Za pravilno delovanje gospodinjskih aparatov je potrebna stabilna napetost. Praviloma lahko pride do različnih okvar v omrežju. Napetost od 220 V lahko odstopa in naprava ne deluje pravilno. Najprej se udarijo svetilke. Če upoštevamo gospodinjske aparate v hiši, potem lahko trpijo televizorji, avdio oprema in drugi aparati, ki delujejo na električno omrežje.
V tej situaciji ljudem priskoči na pomoč preklopni stabilizator napetosti. Popolnoma se je sposoben soočiti s sunki, ki se pojavljajo vsak dan. Hkrati mnoge skrbi vprašanje, kako se pojavijo padci napetosti in s čim so povezani. Odvisne so predvsem od obremenitve transformatorja. Danes se število električnih naprav v stanovanjskih stavbah nenehno povečuje. Posledično bo povpraševanje po električni energiji zagotovo raslo.
Upoštevati je treba tudi, da se kabli, ki so že dolgo zastareli, lahko polagajo v stanovanjski objekt. Po drugi strani ožičenje stanovanja v večini primerov ni zasnovano za velike obremenitve. Da bodo vaši aparati varni doma,bolje bi se morali seznaniti z napravo napetostnih stabilizatorjev, pa tudi z načelom njihovega delovanja.
Kakšna je funkcija stabilizatorja?
Sklopni regulator napetosti služi predvsem kot omrežni krmilnik. Vse skoke spremlja in izloči. Kot rezultat, oprema prejme stabilno napetost. Stabilizator upošteva tudi elektromagnetne motnje, ki ne morejo vplivati na delovanje naprav. Tako se omrežje znebi preobremenitev, primeri kratkih stikov pa so praktično izključeni.
Preprosta stabilizatorska naprava
Če upoštevamo standardni preklopni napetostni regulator toka, je v njem nameščen samo en tranzistor. Praviloma se uporabljajo izključno stikalne vrste, saj danes veljajo za učinkovitejše. Posledično se lahko učinkovitost naprave močno poveča.
Drugi pomemben element preklopnega regulatorja napetosti bi morali imenovati diode. V običajni shemi jih je mogoče najti največ tri enote. Med seboj so povezani z dušilko. Filtri so pomembni za normalno delovanje tranzistorjev. Namestijo se tako na začetku kot na koncu verige. V tem primeru je krmilna enota odgovorna za delovanje kondenzatorja. Njegov sestavni del se šteje za uporni delilnik.
Kako deluje?
Odvisno od vrste naprave se lahko načelo delovanja preklopnega regulatorja napetosti razlikuje. Glede na standardmodela, lahko rečemo, da se najprej tok dovaja na tranzistor. V tej fazi se preoblikuje. Nadalje so v delo vključene diode, katerih naloge vključujejo prenos signala na kondenzator. S pomočjo filtrov se odpravljajo elektromagnetne motnje. Kondenzator v tem trenutku zgladi napetostna nihanja in skozi induktor se tok skozi uporovni delilnik spet vrne v tranzistorje za pretvorbo.
Domače naprave
Preklopni regulator napetosti lahko izdelate z lastnimi rokami, vendar bodo imeli nizko moč. V tem primeru so nameščeni najpogostejši upori. Če v napravi uporabljate več kot en tranzistor, lahko dosežete visoko učinkovitost. Pomembna naloga v zvezi s tem je namestitev filtrov. Vplivajo na občutljivost naprave. Po drugi strani pa dimenzije naprave sploh niso pomembne.
Enojni tranzistorski stabilizatorji
Ta vrsta preklopnega stabilizatorja enosmerne napetosti se ponaša z 80-odstotno učinkovitostjo. Praviloma delujejo samo v enem načinu in se lahko spopadejo le z majhnimi motnjami v omrežju.
Povratne informacije v tem primeru so popolnoma odsotne. Tranzistor v standardnem vezju regulatorja preklopne napetosti deluje brez kolektorja. Posledično se na kondenzator takoj uporabi velika napetost. Druga značilnost tovrstnih naprav lahko imenujemo šibek signal. To težavo lahko rešijo različni ojačevalniki.
Zaradi tega lahko dosežete boljšo učinkovitosttranzistorji. Upor naprave v vezju mora biti za delilnikom napetosti. V tem primeru bo mogoče doseči boljše delovanje naprave. Kot regulator v vezju ima preklopni stabilizator enosmerne napetosti krmilno enoto. Ta element lahko oslabi, pa tudi poveča moč tranzistorja. Ta pojav se pojavi s pomočjo dušilk, ki so povezane z diodami v sistemu. Obremenitev na regulatorju se nadzoruje preko filtrov.
Stikalni stabilizatorji napetosti
Ta vrsta preklopnega regulatorja napetosti 12V ima učinkovitost 60%. Glavna težava je, da se ne more spopasti z elektromagnetnimi motnjami. V tem primeru so ogrožene naprave z močjo več kot 10 W. Sodobni modeli teh stabilizatorjev se lahko pohvalijo z največjo napetostjo 12 V. Obremenitev uporov je znatno oslabljena. Tako se lahko na poti do kondenzatorja napetost popolnoma pretvori. Neposredno generiranje trenutne frekvence se pojavi na izhodu. Obraba kondenzatorja je v tem primeru minimalna.
