Circuitos estabilizadores de voltaje: variedades y dispositivo

Los estabilizadores de voltaje evitan daños a los equipos y electrodomésticos por fluctuaciones de carga. El dispositivo es compatible con redes monofásicas y trifásicas, adecuado para apartamentos y casas privadas. Es posible que se necesite un circuito estabilizador de voltaje al conectar el dispositivo usted mismo o al organizar la red eléctrica.

El principio de funcionamiento de los estabilizadores.

El principio de funcionamiento depende del tipo de equipo. Para resaltar puntos generales, es recomendable considerar el diseño. El dispositivo consta de los siguientes elementos:

• Sistema de control. Le permite monitorear el voltaje de salida, llevándolo a un indicador estable de 220 V. El equipo opera con un error del 10-15%.
• Transformador automático. Disponible para versiones relé, triac, servomotor. Aumenta o reduce la tensión nominal.
• Inversor. Los modelos de inversor están equipados con un mecanismo de un generador, transformador y transistores. Los elementos a través del devanado primario pueden pasar o apagar la corriente, formando un voltaje en la salida.
• Bloque de protección, fuente de alimentación secundaria. Disponible para modelos de 220 voltios.

La función de bypass o tránsito permite que los reguladores suministren voltaje a la salida hasta que se cruce el límite establecido.

El principio de funcionamiento de los modelos de relés.

El dispositivo de relé regula el voltaje cerrando los contactos del relé. El control de parámetros se realiza mediante un microcircuito, cuyos elementos comparan la tensión de red con la de referencia. Si los indicadores no coinciden, se reciben señales de los microcircuitos estabilizadores de voltaje para disminuir o aumentar el devanado.

Con su bajo costo y tamaño compacto, el equipo de relé reacciona lentamente a las sobrecargas de voltaje, puede apagarse por un corto tiempo y no puede soportar una sobrecarga.

El error del dispositivo es del 5 al 10%.

Cómo funcionan los servodrives

Los componentes principales de un aparato servoaccionado son un servomotor y un transformador automático. Si el voltaje se desvía de la norma, se envía una señal para cambiar el transformador del controlador al motor. La comparación de los indicadores de los voltajes de referencia y de entrada la realiza el tablero de control.

Los estabilizadores servoaccionados pueden regular la carga de una red trifásica y monofásica. Se distinguen por su durabilidad, confiabilidad y buen funcionamiento en caso de sobrecarga.

La precisión de los instrumentos es del 1%.

El principio de funcionamiento de los dispositivos inversores.

El estabilizador inversor regula la tensión según el sistema de doble conversión:

1. La corriente alterna en la entrada se iguala y se pasa a través de un filtro de condensador de ondulación.
2. La corriente rectificada se alimenta al inversor, se transforma en corriente alterna y se alimenta a la carga.

El voltaje de salida permanece estable.

Los dispositivos con inversores se caracterizan por una respuesta rápida, una eficiencia del 90%, un funcionamiento ininterrumpido y silencioso en el rango de 115-300 voltios.

El rango de control del aparato disminuye a medida que aumenta la carga.

Características del cálculo de características.

Para instalar un dispositivo paramétrico, debe calcular la potencia, el voltaje de entrada y la corriente base de los transistores. Por ejemplo, la tensión de salida máxima es de 14 V, la salida mínima es de 1,5 V y la corriente máxima es de 1 A. Conociendo los parámetros, se realiza el cálculo:

1. Voltaje de entrada. La fórmula se usa Uin = Uout + 3... La figura es el coeficiente de caída de tensión en la sección de transición del colector al emisor.
2. La potencia máxima que disipa el transistor. Para la selección a favor de un valor mayor, se necesita un libro de referencia. Se aplican las siguientes fórmulas: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. Corriente de base del transistor. Los cálculos se realizan según la fórmula: Ib máx = Imáx / h21E mín. El último indicador es 25, por lo tanto 1/25 = 0.04 A.
4. Parámetros del tiristor de lastre. La fórmula se aplica Rb = (Uin-Ust) / (Ib max + Ist min) = (17-14) / (0,00133 + 0,005) = 474 Ohm. Ist min - corriente de estabilización; Ust - voltaje de estabilización, que viene dado por el diodo Zener.

