Стабилизатор напряжения собрать самому: схема + инструктаж по сборке

У вас может быть все идеально подключено и соблюдена схема, но стабилизатор будет постоянно греться и отключаться, либо на его табло выскакивать ошибки.

О том, где можно, а где ни в коем случае нельзя располагать данный прибор подробно читайте в статье ”Где устанавливать стабилизатор напряжения в доме”.

Безусловно, данный пункт и ошибкой то трудно назвать. Тем более 90% потребителей именно так и делают.

Однако, этот выключатель может реально спасти ваш прибор от выхода из строя.

Сначала вы отключаете автоматы на панели стабика.

Потом сам переключатель переводите в положение ТРАНЗИТ или БАЙПАС.

И только затем снова включаете автоматы.

Многие забывают об этом и делают переключение под нагрузкой. Что в итоге приводит к поломкам.

С 3-х позиционным автоматом такое исключено. Вы автоматически переключаете напряжение, без каких либо манипуляций на стабилизаторе. И все это одной клавишей!

Никакой последовательности запоминать не нужно. Так что данную процедуру можно смело доверять любому члену семьи.

Вы можете выбирать меньшее сечение, только когда запитываете отдельные электроприемники.

Если же у вас на стабилизаторе сидит весь дом, то будьте добры соблюдать параметры по вводу согласно всей общедомовой нагрузке.

Почему-то многие забывают, что зачастую через стабилизатор проходит вся нагрузка вашего дома. Ровно такая же как и на вводом автомате.

При этом в электрощите все провода обжаты, даже на выключателях освещения с минимальными токами, а вот на клеммниках стабилизатора или его автоматах, постоянно можно встретить голый провод просто поджатый винтом.

Поэтому не скупитесь, и заранее вместе с аппаратом приобретайте соответствующие наконечники.

Иногда после подключения стабилизатора, начинает выбивать вводной автомат. При этом без стабилизатора, все нормально и ничего не отключается.

Многие сразу грешат на неправильную схему подключения или дефект аппарата. Везут его на гарантийный ремонт и т.п.

А причина может быть совсем в другом. Если у вас через чур низкое напряжение 150-160В, то при его повышении до стандартных 220-230В, ток в сети значительно вырастет.

Отсюда и все проблемы. Обращайте на это внимание, прежде чем нести его обратно в магазин.

Источники — //cable.ru, Кабель.РФ

Статьи по теме

Как правильно подключить стабилизатор 🔌 напряжения однофазный, установка и схема подключения в частном доме и на даче

Поздравляем всех, кто не стал терпеть некачественное электроснабжение и приобрел стабилизатор напряжения. Это заметно выгоднее, чем ремонтировать вышедшую из строя бытовую технику по причине отвратительного питания. Если же «загубить» газовый котел или холодильник, можно пострадать и посильнее. Еще приятнее избежать возгорания электроники и пожара.

Перед тем, как начать монтаж

Перед тем, как заниматься установкой стабилизатора напряжения, следует убедиться в его способности обеспечить питанием весь дом. Проще всего проконтролировать номинал автоматического выключателя, установленного на входе схемы электроснабжения. В соответствии с нижеследующей таблицей можно определить максимальную мощность, которую ограничивает входной автомат.

Номинальная мощность стабилизатора должны быть больше, причем с запасом. Изучая паспорт на приобретенный прибор, Вы обнаружите, что указанная для прибора величина падает до 75% при уменьшении напряжения в сети до 150-170В, в зависимости от модели.

Если мощности стабилизатора недостаточно для питания всей техники в доме, будет правильно подключить к нему лишь часть потребителей энергии. Стабилизированное питание может быть подано только самым важным потребителям, о чем рассказано в статье «Стабилизатор для газового котла с защитой от скачков напряжения 220В, как выбрать», а также «Как выбрать стабилизатор для защиты холодильника от перепадов и скачков напряжения 220В».

В любом случае следует внимательно ознакомиться с паспортом на изделие. Если прибор был доставлен к месту установки стабилизатора в частном доме или на даче при отрицательной температуре, его следует выдержать 2-3 часа в теплом помещении для просушки конденсата.

Выбор места для установки прибора

Установка стабилизатора напряжения может оказаться не самой простой задачей, так как необходимо выполнить несколько требований. Перечислим их в порядке важности, вдобавок к указанным в паспорте на оборудование:

• исключается попадание влаги на поверхность аппарата;
• необходимо обеспечить свободный обдув воздухом корпуса прибора;
• выгодно расположить стабилизатор поближе к вводному щиту;
• следует учесть, что работа электромеханического прибора сопровождается характерным шумом, а релейный аппарат издает щелчки;
• должен быть обеспечен удобный доступ для подключения, контроля и обслуживания прибора;
• оптимально разместить регулятор напряжения на стене или на полке.

Пример подключения однофазного стабилизатора напряжения

Подключение стабилизатора 220 вольт в простейшем случае может быть выполнено по одной из приведенных схем, в зависимости от того, в какой последовательности уже соединены счетчик и входной автомат. В любом случае необходимо обеспечить заземление стабилизатора. Суть подключения стабилизатора состоит в том, что напряжение из сети подается на вход стабилизатора, а к его выходу подсоединяются потребители электроэнергии.

Варианты монтажа стабилизаторов напряжения

На схемах подключения приведен вариант клеммной колодки на задней стенке стабилизатора напряжения с пятью контактами. Бывает, что клемма заземления размещается отдельно: к ней и нужно подсоединить заземляющий проводник. Иногда клемма N(ноль) всего одна, тогда оба нулевых провода: и входной, и для потребителей подсоединяют к ней.

Монтаж линий питания следует вести проводом, сечение которого не меньше, чем в существующей электропроводке.

Перед непосредственным подключением стабилизатора необходимо обесточить электрическую сеть в помещении с помощью входного автомата. Затем следует убедиться, что оно действительно отсутствует с помощью индикатора или мультиметра. Включатель питания и переключатель байпас прибора должны находиться в выключенном состоянии.

После выполнения электромонтажа подают питание на стабилизатор, а затем включают и его. Внутренний таймер прибора задерживает его запуск, раздается щелчок, и подается питание. На дисплее высвечивается значение выходного напряжения 220В. У большинства современных приборов на дисплее может появиться следующая информация:

• символ L означает, что напряжение на входе опустилось ниже допустимого для работы прибора;
• символ Н означает, что напряжение на входе поднялось выше допустимого для работы прибора;
• символ СН означает, что суммарная мощность подключенных к прибору потребителей выше допустимой.

Установка стабилизатора напряжения в цокольном этаже

Рассмотрим практический пример подключения стабилизатора к однофазной сети 220 вольт на примере релейного прибора РЕСАНТА АСН-10000/1-Ц. Прибор установлен в цокольном этаже, где никому не мешает щелканье реле и шум расположенного рядом встроенного пылесоса. В стене находится монтажная коробка с клеммником и автоматом для подключения стабилизатора.

Полочка для установки стабилизатора напряжения

Агрегат размещен на полочке, которая устроена на забитых в стену отрезках арматуры. Зазор между стеной и полкой, а также свободное пространство под ней обеспечивают обдув воздухом корпуса прибора.

На входе в дом установлен автомат номиналом 40А, что соответствует максимальной мощности энергопотребления порядка 8 кВт. Стабилизатор РЕСАНТА АСН-10000/1-Ц несколько мощнее, однако для уменьшения нагрузки на прибор через него подключены не все потребители. В результате получилась следующая ниже схема электромонтажа.