Druga težava je povezana z uporabo preprostih kondenzatorjev. Pravzaprav so se zelo slabo odrezali. Celoten problem je ravno v visokofrekvenčnih emisijah, ki se pojavljajo v omrežju. Za rešitev tega problema so proizvajalci začeli nameščati elektrolitske kondenzatorje na preklopni napetostni regulator (12 voltov). Kot rezultatkakovost dela je bila izboljšana s povečanjem zmogljivosti naprave.
Kako delujejo filtri?
Načelo delovanja standardnega filtra temelji na generiranju signala, ki se dovaja v pretvornik. V tem primeru se dodatno aktivira primerjalna naprava. Za obvladovanje velikih nihanj v omrežju filter potrebuje krmilne enote. V tem primeru je mogoče izhodno napetost zgladiti.
Za reševanje težav z majhnimi nihanji ima filter poseben diferencialni element. Z njeno pomočjo napetost prehaja z mejno frekvenco, ki ni večja od 5 Hz. V tem primeru to pozitivno vpliva na signal, ki je na voljo na izhodu v sistemu.
Spremenjeni modeli naprav
Največji obremenitveni tok za to vrsto je zaznan do 4 A. Vhodno napetost kondenzatorja je mogoče obdelati do oznake največ 15 V. Parameter vhodnega toka običajno ne presega 5 A V tem primeru je dovoljeno valovanje minimalno z amplitudo v omrežju največ 50 mV. V tem primeru se lahko frekvenca vzdržuje na ravni 4 Hz. Vse to bo na koncu pozitivno vplivalo na splošno učinkovitost.
Sodobni modeli stabilizatorjev zgornjega tipa se spopadajo z obremenitvijo v območju 3 A. Druga značilnost te modifikacije je hiter proces pretvorbe. To je v veliki meri posledica uporabe močnih tranzistorjev, ki delujejo s pretočnim tokom. Posledično je mogoče stabilizirati izhodni signal. Na izhodu se dodatno aktivira preklopna dioda. Nameščen je v sistemu blizu napetostnega vozlišča. Izguba ogrevanja je močno zmanjšana in to je jasna prednost te vrste stabilizatorja.
Modeli širine impulza
Impulzno nastavljivi napetostni stabilizator te vrste ima učinkovitost 80%. Lahko prenese nazivni tok na ravni 2 A. Parameter vhodne napetosti je v povprečju 15 V. Tako je valovanje izhodnega toka precej nizko. Posebnost teh naprav lahko imenujemo sposobnost dela v načinu vezja. Posledično je mogoče vzdržati obremenitve do 4 A. V tem primeru so kratki stiki izjemno redki.
Med pomanjkljivostmi je treba omeniti dušilke, ki se morajo spopasti z napetostjo iz kondenzatorjev. Navsezadnje to vodi do hitre obrabe uporov. Za spopadanje s tem problemom znanstveniki predlagajo uporabo velikega števila. Kondenzatorji v omrežju so potrebni za nadzor delovne frekvence naprave. V tem primeru je mogoče odpraviti oscilatorni proces, zaradi česar se učinkovitost stabilizatorja močno zmanjša.
Upornost v tokokrogu je treba upoštevati tudi. V ta namen znanstveniki namestijo posebne upore. Po drugi strani so diode sposobne pomagati pri ostrih prehodih v vezju. Stabilizacijski način se aktivira samo pri največjem toku naprave. Za rešitev težave s tranzistorji nekateri uporabljajo mehanizme hladilnega telesa. V tem primerudimenzije naprave se bodo znatno povečale. Dušilke za sistem je treba uporabiti večkanalne. Žice za ta namen se običajno vzamejo v seriji "PEV". Sprva so nameščeni v magnetni pogon, ki je izdelan v obliki skodelice. Poleg tega vsebuje element, kot je ferit. Med njima naj na koncu nastane razmik največ 0,5 mm.
Stabilizatorji za domačo uporabo so najbolj primerni za serijo "WD4". Zaradi sorazmerne spremembe upora lahko prenesejo znaten tok obremenitve. V tem času bo upor sposoben obvladati majhen izmenični tok. Vhodno napetost naprave je priporočljivo prenesti skozi filtre serije LS.
Kako se stabilizator spopade z majhnimi valovi?
Najprej 5V preklopni napetostni regulator aktivira zagonsko enoto, ki je priključena na kondenzator. V tem primeru mora referenčni vir toka poslati signal primerjalni napravi. Za rešitev težave s pretvorbo je v delo vključen DC ojačevalnik. Tako je mogoče takoj izračunati največjo amplitudo skokov.
Naprej skozi induktivni shranjevalni tok prehaja do preklopne diode. Za stabilno vhodno napetost je na izhodu filter. V tem primeru se lahko mejna frekvenca bistveno spremeni. Največja obremenitev tranzistorja lahko prenese do 14 kHz. Induktor je odgovoren za napetost v navitju. Zahvaljujoč feritu se lahko tok na začetku stabiliziraoder.
