Регулятор напряжения принцип работы: РЕГУЛЯТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ

РЕГУЛЯТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ

От работы регулятора напряжения (реле-регулятора) зависит состояние аккумуляторной батареи, правильная работа генератора и системы зажигания, состояние и нормальная работа приборов и устройств автомобиля. Ниже рассматриваются принципы работы различных схем автомобильных регуляторов напряжения и генераторных установок.

РЕГУЛЯТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ

Принцип работы

Электрические схемы

Принцип работы регуляторов напряжения

Регулятор напряжения поддерживает напряжение бортовой сети в заданных пределах во всех режимах работы при изменении частоты вращения ротора генератора, электрической нагрузки, температуры окружающей среды. Кроме того, он может выполнять дополнительные функции — защищать элементы генераторной установки от аварийных режимов и перегрузок, автоматически включать в бортовую сеть силовую цепь генераторной установки или обмотку возбуждения.

По своей конструкции регуляторы делятся на бесконтактные транзисторные, контактно-транзисторные и вибрационные (реле-регуляторы). Разновидностью бесконтактных транзисторных регуляторов являются интегральные регуляторы, выполняемые по специальной гибридной технологии, или монолитные на монокристалле кремния. Несмотря на столь разнообразное конструктивное исполнение, все регуляторы работают по единому принципу.

Напряжение генератора зависит от трех факторов — частоты вращения его ротора, силы тока нагрузки и величины магнитного потока, создаваемого обмоткой возбуждения, который зависит от силы тока в этой обмотке. Любой регулятор напряжения содержит чувствительный элемент, воспринимающий напряжение генератора (обычно это делитель напряжения на входе регулятора), элемент сравнения, в котором напряжение генератора сравнивается с эталонной величиной, и регулирующий орган, изменяющий силу тока в обмотке возбуждения, если напряжение генератора отличается от эталонной величины.

В реальных регуляторах эталонной величиной может быть не обязательно электрическое напряжение, но и любая физическая величина, достаточно стабильно сохраняющая свое значение, например, сила натяжения пружины в вибрационных и контактно-транзисторных регуляторах.

В транзисторных регуляторах эталонной величиной является напряжение стабилизации стабилитрона, к которому напряжение генератора подводится через делитель напряжения. Управление током в обмотке возбуждения осуществляется электронным или электромагнитным реле. Частота вращения ротора и нагрузка генератора изменяются в соответствии с режимом работы автомобиля, а регулятор напряжения любого типа компенсирует влияние, этого изменения на напряжение генератора воздействием на ток в обмотке возбуждения. При этом вибрационный или контактно-транзисторный регулятор включает в цепь и выключает из цепи обмотки возбуждения последовательно резистор (в двухступенчатых вибрационных регуляторах при работе на второй ступени закорачивает эту обмотку на массу), а бесконтактный транзисторный регулятор напряжения периодически подключает и отключает обмотку возбуждения от цепи питания. В обоих вариантах изменение тока возбуждения достигается за счет перераспределения времени нахождения переключающего элемента регулятора во включенном и выключенном состояниях.

Если сила тока возбуждения должна быть, например, для стабилизации напряжения, увеличена, то в вибрационном и контактно-транзисторном регуляторах время включения резистора уменьшается по сравнению с временем его отключения, а в транзисторном регуляторе время включения обмотки возбуждения в цепь питания увеличивается по отношению к времени ее отключения.

На рис. 1 показано влияние работы регулятора на силу тока в обмотке возбуждения для двух частот вращения ротора генератора n1 и п2, причем частота вращения п2 больше, чем п1. При большей частоте вращения относительное время включения обмотки возбуждения в цепь питания транзисторным регулятором напряжения уменьшается, среднее значение силы тока возбуждения уменьшается, чем и достигается стабилизация напряжения.

С ростом нагрузки напряжение уменьшается, относительное время включения обмотки увеличивается, среднее значение силы тока возрастает таким образом, что напряжение генераторной установки остается практически неизменным.

На рис. 2 представлены типичные регулировочные характеристики генераторной установки, показывающие, как изменяется сила тока в обмотке возбуждения при неизменном напряжении и изменении частоты вращения или силы тока нагрузки. Нижний предел частоты переключения регулятора составляет 25—30 Гц.

Электрические схемы

Генераторные установки с вентильными генераторами не используют каких-либо включающих устройств в силовой цепи. Для нормального функционирования их регулятора напряжения к нему должны быть подведены напряжение бортовой сети (напряжение генератора) и выводы цепи обмотки возбуждения генератора. Напряжение генератора действует между выводами «+» и «М» («масса») генератора (у генераторов автомобилей ВАЗ соответственно «30» и «31»). Выводы обмотки возбуждения обозначены индексом «Ш» («б7» у генераторов ВАЗ).

На рис. 3 изображены принципиальные схемы генераторных установок. В скобках даны обозначения выводов генераторных установок автомобилей ВАЗ. На рисунках цифрами обозначены: 1 - генератор; 2 — обмотка возбуждения; 3 — обмотка статора; 4 — выпрямитель с вентильным генератором; 5 - выключатель; 6 — реле контрольной лампы; 7 — регулятор напряжения; 8 — контрольная лампа; 9 — помехоподавляющий конденсатор; 10 - трансформаторно-выпрямительный блок,; 11 — аккумуляторная батарея; 12 — размагничивающая обмотка у генераторов смешанного магнитно-электромагнитного возбуждения; 13 — резистор подпитки обмотки возбуждения от аккумулятора.

Различают два типа не взаимозаменяемых регуляторов напряжения. В одном типе (рис. 3, а, з) выходной коммутирующий элемент регулятора напряжения соединяет вывод обмотки возбуждения генератора с «+» бортовой сети, в другом типе (рис. 3, б, в) — с «—» бортовой сети. Транзисторные регуляторы напряжения второго типа являются более распространенными.

Чтобы на стоянке аккумуляторная батарея не разряжалась, цепь обмотки возбуждения генератора (см. рис. 3, а, б) замыкается через выключатель зажигания. Однако, при этом контакты выключателя коммутируют силу тока до 5 А, что неблагоприятно сказывается на их сроке службы. Поэтому через выключатель зажигания замыкается лишь цепь управления регулятора напряжения (см. рис. 3, в), потребляющая ток в доли ампера. Прерывание тока в цепи управления переводит электронное реле регулятора в выключенное состояние, что не позволяет току протекать в обмотку возбуждения. Однако, применение выключателя зажигания в цепи генераторной установки снижает ее надежность и усложняет монтаж на автомобиле.

Кроме того, падение напряжения в выключателе зажигания и других коммутирующих или защитных элементах, включенных в цепь регулятора (штекерные соединения, предохранители), влияет на уровень поддерживаемого регулятором напряжения и частоту переключения его выходного транзистора (см. рис. 3, а—в), что может сопровождаться миганием ламп осветительной и светосигнальной аппаратуры, колебанием стрелок вольтметра и амперметра.

Поэтому более перспективной является схема рис. 3, д. В этой схеме обмотка возбуждения имеет свой дополнительный выпрямитель, состоящий из трех диодов (в пятифазной системе генератора — из пяти диодов). К выводу «+» этого выпрямителя, который обозначен индексом «Д», и подсоединяется обмотка возбуждения генератора. Схема допускает разряд аккумуляторной батареи малыми токами по цепи регулятора напряжения. При длительной стоянке рекомендуется снимать наконечник провода с клеммы «+» батареи.

Подвозбуждение генератора от аккумуляторной батареи вводится через контрольную лампу 8. Небольшая сила тока, поступающая в обмотку возбуждения через эту лампу от аккумуляторной батареи, достаточна для возбуждения генератора и в то же время не может существенно влиять на разряд аккумуляторной батареи. Обычно параллельно контрольной лампе включают резистор 13, чтобы даже в случае перегорания контрольной лампы генератор мог возбудиться. Контрольная лампа (см. рис. 3, д) является одновременно и элементом контроля работоспособности генераторной установки. На стоянке при включении замка зажигания контрольная лампа загорается, так как в нее поступает ток аккумуляторной батареи через обмотку возбуждения генератора и регулятор напряжения.
После пуска двигателя генератор на клемме «Д» развивает напряжение, близкое по величине напряжению аккумуляторной батареи, и контрольная лампа погасает. Если этого при работающем двигателе не происходит, значит генераторная установка напряжения не развивает, т. е. неисправна.

С целью контроля работоспособности (см. рис. 3, а) введены реле с нормально замкнутыми контактами, через которые получает питание контрольная лампа 8. Эта лампа загорается после включения замка зажигания и погасает после пуска двигателя, так как под действием напряжения генератора, к средней точке обмотки статора которого подключено реле, оно разрывает свои нормально замкнутые контакты и отключает контрольную лампу 8 от цепи питания. Если лампа при работающем двигателе горит, значит генераторная установка неисправна. В некоторых случаях обмотка реле контрольной лампы подключается к выводу фазы генератора. Обмотка возбуждения (рис. 3, е) включена на среднюю точку обмотки статора генератора, т. е. питается напряжением, вдвое меньшим, чем напряжение генератора.

При этом приблизительно вдвое снижаются и величины импульсов напряжения, возникающих при работе генераторной установки, что благоприятно сказывается на надежности работы полупроводниковых элементов регулятора напряжения. Резистор 13 (см. рис. 3, е) служит тем же целям, что и контрольная лампа, т.е. обеспечивает уверенное возбуждение генератора.

На автомобилях с дизельными двигателями может применяться генераторная установка на два уровня напряжения 14/28 В. Второй уровень 28 В используется для зарядки аккумуляторной батареи, работающей при пуске ДВС. Для получения второго уровня используется электронный удвоитель напряжения или траисформаторно-выпрямительный блок (ТВБ) (рис. 3, г). В системе на два уровня напряжения регулятор стабилизирует только первый уровень напряжения — 14 В. Второй уровень возникает посредством трансформации и последующего выпрямления ТВБ переменного напряжения генератора. Коэффициент .трансформации трансформатора ТВБ близок к 1.

В некоторых генераторных установках зарубежного и отечественного производства регулятор напряжения поддерживает напряжение не на силовом выводе генератора «+», а на выводе его дополнительного выпрямителя (рис. 3, ж). Схема является модификацией схемы рис. 3, д с устранением ее недостатка — разряда аккумуляторной батареи через схему регулятора при длительной стоянке. Такое исполнение схемы возможно, потому что разница напряжения на выводе «+» и «Д» невелика. На рис. 3, ж показана схема пятифазного генератора с размагничивающей обмоткой в системе возбуждения. Эта обмотка действует встречно с обмоткой возбуждения и расширяет рабочий диапазон генераторных установок со смешанным магнито-электромагнитным возбуждением по частоте вращения. По этой схеме выполняются и вентильные генераторы с электромагнитным возбуждением в трехфазном исполнении. В этом случае схема содержит 9 диодов (6 силовых и 3 дополнительных) и не содержит размагничивающей обмотки.

В схеме рис. 3, з лампа контроля работоспособности генераторной установки включена на реле, питающееся от генератора со стороны переменного тока. Реле является одновременно реле блокировки стартера, содержит встроенный внутрь выпрямитель и срабатывает, если генератор развивает переменное напряжение. Выводы переменного тока генератора подключаются и на выводы тахометра. Реле-регуляторы, работающие в комплекте с генераторами постоянного тока, кроме стабилизации напряжения, осуществляют автоматическое включение генератора, когда напряжение генератора больше напряжения батареи, и отключение его, когда напряжение генератора меньше напряжения батареи, а также защиту генератора от перегрузки. Следовательно, ток генератора должен поступать потребителям через схему реле-регулятора — обмотку ограничителя тока и реле обратного тока (рис. 4).

В настоящее время на комплектацию автомобилей поступают, в основном, генераторные установки с бесконтактными транзисторными регуляторами, количество вибрационных и контактно-транзисторных регуляторов, находящихся в эксплуатации, сокращается.

Выполнение генераторных установок в соответствии с рис. 3 и их применяемость сведены в табл. 1.

Тип генератора

Copyright © vksn.narod.ru, 2001 — 2008.

VSVS

Регуляторы напряжения вибрационного типа и бесконтактные регуляторы

Автоматический регулятор напряжения вибрационного типа работает по отклонению напряжения. Принцип работы регулятора напряжения вибрационного типа основан на включении в цепь обмотки возбуждения генератора дополнительного резистора при повышении напряжения на выводах генератора (рис. 1).

Регулятор состоит из электромагнита Y, якоря с подвижным контактом S, неподвижного контакта и добавочного резистора R1, включенного в цепь обмотки возбуждения LG генератора.

При нормальном напряжении контакты замкнуты, и обмотка возбуждения генератора получает питание от якоря, минуя резистор. Как только напряжение на выводах генератора увеличится, электромагнит Y, преодолевая сопротивление пружины П, притянет якорь и разомкнет контакт. В результате ток в обмотку возбуждения будет поступать через дополнительный резистор, и напряжение на выводах генератора уменьшится.

Рис. 1. Принцип действия регулятора напряжения вибрационного типа

Это вызовет уменьшение тока в катушке электромагнита Y, контакт замкнется, дополнительный резистор будет выключен. Обмотка возбуждения окажется включенной на полное напряжение, ток в ней возрастет, и напряжение генератора повысится. Включение и выключение добавочного резистора в цепь обмотки возбуждения генератора происходит с частотой 20 — 30 раз в секунду, что при наличии индуктивности обмотки возбуждения делает колебания напряжения в сети практически незаметными. Среднее значение продолжительности включенного состояния контакта S относительно выключенного будет определять среднее значение тока возбуждения, а следовательно, напряжение генератора.

Таким образом, пределы регулирования напряжения генератора устанавливаются включенным и выключенным состоянием контакта S. Значение продолжительности включенного состояния контакта регулируется натяжением пружины П.

Большое количество судов малого водоизмещения, в том числе и суда на подводных крыльях, имеют напряжение в сети 24 В. Источниками электроэнергии являются генераторы небольшой мощности (1200 или 1500 Вт), навешенные на дизель и аккумуляторные батареи. На судах малого водоизмещения чаще всего используют генераторы Г-732 с реле-регулятором вибрационного типа РРТ-32 и генераторами ГСК-1500 с реле-регулятором вибрационного типа РК-1500.

На рис. 2 показана схема реле-регулятора РРТ-32, скомплектованного из пяти электромагнитных приборов: реле обратного тока К1, двух ограничителей тока К2, К3 и двух регуляторов напряжения К4, К5.

Рис. 2. Принципиальная схема реле-регулятора РРТ-32

Ограничители тока (контакты K2.1, К3.1) и регуляторы напряжения (контакты К4.1, К5.1) работают по принципу вибрационных регуляторов. Контакт К1.1 обеспечивает работу реле обратного тока. Обмотки 1—12 являются обмотками управления реле-регулятора.

Вибрационные регуляторы напряжения генераторов (рис. 3, а) применяются на земснарядах. Основным элементом такого регулятора является электромагнит, принцип действия которого иллюстрируется рис. 3, б. Магнитный поток Ф1, создаваемый обмоткой L1, зависит от напряжения генератора; поток Ф3 создается обмоткой L3, включенной последовательно с обмоткой возбуждения генератора; поток Ф2 создается обмоткой L2, включенной параллельно обмотке возбуждения генератора.

Рис. 3. Принципиальная схема вибрационного 

регулятора напряжения генератора постоянного тока

При работе регулятора в зависимости от воздействия обмоток электромагнита сердечник может занимать промежуточное положение, тогда контакты К1 и К2 будут разомкнуты, или любое крайнее положение, тогда будет замкнут контакт К1 или К2. Суммарный магнитный поток электромагнита зависит от напряжения генератора и влияния температуры на элементы системы возбуждения.

Вместо вибрационных регуляторов для судовых генераторов в настоящее время используют бесконтактные реле-регуляторы (рис. 4).

Действие их заключается в следующем. По мере увеличения напряжения на выводах генератора ток возбуждения будет возрастать, так как при напряжении, меньшем номинального, стабилитрон V1 не пропускает ток и потенциал базы транзистора V2 становится выше потенциала эмиттера — транзистор V2 закрыт. При закрытом транзисторе V2 напряжение на базе транзистора V3 ниже потенциала его эмиттера, поэтому транзистор V3 открыт, и в обмотке возбуждения генератора течет ток.

Рис. 4. Принципиальная схема бесконтактного регулятора напряжения

Как только напряжение на выводах генератора превысит номинальное значение, стабилитрон VI пропустит ток, падение напряжения на резисторе R4 превысит падение напряжения на диоде V4, и транзистор V2 откроется; при этом потенциал транзистора V3 станет выше потенциала эмиттера, и транзистор V3 закроется. Ток возбуждения, а также напряжение генератора будут уменьшаться. Снижение напряжения будет продолжаться до тех пор, пока не закроется стабилитрон V1. После этого транзистор V2 закроется, а транзистор V3 откроется, и весь цикл повторится.

Применение диода V4 в качестве элемента обратной связи ухудшает самовозбуждение генератора, особенно при предварительно включенной нагрузке, когда пороговое сопротивление диода оказывается выше критического сопротивления цепи возбуждения генератора. Для улучшения условий самовозбуждения генератора рекомендуется диод V4 шунтировать резистором R3.

Ток генератора ограничивается с помощью транзистора V5. При номинальном токе напряжение на диоде V6 превышает напряжение на резисторе R8, поэтому потенциал базы транзистора V5 выше потенциала эмиттера, и транзистор закрыт. Если ток генератора станет больше номинального, напряжение на резисторе R8 превысит напряжение на диоде V6, транзистор V5 откроется, вследствие чего потенциал базы транзистора V3 станет выше потенциала эмиттера, и транзистор V3 закроется, ток возбуждения прекратится, и напряжение генератора снизится, уменьшая ток нагрузки.

Обратный ток ограничивается с помощью диода V7, который пропускает ток в одну сторону и закрывается при приложении к нему напряжения обратной полярности.

Устройство и работа бесконтактного транзисторного регулятора напряжения РР-350

В схему регулятора входит также диод Д4, включенный параллельно обмотке возбуждения генератора ОВГ и защищающий транзистор ТЗ от э.д.с. самоиндукции, возникающей в этой обмотке, и резистор обратной связи Roc, предназначенный для улучшения частотных характеристик регулятора. В цепь делителя напряжения (резисторы R, и R3) включен дроссель Др для уменьшения влияния пульсаций выпрямленного напряжения генератора на работу регулятора напряжения. Ниже описана работа регулятора напряжения в двух предельных режимах.

1-й режим — напряжение генератора меньше регулируемого. При включении выключателя зажигания ВЗ обмотка возбуждения генератора подключается к аккумуляторной батарее. Стабилитрон Д1 находится в непроводящем состоянии, следовательно, входной транзистор 77 закрыт, так как отсутствует ток базы транзистора.

