Стабілізатори змінного струму, набагато рідше застосовуються радіоаматорами, ніж стабілізатори напруги та регулятори потужності. Багато в чому це пов'язано з складнішою схемотехнікою традиційних джерел струму. Проте об'єктивний аналіз показує, що у ряді випадків краще застосування саме джерел струму. Головна перевага джерела струму - нечутливість до короткому замиканнюнавантаження.
Сучасні роликові вугільні щітки допомагають забезпечити плавний, швидкий відгук, гарне охолодження, безмежну міцність. Він може використовуватися в найсуворіших умовах. Це результат 15 років досліджень, виробництва та безперервного вдосконалення.
Досвід та технологічні ноу-хау створили довговічність, надійність та економію продукту, що найкраще відповідають вимогам галузі. Стабілізатори напруги сервоприводу були розроблені для важких умов. Стабілізатори напруги можуть бути виготовлені з різними функціями для ваших потреб. Стабілізатор напруги сервоприводу, створений для захисту від освітлення, падіння високої напруги, високої напруги, мерехтіння та, при необхідності, гармонік.
Досить часто трапляються випадки, коли треба підтримувати постійне значення змінного струму, наприклад при включенні потужних ламп розжарювання. Такий захід у кілька разів продовжує термін їхньої служби. Регульований стабілізаторможе надати неоціненну допомогу при перевірці та налагодженні пристроїв струмового захисту.
До уваги читачів пропонується нескладна схема стабілізатора змінного струму, з можливістю плавного регулювання його величини. Струм можна регулювати від декількох міліампер до 8 Ампер. При відповідному виборі елементів схеми максимальний струм, що стабілізується, можна збільшити до 70-80 А.
Сервостійкий стабілізатор зберігає термін служби обладнання, встановленого на
Він захищає будь-який електронний пристрій, підключений до нього, від пошкодження. Дуже добрим прикладом є автоматичний стабілізатор напруги. На ринку є різні сорти стабілізаторів напруги. Але ми також можемо зробити їх вдома відповідно до наших потреб і вимог.
Стабілізатор напруги
Перед створенням цього пристрою слід враховувати наступні моменти та технічні характеристикищоб пристрій, який ми побудували, міг працювати правильно і дати нам бажані результати.
Автоматичний стабілізатор напруги працює
Мікроконтролер генерує керуючі сигнали, а чотири використовуються з автотрансформатором для керування та перетворення напруги. Вхідна напруга сприймається мікроконтролером і намагається зберегти вихідну напругу між вказаними діапазонами, перемикаючи реле.В основу схеми покладено струмо-стабілізуючий двополюсник, дане схемотехнічне рішення відоме досить давно, проте довгий час було суто теоретичним (згадайте, що являли собою МОП-транзистори років 10-15 тому). Ситуація змінилася з появою у продажу потужних МОП-транзисторів (MOSFET). Їх застосування дозволяє створювати джерела струму з добрими характеристиками та гранично простими.
Коли контролер запускається, він перевіряє калібрування. Після успішного калібрування ми можемо видалити вимикач і змінний резисторіз схеми. Перемикач та змінний резистор можуть знадобитися тільки зараз, якщо ми хочемо перекалібрувати схему, інакше вони більше не потрібні у схемі.
Реле стабілізатора напруги та відведення трансформатора
У наведеній конфігурації показані різні відведення трансформатора з реле. У цій схемі ми використали простий автотрансформатор. Допоміжна обмотка використовується для живлення схеми, а також показано співвідношення обертів. Обидві частини принципової схемиавтоматичного стабілізатора напруги показано нижче.
Власне стабілізатор струму зібраний на операційному підсилювачі (ОУ) DA1, транзисторі VT1 та резисторах R1, R2, R4. Дільник R1-R2 є «задатчиком» струму. В даному випадку струм в амперах чисельно дорівнює напрузі на двигуні R2, помноженому на 10. Це дозволяє вибрати напругу датчика струму R4 дуже малим. Для роботи зі змінним струмом у схему введено діодний міст, в одну з діагоналей якого включений струмостабілізуючий двополюсник. Таке включення еквівалентне послідовному з'єднаннюнавантаження та двополюсника, і, отже, забезпечує однаковий струм через них.
