Gli elettrodomestici richiedono una tensione stabile per funzionare correttamente. Di norma, nella rete possono verificarsi vari guasti. La tensione da 220 V potrebbe deviare e il dispositivo non funzionerà correttamente. Prima di tutto, le lampade vengono colpite. Se consideriamo gli elettrodomestici in casa, i televisori, le apparecchiature audio e altri apparecchi che funzionano con la rete elettrica potrebbero risentirne.
In questa situazione, uno stabilizzatore di tensione di commutazione viene in aiuto alle persone. È pienamente in grado di far fronte ai picchi che si verificano quotidianamente. Allo stesso tempo, molti sono preoccupati per la domanda su come appaiono le cadute di tensione e a cosa sono associate. Dipendono principalmente dal carico di lavoro del trasformatore. Oggi il numero di elettrodomestici negli edifici residenziali è in costante aumento. Di conseguenza, la domanda di elettricità aumenterà sicuramente.
Va inoltre tenuto presente che i cavi che sono stati a lungo obsoleti possono essere posati in un edificio residenziale. A sua volta, il cablaggio dell'appartamento nella maggior parte dei casi non è progettato per carichi pesanti. Per mantenere i tuoi elettrodomestici al sicuro in casa,dovresti acquisire maggiore familiarità con il dispositivo degli stabilizzatori di tensione, nonché il principio del loro funzionamento.
Qual è la funzione dello stabilizzatore?
Il regolatore di tensione di commutazione funge principalmente da controller di rete. Tutti i s alti vengono tracciati da lui ed eliminati. Di conseguenza, l'apparecchiatura riceve una tensione stabile. Anche le interferenze elettromagnetiche vengono prese in considerazione dallo stabilizzatore e non possono influire sul funzionamento dei dispositivi. In questo modo, la rete elimina i sovraccarichi e i casi di cortocircuito sono praticamente esclusi.
Un semplice dispositivo stabilizzatore
Se consideriamo un regolatore di corrente di tensione di commutazione standard, al suo interno è installato solo un transistor. Di norma, vengono utilizzati esclusivamente del tipo a commutazione, poiché oggi sono considerati più efficienti. Di conseguenza, l'efficienza del dispositivo può essere notevolmente aumentata.
Il secondo elemento importante del regolatore di tensione di commutazione dovrebbe essere chiamato diodi. Nel solito schema, non possono essere trovate più di tre unità. Sono collegati tra loro con uno strozzatore. I filtri sono importanti per il normale funzionamento dei transistor. Sono installati all'inizio e alla fine della catena. In questo caso, l'unità di controllo è responsabile del funzionamento del condensatore. La sua parte integrante è considerata un divisore resistivo.
Come funziona?
A seconda del tipo di dispositivo, il principio di funzionamento del regolatore di tensione di commutazione può differire. Considerando lo standardmodello, possiamo dire che prima viene fornita corrente al transistor. In questa fase si sta trasformando. Inoltre, i diodi sono inclusi nel lavoro, i cui compiti includono la trasmissione del segnale al condensatore. Con l'aiuto di filtri, le interferenze elettromagnetiche vengono eliminate. Il condensatore in questo momento attenua le fluttuazioni di tensione e attraverso l'induttore la corrente attraverso il divisore resistivo ritorna nuovamente ai transistor per la conversione.
Dispositivi fatti in casa
Puoi realizzare un regolatore di tensione a commutazione con le tue mani, ma avranno una bassa potenza. In questo caso, vengono installati i resistori più comuni. Se utilizzi più di un transistor nel dispositivo, puoi ottenere un'elevata efficienza. Un compito importante a questo proposito è l'installazione di filtri. Influiscono sulla sensibilità del dispositivo. A loro volta, le dimensioni del dispositivo non sono affatto importanti.
Stabilizzatori a transistor singolo
Questo tipo di stabilizzatore di tensione CC a commutazione vanta un'efficienza dell'80%. Di norma, funzionano solo in una modalità e possono far fronte solo a piccole interferenze nella rete.
