответствии с требованием
  • .
  • Ток покоя имеет большое значение, если главной задачей является эффективность в режимах ожидания или при малой нагрузке.
  • Когда частота переключения считается параметром, использование частоты переключения может привести к решениям для небольшой системы. Кроме того, тепловое сопротивление может быть опасным для отвода тепла от устройства, а также для рассеивания тепла из системы.
  • Если в контроллере есть полевой МОП-транзистор, то все кондуктивные и динамические потери будут рассеиваться внутри корпуса, и их необходимо учитывать при измерении максимальной температуры регулятора.
  • Наиболее важным параметром является напряжение обратной связи, поскольку оно определяет меньшее напряжение вывода, которое может удерживать микросхема. Это ограничивает меньшее напряжение o/p, а точность влияет на регулирование выходного напряжения.

Как правильно выбрать регулятор напряжения?

  • Ключевые параметры играют ключевую роль при выборе регулятора напряжения разработчиком, например, Vin, Vout, Iout, системные приоритеты и т. д.Некоторые дополнительные ключевые функции, такие как включение управления или индикация наличия питания.
  • Когда разработчик описал эти потребности, используйте таблицу параметрического поиска, чтобы найти лучшее устройство для удовлетворения предпочтительных потребностей.
  • Эта таблица очень ценна для дизайнеров, поскольку она предоставляет несколько функций, а также пакеты, которые можно получить для удовлетворения необходимых параметров в соответствии с требованиями дизайнера.
  • Устройства MPS доступны с их техническими описаниями, которые подробно описывают необходимые внешние детали, как измерить их значения, чтобы получить стабильную, эффективную конструкцию с высокой производительностью.
  • Это техническое описание в основном помогает в измерении значений таких компонентов, как выходная емкость, сопротивление обратной связи, индуктивность выходного каскада и т. д.
  • Кроме того, вы можете использовать некоторые инструменты моделирования, такие как программное обеспечение MPSmart/DC/DC Designer и т. д. MPS предлагает различные стабилизаторы напряжения с компактными линейными, различными эффективными и переключающими типами, такие как семейство MP171x, семейство HF500-x, MPQ4572- AEC1, MP28310, MP20056 и MPQ2013-AEC1.

Ограничения/недостатки

Ограничения регуляторов напряжения включают следующее.

  • Одним из основных недостатков регулятора напряжения является его неэффективность из-за рассеивания огромного тока в некоторых приложениях
  • Падение напряжения на этой ИС аналогично падению напряжения на резисторе. Например, когда вход регулятора напряжения составляет 5 В, а выходной сигнал равен 3 В, падение напряжения между двумя клеммами составляет 2 В.
  • Эффективность регулятора может быть ограничена до 3 В или 5 В, что означает, что эти регуляторы применимы с меньшим количеством дифференциалов Vin/Vout.
  • В любом приложении очень важно учитывать ожидаемое рассеивание мощности стабилизатора, поскольку при высоком входном напряжении рассеивание мощности будет высоким, что может привести к повреждению различных компонентов из-за перегрева.
  • Другим ограничением является то, что они просто способны к понижающему преобразованию по сравнению с переключающими типами, поскольку эти регуляторы обеспечивают понижающее преобразование и преобразование.
  • Регуляторы импульсного типа очень эффективны, однако у них есть некоторые недостатки, такие как экономическая эффективность по сравнению с регуляторами линейного типа, более сложные, большие размеры и могут генерировать больше шума, если их внешние компоненты выбраны неосторожно.

Это все о различных типах регуляторов напряжения и их принципе работы. Мы считаем, что информация, представленная в этой статье, поможет вам лучше понять эту концепцию. Кроме того, по любым вопросам, касающимся этой статьи или любой помощи в реализации проектов в области электротехники и электроники, вы можете обратиться к нам, оставив комментарий в разделе комментариев ниже. Вот вопрос к вам — Где мы будем использовать регулятор напряжения генератора?

Схемы регулятора напряжения: что нужно знать

 

 

Введение: что такое схема регулятора напряжения?

 

 Схема регулятора напряжения – это схема, которая использует ее для регулирования напряжения источника питания переменного тока и уменьшения или устранения необходимости во внешнем источнике питания постоянного тока.У него есть много других применений, включая компьютеры, центры обработки данных, электрические сети и даже медицинские устройства. Регулирование напряжения также играет ключевую роль в предотвращении повреждения чувствительных компонентов и оборудования. Он предназначен для поддержания постоянного напряжения постоянного тока в случае больших колебаний входного переменного напряжения, в первую очередь из-за тока, потребляемого нагрузками, такими как двигатели, которые могут вызывать колебания, выходящие за пределы диапазона линейных регуляторов.

 

 

 

 

Для чего используется схема регулятора напряжения?

 

Функция регулятора напряжения чаще всего используется в электротехнике и производстве электроэнергии.Он общего назначения и подходит для автоматизации, телекоммуникаций и производства электродвигателей. Он помогает поддерживать постоянный уровень напряжения для оборудования, с которым он используется. Если вам нужно отрегулировать напряжение, вы можете использовать регулятор напряжения переменного тока с входным напряжением 230 В и выходным напряжением 36 В постоянного тока или менее 36 В постоянного тока.

 

 

Как работает регулятор напряжения?

 

Регулятор напряжения создает фиксированное выходное напряжение на заданном уровне, которое является постоянным независимо от изменений выходного напряжения или условий нагрузки.Существует два типа регуляторов напряжения: линейный регулятор и импульсный регулятор.

 

 

 

 

 

 

Дополнительную информацию можно найти здесь:  

 

https://www.easybom.com/blog/a/voltage-regulator-circuits-what-you-need-to-know

 

 

.

0 comments on “Стабилизатор переменного напряжения схема: Стабилизатор напряжения переменного тока

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.