Ця напруга не сильно змінюватиметься, тому що ланцюг і реле працюватимуть і для регулювання цієї напруги. Також використовується конденсатор, що розв'язує, і розташований поруч з мікроконтролером. Але не безпосередньо, тому що напруга все ще трохи вища номінальної напругиреле. Таким чином, ми передаємо цю напругу через чотири діоди в ряд, який зменшить напругу на 8В. Мікроконтролер управляє перемиканням реле, але не може забезпечити струм, необхідний роботи реле, тому ми використовуємо транзистори посилення значення струму.
Розглянемо процес стабілізації струму докладніше. Оскільки випрямлена напруга не фільтрується, напруга на стоку транзистора VT1 — однополярна, пульсуюча. Коли напруга на стоку (рисунок 2А) дорівнює нулю, струм через VT1 не протікає, і падіння напруги на резисторі датчика R4 також дорівнює нулю. Транзистор VT1 повністю відкритий. У міру зростання напруги в мережі, напруга, що знімається з датчика, також збільшується (пропорційно струму, що протікає), наближаючись до напруги «задатчика». Транзистор VT1 починає закриватися. При збігу напруги на датчику R4 і на «задатчику» R1-R2 відбувається обмеження подальшого зростання струму. ОУ DA1 підтримує однакову напругу своїх входах, змінюючи опір каналу VT1. Тим самим забезпечується стабілізація струму. Форма струму через VT1 збігається з напругою на "задатчику" і має трапецеїдальну форму (рисунок 2Б). Такий за формою, тільки змінний, струм протікає через навантаження (рисунок 2В). Елементи VD1, R3, C1, C2 утворюють параметричний стабілізатор живлення ОУ.
Приходячи до семисегментного дисплея, три семисегментні дисплеї, що використовуються у схемі, перемикаються один за одним, що зводить до мінімуму контакти, необхідні для їх переміщення. Але це відбувається так швидко, що ми не можемо зрозуміти це, просто глянувши на них. Частота поновлення становить 167 Гц, тобто. дисплей оновлюється 167 разів на секунду. Для досягнення необхідної яскравості ми підключили сім транзисторів із сімома сегментами.
Ми використовували три у схемі, яка показує затримку, низький розріз чи високий розріз чи просто звичайний режим контролера. Це був процес створення автоматичного стабілізатора напруги будинку. Правильно виконавши кроки, ми сподіваємося, що ви можете зробити це вдома, і ви також можете змінити його відповідно до ваших вимог.
Якщо потрібно змінити діапазон струмів, що стабілізуються, слід відповідним чином вибрати тип транзистора VT1 і діодів VD2-VD5, а також скоригувати напругу «задатчика» струму або опір датчика R4.
Струм стабілізації визначається за формулою:
І ст. =U зад. /R4
Призначення стабілізаторів напруги
Стабілізатори напруги забезпечують постійну кількість електричного струму для електронних пристроїв, коли енергія коливається у будинку чи бізнесі, де розташовані пристрої. Сильні стрибки та раптові падіння потужності можуть завдати серйозної шкоди комп'ютерам та іншим чутливим електронним пристроям. Ці стабілізатори зберігають та забезпечують енергію від своїх резервів до підключених пристроїв, які не проходять через коливання енергії. Деякі з них також включені до джерела безперебійного живлення, який є резервною акумуляторною системою, яка дозволяє пристроям, таким як комп'ютери, продовжувати працювати протягом обмеженого періоду часу у разі збою живлення.
Налагодження схеми зводиться до контролю напруги «задатчика» (щоб струм не вийшов за межі 7…8 А) та градуювання органу управління (резистора R2). Для візуального контролю ланцюг ланцюга можна включити амперметр.