Рис. 1. Общий вид и электрическая схема бесконтактного регулятора напряжения PP-3S0: а — общий вид, б — вид панели регулятора без корпуса, в — вид панели регулятора снизу, г — электрическая схема регулятора; Д, — стабилитрон Д808, Д2 — диод КД202Г; Д3 и Д„ — диоды КД202В, Rf — термореэистор ММТ-1 — 1 кОм, R, — резистор МПТ05-390; R2 — резистор МЛТО5-390; R, — резистор МЛТ05-100; Rt — рези-стор МЛТ05-300; R, — резистор МЛТ05-470; Re — резистор МЛТ2-82хЗ—27 Ом; Rv — резистор МЛТО, 25-51 х хЗ—16 Ом, Ra — резистор МЛТ1-220; Roc—резистор МЛТ053.3 кОм, Др — дроссель (ППЭВ 0 0,21; №=2500; R=43 Ом), Т,—входной транзистор П302, Тг — транзистор усиления П214В, Т3 — регулирующий транзистор П217В, ВЗ—выключатель зажигания; Г — генератор, 6 — батарея, RH—сопротивление потребителей

Сопротивление транзисторов Т2 и ТЗ при этом минимально (транзисторы открыты) и по цепи плюс — диод Д3 — эмиттер — база транзистора ТЗ — диод Д2 — эмиттер — коллектор транзистора Т2 — резистор R6 идет ток базы выходного транзистора ТЗ, необходимый для его открытого состояния. Таким образом, при Ur < Uper транзистор Т1 закрыт, а транзисторы Т2 и ТЗ открыты. Это обеспечивает прохождение через транзистор ТЗ максимального тока возбуждения по цепи плюс — диод Д3 — эмиттер — коллектор транзистора ТЗ— клемма Ш — обмотка возбуждения генератора «масса» (минус).

2-й режим — напряжение генератора больше регулируемого (Ur>Uper). Стабилитрон Д, проводит ток и, следовательно, входной транзистор открыт, так как по цепи плюс — эмиттер — база транзистора Т1 — резистор делителя R3 — дроссель Др (минус) идет ток, обеспечивающий открытое состояние транзистора. Сопротивление транзистора минимально, и потенциал базы транзистора Т2 оказывается выше потенциала его эмиттера. Транзистор Т2 закрывается, прерывая цепь тока базы выходного транзистора ТЗ. Тем самым закрывается и транзистор ТЗ. Ток возбуждения генератора, минуя транзистор ТЗ, проходит через добавочный резистор Rfl, и его величина резко падает. Напряжение генератора снижается, и стабилитрон Д, вновь переходит в непроводящее состояние, запирая транзистор. Это приводит к открыванию транзисторов и ТЗ.

Этот процесс периодически повторяется, обеспечивая постоянное напряжение генератора на заданном уровне. Для уменьшения влияния температуры на величину регулируемого напряжения в плечо делителя включен терморезистор Rt, сопротивление которого имеет отрицательный температурный коэффициент, т. е. с повышением температуры снижается. Терморезистор Rt компенсирует увеличение напряжения пробоя стабилитрона Д, с повышением температуры регулятора.

Принцип работы регуляторов напряжения — Энциклопедия по машиностроению XXL

ПРИНЦИП РАБОТЫ РЕГУЛЯТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ  [c.84]

Каковы назначение, устройство и принцип работы регуляторов напряжения, возможные неисправности и способы их устранения  [c.318]

Отличием схемы регулятора 201.3702 является то, что стабилитрон расположен не в базовой, а в эмиттерной цепи входного транзистора VTI. Поскольку транзистор VTI открывается током перехода эмиттер — база, то на принцип работы регулятора перенос стабилитрона из базовой цепи в эмиттерную влияния не оказывает. Однако, поскольку сила тока в эмиттерной цепи больше, чем в базовой, этот перенос способствует более стабильной работе регулятора напряжения по уровню поддерживаемого им напряжения.  [c.36]

Реле-регулятор содержит в себе регулирующий транзистор ГЗ, работающий в режиме усиления входной транзистор Т1, выполняющий функции усиления и формирования импульсов усилительный контур на транзисторе Т2 и измерительную цепь, включающую входной делитель напряжения и стабилитрон Д/, причем одно плечо делителя имеет, помимо омического сопротивления, и индуктивное — дроссель Др для уменьшения влияния пульсаций выпрямленного напряжения генератора на работу регулятора. Для уяснения принципа работы регулятора рассмотрим два предельных режима его работы.  [c.57]

На фиг. 215 приведена схема регулятора уровня электролита. Принцип работы регулятора заключается в следующем. В ванне, на расстоянии, соответствующем минимальному и максимальному уровню электролита, закрепляют два контактных стержня, к которым прикладывается напряжение. Над ванной смонтирован  [c.340]

На автомобилях ГАЗ-51 установлен реле-регулятор РР-24, а на автомобилях ГАЗ-66—РР-130, которые также состоят из трех приборов реле обратного тока, ограничителя тока и регулятора напряжения. Их электрическая схема, устройство и принцип работы такие же, как у реле-регулятора РР-105.  [c.134]

На автомобилях для регулирования напряжения генераторов применяются регуляторы напряжения дискретного типа. В основу работы этих регуляторов положен принцип действия различного рода реле. Рассмотрим работу регулятора на примере простейшего вибрационного (электромагнитного) регулятора напряжения (рис. 2.8).  [c.43]

Ограничитель тока предохраняет генератор от перегрузки, препятствуя увеличению силы отдаваемого генератором тока сверх 17—19 а. Он работает по тому же принципу, что и регулятор напряжения, включая в цепь обмотки возбуждения генератора и выключая сопротивление при превышении указанной выше силы тока.  [c.340]

Принцип работы подобных приборов заключается в том, что при изменении плотности тока на ванне одновременно изменяется ток, проходящий через датчик и цепь управления прибора. При этом включается электродвигатель, который изменяет положение контакта реостата, включенного последовательно в цепь гальванической ванны или в цепь возбуждения генератора. При питании от выпрямителя электродвигатель воздействует иа регулятор направления. Установка работает следующим образом изменение тока в ванне через датчик подается на регулирующий прибор. При уменьшении плотности тока на приборе включаются контакты реле прибора для вращения электродвигателя в сторону повышения подводимого напряжения, в результате чего ток увеличивается и при достижении заданной величины контактная система реле прибора выключит систему регулирования. При повышении плотности тока включаются другие контактные реле, и  [c.55]

Применяемые на тепловозах полупроводниковые регуляторы содержат в своей структуре тиристорный усилитель. Свойства таких регуляторов зависят от свойств тиристорных усилителей и особенностей системы управления ими. Полагая, что физические принципы работы тиристоров известны из литературы [1,2], поясним принцип действия релейного элемента на тиристорах (рис. 136,а). Пусть последовательно с тиристором включена нагрузка и источник напряжения питания Е ток нагрузки /д определится точкой пересечения вольт-ам-перных характеристик тиристора и сопротивления (рис. 136,6).  [c.159]

Принцип работы реле-регулятора состоит в следующем. При увеличении частоты вращения ротора напряжение генератора повышается и может превысить 13,5—14,7 В. Для ограничения его в цепь обмотки возбуждения ротора с помощью реле-регулятора вклю-  [c.40]

Для поддержания в цепи электрооборудования постоянного значения напряжения на автомобилях устанавливают контактно-транзисторные (ГАЗ-24, ГАЗ-53А) или бесконтактно-транзисторные (ЗИЛ, КамАЗ) регуляторы напряжения, принцип работы которых состоит в следующем. При увеличении частоты вращения ротора напряжение генератора повышается и может превысить допустимое. Для его ограничения в цепь обмотки возбуждения ротора включают дополнительное сопротивление (резистор) или прекращают поступление тока (в зависимости от типа регулятора). При этом напряжение генератора падает, регулятор снова пропускает ток в обмотку возбуждения или выключает резистор и процесс повторяется. Таким образом, напряжение на выходе генератора остается практически постоянным в пределах  [c.57]

Регулятор напряжения типа БРН-ЗВ (PH). Регулятор поддерживает постоянным напряжение вспомогательного генератора, частота вращения якоря и нагрузка которого изменяются в широких пределах. Принцип работы тепловозных регуляторов напряжения основан на изменении тока возбуждения вспомогательных генераторов. Точность поддержания напряжения рассматриваемого регулятора 75 1 В. Регулятор состоит из измерительного и регулирующего органов.  [c.174]

Тиристорные регуляторы напряжения получили наибольшее распространение вследствие высокого КПД, простоты в обслуживании, легкости автоматизации работы электропривода. Рассмотрим принцип действия ТРН и основанную на его использовании систему электропривода ТРН—АД.  [c.191]

Ограничитель тока предохраняет генератор от перегрузок большим током, который может привести к сгоранию обмоток. Он состоит из тех же основных частей, что и регулятор напряжения, и работа его основана на том же принципе, то есть при увеличении силы тока в цепь обмотки возбуждения включается дополнительное сопротивление. При отключении тока и нормальной силе тока контакты 5 блокируют добавочное сопротивление 14. Обмотка на сердечнике регулятора включена в цепь генератора последовательно, и поэтому сила магнитного воздействия в регуляторе находится в зависимости от силы тока в цепи.  [c.291]

Принцип работы обоих регуляторов такой же, как и регулятора для генераторов с минусом на массе (см. рис. 21). Регулятор на транзисторах типа р-п-р (рис. 33) имеет диапазон регулирования тока возбуждения 0,015—1,7 А при напряжении сети С/с—14 В и сопротивлении обмотки возбуждения 7 Ом. Падение напряжения на транзисторе Tt в отпертом состоянии t/i 9==1.4 В.  [c.41]

По принципу действия регулятор является электродинамическим аппаратом вибрационного типа. Его работа основана на взаимодействии неподвижной и подвижной катушек. Напряжение 75 в поддерживается в результате того, что регулятором устанавливается необходимая величина сопротивления в цепи  [c.176]

Вспомогательные генераторы, обеспечивающие заряд аккумуляторных батарей и питание всех электрических цепей тепловоза, кроме силовых, в процессе работы постоянно связаны с коленчатым валом дизеля частота их вращения находится в переменном режиме. Для поддержания напряжения вспомогательных генераторов постоянным применяют регуляторы напряжения. Принцип их работы основан на изменении тока возбуждения генераторов. На рис. 12.23 представлен регулятор напряжения ТРН-1. Магнитная система регулятора состоит из сердечника 19, наконечника 16, корпуса 32, стальной плиты 26 и стакана 18.  [c.302]

Регуляторы напряжения. На тепловозах питание цепей управления и освещения и по дз а ряд аккумуляторных батарей осуществляются от вспомогательных генераторов, частота вращения якоря и нагрузка которых изменяются в широких пределах. Для поддержания напряжения этих машин постоянным применяют регуляторы напряжения, принцип работы которых основан на изменении тока возбуждения генераторов.  [c.252]

Замечание по поводу статического расчета систем, работающих по принципу компенсации упругих перемещений за счет изменения размера статической настройки. Из структурной схемы рис. 7.50 видно, что регулятор такой САУ представляет собой как бы автономную следящую систему. Входом на эту систему является упругое перемещение, замеряемое каким-либо датчиком, выходом — компенсирующее изменение размера статической настройки АЛ ., также измеряемое датчиком и сопоставляемое с величиной упругого перемещения. Сам объект управления (процесс резания) не оказывает никакого влияния на точность работы следящей системы, которая в основном определяется величиной зоны нечувствительности, так как наличие интегрирующего звена сводит в идеальном случае статическую ошибку к нулю. Величина зоны нечувствительности определяется видом применяемых элементов, например, гистерезисом поляризованного реле, напряжением трогания серводвигателя и т. п. Более подробно см. [46].  [c.515]

Принцип работы регулятора аналогичен работе регулятора РР350А. При напряжении на клеммах генератора меньше предельного транзистор, включенный последовательно с обмоткой возбуждения генератора, открыт и пропускает ток возбуждения. Если на-  [c.83]

Для уяснения принципа работы регулятора воспользуемся упрощенной схемой регулировочного органа, приведенной на рис 18,а. Пусть управляемый вентиль ВКУ1 включен и ток от плюса батареи протекает по обмотке возбуждения О В и вентилю к минусу батареи. При этом через резистор R1 заряжается конденсатор так, что его правая (по схеме) обкладка положительна, а левая отрицательна. По мере заряда конденсатора увеличивается потенциал точки а, к которой подключен стабилитрон Ст. Когда напряженно иа конденсаторе достигнет пробивного напряжения стабилитрона,  [c.34]

Работа автоматического регулятора силы сварочного тока в изделии. Принцип работы регулятора заключается в том, что сила сварочного тока в изделии преобразуется в пропорциональное ей напряжение, которое при помощи высокочувствительного поляризованного реле сравнивается с другим напряжением, подавашым через потенциометр от стабилизатора. В случае, если напряжение, пропорциональное силе тока в изделии (регулируемая величина), меньше заранее заданного потенциометром (заданная величина), поляризованное реле включает через промежуточное реле двигатель регулятора так, чтобы расстояние между электродами увеличилось, а следовательно, увеличились бы и сила тока в изделии и соответствующее ему напряжение, подаваемое на чувствительное реле.  [c.66]

Чувствительным элементом регулятора (рис. 28) является Т-образный мост, состоящий из активных сопротивлений, изготовленных из константана или манганина, подстроечного сопротивления и конденсаторов j, С2, Сз типа МПГТ, погрешность которых при различного рода влияниях (в том числе температуры, старения и т. п.) не выходит за пределы 0,1%. Питание моста осуществляется от вторичной обмотки трансформатора Тр1, выход моста подается на первую входную обмотку суммирующего трансформатора Тр4. На рис. 50,6 показан принцип работы моста. Обозначения на векторной диаграмме соответствуют рис. 50,а. Из диаграммы видно, что выходное напряжение моста в зоне небольших отклонений частоты сдвинуто на угол, близкий к 90° по отношению к питающему напряжению. Соответствующим выбором параметров Т-образного моста добиваются, чтобы составляющая выходного напряжения, сдвинутая относительно питающего напряжения на 90°, была равна нулю при частоте сети 50 гц. Тогда при отклонении частоты в обе стороны от 50 гц это напряжение будет возрастать по амплитуде, а его фаза в зависимости от знака отклонения частоты будет изменяться на 180°. Как показывают расчеты и лабораторные исследо-  [c.94]

Реле-регулятор РР-127 на автомобилях МАЗ и КрАЗ устанавливается для совместной работы с генератором переменного тока Г-270А. Он служит для поддержания напряжения генератора в пределах 27,4—30,2 В. Это электромагнитный прибор контактно-вибрационного типа. Электрическая схема реле-регулятора приведена на рис. 60. Принцип работы реле-регулятора папряже1 пя аналогичен работе такого же прибора в реле-регуляторах, работающих с генераторами постоянного тока. Напряжение генератора регулируется путега автоматического включения и выключения в обмотку возбуждения ротора дополнительного сопротивления.  [c.136]

Загрязнение, эрозия и коррозия контактов регулятора напряжения вызывают повышение переходного сопротивления, приводящее к нестабильности регулируемого напряжения. Значительное повышение переходного сопротивления контактов вызывает отказ в работе регулятора. Характер отказа зависит от устройства и принципа действия регулятора. У одноступенчатых вибрационных, а также у первой ступени двухступенчатых регуляторов напряжения в случае, когда вследствие сильной эрозии или других причин ток не проходит через контакты, добавочный резистор остается постоянно включенным в цепь обмотки возбуждения генератора. Следствием этого является прекращение заряда батареи. У контакт-но-транзисторного регулятора РР362 с нормально разомкнутыми контактами и у регулятора РР380 на второй ступени регулирования аналогичная неисправность вызывает противоположные последствия прекращается регулирование напряжения, которое неограниченно возрастает по мере увеличения частоты вращения ротора генератора. Следствием является перезаряд батареи и перегорание дамп. Зачистка, а при необходимости замена контактов являются средством устранения такого рода неисправностей.  [c.177]

Бесконтактный транзисторный регулятор напряжения 121.3702 (рис. 4,6) применяется с генератором Г221А взамен вибрационного регулятора напряжения РР380. Схема регулятора достаточна проста и типична, что позволяет использовать ее для иллюстрации принципа работы транзисторных регуляторов.  [c.89]

Рассмотрим схему генераторной установки с бесконтактным транзисторным регулятором напряжения 121.3702 и генератором Г221А, применяемым вместо вибрационного регулятора напряжения РР380 (рис. 14). Схема регулятора достаточно проста и типична, что позволяет использовать ее для иллюстрации принципа работы транзисторных регуляторов.  [c.27]

Из формулы видно, что изменяя момент замыкания Кг от 4 =Т/2 до 4=0, можно изменять среднее напряжение на нагрузке от О до максимального, равного Е 2. Такой режим является рабочим для магнитно-полупроводникового регулятора возбуждения тягового генератора тепловоза 2ТЭ116, подробное описание которого, так же как и процессы, происходящие в нем, см. в гл. 8. Изложенные принципы работы тиристорного релейного усилителя проследим на полупроводниковых регуляторах напряжения.  [c.160]

В основу принципа работы тиристорных регуляторов напряжения положено использование диодов в качестве нелинейных разрядных сопротивлений, встречно шунтирующих цени с индуктивностью (обмотки возбуждения). Как известно, при размыкании такой цепи возникает э.д.с. самоиндукции, препятствующая уменьшению тока. Полярность этой э.д.с. такова, что диод откроется и по нему будет проходить ток, убывающий постепенно от перзо 1ачаль-ного значения до нуля. В регуляторе напряжения управление таким контуром осуществляется с по лошыо тиристоров.  [c.33]

Для регулирования работы двухщеточных генераторов Г-21, Г-20 и Г-15Б с 1950 г. применяют унифицированные реле-регуляторы типа соответственно РР-12А, РР-12Б и РР-12В, имеющие одинаковую схему н принцип действия и отличающиеся один от другого ли иь пределами напряжения, поддерживаемого регулятором напряжения (см. табл. 110).  [c.328]

Схема управления автоматами выполнена на полупроводниковых элементах. Работа автоматов основана на принципе зависимости скорости подачи электродной проволоки от напряжения дуги. Схема позволяет устанавливать необходимые вьщержки времени для продувки защитного газа, растягивания дуги для заварки кратера и обдува шва защитным газом по окончании сварки. Все управление автоматами осуществляется с пульта, размещенного на сварочном тракторе. На пульте управления установлены приборы для контроля режима, регуляторы напряжения дуги и скоростей сварки и подачи электродной проволоки, а также кнопки управления. На дополнительном пульте управления, укрепленном на сварочном вьш-рямителе, расположены элементы управления подачей защитного газа. Токоподвод в зоне сварки защищен водоохлаждаемым соплом, в которое поступает углекислый газ. Сварочная головка трактора показана на рис. 9.9.  [c.166]

В книге изложены принципы работы электромеханических и элек-тронных регуляторов напряжения, ограничителей тока и реле обратного тока. Приводятся практические схемы устройств для легковых и грузовых автомобилей. Первое издание книги вышло в 1971 году.  [c.2]

Любой регулятор напряжения совместно с генератором пред- ставляет собой замкнутую систему автоматического регулнрова-, ния. Как правило, такие регуляторы работают по принципу компенсационного регулирования, основанному на использовании отклонения регулируемой величины от заданного значения.  [c.12]

Принцип работы транзисторного регулятора состоит в следующем. На вход транзистора УТ1 подаются два встречно включенных напряжения одно эталонное, открывающее транзистор ( i/o -f ), и второе — закрывающее его иуо21- Первое напряжение постоянное, второе имеет постоянную составляющую и огибающую, соответствующую заряду и разряду С13 на сопротивление цепи из R6, R9 и R7 (рис. П.З, б).  [c.362]

Стабилизация тока нагрева. В игнитронном регуляторе имеется узел стабилизации тока нагрева, который работает по принципу автоматического изменения угла зажигания игнитронов при изменении напряжения. В отличие от игнитронных прерывателей для контактной электросварки в программном регуляторе в автоматическом и полуавтоматическом режимах изменение чувствительности достигается переключением (рис. 63) сопротивлений цифрового потенциометра 27R(1—XIII)—28R(I—XIII). Одновременно с переключением сопротивлений фазосмещающего моста реле разрядов нагрева переключают и сопротивления чувствительности схемы стабилизации. Схема стабилизации обеспечивает точность стабилизации нагрева +5% при изменении напряжения питающей сети 10%. Однако с увеличением диапазона регулирования возможна погрешность при максимальных или минимальных токах до 7%.  [c.157]

---

Генератор автомобиля и регулятор напряжения генератора. Схемы, устройство, назначение и принцип работы. Генератор переменного тока двигателя. Применение электронных регуляторов напряжения.

