Стабілізатор напруги: схема, пристрій і принцип дії

У будь-якій мережі напруга не є стабільним і постійно змінюється. Залежить це в першу чергу від споживання електроенергії. Таким чином, підключаючи прилади в розетку, можна значно зменшити напругу в мережі. У середньому відхилення складає 10%. Багато пристроїв, які працюють від електрики, розраховані на незначні зміни. Однак великі коливання призводять до перевантажень трансформаторів.

Як влаштований стабілізатор?

Основним елементом стабілізатора прийнято вважати трансформатор. Через змінну ланцюг він з'єднується з діодами. У деяких системах їх є більше п'яти одиниць. В результаті вони утворюють міст у стабілізаторі. За діодами розташовується транзистор, за яким встановлюється регулятор. Додатково в стабілізаторах маються конденсатори. Вимкнення автоматики здійснюється за допомогою механізму замикання.

Усунення перешкод

Принцип роботи стабілізаторів побудований на методі зворотного зв'язку. На першому етапі напруга подається на трансформатор. Якщо його граничне значення перевищує норму, то в роботу вступає діод. З'єднаний він безпосередньо з транзистором по ланцюгу. Якщо розглядати систему змінного струму, то напруга додатково фільтрується. В даному випадку конденсатор виконує роль перетворювача.

Після того як струм пройде резистор, він знову повертається на трансформатор. У результаті номінальна величина навантаження змінюється. Для стійкості процесу в мережі є автоматика. Завдяки їй конденсатори НЕ перегріваються в колекторної ланцюга. На виході мережевий струм проходить по обмотці через інший фільтр. У кінцевому рахунку напруга стає випрямленою.

Особливості мережевих стабілізаторів

Принципова схема стабілізатора напруги даного типу являє собою набір транзисторів, а також діодів. У свою чергу механізм замикання в ній відсутня. Регулятори при цьому маються звичайного типу. У деяких моделях додатково встановлюється система індикації.

Вона здатна показати потужність стрибків в мережі. За чутливості моделі досить сильно відрізняються. Конденсатори, як правило, в ланцюга є компенсаційного типу. Система захисту у них відсутня.

Пристрої моделей з регулятором

Для холодильного обладнання затребуваним є регульований стабілізатор напруги. Схема його має на увазі можливість налаштування приладу перед початком використання. В даному випадку це допомагає в усуненні високочастотних перешкод. У свою чергу електромагнітне поле проблем для резисторів не представляє.

Конденсатори також включаються до регульований стабілізатор напруги. Схема його не обходиться без транзисторних мостів, які з'єднуються між собою по колекторної ланцюжку. Безпосередньо регулятори можуть встановлюватися різних модифікацій. Багато що в даному випадку залежить від граничного напруження. Додатково враховується тип трансформатора, який є в стабілізаторі.

Стабілізатори "Ресанта"

Схема стабілізатора напруги "Ресанта" являє собою набір транзисторів, які взаємодіють між собою по колектору. Для охолодження системи мається вентилятор. З високочастотними перевантаженнями в системі справляється конденсатор компенсаційного типу.

Також схема стабілізатора напруги "Ресанта" включає в себе діодні мости. Регулятори в багатьох моделях встановлюються звичайні. Обмеження по навантаженню у стабілізаторів "Ресанта" є. В цілому перешкоди ними сприймаються все. До недоліків слід віднести високу шумність трансформаторів.

Схема моделей з напругою 220 В

Схема стабілізатора напруги 220 В відрізняється від інших пристроїв тим, що в ній є блок керування. Даний елемент з'єднується безпосередньо з регулятором. Відразу за системою фільтрації мається діодний міст. Для стабілізації коливань додатково передбачена ланцюг з транзисторів. На виході після обмотки розташовується конденсатор.

З перевантаженнями в системі справляється трансформатор. Перетворення струму здійснюється ним же. В цілому діапазон потужності у даних пристроїв досить високий. Працювати ці стабілізатори здатні і при мінусовій температурі. За шумності вони не відрізняються від моделей інших типів. Параметр чутливості сильно залежить від виробника. Також на неї впливає тип встановленого регулятора.

Принцип роботи імпульсних стабілізаторів

Схема електрична стабілізатора напруги даного типу схожа з моделлю релейного аналога. Однак відмінності в системі все ж є. Головним елементом в ланцюзі прийнято вважати модулятор. Займається даний пристрій тим, що зчитує показники напруги. Далі сигнал переноситься на один з трансформаторів. Там проходить повна обробка інформації.

Для зміни сили струму є два перетворювача. Проте в деяких моделях він встановлений один. Щоб справитися з електромагнітним полем, задіюється випрямний дільник. При підвищенні напруги він знижує граничну частоту. Щоб струм поступив на обмотку, діоди передають сигнал на транзистори. На виході стабілізовану напругу проходить по вторинній обмотці.

Високочастотні моделі стабілізаторів

У порівнянні з релейними моделями, високочастотний стабілізатор напруги (схема показана нижче) є більш складним, і діодів в ньому задіюється більше двох. Відмітною особливість приладів даного типу прийнято вважати високу потужність.

Трансформатори в ланцюзі розраховані на великі перешкоди. У результаті дані прилади здатні захистити будь-яку побутову техніку в будинку. Система фільтрації в них налаштована на різні скачки. За рахунок контролю напруги величина струму може змінюватися. Показник граничної частоти при цьому буде збільшуватися на вході, і зменшуватися на виході. Перетворення струму в цьому ланцюзі здійснюється у два етапи.

