محتوا:

در مدارهای الکتریکی نیاز دائمی به تثبیت برخی پارامترها وجود دارد. برای این منظور از طرح های کنترل و نظارت ویژه استفاده می شود. دقت اقدامات تثبیت کننده به به اصطلاح استاندارد بستگی دارد که با آن یک پارامتر خاص، به عنوان مثال، ولتاژ، مقایسه می شود. یعنی زمانی که مقدار پارامتر کمتر از استاندارد باشد، مدار تثبیت کننده ولتاژ، کنترل را روشن کرده و دستور افزایش آن را می دهد. در صورت لزوم، عمل مخالف انجام می شود - برای کاهش.

این اصل عملیاتی زیربنای کنترل خودکار تمام دستگاه ها و سیستم های شناخته شده است. تثبیت کننده های ولتاژ با وجود مدارها و عناصر متنوعی که برای ایجاد آنها استفاده می شود، به همین ترتیب عمل می کنند.

مدار تثبیت کننده ولتاژ 220 ولت DIY

با عملکرد ایده آل شبکه های الکتریکی، مقدار ولتاژ نباید بیش از 10٪ از مقدار اسمی، بالا یا پایین تغییر کند. با این حال، در عمل، افت ولتاژ به مقادیر بسیار بالاتری می رسد، که تأثیر بسیار منفی بر تجهیزات الکتریکی، حتی تا حد خرابی دارد.

تجهیزات تثبیت کننده ویژه به محافظت در برابر چنین مشکلاتی کمک می کند. اما به دلیل هزینه بالای آن، استفاده از آن در شرایط داخلی در بسیاری از موارد از نظر اقتصادی زیان آور است. بهترین راه برای خروج از وضعیت یک تثبیت کننده ولتاژ 220 ولت خانگی است که مدار آن بسیار ساده و ارزان است.

می توانید یک طرح صنعتی را به عنوان مبنایی در نظر بگیرید تا بفهمید از چه قسمت هایی تشکیل شده است. هر تثبیت کننده شامل یک ترانسفورماتور، مقاومت، خازن، کابل های اتصال و اتصال است. ساده ترین آنها یک تثبیت کننده ولتاژ متناوب در نظر گرفته می شود که مدار آن بر اساس اصل یک رئوستات کار می کند و مقاومت را مطابق با قدرت فعلی افزایش یا کاهش می دهد. مدل های مدرن علاوه بر این، دارای بسیاری از عملکردهای دیگر هستند که از لوازم خانگی در برابر نوسانات برق محافظت می کنند.

در بین طرح های خانگی، دستگاه های تریاک بیشترین تاثیر را دارند، بنابراین این مدل به عنوان نمونه در نظر گرفته خواهد شد. یکسان سازی جریان با این دستگاه با ولتاژ ورودی در محدوده 130-270 ولت امکان پذیر خواهد بود. قبل از شروع مونتاژ، باید مجموعه خاصی از عناصر و اجزاء را خریداری کنید. این شامل یک منبع تغذیه، یکسو کننده، کنترل کننده، مقایسه کننده، تقویت کننده ها، LED ها، ترانسفورماتور خودکار، واحد تاخیر روشن شدن بار، سوئیچ های اپتوکوپلر، کلید فیوز است. ابزار اصلی کار موچین و آهن لحیم کاری است.

برای مونتاژ یک تثبیت کننده 220 ولتاول از همه، به یک برد مدار چاپی به ابعاد 11.5x9.0 سانتی متر نیاز دارید که باید از قبل آماده شود. توصیه می شود از فایبرگلاس فویل به عنوان ماده استفاده کنید. چیدمان قطعات بر روی چاپگر چاپ شده و با استفاده از اتو به برد منتقل می شود.

ترانسفورماتورهای مدار را می توان به صورت آماده گرفته یا خودتان مونتاژ کرد. ترانسفورماتورهای تمام شده باید مارک TPK-2-2 12 ولت باشند و به صورت سری به یکدیگر متصل شوند. برای ایجاد اولین ترانسفورماتور خود با دستان خود، به یک هسته مغناطیسی با سطح مقطع 1.87 سانتی متر مربع و 3 کابل PEV-2 نیاز دارید. کابل اول در یک سیم پیچ استفاده می شود. قطر آن 0.064 میلی متر و تعداد چرخش ها 8669 خواهد بود. سیم های باقی مانده در سیم پیچ های دیگر استفاده می شود. قطر آنها قبلاً 0.185 میلی متر خواهد بود و تعداد چرخش ها 522 خواهد بود.

ترانسفورماتور دوم بر اساس یک هسته مغناطیسی حلقوی ساخته شده است. سیم پیچ آن از همان سیم مورد اول ساخته شده است، اما تعداد دور آن متفاوت خواهد بود و 455 خواهد بود. در دستگاه دوم، هفت شیر ​​ساخته شده است. سه مورد اول از سیم با قطر 3 میلی متر و بقیه از لاستیک هایی با سطح مقطع 18 میلی متر مربع ساخته شده اند. این امر از گرم شدن ترانسفورماتور در حین کار جلوگیری می کند.