1. Генератор автомобильный — устройство, схема
2. Регулятор напряжения генератора — назначение, принцип работы

Генератор преобразует механическую энергию, получаемую от двигателя автомобиля, в электрическую. Генератор питает все потребители электрического тока и заряжает аккумуляторную батарею при работающем двигателе.

На автомобилях применяются генераторы переменного тока, представляющие собой трехфазную синхронную электрическую машину с электромагнитным возбуждением. На схеме 1 показан автомобильный генератор переменного тока. Основными частями генератора являются статор 8 с неподвижной обмоткой, в которой индуктируется переменный ток, и ротор 7, создающий подвижное магнитное поле. Ротор генератора установлен в двух шариковых подшипниках 5. Он приводится во вращение через шкив 4 генератора с помощью клинового ремня от коленчатого вала двигателя. Этим ремнем также вращается шкив привода вентилятора и насоса системы охлаждения.

Схема 1 – Устройство автомобильного генератора

1, 6 – крышки; 2 – выпрямительный блок; 3 – щетки; 4 – шкив; 5 – подшипник; 7 – ротор; 8 – статор; 9 — втулка

Принцип работы

При работе генератора по обмотке возбуждения ротора проходит ток, подводимый через щетки 3 и создающий магнитное поле, которое при вращении ротора индуктирует в обмотке статора переменный ток. Переменный ток преобразуется в постоянный с помощью выпрямительного блока 2. Генератор охлаждается вентилятором шкива 4. Электрогенератор устанавливается на блоке цилиндров двигателя и крепится к литому чугунному кронштейну блока и натяжной планке. В ушках крышек 1 и 6 генератора для крепления используются резиновые буферные втулки 9, обеспечивающие упругую связь и исключающие поломку ушков.

Регулятор напряжения

Назначением регулятора является поддержание постоянного напряжения тока, вырабатываемого генератором при переменной частоте вращения коленчатого вала двигателя.

Принцип работы

Регулятор напряжения (схема 2) представляет собой двухступенчатый электромагнитный регулятор вибрационного типа.

При возрастании напряжения генератора до 13…14 Вольт якорь 6 регулятора под действием магнитного поля обмотки 8 и пружины 7 начинает вибрировать, размыкая и замыкая подвижный 4 и верхний неподвижный 5 контакты. При этом в цепь обмотки возбуждения генератора то включается, то выключается из нее дополнительное сопротивление 1. Так осуществляется первая ступень регулирования напряжения генератора.

Схема 2 – Регулятор напряжения

1 – сопротивление; 2 – дроссель; 3, 4, 5 – контакты; 6 – якорь; 7 – пружина; 8 — обмотка

При повышении напряжения генератора более 14 Вольт начинают замыкаться и размыкаться подвижный 4 и нижний неподвижный 3 контакты. При замыкании этих контактов обмотка возбуждения автомобильного генератора замыкается на «массу». Так происходит вторая ступень регулирования напряжения. В результате вырабатываемое напряжение всегда остается в заданных пределах.

Для уменьшения искрения между контактами 4 и 5 при работе регулятора служит дроссель 2. Регулятор напряжения сверху закрывается стальной крышкой с прокладкой из полиуретана и устанавливается в подкапотном пространстве отделения двигателя.

Электронные регуляторы напряжения

Постоянное напряжение тока, вырабатываемого другими генераторами, может поддерживать также малогабаритный микроэлектронный регулятор напряжения, который встроен в генераторы. Он представляет собой неразборное и нерегулируемое устройство. При возрастании напряжения генератора свыше 13,5…14,5 В электронный регулятор напряжения прерывает поступление тока в обмотку возбуждения ротора.

В результате этого напряжение генератора падает. Регулятор напряжения вновь пропускает ток в обмотку возбуждения ротора, и процесс повторяется. Таким образом, непрерывно и автоматически регулируя ток, проходящий по обмотке возбуждения автомобильного генератора, регулятор поддерживает напряжение в пределах 13,5…14,5 В независимо от тока нагрузки и частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Другие статьи по элементам системы зажигания

Автоматические регуляторы напряжения генераторов | Информация об оборудовании ЛитЭнерго

Автоматические регуляторы напряжения (AVR) – устройства, предназначенные для обеспечения стабильных показателей выходного напряжения при изменяющихся нагрузках и условиях эксплуатации. Они надежно защищают потребителей электроэнергии от скачков напряжения, которые происходят при изменении частоты вращения ротора генератора, температуры окружающей среды, количества потребителей. Регуляторы напряжения всегда присутствуют в конструкциях бесщеточных генераторов.

Назначение

Щеточные генераторы отличаются сложной конструкцией, в которой имеются статор, ротор, угольные щетки. В мощных генераторных установках в основном используются бесщеточные синхронные генераторы (СГ), в которых для запитывания обмотки возбуждения (ОВ) и стабилизации вырабатываемого напряжения ранее применялись различные устройства. Сегодня наиболее популярны электронные автоматические регуляторы. Автоматический регулятор адаптивно регулирует ток, направляемый в обмотку возбуждения синхронного генератора, благодаря чему на выходе генераторной установки (ГУ) выдается напряжение со стабильными параметрами. Регуляторы AVR также защищают генераторы от перегрузок и минимально допустимого снижения частоты. Электронные регуляторы позволяют совместно эксплуатировать несколько СГ сходной мощности, соединяемых между собой параллельно. Автоматический регулятор напряжения AVR в бесщеточных генераторах является одним из наиболее важных компонентов, от качества функционирования которого зависит качество работы всей системы.

Принцип действия AVR

AVR – конструктивно сложный блок, подключаемый к обмотке возбуждения и основной обмотке статора, который обеспечивает качественное функционирование ГУ и запитанных от нее электроприборов, благодаря:

• контролю частоты выходного тока;
• при критически низкой частоте – снижению или полному выключению подачи напряжения на обмотку возбуждения;
• при плановой или аварийной остановке генератора – обесточиванию ОВ.

Критически низким порогом частоты, при котором прекращается питание обмотки возбуждения, в заводских настройках обычно устанавливается значение в 45 Гц. Нормальное отклонение выходного напряжения от номинального значения – до 5 %. Автоматический регулятор работает следующим образом – он адаптивно изменяет значение тока (увеличивает его или уменьшает) в обмотке возбуждения, что позволяет:

• стабилизировать величину напряжения на выходе до требуемой величины;
• свести к минимуму колебания параметров тока, вырабатываемого генераторной установкой в рабочем режиме;
• оперативно достигнуть требуемых характеристик тока после запуска генератора;
• перевести генераторную установку с одного рабочего режима на другой с плавным изменением напряжения;
• корректно отключить генератор в нештатной ситуации;
• подключить параллельно к генератору другое энергетическое оборудование.

При сходном принципе работы автоматические регуляторы напряжения, выпущенные разными производителями, существенно отличаются друг от друга внешним и схемотехническим решением. AVR производят для работы с определенными моделями генераторов или они могут иметь универсальное исполнение. Ранее регуляторы представляли собой автономные устройства, помещаемые в корпус. Сегодня чаще всего их выпускают в виде платы, которая устанавливается в блок возбуждения генератора. Вся электросхема на регуляторе при этом заливается специальной смолой – компаундом, что защищает АРН от выхода из строя от вибрации, а так же защищает его детали от воздействий повышенной влажности и пыли. Техническая реализация По своей конструкции AVR разделяют на следующие типы:

• Аналоговые
• Цифровые

Параметры выбора AVR

От правильности выбора модели AVR зависит сохранность электрооборудования, запитанного от генератора, и самой ГУ. При покупке подходящего автоматического регулятора напряжения для конкретной области применения учитывают:

• по числу контролируемых фаз – однофазные и трехфазные.
• максимальное значение тока.
• эксплуатационные условия.
• По напряжению на входе питания.
• По напряжению на выходе возбуждения.

Популярные модели AVR и области их применения

Производители предлагают широкий перечень моделей AVR и их модификаций, используемых в различных областях. Наиболее популярные: — SX460 — SX440 — R438 — R450 — M16FA655A — DSR — BL4U И  другие

Работа регулятора напряжения / ВАЗ 2101 / устройство ВАЗ

• 1. Термокомгюнмруюший резистор;
• 2. Дополнительные резисторы:
• 3. Дроссель:
• 4. Стойка с нижним контактом регулятора напряжения,
• 5. Стойка г. верхним контактом регулятора напряжения:
• 6. Пилотка регулятора напряжения;
• 7. Якорь регулятора напряжения;
• 8. Крышка регулятора напряжения;
• 9. Ярмо регулятора напряжения:
• 10. Основание регулятора напряжения;
• 11. Аккумуляторная батарея;
• 12. Выпрямитель генератора;
• 13. Генератор;
• 14. Обмотка статора генератора:
• 15. Обмотка ротора генератора;
• 16. Регулятор напряжения:
• 17. Выключатель зажигания;
• 18. Блок предохранителей;
• 19. Контрольная лампа заряда аккумуляторной батареи:
• 20. Реле контрольной лампы заряда аккумуляторной батареи;
• 21. I.Регулятор напряжения РР-380;
• 22. II.Работа при малой частоте вращения ротора генератора;
• 23. III.Работа при средней и высокой частоте вращения ротора генератора.

Регулятор напряжения Техническая характеристика Регулируемое напряжение при 50 С, В на второй ступени 140.3 на первой ступени ниже, чем на второй на 0, 7 В Термокомпенсирующий резистор 19 Ом. 6 Вт Дополнительный резистор 5, 5 Ом. 25 Вт Для регулирования напряжения в бортовой сети автомобиля применяется вибрационный двухступенчатый регулятор напряжения типа РР-380. Он установлен в отсеке двигателя на верхней части брызговика левого колеса. Напряжение, вырабатываемое генератором в основном зависит от частоты вращения ротора генератора. Поскольку генератор приводится от двигателя, работающего на различных скоростных режимах, то частота вращения ротора, а следовательно, и напряжение генератора тоже могут изменяться в значительных пределах. Если не принять защитных мер, то при высокой частоте вращения *<тора генератора напряжение в бортовой сети автомобиля может быть значительно выше номинального, что приведет к повреждению всех потребителей электроэнергии. Поэтому, чтобы обеспечить нормальную работу электрооборудования и необходимый режим зарядки аккумуляторной батареи, применяют регулятор напряжения. Он поддерживает напряжение, вырабатываемое генератором, на постоянном уровне (1314 В) в широком диапазоне частот вращения ротора генератора. В запасные части поступает еще бесконтактный электронный регулятор напряжения типа 121.3702. Он может устанавливаться вместо регулятора РР-380 без каких-либо переделок в схеме электрооборудования автомобиля. Регулятор 121.3702 поддерживает напряжение на уровне 13, 4 -14, 6 В в широком диапазоне частот вращения ротора генератора и при температурах от -40 до +80 С. Регулятор напряжения представляет собой электромагнитное реле. Как у каждого реле такого типа, у него есть магнитная система, состоящая из цилиндрического сердечника и U-образного ярма 9, катушка с обмоткой 6 на пластмассовом каркасе, якорь 7 с подвижным контактом и две стойки 4 и 5 с неподвижными контактами. Стойки прикреплены к ярму винтом с гайкой и изолированы от него и между собой пластмассовыми прокладками. Пазы в стойках позволяют передвигать их верх и вниз при регулировке регулятора. Верхний и нижний контакты якоря в сочетании с контактами стоек образуют две пары контактов верхнюю и нижнюю. Пружиной якорь прижат к контакту верхней стойки, т.е. верхняя пара контактов является нормально замкнутой. Подгибая нижний кронштейн пружины, можно изменять ее натяжение и этим регулировать величину напряжения, при котором будет размыкаться верхняя пара контактов. Размыканием и замыканием верхней пары контактов обеспечивается первая ступень регулирования, а замыканием и размыканием нижней пары контактов — вторая ступень регулирования. Ярмо с сердечником установлены на стальном штампованном основании 10 на пластмассовой прокладка. Под основанием на изоляционной прокладке находятся термокомпенсирующий 1 и два включенных параллельно дополнительных резистора 2 с общим сопротивлением 5.5 Ом. Резисторы намотаны нихромовой проволокой на шнуре из стекловолокна, пропитанном кремнийорганическим лаком. Нижняя изоляционная прокладка является одновременно корпусом штепсельного разъема, в котором находятся штекеры ’15» и «87». Дроссель 3 служит для уменьшения искрения между верхней парой контактов при работе регулятора. Он представляет собой катушку из медного проводам намотанного на пластмассовом каркасе. В катушку вставлен стальной сердечник, который одновременно является проводником тока от штекера «15» к стоике 5. Для бесперебойной работы регулятора необходимо, чтобы его внутренняя полость была надежно изолирована от окружающей среды. попадание под крышку влаги и различных веществ приводит к загрязнение пригоранию контактов и нарушению нормальной работы регулятора. Поэтому сверху регулятор плотно закрыт стальной крышкой 8 с прокладкой из полиуретана. а применяемые в нем материалы проверены на отсутствие газовыделения. Реле контрольной лампы заряда аккумуляторной батареи Техническая характеристика Напряжение размыкания контактов’, В .—.—-.5.310, 4 Напряжение замыкания контактов’, В Сопротивление обмотки при 20 С. Ом g&* При*25+5 С. Реле 20 типа РС-702 предназначено для включения контрольной пампы в комбинации приборов. когда напряжение генератора недостаточно для заряда аккумуляторной батареи. Реле установлено в моторном отсеке на верхней части брызговика правого колеса. Реле состоит из ярма, стального сердечника с обмоткой, якоря и стойки с неподвижным контактом. Ярмо с сердечником и стойка установлены на гетянаксовом основании. Якорь крепится к полке ярма с помощью пружинной стальной пластины, которой контакт якоря прижимается к контакту стойки, и поэтому контакты репе являются нормально замкнутыми. Работа системы генератора В работе системы генератора можно выделить три режима: работа при малой средней и высокой частоте вращения ротора генератора. 1 режим. Это режим пуска двигателя, когда он еще не работает или прокручивается стартером с малой частотой вращения коленчатого вала. В этом случае генератор или еще не развивает напряжение или оно меньше напряжения аккумуляторной батареи, и все потребители питаются от аккумуляторной батареи. На этом режиме после включения зажигания в цепи обмотки возбуждения генератора протекает ток, замыкающийся по пути: «плюс» аккумуляторной батареи — зажим «Зб» генератора — контакты «30/1» и ‘IS’ выключателя зажигания 17 — предохранитель «10′ — штекер ’15’, сердечник дросселя 3. замкнутые верхние контакты, якорь, ярмо. штекер регулятора — штекер «67′ генератора — обмотка возбуждения генератора — ‘масса» — «минус» аккумуляторной батареи. Протекающий по обмотке возбуждения ток создает магнитный поток, который при вращении ротора генератора пересекает витки обмотки статора генератора и создает в них электродвижущую силу. Одновременно через обмотку 6 регулятора напряжения протекает ток, замыкающийся по пути: от «плюса» аккумуляторном батареи до штекера «15» регуляторы напряжения, как описано выше, а затем термокомпенсирующий резистор 1 обмотка регулятора — «масса’ — «минус» аккумуляторной батареи. 1Этот ток создает магнитное притяжение якоря регулятора к сердечнику, но еще не настолько сильное, чтобы притянуть якорь к сердечнику и разомкнуть верхнюю пару контактов регулятора напряжения. После включении зажигания загорается контрольная лампа 19 заряда аккумуляторной батареи. Ток, питающий ее, замыкается по пути: «плюс» аккумуляторной батареи — контакты «30/1» и «15» выключателя зажигания предохранитель «9» — штекер «87». нормально замкнутые контакты, ярмо, штекер «30/51» реле 20 — контрольная лампа 19 — «масса» — «минус* аккумуляторной батареи. Лампа f9 горит, сигнализируя о том. что все потребители питаются от аккумуляторной батареи. И режим. После пуска двигателя выпрямленное напряжение генератора превышает напряжение аккумуляторной батареи. Обмотка возбуждения генератора и обмотка регулятора напряжения питаются от генератора. При этом ток идет не от клеммы «плюс» аккумуляторной батареи, а от зажима «30» генератора и замыкается через «массу» на выпрямитель генератора. Аккумуляторная батарея заряжается. Под действием выпрямленного фазного напряжения через обмотку реле 20 протекает ток замыкающийся по пути: зажим «30′ генератора — контакты «30/1″ и ’15» выключателя зажигания — предохранитель »9″ — штоке* ’86», обмотка, штекер «85» реле — штекер вывода нулевой точки обмотки статора генератора (штекер без маркировки) выпрямитель генератора. Когда выпрямленное фазное напряжение достигает 5.3- 5, 7 В, якорь реле притягивается к сердечнику, контакты реле размыкаются и лампа гаснет, сигнализируя о том, что выпрямленное напряжение генератора стало больше напряжения аккумуляторной батареи и что генератор начал заряжать батарею и питать потребителей. При возрастании частоты вращения ротора генератора напряжение увеличивается и, когда оно достигнет 13, 2-14.3 В, вступает в действие первая ступень регулирования на первой паре контактов регулятора напряжения. Сила тока через обмотку регулятора возрастает настолько, что магнитное усилие преодолевает натяжение пружины и якорь 7 притягивается к сердечнику. При этом верхняя пара контактов размыкается, в цепь обмотки возбуждения включаются дополнительные резисторы 2. и ток через обмотку возбуждения замыкается по пути: зажим «30» генератора — контакты «ЗОЛ» и «15» выключателя зажигания предохранитель «10» штекер «15′ регулятора. дроссель 3, дополнительные резисторы 2, штекер «67» регулятора — обмотка возбуждения генератора. Включение дополнительных резисторов в цепь обмотки возбуждения уменьшает силу тока в ней, а это приводит к снижению электродвижущей силы в обмотке статора генератора и напряжение генератора падает. Соответственно уменьшается сила тока через обмотку регулятора и Магнитное притяжение якоря к сердечнику. Пружина оттягивает якорь в исходное положение, верхние контакты регулятора замыкаются, напряжение генератора повышается, и описанный цикл повторяется. Ь момент размыкания верхней пары контактов в связи с уменьшением силы тока через обмотку возбуждения в ней индуктируется ЭДС самоиндукции. которая стремится поддержать уменьшающийся ток и вызывает искрение между размыкающимися контактами Но при размыкании контактов в цепь обмотки возбуждения включается дроссель 3. Нарастающий ток в обмотке дросселя создает вокруг сердечника нарастающий магнитный поток. Он пересекает витки дросселя и индуктирует в них ЭДС самоиндукции, направленную навстречу ЭДС самоиндукции обмотки возбуждения. Число витков дросселя подобрано так, что обе ЭДС примерно равны, взаимно компенсируют друг друга, и поэтому искрообразование между контактами значительно уменьшается. Замыкание и размыкание верхней пары контактов происходит с частотой 25 -250 раз в секунду, и напряжение генератора на выходе выпрямителя с такой же частотой то повышается, то понижается. Благодаря высокой частоте размыкания и замыкания контактов, колебания напряжения незаметно, и можно считать его практически постоянным, поддерживаемым на уровне 13 -14 В. С дальнейшим увеличением частоты вращения ротора генератора время разомкнутого состояния контактов увеличивается, а время замкнутого состояния уменьшается. Благодаря этому среднее напряжение на выходе выпрямителя генератора повышается незначительно. III режим. Мри высокой частоте вращения ротора генератора первая ступень регулирования (на верхней паре контактов) уже не обеспечивает поддержания напряжения на уровне 14 В, так как дополнительные резисторы имеют сравнительно малую величину сопротивления (5, 5 Ом). Напряжение генератора повышается до 13, 9-14, 5 В, и якорь притягивается к сердечнику до замыкания нижней пары контактов. При этом оба конца обмотки возбуждения оказываются замкнутыми на «массу» следующим образом: «масса*, обмотка возбуждения — штекер «67» генератора — штекер «67», ярмо, якорь, замкнутая нижняя пара контактов, «масса» регулятора. Ток в обмотке возбуждения резко падает до нуля, и напряжение генератора также резко уменьшается. Это приводит к уменьшению силы тока в обмотке регулятора и снижению магнитного притяжения якоря к сердечнику. Пружина оттягивает якорь от сердечника, нижние контакты размыкаются, и описанный процесс повторяется снова с частотой 8*100 раз в секунду. Температурная компенсация. При работе двигателя температура регулятора повышается как от нагрева его обмотки и резисторов, так и от увеличения температуры в моторном отсеке. Следовательно, возрастает сопротивление медного провода обмотки регулятора. уменьшается протекающий по ней ток и требуется большее напряжение, чтобы разомкнуть верхние контакты и замкнуть нижние. Чтобы регулируемое напряжение не изменялось при колебаниях температуры окружающей среды и регулятора, в нем предусмотрено два вида температурной компенсации. Первый — это включение последовательно с обмоткой 6 термокомпенсационного резистора . выполненного из нихрома с малым температурным коэффициентом сопротивления Таким образом, сопротивление в цепи обмотки регулятора складывается из сопротивления обмотки (8, 7 Ом) и термокомпенсирующего резистора (19 Ом) и составляет в сумме 27, * Ом. При нагревании регулятора от 20 до 80 С сопротивление обмотки возрастает с 8, 7 до 10, 8 Ом, т.е. на 26 /о, а резистора увеличивается с 19 до 19.3 Ом, т.е. на 1, 8 /о. Суммарное же сопротивление в цепи обмотки увеличивается с 27, 7 до 30, 1 Ом, т.е. только на 8.7 /о. В таком же процентном отношении будет возрастать и регулируемое напряжение, (следовательно, включение термокомпенсирующего резистора позволяет уменьшить изменение сопротивления в цепи обмотки регулятора с 26 /о (без резистора 1) до 8.7 /о (с резистором 1), но полностью не устраняет повышения напряжения. Поэтому в регуляторе предусмотрен еще и второй вид температурной компенсации — якорь прикреплен к ярму с помощью биметаллической пластинки, состоящей из двух сваренных между собой пластин из разных сплавов. Один сплав обладает низким температурным коэффициентом линейного расширения и образует пассивную сторону биметаллической пластинки. Активную часть пластинки образует сплав с большим коэффициентом линейного расширения. Пассивной стороной биметаллическая пластинка обращена вниз, к сердечнику регулятора. При нагревании пластинка стремится изогнуться в сторону сердечника и создает сипу, противодействующую пружине, оттягивающей якорь от сердечника. Чем больше температура, тем больше противодействие пружине. тем при меньшей силе тока в обмотке регулятора якорь может притянуться к сердечнику. Этим устраняется повышение напряжения из-за увеличения сопротивления обмотки, и величина регулируемого напряжения сохраняется постоянной независимо от температуры регулятора. Работа регулятора напряжения 121 3702 состоит в отключении обмотки выше 13.4- 14, 6 В. и включении ее, если напряжение падает ниже этого предела. Это обеспечивается за счет запирания и отпирания мощного транзистора в схеме регулятора. Отключение и включение обмотки происходит с высокой частотой, и поэтому колебаний напряжения генератора практически незаметно.

