Zapotrzebowanie na systemy stabilizujące napięcie znacznie wzrosło w ostatnich latach. Szczególnie interesujące są urządzenia współpracujące ze źródłami sztucznego oświetlenia, a zwłaszcza z diodami LED. Obecny stabilizator w lm317 jest prostym, niedrogim, ale niezawodnym urządzeniem, które można kupić lub zmontować samodzielnie. W tym drugim przypadku musisz znać podstawowe zasady oprzyrządowania, wymagania bezpieczeństwa podczas pracy z elektrycznością i przygotować standardowy zestaw elementów.
Dlaczego konieczna jest stabilizacja prądu i napięcia
Liczba urządzeń elektrycznych w domach stale rośnie. W ostatnich latach liczba urządzeń elektrycznych wzrosła kilkakrotnie. W rezultacie wzrosło zapotrzebowanie na poziomy napięcia w sieciach elektrycznych. Ponadto większość budynków (mieszkalnych i przemysłowych) i elektrowni została zbudowana ponad 30-40 lat temu.
Niektóre nowoczesne urządzenia są wykonane z wbudowanymi stabilizatorami - małymi obwodami, aby zapobiec awariom spowodowanym skokami napięcia. Ale większość z nich nie zawiera dodatkowych urządzeń, a nawet niewielka różnica w sieci grozi wypaleniem. W grupie wysokiego ryzyka duże urządzenia gospodarstwa domowego (nie cyfrowe). W szczególności kotły i pralki.
Aby uniknąć uszkodzeń i zapewnić stabilne napięcie w sieci, zainstaluj stabilizatory. W każdym domu jest to opcjonalne. Jeśli budynek ma stały dopływ prądu bez poważnych zmian (w granicach 220 woltów z maksymalnym błędem 10%), dodatkowe urządzenia nie mają sensu. Ale kiedy skoki są stałe, instalacja stabilizatora pozwoli zaoszczędzić technologię i zapewnić energię elektryczną.
Rodzaje urządzeń stabilizujących
Przed zakupem urządzenia należy zapoznać się z głównymi typami i funkcjami. Każda ma zalety i wady, zaprojektowana dla różnych poziomów napięcia i liczby urządzeń. Zasady pracy są różne.
Przekaźnik
Najlepsza opcja dla domów prywatnych i wiejskich, apartamentów. Kilka transformatorów magnetycznych jest zainstalowanych na transformatorze. W momencie spadku napięcia następuje przełączenie między nimi, co pozwala zapisać przepływ napięcia w poprzednim trybie. Wady obejmują:
- zmiana przepływu energii w trybie krokowym (nagle, z przerwami);
- krzywizna sinusoidalnego przepływu napięcia;
- niska moc w momencie odrzutu.
Koszt takich urządzeń jest znacznie niższy niż w innych modelach stabilizatorów. Recenzje właścicieli są dobre, urządzenie wystarczy do sieci domowych.
Elektroniczny
Istnieją dwa rodzaje stabilizatorów elektronicznego „wypełnienia” - triak i tyrystor. W pierwszym przełączanie między uzwojeniami w trybie automatycznym odbywa się za pomocą małego mechanizmu - triaka. Wydajność urządzenia jest wysoka, działa szybko. Znaczącym plusem dla użytku domowego jest cicha praca. Drugi typ nie jest tak skuteczny, zwykle służy do stabilizacji sieci domowych bez dużego napięcia. Najbardziej zauważalną wadą jest koszt.
Elektromechaniczny
Inne nazwy - serwomotor, serwonapęd. Zasada działania - za pomocą napędu elektrycznego elektroda węglowa porusza się wzdłuż uzwojeń, tworząc nieprzerwane napięcie.Często kupowane na potrzeby domowe i małe pokoje (dom, domek, biuro). Plusy - cena, kompaktowość, płynne przełączanie. Minusy - hałas, niska prędkość przełączania.
Ferroresonant
W ostatnich latach rzadko używany ze względu na pojawienie się bardziej nowoczesnych urządzeń. Efekt ferrorezonansu występuje w układzie interakcji transformatora i kondensatora. Duże urządzenia, głośne, nie działają z ostrymi i znacznymi przeciążeniami. Zalety - długa żywotność, możliwość zastosowania w pomieszczeniach o dużej wilgotności.