توصیه می شود سایر قطعات را به صورت آماده در فروشگاه های تخصصی خریداری کنید. اساس مونتاژ، نمودار مدار یک تثبیت کننده ولتاژ کارخانه ای است. ابتدا یک میکرو مدار نصب می شود که به عنوان یک کنترل کننده برای هیت سینک عمل می کند. برای ساخت آن از صفحه آلومینیومی با مساحت بیش از 15 سانتی متر مربع استفاده شده است. تریاک ها روی همان برد نصب می شوند. هیت سینک در نظر گرفته شده برای نصب باید دارای سطح خنک کننده باشد. پس از این، LED ها مطابق مدار یا در کنار هادی های چاپ شده در اینجا نصب می شوند. سازه ای که به این روش مونتاژ شده است، نه از نظر قابلیت اطمینان و نه از نظر کیفیت کار قابل مقایسه با مدل های کارخانه ای نیست. چنین تثبیت کننده هایی برای لوازم خانگی استفاده می شود که به پارامترهای جریان و ولتاژ دقیق نیاز ندارند.

مدارهای تثبیت کننده ولتاژ ترانزیستور

ترانسفورماتورهای باکیفیت مورد استفاده در مدار الکتریکی به طور موثر حتی با تداخل های بزرگ نیز مقابله می کنند. آنها به طور قابل اعتماد از لوازم خانگی و تجهیزات نصب شده در خانه محافظت می کنند. یک سیستم فیلتراسیون سفارشی به شما این امکان را می دهد که با هر نوسانی برق مقابله کنید. با کنترل ولتاژ، تغییرات جریان رخ می دهد. فرکانس محدود کننده در ورودی افزایش می یابد و در خروجی کاهش می یابد. بنابراین جریان در مدار در دو مرحله تبدیل می شود.

ابتدا یک ترانزیستور با فیلتر در ورودی استفاده می شود. بعد شروع کار است. برای تکمیل تبدیل جریان، مدار از یک تقویت کننده استفاده می کند که اغلب بین مقاومت ها نصب می شود. به همین دلیل سطح دمای مورد نیاز در دستگاه حفظ می شود.

مدار یکسوسازی به شرح زیر عمل می کند. اصلاح ولتاژ متناوب از سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور با استفاده از یک پل دیودی (VD1-VD4) رخ می دهد. صاف کردن ولتاژ توسط خازن C1 انجام می شود و پس از آن وارد سیستم تثبیت کننده جبران می شود. عملکرد مقاومت R1 جریان تثبیت کننده را روی دیود زنر VD5 تنظیم می کند. مقاومت R2 یک مقاومت بار است. با مشارکت خازن های C2 و C3، ولتاژ تغذیه فیلتر می شود.

مقدار ولتاژ خروجی تثبیت کننده به عناصر VD5 و R1 بستگی دارد که برای انتخاب آنها یک جدول ویژه وجود دارد. VT1 روی رادیاتوری نصب می شود که سطح خنک کننده آن باید حداقل 50 سانتی متر مربع باشد. ترانزیستور داخلی KT829A را می توان با یک آنالوگ خارجی BDX53 از موتورولا جایگزین کرد. عناصر باقی مانده مشخص شده اند: خازن - K50-35، مقاومت - MLT-0.5.

مدار تنظیم کننده ولتاژ خطی 12 ولت

تثبیت کننده های خطی از تراشه های KREN و همچنین LM7805، LM1117 و LM350 استفاده می کنند. لازم به ذکر است که نماد KREN مخفف نیست. این مخفف نام کامل تراشه تثبیت کننده است که به عنوان KR142EN5A تعیین شده است. سایر ریز مدارها از این نوع به همین ترتیب تعیین می شوند. پس از مخفف، این نام متفاوت به نظر می رسد - KREN142.

تثبیت کننده های خطی یا تنظیم کننده های ولتاژ DC رایج ترین هستند. تنها اشکال آنها عدم توانایی کار در ولتاژ کمتر از ولتاژ خروجی اعلام شده است.

به عنوان مثال، اگر شما نیاز به دریافت ولتاژ 5 ولت در خروجی LM7805 دارید، ولتاژ ورودی باید حداقل 6.5 ولت باشد. هنگامی که کمتر از 6.5 ولت به ورودی اعمال شود، به اصطلاح افت ولتاژ رخ می دهد و خروجی دیگر 5 ولت اعلام شده را نخواهد داشت. علاوه بر این، تثبیت کننده های خطی تحت بار بسیار داغ می شوند. این ویژگی اساس اصل عملکرد آنها است. یعنی ولتاژ بالاتر از تثبیت شده به گرما تبدیل می شود. به عنوان مثال، هنگامی که ولتاژ 12 ولت به ورودی ریز مدار LM7805 اعمال می شود، 7 ولت از آنها برای گرم کردن کیس استفاده می شود و تنها 5 ولت لازم به مصرف کننده می رسد. در طول فرآیند تبدیل، چنان گرمایش قوی رخ می دهد که این ریز مدار در غیاب رادیاتور خنک کننده به سادگی می سوزد.

مدار تثبیت کننده ولتاژ قابل تنظیم

موقعیت هایی اغلب زمانی ایجاد می شود که ولتاژ تامین شده توسط تثبیت کننده نیاز به تنظیم داشته باشد. شکل یک مدار ساده از یک تثبیت کننده ولتاژ و جریان قابل تنظیم را نشان می دهد که نه تنها به تثبیت، بلکه همچنین تنظیم ولتاژ اجازه می دهد. حتی با دانش اولیه الکترونیک می توان آن را به راحتی مونتاژ کرد. به عنوان مثال، ولتاژ ورودی 50 ولت است و خروجی هر مقداری در 27 ولت است.

