Circuits estabilitzadors de tensió: varietats i dispositiu

Els estabilitzadors de tensió eviten que els fluctuacions de càrrega danyin els equips i els electrodomèstics. El dispositiu és compatible amb xarxes monofàsiques i trifàsiques, adequades per a apartaments i cases particulars. Pot ser necessari un circuit estabilitzador de tensió quan connecteu el dispositiu vosaltres mateixos o organitzeu la xarxa elèctrica.

El principi de funcionament dels estabilitzadors

El principi de funcionament depèn del tipus d’equip. Per ressaltar els punts generals, és recomanable tenir en compte el disseny. El dispositiu consta dels elements següents:

• Sistema de control. Permet controlar el voltatge de sortida, portant-lo a un indicador estable de 220 V. L’equip funciona amb un error del 10-15%.
• Transformador automàtic. Disponible per a versions de relés, triac, servomotors. Augmenta o redueix la tensió nominal.
• Inversor. Els models d’inversors estan equipats amb un mecanisme d’un generador, transformador i transistors. Els elements del bobinatge primari poden passar o apagar el corrent, formant una tensió a la sortida.
• Bloc de protecció, font d'alimentació secundària. Disponible per a models de 220 volts.

La funció de derivació o trànsit permet als reguladors subministrar tensió a la sortida fins que es creua el límit establert.

El principi de funcionament dels models de relés

El dispositiu de relé regula la tensió tancant els contactes del relé. El control de paràmetres es realitza mitjançant un microcircuit, els elements del qual comparen la tensió de xarxa amb la de referència. Si els indicadors no coincideixen, es reben senyals dels microcircuits estabilitzadors de tensió per disminuir o augmentar el bobinatge.

Amb el seu baix cost i compacitat, els equips de relés reaccionen lentament a les sobretensions de tensió, es poden apagar durant un curt temps i no suporten la sobrecàrrega.

L'error del dispositiu és del 5-10%.

Com funcionen les unitats servo

Els components principals d’un aparell servodireccional són un servomotor i un transformador automàtic. Si la tensió es desvia de la norma, s’envia un senyal per canviar el transformador del controlador al motor. La targeta de control realitza la comparació d’indicadors de tensions de referència i d’entrada.

Els estabilitzadors servomotors poden regular la càrrega d’una xarxa trifàsica i monofàsica. Es distingeixen per la seva durabilitat, fiabilitat i bon funcionament durant la sobrecàrrega.

La precisió dels instruments és de l’1%.

El principi de funcionament dels dispositius inversors

L'estabilitzador inverter regula la tensió segons el sistema de doble conversió:

1. El corrent altern a l'entrada és igualat, passant per un filtre de condensador ondulat.
2. El corrent rectificat s’alimenta a l’inversor, es transforma en corrent altern i s’alimenta a la càrrega.

La tensió de sortida es manté estable.

Els dispositius amb inversors es caracteritzen per una resposta ràpida, una eficiència del 90%, un funcionament ininterromput i silenciós en el rang de 115-300 volts.

El rang de control de l’aparell disminueix a mesura que augmenta la càrrega.

Característiques del càlcul de característiques

Per instal·lar un dispositiu paramètric, haureu de calcular la potència, la tensió d’entrada i el corrent base dels transistors. Per exemple, la tensió màxima de sortida és 14 V, la sortida mínima és 1,5 V i el corrent màxim és 1 A. Sabent els paràmetres, es fa el càlcul:

1. Voltatge d'entrada. S'utilitza la fórmula Uin = Uout + 3... La figura és el coeficient de caiguda de tensió a la secció de la transició del col·lector a l’emissor.
2. La potència màxima que dissipa el transistor. Per a la selecció a favor d’un valor més gran, cal un llibre de referència. S'apliquen les fórmules següents:Pmax = 1,3 (Uin-Uout) Imax = 1,3 (17-14) = 3,9 W; Pmax = 1,3 (Uin-Uout1) Imax = 1,3 (17-1,5) = 20,15 W.
3. Corrent de base del transistor. Els càlculs es fan segons la fórmula: Ib màx = Imax / h21E mín. L’últim indicador és 25, per tant, 1/25 = 0,04 A.
4. Paràmetres del tiristor de llast. S’aplica la fórmula Rb = (Uin-Ust) / (Ib màx + Ist min) = (17-14) / (0,00133 + 0,005) = 474 Ohm. Primer min - corrent d'estabilització; Ust - tensió d’estabilització, que ve donada pel díode zener.