Подключение релейного стабилизатора РЕСАНТА

В данном случае для защиты от утечек установлено УЗО (устройство защитного отключения) после счетчика. Ряд потребителей, например: освещение, обогреватель сауны, проточный водонагреватель и некоторые розетки имеют нестабилизированное питание.

Так как стабилизатор РЕСАНТА размещен в цокольном этаже и далеко от ввода в дом, перед ним установлен дополнительный автомат и колодка для электромонтажа. Это позволяет обслуживать и ремонтировать при необходимости прибор без отключения нестабилизированного питания в доме.

Колодка на задней стенке стабилизатора РЕСАНТА

Монтаж выполнен кабелем, который состоит из пяти многожильных проводов. Это позволяет свободно передвигать прибор.

В соответствии со схемой в коробке установлена клеммная колодка на 4 контакта, пятый провод подключен к автомату. Надо пояснить, что в дополнение к указанному на схеме, к клеммнику подсоединен кабель питания розетки встроенного пылесоса (заходит в коробку снизу). Справа сверху подведены кабель, подающий питание на стабилизатор, а также кабель, подключенный к нагрузке. В данном случае:

• зеленый провод – заземление;
• синий – ноль;
• белый(коричневый) –фаза.

Подключение кабеля к колодке в распредкоробке

Подключение стабилизатора в сети 380в

По своей сути, подключение трехфазного стабилизатора на 380В ничем не отличается от подключения обычного однофазного. Заметим, что приобрести три однофазных стабилизатора выгоднее, чем один трехфазный. Так же и в случае ремонта одного из стабилизаторов: без электроснабжения окажется только одна фаза. Ниже приводится схема монтажа трех стабилизаторов 220В вольт в трехфазной сети при установке автоматического выключателя после счетчика.

Монтаж трех стабилизаторов с колодками на пять контактов

В том случае, когда на клеммной колодке стабилизатора есть только один контакт N для нулевого провода, он будет общим для входа и выхода. Ниже приводится схема монтажа приборов в сети 380В для такого варианта.

Подключение стабилизаторов с колодками на четыре контакта

Так бывает, что после изучения инструкции вопросы все же остаются. Пусть в этом случае Вам поможет видеоролик.

Поделитесь с друьями!

Как подключить стабилизатор напряжения однофазный

Электроэнергия, поступающая к нам в квартиры, имеет свои стандарты. Например, для сети питания 220 вольт отклонение не должно превышать 10% от номинала. Такой разбег в величине напряжения не всегда благотворно сказывается на функционировании чувствительных электрических устройств бытового назначения, приборов освещения. Организации, поставляющие электроэнергию, применяют трансформаторы для линий питания, по которым приходит электрический ток к домам.

При работе под нагрузкой линия выдает нижний предел напряжения. При дальнейшем возрастании нагрузки нормативный предел снижается, так как мощность подстанции исчерпывается. Также функционирует и сеть 380 В. Это объясняет режим работы установок в обычных условиях. Реально же снабжение электричеством домов зимой бывает намного хуже.

Эту ситуацию можно исправить, применяя приборы, которые стабилизируют основные параметры электрического тока. Стабилизаторы применяются в разных местах. Стоимость такого устройства небольшая, а его монтаж и подключение довольно простое, и позволяет произвести всю работу самостоятельно.

Определение типа защиты

В настоящее время имеются стационарные приборы, стабилизирующие напряжение, монтаж которых осуществляется на весь дом, а также переносные модели, которые могут обслужить всего несколько электрических устройств. Кроме этого, стационарные стабилизаторы бывают трехфазными, однофазными. Это зависит от условий использования. Подключения на 1-фазную и 3-фазную сеть имеют свои отличия.

В квартире или собственном доме лучше подключить 1-фазный стабилизатор возле распредщитка. Это дает возможность защиты всей сети от воздействия перегрузок. Поэтому, рассмотрим инструкцию по монтажу для 1-фазного устройства.

Выбор места монтажа

При самостоятельной установке вся ответственность ложится на вас, так как при неправильном монтаже прибор может выйти из строя, может произойти пожар и т. д.

Чтобы своими руками подключить стабилизатор напряжения в квартире, необходимо учесть некоторые советы:

• Помещение выбирается сухим, проветриваемым, так как основной причиной неисправности становится наличие влаги в корпусе прибора.
• При монтаже в нише, проверьте, насколько безопасны отделочные материалы на предмет горючести.
• Нужно обеспечивать зазор между стенками и стабилизатором. Необходимо отступать на 10 см.
• При настенном монтаже, проверьте, чтобы крепление выдержало массу настенного стабилизатора.

Подключение к сети

Самостоятельное подключение к сети стабилизатора не представляет большой сложности. На тыльной стороне устройства есть колодка с клеммами на пять разъемов. Чаще всего провода чередуются так: фаза и ноль, заземление, нагрузочные фаза и ноль.

Для подключения нужно всего лишь сделать правильный выбор сечения кабеля. Далее осуществляется самостоятельный монтаж. Схема подключения стабилизатора на 220 вольт:

Типы стабилизаторов

Когда вы решились установить стабилизатор, то необходимо выбрать и приобрести модель стабилизатора. Чтобы не запутаться с выбором оптимального варианта прибора, нужно знать, что все устройства выполняют подобную функцию, но имеют отличия по принципу действия. Для получения качественной энергии для дома подходят 2 типа приборов:

Сервоприводное устройство, которое имеет схему сравнения, служащую для управления небольшим моторчиком. Он вращается в разных направлениях, и двигает бегунок, снимающий ток. В итоге на выходе получается стабильная величина напряжения 220 вольт. Достоинством такого устройства является плавное регулирование. Это дает возможность получения напряжения без перепадов.

Релейное исполнение устройства стабилизации имеет свои отличия по принципу действия. В корпусе устройства находится трансформатор с клеммами. Напряжение входа умножается на коэффициент, и подводится для каждого вывода. Электронные элементы управляют действием релейного блока, переключающего при необходимости выводы трансформатора. За счет этого на выходе стабилизатора получается напряжение 220 вольт. Отрицательным фактором таких устройств является появление небольших скачков напряжения, когда происходит переключение ступеней.

Третьим типом стабилизаторов является электронный прибор. Он относится к дорогостоящим приборам, хотя его принцип действия мало чем отличается от релейного устройства. У него вместо реле работает электронный ключ, переключающий выводы трансформатора, на тиристорах.

Ступени стабилизатора

Все варианты стабилизаторов имеют несколько ступеней работы. От их числа зависит качество выдаваемого напряжения. Для понимания работы ступеней рассмотрим пример. Когда подается напряжение 220 вольт нормального значения, то прибор прогоняет его по схеме без изменений. Когда напряжение падает до предельных значений, то электронный ключ, либо реле подключают 1-ю ступень, а на выходе появляется стабильное напряжение 220 вольт.

Последующее падение напряжения принуждает стабилизатор переключиться на другие ступени, которые позволят ему выдать необходимые 220 вольт. Когда ступеней уже не хватает, то стабилизатор не сможет повысить напряжение. Чем больше число ступеней, тем шире его интервал регулировки напряжения.

Советы по подключению стабилизатора напряжения:

1. Перед монтажом всегда отключайте питание сети в электрическом щите.
2. Подключите вспомогательную защиту прибора в виде автоматического выключателя и устройства защитного отключения. Это продлевает срок его работы. Монтировать автоматику целесообразно за счетчиком, но перед защитой.
3. Электрическая сеть бытового назначения должна иметь контур заземления. Монтаж стабилизатора без заземления запрещается согласно правилам электробезопасности.
4. Монтаж стабилизирующего устройства в доме до счетчика запрещен. Оптимальным вариантом установки стабилизатора будет выполнение его по вышеуказанной схеме.
5. Запрещается подключать стабилизатор сразу после заноса его с мороза в квартиру. Внутри корпуса скапливается конденсат, который может сильно повредить устройство при включении, и сократить срок службы. На улице также запрещается его установка.
6. Стабилизатор небольшой мощности до 5 киловатт подсоединяется прямо к розетке. Этот способ приемлем для гаражных условий, дачного дома. Иногда осуществляют установку переносного стабилизатора отдельно для цифровой техники, например, на компьютер, телевизор и т. д.

