стабилизаторы напряжения
Главная НовостиПринцип и особенности работы стабилизатора напряжения

Принцип и особенности работы стабилизатора напряжения

01.03.2019

Стабилизатор напряжения – это оборудование, основное предназначение которого пропускать через себя напряжение и устранять скачки и перепады. Выходное напряжение имеет уже необходимые для электроприборов параметры. Давайте более детально поговорим, как же функционирует стабилизатор напряжения и для чего его нужно использовать?

Стабилизировать напряжение в электросети необходимо, если напряжение поступает от источника не стабильно, с колебаниями. После прохождения через стабилизатор, напряжение становится безопасным и пригодным к потреблению всеми электроприборами и соответствует всем нормам, стандартам. Если есть необходимость, то можно систему стабилизации построить таким образом, что напряжение на выходе будет иметь полярность, противоположную той, что на входе.

Линейные

Линейный стабилизатор – устройство, которое потребляет непостоянное напряжение. На выходе из устройства мы имеем ровное стабильное напряжение, которое соответствует всем необходимым требованиям и стандартам. Функционирует прибор по такому принципу – прибор изменяет сопротивление напряжения и сохраняет в выходном напряжении систематический вольтаж.

Основные достоинства таких стабилизаторов:

1. Очень удобный корпус с достаточно маленьким числом частиц;
2. В процессе функционирования нет сбоев.

К основным недостаткам можно отнести:

1. При больших амплитудах входного и выходного напряжения линейные стабилизаторы напряжения имеют достаточно низкий уровень КПД, потому что практически вся мощность преобразуется в тепло и отсеивается регулятором сопротивления. Именно поэтому и возникает необходимость в использовании механизма для контроля на радиаторе.

Параметрический со стабилитроном, параллельный

Схема стабилизатора, где элемент, который контролирует работу располагается параллельно ветви нагрузки, подсоединяются газоразрядные и полупроводниковые стабилитроны.

Стабилитрон способен пропускать лишь ток, который превышает от 3 до 10 раз ток в RL. Именно этот фактор оказывает влияние на механизм, выравнивающий напряжение в устройствах со слабой силой тока. В основном, применяют его как дополнительный компонент для преобразования тока с более сложным устройством.

Последовательный с биполярным транзистором

1. Описанный ранее параллельный параметрический стабилизатор на стабилитроне;
2. Биполярный транзистор, увеличивающий ток и его постоянный коэффициент. Так же он еще имеет название «эмиттерный повторитель».

Выходное напряжение определяется по такой формуле: Uout = Uz — Ube. Где Uz – напряжение, производимое стабилизатором напряжения. На данное напряжение практически не оказывает влияние ток, который идет через стабилитрон. Ube – амплитуда в вольтаже выходного и стабилизируемого стабилитроном. Она практически не поддается влиянию тока, который поступает на p-n переход. Такое различие можно объяснить разной природой вещества: кремний имеет значение Ube – 0,6 В, германий – 0,25 В. Благодаря сравнительной независимости этих элементов, выходное напряжение достаточно устойчиво.

Напряжение увеличивается за счет того, что проделывает достаточно долгий путь через трехслойный транзистор. Если одного транзистора не достаточно, чтобы удовлетворить нужды потребителей электроэнергии, то целесообразнее взять несколько транзисторов и увеличить ток до получения необходимых показателей.

Последовательный компенсационный на операционном усилителе

Компенсационный – т.е. имеющий обратную связь. Такие стабилизаторы имеют выходное напряжение, соответствующее ожидаемому результату. Разница между напряжениями нужна лишь с целью определения и передачи показателей механизмам, которые контролируют вольтаж.

С резистора R2 убирают частично выходное напряжение Uout, которое можно сравнить со спорным напряжением Uz на стабилитроне. На схеме он обозначается D1. Данную разницу перенаправляют на операционный усилитель, он же U1 на схеме, и потом уже передают транзистору, который является управляющим.

