La demanda de sistemas estabilizadores de voltaje ha crecido significativamente en los últimos años. De particular interés se muestra en dispositivos que funcionan con fuentes de iluminación artificial y, en particular, con LED. El estabilizador actual en el lm317 es un dispositivo simple, económico pero confiable que puede comprar o armar usted mismo. En este último caso, debe conocer las reglas básicas de instrumentación, los requisitos de seguridad cuando trabaja con electricidad y preparar un conjunto estándar de elementos.
¿Por qué es necesaria la estabilización de corriente y voltaje?
El número de dispositivos eléctricos en los hogares está en constante crecimiento. En los últimos años, la cantidad de electrodomésticos ha aumentado varias veces. Como resultado, la demanda de niveles de voltaje en las redes eléctricas ha aumentado. Además, la mayoría de los edificios (residenciales e industriales) y plantas de energía se construyeron hace más de 30-40 años.
Algunos dispositivos modernos están hechos con estabilizadores incorporados: pequeños circuitos para evitar fallas por sobretensiones. Pero la mayoría de ellos no contienen dispositivos adicionales, e incluso una pequeña diferencia en la red amenaza con agotarse. En el grupo de alto riesgo, electrodomésticos grandes (no digitales). En particular, calderas y lavadoras.
Para evitar daños y garantizar un voltaje estable en la red, instale estabilizadores. En cada hogar, esto es opcional. Si el edificio tiene un suministro de corriente constante sin cambios serios (dentro de 220 voltios con un error máximo del 10%), no tiene sentido dispositivos adicionales. Pero cuando los saltos son constantes, la instalación de un estabilizador ahorrará tecnología y proporcionará electricidad.
Tipos de dispositivos estabilizadores
Antes de comprar el dispositivo, debe familiarizarse con los principales tipos y características. Cada uno tiene ventajas y desventajas, diseñadas para diferentes niveles de voltaje y la cantidad de dispositivos. Los principios del trabajo difieren.
Relé
La mejor opción para casas privadas y de campo, apartamentos. Varios bobinados magnéticos están instalados en el transformador. En el momento de la caída de voltaje, se produce una conmutación entre ellos, lo que le permite guardar el flujo de voltaje en el modo anterior. Las desventajas incluyen:
- cambio en el flujo de energía en un modo gradual (abruptamente, intermitentemente);
- curvatura del flujo de tensión sinusoidal;
- baja potencia en el momento del retroceso.
El costo de tales dispositivos es mucho más bajo que otros modelos de estabilizadores. Las reseñas de los propietarios son buenas, el dispositivo es suficiente para las redes domésticas.
Electrónico
Hay dos tipos de estabilizadores de "llenado" electrónico: triac y tiristor. En el primero, el cambio entre los devanados en modo automático se realiza mediante un pequeño mecanismo: un triac. La eficiencia del dispositivo es alta, funciona rápidamente. Una ventaja importante para el uso doméstico es la operación silenciosa. El segundo tipo no es tan efectivo, generalmente se usa para estabilizar redes domésticas sin mucho voltaje. El inconveniente más notable es el costo.
Electromecánico
Otros nombres: servomotor, servo-drive. El principio de funcionamiento: con la ayuda de un accionamiento eléctrico, un electrodo de carbono se mueve a lo largo de los devanados, creando voltaje ininterrumpido.A menudo comprado para necesidades domésticas y habitaciones pequeñas (hogar, cabaña, oficina). Ventajas: el precio, la compacidad, la conmutación suave. Contras: ruido, baja velocidad de conmutación.
Ferroresonante
En los últimos años, rara vez se usa debido a la llegada de dispositivos más modernos. El efecto de la ferrorresonancia ocurre en el sistema de interacción del transformador y el condensador. Los dispositivos de gran tamaño, ruidosos, no funcionan con sobrecargas agudas y significativas. Ventajas: larga vida útil, posibilidad de uso en habitaciones con alta humedad.
