Circuitos estabilizadores de tensão - variedades e dispositivo

Os estabilizadores de tensão evitam danos a equipamentos e eletrodomésticos causados ​​por flutuações de carga. O aparelho é compatível com redes monofásicas e trifásicas, adequadas para apartamentos e residências. Um circuito estabilizador de tensão pode ser necessário ao conectar o dispositivo ou organizar a rede elétrica.

O princípio de operação dos estabilizadores

O princípio de operação depende do tipo de equipamento. Para destacar pontos gerais, é aconselhável considerar o design. O dispositivo consiste nos seguintes elementos:

• Sistema de controle. Permite monitorar a tensão de saída, levando-a a um indicador estável de 220 V. O equipamento opera com erro de 10-15%.
• Transformador automático. Disponível para versões de relé, triac e servo-motor. Aumenta ou diminui a classificação de tensão.
• Inversor. Os modelos com inversores são equipados com mecanismo de gerador, transformador e transistores. Elementos através do enrolamento primário podem passar ou desligar a corrente, formando uma tensão na saída.
• Bloco protetor, fonte de alimentação secundária. Disponível para modelos de 220 volts.

A função de bypass ou trânsito permite que os reguladores forneçam tensão à saída até que o limite definido seja ultrapassado.

O princípio de operação dos modelos de relé

O dispositivo de relé regula a tensão fechando os contatos do relé. O controle dos parâmetros é feito por meio de um microcircuito cujos elementos comparam a tensão da rede com a de referência. Se os indicadores não coincidirem, os sinais são recebidos dos microcircuitos estabilizadores de tensão para diminuir ou aumentar o enrolamento.

Com seu baixo custo e compactação, o equipamento de relé reage lentamente a picos de tensão, pode desligar por um curto período de tempo e não pode suportar sobrecarga.

O erro do dispositivo é de 5 a 10%.

Como funcionam os servo drives

Os principais componentes de um aparelho acionado por servo são um servo motor e um transformador automático. Se a tensão se desviar da norma, um sinal é enviado para mudar o transformador do controlador para o motor. A comparação dos indicadores das tensões de referência e de entrada é realizada pelo cartão de controle.

Os estabilizadores servo-conduzidos podem regular a carga de uma rede trifásica e monofásica. Eles se distinguem por sua durabilidade, confiabilidade e funcionamento adequado durante a sobrecarga.

A precisão dos instrumentos é de 1%.

O princípio de operação dos dispositivos inversores

O estabilizador do inversor regula a tensão de acordo com o sistema de dupla conversão:

1. A corrente alternada na entrada é equalizada, passada por um filtro de capacitor de ondulação.
2. A corrente retificada é alimentada ao inversor, transformada em corrente alternada e alimentada à carga.

A tensão de saída permanece estável.

Dispositivos com inversores são caracterizados por uma resposta rápida, eficiência de 90%, operação ininterrupta e silenciosa na faixa de 115-300 Volts.

A faixa de controle do aparelho diminui à medida que a carga aumenta.

Características do cálculo de características

Para instalar um dispositivo paramétrico, você precisa calcular a potência, a tensão de entrada e a corrente de base dos transistores. Por exemplo, a tensão de saída máxima é 14 V, a saída mínima é 1,5 V e a corrente máxima é 1 A. Conhecendo os parâmetros, o cálculo é feito:

1. Tensão de entrada. A fórmula é usada Uin = Uout + 3... A figura é o coeficiente de queda de tensão na seção de transição do coletor para o emissor.
2. A potência máxima que o transistor dissipa. Para seleção em favor de um valor maior, é necessário um livro de referência. As seguintes fórmulas são aplicadas:Pmáx = 1,3 (Uin-Uout) Imáx = 1,3 (17-14) = 3,9 W; Pmáx = 1,3 (Uin-Uout1) Imáx = 1,3 (17-1,5) = 20,15 W.
3. Corrente de base do transistor. Os cálculos são feitos de acordo com a fórmula: Ib max = Imax / h21E min. O último indicador é 25, portanto 1/25 = 0,04 A.
4. Parâmetros do tiristor de lastro. A fórmula é aplicada Rb = (Uin-Ust) / (Ib max + Ist min) = (17-14) / (0,00133 + 0,005) = 474 Ohm. Ist min - corrente de estabilização; Ust - tensão de estabilização, que é dada pelo diodo zener.