Стабилизатор напряжения

: типы, работа и применение

Стабилизатор напряжения — это часть устройства электропитания, которая при любых условиях эксплуатации обеспечивает стабильную и непрерывную подачу напряжения. Во время изменений мощности и разницы нагрузок он контролирует напряжение. Помимо постоянного напряжения, он контролирует переменный ток. В этом блоге мы более подробно рассмотрим идею регулятора напряжения и его различные формы, а также подробно остановимся на общих микросхемах стабилизаторов напряжения и их распространенных реализациях!

Каталог

Ⅰ Что такое регулятор напряжения?

Блок питания электронного устройства преобразует входную мощность в желаемую форму (AC-DC или DC-AC) и желаемые характеристики напряжения / тока.Стабилизатор напряжения является частью блока питания, который при любых условиях эксплуатации обеспечивает стабильную и непрерывную подачу напряжения. Во время изменений мощности и разницы нагрузок он контролирует напряжение. Помимо постоянного напряжения, он контролирует переменный ток.

Обычно регулятор напряжения принимает более высокое входное напряжение и выдает более низкое выходное напряжение, которое является более стабильным. Их вторичное использование также заключается в защите схемы от потенциально опасных скачков напряжения.

Оба электрических прибора, т.е.е. напряжение и ток предназначены для работы при фиксированных номинальных мощностях. Хотя потребление тока является динамическим и зависит от нагрузки устройства, для правильной работы устройства напряжение питания устанавливается и предпочтительно постоянное. Задача регулятора напряжения — поддерживать оптимальное напряжение, необходимое для системы. У них обоих есть регуляторы напряжения для вашего ноутбука, сетевой адаптер и кофеварка.

Ⅱ Принцип работы регуляторов напряжения

Регулятор напряжения — это схема, которая, независимо от изменений входного напряжения или условий нагрузки, создает и поддерживает заданное выходное напряжение.

Аккумулятор в вашем автомобиле, который питается от генератора, розетка в вашем доме, которая обеспечивает всю необходимую вам энергию, мобильный телефон, который у вас, вероятно, есть под рукой каждую минуту дня, — все это требует определенного напряжения для работать. Колеблющиеся выходы, скачкообразные от +2 В, приведут к тому, что ваши зарядные устройства будут работать неэффективно и, вероятно, даже повредить их. Колебания напряжения могут происходить по ряду причин: состояние электросети, выключение и включение других приборов, время суток, влияние окружающей среды и т. Д.Присоединяйтесь к регулятору напряжения из-за необходимости стабильного, непрерывного напряжения.

Регуляторы напряжения (VR) регулируют напряжения в диапазоне, который согласуется с другими электрическими элементами источника питания. Хотя регуляторы напряжения обычно используются для преобразования постоянного / постоянного тока, некоторые из них могут также преобразовывать переменный / переменный или переменный / постоянный ток. Стабилизаторы постоянного / постоянного напряжения будут предметом данного отчета.

Ⅲ Типы регуляторов напряжения

Регуляторы напряжения, используемые в электронных низковольтных системах, обычно представляют собой интегральные схемы.Центры распределения электроэнергии используют более современные и более широкие с точки зрения механики регуляторы напряжения, которые поставляют электроэнергию переменного тока бытовым и промышленным потребителям для поддержания номинального напряжения 110 В (стандарты США для домашних хозяйств) независимо от потребностей потребления в регионе.

Регуляторы напряжения могут использоваться в интегральных схемах, электромеханических системах или твердотельных автоматических регуляторах, в зависимости от физической конфигурации. Линейные и импульсные регуляторы являются наиболее общей классификацией активных регуляторов напряжения (использующих компоненты усилителя, такие как транзисторы или операционные усилители).

Простые системы на основе транзисторов, которые обычно выпускаются как ИС, представляют собой линейные регуляторы. Для регулирования выходного напряжения относительно опорного напряжения в их внутренней схеме используются дифференциальные усилители. Заданный выход или регулируемое управление могут применяться линейными регуляторами напряжения. В настоящее время им требуется входной ток, равный выходному току.

Импульсные регуляторы переключают серию высокочастотного оборудования ВКЛ / ВЫКЛ, изменяя рабочий цикл напряжения, выдаваемого на выходе.Понижающий, повышающий и понижающий-повышающий — их традиционные топологии. Во время понижения напряжения понижающие преобразователи более эффективны, а также могут увеличивать выходной ток. Повышающие преобразователи повышают выходное напряжение до уровня, превышающего входное, например, TPS6125 от Texas Instruments (TI).

Интегральные схемы линейного регулятора напряжения

Для выхода положительного и отрицательного напряжения наиболее распространенными ИС линейного стабилизированного постоянного напряжения, используемыми в электронных схемах, являются серии 78XX и 79XX.XX обозначает выходное напряжение от 2,5 В до 35 В, способное выдерживать ток до 2 А. Доступны в упаковке для поверхностного монтажа, ТО-3 и ТО-220. У них есть три контакта для подключения, вход, типичный GND и контакт для выхода. Часто в продаже имеются регуляторы напряжения.

LM7805

STMicroelectronics LM7805 обеспечивает выходное напряжение +5 В и клемму GND, а TI LM7912 обеспечивает выходное напряжение -12 В. Что касается клеммы GND, отрицательные напряжения являются лишь относительным сравнением.

Линейные регуляторы напряжения с очень низким уровнем электромагнитных помех и быстрой реакцией на колебания напряжения представляют собой недорогие и простые в использовании ИС. Хотя они полезны для базовых приложений, их использование имеет ряд недостатков.

Схема семейства микросхем LM317

Постоянное и номинальное выходное напряжение может быть выдано микросхемами 78XX и 79XX только в том случае, если входное напряжение не менее 2,5 В или выше выходного напряжения. Во-первых, если он питается от литий-ионной батареи 9 В, вы не можете получить выход 9 В от микросхемы LM7809.

Падение напряжения происходит из-за того, что эти ИС эффективно работают как псевдорезисторы и, как тепло, высвобождают дополнительную входную мощность батареи. Это неэффективно, и при использовании радиаторов или вентиляторов необходимо отводить тепло. Чтобы поддерживать надежные уровни температуры, высоковольтные сильноточные ИС требуют больших радиаторов или постоянного использования вентилятора. Высокие входные напряжения имеют очень низкую производительность — 20% для низких выходов, таких как вход 24 В на LM7805.

LM317 — это линейный регулируемый регулятор напряжения постоянного тока, который позволяет изменять выходное напряжение с помощью резисторов на основе концепции внешнего делителя напряжения R1 / R2.Он прост в использовании и, как показано, требует двух резисторов. В диапазоне положительного напряжения от 1,25 В до 37 В он может обеспечивать ток до 1,5 А. Другие версии семейства LM317 IC, LM317L и LM317M, обеспечивают ток 100 мА и 500 мА соответственно.

Ⅳ Основные параметры регулятора напряжения IC

Входное напряжение, выходное напряжение и выходной ток — это некоторые из важных параметров, которые следует помнить при использовании регулятора напряжения. Чтобы решить, какая топология VR соответствует ИС потребителя, используются эти параметры.

В зависимости от приложения могут быть важны другие параметры, включая ток покоя, частоту переключения, тепловое сопротивление и напряжение обратной связи.

Ток покоя имеет решающее значение, когда выход является приоритетным в режимах малой нагрузки или ожидания. Максимальное увеличение частоты коммутации помогает решениям с меньшими размерами устройств, поскольку частота коммутации рассматривается как параметр.

Кроме того, тепловое сопротивление важно для отвода тепла от устройства и его рассеивания по системе.Если в контроллере используется внутренний полевой МОП-транзистор, все потери (проводящие и динамические) рассеиваются в корпусе и должны приниматься во внимание при определении оптимальной температуры ИС.

Еще одним важным параметром для анализа является напряжение обратной связи, поскольку оно определяет минимальное выходное напряжение, которое может выдержать регулятор напряжения. Нормально смотреть на параметры сравнения напряжений. Это ограничивает более низкое выходное напряжение, специфика которого влияет на точность управления выходным напряжением.

Ⅴ Применение регуляторов напряжения

Для питания датчиков, операционных усилителей и других электронных модулей, требующих обоих напряжений, регуляторы положительного и отрицательного напряжения могут использоваться вместе.

Используя выход LM7805 на выводе 5 В, можно управлять всеми популярными производственными платами микроконтроллеров, такими как платы Arduino и Raspberry Pi. Платы Arduino также имеют встроенный стабилизатор напряжения с малым падением напряжения для регулирования мощности, поступающей от цилиндрического разъема или Vin, например, NCP1117S от On Semiconductor.

Одним из важнейших элементов электрической схемы являются регуляторы напряжения. Они несут ответственность за его безопасную и надежную работу. Стабилизаторы сверхвысокого напряжения используют сильноточные электрические цепи в промышленных условиях на тяжелом оборудовании с высокой номинальной мощностью.

Ⅵ Ограничения регуляторов напряжения

Одним из основных недостатков линейных регуляторов является то, что они могут быть ненадежными, поскольку в некоторых случаях использования они рассеивают большое количество электроэнергии.Падение напряжения линейного регулятора равно падению напряжения на резисторе. Например, между клеммами есть падение 2 В при входном напряжении 5 В и выходном напряжении 3 В, а производительность ограничена 3 В / 5 В (60 процентов). Это означает, что для приложений с более низкими дифференциалами VIN / VOUT лучше подходят линейные регуляторы.

Поскольку использование более высоких входных напряжений приводит к значительному рассеиванию мощности, которое может привести к перегреву и разрушению устройств, важно помнить приблизительное рассеивание мощности линейного регулятора в рабочем состоянии.

По сравнению с импульсными регуляторами, которые часто обеспечивают повышающее (повышающее) и понижающее / повышающее преобразование, другим недостатком линейных регуляторов напряжения является то, что они способны только на понижающее (понижающее) преобразование.

Импульсные регуляторы очень эффективны, но некоторые ограничения включают в себя то, что они обычно менее рентабельны, чем линейные регуляторы, больше по размеру, более сложны и, если их внешние компоненты не выбраны должным образом, они могут производить больше шума. Для конкретного приложения шум может быть очень критичным, поскольку шум может влиять на работу и эффективность схемы, а также на характеристики электромагнитных помех.

Что такое регулятор напряжения? Определение, типы и работа регулятора напряжения

Определение : Регулятор напряжения — это устройство, которое поддерживает постоянное выходное напряжение постоянного тока независимо от изменений входного напряжения или условий нагрузки. Пульсирующее напряжение переменного тока , которое не удаляется фильтрами, также отклоняется регуляторами напряжения .

Комбинации элементов, присутствующие в конструкции регулятора напряжения, обеспечивают постоянное выходное напряжение с переменным входным питанием.

Когда возникает потребность в стабильном и надежном выходном напряжении , тогда наиболее предпочтительными схемами являются регуляторы напряжения.

Регуляторы напряжения также отображают защитные функции , такие как защита от перенапряжения, защита от короткого замыкания, тепловое отключение, ограничение тока и т. Д. Это может быть линейный регулятор или импульсный регулятор, но самый простой и доступный тип регулятора напряжения — линейный.

Рассмотрим принципиальную схему стабилизатора напряжения на стабилитроне-

.

Стабилитрон используется в качестве стабилизатора напряжения , который обеспечивает постоянное напряжение от источника, напряжение которого существенно меняется.

Как видно из рисунка выше, в начале цепи установлен резистор. Чтобы ограничить обратный ток через диод до более безопасного резистора, в цепи используется R _s .

Напряжение источника V _s и резистор R _s выбраны так, чтобы диод работал в области пробоя. Напряжение на R _L известно как напряжение стабилитрона V _z , а ток диода известен как I _z .

На нагрузке R _L поддерживается установившееся напряжение, поскольку колебаний выходного напряжения поглощаются резистором R _s . Входное напряжение, изменения которого необходимо регулировать, включает стабилитрон в обратном состоянии.

Диод не проводит ток, если напряжение на R _L не меньше напряжения пробоя стабилитрона V _z , а R _s и R _L составляют делитель потенциала на V _s .

При увеличении напряжения питания V _s падение напряжения на R _L будет больше по сравнению с напряжением пробоя стабилитрона. Таким образом, заставляя стабилитрон проводить в области его пробоя.

Ток стабилитрона I _z ограничен резистором серии R _s из-за превышения номинального максимального значения I _zmax .

Ток через R _S подается от источника. Ток разделяется на Iz и I _L на стыке-

Напряжение на стабилитроне V _z остается постоянным до тех пор, пока он не работает в области пробоя, поскольку ток стабилитрона I _D может значительно изменяться.

Если здесь входное напряжение увеличивается, ток через диод и нагрузку увеличивается. По мере того, как сопротивление на диоде уменьшается, через диод будет протекать больший ток.

В результате падение напряжения на R _s будет больше, поэтому напряжение на выходе будет иметь значение, близкое к входному или питающему напряжению.

Следовательно, мы можем сказать, что стабилитрон поддерживает равномерное напряжение на нагрузке, если только напряжение питания не превышает напряжение стабилитрона .

Дискретный транзисторный регулятор напряжения

Если говорить о транзисторных регуляторах напряжения, то в основном это 2 типа —

.

Используя любой из вышеупомянутых типов, мы можем получить постоянное выходное напряжение постоянного тока заданного значения. Это значение не зависит от изменения напряжения питания или нагрузки на выходе.

Давайте теперь подробно обсудим каждый тип —

Регулятор напряжения серии

На рисунке ниже показана блок-схема последовательного регулятора напряжения

.

Здесь величина входа, на который поступает выходное напряжение, регулируется последовательными элементами управления.Схема, которая измеряет выходное напряжение, обеспечивает обратную связь, которая сравнивается с опорным напряжением.

В случае, если напряжение на выходе увеличивается на , компаратор отправляет управляющий сигнал на элемент управления так, как , чтобы уменьшить величину выхода . Точно так же, если выходное напряжение уменьшается, компаратор отправляет управляющий сигнал, чтобы величина выходного сигнала могла быть увеличена до желаемого уровня.

Работа транзисторного последовательного регулятора напряжения

Он также известен как регулятор напряжения с эмиттерным повторителем .На схеме ниже показан простой последовательный стабилизатор напряжения, который сформирован с использованием NPN-транзистора и стабилитрона.

В приведенной выше схеме выводы коллектора и эмиттера транзистора включены последовательно с нагрузкой, поэтому его называют последовательным стабилизатором. Транзистор Q известен как проходной транзистор серии .

Когда на входную клемму подается питание постоянного тока, на нагрузочном резисторе R _L появляется регулируемое выходное напряжение. Транзистор, используемый в схеме, служит переменным сопротивлением, а стабилитрон подает опорное напряжение.

Его работа основана на том принципе, что на входе транзистора возникают большие колебания, поэтому выходное напряжение имеет тенденцию быть постоянным.

Здесь V _out = V _z — V _BE

Базовое напряжение остается почти постоянным, значение которого примерно равно напряжению на стабилитроне V _z .

Двигаясь дальше, рассмотрим случай, когда выходное напряжение увеличивается из-за увеличения напряжения питания.Это увеличение V _из приведет к уменьшению V _BE , поскольку V _z зафиксирован на определенном уровне.

Это уменьшение V _BE автоматически снижает проводимость. Из-за этого увеличивается сопротивление коллектор-эмиттер R _CE , что приводит к увеличению V _CE , что в конечном итоге снижает выходное напряжение.

А теперь как насчет влияния изменения нагрузки на выходное напряжение.