Inversor
Los dispositivos de este tipo son potentes y caros. Utilizado en la vida cotidiana y en grandes instalaciones industriales. La principal diferencia es el oscilador de cristal y el controlador, que convierten el voltaje en la entrada a corriente continua y en la salida a alterna. La formación doble simultánea le permite trabajar con diferentes niveles de corriente, desde 115 hasta 300 voltios. Ventajas: sin ruido, tamaño pequeño, conmutación y regulación rápidas, otras características adicionales (por ejemplo, protección de electrodomésticos contra un voltaje excesivo).
Diagramas de dispositivos de línea
El estabilizador de corriente en el lm317 es un dispositivo que funciona de acuerdo con un circuito de conmutación de voltaje lineal. Tales microcircuitos se usan para redes donde no se requiere alta eficiencia y potencia excesiva. En particular, para apoyar el funcionamiento de los LED. Beneficios:
- protección contra sobretensiones repentinas, niveles excesivos de electricidad;
- inversión de polaridad de la corriente en el elemento de entrada;
- falta de partes y dispositivos adicionales.
Las desventajas incluyen una menor eficiencia: el voltaje obtenido en exceso del necesario se procesa en calefacción, por lo que es necesario un enfriamiento adicional.
Para una operación estable, se requiere una diferencia positiva en las corrientes de entrada y salida: los estabilizadores lineales dejan de funcionar cuando caen a 0.4V (incluso a 0.5V). Por lo tanto, el circuito PSU en el lm317 con corriente y voltaje ajustables no se usa para dispositivos grandes y redes "pesadas".
Características principales
El regulador de voltaje en el lm317 opera en un cierto rango de suministro de energía. Los límites son un mínimo de 1.25V, un máximo de 37V. En la salida, la tensión de alimentación no supera los 1,5 amperios, el error con una conexión inestable es de hasta el 0,1%.
El regulador de voltaje en el microcircuito lm317 tiene sistemas de protección interna adicionales: de fallas de cortocircuito, de sobrevoltaje térmico, de disipación excesiva de voltaje "en exceso".
La limitación térmica está garantizada por microsensores especiales que garantizan la protección del equipo de exceder la potencia disipada; si esto sucede, el dispositivo simplemente se apagará y no sufrirá.
Potencia y voltaje de entrada
Para que el regulador de corriente funcione en el circuito lm317, el voltaje en la parte de entrada no debe ser superior a 40 voltios. En este caso, la diferencia de corriente mínima en las entradas y salidas debe exceder los 2 voltios.
Para que el regulador de voltaje funcione en lm317, el circuito no debe recibir una carga de más de 1.5A. Si no hay enfriamiento adicional, el nivel disminuirá. La potencia aproximada se calcula multiplicando dos indicadores: la potencia de la electricidad en la salida y la diferencia en los potenciales de la entrada y la salida.
A temperaturas ambiente de hasta 30 ° Celsius, se permite una disipación de energía de hasta 1.5 W (si no hay disipador de calor). A un nivel normal de disipación de calor, se permite la dispersión de hasta 20W.
Diseño del dispositivo
El circuito de suministro de energía del estabilizador en el lm317 con ajuste de corriente y voltaje con una disposición mínima tiene dos resistencias, cuya diferencia de resistencia regula el voltaje de salida y los condensadores. El valor de corriente promedio en los elementos de soporte es 1.25 V. La resistencia no debe exceder 240 Ohms.
El cuerpo estabilizador en el circuito lm317 está hecho de plástico. Posibles opciones: TO 220 y 220FP, SOT23 y D2PAK. Los sistemas de protección interna permiten que el dispositivo funcione en caso de desconexión de la entrada de ajuste.
Impulsores
Los controladores con un sistema de pulso son los mismos estabilizadores de voltaje. El voltaje de CA le permite ajustar el funcionamiento del dispositivo. Si el nivel es inferior a 2-3 amperios, no se requiere eliminación de calor adicional.