Os números e cálculos são fornecidos para resistores de 1 ohm.

Circuito para estabilizador de compensação

Os circuitos de compensação explicam a conexão de feedback. Os próprios dispositivos têm uma tensão de saída precisa sem referência à corrente de carga.

Circuito serial

Por designações do livro de referência, você pode identificar:

• unidade reguladora - P;
• fonte da tensão nominal de referência - AND;
• indicadores comparados - ES;
• amplificador de corrente constante - W.

Para calcular a tensão de saída, você precisa conhecer os recursos do dispositivo. Um transistor se regulará e o outro se estabilizará. O diodo Zener é uma fonte de referência. A diferença de potência é a voltagem entre o emissor e a base.

Quando a corrente do coletor é aplicada ao resistor, a tensão cai, tem polaridade reversa para o conjunto emissor. O resultado é uma queda nas correntes do coletor e do emissor. Para tornar o ajuste mais suave, um divisor é usado para a linha do estabilizador. A regulação do degrau é obtida usando a tensão do suporte do diodo Zener.

Circuito paralelo

Se a tensão se desviar do nominal, ocorre um pulso de incompatibilidade. Esta é a diferença entre as taxas de rendimento e suporte. Como a unidade de controle está paralela à carga, ela amplifica o sinal. Ocorre uma mudança na corrente no elemento regulador, uma queda na tensão do resistor e um valor nominal constante na saída.

Circuito estabilizador paramétrico

O diagrama que explica o processo de estabilização da tensão de referência será o principal para os modelos paramétricos. O divisor de tensão do dispositivo é um resistor de lastro e um diodo zener com uma resistência de carga paralela. Quando a tensão de alimentação nominal e a carga de corrente flutuam, a tensão é estabilizada.

Se este indicador aumentar na entrada, a corrente que passa pelo diodo zener e resistor aumenta. Graças aos indicadores de volt-ampere, a classificação do diodo zener permanece quase inalterada, assim como a tensão da resistência de carga. Todas as vibrações dizem respeito apenas ao resistor.

Especificações do dispositivo de pulso

O dispositivo de impulso é caracterizado por alta eficiência, mesmo em condições de uma ampla faixa de tensão. O circuito do dispositivo inclui uma chave, um armazenamento de energia e um circuito de controle. O elemento de ajuste é conectado no modo de pulso. O princípio de operação do dispositivo:

1. Uma tensão de realimentação positiva é fornecida do segundo coletor através do segundo capacitor para a base.
2. O coletor # 2 abre após a saturação de corrente do resistor # 2.
3. Na transição do coletor para o emissor, a saturação é menor e permanece aberto.
4. O amplificador é conectado ao coletor # 3 através do diodo Zener # 2.
5. A base é conectada ao divisor.
6. O primeiro diodo zener controla a abertura / fechamento do segundo coletor por um sinal do terceiro.

Quando o segundo diodo zener é aberto, a energia é armazenada no choke, fornecendo o campo de fechamento para a carga.

Estabilizadores em microcircuitos

Um divisor linear se distingue pelo fornecimento de uma tensão instável à entrada e pela remoção de uma tensão estável do braço divisor. O alinhamento é realizado por um braço de inclinação que mantém uma resistência constante. Os dispositivos se distinguem por sua simplicidade de design, ausência de interferência na operação. Microcircuitos são conectados em série ou em paralelo.