Предположим, что значение нагрузочного резистора R _L уменьшается, в результате чего ток через него увеличивается.В таком состоянии V _out начинает уменьшаться, в результате чего V _BE увеличивается. В конечном итоге уровень проводимости транзистора увеличивается, что снижает R _CE .

Это уменьшение сопротивления немного увеличивает ток, что компенсирует уменьшение R _L .

Таким образом, выходное напряжение остается постоянным, поскольку оно равно I _L R _L .

Ограничения

1. При комнатной температуре поддержание абсолютно постоянного выходного напряжения затруднено, поскольку повышение температуры в помещении автоматически вызовет уменьшение V _BE и V _Z.
2. Хорошее регулирование не достигается при большом токе.

Шунтирующий регулятор напряжения

Блок-схема шунтирующего регулятора напряжения представлена ​​ниже —

В этом типе регулятора напряжения, чтобы обеспечить адекватное регулирование , ток отводится от нагрузки . Для поддержания постоянного тока с помощью элемента управления часть тока отводится от нагрузки.

Предположим, что при изменении нагрузки происходит изменение выходного напряжения.Таким образом, сигнал обратной связи отправляется в схему компаратора, которая обеспечивает управляющий сигнал для изменения величины тока, шунтируемого от нагрузки.

Работа транзисторного шунтирующего стабилизатора напряжения

Взглянем на электрическую схему шунтирующего стабилизатора напряжения —

Здесь R _SE подключен последовательно с источником питания, а транзистор подключен к выходу. Напряжение питания снижается из-за падения на R _SE , это снижение напряжения зависит от тока, подаваемого на R _L .

V _выход = V _z + V _BE

В _выход = В _вход — IR _SE

Предположим, что входное напряжение увеличивается, что вызывает повышение V _из и V _BE , что приводит к увеличению I _B и I _C . Таким образом, с этим увеличением напряжения питания увеличивается ток питания I, что создает большее падение напряжения на R _SE , тем самым уменьшая выходное напряжение.Таким образом, выходное напряжение остается практически постоянным.

Ограничения

1. Это заставляет большую часть тока течь через транзистор, а не загружать.
2. Защита от перенапряжения иногда является проблемой в цепях такого типа.

Приложения

Они используются в блоках питания компьютеров , где они регулируют напряжение постоянного тока. В распределительной системе регуляторы напряжения используются вдоль распределительных линий, чтобы обеспечить постоянное напряжение потребителям.

Описание и работа регулятора напряжения

Ⅰ Введение

Большинству интегрированных ИС требуется постоянное напряжение, с которым они могут работать. У них есть собственное рабочее напряжение, будь то простой логический вентиль или сложный микропроцессор. 3,3 В, 5 В и 12 В являются наиболее распространенными рабочими напряжениями. Хотя у нас есть батареи и адаптеры постоянного тока, которые могут служить источником напряжения, поскольку напряжение от них не контролируется, большую часть времени они не могут быть напрямую связаны с нашей схемой.

Скажем, у нас есть батарея на 9 В, но нам нужно активировать реле на 5 В, которое, очевидно, работает с 5 В. Что мы здесь делаем?

Каталог

Ⅱ Определение и использование регулятора напряжения

Вы помните школьные годы, когда нам сказали, что напряжение падает на резисторах. Разве не было бы простым решением использовать только резисторы в соответствии с законом Ома для понижения напряжения? Но затем, в зависимости от протекающего через них тока, резисторы уменьшают напряжение. В тот момент, когда ваша деталь начинает потреблять меньше тока, она выстреливает и разрушает напряжение.

Вам нужно что-то получше; напряжение хоть немного, не зависит от тока нагрузки. Делитель напряжения — это следующий самый простой ремонт, который приходит в голову. Это включает в себя два резистора, но они также могут работать, если их можно втиснуть. Еще одна неприятная проблема — в тот момент, когда ваша часть начинает потреблять такой большой ток, делитель проседает на выходе — верхний резистор не может справиться с текущим потреблением . Теперь вы действительно начинаете жалеть, что слышали об этом в школе. Уменьшая номиналы резисторов, вы можете решить эту проблему, но это заставит два резистора потреблять слишком большой ток, что может разрушить ваш текущий бюджет и стать слишком горячим с непосредственным риском отказа.

Что еще можно было сделать? Усиливающий! Вам, конечно, пришлось потратить часы лекций на это. Почему бы не добавить в качестве повторителя напряжения NPN-транзистор? Смещение делителя напряжения можно было подключить к основанию, вход шины 12 В к коллектору, а выход к эмиттерной части, и бинго, вы решили проблему.

Ремонт, конечно же, работает, но оставляет неприятное ощущение — вы использовали три детали и при проверке обнаруживаете, что ошибки идеально повторяются в производительности в шине питания 12 В.Это, конечно, усилитель, и у него нет интеллекта, чтобы компенсировать себя. Вы можете заменить нижний резистор делителя напряжения на стабилитрон, но ток, необходимый для правильного смещения стабилитрона (против таких вещей, как температурные коэффициенты и дрейф), почти равен потреблению вашей части, что бессмысленно.

Нет более легкого способа, чтобы это произошло? Разве нет волшебного черного ящика, содержащего что-нибудь, что нужно для эффективного падения напряжения? Подобные циклы стресса (включая меня) повлияли на миллионы EEE по всему миру.Конечно, не все проблемы связаны с падением напряжения, но лаборатории EEE популярны повсюду в подобных ситуациях!

Но вам повезло — есть именно та деталь, которая вам нужна. Фактически, скромный регулятор напряжения — одна из первых коммерческих реализаций технологии IC (не считая операционных усилителей).

Если вы когда-нибудь взглянете на техническое описание регулятора напряжения, вы будете поражены схемой, с которой они были упакованы, чтобы понижать напряжение и поддерживать его в чистоте — хороший стабильный регулятор напряжения, усилители обратной связи и компенсации, а также полуправильный уровень мощности.Конечно, если мы смогли втиснуть столько технологий в наши собственные телефоны, почему бы не сделать хороший комплект TO-92 с некоторым контролем напряжения?

Некоторые из них потребляют не более нескольких наноампер, что составляет тысячную миллионную часть ампер! Они становятся сильнее с каждым днем. Более того, некоторые из них имеют защиту от короткого замыкания и перегрева, что делает их надежными.

Ⅲ Более пристальный взгляд на регуляторы напряжения

Основная роль регулятора напряжения, как мы видели в разделе выше, состоит в том, чтобы понижать большее напряжение до меньшего и поддерживать его стабильным, поскольку регулируемое напряжение используется для силовая (чувствительная) электроника.

Как упоминалось выше, регулятор напряжения — это, по сути, усиленный эмиттерный повторитель — транзистор, связанный со стабильным опорным сигналом, который выдает постоянное напряжение, понижая остальное.

Они также имеют встроенный усилитель ошибки, который измеряет выходное напряжение (снова через делитель), сравнивает его с опорным напряжением, вычисляет разность и соответствующим образом управляет выходным транзистором. Это далеко не делитель напряжения, который точно воспроизводит входной сигнал, но с меньшей величиной.Вы же не хотите, чтобы ваша шина постоянного напряжения перекрывалась рябью переменного тока.

Транзистор с высоким коэффициентом усиления идеален, потому что управлять силовыми транзисторами очень сложно, с жалким коэффициентом усиления в двузначном диапазоне. Эта проблема была решена с помощью транзисторов Дарлингтона и, в последнее время, полевых МОП-транзисторов. Поскольку для привода этих типов требуется меньше энергии, общее потребление тока снижается. Это уравновешивается тем фактом, что внутренний источник опорного напряжения часто поглощает очень небольшой ток.

Ток, потребляемый регулятором для управления всей этой внутренней схемой, называется током покоя, когда выход не нагружен. Чем ниже ток тишины, тем сильнее.

Есть три транзистора на уровне выходной мощности, два из них в конфигурации Дарлингтона, а другой в качестве блока ограничения тока, как эти регуляторы сконструированы. Последовательные переходы CE дают падение напряжения на регуляторе около 2 В.

Это напряжение известно как падение напряжения, напряжение, при котором регулятор перестает управлять.

При падении напряжения около 0,4 В можно найти устройства, называемые LDO-стабилизаторами или стабилизаторами с малым падением напряжения, поскольку они используют переключатель MOSFET.

Ⅳ Три концевых регулятора

Достаточно сказать, теперь о фактическом количестве штук.

Серия 78XX — самая распространенная серия регуляторов напряжения. Например, 7805 — это стабилизатор на 5 В, а 7812 — на 12 В.Две цифры после 78 отражают выходное напряжение регулятора. Широкий диапазон от 3,3 В до 24 В охватывает выходные напряжения, доступные с фиксированными регуляторами, с приятными значениями, такими как 5 В, 6 В, 9 В, 15 В и 18 В.

Для большинства задач регуляторы этой серии превосходны, они могут выдерживать почти 30 В на входе и до 1 А на выходе в зависимости от комплекта. Подключите входной контакт к входному напряжению, а выходной контакт — к устройству, которому требуется более низкое напряжение, и, конечно же, контакт заземления к земле.Они исключительно удобны в использовании.

Поскольку усилители обратной связи «подавляют» входную пульсацию и шум, гарантируя, что они не переходят на выход, разделительные конденсаторы здесь не обязательны. Однако, если ваше устройство потребляет более нескольких десятков миллиампер, рекомендуется не менее 4,7 мкФ на входе и выходе, предпочтительно из керамики.

Используя эти регуляторы, люди делают простейшие зарядные устройства для телефонов. Просто добавьте батарею на 9 В ко входу и подходящий USB-разъем к выходу, и у вас есть аварийное зарядное устройство для телефона.Благодаря встроенной в микросхему термобезопасности эта конструкция очень прочная.

Положительным моментом в этих типах регуляторов напряжения является то, что выводы практически взаимозаменяемы, поэтому их можно заменить вставными. Большинство «транзисторных» корпусов на печатных платах в настоящее время представляют собой регуляторы напряжения, которые можно использовать, потому что их очень легко использовать для других проектов.

Ⅴ Регуляторы напряжения: увеличьте выходной ток

Ток производительности, который сильно ограничен пакетом и способом установки пакета, является одним из ограничений, которое легко преодолевается служебной программой.

У этих регуляторов есть сильноточные версии, но их сложно идентифицировать.

Переключающие преобразователи

DC-DC — единственные устройства, способные выдавать большие токи, но показатели шума при работе ужасны.

Можно создать собственный сильноточный линейный стабилизатор, но неизбежно столкнетесь со всеми вышеупомянутыми проблемами.

К счастью, с помощью нескольких дополнительных битов, есть способ «взломать» нормальный регулятор и повысить качество продукта в настоящее время.

Большинство этих модификаций включают установку обходного транзистора через стабилизатор и, как показано на рисунке ниже, управление базой с входом.

Ⅵ Регулируемые регуляторы

Использовать трехконтактные регуляторы очень приятно и просто, но что, если вам нужно нестандартное выходное напряжение, такое как 10,5 В или 13 В?

Конечно, фиксированные регуляторы могут быть более или менее взломаны, но необходимая схема очень сложна и превосходит основную цель простоты.

Существует

устройств, которые могут выполнять эту работу за нас, из которых LM317 является наиболее распространенным.

LM317 похож на любой другой линейный регулятор со входом и выходом, за исключением того, что вместо контакта заземления есть контакт с именем «Adjust». Этот вывод предназначен для приема входного сигнала через выход делителя напряжения, так что на выводе всегда находится напряжение 1,25 В, мы можем получать различные напряжения, изменяя значения сопротивления. В техническом описании также указано, что «удаляет несколько удерживаемых фиксированных напряжений», но это применимо, конечно, только в том случае, если вы можете позволить себе иметь эти два резистора на плате.

В таких регулируемых регуляторах хорошо то, что они также могут действовать как источники постоянного тока с незначительным изменением конфигурации.

Регулятор стремится поддерживать постоянное значение 1,25 В на всем выходном резисторе и, таким образом, постоянный ток на выходе путем присоединения резистора к выходному контакту и регулировочного контакта к другому концу резистора, как показано на рисунке. Для группы диодных лазеров эта простая схема очень распространена.

Этого также можно добиться с помощью фиксированных регуляторов, но напряжения падения неоправданно высоки (фактически, номинальное выходное напряжение).Однако они могут сработать в крайнем случае, если вы в отчаянии.

Ⅶ Ограничения регулятора напряжения

Самым большим преимуществом линейных регуляторов является их простота; больше ничего не важно говорить. Однако у них, как и у всех хороших чипов, есть свои ограничения.

Линейные регуляторы работают с обратной связью как переменный резистор, снижая любое ненужное напряжение. При рисовании рисуется такой же ток, как и у нагрузки. Эта потраченная впустую энергия преобразуется в тепло, делая эти регуляторы при высоких токах теплыми и неэффективными.

Регулятор 5 В с входом 12 В, который работает при токе 1 А, например, имеет потерю мощности (12 В — 5 В) * 1 А, что составляет 7 Вт! Это много потраченной впустую энергии, а это всего 58 процентов производства!

Итак, регуляторы обладают жалкой энергоэффективностью при больших перепадах входного-выходного напряжения или больших токах.

Используя более одного регулятора в серии понижающих выходных напряжений (до желаемого значения напряжения), можно решить проблему дифференциального напряжения на входе-выходе, так что напряжение будет понижаться ступенчато.Хотя общее рассеивание мощности такое же, как при использовании одного регулятора, тепловая нагрузка распределяется по всем устройствам, снижая общую рабочую температуру.

Используя импульсный источник питания, можно устранить ограничения по мощности и эффективности, но этот вариант зависит от приложения, нет четких правил относительно того, когда использовать какой тип источника питания.

Ⅷ FAQ

1. Что такое падение напряжения или запас прочности в регуляторах напряжения?

Линейный регулятор, такой как знаменитые выходы 7805 5.0 вольт. Стандартное значение выпадения напряжения составляет около 2 Вольт, максимум 2,5 Вольт. Это означает, что он будет регулировать 5 В, пока входное нерегулируемое напряжение на 2–2,5 В выше регулируемого выходного напряжения 5 В. Это дает ему запас в 2 В (7 минус 5).

Запас считается минимальным дифференциалом ввода-вывода, который он может поддерживать. если входное напряжение упадет до 6,5 вольт, выход регулятора, как ожидается, составит около 4,5 вольт. Это означает, что при подсчете падений на диодах и амплитуде пульсаций вы должны поддерживать напряжение выше пропадающего напряжения, иначе вы увидите пульсации на выходе.

2. Как работает регулятор напряжения?

Работает по принципу обнаружения ошибок. Выходное напряжение генератора переменного тока, полученное через трансформатор напряжения, затем выпрямляется, фильтруется и сравнивается с эталоном. Разница между фактическим и опорным напряжением называется напряжением ошибки. Это напряжение ошибки усиливается усилителем и затем подается на главный возбудитель или пилотный возбудитель.

Таким образом, усиленные сигналы ошибки управляют возбуждением основного или пилотного возбудителя посредством понижающего или повышающего действия (т.е. контролирует колебания напряжения). Управление выходом возбудителя ведет к контролю напряжения на клеммах главного генератора.

3. Может ли регулятор напряжения преобразовывать переменный ток в постоянный?

Зависит от топологии и используемых компонентов схемы.

Схема, преобразующая переменный ток в постоянный, называется выпрямителем. Дополнительные схемы, такие как повышающие преобразователи, могут использоваться для регулирования постоянного тока.

В общем, большинство регуляторов напряжения продаются для систем переменного тока.Это встречные преобразователи, которые преобразуют переменный ток в постоянный, а затем преобразуют постоянный ток в переменный после соответствующего изменения формы волны. Можно взять промежуточный выход постоянного тока после каскада выпрямления и соответствующим образом модифицировать его с помощью дополнительных схем.

4. Какие бывают 2 типа регуляторов напряжения?

Используются два типа регуляторов: ступенчатые регуляторы, в которых переключатели регулируют подачу тока, и индукционные регуляторы, в которых асинхронный двигатель подает вторичное, постоянно регулируемое напряжение для выравнивания колебаний тока в фидерной линии.

5. Как использовать регулятор напряжения?

Первый конденсатор емкостью 0,33 мкФ замыкает любые помехи переменного тока в линии на землю и очищает сигнал для входа нашего регулятора. Регулятор в этой схеме представляет собой регулятор TS7805CZ (5 В 1 А), который затем понижает сигнал напряжения 12 В до 5 В и подает его на выход.

6. В чем разница между стабилизатором напряжения и регулятором напряжения?

В принципе особых отличий нет.Стабилизатор имеет только ограниченный диапазон входного напряжения и в основном используется для устройств малой мощности, а стабилизатор имеет более высокий диапазон входных напряжений для устройств средней и высокой мощности. Оба обеспечивают регулируемое постоянное выходное напряжение. Стабилизаторы — это разновидность регуляторов напряжения.

7. Где используются регуляторы напряжения?

Электронные регуляторы напряжения используются в таких устройствах, как блоки питания компьютеров, где они стабилизируют постоянное напряжение, используемое процессором и другими элементами.В автомобильных генераторах переменного тока и генераторных установках центральной электростанции регуляторы напряжения управляют производительностью установки.

8. Что вызывает отказ регулятора напряжения?

Есть разные причины выхода из строя выпрямителя регулятора. … Заземляющие соединения важны для хорошего напряжения, и если есть неисправное напряжение, выпрямитель регулятора может перегреться. Плохое заземление, коррозионное соединение аккумулятора и плохое или неплотное соединение аккумулятора могут вызвать сбой напряжения.

9. Для чего нужен автоматический регулятор напряжения?

Автоматический регулятор напряжения (АРН) — это электронное устройство, которое поддерживает постоянный уровень напряжения на электрическом оборудовании при той же нагрузке. АРН регулирует колебания напряжения для обеспечения постоянного и надежного электропитания.

10. Как долго прослужит стабилизатор напряжения?

По большей части, приборный регулятор напряжения рассчитан на весь срок службы автомобиля.Как и в случае с любым другим электрическим компонентом автомобиля, в конечном итоге этот регулятор напряжения начнет проявлять признаки повреждения.

Альтернативные модели

Часть	Сравнить	Производителей	Категория	Описание
Производитель.Номер детали: HDSP-2502	Сравнить: HDSP-2502 VS HDSP-2502	Производители: HP	Категория:	Описание: Интеллектуальные буквенно-цифровые дисплеи с восемью символами 5 мм и 7 мм
Производитель.Номер детали: HDSP-5601	Сравнить: Текущая часть	Производитель: Broadcom	Категория: 7-сегментные дисплеи	Описание: 7-сегментный светодиодный дисплей BROADCOM LIMITED HDSP-5601, зеленый, 10 мА, 2.1 В, 3,1 мкд, 1, 14,22 мм
Номер детали для производителя: HDSP-5603	Сравнить: HDSP-5601 VS HDSP-5603	Производитель: Broadcom	Категория: 7-сегментные дисплеи	Описание: 7-сегментный светодиодный дисплей BROADCOM LIMITED HDSP-5603, зеленый, 10 мА, 2.1 В, 3,1 мкд, 1, 14,22 мм
Номер детали производителя: HDSP-5601-GH000	Сравнить: HDSP-5601 VS HDSP-5601-GH000	Производитель: Broadcom	Категория: Светодиодные дисплеи для персонажей и модули	Описание: Отображает модуль 1DIGIT 8LED Green CA 10Pin DIP Module Tube

Принцип действия и устройство линейного регулятора

1.Принцип действия линейного регулятора

Ниже приводится описание принципа действия линейного регулятора. На рисунке ниже показана модель, дающая упрощенный вид линейного регулятора.

