Domácí spotřebiče vyžadují stabilní napětí, aby správně fungovaly. V síti může zpravidla docházet k různým poruchám. Napětí od 220 V se může lišit a zařízení se porouchá. Za prvé, lampy jsou zasaženy. Pokud vezmeme v úvahu domácí spotřebiče v domě, pak mohou trpět televizory, audio zařízení a další zařízení, která fungují na síti.
V této situaci lidem pomáhá spínací stabilizátor napětí. Je plně schopen se vyrovnat s nápory, které se denně vyskytují. Zároveň se mnozí obávají otázky, jak se objevují poklesy napětí a s čím jsou spojeny. Závisí především na vytížení transformátoru. V dnešní době se počet elektrospotřebičů v obytných budovách neustále zvyšuje. V důsledku toho poptávka po elektřině určitě poroste.
Je třeba také vzít v úvahu, že kabely, které jsou již dávno zastaralé, mohou být položeny k obytné budově. Na druhé straně, bytové rozvody ve většině případů nejsou určeny pro velké zatížení. Aby byly vaše spotřebiče v bezpečí domova,měli byste se blíže seznámit se zařízením stabilizátorů napětí a také s principem jejich činnosti.
Jaká je funkce stabilizátoru?
Spínací regulátor napětí slouží hlavně jako síťový regulátor. Všechny skoky jsou jím sledovány a eliminovány. Výsledkem je, že zařízení dostává stabilní napětí. Stabilizátor zohledňuje i elektromagnetické rušení, které nemůže ovlivnit činnost zařízení. Síť se tak zbaví přetížení a případy zkratů jsou prakticky vyloučeny.
Jednoduché stabilizační zařízení
Pokud uvažujeme o standardním regulátoru spínacího napětí, je v něm instalován pouze jeden tranzistor. Zpravidla se používají výhradně spínacího typu, protože dnes jsou považovány za efektivnější. V důsledku toho lze výrazně zvýšit účinnost zařízení.
Druhým důležitým prvkem regulátoru spínacího napětí by měly být diody. V obvyklém schématu je nelze nalézt více než tři jednotky. Jsou navzájem spojeny tlumivkou. Filtry jsou důležité pro normální činnost tranzistorů. Jsou instalovány na začátku i na konci řetězce. V tomto případě je za provoz kondenzátoru odpovědná řídicí jednotka. Jeho nedílnou součástí je odporový dělič.
Jak to funguje?
V závislosti na typu zařízení se může princip činnosti spínacího regulátoru napětí lišit. S ohledem na standardmodel, můžeme říci, že nejprve je proud přiváděn do tranzistoru. V této fázi se transformuje. Dále jsou v práci zahrnuty diody, mezi jejichž povinnosti patří přenos signálu do kondenzátoru. Pomocí filtrů je eliminováno elektromagnetické rušení. Kondenzátor v tuto chvíli vyrovnává kolísání napětí a přes induktor se proud přes odporový dělič opět vrací do tranzistorů pro konverzi.
Domácí zařízení
Spínací regulátor napětí si můžete vyrobit vlastníma rukama, ale budou mít nízkou spotřebu. V tomto případě jsou instalovány nejběžnější odpory. Pokud v zařízení použijete více než jeden tranzistor, můžete dosáhnout vysoké účinnosti. Důležitým úkolem v tomto ohledu je instalace filtrů. Ovlivňují citlivost zařízení. Na druhou stranu, rozměry zařízení nejsou vůbec důležité.
Stabilizátory s jedním tranzistorem
Tento typ spínaného stabilizátoru stejnosměrného napětí se může pochlubit účinností 80 %. Zpravidla fungují pouze v jednom režimu a dokážou si poradit pouze s malým rušením v síti.
Zpětná vazba v tomto případě zcela chybí. Tranzistor ve standardním obvodu regulátoru spínaného napětí pracuje bez kolektoru. V důsledku toho je na kondenzátor okamžitě přivedeno velké napětí. Dalším rozlišovacím znakem zařízení tohoto typu lze nazvat slabý signál. Tento problém mohou vyřešit různé zesilovače.
V důsledku toho můžete dosáhnout lepšího výkonutranzistory. Rezistor zařízení v obvodu musí být za děličem napětí. V tomto případě bude možné dosáhnout lepšího výkonu zařízení. Jako regulátor v obvodu má spínací stabilizátor stejnosměrného napětí řídicí jednotku. Tento prvek je schopen zeslabit a také zvýšit výkon tranzistoru. K tomuto jevu dochází pomocí tlumivek, které jsou připojeny k diodám v systému. Zátěž na regulátoru je řízena pomocí filtrů.
Stabilizátory napětí typu spínače
Tento druh spínacího regulátoru napětí 12V má účinnost 60%. Hlavním problémem je, že není schopen se vyrovnat s elektromagnetickým rušením. V tomto případě jsou ohrožena zařízení s výkonem nad 10 W. Moderní modely těchto stabilizátorů se mohou pochlubit maximálním napětím 12 V. Zatížení rezistorů je výrazně oslabeno. Na cestě ke kondenzátoru tak může být napětí zcela přeměněno. Generování aktuální frekvence probíhá přímo na výstupu. Opotřebení kondenzátoru je v tomto případě minimální.