قسمت اصلی تثبیت کننده ترانزیستور اثر میدانی IRLZ24/32/44 و سایر مدل های مشابه است. این ترانزیستورها مجهز به سه ترمینال هستند - تخلیه، منبع و دروازه. ساختار هر یک از آنها از یک فلز دی الکتریک (دی اکسید سیلیکون) - یک نیمه هادی تشکیل شده است. محفظه شامل یک تراشه تثبیت کننده TL431 است که با کمک آن ولتاژ الکتریکی خروجی تنظیم می شود. خود ترانزیستور می تواند روی هیت سینک باقی بماند و توسط هادی ها به برد متصل شود.

این مدار می تواند با ولتاژ ورودی در محدوده 6 تا 50 ولت کار کند. ولتاژ خروجی از 3 تا 27 ولت متغیر است و با استفاده از یک مقاومت تریمر قابل تنظیم است. بسته به طراحی رادیاتور، جریان خروجی به 10 آمپر می رسد. ظرفیت خازن های صاف کننده C1 و C2 10-22 μF و C3 4.7 μF است. مدار می تواند بدون آنها کار کند، اما کیفیت تثبیت کاهش می یابد. خازن های الکترولیتی در ورودی و خروجی تقریباً 50 ولت هستند. توان تلف شده توسط چنین تثبیت کننده ای از 50 وات تجاوز نمی کند.

مدار تثبیت کننده ولتاژ تریاک 220 ولت

تثبیت کننده های تریاک به روشی مشابه دستگاه های رله کار می کنند. یک تفاوت قابل توجه وجود واحدی است که سیم پیچ های ترانسفورماتور را تغییر می دهد. به جای رله ها، از تریاک های قدرتمند استفاده می شود که تحت کنترل کنترل کننده ها کار می کنند.

کنترل سیم پیچ ها با استفاده از تریاک غیر تماسی است، بنابراین هیچ کلیک مشخصی هنگام تعویض وجود ندارد. سیم مسی برای سیم پیچی اتوترانسفورماتور استفاده می شود. تثبیت کننده های تریاک می توانند در ولتاژ پایین از 90 ولت و ولتاژ بالا تا 300 ولت کار کنند. تنظیم ولتاژ با دقت تا 2٪ انجام می شود به همین دلیل لامپ ها اصلاً چشمک نمی زنند. با این حال، در هنگام سوئیچینگ، مانند دستگاه های رله، یک emf خود القا شده رخ می دهد.

سوئیچ های تریاک به اضافه بار بسیار حساس هستند و بنابراین باید دارای ذخیره انرژی باشند. این نوع تثبیت کننده دارای یک رژیم دمایی بسیار پیچیده است. بنابراین، تریاک ها بر روی رادیاتورهایی با خنک کننده اجباری فن نصب می شوند. مدار تثبیت کننده ولتاژ تریستور DIY 220 ولت دقیقاً به همین روش کار می کند.

دستگاه هایی با دقت بالا وجود دارد که بر روی یک سیستم دو مرحله ای کار می کنند. مرحله اول یک تنظیم تقریبی ولتاژ خروجی را انجام می دهد، در حالی که مرحله دوم این فرآیند را بسیار دقیق تر انجام می دهد. بنابراین کنترل دو مرحله با استفاده از یک کنترلر انجام می شود که در واقع به معنای وجود دو تثبیت کننده در یک محفظه واحد است. هر دو مرحله دارای سیم پیچی در یک ترانسفورماتور مشترک هستند. این دو مرحله با 12 کلید به شما امکان تنظیم ولتاژ خروجی را در 36 سطح می دهد که دقت بالای آن را تضمین می کند.

تثبیت کننده ولتاژ با مدار حفاظت جریان

این دستگاه ها در درجه اول برق را برای دستگاه های ولتاژ پایین تامین می کنند. این مدار تثبیت کننده جریان و ولتاژ با طراحی ساده، پایه عنصر در دسترس، و توانایی تنظیم هموار نه تنها ولتاژ خروجی، بلکه جریانی که حفاظت در آن راه اندازی می شود، متمایز می شود.
اساس مدار یک تنظیم کننده موازی یا یک دیود زنر قابل تنظیم، همچنین با قدرت بالا است. با استفاده از یک مقاومت به اصطلاح اندازه گیری، جریان مصرف شده توسط بار کنترل می شود.

گاهی اوقات یک اتصال کوتاه در خروجی تثبیت کننده رخ می دهد یا جریان بار از مقدار تنظیم شده بیشتر می شود. در این حالت، ولتاژ مقاومت R2 کاهش می یابد و ترانزیستور VT2 باز می شود. همچنین یک باز شدن همزمان ترانزیستور VT3 وجود دارد که منبع ولتاژ مرجع را تغییر می دهد. در نتیجه، ولتاژ خروجی تقریباً به سطح صفر کاهش می یابد و ترانزیستور کنترل از اضافه بار جریان محافظت می شود. به منظور تنظیم آستانه دقیق برای حفاظت جریان، از یک مقاومت پیرایش R3 استفاده می شود که به موازات مقاومت R2 متصل می شود. رنگ قرمز LED1 نشان دهنده خاموش شدن محافظ و LED2 سبز نشان دهنده ولتاژ خروجی است.