Для трехфазной сети 380 вольт стабилизатор подключают на каждую фазу по одному устройству, соединяя их схемой «звезды». Этим способом достигается экономия денежных средств на покупке устройств, а также на его обслуживании и ремонте, так как 3-фазное устройство намного дороже.

• После монтажа нужно проконтролировать правильность соединений и монтажа. Для этого подключают автоматы ввода в распредщите. Треск, гудение, искрение не допускаются. Если таких признаков нет, то подключение стабилизатора напряжения выполнено правильно.
• Не допускается подключать стабилизатор на нагрузку, превышающую мощность прибора. Резерв его мощности должен быть не менее 30%.
• Правильная схема установки чаще всего изображается на корпусе устройства. Сначала нужно ориентироваться на эту схему. Если такой схемы нет, то оптимальным вариантом являются данные рекомендации. Популярные модели стабилизаторов подключают именно таким образом.

Каждый год необходимо осуществлять проверку надежности соединений проводки в клеммниках, при необходимости подтягивать их затяжку.

Пример подключения стабилизатора

Домашний счетчик, после него два автомата.

Верхний выключатель отключает фазу, другой – ноль. Один провод поступает на дом, а другой на летнюю кухню.

Схем подключения

Открываем крышку клеммника стабилизатора:

Выполняем подключение стабилизатора согласно схеме.

Стабилизатор стоит за стеной, поэтому имеется отверстие, через которое проходят четыре провода: фаза для стабилизатора, ноль для него же, ноль для квартиры, фаза тоже в квартиру.

Еще раз контролируем правильность соединений и включаем питание.

На дисплее показывается напряжение и ток на выходе.

Схемы 3-фазных нагрузок через 1-фазные стабилизаторы

Устройства, применяемые в быту, расходуют меньше энергии, чем промышленные образцы. Поэтому для нормальных свойств сети можно использовать три равных по характеристикам стабилизатора напряжения, которые соответствуют нагрузке для 1-фазной линии.

Если они применяют разделение нуля, то для их монтажа подходит такая схема:

По этой схеме для наглядности шина провода защиты РЕ не указана, а соединение стабилизаторов к ней выполнено упрощенно.

Рабочий нулевой провод после защит, находящихся в распредщитке дома, разделяется на клеммы вывода каждого стабилизатора. Его шина создается путем параллельного соединения клемм выхода всех трех устройств. Нули ко всем нагрузкам подходят жилами проводов от этой шины.

Клемма фазы, которая входит в каждый стабилизатор, подключается к своим клеммам защитного устройства, выходная клемма с группой автоматов, подающих питание на потребители.

Если объединить рабочие отходящие и входящие нули, то это делает схему проще. Но у отдельных моделей такой способ нарушает некоторые алгоритмы управления при возникновении аварии. Поэтому изготовители осуществляют такое разделение.

На схеме изображено подключение аналогичных стабилизаторов к 3-фазным нагрузкам.

Все схемы показаны для ознакомления с принципом действия стабилизаторов напряжения. Поэтому на схеме не изображаются устройства коммутации, распредкоробки и другие устройства.

Основы электроники: регулятор напряжения

Создание регулятора напряжения

Теория предыстории: как работает регулятор напряжения?

Название говорит само за себя: регулятор напряжения. Аккумулятор в вашем автомобиле, который заряжается от генератора, розетка в вашем доме, которая обеспечивает все необходимое вам электричество, сотовый телефон , который вы, вероятно, будете держать под рукой каждую минуту дня, все они требуют определенного напряжения, чтобы функция. Колеблющиеся выходы, выходящие за пределы ± 2 В, могут вызвать неэффективную работу и, возможно, даже повредить ваши зарядные устройства.Существует множество причин, по которым могут возникать колебания напряжения: состояние электросети, включение и выключение других приборов, время суток, факторы окружающей среды и т. Д. Из-за необходимости постоянного постоянного напряжения введите регулятор напряжения.

Регулятор напряжения — это интегральная схема (ИС), которая обеспечивает постоянное фиксированное выходное напряжение независимо от изменения нагрузки или входного напряжения. Это можно сделать разными способами, в зависимости от топологии схемы внутри, но для того, чтобы этот проект оставался базовым, мы в основном сосредоточимся на линейном регуляторе.Линейный регулятор напряжения работает, автоматически регулируя сопротивление через контур обратной связи, учитывая изменения как нагрузки, так и входа, при этом сохраняя постоянное выходное напряжение.

Микросхема стабилизатора напряжения в корпусе ТО-220 С другой стороны, импульсные регуляторы
, такие как понижающий (понижающий), повышающий (повышающий) и понижательно-повышающий (повышающий / понижающий), требуют большего количества компонентов, а также повышенной сложности как различные компоненты повлияют на результат. Импульсные регуляторы намного более эффективны с точки зрения преобразования энергии, где эффективность играет большую роль, но линейные регуляторы очень хорошо работают как регуляторы напряжения в низковольтных приложениях.

В зависимости от приложения, стабилизатору напряжения может также потребоваться больше внимания для улучшения других параметров, таких как пульсирующее напряжение на выходе, переходная характеристика нагрузки, падение напряжения и выходной шум. Такие приложения, как аудиопроекты, более чувствительны к шуму и помехам, поэтому потребуется дополнительная фильтрация, особенно в импульсных регуляторах, где пульсации на выходе могут быть значительными. Большую часть информации, включая схемы, можно найти в техническом описании микросхемы стабилизатора напряжения, с которой вы работаете, в разделе «Примечания по применению».

Рекомендации по применению регулятора 7805T
Afrotechmods также имеет информативное видео о работе с популярным регулятором напряжения LM317T для получения регулируемого выхода.

Проект

Комплект регулятора напряжения макетной платы — отличный набор для пайки для любого новичка. Он выдает чистое 5 В постоянного тока с максимальным выходным током 500 мА. Он способен принимать диапазон входного напряжения от 6 до 18 В постоянного тока и имеет контакты, размер которых идеально подходит для любой стандартной макетной платы с 0.Расстояние 1 дюйм.

В комплект входит:

(1) Печатная плата
(1) Выключатель питания
(1) Разъем питания постоянного тока 2,1 мм
(1) Электролитический конденсатор 10 мкФ
(1) Монолитный конденсатор 0,1 мкФ
(1) Резистор 1 кОм
(1) Красный источник питания светодиодный индикатор
(1) Разъемы контактов
(1) Руководство пользователя

Вам понадобятся:
• Паяльник
• Припой
• Фрезы
• Блок питания от сетевого адаптера 6-18В (Mean Well GS06U-3PIJ)

Комплект стабилизатора напряжения макетной платы Solarbotics 34020
Направление:

1.Резистор и конденсатор 0,1 мкФ:
Снимите ленту и согните выводы резистора, затем вставьте его в положение, обозначенное R1. Припаяйте его с другой стороны и отрежьте лишние выводы. Проделайте то же самое с конденсатором 0,1 мкФ в позиции C2. Неважно, как эти детали установлены — они не поляризованные .