Il feedback in questo caso è completamente assente. Il transistor nel circuito del regolatore di tensione di commutazione standard funziona senza collettore. Di conseguenza, al condensatore viene immediatamente applicata una grande tensione. Un' altra caratteristica distintiva dei dispositivi di questo tipo può essere definita segnale debole. Vari amplificatori possono risolvere questo problema.
Di conseguenza, puoi ottenere prestazioni miglioritransistor. Il resistore del dispositivo nel circuito deve trovarsi dietro il partitore di tensione. In questo caso, sarà possibile ottenere prestazioni migliori del dispositivo. Come regolatore nel circuito, lo stabilizzatore di tensione CC a commutazione ha un'unità di controllo. Questo elemento è in grado di indebolire e aumentare la potenza del transistor. Questo fenomeno si verifica con l'aiuto di induttanze collegate ai diodi nel sistema. Il carico sul regolatore è controllato tramite filtri.
Stabilizzatori di tensione con interruttore
Questo tipo di regolatore di tensione a commutazione 12V ha un'efficienza del 60%. Il problema principale è che non è in grado di far fronte alle interferenze elettromagnetiche. In questo caso sono a rischio dispositivi con una potenza superiore a 10 W. I modelli moderni di questi stabilizzatori sono in grado di vantare una tensione massima di 12 V. Il carico sui resistori è notevolmente indebolito. Pertanto, sulla strada per il condensatore, la tensione può essere completamente convertita. Direttamente all'uscita avviene la generazione della frequenza di corrente. L'usura del condensatore in questo caso è minima.
Un altro problema riguarda l'uso di condensatori semplici. In effetti, si sono comportati piuttosto male. L'intero problema sta proprio nelle emissioni ad alta frequenza che si verificano nella rete. Per risolvere questo problema, i produttori hanno iniziato a installare condensatori elettrolitici su un regolatore di tensione di commutazione (12 volt). Di conseguenzala qualità del lavoro è stata migliorata aumentando la capacità del dispositivo.
Come funzionano i filtri?
Il principio di funzionamento di un filtro standard si basa sulla generazione di un segnale che viene inviato al convertitore. In questo caso viene attivato anche un dispositivo di confronto. Per far fronte a grandi fluttuazioni nella rete, il filtro necessita di unità di controllo. In questo caso, la tensione di uscita può essere livellata.
Per risolvere problemi con piccole fluttuazioni, il filtro ha uno speciale elemento di differenza. Con il suo aiuto, la tensione passa con una frequenza limite non superiore a 5 Hz. In questo caso, ciò ha un effetto positivo sul segnale disponibile all'uscita nel sistema.
Modelli di dispositivi modificati
La massima corrente di carico per questo tipo viene percepita fino a 4 A. La tensione di ingresso del condensatore può essere elaborata fino ad una tacca non superiore a 15 V. I parametri della corrente di ingresso solitamente non superano i 5 A In questo caso, l'ondulazione può essere minima con un'ampiezza nella rete non superiore a 50 mV. In questo caso, la frequenza può essere mantenuta al livello di 4 Hz. Tutto ciò alla fine avrà un effetto positivo sull'efficienza complessiva.
I modelli moderni di stabilizzatori del tipo di cui sopra sopportano un carico nella regione di 3 A. Un' altra caratteristica distintiva di questa modifica è il rapido processo di conversione. Ciò è in gran parte dovuto all'uso di potenti transistor che funzionano con corrente. Di conseguenza, è possibile stabilizzare il segnale di uscita. All'uscita viene attivato anche un diodo di commutazione. È installato nel sistema vicino al nodo di tensione. La perdita di calore è notevolmente ridotta e questo è un chiaro vantaggio di questo tipo di stabilizzante.
