Device, ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng switching voltage regulator

Talaan ng mga Nilalaman:

Device, ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng switching voltage regulator
Device, ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng switching voltage regulator

Video: Device, ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng switching voltage regulator

Video: Device, ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng switching voltage regulator
Video: LM2596 2v-37V 3A Voltage Step Down converter Module Tested/Reviewed 2024, Abril
Anonim

Ang mga gamit sa bahay ay nangangailangan ng stable na boltahe para gumana ng maayos. Bilang isang patakaran, ang iba't ibang mga pagkabigo ay maaaring mangyari sa network. Ang boltahe mula sa 220 V ay maaaring lumihis at ang aparato ay hindi gumagana. Una sa lahat, ang mga lamp ay natamaan. Kung isasaalang-alang namin ang mga gamit sa bahay sa bahay, maaaring magdusa ang mga TV, audio equipment at iba pang appliances na gumagana sa mains.

Sa sitwasyong ito, ang switching voltage stabilizer ay tumulong sa mga tao. Siya ay ganap na may kakayahang makayanan ang mga surge na nangyayari araw-araw. Kasabay nito, marami ang nag-aalala tungkol sa tanong kung paano lumilitaw ang mga patak ng boltahe, at kung ano ang nauugnay sa kanila. Sila ay higit sa lahat ay nakasalalay sa workload ng transpormer. Ngayon, ang bilang ng mga electrical appliances sa mga gusali ng tirahan ay patuloy na tumataas. Dahil dito, tiyak na tataas ang demand para sa kuryente.

Dapat ding isaalang-alang na ang mga kable na matagal nang hindi napapanahon ay maaaring ilagay sa isang gusali ng tirahan. Sa turn, ang mga kable ng apartment sa karamihan ng mga kaso ay hindi idinisenyo para sa mabibigat na pagkarga. Upang mapanatiling ligtas ang iyong mga kagamitan sa bahay,dapat kang maging mas pamilyar sa aparato ng mga stabilizer ng boltahe, pati na rin ang prinsipyo ng kanilang operasyon.

pagpapalit ng boltahe regulator
pagpapalit ng boltahe regulator

Ano ang function ng stabilizer?

Ang switching voltage regulator ay pangunahing nagsisilbing network controller. Lahat ng jumps ay sinusubaybayan niya at inalis. Bilang resulta, ang kagamitan ay tumatanggap ng isang matatag na boltahe. Ang electromagnetic interference ay isinasaalang-alang din ng stabilizer, at hindi sila makakaapekto sa pagpapatakbo ng mga device. Kaya, ang network ay nag-aalis ng mga overload, at ang mga kaso ng mga short circuit ay halos hindi kasama.

Isang simpleng stabilizer device

Kung isasaalang-alang namin ang isang karaniwang switching voltage current regulator, isang transistor lang ang naka-install dito. Bilang isang patakaran, ginagamit ang mga ito ng eksklusibo sa uri ng paglipat, dahil ngayon sila ay itinuturing na mas mahusay. Bilang resulta, maaaring tumaas nang husto ang kahusayan ng device.

Ang pangalawang mahalagang elemento ng switching voltage regulator ay dapat tawaging diodes. Sa karaniwang pamamaraan, maaari silang matagpuan ng hindi hihigit sa tatlong mga yunit. Ang mga ito ay konektado sa isa't isa na may isang mabulunan. Ang mga filter ay mahalaga para sa normal na operasyon ng mga transistor. Naka-install ang mga ito sa simula, pati na rin sa dulo ng chain. Sa kasong ito, ang control unit ay responsable para sa pagpapatakbo ng kapasitor. Ang mahalagang bahagi nito ay itinuturing na isang resistor divider.

Paano ito gumagana?

Depende sa uri ng device, maaaring mag-iba ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng switching voltage regulator. Isinasaalang-alang ang pamantayanmodelo, maaari nating sabihin na una ang kasalukuyang ay ibinibigay sa transistor. Sa yugtong ito, ito ay binabago. Dagdag pa, ang mga diode ay kasama sa trabaho, na ang mga tungkulin ay kinabibilangan ng paghahatid ng signal sa kapasitor. Sa tulong ng mga filter, ang electromagnetic interference ay inalis. Ang kapasitor sa sandaling ito ay nagpapakinis ng mga pagbabago sa boltahe at sa pamamagitan ng inductor ang kasalukuyang sa pamamagitan ng resistive divider ay muling bumabalik sa mga transistor para sa conversion.