2. Регулятор напряжения и цилиндрический домкрат:
Припаяйте регулятор напряжения в положение V-REG. Убедитесь, что сторона табуляции выровнена с жирной линией на символе — обратное направление не работает! Затем обрежьте лишние провода.Защелкните цилиндрический домкрат в положение B1 и припаяйте его на место.

Шаг 1 Шаг 2
3. Конденсатор 10 мкФ и индикатор питания:
Установите электролитический конденсатор 10 мкФ в положение C1. Позиционирование имеет решающее значение. Убедитесь, что более длинный провод входит в площадку, отмеченную (+). Убедитесь, что он находится в правильном положении, убедившись, что полоса на стороне конденсатора находится ближе всего к этикетке PWR. Сделайте то же самое со светодиодом; более длинный вывод входит в круглую площадку.Вы можете убедиться, что светодиод находится в правильном положении, заметив небольшую выемку на светодиоде, расположенную на стороне символа светодиода с линией (возле квадратной площадки).

4. Контакты выключателя питания и макетной платы:
Выключатель питания просто устанавливается в положение PWR. С выводами на макетной плате посложнее — они идут снизу, и их сложнее удерживать при пайке. Осторожно припаяйте их как можно ровнее вручную или, если вы уверены, вставьте длинную сторону контактов в макет так, чтобы они совпадали с отверстиями в печатной плате, затем припаяйте их, пока макетная плата удерживает все выровненные.

Шаг 3 Шаг 4
5. Настройка шин питания:
ЭТО ВАЖНО. Если вы забудете это сделать, ваша доска не будет работать! Выберите, с какой стороны макета вы хотите установить плату (в этом примере мы используем левую сторону). Обратите внимание на полярность направляющих макетной платы «+» внизу и «-» вверху. Найдите, какой набор контактных площадок на плате соответствует этому расположению, и нанесите каплю припоя на маленькие полумесяцы.

Если вы планируете переключать полярность питания на направляющих, вы можете установить номер детали SWT7 на контактные площадки между контактными площадками. Не допускайте попадания капель на подушечки в этом случае. Обратите внимание, что это не рекомендуемая модификация.

Подайте питание на плату от любого источника постоянного тока 2,1 мм с номинальным напряжением 6–18 В — не превышайте максимальное значение 35 В постоянного тока! Регулятор мощности нагревается при питании от более 12 В (это нормально). Если вы не хотите использовать его на макетной плате, используйте контактные площадки с маркировкой «+ -» на конце, ближайшем к цилиндрическому разъему, для регулируемой выходной мощности 5 В.

Шаг 5
SWT7 Навесной

Вопросы для обсуждения

1.Какое влияние на выход цепи окажут тепло и шум?
2. Как конденсаторы помогают отфильтровывать помехи?
3. Каковы преимущества и недостатки линейных и импульсных регуляторов? ,Регуляторы напряжения

, используемые для управления напряжением в конце распределительного фидера

Введение в управление напряжением

Используются три основных метода для управления напряжением на конце распределительного фидера — Использование оборудования управления для изменения напряжения на стороне питания фидера или на конце нагрузки и путем управления током в линии с помощью изменение коэффициента мощности.

Используемые регуляторы напряжения управляют напряжением на конце распределительного фидера (на фото: четырехканальный усилитель, регулирующий выходное напряжение до определенного уровня; предоставлено Wilson Transformer Company)

Напряжение в источнике передачи регулируется регуляторами напряжения на генераторах.Оборудование для регулирования напряжения, подключенное либо к стороне питания , либо к стороне нагрузки фидера , будет включать:

1. Трансформаторы РПН без нагрузки,
2. РПН,
3. Бустерные трансформаторы,
4. Регуляторы подвижной спирали,
5. Индукционные регуляторы.

Устройства регулирования тока, предназначенные для управления коэффициентом мощности, представляют собой статические или вращающиеся конденсаторы. Роторные конденсаторы редко, если вообще когда-либо, используются в модемных энергосистемах и не будут обсуждаться.

Оборудование для изменения напряжения

Трансформаторы с переключением ответвлений сконструированы таким образом, что выходное напряжение можно регулировать с помощью переключателя для увеличения или уменьшения напряжения.

Выключатели могут быть спроектированы так, чтобы они не пропускали ток во время изменения значения напряжения (устройство РПН ) или выдерживали полный номинальный ток (устройство РПН ).

Обычно напряжение изменяется с приращением номинального напряжения — обычно 2.5% для распределительных трансформаторов (от 22/11 кВ до 400 В) , но более тонкой, скажем, 1,25 — 1,5% для трансформаторов на передающих подстанциях с полным диапазоном регулировки до ± 10% номинального выходного напряжения.

Это означает, что для линии 11 кВ напряжение на стороне питания может быть от 9,9 кВ до 12,1 кВ .

Устройства РПН

гарантируют, что не прерывает подачу электроэнергии во время изменения значения напряжения , и, как следствие, они предпочтительны, хотя они намного дороже.Когда устанавливаются устройства РПН, подача электроэнергии должна быть отключена на время, необходимое для изменения уставки напряжения.

Как правило, трансформаторы зональных и передающих подстанций оборудуются переключателями ответвлений под нагрузкой из-за очень большого числа потребителей, которые могут пострадать, если их нужно отключать каждый раз, когда необходимо будет выполнять переключение ответвлений.

Основные элементы нагрузки и компенсационных цепей, используемых для автоматического управления устройством РПН, показаны на рисунке 1.

По сути, он состоит из реле измерения напряжения, которое приводит в действие двигатель устройства РПН для автоматического перемещения положения РПН вверх или вниз по мере отклонения напряжения от установленного желаемого уровня напряжения. Этот установленный уровень обычно называется « плавающее напряжение » трансформатора или подстанции.

Реле напряжения измеряет как выходное напряжение трансформатора, так и компенсационное напряжение, которое отражает падение, ожидаемое в фидере, как показано ниже.

Чтобы понять, как работает система, сначала рассмотрим как простейший случай, когда выходное напряжение трансформатора управляет реле .

Выходной сигнал трансформатора измеряется трансформатором напряжения. Если выходное напряжение выходит за пределы установленного уровня («плавающее напряжение») из-за, скажем, увеличения нагрузки, реле регулирования напряжения активирует устройство РПН и изменяет одно положение ответвления на трансформаторе, чтобы повысить напряжение и довести выходное напряжение. обратно на желаемый уровень .

И наоборот, когда нагрузка падает, выходное напряжение начинает расти, и реле регулирования напряжения заставляет трансформатор переключать один ответ назад, чтобы понизить напряжение и снова вернуть его к желаемому уровню.

Мы также можем компенсировать падение фидеров, выходящих из подстанции, путем передачи выходного сигнала трансформатора тока через регулируемые значения сопротивления и реактивного сопротивления (которые настроены так, чтобы отражать значения сопротивления и реактивного сопротивления фидера) в цепи измерения напряжения. ,

Падение импеданса модели Z _c в реле регулирования напряжения должно отражать падение напряжения в фидере при правильной настройке.

Рисунок 1a — Цепи нагрузки и управления Рисунок 1б — Диаграммы цепи нагрузки и управления

Где:

Главные цепи		Цепи управления
E S	Напряжение конца передачи	e т	Выходное напряжение трансформатора напряжения
E Z	Падение напряжения в сети	e C	Компенсатор падения напряжения
E R	Конечное напряжение приема	и В	Регулирующее реле напряжения
R L	Сопротивление линии	R C	Сопротивление компенсатора
X L	Реактивное сопротивление линии	X C	Реактивное сопротивление компенсатора
I L	Ток нагрузки	я С	Вторичный ток ТТ

Реле измерения напряжения теперь будет заставлять трансформатор переключать отводы в ответ на изменения напряжения на нагрузке на конце фидера , а не только на выводах трансформаторов на подстанции.Когда нагрузка увеличивается, это будет означать, что ответвления будут изменяться раньше, чем при измерении выходного напряжения трансформатора, и выходное напряжение трансформатора будет выше, но на стороне нагрузки фидера напряжение будет поддерживаться на желаемом уровне.