Modelli a larghezza di impulso
Lo stabilizzatore di tensione regolabile a impulsi di questo tipo ha un'efficienza dell'80%. È in grado di sopportare la corrente nominale a livello di 2 A. Il parametro della tensione di ingresso è in media di 15 V. Pertanto, l'ondulazione della corrente di uscita è piuttosto bassa. Una caratteristica distintiva di questi dispositivi può essere definita la capacità di lavorare in modalità circuito. Di conseguenza, è possibile sopportare carichi fino a 4 A. In questo caso, i cortocircuiti sono estremamente rari.
Tra gli svantaggi, vanno notate le induttanze, che devono far fronte alla tensione dei condensatori. In definitiva, questo porta a una rapida usura dei resistori. Per far fronte a questo problema, gli scienziati propongono di utilizzarne un gran numero. I condensatori nella rete sono necessari per controllare la frequenza operativa del dispositivo. In questo caso, diventa possibile eliminare il processo oscillatorio, per cui l'efficienza dello stabilizzatore viene drasticamente ridotta.
Deve essere presa in considerazione anche la resistenza nel circuito. A tale scopo, gli scienziati installano resistori speciali. A loro volta, i diodi sono in grado di aiutare con transizioni brusche nel circuito. La modalità di stabilizzazione si attiva solo alla massima corrente del dispositivo. Per risolvere il problema con i transistor, alcuni usano meccanismi di dissipazione del calore. In questo casole dimensioni del dispositivo aumenteranno in modo significativo. Le induttanze per il sistema devono essere utilizzate multicanale. I fili per questo scopo sono generalmente presi nella serie "PEV". Sono posti inizialmente in un drive magnetico, che è del tipo a tazza. Inoltre, contiene un elemento come la ferrite. Tra loro dovrebbe formarsi uno spazio non superiore a 0,5 mm.
Gli stabilizzatori per uso domestico sono i più adatti per la serie "WD4". Sono in grado di sopportare una corrente di carico significativa a causa di una variazione proporzionale della resistenza. A questo punto, il resistore sarà in grado di gestire la piccola corrente alternata. Si consiglia di far passare la tensione di ingresso del dispositivo attraverso i filtri della serie LS.
In che modo lo stabilizzatore gestisce le piccole increspature?
Innanzitutto il regolatore di tensione switching a 5V attiva l'unità di avviamento, che è collegata al condensatore. In questo caso, la sorgente di corrente di riferimento deve inviare un segnale al dispositivo di confronto. Per risolvere il problema con la conversione, nel lavoro è incluso un amplificatore CC. In questo modo è possibile calcolare immediatamente l'ampiezza massima dei s alti.
La corrente di immagazzinamento induttivo passa ulteriormente al diodo di commutazione. Per mantenere stabile la tensione di ingresso, è presente un filtro in uscita. In questo caso, la frequenza limite può cambiare in modo significativo. Il carico massimo del transistor può sopportare fino a 14 kHz. L'induttore è responsabile della tensione nell'avvolgimento. Grazie alla ferrite, la corrente può essere stabilizzata all'inizialefase.
La differenza tra gli stabilizzatori step-up
Lo stabilizzatore di tensione boost switching è dotato di potenti condensatori. Durante il feedback, si prendono tutto il peso su se stessi. In questo caso, nella rete deve essere presente un isolamento galvanico. È responsabile solo dell'aumento della frequenza limite nel sistema.
Un ulteriore elemento importante è il gate dietro il transistor. Riceve corrente da una fonte di alimentazione. In uscita, il processo di conversione avviene dall'induttore. In questa fase, nel condensatore si forma un campo elettromagnetico. Nel transistor si ottiene così la tensione di riferimento. Il processo di autoinduzione inizia in sequenza.
I diodi non vengono utilizzati in questa fase. Prima di tutto, l'induttore fornisce tensione al condensatore, quindi il transistor la invia al filtro e anche all'induttore. Di conseguenza, si forma un feedback. Si verifica fino a quando la tensione sull'unità di controllo non si stabilizza. I diodi installati lo aiuteranno in questo, che ricevono un segnale dai transistor, così come il condensatore stabilizzatore.