پس از مونتاژ صحیح، مدارهای تثبیت کننده های ولتاژ قدرتمند بلافاصله وارد عمل می شوند؛ فقط باید مقدار ولتاژ خروجی مورد نیاز را تنظیم کنید. پس از بارگذاری دستگاه، رئوستات جریانی را تنظیم می کند که حفاظت در آن راه اندازی می شود. اگر حفاظت باید با جریان کمتری کار کند، برای این کار باید مقدار مقاومت R2 را افزایش داد. به عنوان مثال، با R2 برابر با 0.1 اهم، حداقل جریان حفاظتی حدود 8A خواهد بود. اگر برعکس، نیاز به افزایش جریان بار دارید، باید دو یا چند ترانزیستور را به صورت موازی وصل کنید که ساطع کننده های آنها دارای مقاومت های تساوی هستند.

مدار تثبیت کننده ولتاژ رله 220

با کمک یک تثبیت کننده رله، حفاظت قابل اعتماد از ابزار و سایر دستگاه های الکترونیکی ارائه می شود که سطح ولتاژ استاندارد 220 ولت است. این تثبیت کننده ولتاژ 220 ولت است که مدار آن برای همه شناخته شده است. به دلیل سادگی طراحی آن بسیار محبوب است.

برای کارکرد صحیح این دستگاه، مطالعه طراحی و اصل عملکرد آن ضروری است. هر تثبیت کننده رله از یک ترانسفورماتور اتوماتیک و یک مدار الکترونیکی تشکیل شده است که عملکرد آن را کنترل می کند. علاوه بر این، یک رله در یک محفظه بادوام قرار دارد. این دستگاه در دسته تقویت کننده های ولتاژ قرار می گیرد، یعنی فقط در صورت ولتاژ پایین، جریان را اضافه می کند.

اضافه کردن تعداد ولت مورد نیاز با اتصال سیم پیچ ترانسفورماتور انجام می شود. معمولاً از 4 سیم پیچ برای عملیات استفاده می شود. اگر جریان در شبکه الکتریکی خیلی زیاد باشد، ترانسفورماتور به طور خودکار ولتاژ را به مقدار مورد نظر کاهش می دهد. طراحی را می توان با عناصر دیگر، به عنوان مثال، یک صفحه نمایش تکمیل کرد.

بنابراین، تثبیت کننده ولتاژ رله یک اصل کار بسیار ساده دارد. جریان توسط یک مدار الکترونیکی اندازه گیری می شود، سپس پس از دریافت نتایج، با جریان خروجی مقایسه می شود. اختلاف ولتاژ حاصل به طور مستقل با انتخاب سیم پیچ مورد نیاز تنظیم می شود. بعد، رله متصل می شود و ولتاژ به سطح مورد نیاز می رسد.

تثبیت کننده ولتاژ و جریان در LM2576

برای تغذیه دستگاه هایی که به پایداری بالای ولتاژ تغذیه نیاز ندارند، از ساده ترین، مطمئن ترین و ارزان ترین تثبیت کننده ها - پارامتری استفاده می شود. در چنین تثبیت کننده ای، عنصر تنظیم کننده هنگام تأثیرگذاری بر ولتاژ خروجی، تفاوت بین آن و ولتاژ مشخص شده را در نظر نمی گیرد.

در ساده ترین شکل، یک تثبیت کننده پارامتریک یک جزء تنظیم کننده (دیود زنر) است که به موازات بار متصل می شود. امیدوارم به خاطر داشته باشید، زیرا برخلاف دیود، در جهت مخالف به مدار الکتریکی متصل می شود، یعنی یک پتانسیل ولتاژ منفی از منبع به دنبال آند و یک پتانسیل ولتاژ مثبت از منبع به دنبال کاتد می آید. اصل عملکرد چنین تثبیت کننده مبتنی بر ویژگی دیود زنر برای حفظ ولتاژ ثابت در پایانه های آن با تغییرات قابل توجه در قدرت جریان در مدار است. مقاومت بالاست R که به صورت سری به دیود زنر و بار متصل می شود، در صورت خاموش شدن بار، جریان جریان را از طریق دیود زنر محدود می کند.

برای تغذیه دستگاه های با ولتاژ 5 ولت می توان از دیود زنر از نوع KS 147 در این مدار تثبیت کننده استفاده کرد که مقدار مقاومت R به گونه ای در نظر گرفته می شود که در حداکثر سطح ولتاژ ورودی و بار قطع می شود، جریان عبوری دیود زنر از 55 میلی آمپر تجاوز نمی کند. از آنجایی که در حالت کار، دیود زنر و جریان بار از این مقاومت عبور می کند، قدرت آن باید حداقل 1-2 وات باشد. جریان بار این تثبیت کننده باید در محدوده 8-40 میلی آمپر باشد.

اگر جریان خروجی تثبیت کننده برای منبع تغذیه کم باشد، می توان با افزودن یک تقویت کننده، به عنوان مثال بر اساس ترانزیستور، توان آن را افزایش داد.

نقش آن در این مدار توسط ترانزیستور VT1 ایفا می شود که مدار کلکتور-امیتر آن به صورت سری با بار تثبیت کننده متصل می شود. ولتاژ خروجی چنین تثبیت کننده ای برابر است با تفاوت بین ولتاژ ورودی تثبیت کننده و افت ولتاژ در مدار کلکتور-امیتر ترانزیستور و با ولتاژ تثبیت دیود زنر VD1 تعیین می شود. تثبیت کننده جریانی تا 1 A در بار فراهم می کند.ترانزیستورهایی مانند KT807، KT815، KT817 می توانند به عنوان VT1 استفاده شوند.

