بسیاری از مردم می دانند که قطع و وصل برق چیست. وقتی لامپ ها از این قسمت چشمک می زنند و می توانند بسوزند یک چیز است. و نکته دیگر زمانی است که ماشین لباسشویی یا یخچال در اثر افزایش ولتاژ می سوزد. این امر به میزان قابل توجهی به بودجه خانواده ضربه می زند. لوازم خانگی وارداتی برای چنین ولتاژهایی که اغلب در شبکه های داخلی رخ می دهند طراحی نشده اند. برای محافظت از خود در برابر خطا در عملکرد دستگاه های خانگی ، باید یک تثبیت کننده ولتاژ تهیه کنید که با توجه به قدرت کل دستگاه هایی که در شبکه خانگی شما کار می کنند ، انتخاب شده است.

انواع

تثبیت کننده های ولتاژ دستگاه هایی هستند که ولتاژ منبع تغذیه را با پارامترهای منطبق با مقادیر استاندارد برابر می کنند و همچنین ولتاژ را از تداخل فرکانس بالا پاک می کنند. نوع تثبیت کننده نوع مکانیزم داخلی اصلی را که به عنوان تثبیت کننده عمل می کند تعیین می کند.

تثبیت کننده های ولتاژ به دو نوع اصلی تقسیم می شوند:

1. تجمعی
2. اصلاحی.

اولین نوع تثبیت کننده در حال حاضر استفاده نمی شود ، زیرا آنها بزرگ هستند. قبلاً از آنها در تولید استفاده می شد و نه در محیط داخلی. تثبیت کننده های تجمعی ولتاژ با تجمع انرژی الکتریکی در یک ظرف عمل کرده و سپس جریان الکتریکی مورد نیاز را با پارامترهای مورد نیاز از این ظرف دریافت کنید. منبع تغذیه بدون وقفه بر اساس یک اصل مشابه کار می کند.

تثبیت کننده های اصلاحی ولتاژها اغلب شامل یک واحد کنترل هستند. به افت ولتاژ در یک جهت یا طرف دیگر واکنش نشان می دهد و در همان زمان سیم پیچ ترانسفورماتور مربوطه را متصل می کند. تثبیت کننده های اصلاحی در شرایط داخلی بسیار مورد استفاده قرار می گیرند.

آنها به نوبه خود به چند نوع تقسیم می شوند:

• رله
• الکترونیکی (تریستور).
• Ferroresonant
• الکترومکانیکی
• معکوس کننده.
• خطی.

ویژگی های طراحی و کار

تثبیت کننده های اصلاحی در زندگی روزمره محبوب ترین بوده است.

تثبیت کننده های ولتاژ رله

آنها به دلیل هزینه کم و کیفیت کار محبوب ترین شدند. مزیت اصلی تثبیت کننده های رله سرعت آنها است. آنها خیلی سریع به تغییرات ولتاژ پاسخ می دهند و مقدار آن را به محدوده استاندارد بر می گردانند و در نتیجه از وسایل خانگی محافظت می کنند.

از معایب ، می توان توجه داشت که هنگام فعال شدن رله ، بسته به سازنده ، جهش شدید ولتاژ 5-15 ولت رخ می دهد. برای لوازم خانگی ، چنین جهشی تأثیر منفی نخواهد داشت ، با این حال ، نور به طرز چشمگیری چشمک می زند. بنابراین ، هنگامی که تثبیت کننده رله در حال کار است ، گاهی پلک زدن مشاهده می شود ، در حالی که آنها به آن واکنش نشان نمی دهند.

مانند سایر انواع تثبیت کننده ، عنصر اصلی مدل رله واحد کنترل عناصر نیمه هادی است. بلوک الکترونیکی تثبیت کننده در قالب یک میکروکنترلر قوی ساخته شده است که ولتاژ ورودی و خروجی را تجزیه و تحلیل می کند. در نتیجه ، سیگنال های کنترلی برای رله های قدرت یا سوئیچ ها تولید می کند. میکروکنترلر هنگام ایجاد ولتاژ کنترل ، زمان پاسخگویی رله ها و کلیدهای قدرت را در نظر می گیرد. این باعث می شود که مدارهای سوئیچینگ بدون شکستن آنها انجام شود. در نتیجه ، شکل نمودار ولتاژ خروجی با شکل ولتاژ ورودی یکسان می شود.

تثبیت کننده های ولتاژ الکترونیکی

تثبیت کننده های تریستور طبق این اصل کار می کنند که بر اساس تغییر خودکار سیم پیچ های مختلف ترانسفورماتور با سوئیچ های قدرت در فرم است. این اصل مشابه عملکرد دستگاه های رله است. تفاوت بین تثبیت کننده های رله در این است که آنها تماس مکانیکی ندارند ، تعداد بیشتری از مراحل یکسان سازی ولتاژ و دقت عملکرد بالا 2-5 وجود دارد.

لوازم الکترونیکی در خانه سر و صدا ایجاد نمی کنند زیرا رله مکانیکی وجود ندارد. آنها با کلیدهای الکترونیکی جایگزین می شوند. تثبیت کننده های تریستور با راندمان بالا کار می کنند.

در کاربردهای عملی ، مدل های الکترونیکی خود را دستگاه های حساسی نشان داده اند که تحت تأثیر گرم شدن بیش از حد قرار می گیرند. تولید کنندگان داخلی اغلب این نوع تثبیت کننده ها را تولید می کنند.

جدی ترین عیب مدلهای تریستور هزینه بالای آنهاست. مدت زمان گارانتی تقریباً برای همه انواع تثبیت کننده ها بسته به سازنده 1-3 سال است.

فروزنین

عمل آنها بر اساس تغییر در مقدار القایی سیم پیچ ها با هسته فلزی ، هنگام تغییر جریان است. خازن C1 به صورت سری با سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور متصل می شود. همراه با سیم پیچ اولیه ، یک مدار طنین انداز ایجاد می کند که با فرکانس شبکه 50 هرتز تنظیم می شود.

اندازه خازن بستگی به قدرت ترانسفورماتور دارد. با قدرت ترانسفورماتور تا 60 وات ، از خازنی با مقدار حداکثر 12 μF استفاده می شود. از یک چوک اشباع برای ایجاد قدرت تثبیت کننده قابل توجه استفاده می شود.

با ولتاژ اصلی پایین ، جریان کوچکی از چوک عبور می کند و القاء چوک زیاد است. قسمت اصلی جریان از طریق خازن متصل به موازی جریان می یابد. علاوه بر این ، مقاومت کلی این مدار از نوع خازنی است.

خازن بخشی از راکتانس القایی سیم پیچ ترانسفورماتور را جبران می کند. این جریان سیم پیچ را افزایش می دهد. ولتاژ خروجی ترانس نیز افزایش می یابد. این ویژگی اثر رزونانس ولتاژ است.

با افزایش ولتاژ ، جریان سلف نیز افزایش می یابد و سلف آن کاهش می یابد. مقدار خازن به گونه ای محاسبه می شود که رزونانس در مدار سلف-خازن رخ می دهد ، که در آن مقاومت این مدار بیشترین خواهد بود ، و جریان ناشی از منبع تغذیه به ترانسفورماتور کوچکترین است.

با افزایش ولتاژ اصلی ، مقاومت مدار تا لحظه تشدید افزایش می یابد. این امر باعث می شود که ولتاژ در ترانسفورماتور در افت شدید ولتاژ تثبیت شود.

مزیت دستگاه های فروسرزون قابلیت اطمینان و سادگی است. عیب آن وابستگی قابل توجه ولتاژ خروجی دستگاه به فرکانس جریان و اعوجاج شکل موج ولتاژ است. همچنین تثبیت کننده ها با هسته های سیم پیچ اشباع دارای اتلاف مغناطیسی بالایی هستند. این امر بر عملکرد دستگاه های اطراف و شخص تأثیر منفی می گذارد.

تثبیت کننده های الکترومکانیکی ولتاژ

اصل عملکرد چنین دستگاهی بسیار ساده است. هنگامی که ولتاژ کاهش می یابد ، برس های گرافیتی در امتداد سیم پیچ ترانسفورماتور حرکت می کنند و در نتیجه ولتاژ خروجی را تنظیم و تنظیم می کنند.

در اولین نمونه های تثبیت کننده های الکترومکانیکی ، از روش دستی (سوئیچ) برای حرکت برس ها استفاده شد. کاربر مجبور بود به طور مداوم بر روی شاخص های ولتاژ نظارت داشته باشد.