Это можно увидеть на векторной диаграмме на рисунке 1.

Выход трансформатора напряжения e _t является отражением E _S , напряжения на клеммах зонного трансформатора. Вычитая из вектора напряжения e _t вектор напряжения e _z , который пропорционален падению линейного напряжения E _Z , результирующее напряжение ev (которое управляет приводным механизмом ответвителя) чейнджер) будет представлять напряжение нагрузки E _R для всех условий.

Эта компенсация падения напряжения в линии называется «компенсация падения напряжения в линии» («LDC») . Обычно устанавливается как процентное повышение напряжения при определенном значении нагрузки трансформатора.

Таким образом, если LDC равен нулю, реле регулирования напряжения трансформатора будет переключать ответвления исключительно в зависимости от напряжения на клеммах трансформатора. Когда LDC установлен на некоторое положительное значение, реле регулирования напряжения трансформатора будет переключать ответвления в зависимости от напряжения на клеммах трансформатора за вычетом значения падения напряжения в линии.

Виды регуляторов напряжения

Регуляторы

Самый простой и наиболее часто используемый метод повышения напряжения на распределительных линиях, где емкость не является проблемой, но когда колебания напряжения чрезмерны (например, сельские фидеры), осуществляется через автотрансформатор, обычно просто (но не точно) упоминается как «регулятор напряжения» (потому что, как мы обсудим ниже, существует много типов регуляторов).

Автотрансформатор имеет одну общую катушку вместо отдельных первичной и вторичной катушек , как в традиционных трансформаторах.

Выходное напряжение может быть увеличено за счет большего числа оборотов на выходном ответвлении или уменьшено («понижено») за счет меньшего числа оборотов в положении выходного ответвления, как показано на рисунке 2.

Рисунок 2 — Регулятор напряжения (Автотрансформатор)

Ответвители автоматически заменяются устройством РПН, описанным выше. Еще одно устройство для управления напряжением, которое можно использовать отдельно или вместе с трансформатором, — это регулятор, который бывает двух типов:

• Регуляторы напряжения индукционные
• Регуляторы напряжения с подвижной катушкой

Индукционный регулятор состоит из статора и ротора и сконструирован аналогично асинхронному двигателю с фазным ротором с гибкими соединениями, исходящими от ротора, который не вращается.

Угловое положение (неподвижного) вала относительно корпуса статора регулируется с помощью зубчатого колеса с ручным или моторным приводом.

Индукционный регулятор напряжения

Одна обмотка (статор) подключена шунтом к линиям, напряжение которых необходимо контролировать, в то время как другая обмотка (ротор) подключена последовательно с нагрузкой или воздушной линией. В зависимости от относительного углового положения статора и ротора, шунтирующая обмотка индуцирует напряжение (v ₁ ) в последовательной обмотке, где индуцированное напряжение может быть синфазным с напряжением системы или может составлять до 180 °. фазы.

В результате выходное напряжение может изменяться по величине в диапазоне:

(V + v ₁ ) до (V — v ₁ )

где:

• В — входное напряжение
• v ₁ — вводимое последовательное напряжение

Обычная трехфазная схема имеет тот недостаток, что вводит фазовый сдвиг между входным и выходным напряжениями при всех значениях, кроме полного повышения и полного понижения .Это не имеет значения при использовании в индивидуальном источнике питания, но исключает его использование в взаимосвязанных сетях.

Регулятор с подвижной катушкой состоит из двух пар тесно связанных шунтирующих и последовательных катушек A ₁ — S ₁ и A ₂ — S ₂ соответственно, как показано на рисунке 3 ниже.

Рисунок 3 — Схема регулятора с подвижной катушкой

Четыре катушки установлены на общей магнитной цепи, а движущаяся катушка M размещена поверх них.Подвижная катушка M замкнута накоротко на себя и на пределе своего хода окружает ту или иную пару неподвижных катушек.

Шунтирующие катушки A ₁ и A ₂ соединены с их добавлением полярности напряжения, а последовательные катушки S ₁ и S ₂ имеют противоположные напряжения. Взаимная индуктивность короткозамкнутой катушки M в верхнем положении снижает напряжение на A ₁ до минимума и увеличивает напряжение на A ₂ до максимума.

В этом случае напряжение, индуцированное в S ₁ , является минимальным, а в S ₂ — максимальным. Диапазон регулирования выходного напряжения зависит от соотношений S ₂ : A ₂ и S ₁ : A ₁ .

Бустеры

Другой, менее распространенный метод внесения небольших корректировок в линейное напряжение, использует линейные повышающие трансформаторы. Есть два типа договоренностей:

1. Синхронные промежуточные трансформаторы
2. Квадратурные (четырехъядерные) повышающие трансформаторы

Используется повышающий трансформатор с синхронизацией фазы для подачи переменного напряжения в линейную цепь для целей регулирования напряжения .Это оборудование будет использоваться там, где желательно получить дополнительный контроль напряжения на линиях при нагрузке, и нет желания покупать новый трансформатор.

Типичное расположение обмоток для синфазного усилителя показано на рисунке 4. Активные проводники трехфазной системы обозначены номерами AA ‘, BB’ , CC ‘ соответственно, и показаны соответствующие уровни напряжения. на векторной диаграмме.

Рисунок 4 — Расположение обмоток отдельного повышающего трансформатора, регулирующего синфазное напряжение

Три трансформатора серии «a» имеют вторичные обмотки «b», подключенные к линиям A-A ’, B-B’, C-C ’.Первичные обмотки этих трансформаторов «c» возбуждаются от регулируемых выходов трехфазного трансформатора «e», первичные обмотки которого соединены через линию ABC в звездообразной конфигурации.

Переключение устройства РПН «x» между клеммами «d — f» приведет к изменению напряжения, подаваемого в линии A-A ’, B-B’, C-C ’через трансформаторы« a ».

Квадратурные бустеры или блоки управления фазовым углом подают напряжение, имеющее основную составляющую в 900 электрических величин, в существующее линейное напряжение.Это достигается путем объединения напряжений от разных фаз вместо одной и той же фазы .

Общий метод соединения показан на рисунке 5. По сути, они представляют собой разновидность синфазного усилителя, описанного выше.

№ Рисунок 5 — Схема обмоток трансформатора сдвига фаз — квадратурный усилитель.

При перемещении механизма РПН «x» с клеммы «g» на «f» линейное напряжение будет увеличиваться («boost»), а при переходе от «g» к «d» линейное напряжение будет уменьшено (« понижающий ‘).

Может потребоваться оборудование для регулирования фазового угла , когда две цепи с разным импедансом, несущие переменные нагрузки, подключены в двух точках системы . Начиная с того места, где концы линий соединены вместе, а другие концы линий отключены, разные импедансы линий означают, что между двумя напряжениями на других концах линий будет разность фаз, когда каждая из них несет ток.

Это фазовое смещение будет изменяться при изменении нагрузки на две линии подачи.Когда две фидерные линии подключены к системе, разница в напряжениях из-за сдвига фаз на их концах вызовет циркуляцию тока.

Когда квадратурный усилитель используется в конце одной из этих линий , можно изменить распределение тока в фидерах и минимизировать любые циркулирующие токи .