Линейный регулятор может поддерживать постоянное выходное напряжение (V _OUT ) путем регулировки сопротивления элементов управления (R _ON ) для компенсации изменений входного напряжения (V _IN ) и нагрузки (R _L ). Подробности внутренней конфигурации и контроля описаны в разделе «2.Внутренняя конфигурация линейного регулятора ».

・ Что такое потери тепла?

Мы будем использовать эту модель для рассмотрения «тепловых потерь», которые всегда возникают во время работы линейного регулятора. Предполагается следующее:
Входное напряжение (V _IN ) 3,0 В, выходное напряжение (V _OUT ) ＝ 1,0 В, выходной ток (I _OUT ) ＝ 100 мА.

В этом случае мощность на входе линейного регулятора составляет около 0,3 Вт, а поскольку на выходе 0,1 Вт, разница между стороной входа и выхода составляет около 0.2Вт.

«Потери тепла» в линейном регуляторе — вот что составляет эту разницу, большая часть которой приходится на самонагрев через элементы управления, а остальная часть потребляется собственным потреблением тока линейного регулятора. Чем больше разница между входным и выходным напряжением и больше ток нагрузки, тем больше будут потери тепла.

По этой причине при использовании линейного регулятора требуется тепловой расчет. Рассеиваемая мощность микросхемы
является важным фактором при реализации теплового расчета.Рассеиваемая мощность IC указывает допустимое значение потерь тепла.
Если ИС используется в рабочих условиях, превышающих ее рассеиваемую мощность, гарантированная рабочая температура ИС будет превышена.

ABLIC предоставляет «услугу теплового моделирования» для поддержки теплового проектирования с использованием ИС источников питания ABLIC в условиях использования заказчика. Эта услуга теплового моделирования помогает снизить риск теплового расчета на этапе разработки заказчика.
Пожалуйста, свяжитесь с нашими торговыми представителями для использования нашей услуги теплового моделирования.

2. Внутренняя конфигурация линейного регулятора

Рассмотрим подробнее внутреннюю конфигурацию линейного регулятора.

1. Выходной драйвер

Ток, проходящий от стороны входного напряжения (V _IN ) к стороне выходного напряжения (V _OUT ), проходит через выходной драйвер.
По этой причине большая часть тепловых потерь линейного регулятора приходится на выходной драйвер.

Используя превосходный выходной драйвер, то есть выходной драйвер с низким сопротивлением во включенном состоянии, даже регулятор с высоким выходным током сможет выдавать требуемое выходное напряжение при низком входном напряжении, одновременно снижая тепловые потери.
Линейный стабилизатор, который может обеспечивать необходимое выходное напряжение даже при небольшой разнице между входным и выходным напряжениями, называется стабилизатором LDO.

2. Цепь опорного напряжения

Схема опорного напряжения выводит напряжение (= опорное напряжение, V _REF ), используемое в качестве стандарта для усилителя ошибки, чтобы определить, является ли выходное напряжение (V _OUT ) выше или ниже требуемого напряжения.

Поскольку он используется в качестве критерия для проверки выходного напряжения, важно, чтобы оно было стабильным и точным.Он должен выдавать стабильное напряжение, не подвергаясь влиянию входного напряжения, температуры и других факторов окружающей среды.

3. Резистор обратной связи

Резистор обратной связи подключен между выходным контактом и землей (GND) для деления выходного напряжения (V _OUT ) на резисторы R _F и R _S для вывода результирующего напряжения (V _FB ) на усилитель ошибки.

Резистор обратной связи требуется для вывода напряжения (V _FB ) от деления выходного напряжения (V _OUT ) на требуемое напряжение на усилитель ошибки.Даже если критерий (V _REF ) стабилен, усилитель ошибки не сможет сделать правильную оценку, если он не сможет правильно распознать состояние выходного напряжения (V _FB ).

4. Усилитель ошибки

Усилитель ошибки сравнивает опорное напряжение (V _REF ), выдаваемое схемой опорного напряжения, и напряжение обратной связи (V _FB ), разделенное резистором обратной связи, для управления сопротивлением включения выходного драйвера для обеспечения выходного напряжения (V _OUT ) поддерживается на требуемом напряжении.
Усилитель ошибки управляет выходным драйвером следующим образом. Когда V _OUT выше требуемого значения (V _REF FB ), усилитель ошибки увеличивает сопротивление в открытом состоянии выходного драйвера, а когда V _OUT ниже требуемого значения (V _REF > V _FB ), он снижает сопротивление выходного драйвера в открытом состоянии.

Подробнее об усилителях ошибок см. В разделе «Что такое операционный усилитель?»

> Что такое LDO? Что такое линейный регулятор?

> Введение линейного регулятора ABLIC

Принцип работы стабилизатора постоянного напряжения

Я люблю разучивать блоки питания.Сегодня позвольте мне поделиться, схема регулятора напряжения очень полезна. Кроме того, интересно узнать, как это работает, принцип работы, конструкция и множество примеров схем.

Если вы новичок. Вы должны посмотреть на: Работу нерегулируемого источника питания.

Что такое регулятор?

Представьте, что вы закончили нерегулируемый блок питания 12 В. Но для цифровой нагрузки нужен блок питания 5В. Как?

Снизить напряжение до 5В. И еще должно быть постоянное напряжение.Даже при любых нагрузках он по-прежнему имеет низкую пульсацию.

Схема может это делать, называемая «Регулятор».

Типы регуляторов напряжения

Обычно мы используем электронные устройства для создания регуляторов напряжения. У них много видов. Но мы можем поместить все в базовые 2 типа регуляторов напряжения:

1. Шунтирующий регулятор напряжения
2. Последовательный регулятор напряжения

Шунтирующий регулятор напряжения — мы разместим их параллельно с нагрузкой. Часто используют резистор, чтобы уменьшить ток вообще.

С другой стороны, регулятор напряжения серии . Разместим его последовательно с грузом.

Смотрите на изображении для сравнения.

Также иногда можно разделить его на 2 типа в зависимости от выходного напряжения.

1. Низкое напряжение —Выход ниже 50 В. Используйте только стабилитрон или стабилитрон с транзистором.
   Мы назвали это транзисторным блоком питания. Он может дать только низкое напряжение стабилизации. Потому что безопасное значение VCE составляет около 50 В.А при слишком высоком напряжении может произойти пробой перехода в транзисторе.
2. Высокое напряжение — в целом мы не используем этот уровень. Это напряжение более 50 В. Часто используется для накаливания ламп в сочетании с ламповыми усилителями.

Марка: Источник питания регулируемого регулятора 0-50 В, 3 А

Возможно, вы не догадаетесь. Постепенно объясню, не волнуйтесь.

Есть много способов построить регулятор.Начнем с «диода».

Cr: Я люблю изучать английский с помощью блогов по электронике и электронных книг. Я часто захожу на http://www.talkingelectronics.com/ Мистер Колин Митчелл — великий электронщик. Хотя я использую английский как второй язык, но я легко могу читать и понимать его содержание. Я в восторге от этого знания. В детстве я учился у учителя. У кого мои учителя берут этот контент?

Диодный регулятор напряжения

Диод — самый простой стабилизатор.

См. Изображение ниже. На выходе слишком низкое напряжение. Резистор (R) пропускает ток на диод (D). Резистор понижает напряжение.

Основная идея, если мы измеряем выходное напряжение, всегда будет 0,65 В. Даже входное напряжение с выпрямителя меняет любые напряжения. Может быть 6 В, 12 В или 24 В.

Мы назвали эту форму «Шунтирующий регулятор».

Напряжение между диодом и входом на резисторе упадет. Если больше напряжения, это очень расточительная схема.

Почему? Я вам еще покажу.

Предположим, что входное напряжение 12 В. А ток все 1А. Итак…

Напряжение на резисторе 11,35В. А мощность составляет 11,35 В x 1 А = 11,35 Вт. Слишком расточительно.

Выходная мощность составляет 0,65 В x 1 А = 0,65 Вт.

Итак, большая часть мощности потеряна.

Затем мы пробуем использовать 0,2А. И выходное напряжение по-прежнему составляет 0,65 В. Но мощность на резисторе снизится только до 11,35 x 0,2 = 2,27 Вт.

Как работает диод

Далее мы узнаем больше о работе диодной схемы.Какое сопротивление резистора? Я перерисовал диодную схему, как показано ниже.

Нам нужен ток 1А в диоде. (I = 1A)

Итак, нам нужно использовать резистор на 11,35 Ом.

Потому что…

Это значение получается из закона Ома:

Напряжение на R = 12 В — 0,65 В = 11,35 В
R = V / I
= 11,35 В / 1 А
= 11,35 Ом

Испытательная разностная нагрузка

Затем мы добавляем потенциометр 1 кОм (VR1) через диод (D1). VR1 похож на груз.Ток также будет проходить через VR1. И напряжение на D1 и VR1 по-прежнему составляет 0,65 В.

См. Схему ниже.

В то время как первый ток VR1 будет 0,001А или 1 мА. Это означает, что ток через D1 составляет 0,999 А или 999 мА.

Далее начинаем настраивать VR1. Больше тока через VR1. Он тянет ток от D1. Наконец, ток через VR1 составляет 0,999 А, а D1 — всего 0,001 А.

Как только VR1 пропускает ток 1,001А. Но ток не проходит D1, и регулировка будет потеряна.

Выходное напряжение упадет до 0,64 В или ниже.

Таким образом, диод будет поддерживать фиксированное напряжение (0,65 В) при токе от нескольких миллиампер до 1 А.

Нам нужны 2 функции диодного регулятора:

1. Сглаживание напряжения — минимальное уменьшение любых пульсаций.
2. Стабильное напряжение — поддерживайте напряжение на уровне 0,65 В даже при разнице нагрузки.

Как увеличить выходное напряжение

Мы можем подключить большое количество диодов последовательно, как показано на рисунке.

Они дают большее напряжение. Это 0,65 В на каждый диод.

Если не понятно. Смотрите вот эти:

Стабилитрон напряжения

Но это совсем не удобно. Представьте, что вам нужен регулятор на 12 В. Вам нужно еще 20 диодов. Как сделать это проще?

Используйте стабилитрон. Это один из видов диодов. Мы всегда используем обратный способ диода. Стабилитрон работает с пробоем при заданном напряжении.

Например, напряжение стабилитрона 12В, 5.6В. Диапазон напряжения от 2 до 68 В. Но вы подключаете его в том же направлении, что и обычный диод. Он упадет только на 0,65 В.

Рекомендуется: Принцип работы стабилитрона, пример использования схемы

Эти схемы подходят для небольшой нагрузки, использующей слабый ток.

Если вы хотите узнать , как его проектировать . Подробнее 2 схемы ниже.

Но эти схемы очень тратят энергию. Особенно в ограничивающем резисторе тока (R1).Значит, у них низкий КПД.

Мы можем решить эти проблемы…

• Регулирование — Поддерживайте постоянное напряжение.
• Сглаживание — уменьшение пульсации
• Эффективность — снижение потерь тепла
• Сохранение низкого веса
• Снижение затрат.
• Уменьшить размер.

… с использованием электронного фильтра.

Регулятор напряжения серии транзисторов

Как указано выше, стабилитроны хорошо работают при подходящем токе. В норме они любят слабый ток.

Представьте, если бы мы могли увеличить ток большей нагрузки. Это будет очень эффективно.

В этом транзистор — хороший помощник.

Низкая пульсация с транзисторным фильтром питания

Вот пример электронного фильтра в отрицательном источнике питания, 9В. Это старая трасса. Мы не можем его использовать. Но хороший учитель.

Отличие другое, нет стабилитрона. Хотя это нерегулируемая цепь питания. Но это более низкая пульсация, более низкий уровень шума, чем у другого.

Смотрите в схеме.

Входной конденсатор C2 поддерживает стабильное напряжение на базе Q1. Если транзистор имеет много коэффициентов усиления, таких как 50. Это может снизить уровень пульсации до минимума.

Транзистор увеличивает высокий ток на выходе в его эмиттере.

Выход полный на 1А. Из-за:

• трансформатор 1A на 2A, 6,3V SEC.
и
• C1-1000uF 25V Электролитический конденсатор, вы можете заменить его на 2200uF 25V или добавить еще один параллельно.

Но эта схема также имеет пульсации напряжения и небольшой шум. Мы должны улучшить его с помощью стабилитрона и транзистора.

Работа последовательного регулятора напряжения

Кстати, возвращаемся посмотреть на схему.

Это простой последовательный стабилизатор напряжения, использующий транзистор и стабилитрон. Производят электронный фильтр. Потому что ток нагрузки проходит через последовательный транзистор Q1.

Сначала подайте нерегулируемый источник постоянного тока на входную клемму.А регулируемый выход находится под нагрузкой. Стабилитрон дает опорное напряжение.

И стабилитрон поддерживает относительно постоянное напряжение при базовом напряжении транзистора Q1.

Есть два интересных состояния:

• Если выходное напряжение низкое. Затем напряжение база-эмиттер возрастает. Это заставляет транзистор Q1 проводить больше тока. Значит, возрастает и выходное напряжение. В результате выходное напряжение остается на постоянном уровне.
• Если выходное напряжение увеличивается.Затем напряжение база-эмиттер уменьшается. Это заставляет транзистор Q1 проводить меньше. Итак, выходное напряжение низкое. Следовательно, выходное напряжение все еще остается на постоянном уровне.

Преимущество данной схемы. Мы можем изменить ток стабилитрона в коэффициент β или коэффициент усиления транзистора.

И, влияние импеданса стабилитрона значительно уменьшится. Итак, выход более стабилизировался.

Фото Тима Гоу на Unsplash

Это сложно? Я не хочу видеть тебя такой.

Выбор деталей

Снова посмотрите на простой стабилизатор напряжения серии транзисторов.

Мы увидим, что…

• R1 и ZD1 — это шунтирующий регулятор. Это просто
• Нагрузке требуется питание 12 В на 1 А.
• ZD1 — стабилитрон 12 В. — Поскольку для нагрузки требуется питание 12 В
• Почему на выходе 11,4 В? Q1 имеет падение напряжения 0,6 В от базы к эмиттеру.
  Итак, если напряжение стабилитрона равно 12 В, выходное напряжение будет Vout = VZD — VBE
  12 В — 0.6 В = 11,4 В
• Транзистор Q1 пропускает ток 1 А в нагрузку через коллектор-эмиттер. Некоторые называли это формой NPN Emitter Follower. Мы должны выбрать транзистор с IC (ток коллектора) более 1А.
• Мы знаем, что ток стабилитрона должен быть низким, около 1 мА. И резистор-R1 пропускает к нему ток. Кроме того, R1 подает базовый ток смещения на Q1.
• Читаем даташит. Например, TIP41, 2SC1061 и т. Д. Q1 должен иметь прирост в 100 раз. Итак, базовый ток составляет 10 мА.ИЛИ, 10 мА x 100 = 1000 мА = 1 А. Таким образом, регулятор будет подавать на нагрузку 1А.

См. В этом блоке питания. Мы используем диодный ток всего 10 мА. Но он может подавать нагрузку 1А. Потому что транзистор усиливает ток диода в 100 раз. Таким образом, это более эффективно, чем использование только одного стабилитрона.

Мы должны это сделать.

• Выберите подходящее значение стабилитрона.
• Транзистор хорошо работает, когда напряжение на коллектор-эмиттер должно упасть минимум на 4-5 вольт.
• Подробнее об улучшении схемы с помощью средства проверки напряжения ошибки.

Мой отец однажды сказал, что если мы не понимаем. Мы должны это сделать. Это правда. У меня есть много схем регуляторов напряжения серии транзисторов ниже.

Регулятор серии

с регулируемым выходным напряжением

Если нам нужен источник питания 15 В. Что мы можем сделать?
Во-первых, в предыдущей схеме мы можем изменить напряжение стабилитрона на 15 В. Это легко. Но иногда мы не можем его найти.

Во-вторых, используйте переменный источник питания 0-20 В.Он использует тот же принцип. Только добавление транзисторов и устройств.

ИЛИ, попробуйте переменный источник питания 2А с защитой от перегрузки. Пожалуйста, не нажимайте на нее, если вам нужна сложная схема .. Ха..га…

В этих схемах мы можем регулировать выходное напряжение.

Также мы можем изменить предыдущую схему, чтобы отрегулировать выходное напряжение. Учиться — это хорошо.

Некоторые называют регулятор напряжения обратной связи серии .

Смотреть в цепи.

Устройств конечно побольше.Конечно, устройств больше. Ты не беспокоишься. Медленно и медленно учись вместе с нами.

Сначала в цепь попадает вход 20 В. Как указано выше, R5 и ZD1 представляют собой шунтирующий регулятор. Он поддерживает постоянное напряжение 12 В на ZD1.

В то же время

Мы назвали Q1 проходным транзистором. Потому что весь ток нагрузки проходит через него.

R4 передает ток на базу Q2 с почти полным входным напряжением, чтобы включить его. Затем мощность может перетекать от коллектора к эмиттеру. Значит, выходное напряжение растет.

Тогда R1, R2 и R3 представляют собой сеть делителя напряжения. Они получают выходное напряжение. Затем они создают напряжение на базе Q2. Q2 включается.

Q2 полностью включит коллектор, напряжение 12,7В. (Это напряжение стабилитрона плюс падение напряжения коллектор-эмиттер) И выход Q1 составляет 12,1 В. (Из-за падения на 0,6 В база-эмиттер).

Мы можем настроить R2 для управления выходным напряжением от 12,1 В до 16 В.

Транзистор Q2 может питать выходной ток от 0 до 1 А.так же, как и в предыдущей схеме. Но Q1 и сеть резисторов обратной связи помогают лучше регулировать.

Также ознакомьтесь с этими статьями:

Как это работает

Он использует принципы отрицательной обратной связи для поддержания почти постоянного выходного напряжения. Он даже изменяет напряжение и ток нагрузки.

Почему это возможно? Есть два интересных случая.

• Во-первых, предположим, что выходное напряжение увеличивается по какой-либо причине. Это вызывает большее напряжение на R2 и R1.Потому что это часть выходной цепи. И большее напряжение между базой и землей Q2. Q2 еще работает. Тогда больше всего тока течет R3. Таким образом, Q2 снизил напряжение коллектор-эмиттер. Это приводит к снижению базового напряжения Q1. И, Q1 сокращается. Затем он может поддерживать постоянное выходное напряжение. Потому что напряжение смещено в сторону меньшего.
• Секунда Аналогично, если выходное напряжение пытается уменьшиться. Напряжение обратной связи или база-земля Q2 также уменьшается. Это снижает ток через Q2 и R4.Это означает большее базовое напряжение на Q1 и большее выходное напряжение. Таким образом, он может поддерживать выходное напряжение на исходном уровне.

Хотя сейчас эффективнее, чем раньше. Но все же есть больше развития. Чтобы уменьшить различные недостатки.

Загрузить этот

Все полноразмерные изображения ЭТОГО ЗАПИСИ в формате PDF в электронной книге. Спасибо, поддержите меня. 🙂

И еще…

Что еще?

Что такое стабилизатор напряжения — зачем он нам, как он работает, типы и области применения

Применение стабилизаторов напряжения стало необходимостью в каждом доме.Теперь доступны разные типы стабилизаторов напряжения с разным функционалом и работой. Последние достижения в области технологий, такие как микропроцессорные микросхемы и силовые электронные устройства, изменили наш взгляд на стабилизатор напряжения. Теперь они полностью автоматические, интеллектуальные и снабжены множеством дополнительных функций. Они также обладают сверхбыстрой реакцией на колебания напряжения и позволяют пользователям дистанционно регулировать требования к напряжению, включая функцию пуска / останова для выхода.