در مدلهای جدید دستگاهها ، این عملکرد به طور خودکار توسط یک موتور کوچک انجام می شود ، که در صورت افت ولتاژ ، برس را در امتداد سیم پیچ ترانسفورماتور حرکت می دهد.

مزایای چنین تثبیت کننده ها سادگی و قابلیت اطمینان دستگاه ، افزایش کارایی است. در میان کاستی ها ، می توان به سرعت پایین پاسخ در هنگام افت ولتاژ و همچنین سایش سریع قطعات مکانیکی اشاره کرد. بنابراین ، فرم الکترومکانیکی تثبیت کننده نیاز به نگهداری مداوم در قالب کنترل و جایگزینی برس ها دارد.

تثبیت کننده های ولتاژ اینورتر

آنها جریان مستقیم را به جریان متناوب تبدیل می کنند و همچنین عمل مخالف را انجام می دهند ، یعنی با استفاده از میکروکنترلر و نوسان ساز کریستال ، جریان متناوب را به جریان مستقیم تبدیل می کنند.

از جمله مزایای تثبیت کننده های اینورتر ، می توان صدای کم در حین کار دستگاه ، اندازه جمع و جور و طیف گسترده ای از ولتاژهای ورودی ورودی را که بین 115-290 ولت متغیر است ، مشخص کرد.

عیب طرح های اینورتر ، برخلاف بسیاری از انواع تثبیت کننده ها ، هزینه بالای آنهاست.

خطی

به شکل تقسیم ولتاژ ساخته شده است. یک ولتاژ ناپایدار به ورودی چنین دستگاهی اعمال می شود و ولتاژ برابر از بازوی پایین تقسیم کننده خارج می شود. هم ترازی با تغییر مقاومت بازوی تقسیم ولتاژ انجام می شود. در این حالت ، مقدار مقاومت چنان مقداری را حفظ می کند که ولتاژ خروجی دستگاه در محدوده خاصی باشد.

با نسبت قابل توجهی از مقادیر ولتاژهای خروجی و ورودی ، تثبیت کننده خطی دارای بازدهی کمتری است ، زیرا بخش قابل توجهی از قدرت در عنصر تنظیم کننده به گرما منتقل می شود. بنابراین ، تنظیم کننده ولتاژ معمولاً روی یک سینک حرارتی نصب می شود تا بتواند گرما را از بین ببرد.

مزیت یک دستگاه خطی عدم وجود تداخل ، سادگی طراحی و تعداد کمی از قطعات است. معایب آن بازده کم ، تولید گرمای زیاد است.

هنگام انتخاب تثبیت کننده به چه نکاتی توجه کنیم

• روش نصب ... می توان آن را روی دیوار نصب کرد ، با نصب افقی یا عمودی (برای لوازم ثابت). قابل نصب در کنار دستگاهی که برای آن خریداری شده است.
• دقت کار ،ولتاژ ورودی و خروجی... این ویژگی عمدتا به پارامترهای ولتاژ ورودی بستگی دارد. بهتر است کمترین میزان دقت دستگاه را از 1 تا 3 درصد ، با ولتاژ 220 ولت انتخاب کنید.
• قدرت تثبیت کننده نه تنها با قدرت دستگاه الکتریکی متصل انتخاب می شود. به این مقدار یک منبع قدرت معین اضافه می شود. برای کل آپارتمان ، این حاشیه باید در 30 باشد.
• مراحل تغذیه (شبکه تک فاز یا سه فاز).

• کارایی (زمان پاسخ به افت ولتاژ) ، برحسب میلی ثانیه.

• حفاظت از تثبیت کننده ... دستگاه های گران قیمت اغلب مجهز به سیستم های محافظتی هستند که از تثبیت کننده در برابر اتصال کوتاه ، تغییرات ناگهانی ولتاژ و سایر پدیده های منفی محافظت می کند.
• ابعاد دستگاه و سر و صدای آن در حین کار
• قیمت... متخصصان خرید تقلبی ارزان قیمت چینی را توصیه نمی کنند ، زیرا نباید از کیفیت تثبیت کننده صرف نظر کنید. یک دستگاه با کیفیت لازم نیست ارزان باشد. بهتر است یک مدل داخلی یا یک دستگاه ساخت اروپا خریداری کنید.
• دوره ضمانت هنگام انتخاب هر دستگاهی نقش مهمی ایفا می کند. اگر دستگاه چینی است ، بعید است که هیچ تضمینی برای آن وجود داشته باشد. تثبیت کننده های خریداری شده از مراکز خرده فروشی تخصصی را می توان در صورت نقص یا نقص در طول دوره ضمانت رایگان تعویض کرد.

معمولاً بزرگترین مشکل هنگام انتخاب یک دستگاه ، قدرت آن ایجاد می شود. علاوه بر م componentلفه فعال قدرت ، که توسط دستگاه های خانگی مصرف می شود ، برخی از آنها دارای آن هستند. در صورت وجود ظاهر می شود (اگر دستگاه دارای موتور الکتریکی قوی باشد). با شروع ، جریان چندین برابر می شود. اگر یک تثبیت کننده را بدون در نظر گرفتن این جزء قدرت راکتیو انتخاب کنید ، ممکن است هنگام راه اندازی یک دستگاه با موتور الکتریکی با بار زیادی کنار نیاید.

یکی دیگر از عواملی که تا حد زیادی بر انتخاب تنظیم کننده تأثیر می گذارد ، نسبت تبدیل است که اگر تنظیم کننده در شرایط ایده آل کار می کند ، صفر است. یعنی دقیقاً 220 ولت به ورودی وصل می شود و دقیقاً همان مقدار به مصرف کننده می رسد. و اگر تنظیم کننده باید ولتاژ را برابر کند ، قدرت کاهش می یابد.

تنظیم کننده ولتاژ

تنظیم کننده ولتاژ- مبدل انرژی الکتریکی ، که به شما امکان می دهد ولتاژ خروجی را بدست آورید ، که در محدوده مشخص شده با نوسانات قابل توجهی در ولتاژ ورودی و مقاومت بار است.

با توجه به نوع ولتاژ خروجی ، تثبیت کننده ها به تثبیت کننده های DC و AC تقسیم می شوند. به طور معمول ، نوع منبع تغذیه (DC یا AC) همان ولتاژ خروجی است ، اگرچه استثنائاتی نیز وجود دارد.

تثبیت کننده های DC

میکرو مدار تثبیت کننده خطی KR1170EN8

تثبیت کننده خطی

تثبیت کننده خطی تقسیم کننده ولتاژ است که ورودی آن با ولتاژ ورودی (ناپایدار) تامین می شود و ولتاژ خروجی (تثبیت شده) از بازوی پایینی تقسیم جدا می شود. تثبیت با تغییر مقاومت یکی از بازوهای تقسیم کننده انجام می شود: مقاومت به طور مداوم حفظ می شود به طوری که ولتاژ خروجی تثبیت کننده در محدوده مشخص شده است. با نسبت زیادی از ولتاژهای ورودی / خروجی ، تثبیت کننده خطی دارای بازده پایینی است ، زیرا بیشتر توان P rac = (U in - U out) * I t به شکل گرما بر روی عنصر تنظیم کننده پخش می شود. بنابراین ، عنصر تنظیم کننده باید بتواند قدرت کافی را از بین ببرد ، یعنی باید روی رادیاتور ناحیه مورد نیاز نصب شود. مزیت تنظیم کننده خطی سادگی ، عدم تداخل و استفاده از قطعات کمتر است.

بسته به موقعیت عنصر با مقاومت متغیر ، تثبیت کننده های خطی به دو نوع تقسیم می شوند:

• استوار: عنصر کنترل به صورت سری با بار متصل می شود.
• موازی: عنصر کنترل به موازات بار متصل می شود.

بسته به روش تثبیت:

• پارامتری: در چنین تثبیت کننده ، از بخشی از ویژگی I - V دستگاه استفاده می شود که شیب زیادی دارد.
• جبرانی: بازخورد دارد در آن ، ولتاژ خروجی تثبیت کننده با منبع مرجع مقایسه می شود و یک سیگنال کنترل برای عنصر تنظیم کننده از تفاوت بین آنها تشکیل می شود.