Se proporcionan cifras y cálculos para resistencias de 1 ohmio.

Circuito para estabilizador de compensación

Los circuitos de compensación explican la conexión de retroalimentación. Los propios dispositivos tienen un voltaje de salida preciso sin referencia a la corriente de carga.

Circuito serial

Por designaciones del libro de referencia puede identificar:

• unidad de regulación - P;
• fuente de tensión nominal de referencia - Y;
• indicadores comparados - ES;
• amplificador de corriente constante - W.

Para calcular el voltaje de salida, necesita conocer las características del dispositivo. Un transistor se regulará y el otro se estabilizará. El diodo Zener es una fuente de referencia. La diferencia de potencia es el voltaje entre el emisor y la base.

Cuando la corriente del colector se aplica a la resistencia, el voltaje cae, tiene polaridad inversa para el conjunto del emisor. El resultado es una caída en las corrientes de colector y emisor. Para suavizar el ajuste, se utiliza un divisor para la línea estabilizadora. La regulación escalonada se consigue utilizando la tensión del soporte del diodo Zener.

Circuito paralelo

Si el voltaje se desvía del nominal, se produce un pulso de desajuste. Ésta es la diferencia entre las tasas de rendimiento y de soporte. Dado que la unidad de control es paralela a la carga, amplifica la señal. Hay un cambio en la corriente en el elemento regulador, una caída en el voltaje de la resistencia y un valor nominal constante en la salida.

Circuito estabilizador paramétrico

El diagrama que explica el proceso de estabilización de la tensión de referencia será el principal para los modelos paramétricos. El divisor de voltaje del dispositivo es una resistencia de balasto y un diodo Zener con una resistencia de carga paralela. Cuando la tensión de alimentación nominal y la carga de corriente fluctúan, la tensión se estabiliza.

Si este indicador aumenta en la entrada, aumenta la corriente que pasa a través del diodo Zener y la resistencia. Gracias a los indicadores de voltios-amperios, la clasificación del diodo Zener permanece casi sin cambios, al igual que el voltaje de la resistencia de carga. Todas las vibraciones conciernen solo a la resistencia.

Especificaciones del dispositivo de pulso

El dispositivo de impulso se caracteriza por una alta eficiencia incluso en condiciones de un amplio rango de voltaje. El circuito del dispositivo incluye una llave, un acumulador de energía y un circuito de control. El elemento de ajuste está conectado en modo de pulso. El principio de funcionamiento del dispositivo:

1. Se suministra un voltaje de retroalimentación positiva desde el segundo colector a través del segundo capacitor hasta la base.
2. El colector n. ° 2 se abre después de la saturación de corriente del resistor n. ° 2.
3. En la transición de colector a emisor, la saturación es menor y permanece abierta.
4. El amplificador está conectado al colector # 3 a través del diodo Zener # 2.
5. La base está conectada al divisor.
6. El primer diodo Zener controla la apertura / cierre del segundo colector mediante una señal del tercero.

Cuando el segundo diodo Zener está abierto, la energía se almacena en el estrangulador, suministrando el campo de cierre a la carga.

Estabilizadores en microcircuitos

Un divisor lineal se distingue por el suministro de un voltaje inestable a la entrada y la eliminación de uno estable del brazo divisor. La alineación se realiza mediante un brazo de cabeceo que mantiene una resistencia constante. Los dispositivos se distinguen por su simplicidad de diseño, ausencia de interferencias en funcionamiento. Los microcircuitos están conectados en serie o en paralelo.