پنج مدار تثبیت کننده ساده

مدارهای کلاسیک که بارها در تمام کتاب های درسی و کتاب های مرجع الکترونیک توضیح داده شده است.

عکس. 1. تثبیت کننده طبق طرح کلاسیک بدون حفاظت از اتصال کوتاه در بار. 5B، 1A.

شکل 2. تثبیت کننده طبق طرح کلاسیک بدون حفاظت از اتصال کوتاه در بار. 12 ولت، 1 آمپر

شکل 3. تثبیت کننده طبق طرح کلاسیک بدون حفاظت از اتصال کوتاه در بار. ولتاژ قابل تنظیم 0..20V, 1A

تثبیت کننده 5 ولت 5 آمپر بر اساس مقاله "پنج ولت با سیستم حفاظتی" رادیو شماره 11، 84، صفحات 46-49 ساخته شده است. این طرح واقعاً موفق بود، که همیشه اتفاق نمی افتد. به راحتی قابل تکرار

ایده حفاظت از بار تریستور در صورت خرابی خود تثبیت کننده به ویژه خوب است. اگر آن (تثبیت کننده) بسوزد، تعمیر چیزی که تغذیه کرده است گران تر است. ترانزیستور در تثبیت کننده جریان VT1 ژرمانیوم است تا وابستگی ولتاژ خروجی به دما را کاهش دهد. اگر این مهم نیست، می توانید از سیلیکون استفاده کنید. ترانزیستورهای باقی مانده با هر توان مناسبی مطابقت دارند. اگر ترانزیستور تنظیم کننده VT3 خراب شود، ولتاژ در خروجی تثبیت کننده از آستانه پاسخ دیود زنر VD2 نوع KS156A (5.6 ولت) فراتر می رود، تریستور باز می شود و ورودی و خروجی را اتصال کوتاه می کند و فیوز می سوزد. ساده و قابل اعتماد. هدف عناصر تنظیم در نمودارها نشان داده شده است.

شکل 4. نمودار شماتیک یک تثبیت کننده با محافظت در برابر اتصال کوتاه در بار و یک مدار تریستور برای محافظت در صورت خرابی خود مدار تثبیت کننده.

ولتاژ نامی - 5 ولت، جریان - 5 آمپر.
RP1 - تنظیم جریان پاسخ حفاظتی، RP2 - تنظیم ولتاژ خروجی

مدار تثبیت کننده زیر 24 ولت 2 آمپر است

شکل 5. نمودار شماتیک یک تثبیت کننده با محافظت در برابر اتصال کوتاه در بار.

ولتاژ نامی - 24 ولت، جریان - 2 آمپر.
RP1 - تنظیم ولتاژ خروجی، R3 - تنظیم جریان حفاظتی.

مدار برای جریان حداکثر 20 آمپر طراحی شده است. ولتاژ خروجی تثبیت کننده 19± ولت است و ضریب تثبیت کمتر از 1000 نیست. هر بازو توسط یک منبع تغذیه 24 ولتی گالوانیکی ایزوله تغذیه می شود و حفاظت از اتصال کوتاه ارائه می شود.

بخش تئوری منابع تغذیه

کلیه منابع تغذیه موجودمتعلق به یکی از دو گروه: منبع تغذیه اولیه و ثانویه. منابع منبع تغذیه اولیه شامل سیستم هایی است که انرژی شیمیایی، نوری، حرارتی، مکانیکی یا هسته ای را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. به عنوان مثال، انرژی شیمیایی توسط یک سلول نمک یا باتری سلولی به انرژی الکتریکی تبدیل می شود و انرژی نور توسط باتری خورشیدی به انرژی الکتریکی تبدیل می شود.

منبع تغذیه اولیه ممکن است نه تنها شامل خود مبدل انرژی، بلکه دستگاه ها و سیستم هایی باشد که عملکرد عادی مبدل را تضمین می کند. اغلب، تبدیل مستقیم انرژی دشوار است، و سپس یک تبدیل انرژی کمکی میانی معرفی می شود. به عنوان مثال، انرژی فروپاشی درون اتمی در یک نیروگاه هسته ای را می توان به انرژی بخار فوق گرم تبدیل کرد که توربین یک ژنراتور ماشین الکتریکی را می چرخاند، انرژی مکانیکی آن به انرژی الکتریکی تبدیل می شود.

منابع برق ثانویه شامل سیستم هایی هستند که انرژی الکتریکی نوع دیگری را از انرژی الکتریکی یک نوع تولید می کنند. به عنوان مثال، منابع تغذیه ثانویه اینورترها و مبدل ها، یکسو کننده ها و ضرب کننده های ولتاژ، فیلترها و تثبیت کننده ها هستند.

منابع تغذیه ثانویه بر اساس ولتاژ خروجی نامی آنها طبقه بندی می شوند. در این مورد، بین منبع تغذیه ولتاژ پایین با ولتاژ تا 100 ولت، منبع تغذیه ولتاژ بالا با ولتاژ بیش از 1 کیلو ولت و منبع تغذیه با ولتاژ خروجی متوسط ​​از 100 ولت تا 1 کیلو ولت تفاوت قائل می شود.