تثبیت کننده پارامتریک موازی روی دیود زنر

از آن برای تثبیت ولتاژ در مدارهای جریان کم استفاده می شود ، زیرا برای عملکرد عادی مدار ، جریان از طریق دیود زنر D1 باید چندین بار (3-10) از جریان در بار تثبیت شده R L بیشتر شود. اغلب این مدار تنظیم کننده خطی به عنوان مرجع ولتاژ در مدارهای تنظیم کننده پیچیده تر استفاده می شود. برای کاهش ناپایداری ولتاژ خروجی ناشی از تغییرات ولتاژ ورودی ، به جای مقاومت R V استفاده می شود. با این حال ، این اندازه بی ثباتی ولتاژ خروجی ناشی از تغییر در مقاومت بار را کاهش نمی دهد.

سری تنظیم کننده ترانزیستور دوقطبی

U out = U z - U be.

در واقع ، این یک تثبیت کننده پارامتریک موازی روی یک دیود زنر است که در بالا مورد بحث قرار گرفت و به ورودی دنبال کننده امیتر متصل است. این حلقه فیدبک برای جبران تغییرات ولتاژ خروجی ندارد.

ولتاژ خروجی آن کمتر از ولتاژ تثبیت دیود زنر با مقدار U be است که عملاً مستقل از بزرگی جریانی است که از محل اتصال p-n عبور می کند و برای دستگاه های مبتنی بر سیلیکون تقریباً 0.6 ولت است. وابستگی U به میزان جریان و درجه حرارت پایداری ولتاژ خروجی را در مقایسه با تثبیت کننده پارامتریک موازی بر اساس دیود زنر ، بدتر می کند.

دنبال کننده امیتر (تقویت کننده فعلی) به شما امکان می دهد حداکثر جریان خروجی تثبیت کننده را در مقایسه با تثبیت کننده پارامتری موازی در دیود زنر ، با ضریب β (جایی که β افزایش فعلی این نمونه ترانزیستور است) افزایش دهید. به اگر این کافی نیست ، از ترانزیستور کامپوزیت استفاده می شود.

در صورت عدم وجود مقاومت در برابر بار (یا در جریانهای بار محدوده میکرو آمپر) ، ولتاژ خروجی چنین تثبیت کننده ای (ولتاژ مدار باز) به دلیل این واقعیت که U در محدوده ریز جریان نزدیک به صفر می شود ، 0.6 ولت افزایش می یابد. برای غلبه بر این ویژگی ، یک مقاومت بار بالاست به خروجی تثبیت کننده متصل شده و جریان بار چند میلی آمپر را تأمین می کند.

تثبیت کننده جبران سری با استفاده از تقویت کننده عملیاتی

بخشی از ولتاژ خروجی U خارج شده از پتانسیومتر R2 با ولتاژ مرجع U z در دیود زنر D1 مقایسه می شود. اختلاف ولتاژ توسط تقویت کننده عملیاتی U1 تقویت شده و به پایه ترانزیستور تنظیم کننده متصل به مدار دنبال کننده امیتر تغذیه می شود. برای عملکرد پایدار مدار ، تغییر فاز حلقه باید نزدیک به 180 درجه + n * 360 درجه باشد. از آنجا که بخشی از ولتاژ خروجی U به ورودی معکوس تقویت کننده عملیاتی U1 تغذیه می شود ، تقویت کننده عملیاتی U1 فاز را 180 درجه تغییر می دهد ، ترانزیستور تنظیم کننده با توجه به مدار دنبال کننده امیتر روشن می شود ، که فاز را تغییر نمی دهد به تغییر فاز حلقه 180 درجه است ، شرایط پایداری فاز برآورده می شود.

ولتاژ مرجع Uz عملاً مستقل از مقدار جریانی است که از دیود زنر عبور می کند و برابر با ولتاژ تثبیت کننده دیود زنر است. برای افزایش پایداری آن با تغییرات در Uin ، به جای مقاومت R V استفاده می شود.

در این تثبیت کننده ، تقویت کننده عملیاتی در واقع در یک مدار تقویت کننده غیر معکوس (با یک دنبال کننده امیتر برای افزایش جریان خروجی) متصل می شود. نسبت مقاومت ها در حلقه بازخورد ، افزایش آن را تعیین می کند ، که تعیین می کند چند بار ولتاژ خروجی بیشتر از ولتاژ ورودی (یعنی ولتاژ مرجع اعمال شده به ورودی غیر وارونه op-amp) باشد. از آنجا که سود یک تقویت کننده غیر معکوس همیشه بیشتر از وحدت است ، مقدار ولتاژ مرجع (ولتاژ تثبیت کننده دیود زنر) باید کمتر از حداقل ولتاژ خروجی مورد نیاز انتخاب شود.

ناپایداری ولتاژ خروجی چنین تثبیت کننده ای تقریباً به طور کامل با عدم ثبات ولتاژ مرجع ، به دلیل افزایش حلقه بزرگ آمپرهای مدرن (تعیین می شود). G openloop = 10 5 ÷ 10 6).

برای جلوگیری از تأثیر ناپایداری ولتاژ ورودی بر روی حالت عملکرد خود op-amp ، می توان آن را با ولتاژ تثبیت شده (از تثبیت کننده های پارامتری اضافی در دیود زنر) تغذیه کرد.

تثبیت کننده نبض

در یک تنظیم کننده سوئیچینگ ، جریان از یک منبع خارجی ناپایدار به یک دستگاه ذخیره سازی (معمولاً یک خازن یا خفه کننده) در پالس های کوتاه عرضه می شود. در این حالت ، انرژی ذخیره می شود ، که سپس به شکل انرژی الکتریکی به بار منتقل می شود ، اما در مورد خفگی ، در حال حاضر با ولتاژ متفاوت است. تثبیت با کنترل مدت زمان پالس ها و مکث بین آنها - تعدیل عرض پالس انجام می شود. یک تنظیم کننده سوئیچینگ ، در مقایسه با یک خطی ، دارای بازده قابل توجهی بالاتر است. نقطه ضعف تنظیم کننده سوئیچ وجود نویز ضربه در ولتاژ خروجی است.

برخلاف تنظیم کننده خطی ، یک تنظیم کننده سوئیچینگ می تواند ولتاژ ورودی را به صورت دلخواه (بسته به مدار تنظیم کننده) تبدیل کند:

• به سمت پایین در زیر
• بالا بردنتثبیت کننده: ولتاژ تثبیت شده خروجی همیشه در بالاورودی و دارای قطبیت یکسان است.
• باک-باکتثبیت کننده: ولتاژ خروجی تثبیت شده است ، می تواند به صورت در بالاو در زیرورودی و دارای قطبیت یکسان است. چنین تثبیت کننده در مواردی استفاده می شود که ولتاژ ورودی کمی متفاوت از ولتاژ مورد نیاز است و می تواند متغیر باشد ، مقداری بیشتر و کمتر از مقدار مورد نیاز.
• وارونه کردنتثبیت کننده: ولتاژ تثبیت شده خروجی دارای قطبیت معکوس نسبت به ورودی است ، مقدار مطلق ولتاژ خروجی می تواند هر باشد.

تثبیت کننده های ولتاژ AC

تثبیت کننده های فروسرزون

در دوران اتحاد جماهیر شوروی ، تثبیت کننده های ولتاژ فروزنونی خانگی گسترده شد. معمولاً تلویزیون ها از طریق آنها متصل می شدند. در تلویزیون های نسل اول ، از منابع تغذیه شبکه با تثبیت کننده ولتاژ خطی استفاده می شد (و در برخی از مدارها آنها کاملاً از ولتاژ نامنظم تغذیه می کردند) ، که همیشه با نوسانات ولتاژ شبکه ، به ویژه در مناطق روستایی ، که نیاز به تثبیت اولیه ولتاژ داشت ، کنار نمی آمد. به با ظهور تلویزیون های 4UPITST و USTsT ، که دارای منبع تغذیه سوئیچینگ بودند ، نیاز به تثبیت اضافی ولتاژ اصلی از بین رفت.

تثبیت کننده فروسرزون شامل دو خفه کننده است: دارای هسته غیر اشباع (دارای شکاف مغناطیسی) و هسته اشباع شده و همچنین یک خازن. ویژگی I - V یک سلف اشباع شده این است که ولتاژ روی آن با تغییر جریان از طریق آن کمی تغییر می کند. با انتخاب پارامترهای چوک و خازن ، می توان از تثبیت ولتاژ در هنگام تغییر ولتاژ ورودی در محدوده نسبتاً وسیعی اطمینان حاصل کرد ، اما یک انحراف جزئی در فرکانس شبکه منبع تغذیه تا حد زیادی بر ویژگی های تثبیت کننده تأثیر گذاشت.