ОУ DA1 підійде будь-який широкого застосування(К140УД6, К140УД7, mA741 і т.п.). Від застосування швидкодіючих ОУ з польовими транзисторами краще утриматися, оскільки з ними стабілізатор може самозбудитись, що неминуче виведе з ладу ОУ, транзистор VT1 та діоди мосту (саме так відреагувала схема у автора на установку К544УД2). Транзистор VT1 слід вибирати орієнтуючись на максимально допустимі струм стоку та напругу сток-витік. Стабілітрон VD1 — будь-який прецизійний, з напругою стабілізації 9…15 В. Від його стабільності залежить стабільність напруги «задатчика» і, як наслідок струму, що стабілізується.
Робота стандартного стабілізатора напруги
Деталі того, як працюють стабілізатори напруги, варіюються від одного типу до іншого, але основи залишаються незмінними. Він підключається до електричної розеткияка заряджає в конденсаторі ряд конденсаторів або батарейних блоків. Ці конденсатори підтримують заряд навіть якщо кількість електроенергії на виході коливається. Будь-який пристрій, підключений до стабілізатора, споживає енергію від конденсаторів або батарей замість прямого виходу. Стабілізатор напруги підключений так, що вихід та пристрої знаходяться в окремих ланцюгах.
Транзистор VT1 слід зміцнити на потужному радіаторі. До решти деталей особливих вимог не пред'являється. Резистор R4 зручно виготовити із промислового шунту для вимірювальних приладів. Це забезпечить необхідну точність та термостабільність. При його монтажі слід приділити особливу увагу надійності з'єднання виходу інверсного ОУ і R4. Обрив цієї сполуки викликає вихід стабілізатора з ладу.
Оскільки пристрій виснажує потужність від конденсаторів, енергія, що надходить з виходу, продовжуватиме заряджати їх. Через опір у ланцюзі стабілізатора його потужність на пристроях менше ідеальної напруги на виході. Це означає, що при підключенні до стабілізатора напруги пристрої можуть працювати трохи повільніше.
Стабілізатори напруги з підсилювачами
Щоб компенсувати нижчу потужність, що забезпечується стабілізатором напруги, деякі містять підсилювач. Це збільшує вхідну напругу, яка заряджає конденсатори або батареї, стежачи за тим, щоб вони не страждали від надмірного виснаження потужності пристроїв, коли основна потужність коливається. У багатьох пристроях підсилювач залишається вимкненим, коли вихідна напруга стабільна; напруга повинна почати падати, проте підсилювач увімкнений, щоб підтримувати постійний струмна конденсаторах.
Стабілізатори струму значно рідше застосовуються радіоаматорами, ніж стабілізатори напругита регулятори потужності. Багато в чому це пов'язано з складнішою схемотехнікою традиційних джерел струму. Проте об'єктивний аналіз показує, що у ряді випадків краще застосування саме джерел струму. Головна перевага джерела струму – нечутливість до короткого замикання навантаження.
Це дозволяє пристроям зливати більше енергії з конденсаторів чи батарей. Хоча це підвищує продуктивність стабілізатора напруги та електронних пристроїв, підсилювачі збільшують вартість та загальний розмір пристрою. Найбільш поширеними на ринку є автономні та лінійно-інтерактивні.
Є кілька онлайн-аксесуарів, зазвичай набагато дорожчих моделей, призначених для промислового використання або на додаток до лінійного посилення, які включають свого роду внутрішній стабілізатор. Вони батареї заряджаються безперервно, і інвертор постійно включений, знімає живлення з батарей і подає устаткування. Це компонування робить обладнання дійсно ізольованим від мережі, а вхідні ланцюги та батареї поглинають усі варіанти.
Досить часто трапляються випадки, коли треба підтримувати постійне значення змінного струму, наприклад при включенні потужних ламп розжарювання. Такий захід у кілька разів продовжує термін їхньої служби. Регульований стабілізатор може надати неоціненну допомогу під час перевірки та налагодження пристроїв струмового захисту.
До уваги читачів пропонується нескладна схема стабілізатора змінного струмуз плавним регулюванням його величини. Струм регулюється від кількох міліампер до 8 А. При відповідному виборі елементів схеми максимальний струм, що стабілізується, можна збільшити до 70. ..80 А.
