Pēdējos gados ir ievērojami pieaudzis pieprasījums pēc sprieguma stabilizēšanas sistēmām. Īpašu interesi izrāda ierīces, kas darbojas ar mākslīgā apgaismojuma avotiem un it īpaši ar gaismas diodēm. Pašreizējais lm317 stabilizators ir vienkārša, lēta, bet uzticama ierīce, kuru varat iegādāties vai montēt pats. Pēdējā gadījumā jums jāzina instrumentēšanas pamatnoteikumi, drošības prasības, strādājot ar elektrību, un jāsagatavo standarta elementu komplekts.
Kāpēc ir nepieciešams stabilizēt strāvu un spriegumu?
Elektrisko ierīču skaits mājās pastāvīgi pieaug. Pēdējos gados elektrisko ierīču skaits ir palielinājies vairākas reizes. Tā rezultātā ir palielinājies pieprasījums pēc sprieguma līmeņiem elektriskajos tīklos. Turklāt lielākā daļa ēku (dzīvojamo un rūpniecisko) un elektrostacijas tika uzceltas pirms vairāk nekā 30–40 gadiem.
Dažas mūsdienu ierīces ir izgatavotas ar iebūvētiem stabilizatoriem - mazām ķēdēm, lai novērstu enerģijas avota sabrukumus. Bet lielākajā daļā no tām nav papildu ierīču, un pat neliela tīkla atšķirība draud izdegt. Augsta riska grupā lielas mājsaimniecības ierīces (nevis digitālās). Jo īpaši katli un veļas mazgājamās mašīnas.
Lai izvairītos no bojājumiem un nodrošinātu stabilu spriegumu tīklā, uzstādiet stabilizatorus. Katrā mājā tas nav obligāti. Ja ēkai ir pastāvīga strāvas padeve bez nopietnām izmaiņām (220 voltu robežās ar maksimālo kļūdu 10%), papildu ierīcēm nav jēgas. Bet, kad lēcieni ir nemainīgi, stabilizatora uzstādīšana ietaupīs tehnoloģiju un nodrošinās elektrību.
Stabilizējošo ierīču veidi
Pirms ierīces iegādes jums jāiepazīstas ar galvenajiem veidiem un funkcijām. Katram no tiem ir priekšrocības un trūkumi, kas izstrādāti dažādiem sprieguma līmeņiem un ierīču skaitam. Darba principi atšķiras.
Relejs
Labākais variants privātmājām un lauku mājām, dzīvokļiem. Transformatoram ir uzstādīti vairāki magnētiski tinumi. Sprieguma krituma laikā starp tām notiek pārslēgšanās, kas ļauj saglabāt sprieguma plūsmu iepriekšējā režīmā. Pie trūkumiem pieder:
- enerģijas plūsmas izmaiņas pakāpeniskā režīmā (pēkšņi, ar pārtraukumiem);
- sinusoidālā sprieguma plūsmas izliekums;
- zema jauda atkāpšanās laikā.
Šādu ierīču izmaksas ir daudz zemākas nekā citiem stabilizatoru modeļiem. Īpašnieku atsauksmes ir labas, ierīce ir pietiekama mājas tīkliem.
Elektroniska
Ir divu veidu elektroniskās "pildīšanas" stabilizatori - triac un tiristors. Pirmajā pārslēgšanos starp tinumiem automātiskajā režīmā veic ar nelielu mehānismu - triac. Ierīces efektivitāte ir augsta, tā darbojas ātri. Būtisks plus lietošanai mājās ir klusā darbība. Otrais tips nav tik efektīvs, to parasti izmanto mājas tīklu stabilizēšanai bez liela sprieguma. Visievērojamākais trūkums ir izmaksas.
Elektromehāniski
Citi nosaukumi - servomotors, servo-drive. Darbības princips - ar elektriskās piedziņas palīdzību oglekļa elektrods pārvietojas gar tinumiem, radot nepārtrauktu spriegumu.Bieži pērk mājas vajadzībām un nelielām istabām (mājām, kotedžai, birojam). Plusi - cena, kompaktums, vienmērīga pārslēgšanās. Mīnusi - troksnis, mazs pārslēgšanās ātrums.
Ferroresonants
Pēdējos gados to izmanto reti, jo ir parādījušās modernākas ierīces. Ferrorezonanses efekts rodas transformatora un kondensatora mijiedarbības sistēmā. Trokšņaini liela izmēra ierīces nedarbojas ar asu un ievērojamu pārslodzi. Priekšrocības - ilgs kalpošanas laiks, iespēja izmantot telpās ar paaugstinātu mitrumu.