تثبیت کننده های مدرن

در حال حاضر ، انواع اصلی تثبیت کننده ها عبارتند از:

• سروو الکترودینامیکی (مکانیکی)
• استاتیک (قابل تعویض الکترونیکی)
• رله
• جبران خسارت (صاف الکترونیکی)

مدل ها در دو نسخه تک فاز (220/230 ولت) و سه فاز (380/400 ولت) تولید می شوند ، قدرت آنها از چند صد وات تا چند مگاوات متغیر است. مدلهای سه فاز در دو اصلاح تولید می شوند: با تنظیم مستقل برای هر فاز یا با تنظیم ولتاژ متوسط ​​فاز در ورودی تثبیت کننده.

مدلهای تولید شده همچنین در محدوده مجاز ولتاژ ورودی متفاوت هستند ، که می تواند برای مثال موارد زیر باشد: ± 15، ،٪ 20، ،٪ 25، ، ± 30، ، -25 / / + 15، ، -35 / / + 15 or یا -45 / / + 15. هرچه دامنه وسیع تر (به ویژه در جهت منفی) باشد ، ابعاد تثبیت کننده بزرگتر و هزینه آن در همان توان خروجی بیشتر است.

یک ویژگی مهم تنظیم کننده ولتاژ سرعت آن است ، یعنی هرچه سرعت بیشتر باشد ، تنظیم کننده سریعتر به تغییرات ولتاژ ورودی سریعتر واکنش نشان می دهد. سرعت یک دوره زمانی (میلی ثانیه) است که طی آن تنظیم کننده قادر است ولتاژ را یک ولت تغییر دهد. انواع مختلف تثبیت کننده ها سرعت پاسخ گویی متفاوتی دارند ، برای مثال ، در موارد الکترودینامیکی ، سرعت 12 ... 18 ms / V است ، تثبیت کننده های استاتیک 2 ms / V را ارائه می دهند ، اما برای نوع جبران الکترونیکی ، این پارامتر 0.75 میلی ثانیه است / V.

پارامتر مهم دیگر دقت تثبیت ولتاژ خروجی است. مطابق GOST 13109-97 ، حداکثر انحراف مجاز ولتاژ منبع ± 10 of از اسمی است. دقت تنظیم کننده های ولتاژ مدرن بین 1 تا 8 درصد متغیر است. دقت 8 quite برای اطمینان از عملکرد صحیح اکثر قریب به اتفاق لوازم برقی خانگی و صنعتی کافی است. الزامات سختگیرانه تر (1)) معمولاً به منبع تغذیه تجهیزات پیچیده (پزشکی ، فناوری پیشرفته و موارد مشابه) تحمیل می شود. یک پارامتر مهم مصرف کننده ، توانایی تثبیت کننده برای کار با قدرت اعلام شده در کل محدوده ولتاژ ورودی است ، اما همه تثبیت کننده ها با این پارامتر مطابقت ندارند. برخی از تثبیت کننده ها می توانند بارهای ده برابر را تحمل کنند ؛ هنگام خرید چنین تثبیت کننده ، نیازی به ذخیره قدرت نیست.

همچنین ببینید

• میکرو مدارهای سری 78xx - مجموعه ای از تنظیم کننده های خطی متداول

ادبیات

• ورسوف G.P.منبع تغذیه تجهیزات الکترونیکی خانگی. - م .: رادیو و ارتباطات ، 1983.- 128 ص.
• V.V. کیتایف و دیگرانمنبع تغذیه دستگاه های ارتباطی - م.: ارتباطات ، 1975.- 328 ص. - 24000 نسخه
• V.G. Kostikov پارفنوف E.M. شاخنوف V.A.منابع منبع تغذیه دستگاه های الکترونیکی مدار و طراحی: کتاب درسی برای دانشگاه ها. - 2. - M.: Hotline - Telecom، 2001. - 344 p. - 3000 نسخه -شابک 5-93517-052-3
• Shtilman V.I.تثبیت کننده های ولتاژ میکروالکترونیکی - کیف: تکنیکا ، 1976.

پیوندها

• تثبیت کننده ها تولیدکنندگان شرح. (چگونه می توان خانه و لوازم خانگی خود را از افزایش برق محافظت کرد و چگونه تثبیت کننده مناسبی را انتخاب کرد که به شما در این امر کمک می کند)
• تثبیت کننده ولتاژ برای خانه (چرا به تثبیت کننده ولتاژ برای خانه نیاز دارید ، نحوه انتخاب آن ، انواع تثبیت کننده ها)
• GOST R 52907-2008 "منابع قدرت برای تجهیزات الکترونیکی رادیویی. اصطلاحات و تعاریف"

تثبیت کننده ولتاژ دستگاهی است که ولتاژ ورودی آن با پارامترهای ناپایدار یا نامناسب برای مصرف کننده برق تامین می شود. در خروجی تثبیت کننده ، ولتاژ از قبل دارای پارامترهای لازم (پایدار) است که امکان تأمین برق برای مصرف کنندگان مستعد تغییرات ولتاژ را فراهم می کند. تنظیم کننده ولتاژ چگونه کار می کند و برای چیست؟

اگر ولتاژ ورودی برای مصرف کننده بسیار کم یا زیاد باشد ، تثبیت ولتاژ DC مورد نیاز است. با عبور از دستگاه پشتیبانی ، مقدار آن بزرگتر یا کوچکتر می شود. در صورت لزوم ، می توان مدار رگولاتور را طوری طراحی کرد که ولتاژ خروجی دارای قطبیت مخالف ولتاژ ورودی باشد.

خطی

تنظیم کننده خطی تقسیم کننده ای است که با ولتاژ ناپایدار تغذیه می شود. به نظر می رسد در حال حاضر سطح بندی شده است ، با ویژگی های پایدار. اصل عملکرد تغییر مداوم مقاومت برای حفظ ولتاژ ثابت در خروجی است.

مزایای:

• طراحی ساده با جزئیات کمی ؛
• هیچ تداخلی در عملیات وجود ندارد.

معایب:

• با تفاوت زیاد بین ولتاژهای ورودی و خروجی ، مبدل جریان خطی کارایی ضعیفی را ارائه می دهد ، زیرا بیشتر توان تولید شده به گرما تبدیل شده و در تنظیم کننده مقاومت پراکنده می شود. بنابراین ، نصب یک دستگاه کنترل بر روی رادیاتور با اندازه کافی ضروری می شود.

پارامتری با دیود زنر ، موازی

دیودهای زنر تخلیه گاز و نیمه هادی برای مدار دستگاه تثبیت کننده جریان مناسب است که در آن عنصر کنترل موازی شاخه بارگذاری شده قرار دارد.

جریانی که 3 تا 10 برابر جریان در R L باشد باید از دیود زنر عبور کند. بنابراین ، مکانیسم برای یکسان سازی ولتاژ فقط در مکانیسم های جریان کم مناسب است. معمولاً به عنوان جزء مبدل های فعلی با پر کردن پیچیده تر استفاده می شود.

سری با ترانزیستور دوقطبی

اصل عملکرد تنظیم کننده ولتاژ را می توان با استفاده از نمودار دستگاه مشاهده کرد.

مشاهده می شود که دو عنصر را ترکیب می کند:

1. تثبیت کننده پارامتری موازی که قبلاً در دیود زنر شناخته شده است.
2. ترانزیستور دوقطبی که جریان را با نرخ ثابت افزایش می دهد. همچنین به دنبال کننده امیتر نیز گفته می شود.

ولتاژ خروجی با فرمول تعیین می شود: Uout = Uz - Ube. Uz ولتاژ پشتیبانی شده توسط دیود زنر است. تقریباً مستقل از جریانی است که از دیود زنر عبور می کند. Ube - تفاوت بین ولتاژ خروجی و ولتاژ تثبیت شده توسط دیود زنر. تقریباً مستقل از جریان عرضه شده به محل اتصال pn است. با این حال ، تفاوت به ماهیت ماده بستگی دارد (برای سیلیکون Ube - 0.6 V ، برای ژرمانیوم - 0.25 V). به دلیل استقلال نسبی این مقادیر است که ولتاژ خروجی پایدار است.

هنگام عبور از ترانزیستور سه لایه ، ولتاژ خروجی تثبیت کننده افزایش می یابد. اگر استفاده از یک ترانزیستور نیاز مصرف کننده انرژی را برآورده نکند ، طراحی چند ترانزیستور برای افزایش جریان به مقدار دلخواه انجام می شود.

