De vraag naar spanningsstabiliserende systemen is de afgelopen jaren aanzienlijk gegroeid. Van bijzonder belang wordt getoond in apparaten die werken met kunstmatige lichtbronnen en in het bijzonder met LED's. De huidige stabilisator op de lm317 is een eenvoudig, goedkoop, maar betrouwbaar apparaat dat u zelf kunt kopen of monteren. In het laatste geval moet u de basisregels voor instrumentatie, veiligheidseisen bij het werken met elektriciteit kennen en een standaardset elementen voorbereiden.
Waarom stabilisatie van stroom en spanning nodig is
Het aantal elektrische apparaten in woningen groeit voortdurend. De laatste jaren is het aantal elektrische apparaten meerdere keren toegenomen. Als gevolg hiervan is de vraag naar spanningsniveaus in elektrische netwerken toegenomen. Bovendien zijn de meeste gebouwen (woningen en industrie) en elektriciteitscentrales meer dan 30-40 jaar geleden gebouwd.
Sommige moderne apparaten zijn gemaakt met ingebouwde stabilisatoren - kleine circuits om uitval door stroompieken te voorkomen. Maar de meeste bevatten geen extra apparaten en zelfs een klein verschil in het netwerk dreigt uit te branden. In de risicogroep grote huishoudelijke apparaten (niet digitaal). Met name boilers en wasmachines.
Installeer stabilisatoren om schade te voorkomen en een stabiele spanning in het netwerk te garanderen. In elk huis is dit optioneel. Als het gebouw een constante stroomtoevoer heeft zonder serieuze veranderingen (binnen 220 volt met een maximale fout van 10%), heeft het geen zin om extra apparaten te gebruiken. Maar als de sprongen constant zijn, zal de installatie van een stabilisator technologie besparen en elektriciteit leveren.
Soorten stabiliserende apparaten
Voordat u het apparaat koopt, moet u zich vertrouwd maken met de belangrijkste typen en functies. Elk heeft voor- en nadelen, ontworpen voor verschillende spanningsniveaus en het aantal apparaten. De principes van werk verschillen.
Relais
De beste optie voor privé- en landhuizen, appartementen. Op de transformator zijn verschillende magnetische wikkelingen geïnstalleerd. Op het moment van de spanningsdaling vindt er een omschakeling tussen hen plaats, waardoor u de spanningsstroom in de vorige modus kunt opslaan. De nadelen zijn onder meer:
- verandering in energiestroom in een stapsgewijze modus (abrupt, met tussenpozen)
- kromming van de sinusvormige spanningsstroom;
- laag vermogen op het moment van terugslag.
De kosten van dergelijke apparaten zijn veel lager dan bij andere modellen stabilisatoren. Recensies van eigenaren zijn goed, het apparaat is voldoende voor thuisnetwerken.
Elektronisch
Er zijn twee soorten stabilisatoren van elektronische "vulling" - triac en thyristor. In de eerste wordt het schakelen tussen de wikkelingen in de automatische modus uitgevoerd door een klein mechanisme - een triac. De efficiëntie van het apparaat is hoog, het werkt snel. Een belangrijk pluspunt voor huishoudelijk gebruik is de stille werking. Het tweede type is niet zo effectief, het wordt meestal gebruikt om thuisnetwerken zonder veel spanning te stabiliseren. Het meest opvallende nadeel zijn de kosten.
Elektromechanisch
Andere namen - servomotor, servo-aandrijving. Het werkingsprincipe - met behulp van een elektrische aandrijving beweegt een koolstofelektrode langs de wikkelingen, waardoor een ononderbroken spanning ontstaat.Vaak gekocht voor huishoudelijke doeleinden en kleine kamers (huis, huisje, kantoor). Pluspunten - de prijs, compactheid, soepel schakelen. Nadelen - ruis, lage schakelsnelheid.
Ferroresonant
In de afgelopen jaren zelden gebruikt vanwege de komst van modernere apparaten. Het effect van ferroresonantie treedt op in het interactiesysteem van de transformator en condensator. Grote apparaten met veel ruis werken niet met scherpe en aanzienlijke overbelastingen. Voordelen - lange levensduur, mogelijkheid tot gebruik in ruimtes met hoge luchtvochtigheid.