Коррекция коэффициента мощности

В то время как регулирование напряжения с помощью трансформаторов с переключением ответвлений является обычным методом в распределительных сетях, конденсаторы , корректирующие коэффициент мощности, также могут влиять на регулируемые напряжения .

На векторной диаграмме Рисунок 6 показано влияние на регулирование напряжения путем добавления конденсаторов к нагрузке и, таким образом, изменения коэффициента мощности .

Значения напряжения, подаваемого без подключенных конденсаторов, показаны сплошными линиями (E _S ), а с конденсаторами, что уменьшает угол запаздывания по току с Φ до Φ ₁ , пунктирными линиями (E _S1 ). Обратите внимание, что E _S1 меньше, чем E _S , т.е. регулировка напряжения меньше.

Рисунок 6 — Векторная диаграмма напряжения

Для напряжений до подключения конденсаторов:

• OI = ток нагрузки при нескорректированном фазовом угле
• OE _R = напряжение приема или напряжение нагрузки
• E _R E _S = падение линейного напряжения из-за линейного тока I
• OE _S = конечное напряжение отправки

При подключении конденсаторов «синфазная» составляющая тока нагрузки I остается прежней, но квадратурная составляющая уменьшается, что приводит к новому току нагрузки I.

Если предположить, что напряжение нагрузки ER остается постоянным, тогда:

• OI ₁ = ток нагрузки при скорректированном фазовом угле
• OE _R = напряжение приема или напряжение нагрузки
• E _R E _S1 = падение линейного напряжения из-за линейного тока I1
• OE _S1 = новое конечное напряжение отправки

Видно, что вектор OE _S1 меньше, чем OE _S , и поэтому на передающем конце требуется более низкое напряжение, чтобы поддерживать постоянное напряжение нагрузки.Обычной практикой является поддержание постоянного напряжения на передающей стороне и включение и выключение конденсаторов на принимающей стороне для регулировки напряжения на принимающей стороне.

Ссылка // Проектирование воздушных распределительных сетей Институтом Чизхолма TAFE

,

8 признаков неисправного регулятора напряжения (и стоимость замены в 2020 г.)

Последнее обновление: 29 апреля 2020 г.

В автомобиле много энергии под капотом. Мы говорим не строго о лошадиных силах, а скорее о выходной энергии в целом. Энергия, необходимая автомобилю, обеспечивается топливом и аккумулятором.

Ищете хорошее онлайн-руководство по ремонту? Щелкните здесь, чтобы увидеть 5 лучших вариантов.

Для работы двигателя требуется много мощности.Для небольших систем в автомобиле вам не понадобится такая большая мощность.

Некоторые электрические системы в вашем автомобиле могут перегреться, если они будут подвергаться действию прямого тока, и именно здесь в игру вступает регулятор напряжения генератора. Это помогает уменьшить эту мощность, чтобы не повредить критически важные системы.

Это похоже на зарядку вашего iPhone непосредственно от трансформатора энергии. Теоретически ваш телефон будет заряжаться, но, к сожалению, ваш телефон не выдержит столкновения. Он не предназначен для работы с таким напряжением.

Связанные: причины отсутствия зарядки генератора переменного тока

Как работает регулятор напряжения генератора?

На рынке представлено несколько различных типов регуляторов. Однако все они выполняют одну и ту же функцию. Они преобразуют постоянный ток в фиксированный, который не повредит другие системы автомобиля.

Давайте посмотрим на различные компоненты, составляющие систему, чтобы лучше понять функцию регулирования.

Детали автомобильной системы зарядки

Аккумулятор

Аккумулятор — это резервуар для хранения энергии. Он находится в режиме ожидания для таких функций, как запуск автомобиля и обеспечение питания при низком уровне энергоснабжения.

Однако если бы вы полагались исключительно на аккумулятор, ваша машина не могла бы работать долго без зарядки.

Связано: симптомы неисправного автомобильного аккумулятора

Генератор

Вот почему у нас есть генератор. Генератор — это компонент, который производит эту мощность.Пока вы едете, генератор вырабатывает энергию для питания системы, а избыточная энергия используется для подзарядки аккумулятора.

Регулятор напряжения

Регулятор напряжения обеспечивает поддержание постоянного максимального напряжения в цепи. Следовательно, он может подтолкнуть генератор к увеличению производительности или снизить выработку энергии.

Идея состоит в том, чтобы создать постоянный поток тока, который может обеспечить постоянное питание автомобиля. Избыточная мощность не тратится зря, потому что заряжает аккумулятор.

8 основных симптомов неисправности регулятора напряжения

Хорошая новость заключается в том, что отказ регулятора напряжения — одна из тех проблем, которые развиваются со временем. Также довольно легко поставить диагноз. Существуют различные методы устранения неполадок, которые помогут вам диагностировать эту проблему.

Вот восемь общих признаков, на которые следует обращать внимание:

# 1 — Выход высокого напряжения

Типичный автомобильный аккумулятор должен выдавать около 12,6 В в разомкнутой цепи (автомобиль не работает).После запуска автомобиля напряжение в большинстве автомобилей должно быть примерно на 2 вольта выше.

Если выходное напряжение составляет 16 В или более, скорее всего, у вас неисправный регулятор напряжения. Слишком высокое напряжение может вызвать повреждение различных электрических компонентов. Чаще всего преждевременно перегорают лампы в фарах или задних фонарях.

# 2 — Периодические провалы питания

Если у вас плохой регулятор, это может привести к неправильной работе многих компонентов, таких как топливный насос, система зажигания или другие детали, требующие минимального напряжения ,

Вы можете почувствовать разбрызгивание двигателя, резкий холостой ход или просто отсутствие ускорения, когда вам это нужно. Может показаться, что это не так уж важно, но это важно, потому что показывает, что мощность регулируется неправильно.

# 3 — Комбинация приборов не работает

Как и другие электрические компоненты, комбинация приборов требует определенного напряжения для отображения всей необходимой информации во время вождения. Плохой регулятор напряжения может привести к тому, что он просто не будет работать или вести себя хаотично.

Вы вряд ли вообще сможете завести машину, но даже если бы вы могли, было бы неразумно делать это, не зная, насколько быстро вы едете, сколько топлива у вас осталось и т. Д. критическая информация.

# 4 — Затемнение или мерцание света

Обычно вы замечаете это по фарам, но это может повлиять на внутреннее освещение и даже на стереосистему. Это снова указывает на ток, который не контролируется должным образом.

Этот симптом существует для проблем, связанных с аккумулятором, но также может означать, что виноват регулятор напряжения.

# 5 — Дальний свет не работает

Одной из систем, на которую может отрицательно повлиять слишком большое или слишком маленькое напряжение, являются фары. Фары дальнего света особенно нуждаются в достаточной мощности для работы. Лучи, которые не загораются должным образом, указывают на проблему.

# 6 — Коррозия

Распространение коррозии на клеммы и верхнюю часть аккумулятора может быть, помимо прочего, признаком неисправности регулятора напряжения.

# 7 — Батарея разряжена

Это может быть связано с множеством других причин, в том числе из-за того, что вы забыли выключить свет, проблема с генератором или просто старая батарея, которую необходимо заменить. Но это также могло быть из-за плохого управления током из-за плохого регулятора напряжения.

См. Также: Различия между разряженной батареей и неисправным генератором

# 8 — Загорается индикатор «Проверьте двигатель или аккумулятор»

Причин может быть несколько, но всегда полезно сканировать любые диагностические коды неисправностей (проверьте индикатор двигателя) или запустите быструю проверку напряжения (индикатор батареи горит) с помощью мультиметра, чтобы узнать, является ли это причиной проблемы.