جبران سریال تقویت کننده عملیاتی

معنی جبرانی با بازخورد. در این تثبیت کننده ، ولتاژ خروجی همیشه با آنچه به عنوان استاندارد در نظر گرفته می شود مقایسه می شود. تفاوت بین آنها برای تشکیل و انتقال سیگنال به مکانیسم کنترل ولتاژ ضروری است.

بخشی از ولتاژ خروجی Uout از مقاومت R2 برداشته می شود که با Uz (ولتاژ مرجع) در دیود زنر مقایسه می شود ، که در نمودار به عنوان D1 نشان داده شده است. تفاوت حاصل از یک تقویت کننده عملیاتی (در نمودار U1) عبور می کند و به ترانزیستور کنترل منتقل می شود.

عملکرد پایدار با تغییر فاز حلقه که به 180 درجه + n * 360 درجه نزدیک می شود ، تضمین می شود. از آنجا که بخشی از ولتاژ خروجی به تقویت کننده عرضه می شود ، دومی فاز را با زاویه جارو تغییر می دهد. ترانزیستور متصل به مدار تقویت کننده فعلی باعث تغییر فاز نمی شود. در این حالت ، تغییر حلقه برابر با 180 درجه است.

نبض

جریان الکتریکی با پارامترهای ناپایدار با استفاده از پالس های کوتاه به دستگاه ذخیره سازی تثبیت کننده (یک سیم پیچ القایی یا خازن نقش آن را بازی می کند) تامین می شود. برق ذخیره شده متعاقباً با پارامترهای مختلف وارد بار می شود. دو گزینه برای تثبیت وجود دارد:

1. با کنترل مدت زمان ضربان ها و مکث بین آنها ( اصل مدولاسیون عرض پالس);
2. با مقایسه ولتاژ خروجی با حداقل و حداکثر مقادیر مجاز. اگر بیشتر از حداکثر باشد ، درایو ذخیره انرژی را متوقف کرده و تخلیه می کند. سپس ولتاژ خروجی کمتر از حداقل می شود. در این حالت ، درایو دوباره شروع به کار می کند ( اصل کنترل دو موقعیت).

بسته به مدار ، اکولایزر جریان پالس می تواند ولتاژ را برای دستیابی به نتایج مختلف تبدیل کند. بنابراین ، انواع آن متمایز می شود:

• به سمت پایین(ولتاژ خروجی کمتر از ورودی است ، اما با یک قطب یکسان است) ؛
• بالا بردن(ولتاژ خروجی بیشتر از ورودی است ، اما با یک قطب یکسان است) ؛
• افزایش سرمایه(ولتاژ در پین می تواند بیشتر یا کمتر از ورودی باشد ، اما قطبیت یکسان است). این دستگاه زمانی استفاده می شود که U در ورودی و خروجی بسیار متفاوت است ، اما در ورودی انحرافات ناخواسته به بالا یا پایین امکان پذیر است.
• وارونه کردن(ولتاژ خروجی بیشتر یا کمتر از ورودی است ، قطب مخالف است).

مزایای:

• اتلاف انرژی کم.

معایب:

• صدای پالس در خروجی

تثبیت کننده های ولتاژ AC

یک تثبیت کننده ولتاژ AC برای حفظ جریان ثابت در خروجی ، صرف نظر از پارامترهایی که در ورودی دارد ، طراحی شده است. ولتاژ خروجی باید توسط یک سینوسی ایده آل حتی با جهش شدید ، افت یا حتی شکست در ورودی توصیف شود. دستگاههای تثبیت کننده تجمعی و اصلاحی وجود دارد.

تثبیت کننده ها-انباشت کننده ها

اینها دستگاههایی هستند که ابتدا برق را از منبع جریان ورودی ذخیره می کنند. سپس انرژی دوباره تولید می شود ، اما با ویژگیهای ثابت ، جریان به خروجی هدایت می شود.

سیستم ژنراتور موتور

اصل عملکرد تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی جنبشی با استفاده از موتور الکتریکی است. سپس ژنراتور آن را از جنبشی به الکتریکی تبدیل می کند ، اما جریان از قبل دارای ویژگی های خاص و ثابت است.

عنصر کلیدی سیستم فلایویل است که انرژی جنبشی را ذخیره کرده و ولتاژ خروجی را تثبیت می کند. فلایویل به صورت محکم به قسمت های متحرک موتور و ژنراتور متصل شده است. این بسیار عظیم است و سرعت نگه داشتن اینرسی بالایی دارد که فقط به فرکانس فاز بستگی دارد. از آنجا که سرعت فلایویل نسبتاً ثابت است ، ولتاژ حتی با افت و افزایش قابل توجه ورودی ثابت می ماند.

سیستم موتور ژنراتور برای ولتاژهای سه فاز مناسب است. امروزه فقط در سایتهای استراتژیک استفاده می شود. قبلاً برای تغذیه رایانه های الکترونیکی با سرعت بالا استفاده می شد.

فروزنین

دستگاه شامل:

• سیم پیچ القایی هسته اشباع شده ؛
• یک سلف با هسته اشباع نشده (یک شکاف مغناطیسی در داخل وجود دارد) ؛
• خازن.

از آنجا که یک سیم پیچ با هسته اشباع شده ، بدون توجه به جریانی که در آن جریان دارد ، ولتاژ ثابتی دارد ، با انتخاب ویژگی های سیم پیچ دوم و خازن ، می توان به تثبیت ولتاژ در محدوده مورد نیاز دست یافت.

اصل عملکرد مکانیزم حاصله را می توان با یک نوسان مقایسه کرد ، که متوقف کردن ناگهانی یا چرخاندن آن با سرعت بیشتر دشوار است. حتی نیازی به فشار دادن نوسان در هر بار نیست ، زیرا حرکت نوسانی یک فرایند اینرسی است. بنابراین ، افت ولتاژ و وقفه های شدید مجاز است. تغییر فرکانس نوسان نیز دشوار است ، زیرا سیستم فرکانس حالت ثابت خود را دارد.

تثبیت کننده های فروسرزون در زمان اتحاد جماهیر شوروی محبوب بودند. از آنها برای تأمین برق تلویزیون ها استفاده می شد.

معکوس کننده

مدار تثبیت کننده اینورتر شامل موارد زیر است:

• فیلترهای ورودی ؛
• یکسو کننده با دستگاهی که ضریب توان را تغییر می دهد ؛
• خازن ها ؛
• میکروکنترلر ؛
• مبدل ولتاژ (DC به AC).

اصل کار بر دو فرایند استوار است:

1. جریان متناوب ورودی ابتدا با عبور از اصلاح کننده و یکسو کننده به جریان مستقیم تبدیل می شود. انرژی در خازنها ذخیره می شود.
2. سپس جریان DC به خروجی AC تبدیل می شود. از خازن ، جریان به اینورتر می رود ، که جریان را به جریان متناوب ، اما با پارامترهای بدون تغییر تبدیل می کند.

مثال (اصل عملکرد تثبیت کننده ولتاژ 220 ولت): ولتاژ ورودی کمتر یا بیشتر از 220 ولت است ، شکل آن با سینوسی مطابقت ندارد. پس از عبور از یکسو کننده و اصلاح کننده ، جریان ثابت می شود ، شکل موج ولتاژ یک سینوسی ایده آل است. پس از عبور از اینورتر ، یک جریان سینوسی متناوب با فرکانس 50 هرتز و ولتاژ 220 ولت به خروجی می شتابد.

با توجه به کارایی بالای مکانیسم (بازده نزدیک به 100) ، چنین تثبیت کننده ای برای تجهیزات پزشکی و ورزشی گران قیمت استفاده می شود.

UPS

منبع تغذیه بدون وقفه از نظر طراحی و اصل شبیه به دستگاههای تبدیل اینورتر است. شباهت با این واقعیت به پایان می رسد که انباشت برق در خازن رخ نمی دهد ، بلکه در باتری اتفاق می افتد ، که از آن جریان با پارامترهای لازم برای مصرف کننده خارج می شود.

UPS ها برای تغذیه تجهیزات محاسباتی ضروری هستند ، زیرا نه تنها ولتاژ را تثبیت می کنند ، بلکه خرابی برنامه ها را در هنگام خاموش شدن اضطراری نیز منتفی می کنند. مثال: در صورت وقوع ولتاژ ، انرژی انباشته شده در باتری برای خاموش کردن صحیح کامپیوتر کافی است. همه داده ها ذخیره می شوند و "پر کردن" کامپیوتر دست نخورده باقی می ماند.