Проблема полягає в тому, що онлайн-облігації дуже дорогі і тому незвичайні, зарезервовані для серверів та промислових додатків. Крім проблем із цінами, онлайн-інвестори мають низьку енергоефективність через подвійне перетворення. Щоб підвищити ефективність, багато виробників використовують гібридні макети, де схема контролює струм мережі і швидко перемикається в онлайн-режим тільки тоді, коли вона має зміни або рівень шуму вище за обумовлене значення.
У них електричний струмфільтрується та доставляється безпосередньо до обладнання, як і лінійний фільтр. Паралельно у нас є батареї та інвертор, які швидко приймаються у разі падіння у мережі. Комутаційна схема займає кілька мілісекунд, щоб помітити падіння в мережі та керувати інвертором, тому відбувається короткочасне переривання подачі обладнання, яке залишається непоміченим завдяки схемам живлення.
Схема стабілізатора показано на рис.1. В її основу покладено струмостабілізуючий двополюсник, докладно описаний у . Дане схемотехнічне рішення відоме досить давно, проте довгий час було суто теоретичним (згадайте, що являли собою МОП-транзистори 10...15 років тому). Ситуація змінилася з появою у продажу потужних МОП-транзисторів(MOSFET; фірм Intersil та International Rectifiei. Їх застосування дозволяє створювати джерела струму з хорошими характеристиками та гранично простими схемами(а збіг розрахунків із практикою приємно здивував автора).
У списку представлені лінійно-інтерактивні моделі, що є еволюцією автономної роботи. В даний час існує четверта категорія, яка є лідером у виробництві штрихових знаків, які є популярною версією інтерактивного інтерактивного інтерфейсу.
Якщо напруга падає нижче за певну межу, інвертор активується і батареї, нарешті, використовуються. Багато моделей використовують багатоступінчасті трансформатори, пропонуючи набагато плавніші атенуації. Технологія лінійного прискорення набагато дешевша, ніж лінійно-інтерактивна технологія, тому виробники використовують її на більшості моделей. Хоча вони також називаються інтерактивно-інтерактивними, інтерактивними або навіть безрезультатно з онлайн-регулюванням, вони відрізняються від інтерактивних або інтерактивних інтерактивних.
Власне стабілізатор струму зібраний на ОУ DA1, транзисторі VT1 та резисторах R1, R2, R4. Дільник R1-R2 є задатчиком струму. В даному випадку струм в ампеpax чисельно дорівнює напрузі на движку R2, помноженому на 10. Це дозволяє вибрати напругу датчика струму R4 дуже малим. Для роботи зі змінним струмом у схему введено діодний міст, в одну з діагоналей якого включений струмостабілізуючий двополюсник. Таке включення еквівалентно послідовному з'єднанню навантаження та двополюсника, і, отже, забезпечує однаковий струм через них.
Використання мікропроцесорів та вдосконалення конструкцій зробили їх набагато надійнішими, ніж старі моделі, що значно зменшує різницю на практиці. Привід перетворювача прискорився і використання конденсаторів та інших схем зменшує час падіння поблизу нуля. Ефективність також значно покращала. Багато сучасних моделей працюють з 95%-ною ефективністю.
Вони знаходяться в основі піраміди, але вони дешеві, і тому вони зовсім не погані, якщо ви знаєте, як впоратися з обмеженнями. Це звичайний автономний ДБЖ, який не намагається стабілізувати вихідну напругу. Хоча час перемикання тривалий і потужність занадто низька, він має невелику перевагу, яка полягає в тому, що він споживає мало енергії. Це робить його не поганим варіантом для тих, хто хоче тільки лінійний фільтр з резервною батареєю, щоб запобігти мікровимкненню з будь-яким блиманням світла.