Estabilizadores en serie

Los dispositivos en serie se caracterizan por la inclusión de un elemento de control en paralelo con la carga. Hay dos modificaciones:

• Con transistor bipolar. No tiene circuito autorregulado, la estabilidad del voltaje depende de la magnitud de los indicadores de corriente y temperatura. Se utiliza un seguidor de emisor o un transistor compuesto como amplificador de corriente.
• Con bucle de autoajuste. El dispositivo de compensación funciona según el principio de ecualización de los valores de salida y de referencia. Parte del voltaje de salida se elimina del divisor resistivo y luego se compara con un diodo Zener. El bucle de control es un bucle de retroalimentación de 180 grados. La corriente se estabiliza mediante una resistencia o fuente de alimentación.

Los estabilizadores de serie más populares son los integrales.

Los detalles del estabilizador paralelo.

Un dispositivo paralelo se distingue por la inclusión de un elemento de control paralelo a la carga suministrada. El diodo Zener se utiliza de tipo semiconductor o de descarga de gas. El circuito tiene demanda para regular dispositivos complejos.

La reducción de la tensión inestable en la entrada se realiza mediante una resistencia. Está permitido utilizar una máquina bipolar con altos valores de resistencia diferencial en un área separada.

Características de los dispositivos con tres terminales.

Los estabilizadores para voltaje alterno son de tamaño pequeño y están disponibles en una caja de plástico o metal. Están equipados con canales de entrada, tierra y salida. Los condensadores del dispositivo están sellados en ambos lados para reducir la ondulación.

El voltaje de salida es de aproximadamente 5 V, el voltaje de entrada es de aproximadamente 10 V, la potencia de disipación es de 15 W.

Las modificaciones de tres pines permiten obtener un voltaje no estándar requerido para alimentar placas de prueba, baterías de baja potencia, al reparar o actualizar equipos.

Algoritmo para el autoensamblaje del dispositivo.

Para la autoproducción, es recomendable utilizar un circuito triac, un dispositivo efectivo. Iguala la clasificación de la corriente suministrada a voltajes de 130 a 270 V. El dispositivo se puede fabricar sobre la base de una placa de circuito impreso hecha de lámina de textolita. El montaje del dispositivo se realiza de la siguiente manera:

1. Preparación del núcleo magnético y varios cables.
2. Se necesitará crear un devanado a partir de un cable con un diámetro de 0.064 mm - 8669 vueltas.
3. Los conductores restantes con un diámetro de 0,185 mm son necesarios para los devanados restantes. El número de vueltas de cada uno es 522.
4. Conexión en serie de transformadores de 12 V.
5. Organización de 7 sucursales. Los primeros 3 están hechos de alambre con un diámetro de 3 mm, los otros, de neumáticos con una sección transversal de 18 mm2. Entonces el dispositivo casero no se calentará.
6. Instalación de un chip controlador en un disipador de calor de platino.
7. Instalación de triacs y leds.

El dispositivo necesitará un estuche resistente unido a un marco rígido. La opción más sencilla son las placas de polímero o aluminio.

Diagrama de conexión del estabilizador

El estabilizador se ingresa en una casa privada utilizando un cable VVGng de tres núcleos, un interruptor de tres posiciones y un cable PUGV. La instalación se realiza antes del medidor, en un cuadro separado o de distribución:

1. Abra los contactos levantando la cubierta frontal.
2. Pase el cable a la salida y entrada. Apriete la fase de entrada al terminal Lin, el conductor neutro (azul) - al terminal Nin, la tierra - al terminal de tornillo con la designación correspondiente.
3. Si no hay tierra, apriete este núcleo debajo del tornillo en el cuerpo del dispositivo.
4. Devuelva el voltaje estabilizado al blindaje común. La fase se aplica a la salida Lout, cero a Nout y tierra a tierra en la entrada.
5. Pruebe el circuito en modo sin carga.

Para la prueba, todas las máquinas se apagan, excepto la entrada y se dirigen al estabilizador.

El estabilizador conectado entre la red y la carga es adecuado para una casa privada o de campo, un apartamento o una producción. El dispositivo protege el equipo de fallas, elimina el efecto de sobrecarga y cortocircuitos en la línea eléctrica.