اصلاحی

تثبیت کننده های اصلاحی شامل مبدل های ولتاژ هستند که به دلیل پتانسیل اضافی آن را تغییر می دهند ، که برای به دست آوردن مقدار مورد نیاز مصرف کننده کافی نبود.

الکترومغناطیسی

نام دیگر فرومغناطیس است. در غیاب خازن ، قدرت کمتر و ابعاد بزرگتر ، با فروسرزون متفاوت است.

اگر راکتور خطی (در نمودار L1) به صورت سری با مقاومت Rh متصل شود و راکتور غیر خطی L2 به موازات Rh متصل شود ، مهم نیست که ولتاژ ورودی چگونه تغییر می کند ، خروجی ثابت خواهد بود. این به دلیل عملکرد راکتور دوم در حالت اشباع است ، به همین دلیل است که ولتاژ روی آن با جریان متغیر تغییر نمی کند. بنابراین ، تغییر ولتاژ ورودی بر مقدار خروجی تأثیر نمی گذارد. فقط بین L1 و L2 توزیع می شود. افزایش از مقدار ورودی به طور کامل به L1 می رسد.

الکترومکانیکی و الکترودینامیکی

این دو نوع تثبیت کننده هستند ، از نظر طراحی مشابه ، نشان دهنده ترانسفورماتور تقویت کننده هستند. در آنها ، ولتاژ با حرکت دادن گره ای که جریان ورودی را در امتداد سیم پیچ ترانسفورماتور جمع آوری می کند ، تبدیل می شود. در نتیجه ، ضریب تثبیت به آرامی به مقدار مورد نیاز برای ولتاژ خروجی تغییر می کند.

در یک سطح ساز الکترومکانیکی ، کنترل توسط برس هایی انجام می شود که به سرعت فرسوده می شوند ، زیرا عناصر متحرک هستند. ممکن است سایش در آنالوگ الکترودینامیکی کاهش یابد ، که در آن برس ها با یک غلتک جایگزین می شوند.

اینها تنها مبدل های فعلی هستند که نه تنها تغییر روان آن را تضمین می کنند ، بلکه از آن سینوسی تشکیل می دهند. در نتیجه ، مقدار نسبتاً ثابت است ، حداکثر انحراف از مقدار اسمی از 3 exceed تجاوز نمی کند. این منبع انرژی برای لوازم خانگی و صنعتی بهینه است.

مزایای:

• طیف گسترده ای از ولتاژ ورودی (130-260V) ؛
• عدم تداخل در خروجی ؛
• قابلیت اضافه بار تا 200 for برای نیم ثانیه ؛
• عملکرد آرام (در صورت عدم وجود بار اضافی) ؛
• ایمنی عالی در برابر سر و صدا

معایب:

• در هوای سرد قابل استفاده نیست (طرح فقط می تواند با یخ زدگی های کوتاه و تا 40 درجه سانتیگراد کار کند) ؛
• سرعت تثبیت پایین (مشکل با افزودن تعداد برس ها حل می شود).

مزایای آنالوگ الکترودینامیکی شامل توانایی آن در کار در دمای منفی (حداکثر 15 درجه زیر صفر) است. یک مزیت دیگر: این طرح می تواند 200٪ تا 120 ثانیه در برابر اضافه بار مقاومت کند.

رله

اصل عملکرد تثبیت کننده ولتاژ رله مشابه عملکرد سایر مبدل های خود ترانسفورماتور با تنظیم مرحله با روشن / خاموش کردن سیم پیچ های جداگانه ترانسفورماتور خودکار قدرت با استفاده از رله های الکترومکانیکی است. بنابراین ، بالا بردن و کاهش ولتاژ خروجی یک فرایند موازی افزایش و کاهش در ورودی دستگاه پشتیبانی است.

ویژگی ویژه مبدل رله این است که مقدار نمایش داده شده همیشه در یک مرحله تغییر می کند. به عنوان مثال ، محدوده مقادیر قابل قبول از 215 تا 220 ولت تنظیم شده است. این بدان معناست که ولتاژ به طور مداوم در این چارچوب تغییر می کند ، در حالی که در ورودی این محدوده می تواند 200-230 ولت باشد. نوسان گام بستگی به تعداد سیم پیچ ها دارد: هرچه تعداد آنها بیشتر باشد ، محدوده کوچکتر است و ولتاژ خروجی حتی بیشتر خواهد بود.

از اینجا می توان نتیجه گرفت که یک تثبیت کننده با کیفیت بالا نمی تواند فقط 220 ولت را روی صفحه نمایش دهد. اگر مقدار تغییر نکند ، می توان نتیجه گرفت که LED ها دقیقاً به شکل عدد "220" واقع شده اند و نمی توانند شماره دیگری را نشان دهند. این کار توسط تولیدکنندگان بی پروا برای کاهش هزینه مبدل های AC انجام می شود.

مزایای:

• تثبیت سرعت بالا ؛
• اندازه کوچک؛
• محدوده ولتاژ ورودی بزرگ (از 140 تا 270 ولت) ؛
• حساسیت کم به تغییرات ولتاژ ورودی ؛
• اضافه بار 110 for برای 4 ثانیه ؛
• کار بی سر و صدا ؛
• قابلیت کار از -20 تا +40 درجه سانتیگراد.

معایب:

• تثبیت پله ای (نه صاف) (چشمک با محدوده پله بزرگ چشمک می زند) ؛
• سرعت تثبیت بستگی به دقت ولتاژ خروجی دارد: هرچه ولتاژ دقیق تر باشد ، سرعت کمتر است.

الکترونیکی

اگر باید جریان را با پارامترهای ناپایدار تبدیل کنید ، به یک تثبیت کننده الکترونیکی توجه کنید. دستگاه الکترونیکی تثبیت کننده ولتاژ 220 ولت آنالوگ مبدل رله است. تفاوت بین آنها فقط در روش تغییر سیم پیچ های ترانسفورماتور موجود در مدار بارگذاری شده نهفته است.

در این طرح ، سوئیچینگ نه به دلیل وجود رله ، بلکه به دلیل تریاک یا تریستور رخ می دهد. از آنجا که هیچ قطعه مکانیکی وجود ندارد ، عمر مفید دستگاه به طور چشمگیری افزایش می یابد. در ترکیب با هزینه قابل قبول ، این گزینه برای لوازم خانگی بهینه است. در غیر این صورت ، مزایا و معایب همان مواردی است که برای مبدل رله نشان داده شده است.

ترکیبی

در سال 2012 ، نوع جدیدی از تثبیت کننده در فروش ظاهر شد - هیبرید. این یک دستگاه الکترومکانیکی است که طراحی آن شامل دو مبدل رله است.

عنصر اصلی الکترومکانیکی است. عناصر رله فقط زمانی در کار گنجانده می شوند که دومی دیگر نمی تواند 220 ولت را در خروجی تولید کند. این امر در صورتی اتفاق می افتد که ولتاژ ورودی بسیار کم یا زیاد باشد. بنابراین ، مبدل الکترومکانیکی در 144-256V کار می کند. و هنگامی که مقدار به کمتر از 144 ولت یا بالاتر از 256 ولت می رسد ، رله روشن می شود. حداکثر برد 105-280 ولت است.

مبدلهای ترکیبی برای تامین برق بدون وقفه مصرف کنندگان برق در یک خانه خصوصی ، آپارتمان ، دفتر یا حتی یک فروشگاه مناسب هستند.

کیفیت و عمر مفید وسایل برقی به پارامترهای انرژی تأمین شده بستگی دارد. با موج شدید ، شکستن یا افت ولتاژ ، تجهیزات خراب می شوند. این تنها با یک منبع تغذیه بدون وقفه با ولتاژ مقدار توافق شده قابل مقاومت است. این است که به شما امکان می دهد از تثبیت کننده های ولتاژ استفاده کنید ، بدون آن زندگی مدرن غیرممکن است.

مهمترین پارامترهای تثبیت کننده ضریب تثبیت K st ، مقاومت خروجی R out و کارایی η است.

عامل ثباتاز عبارت تعیین می شود K st = [∆u in / u in] / [∆u out / u out]

جایی که تو داخل ، تو بیرون- ثبات ، به ترتیب ، در ورودی و خروجی تثبیت کننده ؛ inu در- تغییر تو در; بیرون- تغییر تو بیرونمربوط به تغییر ∆u in است.

بدین ترتیب، عامل تثبیتنسبت تغییر نسبی ورودی به تغییر نسبی مربوطه در خروجی تثبیت کننده است.