Invertors
Šāda veida ierīces ir jaudīgas un dārgas. Izmanto ikdienā un lielās ražošanas telpās. Galvenā atšķirība ir kristāla oscilators un kontrolieris, kas spriegumu ieejā pārveido līdzstrāvai, bet izejas - maiņstrāvai. Vienlaicīga dubultā veidošanās ļauj strādāt ar dažādiem strāvas līmeņiem - no 115 līdz 300 voltiem. Priekšrocības - nav trokšņa, mazs izmērs, ātra pārslēgšanās un regulēšana, citas papildu funkcijas (piemēram, sadzīves tehnikas aizsardzība no pārmērīga sprieguma).
Līniju ierīču diagrammas
Pašreizējais stabilizators uz lm317 ir ierīce, kas darbojas saskaņā ar lineāru sprieguma pārslēgšanas ķēdi. Šādas mikroshēmas tiek izmantotas tīkliem, kur nav nepieciešama augsta efektivitāte un pārmērīga jauda. Jo īpaši, lai atbalstītu gaismas diožu darbību. Ieguvumi:
- aizsardzība pret pēkšņiem pārspriegumiem, pārmērīgu elektrības līmeni;
- strāvas polaritātes maiņa pie ieejas elementa;
- papildu detaļu un ierīču trūkums.
Starp trūkumiem ir zemāka efektivitāte - spriegums, kas iegūts, pārsniedzot nepieciešamo, tiek pārveidots apkurei, tāpēc ir nepieciešama papildu dzesēšana.
Stabilai darbībai nepieciešama pozitīva strāvu starpība pie ieejas un izejas - lineārie stabilizatori pārstāj darboties, kad tie nokrīt pie 0,4 V (pat pie 0,5 V). Tāpēc PSU ķēde uz lm317 ar regulējamu strāvu un spriegumu netiek izmantota lielām ierīcēm un "smagiem" tīkliem.
Galvenās īpašības
Sprieguma regulators uz lm317 darbojas noteiktā barošanas diapazonā. Ierobežojumi ir vismaz 1,25 V, maksimāli 37 V. Pie izejas sprieguma jauda nepārsniedz 1,5 ampērus, kļūda ar nestabilu savienojumu ir līdz 0,1%.
Sprieguma regulatoram uz lm317 mikroshēmas ir papildu iekšējās aizsardzības sistēmas: no īssavienojuma traucējumiem, no termiskā pārsprieguma, no "liekā" sprieguma pārmērīgas izkliedes.
Termisko ierobežojumu nodrošina speciāli mikrosensori, kas garantē iekārtas aizsardzību no izkliedētās enerģijas pārsniegšanas - ja tas notiks, ierīce vienkārši izslēgsies un necietīs.
Jauda un ieejas spriegums
Lai strāvas regulators darbotos pie lm317 ķēdes, spriegums ieejas daļā nedrīkst būt lielāks par 40 voltiem. Šajā gadījumā minimālajai strāvas starpībai pie ieejām un izejām jāpārsniedz 2 volti.
Lai sprieguma regulators darbotos pie lm317, ķēdei nevajadzētu saņemt slodzi, kas pārsniedz 1,5A. Ja nav papildu dzesēšanas, līmenis pazeminās. Aptuvenā jauda tiek aprēķināta, reizinot divus indikatorus - elektrības jaudu pie izejas un ieejas un izejas potenciālu starpību.
Apkārtējā temperatūrā līdz 30 ° C ir atļauta enerģijas izkliede līdz 1,5 W (ja nav siltuma izlietnes). Normālā siltuma izkliedes līmenī ir atļauta izkliede līdz 20W.
Ierīces dizains
Stabilizatora barošanas ķēdē uz lm317 ar strāvas un sprieguma regulēšanu ar minimālu izkārtojumu ir divi rezistori, kuru pretestības atšķirība regulē izejas spriegumu un kondensatorus. Nesošo elementu vidējā strāvas vērtība ir 1,25 V. Pretestība nedrīkst pārsniegt 240 omi.
Stabilizatora korpuss lm317 ķēdē ir izgatavots no plastmasas. Iespējamās iespējas: TO 220 un 220FP, SOT23 un D2PAK. Iekšējās aizsardzības sistēmas ļauj ierīcei darboties regulēšanas ieejas atvienošanas gadījumā.
Impulsu vadītāji
Autovadītāji ar impulsu sistēmu ir vieni un tie paši sprieguma stabilizatori. Maiņstrāvas spriegums ļauj pielāgot ierīces darbību. Ja līmenis ir mazāks par 2–3 ampēriem, papildu siltuma noņemšana nav nepieciešama.