Es proporcionen xifres i càlculs per a resistències d'1 ohm.

Circuit d'estabilitzador de compensació

Els circuits de compensació expliquen la connexió de retroalimentació. Els propis dispositius tenen una tensió de sortida precisa sense referència al corrent de càrrega.

Circuit en sèrie

Per designacions del llibre de referència podeu identificar:

• unitat reguladora - P;
• font de referència nominal de tensió - AND;
• indicadors comparats - ES;
• amplificador de corrent constant - W.

Per calcular la tensió de sortida, heu de conèixer les característiques del dispositiu. Un transistor es regularà i l’altre s’estabilitzarà. El díode Zener és una font de referència. La diferència de potència és el voltatge entre l’emissor i la base.

Quan s’aplica el corrent del col·lector a la resistència, la tensió cau, té polaritat inversa per al conjunt de l’emissor. El resultat és una caiguda dels corrents del col·lector i de l’emissor. Per fer l’ajust suau, s’utilitza un divisor per a la línia estabilitzadora. La regulació del pas s’aconsegueix utilitzant la tensió del suport del díode Zener.

Circuit paral·lel

Si el voltatge es desvia del nominal, es produeix un pols de desajustament. Aquesta és la diferència entre les taxes de rendiment i de suport. Com que la unitat de control és paral·lela a la càrrega, amplifica el senyal. Hi ha un canvi de corrent a l’element regulador, una caiguda de la tensió de la resistència i un valor nominal constant a la sortida.

Circuit estabilitzador paramètric

El diagrama que explica el procés d’estabilització de la tensió de referència serà el principal per als models paramètrics. El divisor de tensió del dispositiu és una resistència de llast i un díode zener amb una resistència de càrrega paral·lela. Quan la tensió nominal d’alimentació i la càrrega de corrent fluctuen, la tensió s’estabilitza.

Si aquest indicador augmenta a l'entrada, augmenta el corrent que passa pel díode zener i la resistència. Gràcies als indicadors de volt-amper, el diode zener gairebé no canvia, igual que el voltatge de la resistència a la càrrega. Totes les vibracions només afecten la resistència.

Especificacions del dispositiu Pulse

El dispositiu d’impulsos es caracteritza per una alta eficiència fins i tot en condicions d’un ampli rang de tensió. El circuit del dispositiu inclou una clau, un magatzem d'energia i un circuit de control. L'element d'ajust està connectat en mode d'impulsos. El principi de funcionament del dispositiu:

1. Es subministra una tensió de retroalimentació positiva des del segon col·lector a través del segon condensador fins a la base.
2. El col·lector 2 s’obre després de la saturació actual de la resistència 2.
3. A la unió del col·lector a l’emissor, la saturació és menor i roman oberta.
4. L'amplificador està connectat al col·lector # 3 mitjançant el díode Zener # 2.
5. La base està connectada al divisor.
6. El primer díode zener controla l'obertura / tancament del segon col·lector mitjançant un senyal del tercer.

Quan el segon díode zener està obert, l'energia s'emmagatzema al sufocador, subministrant el camp de tancament a la càrrega.

Estabilitzadors en microcircuits

Un divisor lineal es distingeix per l’alimentació d’una tensió inestable a l’entrada i l’eliminació d’una tensió estable del braç divisor. L'alineació es realitza mitjançant un braç de pas que manté una resistència constant. Els dispositius es distingeixen per la seva simplicitat de disseny, l'absència d'interferències en el funcionament. Els microcircuits es connecten en sèrie o en paral·lel.