Omvormer
Apparaten van dit type zijn krachtig en duur. Gebruikt in het dagelijks leven en grote industriële gebouwen. Het belangrijkste verschil is de kristaloscillator en controller, die de spanning aan de ingang omzetten in gelijkstroom en aan de uitgang in wisselstroom. Met gelijktijdige dubbele formatie kunt u werken met verschillende stroomniveaus - van 115 tot 300 volt. Voordelen - geen geluid, klein formaat, snel schakelen en regelen, andere extra functies (bijvoorbeeld bescherming van huishoudelijke apparaten tegen te hoge spanning).
Lijn apparaatdiagrammen
De huidige stabilisator op de lm317 is een apparaat dat werkt volgens een lineair spanningscircuit. Dergelijke microschakelingen worden gebruikt voor netwerken waar hoge efficiëntie en overmatig vermogen niet vereist zijn. In het bijzonder ter ondersteuning van de werking van leds. Voordelen:
- bescherming tegen plotselinge pieken, overmatige elektriciteitsniveaus;
- polariteitsomkering van de stroom aan het invoerelement;
- gebrek aan extra onderdelen en apparaten.
De nadelen zijn onder meer een lager rendement - de spanning die boven het noodzakelijke wordt verkregen, wordt verwerkt tot verwarming, dus extra koeling is noodzakelijk.
Voor een stabiele werking is een positief verschil in de stromen aan de ingang en uitgang vereist - lineaire stabilisatoren werken niet meer wanneer ze op 0,4 V vallen (zelfs op 0,5 V). Daarom wordt het PSU-circuit op de lm317 met instelbare stroom en spanning niet gebruikt voor grote apparaten en "zware" netwerken.
Belangrijkste kenmerken
De spanningsregelaar op de lm317 werkt in een bepaald stroombereik. De limieten zijn minimaal 1,25V, maximaal 37V. Aan de uitgang is het spanningsvermogen niet hoger dan 1,5 Ampère, de fout met onstabiele verbinding is maximaal 0,1%.
De spanningsregelaar op de lm317-microschakeling heeft extra interne beveiligingssystemen: van kortsluitcircuits, van thermische overspanning, van overmatige dissipatie van "overtollige" spanning.
Thermische begrenzing wordt gegarandeerd door speciale microsensoren die de apparatuur beschermen tegen overmatige vermogensdissipatie - als dit gebeurt, zal het apparaat eenvoudig uitschakelen en niet lijden.
Vermogen en ingangsspanning
Om ervoor te zorgen dat de huidige regelaar werkt op het lm317-circuit, mag de spanning aan het ingangsgedeelte niet hoger zijn dan 40 volt. In dit geval moet het minimale stroomverschil aan de in- en uitgangen groter zijn dan 2 volt.
Om ervoor te zorgen dat de spanningsregelaar werkt op lm317, mag het circuit geen belasting van meer dan 1,5 A ontvangen. Als er geen extra koeling is, wordt het niveau verlaagd. Het geschatte vermogen wordt berekend door twee indicatoren te vermenigvuldigen: het vermogen van de elektriciteit aan de uitgang en het verschil in de mogelijkheden van de invoer en uitvoer.
Bij omgevingstemperaturen tot 30 ° Celsius is vermogensdissipatie tot 1,5 W toegestaan (als er geen koellichaam is). Bij een normale warmteafvoer is verspreiding tot 20W toegestaan.
Apparaatontwerp
Het voedingscircuit van de stabilisator op de lm317 met stroom- en spanningsaanpassing met een minimale opstelling heeft twee weerstanden, waarvan het weerstandsverschil de uitgangsspanning en condensatoren regelt. De gemiddelde stroomwaarde op de ondersteunende elementen is 1,25 V. De weerstand mag niet hoger zijn dan 240 Ohm.
Het stabilisatorlichaam op het lm317-circuit is gemaakt van plastic. Mogelijke opties: TO 220 en 220FP, SOT23 en D2PAK. Met interne beveiligingssystemen kan het apparaat werken in het geval van een loskoppeling van de aanpassingsingang.
Impulsdrivers
Stuurprogramma's met een pulssysteem zijn dezelfde spanningsstabilisatoren. Met wisselspanning kunt u de werking van het apparaat aanpassen. Als het niveau lager is dan 2-3 Ampère, is extra warmteafvoer niet vereist.
Pulse-apparaten "snijden" de binnenkomende stroom af om het gewenste spanningsniveau aan de uitgang te verkrijgen. Het kan werken met netwerken met hoge belasting. Nadelen - je hebt een aparte stroombron nodig, kosten, extern "overtollig" elektromagnetisch veld. Het is moeilijk om thuis te monteren.