Estabilizadores seriais

Os dispositivos da série são caracterizados pela inclusão de um elemento de controle em paralelo com a carga. Existem duas modificações:

• Com transistor bipolar. Não possui circuito auto-regulado, a estabilidade da tensão depende da magnitude dos indicadores de corrente e temperatura. Um seguidor de emissor ou um transistor composto é usado como um amplificador de corrente.
• Com loop de ajuste automático. O dispositivo de compensação funciona segundo o princípio de equalização dos valores de saída e de referência. Parte da tensão de saída é removida do divisor resistivo e, em seguida, comparada usando um diodo zener. O loop de controle é um loop de feedback de 180 graus. A corrente é estabilizada por um resistor ou fonte de alimentação.

Os estabilizadores de série mais populares são os integrais.

As especificidades do estabilizador paralelo

Um dispositivo paralelo se distingue pela inclusão de um elemento de controle paralelo à carga fornecida. O diodo zener é usado do tipo semicondutor ou de descarga de gás. O circuito está em demanda para regular dispositivos complexos.

A redução da tensão instável na entrada é realizada por meio de um resistor. É permitido o uso de uma máquina bipolar com altos valores de resistência diferencial em uma área separada.

Características de dispositivos com três terminais

Os estabilizadores para tensão alternada são pequenos e estão disponíveis em uma caixa de plástico ou metal. Eles são equipados com canais de entrada, aterramento e saída. Os capacitores do dispositivo são selados em ambos os lados para reduzir a ondulação.

A tensão de saída é de cerca de 5 V, a tensão de entrada é de cerca de 10 V, a potência de dissipação é de 15 W.

As modificações de três pinos tornam possível obter uma voltagem fora do padrão necessária para alimentar breadboards, baterias de baixa potência, ao consertar ou atualizar o equipamento.

Algoritmo para automontagem do dispositivo

Para a autoprodução, é aconselhável usar um circuito triac - um dispositivo eficaz. Equaliza a classificação da corrente fornecida em tensões de 130 a 270 V. O dispositivo pode ser feito na base de uma placa de circuito impresso feita de folha de textolite. A montagem do dispositivo é realizada da seguinte forma:

1. Preparação do núcleo magnético e diversos cabos.
2. Será necessário criar um enrolamento a partir de um fio com diâmetro de 0,064 mm - 8.669 voltas.
3. Os demais condutores com diâmetro de 0,185 mm são necessários para os enrolamentos restantes. O número de voltas de cada um é 522.
4. Conexão em série de transformadores de 12 V.
5. Organização de 7 filiais. Os 3 primeiros são feitos de arame com diâmetro de 3 mm, os demais - de pneus com seção transversal de 18 mm2. Assim, o dispositivo caseiro não aquece.
6. Instalando um chip controlador em um dissipador de calor de platina.
7. Instalação de triacs e LEDs.

O dispositivo precisará de uma caixa resistente presa a uma estrutura rígida. A opção mais fácil são placas de polímero ou alumínio.

Diagrama de conexão do estabilizador

O estabilizador é inserido em uma casa particular usando um cabo VVGng de três núcleos, uma chave de três posições e um fio PUGV. A instalação é realizada antes do medidor, em quadro separado ou de distribuição:

1. Abra os contatos levantando a tampa frontal.
2. Passe o cabo para a saída e entrada. Aperte a fase de entrada ao terminal Lin, o condutor neutro (azul) - ao terminal Nin, o terra - ao terminal de parafuso com a designação correspondente.
3. Se não houver aterramento, aperte este núcleo sob o parafuso no corpo do dispositivo.
4. Retorne a tensão estabilizada para a blindagem comum. A fase é aplicada à saída Lout, zero a Nout e terra para terra na entrada.
5. Teste o circuito no modo sem carga.

Para o teste, todas as máquinas são desligadas, exceto a entrada e direcionadas para o estabilizador.

O estabilizador conectado entre a rede elétrica e a carga é adequado para uma casa de campo, apartamento ou produção. O dispositivo protege o equipamento contra falhas, elimina o efeito de sobrecarga e curtos-circuitos na linha de força.