Další problém souvisí s použitím jednoduchých kondenzátorů. Ve skutečnosti si vedli docela špatně. Celý problém spočívá právě ve vysokofrekvenčních emisích, které se v síti vyskytují. K vyřešení tohoto problému začali výrobci instalovat elektrolytické kondenzátory na regulátor spínacího napětí (12 voltů). Jako výsledekkvalita práce byla zlepšena zvýšením kapacity zařízení.
Jak fungují filtry?
Princip činnosti standardního filtru je založen na generování signálu, který je přiváděn do převodníku. V tomto případě se navíc aktivuje srovnávací zařízení. Aby se filtr vyrovnal s velkými výkyvy v síti, potřebuje řídicí jednotky. V tomto případě může být výstupní napětí vyhlazeno.
Pro vyřešení problémů s malými výkyvy má filtr speciální diferenční prvek. S jeho pomocí prochází napětí s mezní frekvencí nejvýše 5 Hz. V tomto případě to má pozitivní vliv na signál, který je k dispozici na výstupu v systému.
Upravené modely zařízení
Maximální zatěžovací proud u tohoto typu je vnímán do 4 A. Vstupní napětí kondenzátoru může být zpracováno až po značku nejvýše 15 V. Parametr vstupního proudu obvykle nepřesahuje 5 A V tomto případě může být zvlnění minimální s amplitudou v síti ne větší než 50 mV. V tomto případě může být frekvence udržována na úrovni 4 Hz. To vše bude mít v konečném důsledku pozitivní vliv na celkovou efektivitu.
Moderní modely stabilizátorů výše uvedeného typu zvládají zatížení v oblasti 3 A. Dalším charakteristickým znakem této modifikace je rychlý proces přeměny. To je z velké části způsobeno použitím výkonných tranzistorů, které pracují s průchozím proudem. Díky tomu je možné stabilizovat výstupní signál. Na výstupu je navíc aktivována spínací dioda. Je instalován v systému v blízkosti napěťového uzlu. Tepelné ztráty jsou výrazně sníženy a to je jasná výhoda tohoto typu stabilizátoru.
Modely s pulzní šířkou
Pulsně nastavitelný stabilizátor napětí tohoto typu má účinnost 80 %. Je schopen snést jmenovitý proud na úrovni 2 A. Parametr vstupního napětí je průměrně 15 V. Zvlnění výstupního proudu je tedy dosti nízké. Charakteristickým rysem těchto zařízení lze nazvat schopnost pracovat v režimu obvodu. Díky tomu je možné vydržet zatížení až 4 A. V tomto případě jsou zkraty extrémně vzácné.
Mezi nevýhody je třeba poznamenat tlumivky, které se musí vyrovnávat s napětím z kondenzátorů. V konečném důsledku to vede k rychlému opotřebení rezistorů. Aby se s tímto problémem vyrovnali, vědci navrhují použít velké množství z nich. Kondenzátory v síti jsou nutné pro řízení provozní frekvence zařízení. V tomto případě je možné eliminovat oscilační proces, v důsledku čehož je účinnost stabilizátoru prudce snížena.
Je třeba vzít v úvahu také odpor v obvodu. Za tímto účelem vědci instalují speciální odpory. Diody jsou zase schopny pomoci s ostrými přechody v obvodu. Stabilizační režim se aktivuje pouze při maximálním proudu zařízení. K vyřešení problému s tranzistory někteří používají mechanismy chladiče. V tomto případěrozměry zařízení se výrazně zvětší. Tlumivky pro systém by měly být použity vícekanálové. Dráty pro tento účel se obvykle odebírají v řadě "PEV". Zpočátku jsou umístěny v magnetickém pohonu, který je vyroben z miskovitého typu. Navíc obsahuje prvek jako ferit. Nakonec by se mezi nimi měla vytvořit mezera ne větší než 0,5 mm.
Stabilizátory pro domácí použití jsou nejvhodnější pro řadu „WD4“. Jsou schopny odolat značnému zatěžovacímu proudu v důsledku úměrné změny odporu. V tomto okamžiku bude rezistor schopen zvládnout malý střídavý proud. Vstupní napětí zařízení je vhodné propouštět přes filtry řady LS.
Jak si stabilizátor poradí s malými vlnkami?
Za prvé, 5V spínací regulátor napětí aktivuje spouštěcí jednotku, která je připojena ke kondenzátoru. V tomto případě musí zdroj referenčního proudu vyslat signál do porovnávacího zařízení. Pro vyřešení problému s převodem je součástí práce stejnosměrný zesilovač. Proto lze okamžitě vypočítat maximální amplitudu skoků.