Что такое стабилизатор напряжения?

Стабилизатор напряжения — это электрическое устройство, которое используется для обеспечения постоянного выходного напряжения на нагрузке на ее выходных клеммах независимо от любых изменений / колебаний на входе, т.е.

Основная цель стабилизатора напряжения — защитить электрические / электронные устройства (например, кондиционер, холодильник, телевизор и т. Д.) От возможных повреждений из-за скачков / колебаний напряжения, перенапряжения и пониженного напряжения.

Рис. 1. Различные типы стабилизаторов напряжения

Стабилизатор напряжения также известен как AVR (автоматический регулятор напряжения). Использование стабилизатора напряжения не ограничивается домашним / офисным оборудованием, на которое подается питание извне. Даже корабли, у которых есть собственные внутренние источники питания в виде дизельных генераторов, сильно зависят от этих АРН в плане безопасности их оборудования.

Мы видим различные типы стабилизаторов напряжения, доступные на рынке.Как аналоговые, так и цифровые автоматические стабилизаторы напряжения доступны от многих производителей. Благодаря растущей конкуренции и растущему вниманию к устройствам безопасности. Эти стабилизаторы напряжения могут быть однофазными (выход 220–230 вольт) или трехфазными (выход 380/400 вольт) в зависимости от типа приложения. Регулировка желаемого стабилизированного выхода выполняется методом понижающего и повышающего напряжения в соответствии с его внутренней схемой. Трехфазные стабилизаторы напряжения доступны в двух разных моделях i.е. Модели со сбалансированной нагрузкой и модели с несбалансированной нагрузкой.

Они также доступны в различных номиналах и диапазонах кВА. Стабилизатор напряжения нормального диапазона может обеспечить стабилизированное выходное напряжение 200–240 вольт с повышающим понижающим напряжением 20–35 вольт от источника входного напряжения в диапазоне от 180 до 270 вольт. Принимая во внимание, что стабилизатор напряжения широкого диапазона может обеспечить стабилизированное выходное напряжение 190-240 вольт с повышающим понижающим напряжением 50-55 вольт при входном напряжении от 140 до 300 вольт.

Они также доступны для широкого спектра применений, например, от стабилизаторов напряжения для небольших устройств, таких как телевизор, холодильник, микроволновая печь, до одного огромного устройства для всей бытовой техники.

В дополнение к своей основной функции стабилизации, стабилизаторы текущего напряжения имеют множество полезных дополнительных функций, таких как защита от перегрузки, переключение при нулевом напряжении, защита от изменения частоты, отображение отключения напряжения, возможность запуска и остановки выхода, ручной / автоматический запуск, отключение напряжения. и т. д.

Стабилизаторы напряжения — это устройства с очень высокой энергоэффективностью (с КПД 95-98%). Они потребляют очень мало энергии, которая обычно составляет от 2 до 5% от максимальной нагрузки.

Зачем нужны стабилизаторы напряжения? — Его важность

Все электрические / электронные устройства спроектированы и изготовлены для работы с максимальной эффективностью при стандартном напряжении питания, известном как номинальное рабочее напряжение.В зависимости от установленного безопасного рабочего предела рабочий диапазон (с оптимальным КПД) электрического / электронного устройства может быть ограничен до ± 5%, ± 10% или более.

Из-за многих проблем входное напряжение, которое мы получаем, всегда имеет тенденцию колебаться, что приводит к постоянно меняющимся входным напряжениям. Это изменяющееся напряжение является основным фактором, способствующим снижению эффективности устройства, а также увеличению частоты его отказов.

Рис. 2 — Проблемы, связанные с колебаниями напряжения

Помните, нет ничего важнее для электрического / электронного устройства, чем фильтрованная, защищенная и стабильная подача питания.Правильный и стабильный источник напряжения очень необходим для того, чтобы устройство выполняло свои функции наиболее оптимальным образом. Это стабилизатор напряжения, который гарантирует, что устройство получит желаемое и стабилизированное напряжение независимо от того, насколько велики колебания. Таким образом, стабилизатор напряжения является очень эффективным решением для всех, кто хочет получить оптимальную производительность и защитить свои устройства от этих непредсказуемых колебаний напряжения, скачков напряжения и шума, присутствующих в источнике питания.

Как и ИБП, стабилизаторы напряжения также используются для защиты электрического и электронного оборудования.Колебания напряжения очень распространены независимо от того, где вы живете. Колебания напряжения могут быть вызваны различными причинами, такими как электрические неисправности, неисправная проводка, молнии, короткие замыкания и т. Д. Эти колебания могут иметь форму повышенного или пониженного напряжения.

Влияние постоянного / повторяющегося перенапряжения на бытовую технику

• Это может привести к необратимому повреждению подключенного устройства.
• Это может вызвать повреждение изоляции обмотки.
• Это может привести к ненужному отключению нагрузки.
• Это может привести к перегреву кабеля или устройства.
• Это может сократить срок службы устройства.

Влияние постоянного / повторяющегося пониженного напряжения на бытовую технику

• Это может привести к неисправности оборудования.
• Это может привести к низкой эффективности устройства.
• В некоторых случаях устройству может потребоваться дополнительное время для выполнения той же функции.
• Это может снизить производительность устройства.
• Это может привести к тому, что устройство будет потреблять большие токи, что в дальнейшем может вызвать перегрев.

Как работает стабилизатор напряжения? — Принцип работы понижающего и повышающего режима

Основная работа стабилизатора напряжения заключается в выполнении двух необходимых функций: i.е. Функция Buck и Boost. Функция понижающего и повышающего напряжения — это не что иное, как регулирование постоянного напряжения от перенапряжения и пониженного напряжения. Эта функция понижения и повышения может выполняться вручную с помощью переключателей или автоматически с помощью дополнительных электронных схем.

Рис. 3 — Основная функция стабилизатора напряжения

В условиях перенапряжения функция понижающего напряжения обеспечивает необходимое снижение интенсивности напряжения.Аналогичным образом, при пониженном напряжении функция Boost увеличивает интенсивность напряжения. Идея обеих функций в целом состоит в том, чтобы поддерживать одинаковое выходное напряжение.

Стабилизация напряжения включает добавление или вычитание напряжения из первичного источника напряжения. Для выполнения этой функции в стабилизаторах напряжения используется трансформатор, который подключается к переключающим реле в различных требуемых конфигурациях. В некоторых стабилизаторах напряжения используется трансформатор, имеющий различные ответвления на обмотке для обеспечения различных корректировок напряжения, в то время как несколько стабилизаторов напряжения (например, серво-стабилизатор напряжения) содержат автотрансформатор для обеспечения желаемого диапазона коррекции.

Как работают функции понижения и повышения в стабилизаторе напряжения

Для лучшего понимания обеих концепций мы разделим их на отдельные функции.

Понижающая функция в стабилизаторе напряжения

Рис. 4 — Принципиальная схема понижающей функции в стабилизаторе напряжения

На приведенном выше рисунке показано подключение трансформатора в понижающей функции. В функции Buck полярность вторичной обмотки трансформатора подключается таким образом, что приложенное к нагрузке напряжение является результатом вычитания напряжения первичной и вторичной обмоток.

Рис. 5 — Вычитание напряжения в понижающей функции стабилизатора напряжения

В стабилизаторе напряжения имеется переключающая цепь. Каждый раз, когда он обнаруживает перенапряжение в первичном источнике питания, подключение нагрузки вручную / автоматически переключается в конфигурацию «понижающего» режима с помощью переключателей / реле.

Функция повышения в стабилизаторе напряжения

Рис. 6 — Принципиальная схема функции повышения в стабилизаторе напряжения

На приведенном выше рисунке показано подключение трансформатора в режиме «Boost».В функции Boost полярность вторичной катушки трансформатора подключается таким образом, что приложенное к нагрузке напряжение является результатом сложения напряжения первичной и вторичной катушек.

Рис. 7 — Сумма напряжения в функции повышения стабилизатора напряжения

Как конфигурация понижения и повышения напряжения работает автоматически?

Вот пример стабилизатора напряжения 02 ступени. В этом стабилизаторе напряжения используются реле 02 (реле 1 и реле 2) для обеспечения стабилизированного питания переменного тока нагрузке в условиях повышенного и пониженного напряжения.

Рис. 8 — Принципиальная схема для автоматической функции понижения и повышения в стабилизаторе напряжения

На принципиальной схеме двухступенчатого стабилизатора напряжения (изображенного выше) реле 1 и 2 используются для обеспечения конфигураций понижающего и повышающего напряжения при различных обстоятельствах колебания напряжения, т. е. при повышенном и пониженном напряжении. Например — Предположим, что вход переменного тока составляет 230 В переменного тока, а требуемый выход также является постоянным 230 В переменного тока. Теперь, если у вас есть +/- 25 Вольт понижающей и повышающей стабилизации, это означает, что ваш стабилизатор напряжения может обеспечить вам постоянное желаемое напряжение (230 вольт) в диапазоне от 205 вольт (пониженное напряжение) до 255 вольт (повышенное напряжение) входного источника переменного тока. .

В стабилизаторах напряжения, в которых используются ответвительные трансформаторы, точки ответвления выбираются на основе требуемой величины напряжения для понижения или повышения. В этом случае у нас есть разные диапазоны напряжения на выбор. Принимая во внимание, что в стабилизаторах напряжения, которые используют автотрансформаторы, серводвигатели вместе со скользящими контактами используются для получения необходимого количества напряжения для понижения или повышения. Скользящий контакт необходим, поскольку автотрансформаторы имеют только одну обмотку.

Различные типы стабилизаторов напряжения

Первоначально на рынке появились стабилизаторы напряжения с ручным управлением / переключателем.В стабилизаторах этого типа используются электромеханические реле для выбора желаемого напряжения. С развитием технологий появились дополнительные электронные схемы, и стабилизаторы напряжения стали автоматическими. Затем появился стабилизатор напряжения на основе сервопривода, который способен непрерывно стабилизировать напряжение без какого-либо ручного вмешательства. Теперь также доступны стабилизаторы напряжения на базе микросхем / микроконтроллеров, которые также могут выполнять дополнительные функции.

Стабилизаторы напряжения можно условно разделить на три типа.Это:

• Стабилизаторы напряжения релейного типа
• Стабилизаторы напряжения на основе сервоприводов
• Стабилизаторы статического напряжения

Стабилизаторы напряжения релейного типа

В стабилизаторах напряжения релейного типа напряжение регулируется переключающими реле. Реле используются для подключения вторичного трансформатора (ов) в различных конфигурациях для достижения функции Buck & Boost.

Как работает стабилизатор напряжения релейного типа?

Фиг.9 — Внутренний вид стабилизатора напряжения релейного типа

На рисунке выше показано, как стабилизатор напряжения релейного типа выглядит изнутри. Он имеет трансформатор с ответвлениями, реле и электронную плату. Печатная плата содержит схему выпрямителя, усилитель, блок микроконтроллера и другие вспомогательные компоненты.

Электронная плата выполняет сравнение выходного напряжения с источником опорного напряжения. Как только он обнаруживает какое-либо повышение или понижение входного напряжения сверх эталонного значения, он переключает соответствующее реле для подключения необходимого ответвления для функции понижения / повышения.

Стабилизаторы напряжения релейного типа обычно стабилизируют входные колебания на уровне ± 15% с точностью на выходе от ± 5% до ± 10%.

Использование / преимущества стабилизаторов напряжения релейного типа

Этот стабилизатор в основном используется для приборов / оборудования малой мощности в жилых / коммерческих / промышленных помещениях.

• Стоят дешевле.
• Они компактны по размеру.

Ограничения стабилизаторов напряжения релейного типа

• Их реакция на колебания напряжения немного медленна по сравнению с другими типами стабилизаторов напряжения
• Они менее долговечны
• Они менее надежны
• Они не способны выдерживать высокие скачки напряжения из-за меньшего предела толерантности к колебаниям.
• При стабилизации напряжения, изменение тракта подачи питания может привести к незначительному прерыванию подачи питания.

Стабилизаторы напряжения на основе сервоприводов

В стабилизаторах напряжения на основе сервоприводов регулирование напряжения осуществляется с помощью серводвигателя. Они также известны как сервостабилизаторы. Это системы с обратной связью.

Как работает стабилизатор напряжения на сервоприводе?

В системе с замкнутым контуром отрицательная обратная связь (также известная как подача ошибок) гарантируется с выхода, чтобы система могла гарантировать, что желаемый выход был достигнут.Это делается путем сравнения выходных и входных сигналов. Если в случае, если желаемый выход больше / ниже требуемого значения, то сигнал ошибки (Выходное значение — Входное значение) будет получен регулятором источника входного сигнала. Затем этот регулятор снова будет генерировать сигнал (положительный или отрицательный в зависимости от достигнутого выходного значения) и подавать его на исполнительные механизмы, чтобы привести выход к точному значению.

Благодаря свойству замкнутого контура, стабилизаторы напряжения на основе сервоприводов используются для очень чувствительных приборов / оборудования, которым требуется точный входной источник питания (± 01%) для выполнения намеченных функций.

Рис. 10 — Внутренний вид стабилизатора напряжения на сервоприводе

На рисунке выше показано, как стабилизатор напряжения на сервоприводе выглядит изнутри. Он имеет серводвигатель, автотрансформатор, понижающий и повышающий трансформатор, двигатель, электронную плату и другие вспомогательные компоненты.

В стабилизаторе напряжения на основе сервопривода один конец первичной обмотки понижающего и повышающего трансформатора (ответвлений) подключен к фиксированному ответвлению автотрансформатора, а другой конец первичной обмотки соединен с подвижным рычагом. который управляется серводвигателем.Один конец вторичной катушки понижающего и повышающего трансформатора подключен к входному источнику питания, а другой конец — к выходу стабилизатора напряжения.

Рис. 11- Принципиальная электрическая схема стабилизатора напряжения на сервоприводе

Электронная плата выполняет сравнение выходного напряжения с источником опорного напряжения. Как только он обнаруживает какое-либо повышение или понижение входного напряжения сверх эталонного значения, он запускает двигатель, который далее перемещает плечо на автотрансформаторе.

По мере движения плеча автотрансформатора входное напряжение первичной обмотки понижающего и повышающего трансформатора изменяется до требуемого выходного напряжения. Серводвигатель будет продолжать вращаться до тех пор, пока разница между значением опорного напряжения и выходным сигналом стабилизатора не станет равной нулю. Этот полный процесс происходит за миллисекунды. Сегодняшние стабилизаторы напряжения на основе сервоприводов поставляются со схемой управления на базе микроконтроллера / микропроцессора, чтобы обеспечить интеллектуальное управление для пользователей.

Различные типы стабилизаторов напряжения на сервоприводе

Существуют различные типы стабилизаторов напряжения на сервоприводе: серводвигатель, подключенный к регулируемому трансформатору.

Трехфазные стабилизаторы напряжения сбалансированного типа с сервоприводом

В трехфазных стабилизаторах напряжения сбалансированного типа с сервоприводом стабилизация напряжения достигается с помощью серводвигателя, подключенного к автотрансформаторам 03 и общей цепи управления. Мощность автотрансформаторов варьируется для достижения стабилизации.

Трехфазные несбалансированные серво стабилизаторы напряжения

В трехфазных несимметричных сервоприводах стабилизаторы напряжения стабилизация напряжения достигается с помощью серводвигателя, подключенного к 03 автотрансформаторам и 03 независимым цепям управления (по одной для каждой автотрансформатор).

Рис. 12 — Внутренний вид трехфазных несимметричных стабилизаторов напряжения с сервоприводом

Использование / преимущества стабилизатора напряжения с сервоприводом

• Они быстро реагируют на колебания напряжения.
• Они обладают высокой точностью стабилизации напряжения.
• Они очень надежны
• Они выдерживают скачки высокого напряжения.

Ограничения серво стабилизатора напряжения

• Они нуждаются в периодическом обслуживании.
• Чтобы устранить ошибку, серводвигатель необходимо выровнять. Для регулировки серводвигателя нужны умелые руки.

Стабилизаторы статического напряжения

Рис. 13 — Стабилизаторы статического напряжения

У статического выпрямителя напряжения нет движущихся частей, как в случае стабилизаторов напряжения на основе сервопривода. Он использует схему силового электронного преобразователя для стабилизации напряжения. Эти стабилизаторы статического напряжения имеют очень высокую точность, а стабилизация напряжения находится в пределах ± 1%.

Стабилизатор статического напряжения содержит понижающий и повышающий трансформатор, силовой преобразователь на биполярном транзисторе с изолированным затвором (IGBT), микроконтроллер, микропроцессор и другие важные компоненты.

Рис. 14 — Внутренний вид стабилизатора статического напряжения

Как работает стабилизатор статического напряжения?

Микроконтроллер / микропроцессор управляет преобразователем мощности IGBT для генерации необходимого уровня напряжения с использованием метода «широтно-импульсной модуляции».В методе «широтно-импульсной модуляции» в импульсных преобразователях мощности используется силовой полупроводниковый переключатель (например, полевой МОП-транзистор) для управления трансформатором с заданным выходным напряжением. Это генерируемое напряжение затем подается на первичную обмотку понижающего и повышающего трансформатора. Преобразователь мощности IGBT также регулирует фазу напряжения. Он может генерировать напряжение, которое может быть синфазным или сдвинутым по фазе на 180 градусов по отношению к входному источнику питания, что, в свою очередь, позволяет ему контролировать, нужно ли добавлять или вычитать напряжение в зависимости от повышения или понижения уровня входного источника питания.

Рис. 15 — Принципиальная схема статического стабилизатора напряжения

Как только микропроцессор обнаруживает падение уровня напряжения, он посылает сигнал широтно-импульсной модуляции на преобразователь мощности IGBT. Преобразователь мощности IGBT соответственно генерирует напряжение, которое аналогично разнице напряжений, на которую уменьшился входной источник питания. Это генерируемое напряжение синфазно с входным источником питания. Затем это напряжение подается на первичную обмотку понижающего и повышающего трансформатора.Поскольку вторичная обмотка трансформатора Buck & Boost подключена к входному источнику питания, наведенное во вторичной обмотке напряжение будет добавлено к входному источнику питания. Таким образом, на нагрузку будет подаваться стабилизированное повышенное напряжение.

Аналогичным образом, как только микропроцессор обнаруживает повышение уровня напряжения, он отправляет сигнал широтно-импульсной модуляции на преобразователь мощности IGBT. Преобразователь мощности IGBT соответственно генерирует напряжение, которое аналогично разнице напряжений, на которую уменьшился входной источник питания.Но на этот раз генерируемое напряжение будет сдвинуто по фазе на 180 градусов по отношению к входному источнику питания. Затем это напряжение подается на первичную обмотку понижающего и повышающего трансформатора. Поскольку вторичная катушка понижающего и повышающего трансформатора подключена к входному источнику питания, напряжение, наведенное во вторичной катушке, теперь будет вычитаться из входного источника питания. Таким образом, на нагрузку будет подаваться стабилизированное пониженное напряжение.

Использование / преимущества статических стабилизаторов напряжения

• Они очень компактны по размеру.
• Они очень быстро реагируют на колебания напряжения.
• Обладают очень высокой точностью стабилизации напряжения.
• Поскольку движущаяся часть отсутствует, обслуживание практически не требуется.
• Они очень надежны.
• КПД у них очень высокий.