Los dispositivos de pulso "cortan" la corriente entrante para obtener el nivel de voltaje deseado en la salida. Puede funcionar con redes de alta carga. Contras: necesita una fuente de alimentación separada, un costo, un campo electromagnético de "exceso" externo. Es difícil de armar en casa.
Esquemas de cambio
El circuito de suministro de energía en el lm317 con corriente y voltaje ajustables le permite usar el estabilizador en redes con voltaje no estándar. Para que el dispositivo funcione, se requieren al menos dos resistencias. Los indicadores más importantes son el voltaje del punto de referencia, el nivel de corriente en la salida.
La fuente de alimentación estabilizada más simple
Los estabilizadores de voltaje son necesarios no solo para proteger los equipos domésticos e industriales. En el laboratorio, los dispositivos ayudan a evitar flujos de energía excesivos y redes de agotamiento. Por lo tanto, los principiantes y los técnicos profesionales se esfuerzan por usar al menos bloques estabilizadores simples.
Las principales ventajas:
- montaje simple;
- trabajo confiable;
- Piezas económicas y asequibles.
Las desventajas incluyen baja eficiencia de salida, el uso de radiadores grandes, el gran tamaño del dispositivo.
Un dispositivo estándar requerirá varios elementos:
- circuito lm317;
- transistor con una caja de plástico;
- diodo;
- dos resistencias;
- dos condensadores;
- puente de diodos
El número mínimo de piezas y el diseño simple le permitirán ensamblar rápidamente un regulador de voltaje y usarlo para una red pequeña.
La métrica del artículo no es crítica. Por ejemplo, las resistencias en R1 pueden tener valores de 30 a 50 ohmios, pero no instale un diodo.
Fuente de alimentación estabilizadora integrada
Los dispositivos con un sistema operativo integrado se utilizan en estabilizadores de voltaje, sistemas de audio, amplificadores, fuentes de alimentación y otros. Todos los detalles estructurales están conectados por medio de un cristal de silicio para que su secuencia constituya un estabilizador. En ingeniería eléctrica, se utilizan dos tipos:
- usando un semiconductor;
- utilizando elementos de película (híbrido).
El circuito estándar incluye varias partes típicas: una fuente de referencia, un amplificador, un elemento regulador, un mecanismo de protección para desconectar y prevenir cortocircuitos.
Los circuitos integrados son dispositivos con un ciclo funcional completo. Cada uno tiene entradas, salidas y caminos de tierra.
Puede usar tales esquemas solo con ciertos indicadores de voltaje. Los límites permitidos son de 5 a 24V, para corriente - menos de 1A.
Los circuitos integrados tienen un limitador de voltaje de salida. También se instala protección adicional contra sobrecalentamiento.
Circuito estabilizador con fuente de alimentación ajustable.
El puente rectificador en tales dispositivos le permite convertir una corriente de corriente alterna en una constante. Uno de los condensadores filtra la energía con características de ondulación, el otro hace que la transición de voltaje sea más suave. Este tipo hace posible que el estabilizador funcione al nivel de bajas frecuencias de corriente continua.
La elección de la resistencia se lleva a cabo de acuerdo con el valor de la clasificación aceptable para el estabilizador. El error debe ser mínimo. La mejor opción es un cálculo preciso.
Área de aplicación
Los estabilizadores basados en el chip LM317 se utilizan para estabilizar los principales indicadores de dispositivos técnicos.Tal dispositivo es fácil de armar, y un dispositivo fabricado en fábrica es económico. Para esta clase, tiene excelentes datos operativos y una vida útil si no hay sobretensiones excesivamente fuertes.
La desventaja es el límite de voltaje, no más de 3V. El estabilizador basado en la carcasa TO 220 es el modelo más asequible que se utiliza en varias áreas:
- redes domésticas (domésticas);
- condiciones de laboratorio;
- Iluminación LED (LED).
Los sistemas de estabilización de voltaje basados en el chip LM317 son dispositivos confiables, simples y convenientes. El costo es pequeño, pero las características son positivas. Tales estabilizadores se usan a menudo para LED en automóviles.