هر منبع منبع تغذیه ثانویه بر اساس توان Рн طبقه بندی می شود که قادر به تحویل به بار است. پنج دسته وجود دارد:

ریز توان (PH< 1 Вт);
توان کم (1 وات< Рн < 10 Вт);
توان متوسط ​​(10 وات< Рн < 100 Вт);
افزایش قدرت (100 وات< Рн < 1 кВт);
قدرت بالا (Рн > 1 کیلو وات)

منابع تغذیه را می توان تثبیت و ناپایدار کرد. در صورت وجود مدار تثبیت ولتاژ خروجی، منابع تثبیت شده در مقایسه با منابع ناپایدار، نوسان کمتری از این پارامتر دارند. حفظ ولتاژ خروجی ثابت را می توان به روش های مختلفی به دست آورد، با این حال، همه این روش ها را می توان به اصل پارامتری یا جبرانی تثبیت کاهش داد. در تثبیت کننده های جبرانی یک مدار بازخوردی برای نظارت بر تغییرات پارامتر کنترل شده وجود دارد، اما در تثبیت کننده های پارامتریک چنین بازخوردی وجود ندارد.

هر منبع تغذیه در ارتباط با شبکه دارای پارامترهای اساسی زیر است:

حداقل، نامی و حداکثر ولتاژ تغذیه یا تغییر نسبی در ولتاژ نامی بالا یا پایین.
نوع جریان تغذیه: متناوب یا مستقیم؛
تعداد فازهای AC؛
فرکانس جریان متناوب و دامنه نوسانات آن از حداقل تا حداکثر.
ضریب توان مصرفی از شبکه؛
ضریب شکل جریان مصرف شده از شبکه، برابر با نسبت اولین هارمونیک جریان به مقدار موثر آن؛
ثبات ولتاژ تغذیه، که با پارامترهای ثابت در طول زمان مشخص می شود

در رابطه با بار، منبع تغذیه می تواند پارامترهای مشابهی را در رابطه با شبکه تامین داشته باشد و علاوه بر این با پارامترهای زیر مشخص می شود:

دامنه موج دار شدن ولتاژ خروجی یا فاکتور ریپل.
مقدار فعلی بار؛
نوع تنظیم جریان و ولتاژ خروجی؛
فرکانس ریپل ولتاژ خروجی منبع تغذیه که به طور کلی با فرکانس جریان متناوب شبکه تغذیه برابر نیست.
ناپایداری جریان و ولتاژ خروجی تحت تأثیر هر عاملی که پایداری را مختل می کند.

علاوه بر این، منبع تغذیه با موارد زیر مشخص می شود:

بهره وری؛
جرم؛
ابعاد کلی؛
محدوده دما و رطوبت محیط
سطح سر و صدای تولید شده هنگام استفاده از فن در سیستم خنک کننده؛
مقاومت در برابر اضافه بار و ضربه با شتاب؛
قابلیت اطمینان؛
مدت زمان بین شکست؛
زمان آمادگی برای کار؛
مقاومت در برابر اضافه بار در بارها، و به عنوان یک مورد خاص، اتصال کوتاه.
وجود جداسازی گالوانیکی بین ورودی و خروجی؛
در دسترس بودن تنظیمات و ارگونومی؛
قابلیت نگهداری.

راندمان تثبیت کننده به مقدار بازده بستگی دارد - هر چه بالاتر باشد، بهتر است. برای مدل های مختلف، این پارامتر از 80 تا 90 درصد متغیر است. بالاترین راندمان در مدل های الکترومکانیکی ذاتی است و به 97 درصد می رسد. با مصرف برق کم، آنها قادر به پشتیبانی از عملکرد مصرف کنندگان با توان کل بالا هستند.

ابعاد و نوع نصب

اکثر تثبیت کننده ها برای نصب کف طراحی شده اند، زیرا مدل های عظیم ابعادی بیش از 1 متر در طول و عرض دارند. وسایل کوچک خانگی را می توان به دیوار نصب کرد. آنها بدن نازکی دارند که ضخامت آن معمولاً بیش از 8-10 سانتی متر نیست.

ویژگی های طراحی

هنگام خرید یک تثبیت کننده، باید به کلاس حفاظت از آب توجه کنید. اگر خطر ورود رطوبت وجود نداشته باشد، می توانید یک مدل را در یک محفظه آب بندی نشده (IP20) خریداری کنید. هنگامی که احتمال ورود آب وجود دارد، تثبیت کننده هایی با طراحی ضد رطوبت (از IP21 تا IP24) انتخاب می شوند. اگر دستگاه برای استفاده در فضای باز یا در یک اتاق گرم نشده در نظر گرفته شده است، یک تثبیت کننده در یک نسخه آب و هوایی انتخاب کنید - بدنه آن می تواند دمای زیر صفر را تحمل کند. مدل هایی برای نصب در اتاق های گرم طراحی شده اند تا فقط در دمای مثبت کار کنند.
اگر تثبیت کننده برای مدت طولانی استفاده شود، نیاز به سیستم خنک کننده دارد. موثرترین تهویه اجباری مسکن است. با آن، چنین دستگاهی به دلیل گرمای بیش از حد خاموش نمی شود. بسیاری از مدل ها دارای خنک کننده غیرفعال هستند - این زمانی توجیه می شود که تجهیزات برای چرخه های عملیاتی کوتاه مدت طراحی شده باشند.