هرچه ضریب تثبیت بیشتر باشد ، خروجی هنگام تغییر ورودی کمتر می شود. برای ساده ترین تثبیت کننده ها ، مقدار K st وحدت است و برای موارد پیچیده تر ، صدها و هزاران.

امپدانس خروجی تثبیت کنندهبا عبارت تعریف می شود R خارج = | outu out / ∆i out |

که در آن outu تغییر ثابت در خروجی تثبیت کننده است. outi out - تغییر در جریان خروجی ثابت تثبیت کننده ، که باعث تغییر ولتاژ خروجی شد.

امپدانس خروجی تثبیت کننده همان امپدانس خروجی یکسو کننده با فیلتر است. هرچه مقاومت خروجی کمتر باشد ، هنگام تغییر جریان بار ، خروجی کمتر تغییر می کند. در ساده ترین تثبیت کننده ها ، مقدار R out واحد اهم و در پیشرفته ترین آنها صدها و هزارم اهم است. لازم به ذکر است که تنظیم کننده معمولاً موج ولتاژ را به شدت کاهش می دهد.

کارایی تثبیت کننده η st نسبت قدرت تأمین شده به بار P n به توان مصرفی از منبع ورودی است R در: η st = R n / R در

به طور سنتی ، تثبیت کننده ها به پارامتریک و جبران تقسیم می شوند.

فیلم جالب در مورد تثبیت کننده های ولتاژ:

تثبیت کننده های پارامتری

آنها ساده ترین دستگاه هایی هستند که در آنها تغییرات کوچکی در خروجی با استفاده از دستگاه های الکترونیکی با دو پایانه حاصل می شود ، که با مشخصه غیر خطی بودن مشخصه ولتاژ جریان مشخص می شود. نمودار یک تثبیت کننده پارامتریک بر اساس دیود زنر را در نظر بگیرید (شکل 2.82).

بیایید این مدار را تجزیه و تحلیل کنیم (شکل 2.82 ، الف) ، که ابتدا آن را با استفاده از قضیه مولد معادل (شکل 2.82 ، ب) تبدیل می کنیم. اجازه دهید عملیات مدار را با رسم خطوط بار روی مشخصه ولت آمپر دیود زنر برای مقادیر مختلف ولتاژ معادل مربوط به مقادیر مختلف ورودی ، تجزیه و تحلیل کنیم (شکل 2.82 ، ج).
از ساختارهای گرافیکی ، واضح است که با تغییر قابل توجهی در معادل u e (توسط ∆u e) ، و در نتیجه ورودی u in ، خروجی با مقدار ناچیزی تغییر می کند.

علاوه بر این ، هرچه مقاومت دیفرانسیل دیود زنر کمتر باشد (یعنی مشخصه دیود زنر به صورت افقی بیشتر شود) ، خروجی lessu کمتر می شود.

ما پارامترهای اصلی چنین تثبیت کننده ای را تعیین می کنیم ، که برای آن در مدار اصلی دیود زنر را با یک مدار معادل جایگزین کرده و یک منبع ولتاژ مربوط به تغییر ورودی را وارد مدار ورودی (شکل 2.82 ، د) می کنیم. inu in (نقطه نقطه روی نمودار): R out = r d || R 0 ≈ r d ،از آنجا که R 0 >> r d η st = (u out · I n) / (u in · I in) = (u out · I n) / [u in (I n + I in)].

K st = (inu in / u in): (∆u out / u out) از آنجا که معمولاً R n >> r d در نتیجه ، K st ≈ u out / u in · [(r d + R 0) / r d]

به طور معمول ، تثبیت کننده های پارامتری برای بارهای چند واحد تا دهها میلی آمپر استفاده می شود. اغلب آنها به عنوان منبع مرجع در تثبیت کننده های ولتاژ جبران استفاده می شوند.

تثبیت کننده های جبران خسارت

آنها سیستم های کنترل اتوماتیک حلقه بسته هستند. عناصر مشخصه تثبیت کننده جبران یک منبع (مرجع) (ION) ، یک عنصر مقایسه و تقویت کننده (MSE) و یک عنصر تنظیم کننده (RE) است.

توجه داشته باشید که OOS دو مرحله را شامل می شود - تقویت کننده عملیاتی و ترانزیستور. طرح در نظر گرفته شده یک مثال قانع کننده است که مزیت بازخورد منفی کلی را نسبت به طرح محلی نشان می دهد.

عیب اصلی تثبیت کننده ها با تنظیم مداومبازده پایینی دارد ، زیرا مصرف انرژی قابل توجهی در عنصر تنظیم کننده صورت می گیرد ، زیرا کل بار از آن عبور می کند و افت در آن برابر است با تفاوت بین ولتاژهای ورودی و خروجی تثبیت کننده.

در پایان دهه 60 ، آنها شروع به تولید مدارهای یکپارچه تثبیت کننده های جبران با تنظیم مداوم (سری K142EN) کردند. این سری شامل تثبیت کننده هایی با ولتاژ خروجی ثابت ، ولتاژ خروجی قابل تنظیم و ولتاژهای دو قطبی و ورودی و خروجی است. در مواردی که لازم است جریانی را از بار عبور دهید که بیش از حداکثر مقدار مجاز تثبیت کننده های انتگرال باشد ، میکرو مدار با ترانزیستورهای تنظیم کننده خارجی تکمیل می شود.

برخی از پارامترهای تثبیت کننده های انتگرال در جدول آورده شده است. 2.1 ، و گزینه اتصال عناصر خارجی به تثبیت کننده K142EN1 در شکل نشان داده شده است. 2.85


مقاومت R برای عملکرد حفاظت فعلی طراحی شده است و R1 برای تنظیم ولتاژ خروجی استفاده می شود. میکرو مدارها K142UN5 ، EH6 ، EH8 از نظر عملکرد تثبیت کننده های کامل با ولتاژ خروجی ثابت هستند ، اما نیازی به اتصال عناصر خارجی ندارند.

تثبیت کننده های ضربه ای در حال حاضر نه کمتر از تثبیت کننده های مداوم گسترده هستند.

با توجه به استفاده از حالت کلیدی عملکرد عناصر قدرت چنین تثبیت کننده ها ، حتی با تفاوت قابل توجهی در سطوح ولتاژهای ورودی و خروجی می توانید کارایی معادل 70 - 80 را بدست آورید، در حالی که برای تثبیت کننده های مداوم 30 - 50 است.

در یک عنصر قدرت که در حالت کلید کار می کند ، میانگین توان اتلاف شده در آن در طول دوره سوئیچینگ بسیار کمتر از یک تثبیت کننده مداوم است ، زیرا اگرچه در حالت بسته جریان فعلی از طریق عنصر قدرت حداکثر است ، با این حال ، افت در نزدیک به صفر است و در حالت باز ، جریان جاری در آن برابر صفر است ، اگرچه حداکثر است. بنابراین ، در هر دو مورد ، اتلاف توان ناچیز و نزدیک به صفر است.

تلفات کوچک در عناصر قدرت منجر به کاهش یا حتی حذف رادیاتورهای خنک کننده می شود که به طور قابل توجهی وزن و ابعاد را کاهش می دهد. علاوه بر این ، استفاده از تنظیم کننده سوئیچینگ امکان حذف ترانسفورماتور قدرت با فرکانس 50 هرتز را از مدار خارج می کند ، که باعث بهبود عملکرد تثبیت کننده ها نیز می شود.

از معایب سوئیچینگ منابع تغذیه می توان به موارد زیر اشاره کرد: وجود موج ولتاژ خروجی.

تغییر تنظیم کننده سریال را در نظر بگیرید

کلید S به صورت دوره ای بسته به مقدار بار توسط مدار کنترل (CS) روشن و خاموش می شود. خروجی با تغییر نسبت t روشن / خاموش تنظیم می شود ، در حالی که t روشن ، t خاموش مدت زمان بازه زمانی است که سوئیچ به ترتیب در حالت روشن و خاموش است. هرچه این نسبت بیشتر باشد ، خروجی بیشتر است.

ترانزیستور دو قطبی یا اثر میدان اغلب به عنوان کلید S استفاده می شود.

دیود هنگام خاموش شدن سوئیچ جریان جریان سلف را تضمین می کند و بنابراین ، ظهور موج های خطرناک سوئیچ را در لحظه سوئیچ حذف می کند. فیلتر LC موج خروجی را کاهش می دهد.