Razlika med stopenjskimi stabilizatorji
Sklopni stabilizator povečane napetosti ima močne kondenzatorje. Med povratnimi informacijami prevzamejo vse breme nase. V tem primeru mora biti v omrežju nameščena galvanska izolacija. Odgovorna je samo za povečanje omejevalne frekvence v sistemu.
Dodaten pomemben element so vrata za tranzistorjem. Prejema tok iz vira energije. Na izhodu se proces pretvorbe zgodi iz induktorja. Na tej stopnji se v kondenzatorju oblikuje elektromagnetno polje. V tranzistorju se tako dobi referenčna napetost. Postopek samoindukcije se začne zaporedno.
Diode se v tej fazi ne uporabljajo. Najprej induktor daje napetost kondenzatorju, nato pa jo tranzistor pošlje v filter in tudi nazaj v induktor. Posledično se oblikuje povratna informacija. Pojavlja se, dokler se napetost na krmilni enoti ne stabilizira. Pri tem mu bodo pomagale nameščene diode, ki sprejemajo signal od tranzistorjev, pa tudi kondenzator stabilizatorja.
Načelo delovanja invertnih naprav
Celoten proces invertiranja je povezan z aktiviranjem pretvornika. Preklopni AC napetostni stabilizatorji tranzistorji imajo zaprt tip serije "BT". Drug element sistema lahko imenujemo upor, ki spremlja oscilatorni proces. Neposredna indukcija je zmanjšanje mejne frekvence. Na vhodu onana voljo pri 3 Hz. Po postopku pretvorbe tranzistor pošlje signal kondenzatorju. Končno se lahko omejevalna frekvenca podvoji. Da bi bili skoki manj opazni, je potreben zmogljiv pretvornik.
Upošteva se tudi upor v oscilatornem procesu. Najvišja vrednost tega parametra je dovoljena na ravni 10 ohmov. V nasprotnem primeru diode na tranzistorju ne bodo mogle oddajati signala. Druga težava je v magnetnih motnjah, ki so prisotne na izhodu. Za namestitev številnih filtrov se uporabljajo dušilke serije NM. Obremenitev tranzistorjev je neposredno odvisna od obremenitve kondenzatorja. Na izhodu se aktivira magnetni pogon, ki pomaga stabilizatorju znižati upor na želeno raven.
Kako delujejo regulatorji buck?
Sklopni stabilizator napetosti je običajno opremljen s kondenzatorji serije "KL". V tem primeru lahko bistveno pomagajo pri notranjem uporu naprave. Viri energije veljajo za zelo raznolike. V povprečju parameter upora niha okoli 2 ohma. Delovno frekvenco spremljajo upori, ki so priključeni na krmilno enoto, ki pošilja signal v pretvornik.
Delno obremenitev izgine zaradi procesa samoindukcije. Na začetku se pojavi v kondenzatorju. Zahvaljujoč procesu povratne informacije lahko mejna frekvenca pri nekaterih modelih doseže 3 Hz. V tem primeruelektromagnetno polje nima vpliva na električni tokokrog.
napajalniki
V omrežju se praviloma uporabljajo napajalniki z napetostjo 220 V. V tem primeru lahko od preklopnega regulatorja napetosti pričakujemo visok izkoristek. Za pretvorbo DC se upošteva število tranzistorjev v sistemu. Omrežni transformatorji se redko uporabljajo v napajalnikih. To je v veliki meri posledica velikih skokov. Vendar pa so namesto tega pogosto nameščeni usmerniki. V napajanju ima lasten filtrirni sistem, ki stabilizira mejno napetost.
Zakaj nameščati dilatacijske spoje?
Kompenzatorji v večini primerov igrajo sekundarno vlogo v stabilizatorju. Povezan je z regulacijo impulzov. Tranzistorji to večinoma počnejo. Vendar pa imajo kompenzatorji še vedno svoje prednosti. V tem primeru je veliko odvisno od tega, katere naprave so priključene na vir napajanja.
Če govorimo o radijski opremi, je potreben poseben pristop. Povezan je z različnimi vibracijami, ki jih takšna naprava različno zaznava. V tem primeru lahko kompenzatorji pomagajo tranzistorjem stabilizirati napetost. Namestitev dodatnih filtrov v vezje praviloma ne izboljša situacije. Vendar pa močno vplivajo na učinkovitost.
Pomanjkljivosti galvanske izolacije
Galvanske izolacije so nameščene za prenos signala med pomembnimi elementi sistema. Njihov glavni problemlahko imenujemo napačna ocena vhodne napetosti. To se najpogosteje zgodi pri zastarelih modelih stabilizatorjev. Krmilniki v njih ne morejo hitro obdelati informacij in povezati kondenzatorjev v delo. Posledično prve trpijo diode. Če je filtrirni sistem nameščen za upori v električnem tokokrogu, potem preprosto pregorijo.