سیستم های کنترل و حفاظت

تثبیت کننده ولتاژ را در ورودی و خروجی کنترل می کند، مقادیر آن بر روی پانل که در آن یک ولت متر مکانیکی یا الکترونیکی قرار دارد نمایش داده می شود.
سیستم خاموش شدن خودکار زمانی فعال می شود که خطر اضافه بار، گرمای بیش از حد یا اتصال کوتاه وجود داشته باشد. از آسیب رسیدن به تثبیت کننده و دستگاه های متصل به آن جلوگیری می کند.
این پنل همچنین دارای دو نشانگر نور - روشن شدن و هشدار خطا است. مدل‌های دارای ریزپردازنده داخلی، نظارت مداوم بر پارامترهای عملیاتی دستگاه، شبکه و بار متصل را فراهم می‌کنند.

مقاله مرجع بر اساس نظر کارشناسی نویسنده.

برای تغذیه برخی از دستگاه های رادیویی، یک منبع تغذیه با افزایش نیاز برای سطح حداقل موج خروجی و پایداری ولتاژ مورد نیاز است. برای تهیه آنها، منبع تغذیه باید با استفاده از عناصر گسسته ساخته شود.

در شکل نشان داده شده است. مدار 4.7 جهانی است و بر اساس آن می توانید یک منبع تغذیه با کیفیت بالا برای هر ولتاژ و جریان در بار ایجاد کنید.

برنج. 4.7. نمودار مدار منبع تغذیه

منبع تغذیه روی یک تقویت کننده دو عملیاتی پرکاربرد (KR140UD20A) و یک ترانزیستور قدرت VT1 مونتاژ می شود. علاوه بر این، مدار دارای حفاظت جریان است که می تواند در محدوده وسیعی تنظیم شود.

تقویت کننده عملیاتی DA1.1 به عنوان تثبیت کننده ولتاژ و DA1.2 برای حفاظت جریان استفاده می شود. ریز مدارهای DA2، DA3 منبع تغذیه مدار کنترل مونتاژ شده روی DA1 را تثبیت می کنند، که امکان بهبود پارامترهای منبع تغذیه را فراهم می کند.

مدار تثبیت ولتاژ به شرح زیر عمل می کند. بازخورد ولتاژ از خروجی منبع (X2) حذف می شود. این سیگنال با ولتاژ مرجع که از دیود زنر VD1 می آید مقایسه می شود. یک سیگنال عدم تطابق (تفاوت بین این ولتاژها) به ورودی op-amp ارسال می شود که تقویت شده و از طریق R10-R11 برای کنترل ترانزیستور VT1 ارسال می شود. بنابراین، ولتاژ خروجی در یک سطح معین با دقت تعیین شده توسط بهره عملیات آمپر DA1.1 حفظ می شود.

ولتاژ خروجی مورد نیاز توسط مقاومت R5 تنظیم می شود.

برای اینکه منبع تغذیه بتواند ولتاژ خروجی را روی بیش از 15 ولت تنظیم کند، سیم مشترک مدار کنترل به ترمینال "+" (X1) متصل می شود. در این حالت، برای باز کردن کامل ترانزیستور قدرت (VT1) در خروجی آپ امپ، ولتاژ کمی مورد نیاز خواهد بود (بر اساس VT1 Ube = +1.2 V).

این طراحی مدار به شما امکان می دهد منابع تغذیه را برای هر ولتاژی بسازید که فقط با مقدار مجاز ولتاژ کلکتور-امیتر (Uke) برای نوع خاصی از ترانزیستور قدرت (برای KT827A حداکثر Uke = 80 ولت) محدود می شود.

در این مدار، ترانزیستور قدرت کامپوزیت است و بنابراین می تواند بهره ای در محدوده 750...1700 داشته باشد، که به آن اجازه می دهد تا با جریان کمی کنترل شود - مستقیماً از خروجی op-amp DA1.1. این امر تعداد عناصر مورد نیاز را کاهش می دهد و مدار را ساده می کند.

مدار حفاظت جریان بر روی op-amp DA1.2 مونتاژ شده است. هنگامی که جریان در بار جریان می یابد، ولتاژ در مقاومت R12 آزاد می شود. از طریق مقاومت R6 به نقطه اتصال R4-R8 اعمال می شود، جایی که با سطح مرجع مقایسه می شود. تا زمانی که این اختلاف منفی باشد (که به جریان بار و مقدار مقاومت مقاومت R12 بستگی دارد)، این قسمت از مدار بر عملکرد تثبیت کننده ولتاژ تأثیری ندارد.

به محض اینکه ولتاژ در نقطه مشخص شده مثبت شود، یک ولتاژ منفی در خروجی آپمپ DA1.2 ظاهر می شود که از طریق دیود VD12، ولتاژ پایه ترانزیستور قدرت VT1 را کاهش می دهد و محدودیت را محدود می کند. جریان خروجی سطح محدودیت جریان خروجی با استفاده از مقاومت R6 تنظیم می شود.

دیودهای متصل موازی در ورودی تقویت‌کننده‌های عملیاتی (VD3...VD7) در صورت روشن شدن بدون بازخورد از طریق ترانزیستور VT1 یا آسیب دیدن ترانزیستور قدرت، از ریزمدار در برابر آسیب محافظت می‌کنند. در حالت کار، ولتاژ ورودی های آپ امپ نزدیک به صفر است و دیودها بر عملکرد دستگاه تاثیری ندارند.