Schakelschema's
Met het voedingscircuit op de lm317 met instelbare stroom en spanning kunt u de stabilisator gebruiken in netwerken met niet-standaard spanning. Om het apparaat te laten werken, zijn minimaal twee weerstanden vereist. De belangrijkste indicatoren zijn de spanning van het referentiepunt, het huidige niveau aan de uitgang.
De eenvoudigste gestabiliseerde voeding
Spanningsstabilisatoren zijn niet alleen nodig om huishoudelijke en industriële apparatuur te beschermen. In het laboratorium helpen apparaten om overmatige stroomstromen en burnout-netwerken te voorkomen. Daarom streven beginners en professionele technici ernaar om op zijn minst eenvoudige stabilisatieblokken te gebruiken.
De belangrijkste voordelen:
- eenvoudige montage;
- betrouwbaar werk;
- goedkope en betaalbare onderdelen.
De nadelen zijn onder meer een laag rendement, het gebruik van grote radiatoren en de grote afmetingen van het apparaat.
Een standaardapparaat heeft verschillende elementen nodig:
- circuit lm317;
- transistor met een plastic behuizing;
- diode;
- twee weerstanden;
- twee condensatoren;
- diodebrug.
Door het minimale aantal onderdelen en het eenvoudige ontwerp kunt u snel een spanningsregelaar monteren en gebruiken voor een klein netwerk.
Artikelstatistieken zijn niet kritisch. De weerstanden op R1 kunnen bijvoorbeeld waarden hebben van 30 tot 50 Ohm, maar installeer geen diode.
Geïntegreerde stabilisatorvoeding
Apparaten met een geïntegreerd besturingssysteem worden gebruikt in spanningsstabilisatoren, audiosystemen, versterkers, voedingen en andere. Alle structurele details zijn verbonden door middel van een siliciumkristal zodat hun volgorde een stabilisator vormt. In de elektrotechniek worden twee soorten gebruikt:
- met behulp van een halfgeleider;
- gebruikmakend van filmelementen (hybride).
Het standaardcircuit bevat verschillende typische onderdelen: een referentiebron, een versterker, een regelelement, een beveiligingsmechanisme om kortsluitingen los te koppelen en te voorkomen.
Geïntegreerde schakelingen zijn apparaten met een volledige functionele cyclus. Elk heeft ingangs-, uitgangs- en grondpaden.
U kunt dergelijke schema's alleen gebruiken met bepaalde spanningsindicatoren. Toegestane limieten zijn van 5 tot 24V, voor stroom - minder dan 1A.
Geïntegreerde schakelingen hebben een uitgangsspanningsbegrenzer. Extra bescherming tegen oververhitting is ook geïnstalleerd.
Stabilisatorcircuit met instelbare voeding
Met de gelijkrichtbrug in dergelijke apparaten kunt u een wisselstroom in een constante stroom omzetten. Een van de condensatoren filtert de energie met rimpelkarakteristieken, de andere maakt de spanningsovergang soepeler. Dit type maakt het mogelijk dat de stabilisator op een laagfrequent gelijkstroomniveau werkt.
De keuze van de weerstand wordt uitgevoerd in overeenstemming met de waarde van de classificatie die acceptabel is voor de stabilisator. De fout moet minimaal zijn. De beste optie is een nauwkeurige berekening.
Toepassingsgebied
De stabilisatoren op basis van de LM317-chip worden gebruikt om de belangrijkste indicatoren van technische apparaten te stabiliseren.Zo'n apparaat is eenvoudig zelf te monteren en een in de fabriek gemaakt apparaat is niet duur. Voor deze klasse heeft het uitstekende operationele gegevens en een nuttige levensduur als er geen extreem sterke stroompieken zijn.
Het nadeel is de spanningslimiet - niet meer dan 3 V. De stabilisator op basis van de TO 220-behuizing is het meest betaalbare model dat op verschillende gebieden wordt gebruikt:
- huishoudelijke (thuis) netwerken;
- laboratoriumomstandigheden;
- Ledverlichting (leds).
Spanningsstabilisatiesystemen op basis van de LM317-chip zijn betrouwbare, eenvoudige en handige apparaten. De kosten zijn klein, maar de kenmerken zijn positief. Dergelijke stabilisatoren worden vaak gebruikt voor LED's in auto's.