Спочатку задіюється транзистор з фільтром на вході. На другому етапі включається діодний міст. Для того щоб процес перетворення струму завершився, системі потрібно підсилювач. Встановлюється він, як правило, між резисторами. Таким чином, температура в пристрої підтримується на належному рівні. Додатково в системі враховується джерело живлення. Використання блоку захисту залежить від його роботи.

Стабілізатори на 15 В

Для пристроїв з напругою 15 В використовується мережевий стабілізатор напруги, схема якого за своєю структурою є досить простою. Поріг чутливості у приладів знаходиться на малому рівні. Моделі з системою індикації зустріти дуже складно. У фільтрах вони не потребують, оскільки коливання в ланцюзі незначні.

Резистори в багатьох моделях є тільки на виході. За рахунок цього процес перетворення відбувається досить швидко. Вхідні підсилювачі встановлюються найпростіші. Багато що в даному випадку залежить від виробника. Використовуються стабілізатор напруги (схема показана нижче) цього типу найчастіше в лабораторних дослідженнях.

Особливості моделей на 5 В

Для пристроїв з напругою 5 В використовують спеціальний мережевий стабілізатор напруги. Схема їх складається з резисторів, як правило, не більше двох. Застосовують такі стабілізатори виключно для нормального функціонування вимірювальних приладів. В цілому вони є досить компактними, а працюють тихо.

Моделі серії SVK

Моделі даної серії відносяться до стабілізаторів Латерна типу. Найчастіше їх використовують на виробництві для зменшення стрибків від мережі. Схема підключення стабілізатора напруги цієї моделі передбачає наявність чотирьох транзисторів, які розташовані попарно. За рахунок цього ток долає менший опір в ланцюзі. На виході у системи є обмотка для зворотного ефекту. Фільтрів у схемі передбачено два.

За рахунок відсутності конденсатора процес перетворення також відбувається швидше. До недоліків слід віднести велику чутливість. На електромагнітне поле прилад реагує дуже гостро. Схема підключення стабілізатора напруги серії SVK регулятор передбачає, як і систему індикації. Напруга максимум пристроєм сприймається до 240 В, а відхилення при цьому не може перевищувати 10%.

Автоматичні стабілізатори "Ліга 220 В"

Для систем сигналізації є затребуваним від компанії "Ліга" стабілізатор напруги 220В. Схема його побудована на роботі тиристорів. Використовуватися дані елементи здатні виключно в напівпровідникових ланцюгах. На сьогоднішній день типів тиристорів існує досить багато. За ступенем захищеності вони діляться на статичні, а також динамічні. Перший вид використовується з джерелами електрики різної потужності. У свою чергу динамічні тиристори мають свою межу.

Якщо говорити про компанії "Ліга" стабілізатор напруги (схема показана нижче), то в ньому є активний елемент. Більшою мірою він призначений для нормального функціонування регулятора. Представляє він собою набір контактів, які здатні з'єднуватися. Необхідно це для того щоб збільшувати або зменшувати граничну частоту в системі. В інших моделях тиристорів може бути декілька. Встановлюються вони між собою за допомогою катодів. У результаті коефіцієнт корисної дії пристрою можна значно підвищити.

Низькочастотні пристрої

Для обслуговування пристроїв з частотою менше 30 Гц існує такий стабілізатор напруги 220В. Схема його схожа зі схемами релейних моделей за винятком транзисторів. В даному випадку вони є з емітером. Іноді додатково встановлюється спеціальний контролер. Багато що залежить від виробника, а також моделі. Контролер в стабілізаторі необхідний для передачі сигналу на блок управління.

Для того щоб зв'язок була якісною, виробники використовують підсилювач. Встановлюється він, як правило, на вході. На виході в системі є зазвичай обмотка. Якщо говорити про межа напруги в 220 В, конденсаторів можна знайти два. Коефіцієнт передачі струму у таких пристроїв досить низький. Причиною цього прийнято вважати малу граничну частоту, яка є наслідком роботи контролера. Однак коефіцієнт насичення знаходиться на високій позначці. Багато в чому це пов'язано саме з транзисторами, які встановлюються з емітерами.

Навіщо потрібні ферорезонансні моделі?

Ферорезонансні стабілізатори напруги (схема показана нижче) використовуються на різних промислових об'єктах. Поріг чутливості у них досить високий за рахунок потужних блоків живлення. Транзистори в основному встановлюються попарно. Кількість конденсаторів залежить від виробника. В даному випадку це буде впливати на кінцевий поріг чутливості. Для стабілізації напруги тиристори не використовуються.

У даній ситуації з цим завданням здатний впоратися колектор. Коефіцієнт посилення у них дуже високий завдяки прямій передачі сигналу. Якщо говорити про вольтамперні характеристики, то опір в ланцюзі підтримується на рівні 5 МПа. В даному випадку це надає позитивну дію на граничну частоту стабілізатора. На виході диференціальний опір не перевищує 3 МПа. Від підвищеної напруги в системі рятують транзистори. Таким чином, перевантажень по струму вдається уникнути в більшості випадків.

Стабілізатори Латерна типу

Схема у стабілізаторів Латерна типу відрізняється підвищеним коефіцієнтом корисної дії. Вхідна напруга при цьому складає в середньому 4 МПа. В даному випадку пульсація витримується великої амплітуди. У свою чергу, вихідна напруга стабілізатора дорівнює 4 МПа. Резистори в багатьох моделях встановлюються серії "МР".

Регулювання струму в ланцюзі відбувається постійно і за рахунок цього граничну частоту вдається знизити до позначки 40 Гц. Подільники в підсилювачах даного типу працюють спільно з резисторами. У підсумку всі функціональні вузли пов'язані між собою. Підсилювач постійного струму зазвичай встановлюється після конденсатора перед обмоткою.