خازن C3 نصب شده در مدار بازخورد منفی، باند فرکانس های تقویت شده را محدود می کند که با جلوگیری از خود تحریکی، پایداری مدار را افزایش می دهد.

مدار منبع تغذیه مشابهی را می توان روی یک ترانزیستور با رسانایی متفاوت KT825A ساخت (شکل 4.8).

برنج. 4.8 نسخه دوم مدار منبع تغذیه

هنگام استفاده از عناصر نشان داده شده در نمودارها، این منابع تغذیه به دست آوردن ولتاژ خروجی تثبیت شده تا 50 ولت در جریان 1.5 آمپر امکان پذیر است.

پارامترهای فنی منبع تغذیه تثبیت شده بدتر از مواردی نیست که برای مداری مشابه عملکرد، نشان داده شده در شکل. 4.10.

برنج. 4.10. نمودار الکتریکی

ترانزیستور قدرت روی یک رادیاتور نصب می شود که مساحت آن به جریان بار و ولتاژ Uke بستگی دارد. برای عملکرد عادی تثبیت کننده، این ولتاژ باید حداقل 3 ولت باشد.

هنگام مونتاژ مدار، از قطعات زیر استفاده شد: مقاومت های تنظیم R5 و R6 نوع SPZ-19a. مقاومت های ثابت R12 نوع C5-16MV برای توان حداقل 5 وات (قدرت بستگی به جریان بار دارد)، بقیه از سری MLT و C2-23 با توان مربوطه هستند. خازن های C1، C2، C3 نوع K10-17، خازن های قطبی اکسیدی C4...C9 نوع K50-35 (K50-32).

تراشه تقویت کننده عملیاتی دوگانه DA1 را می توان با یک آنالوگ وارداتی MA747 یا دو تراشه 140UD7 جایگزین کرد. تثبیت کننده های ولتاژ: DA2 در 78L15، DA3 در 79L15.

پارامترهای ترانسفورماتور شبکه T1 به توان مورد نیاز عرضه شده به بار بستگی دارد. برای ولتاژهای تا 30 ولت و جریان 3 A، می توانید از همان ولتاژی که در مدار در شکل 1 استفاده شده است استفاده کنید. 4.10. در سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور، پس از یکسوسازی بر روی خازن C6، ولتاژ 3.5 ولت باید بیشتر از آنچه که در خروجی تثبیت کننده لازم است تامین شود.

در خاتمه می توان اشاره کرد که اگر منبع تغذیه برای استفاده در محدوده دمایی وسیع (-60...+100 درجه سانتیگراد) در نظر گرفته شده است، باید اقدامات اضافی برای به دست آوردن مشخصات فنی خوب انجام شود. اینها شامل افزایش پایداری ولتاژهای مرجع است. این را می توان با انتخاب دیودهای زنر VD1، VD2 با حداقل انجام داد. TKN و همچنین تثبیت جریان از طریق آنها. به طور معمول، تثبیت جریان از طریق یک دیود زنر با استفاده از یک ترانزیستور اثر میدانی یا با استفاده از یک ریزمدار اضافی که در حالت تثبیت جریان از طریق یک دیود زنر کار می‌کند، انجام می‌شود. 4.9.

این تثبیت کننده ولتاژ برای تامین انرژی سازه های رادیویی آماتور در حین نصب طراحی شده است. ولتاژ تثبیت شده ثابت از 0 تا 25.5 ولت تولید می کند که می تواند در مراحل 0.1 ولت تغییر کند. جریان قطع حفاظت اضافه بار را می توان به آرامی از 0.2 به 2A تغییر داد.

نمودار دستگاه در شکل 1 نشان داده شده است، شمارنده های DD2 DD3 یک کد دیجیتالی برای ولتاژ خروجی تشکیل می دهند. یک DAC با استفاده از مقاومت های دقیق، کد کنتور را به یک ولتاژ افزایش تدریجی تبدیل می کند.

تثبیت کننده همچنین دارای نشانگر (شکل 3) در K573RF2 EEPROM است.

راه اندازی یک تثبیت کننده شامل انتخاب R26 به گونه ای است که حداکثر ولتاژ خروجی 25.5 ولت باشد.

فایل های طراحی برد مدار چاپی – ftp://ftp.radio.ru/pub/2007/08/st0_255.zip

ادبیات Zh.Radio 8 2007

• مقالات مشابه

ورود با استفاده از:

مقالات تصادفی

• 24.09.2014

  سوئیچ لمسی نشان داده شده در شکل دارای یک عنصر لمسی دو کنتاکتی است، هنگامی که هر دو کنتاکت لمس می شوند، ولتاژ تغذیه (9 ولت) از منبع تغذیه به بار می رسد و هنگامی که کنتاکت های لمسی بعدی لمس می شوند، برق قطع می شود. از بار، بار می تواند یک لامپ یا یک رله باشد. این سنسور بسیار مقرون به صرفه است و در حالت آماده به کار جریان کمی مصرف می کند. در حال حاضر …

• 08.10.2016

  MAX9710/MAX9711 - استریو/مونو UMZCH با توان خروجی 3 وات و حالت کم مصرف. مشخصات فنی: توان خروجی 3 وات در بار 3 اهم (با THD تا 1%) توان خروجی 2.6 وات در بار 4 اهم (با THD تا 1%) توان خروجی 1.4 وات در بار 8 اهم ( با THD تا 1 درصد نسبت کاهش نویز...