Falownik
Urządzenia tego typu są mocne i drogie. Stosowany w życiu codziennym i dużych obiektach przemysłowych. Główną różnicą jest kryształowy oscylator i kontroler, które przekształcają napięcie na wejściu na prąd stały, a na wyjściu na przemienny. Jednoczesne podwójne formowanie umożliwia pracę z różnymi poziomami prądu - od 115 do 300 woltów. Zalety - brak hałasu, mały rozmiar, szybkie przełączanie i regulacja, inne dodatkowe funkcje (na przykład ochrona urządzeń gospodarstwa domowego przed nadmiernym napięciem).
Schematy urządzeń liniowych
Stabilizator prądu na lm317 jest urządzeniem działającym zgodnie z liniowym obwodem przełączającym napięcie. Takie mikroukłady są stosowane w sieciach, w których nie jest wymagana wysoka wydajność i nadmierna moc. W szczególności, aby wspierać działanie diod LED. Korzyści:
- ochrona przed nagłymi skokami napięcia, nadmiernym poziomem energii elektrycznej;
- odwrócenie biegunowości prądu na elemencie wejściowym;
- brak dodatkowych części i urządzeń.
Wady obejmują niższą wydajność - uzyskane napięcie przekraczające niezbędne jest przetwarzane na ogrzewanie, więc konieczne jest dodatkowe chłodzenie.
Do stabilnej pracy wymagana jest dodatnia różnica prądów na wejściu i wyjściu - stabilizatory liniowe przestają działać, gdy spadną przy 0,4 V (nawet przy 0,5 V). Dlatego obwód zasilacza na lm317 z regulowanym prądem i napięciem nie jest wykorzystywany w przypadku dużych urządzeń i „ciężkich” sieci.
Główna charakterystyka
Regulator napięcia na lm317 działa w pewnym zakresie zasilania. Limity wynoszą minimum 1,25 V, maksimum 37 V. Na wyjściu moc napięcia nie przekracza 1,5 ampera, błąd przy niestabilnym połączeniu wynosi do 0,1%.
Regulator napięcia w obwodzie lm317 ma dodatkowe wewnętrzne systemy ochronne: przed zwarciami zwarciowymi, przed przepięciem termicznym, przed nadmiernym rozproszeniem „nadmiaru” napięcia.
Ograniczenia termiczne zapewniają specjalne mikro czujniki, które gwarantują ochronę sprzętu przed przekroczeniem rozproszonej mocy - jeśli tak się stanie, urządzenie po prostu się wyłączy i nie ucierpi.
Moc i napięcie wejściowe
Aby regulator prądu działał w obwodzie lm317, napięcie na części wejściowej nie powinno być wyższe niż 40 woltów. W takim przypadku minimalna różnica prądu na wejściach i wyjściach musi przekraczać 2 wolty.
Aby regulator napięcia działał na lm317, obwód nie powinien otrzymywać obciążenia większego niż 1,5A. Jeśli nie ma dodatkowego chłodzenia, poziom spadnie. Przybliżona moc jest obliczana przez pomnożenie dwóch wskaźników - mocy energii elektrycznej na wyjściu i różnicy potencjałów wejścia i wyjścia.
W temperaturach otoczenia do 30 ° C dozwolone jest rozpraszanie mocy do 1,5 W (jeśli nie ma radiatora). Przy normalnym poziomie rozpraszania ciepła dopuszcza się dyspersję do 20 W.
Konstrukcja urządzenia
Obwód zasilania stabilizatora na lm317 z regulacją prądu i napięcia przy minimalnym ustawieniu ma dwa oporniki, których różnica w rezystancji reguluje napięcie wyjściowe i kondensatory. Średnia wartość prądu na elementach wsporczych wynosi 1,25 V. Rezystancja nie powinna przekraczać 240 omów.
Korpus stabilizatora w obwodzie lm317 jest wykonany z tworzywa sztucznego. Możliwe opcje: TO 220 i 220FP, SOT23 i D2PAK. Wewnętrzne systemy ochrony umożliwiają pracę urządzenia w przypadku odłączenia wejścia regulacji.
Sterowniki impulsowe
Sterowniki z układem pulsacyjnym są tymi samymi stabilizatorami napięcia. Napięcie prądu przemiennego pozwala dostosować działanie urządzenia. Jeśli poziom jest mniejszy niż 2-3 amper, dodatkowe odprowadzanie ciepła nie jest wymagane.