Стоимость замены регулятора напряжения

Новый регулятор напряжения генератора будет стоить вам от 40 до 140 долларов за детали, в значительной степени в зависимости от марки / модели автомобиля и от того, используются ли оригинальные или вторичные запчасти.

Стоимость запчастей не так уж и плоха, но, поскольку большинство регуляторов напряжения размещено внутри генератора, придется заплатить от 140 до 240 долларов за рабочую силу. Скорее всего, вы заплатите больше, если пойдете в дилерский центр, и меньше, если регулятор будет установлен снаружи генератора, где до него легче добраться.

В целом, общая стоимость замены регулятора напряжения в большинстве случаев составляет от 180 до 380 долларов. Если есть какие-либо электрические повреждения или перегоревшие провода из-за отказа регулятора, общая цена будет больше.

Поскольку затраты на рабочую силу составляют большую часть затрат, вы можете подумать о простой замене всего блока генератора переменного тока, если вы приближаетесь к 100 тысячам миль или около того.

Хотя современные генераторы могут служить в течение всего срока службы автомобиля, они часто выходят из строя раньше.Замена генератора избавит вас от необходимости снова платить огромную оплату труда в ближайшем будущем.

Где находится регулятор напряжения?

Расположение зависит от марки и модели автомобиля. Он будет либо внутри, либо рядом с корпусом генератора. Ford — это один из брендов, который устанавливает его рядом с генератором.

Те, которые установлены рядом с генератором, нуждаются в дополнительной опоре в виде ремня безопасности. Преимущество такого внешнего вида в том, что к нему легче получить доступ.Когда регулятор установлен внутри корпуса генератора, вам нужно сначала снять его, чтобы получить к нему доступ.

Стоит ли водить машину с неисправным регулятором?

Вождение с неисправным регулятором — это риск. Тебе может повезти. Вы также можете взорвать некоторые дорогие компоненты в своем автомобиле.

Мы не думаем, что рисковать стоит. Вместо этого мы рекомендуем как можно скорее доставить машину к механику.

.

Выбор правильного регулятора переключения

Питание — важная часть любого электронного проекта / устройства. Независимо от источника, обычно необходимо выполнять задачи управления питанием, такие как преобразование / масштабирование напряжения и преобразование (AC-DC / DC-DC) среди других. Выбор правильного решения для каждой из этих задач может стать ключом к успеху (или неудаче) продукта. Одной из наиболее распространенных задач управления питанием практически во всех типах устройств является Регулировка / масштабирование постоянного и постоянного напряжения .Это включает в себя изменение значения постоянного напряжения на входе на большее или меньшее значение на выходе. Компоненты / модули, используемые для решения этих задач, обычно называют регуляторами напряжения. Как правило, они имеют возможность обеспечивать постоянное выходное напряжение, которое выше или ниже входного напряжения, и они обычно используются для питания компонентов в конструкциях, где у вас есть секции с разными напряжениями. Они также используются в традиционных источниках питания.

Существует двух основных типов регуляторов напряжения ;

1. Линейные регуляторы
2. Импульсные регуляторы

Линейные регуляторы напряжения обычно являются понижающими регуляторами и используют управление импедансом для создания линейного уменьшения входного напряжения на выходе.Обычно они очень дешевы, но неэффективны, так как при регулировании теряется много энергии на тепло. С другой стороны, импульсные регуляторы могут повышать или понижать напряжение, подаваемое на входе, в зависимости от архитектуры. Они достигают регулирования напряжения, используя процесс включения / выключения транзистора, который контролирует напряжение на выходе регулятора. По сравнению с линейными регуляторами импульсные регуляторы обычно дороже и намного эффективнее.

В сегодняшней статье мы сосредоточимся на импульсных регуляторах , и, судя по названию, мы рассмотрим факторов, которые следует учитывать при выборе импульсного регулятора для проекта .

Из-за сложности других частей проекта (основные функции, RF и т. Д.), Выбор регуляторов для источника питания обычно является одним из действий, оставшихся до конца процесса проектирования. В сегодняшней статье мы попытаемся дать разработчику с ограничениями по времени советов о том, на что обращать внимание в спецификациях импульсного регулятора , чтобы определить, подходит ли он для вашего конкретного случая использования.Также будет предоставлена ​​подробная информация об интерпретации различных способов, которыми разные производители представляют информацию о таких параметрах, как температура, нагрузка и т. Д.

Типы импульсных регуляторов

Существует три основных типа импульсных регуляторов, и факторы, которые следует учитывать, зависят от того, какой из типов будет использоваться в вашем приложении. Эти три типа:

1. Понижающие регуляторы
2. Регуляторы наддува
3. Буст-регуляторы Buck
   

1.Регуляторы Buck

Понижающие регуляторы , также называемые понижающими регуляторами . Понижающие преобразователи или Понижающие преобразователи , возможно, являются наиболее популярными импульсными регуляторами. Они имеют возможность понижать напряжение , подаваемое на входе, до меньшего напряжения на выходе. Таким образом, их номинальное входное напряжение обычно выше, чем их номинальное выходное напряжение. Базовая схема понижающего преобразователя показана ниже.

Выходной сигнал регулятора связан с включением и выключением транзистора, а значение напряжения обычно является функцией рабочего цикла транзистора (как долго транзистор был включен в каждом полном цикле).Выходное напряжение задается уравнением ниже, из которого мы можем сделать вывод, что рабочий цикл никогда не может быть равен единице, и, таким образом, выходное напряжение всегда будет меньше входного. Поэтому понижающие регуляторы используются, когда требуется снижение напряжения питания между одной стадией проекта и другой. Вы можете узнать больше об основах проектирования и эффективности понижающего регулятора здесь, а также узнать, как построить схему понижающего преобразователя.

2. Регуляторы наддува

Повышающие регуляторы

или повышающие преобразователи работают прямо противоположно понижающим регуляторам. Они выдают на выходе напряжение выше входного напряжения . Как и понижающие стабилизаторы, они используют действие переключающего транзистора для увеличения напряжения на выходе и обычно состоят из тех же компонентов, что и понижающие стабилизаторы, с той лишь разницей, что они расположены. Простая схема регулятора наддува показана ниже.

Вы можете узнать больше об основах конструкции и эффективности повышающего регулятора здесь, вы можете построить один повышающий преобразователь, следуя этой схеме повышающего преобразователя.

3. Регуляторы Buck-Boost

И последнее, но не менее важное: понижающие регуляторы . Из их названия легко сделать вывод, что они обеспечивают как повышение, так и эффект понижения входного напряжения . Понижающий-повышающий преобразователь вырабатывает инвертированное (отрицательное) выходное напряжение, которое может быть больше или меньше входного напряжения в зависимости от рабочего цикла. Базовая схема импульсного источника питания повышающего и понижающего режимов приведена ниже.

Понижающий-повышающий преобразователь представляет собой разновидность схемы повышающего преобразователя, в которой инвертирующий преобразователь передает в нагрузку только энергию, накопленную катушкой индуктивности L1.

Выбор любого из этих трех типов импульсных регуляторов зависит исключительно от того, что требуется для проектируемой системы. Независимо от типа используемого регулятора важно обеспечить соответствие технических характеристик регуляторов требованиям проекта.

Факторы, которые следует учитывать при выборе импульсного регулятора

Конструкция импульсного регулятора в значительной степени зависит от используемой для него ИС питания, поэтому большинство факторов, которые следует учитывать, будут спецификациями используемой ИС питания. Важно понимать спецификации Power IC и их значение, чтобы быть уверенным, что вы выберете правильный вариант для своего приложения.