Estabilitzadors en sèrie

Els dispositius de la sèrie es caracteritzen per la inclusió d’un element de control en paral·lel a la càrrega. Hi ha dues modificacions:

• Amb transistor bipolar. No té un circuit autoregulat, l’estabilitat del voltatge depèn de la magnitud dels indicadors de corrent i temperatura. Com a amplificador de corrent s’utilitza un seguidor d’emissor o un transistor compost.
• Amb bucle d’ajustament automàtic. El dispositiu de compensació funciona segons el principi d’igualar els valors de sortida i de referència. Part del voltatge de sortida s’elimina del divisor resistiu i es compara amb un díode zener. El bucle de control és un bucle de retroalimentació de 180 graus. El corrent s’estabilitza mitjançant una resistència o una font d’alimentació.

Els estabilitzadors de la sèrie més populars són integrals.

Les particularitats de l’estabilitzador paral·lel

Un dispositiu paral·lel es distingeix per la inclusió d’un element de control paral·lel a la càrrega subministrada. El díode zener s'utilitza en un tipus semiconductor o de descàrrega de gas. El circuit té molta demanda per regular dispositius complexos.

La reducció de la tensió inestable a l'entrada es realitza mitjançant una resistència. Es permet utilitzar una màquina bipolar amb valors de resistència diferencial elevats en una àrea separada.

Característiques dels dispositius amb tres terminals

Els estabilitzadors per a tensions alternatives són de mida petita i estan disponibles en una caixa de plàstic o metall. Estan equipades amb canals d’entrada, terra i sortida. Els condensadors del dispositiu estan segellats a banda i banda per reduir l’ondulació.

La tensió de sortida és d’uns 5 V, la tensió d’entrada és de 10 V, la potència de dissipació és de 15 W.

Les modificacions de tres pins permeten obtenir una tensió no estàndard necessària per alimentar taulers de pa, bateries de poca potència en reparar o actualitzar equips.

Algorisme per al muntatge automàtic del dispositiu

Per a l'autoproducció, és recomanable utilitzar un circuit triac, un dispositiu eficaç. Igualitza la potència del corrent subministrat a tensions de 130 a 270 V. El dispositiu es pot fabricar sobre la base d’una placa de circuit imprès feta de làmina textolita. El muntatge del dispositiu es realitza de la següent manera:

1. Preparació del nucli magnètic i diversos cables.
2. Es necessita crear un bobinatge a partir d’un cable amb un diàmetre de 0,064 mm - 8669 voltes.
3. Els conductors restants amb un diàmetre de 0,185 mm són necessaris per a la bobina restant. El nombre de voltes de cadascun és de 522.
4. Connexió en sèrie de transformadors de 12 V.
5. Organització de 7 oficines. Els primers 3 estan fets de filferro de 3 mm de diàmetre, els altres, de pneumàtics amb una secció transversal de 18 mm2. Per tant, el dispositiu casolà no s’escalfarà.
6. Instal·lació d’un xip controlador en un dissipador de calor de platí.
7. Instal·lació de triacs i LEDs.

El dispositiu necessitarà una caixa resistent connectada a un marc rígid. L’opció més senzilla són les plaques de polímer o alumini.

Esquema de connexió estabilitzador

L'estabilitzador s'introdueix en una casa privada mitjançant un cable VVGng de tres nuclis, un commutador de tres posicions i un cable PUGV. La instal·lació es realitza abans del comptador, en un tauler independent o de distribució:

1. Obriu els contactes aixecant la tapa frontal.
2. Passeu el cable fins a la sortida i l’entrada. Apretar la fase d'entrada al terminal Lin, el conductor neutre (blau) - al terminal Nin, a terra - al terminal cargol amb la designació corresponent.
3. Si no hi ha terra, estreneu aquest nucli sota el cargol del cos del dispositiu.
4. Torneu la tensió estabilitzada al blindatge comú. La fase s'aplica a la sortida Lout, zero a Nout i terra a terra a l'entrada.
5. Proveu el circuit en mode sense càrrega.

Per a la prova, totes les màquines estan apagades, excepte l'entrada i dirigides a l'estabilitzador.

L'estabilitzador connectat entre la xarxa elèctrica i la càrrega és adequat per a una casa, apartament, producció o casa de camp privada. El dispositiu protegeix els equips de fallades, elimina l’efecte de la sobrecàrrega i els curtcircuits a la línia elèctrica.