Il principio di funzionamento dei dispositivi di inversione
L'intero processo di inversione è connesso all'attivazione del convertitore. La commutazione dei transistor stabilizzatori di tensione CA ha un tipo chiuso della serie "BT". Un altro elemento del sistema può essere chiamato un resistore che monitora il processo oscillatorio. L'induzione diretta consiste nel ridurre la frequenza limite. All'ingresso leidisponibile a 3 Hz. Dopo i processi di conversione, il transistor invia un segnale al condensatore. In definitiva, la frequenza limite può raddoppiare. Per rendere i s alti meno evidenti, è necessario un potente convertitore.
Viene presa in considerazione anche la resistenza nel processo oscillatorio. Questo parametro massimo è consentito al livello di 10 ohm. In caso contrario, i diodi sul transistor non saranno in grado di trasmettere il segnale. Un altro problema risiede nell'interferenza magnetica presente all'uscita. Per installare molti filtri si utilizzano induttanze della serie NM. Il carico sui transistor dipende direttamente dal carico sul condensatore. All'uscita viene attivato un drive magnetico, che aiuta lo stabilizzatore ad abbassare la resistenza al livello desiderato.
Come funzionano i regolatori buck?
Lo stabilizzatore di tensione step-down di commutazione è generalmente dotato di condensatori della serie "KL". In questo caso, sono in grado di aiutare in modo significativo la resistenza interna del dispositivo. Le fonti di alimentazione sono considerate molto diverse. In media, il parametro della resistenza oscilla intorno ai 2 ohm. La frequenza operativa è monitorata da resistori collegati a un'unità di controllo che invia un segnale al convertitore.
In parte il carico scompare a causa del processo di autoinduzione. Si verifica inizialmente nel condensatore. Grazie al processo di feedback, la frequenza limite in alcuni modelli è in grado di raggiungere i 3 Hz. In questo casoil campo elettromagnetico non ha effetto sul circuito elettrico.
Alimentatori
Di norma, nella rete vengono utilizzati alimentatori a 220 V. In questo caso ci si può aspettare un'elevata efficienza da un regolatore di tensione a commutazione. Per la conversione CC, viene preso in considerazione il numero di transistor nel sistema. I trasformatori di rete sono usati raramente negli alimentatori. Ciò è in gran parte dovuto ai grandi s alti. Tuttavia, vengono spesso installati raddrizzatori. Nell'alimentatore ha un proprio sistema di filtraggio, che stabilizza la tensione limite.
Perché installare giunti di dilatazione?
I compensatori nella maggior parte dei casi svolgono un ruolo secondario nello stabilizzatore. È connesso con la regolazione degli impulsi. I transistor lo fanno per la maggior parte. Tuttavia, i compensatori hanno ancora i loro vantaggi. In questo caso, molto dipende da quali dispositivi sono collegati alla fonte di alimentazione.
Se parliamo di apparecchiature radio, allora è necessario un approccio speciale. È associato a varie vibrazioni che vengono percepite in modo diverso da un tale dispositivo. In questo caso, i compensatori possono aiutare i transistor a stabilizzare la tensione. L'installazione di filtri aggiuntivi nel circuito, di norma, non migliora la situazione. Tuttavia, influiscono notevolmente sull'efficienza.
Svantaggi dell'isolamento galvanico
Gli isolamenti galvanici sono installati per la trasmissione del segnale tra elementi importanti del sistema. Il loro problema principalepuò essere definita una stima errata della tensione di ingresso. Ciò accade più spesso con modelli obsoleti di stabilizzatori. I controller in essi contenuti non sono in grado di elaborare rapidamente le informazioni e collegare i condensatori per funzionare. Di conseguenza, i diodi sono i primi a soffrire. Se il sistema di filtraggio è installato dietro i resistori nel circuito elettrico, si esauriscono semplicemente.