Независимо от вашего приложения, проверка следующих факторов поможет вам сократить время, затрачиваемое на выбор.

1. Диапазон входного напряжения

Это относится к допустимому диапазону входных напряжений, поддерживаемых IC . Обычно это указывается в технических характеристиках, и как разработчику важно убедиться, что входное напряжение для вашего приложения находится в пределах диапазона входного напряжения, указанного для ИС. Хотя в некоторых таблицах данных может быть указано только максимальное входное напряжение, перед тем, как делать какие-либо предположения, лучше проверить их, чтобы убедиться, что в них нет упоминания о минимальном диапазоне входного напряжения.Когда прикладывается напряжение, превышающее максимальное входное напряжение, ИС обычно перегорает, но обычно перестает работать или работает ненормально при приложении напряжения ниже минимального входного напряжения, все в зависимости от принимаемых защитных мер. Одной из защитных мер, обычно применяемых для предотвращения повреждения микросхем при подаче на вход напряжения вне допустимого диапазона, является блокировка при пониженном напряжении (UVLO). Проверка того, доступна ли она, также может помочь в ваших дизайнерских решениях.

2.Диапазон выходного напряжения

Импульсные регуляторы обычно имеют регулируемые выходы. Диапазон выходного напряжения представляет собой диапазон напряжений, до которого можно установить требуемое выходное напряжение . В ИС без возможности переменного вывода это обычно одно значение. Важно убедиться, что требуемое выходное напряжение находится в пределах диапазона, указанного для ИС, и с хорошим запасом прочности как разность между максимальным диапазоном выходного напряжения и требуемым выходным напряжением.как общее правило, минимальное выходное напряжение не может быть установлен на уровне напряжения ниже внутреннего опорного напряжения. В зависимости от вашего приложения (понижающего или повышающего) минимальный выходной диапазон может быть либо больше, чем входное напряжение (повышение), либо намного меньше, чем входное напряжение (понижающее напряжение).

3. Выходной ток

Этот термин относится к текущему рейтингу, для которого была разработана ИС. По сути, это показатель , какой ток IC может подать на свой выход .Для некоторых ИС в качестве меры безопасности указывается только максимальный выходной ток, который помогает разработчику гарантировать, что регулятор сможет обеспечить ток, необходимый для приложения. Для других ИС указаны как минимальные, так и максимальные рейтинги. Это может быть очень полезно при планировании методов управления питанием для вашего приложения.

При выборе регулятора на основе выходного тока ИС важно обеспечить запас прочности между максимальным током, необходимым для вашего приложения, и максимальным выходным током регулятора.Важно обеспечить, чтобы максимальный выходной ток регулятора был выше, чем требуемый выходной ток, по крайней мере, на 10-20%, поскольку ИС может выделять большое количество тепла при непрерывной работе на максимальных уровнях и может быть повреждена из-за тепла. , Также эффективность IC снижается при работе на максимуме.

4. Диапазон рабочих температур

Этот термин относится к температурному диапазону, в котором регулятор работает должным образом.Он определяется с помощью либо температуры окружающей среды (Ta), либо температуры перехода (Tj). Температура TJ относится к максимальной рабочей температуре транзистора, тогда как температура окружающей среды относится к температуре окружающей среды вокруг устройства.

Если диапазон рабочих температур определяется исходя из температуры окружающей среды, это не обязательно означает, что регулятор можно использовать во всем диапазоне температур. Важно учитывать запас прочности, а также планируемый ток нагрузки и сопутствующее тепло, так как сочетание этого и температуры окружающей среды составляет температуру перехода, которую также нельзя превышать.Пребывание в пределах рабочего диапазона температур имеет решающее значение для правильной непрерывной работы регулятора, так как чрезмерный нагрев может привести к ненормальной работе и катастрофическому отказу регулятора. Таким образом, важно обратить внимание на тепло окружающей среды в среде, в которой будет использоваться устройство, а также определить возможное количество тепла, которое будет выделяться устройством в результате тока нагрузки, прежде чем определять, соответствует ли указанный диапазон рабочих температур регулятора работает на вас.Важно отметить, что некоторые регуляторы также могут выйти из строя в очень холодных условиях, и стоит обратить внимание на минимальные значения температуры, если приложение будет развернуто в холодной среде.

5. Частота переключения

Частота переключения относится к скорости, с которой управляющий транзистор включается и выключается в импульсном стабилизаторе. В регуляторах на основе широтно-импульсной модуляции частота обычно фиксирована, в то время как при частотно-импульсной модуляции.

Частота переключения влияет на параметры регулятора, такие как пульсации, выходной ток, максимальный КПД и скорость отклика. При проектировании частоты переключения всегда используются совпадающие значения индуктивности, поэтому характеристики двух одинаковых регуляторов с разной частотой переключения будут разными. Если рассматривать два одинаковых регулятора на разных частотах, будет обнаружено, что максимальный ток, например, будет низким для регулятора, работающего на более низкой частоте, по сравнению с регулятором на высокой частоте.Кроме того, такие параметры, как пульсация, будут высокими, а скорость отклика регулятора будет низкой на низкой частоте, тогда как пульсация будет низкой, а скорость отклика — высокой на высокой частоте.

6. Шум

Переключение, связанное с переключающими регуляторами, генерирует шум и связанные гармоники, которые могут повлиять на производительность всей системы, особенно в системах с радиочастотными компонентами и аудиосигналами. А шум можно уменьшить с помощью фильтра и т. Д., это действительно может снизить отношение сигнал / шум (SNR) в схемах, чувствительных к шуму. Таким образом, важно быть уверенным, что уровень шума, создаваемый регулятором, не повлияет на общую производительность системы.

7. КПД

Эффективность — важный фактор, который необходимо учитывать при проектировании любого энергетического решения сегодня. По сути, это отношение выходного напряжения к входному напряжению . Теоретически эффективность импульсного регулятора составляет сто процентов, но на практике это обычно не так, поскольку сопротивление переключателя на полевом транзисторе, падение напряжения на диоде и ESR как катушки индуктивности, так и выходного конденсатора снижают общую эффективность регулятора.Хотя большинство современных регуляторов обеспечивают стабильность в широком рабочем диапазоне, эффективность меняется в зависимости от использования и, например, значительно снижается по мере увеличения тока, потребляемого на выходе.

8. Регулирование нагрузки

Регулировка нагрузки — это мера способности регулятора напряжения поддерживать постоянное напряжение на выходе независимо от изменений требований к нагрузке.

9. Упаковка и размер

Одна из обычных целей при проектировании любого аппаратного решения в наши дни — , чтобы максимально уменьшить размер .Это, по сути, включает уменьшение размера электронного компонента и неизменно сокращение количества компонентов, составляющих каждую секцию устройства. Система питания небольшого размера не только помогает уменьшить общий размер проекта, но также помогает создать пространство, в котором могут быть ограничены дополнительные функции продукта. В зависимости от целей вашего проекта убедитесь, что форм-фактор / размер пакета, который вы используете впишется в ваш космический бюджет. Делая выбор на основе этого фактора, также важно учитывать размер периферийных компонентов, необходимых для работы регулятора.Например, использование высокочастотных ИС позволяет использовать выходные конденсаторы с малой емкостью и катушки индуктивности, что приводит к уменьшению размера компонентов и наоборот.

Выявление всего этого и сравнение с вашими проектными требованиями поможет вам быстро определить, какой регулятор следует исключить, а какой следует включить в вашу конструкцию.

Сообщите, какой фактор, по вашему мнению, я пропустил, и любые другие комментарии в разделе комментариев.

До следующего раза.

,