Рис.1 Схема стабілізатора змінного струму
Розглянемо процес стабілізації струму докладніше. Так як випрямлена напруга не фільтрується, напруга на стоку VT1 однополярна, пульсуюча. Коли напруга стоку (рис.2а)дорівнює нулю, струм через VT1 не протікає, і падіння напруги на резисторі датчика R4 також 0. Транзистор VT1 при цьому повністю відкритий. У міру зростання напруги в мережі, напруга, що знімається з датчика, також збільшується (пропорційно струму, що протікає), наближаючись до напруги задатчика. Транзистор VT1 починає закриватися.
При збігу напруги на датчику R4 і на задатчику R1-R2 відбувається обмеження подальшого зростання струму. ОУ DA1 підтримує однакову напругу своїх входах, змінюючи опір каналу VT1. Тим самим забезпечується стабілізація струму. Форма струму через VT1 збігається з напругою на задатчику та має трапецеїдальну форму (рис.2б).Такий за формою, тільки змінний, струм протікає через навантаження (рис.2в).Елементи VD1, R3, С1, З2 утворюють параметричний стабілізатор для живлення ОУ.
Формат вихідного сигналу Ще одна важлива особливість - це формат вихідного сигналу інвертора. Коли ДБЖ використовує батареї, перетворювач повинен перетворювати постійний струм батарей на змінний струм. У принципі, постійний струм є прямою і постійною лінією, а змінний струм є аналоговою хвилею, яка осцилює 60 разів на секунду.
Вони трохи небезпечні, оскільки вони можуть пошкодити чутливі пристрої або навіть мікро-джерело живлення, якщо часті вимкнення електроенергії. В останніх дешевих моделях використовується майже синусоїдальна напівхвиля, де варіації виконуються з великими інтервалами, пропонуючи щось ближче до аналогової хвилі. Зрештою, у нас є найдорожчі моделі, які генерують «чисті» синусоїдальні хвилі, тобто практично ідентичні тим, що надаються електричною мережею. Вони, звісно, найкраще у межах предмета.
Якщо потрібно змінити діапазон струмів, що стабілізуються, слід відповідним чином вибрати тип транзистора VT1 і діодів VD2...VD5, а також скоригувати напругу задатчика струму (U зад) або опір датчика R4.
Струм стабілізації визначається за формулою:
Дана схема може бути також перетворена на активне навантаження змінного струму, як це зробити - докладно описано в .
Рис. 2 Діаграма сигналів
Налагодження схеми зводиться до контролю напруги задатчика (щоб струм не вийшов за межі 7...8 А) та градуювання органу управління (резистора R2). Для візуального контролю ланцюг ланцюга можна включити амперметр.
ОУ DA1 підійде будь-якого широкого застосування (К140УД6, К140УД7, mА741 і т.п.). Від застосування швидкодіючих ОУ з польовими транзисторами краще утриматися, оскільки з ними стабілізатор може самозбудитись, що неминуче виведе з ладу ОУ, транзистор VT1 та діоди мосту (саме так відреагувала схема у автора на установку К544УД2). Транзистор VT1 слід вибирати з асортименту вищевказаних фірм, орієнтуючись на максимально допустимі струм стоку та напругу сток-витік. Стабілітрон VD1 - будь-який прецизійний, з напругою стабілізації 9... 15 В. Від його стабільності залежить стабільність напруги задатчика і, як наслідок - струму, що стабілізується.
Транзистор VT1 слід зміцнити на потужному радіаторі. До решти деталей особливих вимог не пред'являється. Резистор R4 зручно виготовити із промислового шунту для вимірювальних приладів. Це забезпечить необхідну точність та термостабільність. При його монтажі слід приділити особливу увагу надійності з'єднання виходу інверсного ОУ і R4. Обрив цієї сполуки викликає вихід стабілізатора з ладу.
А. Уваров
Література
1. Уваров А.С. Активне навантаження – джерело струму. - Радіоаматор, 2001, N1, С.14.
2. Іванов П., Семушкін С. Джерела стабільного струму та їх застосування в радіоапаратурі. - На допомогу радіоаматору. Вип. 104. - М.: ДТСААФ, 1989.
3. http://www.intersil.com
4. Потужні польові перемикальні транзистори фірми International Rectifier. - Радіо, 2001, N5, С.45.