Ограничения статического стабилизатора напряжения

Они дороги по сравнению со своими аналогами

В чем разница между стабилизатором напряжения и регулятором напряжения?

Хорошо.. оба звучат одинаково. Оба они выполняют одну и ту же функцию стабилизации напряжения. Однако то, как они это делают, приносит разницу. Основное функциональное различие между стабилизатором напряжения и регулятором напряжения:

Стабилизатор напряжения — это устройство, которое подает постоянное напряжение на выход без каких-либо изменений входящего напряжения. Принимая во внимание, что регулятор напряжения

представляет собой устройство, которое подает постоянное напряжение на выход без каких-либо изменений тока нагрузки.

Как выбрать лучший стабилизатор напряжения для дома? Руководство по покупке

При покупке стабилизатора напряжения необходимо учитывать различные факторы.В противном случае вы можете столкнуться со стабилизатором напряжения, который может работать хуже или лучше. Чрезмерное выполнение не повредит, но это будет стоить вам дополнительных долларов. Так почему бы не выбрать такой стабилизатор напряжения, который удовлетворит все ваши требования и сэкономит ваш карман.

Различные факторы, которые играют важную роль при выборе стабилизатора напряжения

Различные факторы, которые играют жизненно важную роль и требуют рассмотрения перед выбором стабилизатора напряжения: —

• Требования к мощности устройства (или группы устройств)
• Тип устройства
• Уровень колебаний напряжения в вашем районе
• Тип стабилизатора напряжения
• Рабочий диапазон стабилизатора напряжения, который вам нужен
• Отсечка повышенного / пониженного напряжения
• Тип цепи стабилизации / управления
• Тип крепления для ваш стабилизатор напряжения

Пошаговый выбор / руководство по покупке стабилизатора напряжения для вашего дома

Вот основные шаги, которые вы должны выполнить, чтобы выбрать лучший выпрямитель напряжения для вашего дома: —

• Проверьте номинальную мощность устройства, для которой вам нужен стабилизатор напряжения.Номинальная мощность указана на задней панели устройства в виде наклейки или паспортной таблички. Это будет в киловаттах (кВт). Обычно номинальная мощность стабилизатора напряжения указывается в кВА. Преобразуйте его в киловатт (кВт).

(кВт = кВА x коэффициент мощности)

• Рассмотрите возможность сохранения дополнительного запаса в 25–30% от номинальной мощности стабилизатора. Это даст вам дополнительную возможность добавить любое устройство в будущем.
• Проверьте предел допуска колебания напряжения. Если это соответствует вашим потребностям, вы готовы пойти дальше.
• Проверьте требования к монтажу и размер, который вам нужен.
• Вы можете запросить и сравнить дополнительные функции в одном ценовом диапазоне от разных производителей и моделей.

Практический пример для лучшего понимания

Предположим, вам нужен стабилизатор напряжения для вашего телевизора. Предположим, что мощность вашего телевизора составляет 1 кВА. Добавочная наценка 30% на 1 кВА составляет 300 Вт. Добавив и то, и другое, вы можете подумать о покупке стабилизатора напряжения 1,3 кВт (1300 Вт) для вашего телевизора.

Надеюсь, статья получилась информативной.Продолжайте учиться.
Прочтите о том, как выбрать батарею — метод и краткосрочные / долгосрочные требования к питанию.

Что такое стабилизатор напряжения и как он работает? Типы стабилизаторов

Что такое стабилизатор напряжения и зачем он нам? Работа стабилизатора, типы и применение

Введение в стабилизатор:

Внедрение технологии микропроцессорных микросхем и силовых электронных устройств в конструкцию интеллектуальных стабилизаторов напряжения переменного тока (или автоматических регуляторов напряжения (AVR)) привело к получению высококачественного и стабильного электроснабжения в случае значительного и постоянного отклонения сетевое напряжение.

Являясь развитием традиционных стабилизаторов напряжения релейного типа, современные инновационные стабилизаторы используют высокопроизводительные цифровые схемы управления и твердотельные схемы управления, которые исключают регулировку потенциометра и позволяют пользователю устанавливать требования к напряжению с помощью клавиатуры, с возможностью запуска и остановки выхода.

Это также привело к тому, что время срабатывания или реакция стабилизаторов стали намного меньше, обычно менее нескольких миллисекунд, кроме того, это можно регулировать с помощью переменной настройки.В настоящее время стабилизаторы стали оптимизированным решением для питания многих электронных устройств, чувствительных к колебаниям напряжения, и они нашли работу со многими устройствами, такими как станки с ЧПУ, кондиционеры, телевизоры, медицинское оборудование, компьютеры, телекоммуникационное оборудование и т. Д.

Что такое стабилизатор напряжения?

Это электрический прибор, который предназначен для подачи постоянного напряжения на нагрузку на своих выходных клеммах независимо от изменений входного или входящего напряжения питания.Он защищает оборудование или машину от перенапряжения, пониженного напряжения и других скачков напряжения.

Также называется автоматический регулятор напряжения (АРН) . Стабилизаторы напряжения предпочтительны для дорогостоящего и драгоценного электрического оборудования, поскольку они защищают его от вредных колебаний низкого / высокого напряжения. Некоторое из этого оборудования — кондиционеры, офсетные печатные машины, лабораторное оборудование, промышленные машины и медицинское оборудование.

Стабилизаторы напряжения регулируют колебания входного напряжения до того, как оно может быть подано на нагрузку (или оборудование, чувствительное к колебаниям напряжения).Выходное напряжение стабилизатора будет оставаться в диапазоне 220 В или 230 В в случае однофазного питания и 380 В или 400 В в случае трехфазного питания в пределах заданного диапазона колебаний входного напряжения. Это регулирование осуществляется с помощью понижающих и повышающих операций, выполняемых внутренней схемой.

На современном рынке доступно огромное количество разнообразных автоматических регуляторов напряжения. Это могут быть одно- или трехфазные блоки в зависимости от типа применения и необходимой мощности (кВА).Трехфазные стабилизаторы бывают двух версий: модели со сбалансированной нагрузкой и модели с несбалансированной нагрузкой.

Они доступны либо в виде отдельных блоков для бытовых приборов, либо в виде больших стабилизаторов для целых приборов в определенном месте, например, во всем доме. Кроме того, это могут быть стабилизаторы аналогового или цифрового типа.

К распространенным типам стабилизаторов напряжения относятся стабилизаторы с ручным управлением или с переключением, автоматические стабилизаторы релейного типа, твердотельные или статические стабилизаторы и стабилизаторы с сервоуправлением.В дополнение к функции стабилизации большинство стабилизаторов имеют дополнительные функции, такие как отсечка низкого напряжения на входе / выходе, отсечка высокого напряжения на входе / выходе, отсечка при перегрузке, возможность запуска и остановки выхода, ручной / автоматический запуск, отображение отсечки напряжения, переключение при нулевом напряжении. пр.

Зачем нужны стабилизаторы напряжения?

Как правило, каждое электрическое оборудование или устройство рассчитано на широкий диапазон входного напряжения. В зависимости от чувствительности рабочий диапазон оборудования ограничен определенными значениями, например, одно оборудование может выдерживать ± 10 процентов номинального напряжения, а другое — ± 5 процентов или меньше.

Колебания напряжения (повышение или понижение величины номинального напряжения) довольно часто встречаются во многих областях, особенно на оконечных линиях. Наиболее частые причины колебаний напряжения — это освещение, неисправности электрооборудования, неисправная проводка и периодическое отключение устройства. Эти колебания приводят к поломке электрического оборудования или приборов.

Результатом длительного перенапряжения

• Необратимое повреждение оборудования
• Повреждение изоляции обмоток
• Нежелательное прерывание нагрузки
• Повышенные потери в кабелях и сопутствующем оборудовании
• Снижение срока службы прибора

Длительное пониженное напряжение приведет к

• Неисправность оборудования
• Более длительные периоды работы (как в случае резистивных нагревателей)
• Пониженная производительность оборудования
• Вытягивание больших токов, приводящих к перегреву
• Ошибки вычислений
• Частота вращения двигателей пониженная

Таким образом, стабильность и точность напряжения определяют правильную работу оборудования.Таким образом, стабилизаторы напряжения гарантируют, что колебания напряжения на входящем источнике питания не повлияют на нагрузку или электрический прибор.

Как работает стабилизатор напряжения?

Базовый принцип работы стабилизатора напряжения для выполнения операций понижения и повышения

В стабилизаторе напряжения коррекция напряжения при повышенном и пониженном напряжении выполняется с помощью двух основных операций, а именно: b oost и понижающих операций . Эти операции могут выполняться вручную с помощью переключателей или автоматически с помощью электронных схем.В условиях пониженного напряжения режим повышения напряжения увеличивает напряжение до номинального уровня, в то время как понижающий режим снижает уровень напряжения во время состояния повышенного напряжения.

Концепция стабилизации включает в себя добавление или вычитание напряжения в сети и из нее. Для выполнения такой задачи в стабилизаторе используется трансформатор, который в различных конфигурациях соединен с переключающими реле. В некоторых стабилизаторах используется трансформатор с отводами на обмотке для обеспечения различных коррекций напряжения, в то время как в сервостабилизаторах используется автотрансформатор для обеспечения широкого диапазона коррекции.

Чтобы понять эту концепцию, давайте рассмотрим простой понижающий трансформатор с номиналом 230 / 12В, и его связь с этими операциями приведена ниже.

На рисунке выше показана конфигурация повышения, в которой полярность вторичной обмотки ориентирована таким образом, что ее напряжение добавляется непосредственно к первичному напряжению. Следовательно, в случае пониженного напряжения трансформатор (будь то переключение ответвлений или автотрансформатор) переключается с помощью реле или твердотельных переключателей, так что к входному напряжению добавляются дополнительные вольт.

На приведенном выше рисунке трансформатор подключен в компенсирующей конфигурации, в которой полярность вторичной катушки ориентирована таким образом, что ее напряжение вычитается из первичного напряжения. Схема переключения переключает соединение с нагрузкой в ​​эту конфигурацию во время состояния перенапряжения.

На рисунке выше показан двухступенчатый стабилизатор напряжения, в котором используются два реле для обеспечения постоянной подачи переменного тока на нагрузку во время перенапряжения и в условиях напряжения. Путем переключения реле могут выполняться операции понижения и повышения для двух конкретных колебаний напряжения (одно находится под напряжением, например, 195 В, а другое — при повышенном напряжении, например, 245 В).

В случае стабилизаторов ответвительного трансформаторного типа, различные ответвления переключаются в зависимости от требуемой величины повышающего или понижающего напряжения. Но в случае стабилизаторов типа автотрансформатора, двигатели (серводвигатель) используются вместе со скользящим контактом для получения повышающего или понижающего напряжения от автотрансформатора, поскольку он содержит только одну обмотку.

Типы стабилизаторов напряжения

Стабилизаторы напряжения стали неотъемлемой частью многих бытовых, промышленных и коммерческих электроприборов.Раньше использовались ручные или переключаемые стабилизаторы напряжения для повышения или понижения входящего напряжения, чтобы обеспечить выходное напряжение в желаемом диапазоне. Такие стабилизаторы построены с электромеханическими реле в качестве переключающих устройств.

Позже, дополнительная электронная схема автоматизирует процесс стабилизации, и на свет появились автоматические регуляторы напряжения с переключателем ответвлений. Другой популярный тип стабилизатора напряжения — сервостабилизатор, в котором коррекция напряжения осуществляется непрерывно без какого-либо переключателя.Обсудим три основных типа стабилизаторов напряжения.

Релейные стабилизаторы напряжения

В стабилизаторах напряжения этого типа регулирование напряжения осуществляется переключением реле таким образом, чтобы подключить одно из нескольких ответвлений трансформатора к нагрузке (как описано выше), будь то операция повышения или понижения. На рисунке ниже показана внутренняя схема стабилизатора релейного типа.

Он имеет электронную схему и набор реле помимо трансформатора (который может быть тороидальным или трансформатором с железным сердечником и выводами на его вторичной обмотке).Электронная схема состоит из схемы выпрямителя, операционного усилителя, микроконтроллера и других крошечных компонентов.

Электронная схема сравнивает выходное напряжение с эталонным значением, обеспечиваемым встроенным источником эталонного напряжения. Каждый раз, когда напряжение повышается или опускается за пределы опорного значения, схема управления переключает соответствующее реле для подключения к выходу требуемого ответвления.

Эти стабилизаторы обычно изменяют напряжение при колебаниях входного напряжения от ± 15 до ± 6 процентов с точностью выходного напряжения от ± 5 до ± 10 процентов.Этот тип стабилизаторов наиболее часто используется для устройств с низким рейтингом в жилых, коммерческих и промышленных помещениях, поскольку они имеют малый вес и невысокую стоимость. Однако они страдают от нескольких ограничений, таких как низкая скорость коррекции напряжения, меньшая долговечность, меньшая надежность, прерывание цепи питания во время регулирования и неспособность выдерживать высокие скачки напряжения.

Стабилизаторы напряжения с сервоуправлением

Их просто называют сервостабилизаторами (работа над сервомеханизмом, который также известен как отрицательная обратная связь), и название предполагает, что он использует серводвигатель для коррекции напряжения.Они в основном используются для обеспечения высокой точности выходного напряжения, обычно ± 1% при изменении входного напряжения до ± 50%. На рисунке ниже показана внутренняя схема сервостабилизатора, которая включает в себя серводвигатель, автотрансформатор, понижающий повышающий трансформатор, драйвер двигателя и схему управления в качестве основных компонентов.

В этом стабилизаторе один конец первичной обмотки понижающего повышающего трансформатора соединен с фиксированным ответвлением автотрансформатора, а другой конец соединен с подвижным рычагом, которым управляет серводвигатель.Вторичная обмотка понижающего повышающего трансформатора подключена последовательно к входящему источнику питания, который является не чем иным, как выходом стабилизатора.

Электронная схема управления обнаруживает провал и рост напряжения путем сравнения входного сигнала со встроенным источником опорного напряжения. Когда схема обнаруживает ошибку, она включает двигатель, который, в свою очередь, перемещает рычаг автотрансформатора. Он может питать первичную обмотку повышающего трансформатора, так что напряжение на вторичной обмотке должно быть желаемым выходным напряжением.Большинство сервостабилизаторов используют встроенный микроконтроллер или процессор для схемы управления для достижения интеллектуального управления.

Эти стабилизаторы могут быть однофазными, трехфазными сбалансированными или трехфазными несимметричными. В однофазном исполнении серводвигатель, соединенный с регулируемым трансформатором, обеспечивает коррекцию напряжения. В случае трехфазного симметричного типа серводвигатель соединен с тремя автотрансформаторами, так что стабилизированный выход обеспечивается во время колебаний путем регулировки выхода трансформаторов.В несбалансированном типе сервостабилизаторов три независимых серводвигателя соединены с тремя автотрансформаторами и имеют три отдельные цепи управления.

Сервостабилизаторы обладают различными преимуществами по сравнению со стабилизаторами релейного типа. Некоторые из них — более высокая скорость коррекции, высокая точность стабилизированного выхода, способность выдерживать броски тока и высокая надежность. Однако они требуют периодического обслуживания из-за наличия двигателей.

Стабилизаторы статического напряжения

Как следует из названия, стабилизатор статического напряжения не имеет движущихся частей, как механизм сервомотора в случае сервостабилизаторов.Он использует схему силового электронного преобразователя для достижения стабилизации напряжения, а не вариацию в случае обычных стабилизаторов. С помощью этих стабилизаторов можно добиться большей точности и отличного регулирования напряжения по сравнению с сервостабилизаторами, и обычно регулирование составляет ± 1 процент.

По сути, он состоит из повышающего трансформатора, преобразователя мощности IGBT (или преобразователя переменного тока в переменный) и микроконтроллера, микропроцессора или контроллера на базе DSP. Управляемый микропроцессором преобразователь IGBT генерирует соответствующее количество напряжения с помощью метода широтно-импульсной модуляции, и это напряжение подается на первичную обмотку повышающего трансформатора.Преобразователь IGBT вырабатывает напряжение таким образом, что оно может быть синфазным или сдвинутым на 180 градусов по фазе входящего линейного напряжения, чтобы выполнять сложение и вычитание напряжений во время колебаний.

Каждый раз, когда микропроцессор обнаруживает провал напряжения, он посылает импульсы ШИМ на преобразователь IGBT, так что он генерирует напряжение, равное величине отклонения от номинального значения. Этот выход находится в фазе с входящим питанием и подается на первичную обмотку повышающего трансформатора.Поскольку вторичная обмотка подключена к входящей линии, индуцированное напряжение будет добавлено к входящему источнику питания, и это скорректированное напряжение будет подаваться на нагрузку.

Точно так же повышение напряжения заставляет схему микропроцессора посылать импульсы ШИМ таким образом, что преобразователь выводит напряжение с отклоненной величиной, которое на 180 градусов не совпадает по фазе с входящим напряжением. Это напряжение на вторичной обмотке понижающего вольтодобавочного трансформатора вычитается из входного напряжения, так что выполняется понижающая операция.

Эти стабилизаторы очень популярны по сравнению со стабилизаторами с переключением отводов и сервоуправляемыми стабилизаторами из-за большого количества преимуществ, таких как компактный размер, очень быстрая скорость коррекции, отличное регулирование напряжения, отсутствие обслуживания из-за отсутствия движущихся частей, высокая эффективность и высокая надежность. .

Разница между стабилизатором напряжения и регулятором напряжения

Здесь возникает серьезный, но сбивающий с толку вопрос: в чем разница (а) между стабилизатором и регулятором ? Что ж.. Оба выполняют одно и то же действие, которое заключается в стабилизации напряжения, но основное различие между стабилизатором напряжения и регулятором напряжения составляет :

.

Стабилизатор напряжения: Это устройство или схема, предназначенная для подачи постоянного напряжения на выход без изменений входящего напряжения.

Регулятор напряжения: Это устройство или схема, предназначенная для подачи постоянного напряжения на выход без изменения тока нагрузки.

Как выбрать стабилизатор напряжения правильного размера?

Прежде всего, необходимо учесть несколько факторов, прежде чем покупать стабилизатор напряжения для прибора.Эти факторы включают в себя мощность, необходимую для устройства, уровень колебаний напряжения, возникающих в зоне установки, тип устройства, тип стабилизатора, рабочий диапазон стабилизатора (на который стабилизатор подает правильное напряжение), отключение по перенапряжению / пониженному напряжению, тип схема управления, тип монтажа и другие факторы. Здесь мы привели основные шаги, которые следует учитывать перед покупкой стабилизатора для вашего приложения.

• Проверьте номинальную мощность устройства, которое вы собираетесь использовать со стабилизатором, наблюдая за деталями паспортной таблички (вот образцы: паспортная табличка трансформатора, паспортная табличка MCB, паспортная табличка конденсатора и т. Д.) Или из руководства пользователя продукта.
• Поскольку стабилизаторы рассчитаны на кВА (как и у трансформатора, рассчитанные на кВА, а не на кВт), также можно рассчитать мощность, просто умножив напряжение прибора на максимальный номинальный ток.
• Рекомендуется добавить запас прочности к номиналу стабилизатора, обычно 20-25 процентов. Это может быть полезно для будущих планов по добавлению дополнительных устройств к выходу стабилизатора.
• Если прибор рассчитан в ваттах, учитывайте коэффициент мощности при расчете номинальной мощности стабилизатора в кВА.Напротив, если стабилизаторы рассчитаны в кВт, а не в кВА, умножьте коэффициент мощности на произведение напряжения и тока.