Полноценная работа возможна лишь во время петлевого сдвига фаз, который возможен при 180°+n*360°. Потому что часть выходного напряжения поступает на усилитель и он, в свою очередь, двигает фазу на развернутый угол. Если транзистор включить согласно схеме вместо усилителя тока, сдвиг фаз не произойдет. Однако, в таких условиях петлевой сдвиг равен 180о.

Импульсный

Электроэнергия с нестабильными показателями с помощью коротких импульсов передается в накопительный механизм стабилизатора, роль которого выполняет индуктивная катушка либо конденсатор. Накопленное электричество выходит в качестве нагрузки с иными параметрами.

Можно выделить два типа стабилизации напряжения:

1. С помощью работы с длительными импульсами и паузами между ними. Этот этап работы называется принципом широтно-импульсной модуляции;
2. С помощью сравнения выходного напряжения, которое имеет минимальные и максимальные показатели.

Если эти показатели выше максимально допустимых, то накопитель прекращает выполнять свою непосредственную функцию – накапливать электроэнергию и начинает разряжаться. В таком случае выходное напряжение падает до минимума. При таких условиях накопитель снова начинает выполнять свою функцию. Этот процесс получил название - принцип двухпозиционного управления.

Импульсный выравниватель тока могут преобразовать напряжение до необходимых показателей.

Выделяют такие разновидности:

• Понижающий – когда выходное напряжение ниже, чем входное, но имеет такую же полярность;
• Повышающий - когда выходное напряжение выше, чем входное, но имеет такую же полярность;
• Понижающе-повышающий – выходное напряжение может быть как выше, так и ниже входного, однако, иметь такую же полярность. Оборудование необходимо использовать, когда входное и выходное U сильно разнится, однако входное напряжение может иметь отклонения в разные стороны;
• Инвертирующий – выходное напряжение выше либо ниже входного. Полярность входного и выходного напряжения может быть разной.

Основные достоинства:

- энергопотери практически равны нулю.

Основные недостатки:

- выходное напряжение имеет импульсные помехи.

Стабилизаторы переменного напряжения

Основное предназначение стабилизатора переменного входного напряжения, не влияет, какие показатели оно имеет на входе. Выходное напряжение должно иметь идеальную синусоиду, даже если наблюдаются скачки либо обрывы на линии.

Существуют такие виды стабилизаторов:

1. Накопительные;
2. Корректирующие.

Стабилизаторы-накопители

Данные приборы изначально копят в себе электричество, которое получают от сторонних источников. После этого электроэнергия начинает генерироваться, обретает постоянные характеристики и выходит.

Система «двигатель – генератор»

Основное предназначение стабилизатора – превращение электроэнергии в кинетическую при помощи электрического двигателя. После этого генератор превращает ее обратно в обычную электроэнергию, при этом ток имеет постоянные параметры.

Клюевой элемент системы – это маховик, в котором накапливается кинетическая энергия и происходит стабилизация напряжения. Маховик имеет плотное соединение с двигающимися частями двигателя и генератором. Маховик имеет достаточно большие габариты и высокий уровень инерции и сохраняет скорость, на которую оказывает влияние лишь частота фаз. Исходя из того, что маховик вращается на постоянной скорости и с постоянным напряжением.

Феррорезонансный

Прибор содержит такие составляющие:

1. Индуктивная катушка с насыщенным сердечником;
2. Катушка индуктивности с ненасыщенным сердечником (внутри есть магнитный зазор);
3. Конденсатор.

Риски застрахованы!
Оборудование ORTEA застраховано компанией «ИНГОССТРАХ» на три миллиона рублей.
Подробнее »

ORTEA – гарантия качества!
На стабилизаторы ORTEA предоставляется два года полной гарантии и три года бесплатного постгарантийного обслуживания в официальных сервисных центрах.
Подробнее »
Заказать стабилизатор
Даю согласие на обработку персональных данных в соответствии с Документом