Indukční akumulační proud dále prochází do spínací diody. Aby bylo vstupní napětí stabilní, je na výstupu filtr. V tomto případě se limitní frekvence může výrazně změnit. Maximální zatížení tranzistoru vydrží až 14 kHz. Induktor je zodpovědný za napětí ve vinutí. Díky feritu může být proud stabilizován na začátkuetapa.
Rozdíl mezi stupňovitými stabilizátory
Spínací zesilovací stabilizátor napětí obsahuje výkonné kondenzátory. Během zpětné vazby berou veškerou zátěž na sebe. V tomto případě musí být v síti umístěna galvanická izolace. Je zodpovědná pouze za zvýšení mezní frekvence v systému.
Dalším důležitým prvkem je hradlo za tranzistorem. Přijímá proud ze zdroje energie. Na výstupu probíhá proces konverze z induktoru. V této fázi se v kondenzátoru vytvoří elektromagnetické pole. V tranzistoru se tak získá referenční napětí. Samoindukční proces začíná postupně.
Diody se v této fázi nepoužívají. Za prvé, induktor dodává napětí kondenzátoru a poté jej tranzistor posílá do filtru a také zpět na induktor. V důsledku toho se vytváří zpětná vazba. Dochází k němu, dokud se napětí na řídicí jednotce nestabilizuje. Pomohou mu v tom instalované diody, které přijímají signál od tranzistorů, ale i kondenzátoru stabilizátoru.
Princip činnosti invertujících zařízení
Celý proces invertování je spojen s aktivací převodníku. Spínací tranzistory stabilizátoru střídavého napětí mají uzavřený typ řady "BT". Dalším prvkem systému lze nazvat rezistor, který monitoruje oscilační proces. Přímá indukce má snížit mezní frekvenci. U vchodu onak dispozici při 3 Hz. Po procesu konverze tranzistor vyšle signál do kondenzátoru. V konečném důsledku se může omezující frekvence zdvojnásobit. Aby byly skoky méně patrné, je potřeba výkonný konvertor.
Odpor v oscilačním procesu je také brán v úvahu. Tento parametr je povolen maximálně na úrovni 10 ohmů. V opačném případě nebudou diody na tranzistoru schopny přenášet signál. Další problém spočívá v magnetické interferenci, která je přítomna na výstupu. Pro instalaci mnoha filtrů se používají tlumivky řady NM. Zatížení tranzistorů přímo závisí na zatížení kondenzátoru. Na výstupu se aktivuje magnetický pohon, který pomáhá stabilizátoru snížit odpor na požadovanou úroveň.
Jak fungují buck regulátory?
Spínací stabilizátor napětí je obvykle vybaven kondenzátory řady "KL". V tomto případě jsou schopny výrazně pomoci s vnitřním odporem zařízení. Zdroje energie jsou považovány za velmi rozmanité. V průměru se parametr odporu pohybuje kolem 2 ohmů. Provozní frekvence je monitorována odpory, které jsou připojeny k řídicí jednotce, která vysílá signál do převodníku.
Zatížení částečně odpadá v důsledku procesu samoindukce. Vyskytuje se zpočátku v kondenzátoru. Díky procesu zpětné vazby je u některých modelů mezní frekvence schopna dosáhnout 3 Hz. V tomto případěelektromagnetické pole nemá žádný vliv na elektrický obvod.
Napájecí zdroje
V síti se zpravidla používají zdroje 220 V. V tomto případě lze očekávat vysokou účinnost od spínaného regulátoru napětí. Pro stejnosměrný převod se bere v úvahu počet tranzistorů v systému. Síťové transformátory se v napájecích zdrojích používají zřídka. To je z velké části způsobeno velkými skoky. Místo toho se však často instalují usměrňovače. V napájecím zdroji má vlastní filtrační systém, který stabilizuje mezní napětí.
Proč instalovat dilatační spáry?
Kompenzátory ve většině případů hrají ve stabilizátoru sekundární roli. Je spojena s regulací impulsů. Z velké části to dělají tranzistory. Kompenzátory však mají stále své výhody. V tomto případě hodně záleží na tom, která zařízení jsou připojena ke zdroji energie.
Pokud mluvíme o rádiovém zařízení, pak je zapotřebí zvláštního přístupu. Je spojena s různými vibracemi, které jsou takovým zařízením vnímány odlišně. V tomto případě mohou kompenzátory pomoci tranzistorům stabilizovat napětí. Instalace dalších filtrů v okruhu zpravidla nezlepší situaci. Značně však ovlivňují účinnost.
Nevýhody galvanické izolace
Pro přenos signálu mezi důležitými prvky systému jsou instalovány galvanické izolace. Jejich hlavní problémlze nazvat nesprávným odhadem vstupního napětí. Nejčastěji se to stává u zastaralých modelů stabilizátorů. Regulátory v nich nejsou schopny rychle zpracovat informace a připojit kondenzátory k práci. Jako první tím trpí diody. Pokud je filtrační systém instalován za rezistory v elektrickém obvodu, pak jednoduše vyhoří.