Impulsu ierīces "sagriež" ienākošo strāvu, lai izejā iegūtu vēlamo sprieguma līmeni. Tas var darboties ar augstas slodzes tīkliem. Mīnusi - jums ir nepieciešams atsevišķs enerģijas avots, izmaksas, ārējs "pārmērīgs" elektromagnētiskais lauks. To ir grūti salikt mājās.
Komutācijas shēmas
Barošanas ķēde uz lm317 ar regulējamu strāvu un spriegumu ļauj izmantot stabilizatoru tīklos ar nestandarta spriegumu. Lai ierīce darbotos, nepieciešami vismaz divi rezistori. Vissvarīgākie rādītāji ir atskaites punkta spriegums, pašreizējais līmenis pie izejas.
Vienkāršākais stabilizētais barošanas avots
Sprieguma stabilizatori ir nepieciešami ne tikai mājsaimniecības un rūpniecības iekārtu aizsardzībai. Laboratorijā ierīces palīdz izvairīties no pārmērīgas enerģijas plūsmas un izdegšanas tīkliem. Tāpēc iesācēji un profesionāli tehniķi cenšas izmantot vismaz vienkāršus stabilizējošos blokus.
Galvenās priekšrocības:
- vienkārša montāža;
- uzticams darbs;
- lētas un pieņemamas rezerves daļas.
Trūkumi ietver zemu izejas efektivitāti, lielu radiatoru izmantošanu, ierīces lielo izmēru.
Standarta ierīcei būs nepieciešami vairāki elementi:
- ķēde lm317;
- tranzistors ar plastmasas korpusu;
- diode;
- divi rezistori;
- divi kondensatori;
- diode tilts.
Minimālais detaļu skaits un vienkāršā konstrukcija ļaus ātri salikt sprieguma regulatoru un izmantot to nelielam tīklam.
Vienumu metrika nav kritiska. Piemēram, R1 rezistoriem var būt vērtības no 30 līdz 50 omiem, bet neinstalējiet diodi.
Integrēta stabilizatora barošanas avots
Ierīces ar integrētu operētājsistēmu tiek izmantotas sprieguma stabilizatoros, audio sistēmās, pastiprinātājos, barošanas avotos un citos. Visas struktūras detaļas ir savienotas ar silīcija kristālu, lai to secība veidotu stabilizatoru. Elektrotehnikā tiek izmantoti divi veidi:
- izmantojot pusvadītāju;
- izmantojot plēves elementus (hibrīds).
Standarta ķēdē ietilpst vairākas tipiskas detaļas: atskaites avots, pastiprinātājs, regulēšanas elements, aizsargmehānisms īssavienojumu atvienošanai un novēršanai.
Integrētās shēmas ir ierīces ar pilnu funkcionālo ciklu. Katram no tiem ir iebraukšanas, izejas un zemes ceļi.
Šādas shēmas var izmantot tikai ar noteiktiem sprieguma indikatoriem. Pieļaujamās robežas ir no 5 līdz 24V, strāvai - mazāka par 1A.
Integrētajām shēmām ir izejas sprieguma ierobežotājs. Ir uzstādīta arī papildu aizsardzība pret pārkaršanu.
Stabilizatora ķēde ar regulējamu barošanas avotu
Taisngrieža tilts šādās ierīcēs ļauj pārveidot maiņstrāvas plūsmu par pastāvīgu. Viens no kondensatoriem filtrē enerģiju ar pulsācijas raksturlielumiem, otrs padara sprieguma pāreju vienmērīgāku. Šis tips ļauj stabilizatoram strādāt līdzstrāvas zemo frekvenču līmenī.
Rezistora izvēli veic atbilstoši stabilizatoram pieņemamajai vērtībai. Kļūdai jābūt minimālai. Labākais variants ir precīzs aprēķins.
Lietošanas joma
Tehnisko ierīču galveno indikatoru stabilizēšanai tiek izmantoti stabilizatori, kuru pamatā ir mikroshēma LM317.Šādu ierīci ir viegli montēt pats, un rūpnīcā izgatavota ierīce ir lēta. Šai klasei ir lieliski ekspluatācijas dati un lietderīgs kalpošanas laiks, ja nav pārāk spēcīgu jaudas pārspriegumu.
Trūkums ir sprieguma ierobežojums - ne vairāk kā 3V. Stabilizators, kura pamatā ir korpuss TO 220, ir vispieejamākais modelis, ko izmanto vairākās jomās:
- sadzīves (mājas) tīkli;
- laboratorijas apstākļi;
- LED apgaismojums (LED).
Sprieguma stabilizācijas sistēmas, kuru pamatā ir mikroshēma LM317, ir uzticamas, vienkāršas un ērtas ierīces. Izmaksas ir nelielas, taču raksturlielumi ir pozitīvi. Šādus stabilizatorus bieži izmanto gaismas diodēm automašīnās.