Urządzenia impulsowe „odcinają” prąd wejściowy w celu uzyskania pożądanego poziomu napięcia na wyjściu. Może współpracować z sieciami o dużym obciążeniu. Wady - potrzebujesz osobnego źródła zasilania, kosztu, zewnętrznego „nadmiaru” pola elektromagnetycznego. Montaż w domu jest trudny.
Schematy przełączania
Obwód zasilający na lm317 z regulowanym prądem i napięciem pozwala na użycie stabilizatora w sieciach o niestandardowym napięciu. Aby urządzenie działało, wymagane są co najmniej dwa oporniki. Najważniejszymi wskaźnikami są napięcie w punkcie odniesienia, poziom prądu na wyjściu.
Najprostszy ustabilizowany zasilacz
Stabilizatory napięcia są niezbędne nie tylko do ochrony sprzętu domowego i przemysłowego. W laboratorium urządzenia pomagają uniknąć nadmiernego przepływu energii i przepalenia sieci. Dlatego początkujący i profesjonalni technicy starają się używać co najmniej prostych bloków stabilizujących.
Główne zalety:
- prosty montaż;
- niezawodna praca;
- niedrogie i niedrogie części.
Wady obejmują niską wydajność wyjściową, zastosowanie dużych grzejników, duży rozmiar urządzenia.
Standardowe urządzenie będzie wymagało kilku elementów:
- obwód lm317;
- tranzystor z plastikową obudową;
- dioda;
- dwa oporniki;
- dwa kondensatory;
- mostek diodowy.
Minimalna liczba części i prosta konstrukcja pozwolą szybko zmontować regulator napięcia i wykorzystać go w małej sieci.
Dane pozycji nie są krytyczne. Na przykład rezystory na R1 mogą mieć wartości od 30 do 50 omów, ale nie instaluj diody.
Zintegrowany zasilacz stabilizatora
Urządzenia ze zintegrowanym systemem operacyjnym są stosowane w stabilizatorach napięcia, systemach audio, wzmacniaczach, zasilaczach i innych. Wszystkie szczegóły konstrukcyjne są połączone za pomocą kryształu krzemu, dzięki czemu ich sekwencja stanowi stabilizator. W elektrotechnice stosuje się dwa typy:
- za pomocą półprzewodnika;
- z wykorzystaniem elementów filmowych (hybrydowych).
Standardowy obwód składa się z kilku typowych części: źródła odniesienia, wzmacniacza, elementu regulacyjnego, mechanizmu ochronnego do odłączania i zapobiegania zwarciom.
Układy scalone to urządzenia o pełnym cyklu funkcjonalnym. Każda z nich ma ścieżki wejścia, wyjścia i uziemienia.
Możesz używać takich schematów tylko z niektórymi wskaźnikami napięcia. Dopuszczalne limity wynoszą od 5 do 24 V, dla prądu - poniżej 1A.
Układy scalone mają ogranicznik napięcia wyjściowego. Zainstalowano również dodatkową ochronę przed przegrzaniem.
Obwód stabilizatora z regulowanym zasilaniem
Mostek prostowniczy w takich urządzeniach pozwala na konwersję strumienia prądu przemiennego na stały. Jeden z kondensatorów filtruje energię o charakterystyce tętnienia, drugi sprawia, że przejście napięcia jest płynniejsze. Ten typ umożliwia stabilizatorowi pracę na poziomie niskich częstotliwości prądu stałego.
Wybór rezystora jest dokonywany zgodnie z wartością znamionową dopuszczalną dla stabilizatora. Błąd powinien być minimalny. Najlepszą opcją jest dokładne obliczenie.
Obszar zastosowań
Stabilizatory oparte na układzie LM317 służą do stabilizacji głównych wskaźników urządzeń technicznych.Takie urządzenie jest łatwe do samodzielnego złożenia, a urządzenie wyprodukowane fabrycznie jest tanie. Dla tej klasy ma doskonałe dane operacyjne i żywotność, jeśli nie ma nadmiernie silnych skoków mocy.
Wadą jest ograniczenie napięcia - nie więcej niż 3 V. Stabilizator oparty na obudowie TO 220 jest najtańszym modelem stosowanym w kilku obszarach:
- sieci domowe (domowe);
- warunki laboratoryjne;
- Oświetlenie LED (diody LED).
Systemy stabilizacji napięcia oparte na układzie LM317 są niezawodnymi, prostymi i wygodnymi urządzeniami. Koszt jest niewielki, ale cechy są pozytywne. Takie stabilizatory są często stosowane do diod LED w samochodach.