ویدئوی جالب دیگر در مورد تثبیت کننده ها:

بسیاری از مردم موج ناگهانی برق را تجربه کرده اند ، در نتیجه همه لوازم خانگی خانه خراب می شوند. آیا می توان به نحوی از آنها جلوگیری کرد و از دستگاه های گران قیمت در برابر خرابی محافظت کرد؟ در این مقاله ، ما تجزیه و تحلیل خواهیم کرد, چه هستند و چگونه کار می کنند

متأسفانه شبکه های الکتریکی مدرن ولتاژ ثابت را به پریز برق نمی دهند. بسته به محل سکونت ، تعداد مشترکان و قدرت دستگاه ها در یک خط ، ولتاژ می تواند از 180 تا 240 ولت بسیار متفاوت باشد.

تثبیت کننده مدرن به نظر می رسد

اما اکثر تجهیزات الکترونیکی امروزی در مورد چنین آزمایش هایی بسیار منفی هستند ، زیرا محدوده آن به +10 ولت می رسد. به عنوان مثال ، اگر ولتاژ به 210 کاهش یابد ، تلویزیون یا رایانه به سادگی خاموش می شود ، که اغلب اتفاق می افتد ، به ویژه در عصر.

لازم نیست روی این واقعیت حساب کنید که شبکه های برق در سالهای آینده مدرن می شوند. بنابراین ، شهروندان باید به طور مستقل از "یکسان سازی" ولتاژ و حفاظت از شبکه های برق مراقبت کنند. تنها کاری که باید انجام دهید خرید تثبیت کننده است.

چه چیزی است

تثبیت کننده دستگاهی است که ولتاژ موجود در شبکه را با تامین 220 ولت مورد نیاز دستگاه برابر می کند. اکثر تثبیت کننده های ارزان قیمت مدرن در محدوده +10 of از شاخص مورد نظر عمل می کنند ، یعنی افزایش "تراز" در محدوده 200 تا 240 ولت. اگر با فرونشست شدیدتری روبرو هستید ، باید دستگاه گرانتری را انتخاب کنید - برخی از مدل ها قادر به "کشیدن" خط از 180 ولت هستند.

تثبیت کننده های ولتاژ مدرن اینها دستگاههای کوچکی هستند که کاملاً بی صدا کار می کنند و مانند "اجداد" خود از اتحاد جماهیر شوروی صدا نمی کنند. آنها می توانند با ولتاژ 220 و 380 ولت کار کنند (هنگام خرید باید آنها را انتخاب کنید).

علاوه بر افت ولتاژ ، تثبیت کننده های با کیفیت بالا خط را از ضربه های زباله ، تداخل و اضافه بار "تمیز" می کنند. توصیه می کنیم حتماً از چنین وسایلی در زندگی روزمره استفاده کنید ، آنها را در ورودی آپارتمان یا حداقل بر روی هر وسیله مهم خانگی (دیگ بخار ، رایانه کار و غیره) نصب کنید. اما هنوز هم بهتر است تجهیزات گران قیمت را ریسک نکنید ، اما یک دستگاه سطح بندی معمولی خریداری کنید.

حالا که می دانیدبه این فکر کنید که چقدر پول می تواند در شما صرفه جویی کند. در همان زمان ، تعداد زیادی از تجهیزات در آپارتمان کار می کنند - ماشین لباسشویی ، کامپیوتر ، تلویزیون ، ماشین ظرفشویی ، تلفن در حال شارژ و غیره است. اگر جهشی رخ دهد ، همه اینها می تواند خراب شود و آسیب برساند. در دهها یا حتی صدها هزار روبل انجام می شود. تقریباً غیرممکن است که در دادگاه ثابت شود که علت خرابی تجهیزات ، افزایش قدرت بوده است ،بنابراین ، شما باید هزینه تعمیرات را بپردازید و یک تعمیر جدید با پول خود خریداری کنید.

اصل عملکرد تثبیت کننده

انواع تثبیت کننده ها

در حال حاضر سه نوع تثبیت کننده وجود دارد که بر اساس اصل هم ترازی با یکدیگر تفاوت دارند:

1. دیجیتال.
2. رله
3. درایوهای سروو

کاربردی ترین ، راحت ترین و قابل اطمینان ترین دستگاه های دیجیتال یا الکترونیکی هستند. آنها به دلیل وجود سوئیچ های تریستور کار می کنند. مزیت اصلی چنین سیستم هایی حداقل زمان پاسخگویی ، بی صدا بودن مطلق و اندازه کوچک است. نقطه ضعف قیمت است ، آنها معمولاً 30-50 expensive گران تر از سایر دستگاه ها هستند.

سیستم های رله متعلق به بخش قیمت متوسط ​​هستند. آنها با تغییر رله های قدرت ، روشن و خاموش کردن سیم پیچ های مربوط به ترانسفورماتور کار می کنند.تثبیت کننده های ولتاژ رله برای خانه بهینه در نظر گرفته می شوند. مزایای اصلی دستگاه قیمت مناسب ، سرعت پاسخ سریع است. منهای - عمر کوتاه. یک رله معمولی می تواند حدود 40-50 هزار تغییر را تحمل کند ، پس از آن مخاطبین فرسوده می شوند و شروع به چسبیدن می کنند. اگر یک شبکه نسبتاً پایدار دارید ، سیستم رله برای چندین سال برای شما کار می کند. اما اگر چندین بار در روز اتفاق بیفتد ، سپس می تواند در یک و نیم تا دو سال شکست بخورد.

دستگاه های سروو دارای هزینه پایینی هستند و با تغییر تعداد دورهای ترانسفورماتور کار می کنند. تعویض آنها به دلیل حرکت سروو ، که تماس را تغییر می دهد ، مانند یک رئوستات رخ می دهد. مزیت اصلی این سیستم ها قیمت مناسب آنها است. نکته منفی قابلیت اطمینان پایین و زمان پاسخگویی طولانی است.

چگونه یکی از موارد مناسب را انتخاب کنیم

حالا تو می دانی،برای خانه. بیایید نحوه انتخاب دستگاه های مناسب را در نظر بگیریم.

اول از همه ، شما باید تعیین کنید که چند دستگاه به طور همزمان کار خواهند کرد. به عنوان مثال ، اگر در آشپزخانه هستید ، سپس کتری برقی ، مایکروویو و ماشین ظرفشویی را روشن کنید. در سالن تلویزیون و کامپیوتر ، در حمام ماشین لباسشویی وجود دارد. در همان زمان ، یخچال و دیگ گرمایش جداگانه در آپارتمان بدون خاموش کار می کنند - این دستگاهها همچنین 200-300 وات مصرف می کنند.

با توجه به گذرنامه می توانید از قدرت دستگاه ها مطلع شوید. اما حتماً به خاطر داشته باشید که تولیدکنندگان قدرت فعال را نشان می دهند نه قدرت واقعی.

روش نصب تثبیت کننده بعد از متر

توجه:برای محاسبه صحیح ، لازم است از ظرفیت کل نصب و راه کار آن مطلع باشید. یخچال در طول کار 100 وات در ساعت مصرف می کند ، اما هنگام راه اندازی موتور به 300-500 وات انرژی واکنشی نیاز دارد. بنابراین ، همیشه دستگاه را با حاشیه ببرید.

به عنوان مثال ، مصرف آپارتمان شما 2000 وات است. این یک رقم بسیار واقعی برای یک "قطعه kopeck" با تکنولوژی مدرن است و مجهز به مصرف کنندگان قدرتمند مانند دیگ بخار ، اجاق برقی و اجاق گاز نیست. برای محاسبه قدرت کامل ، 20 درصد اضافه کنید. همچنین ، باید درک کنید که اگر شبکه 20 ولت کاهش یابد ، ترانسفورماتور 20 درصد از قدرت خود را از دست می دهد. در نتیجه ، کل سهام به 30-40 reach می رسد و شما باید یک تثبیت کننده با ظرفیت 2000 * 0.4 + 2000 = 2800 وات بخرید.

این همه اطلاعاتی است که باید در مورد آنها بدانیدتنظیم کننده ولتاژ: چیست؟ و اکنون می دانید که چگونه کار می کند. باقی مانده است که نحوه اتصال صحیح آن را بیابید. توصیه می شود آن را بلافاصله پشت متر ، قبل از تابلو برق نصب کنید ، اگرچه همچنین می تواند جداگانه به خطوط مورد نیاز متصل شود. دستگاه باید زمینی باشد تا در صورت بروز مشکل جریان را تخلیه کرده و از تجهیزات شما محافظت کند. برای برقراری ارتباط بهتر است از یک متخصص برق مجرب دعوت کنید.