Mga Homemade Device

Maaari kang gumawa ng switching voltage regulator gamit ang iyong sariling mga kamay, ngunit mababawasan ang kapangyarihan ng mga ito. Sa kasong ito, ang pinakakaraniwang mga resistor ay naka-install. Kung gumagamit ka ng higit sa isang transistor sa device, makakamit mo ang mataas na kahusayan. Ang isang mahalagang gawain sa bagay na ito ay ang pag-install ng mga filter. Nakakaapekto ang mga ito sa sensitivity ng device. Sa turn, ang mga sukat ng device ay hindi mahalaga.

Single Transistor Stabilizer

Itong uri ng switching DC voltage stabilizer ay ipinagmamalaki ang kahusayan na 80%. Bilang isang panuntunan, gumagana lamang ang mga ito sa isang mode at maaari lamang makayanan ang maliit na interference sa network.

Feedback sa kasong ito ay ganap na wala. Ang transistor sa karaniwang switching voltage regulator circuit ay gumagana nang walang kolektor. Bilang isang resulta, ang isang malaking boltahe ay agad na inilapat sa kapasitor. Ang isa pang natatanging tampok ng mga device ng ganitong uri ay maaaring tawaging mahinang signal. Maaaring lutasin ng iba't ibang amplifier ang problemang ito.

Bilang resulta, makakamit mo ang mas mahusay na performancemga transistor. Ang risistor ng aparato sa circuit ay dapat na nasa likod ng boltahe divider. Sa kasong ito, magiging posible na makamit ang mas mahusay na pagganap ng device. Bilang isang regulator sa circuit, ang switching DC voltage stabilizer ay may control unit. Ang elementong ito ay maaaring humina, pati na rin dagdagan ang kapangyarihan ng transistor. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay nangyayari sa tulong ng mga chokes na konektado sa mga diode sa system. Ang pagkarga sa regulator ay kinokontrol sa pamamagitan ng mga filter.

pagpapalit ng DC boltahe stabilizer
pagpapalit ng DC boltahe stabilizer

Switch Type Voltage Stabilizers

Ang ganitong uri ng switching voltage regulator 12V ay may kahusayan na 60%. Ang pangunahing problema ay hindi nito kayang makayanan ang electromagnetic interference. Sa kasong ito, nasa panganib ang mga device na may lakas na higit sa 10 W. Ang mga modernong modelo ng mga stabilizer na ito ay maaaring magyabang ng maximum na boltahe na 12 V. Ang pag-load sa mga resistors ay makabuluhang humina. Kaya, sa daan patungo sa kapasitor, ang boltahe ay maaaring ganap na ma-convert. Direktang nangyayari ang kasalukuyang henerasyon ng dalas sa output. Ang capacitor wear sa kasong ito ay minimal.

Ang isa pang problema ay nauugnay sa paggamit ng mga simpleng capacitor. Sa katunayan, medyo mahina ang kanilang pagganap. Ang buong problema ay tiyak na nakasalalay sa mga high-frequency emissions na nangyayari sa network. Upang malutas ang problemang ito, ang mga tagagawa ay nagsimulang mag-install ng mga electrolytic capacitor sa isang switching voltage regulator (12 volts). Ang resultanapabuti ang kalidad ng trabaho sa pamamagitan ng pagtaas ng kapasidad ng device.

Paano gumagana ang mga filter?

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng karaniwang filter ay nakabatay sa pagbuo ng signal na ibinibigay sa converter. Sa kasong ito, ang isang paghahambing na aparato ay karagdagang isinaaktibo. Upang makayanan ang malalaking pagbabago sa network, ang filter ay nangangailangan ng mga control unit. Sa kasong ito, ang output boltahe ay maaaring makinis.

Upang malutas ang mga problema sa maliliit na pagbabago, ang filter ay may espesyal na elemento ng pagkakaiba. Sa tulong nito, ang boltahe ay pumasa na may limitasyon na dalas na hindi hihigit sa 5 Hz. Sa kasong ito, ito ay may positibong epekto sa signal na available sa output sa system.

Mga binagong modelo ng device

Ang pinakamataas na kasalukuyang load para sa ganitong uri ay nakikita hanggang 4 A. Ang input boltahe ng capacitor ay maaaring iproseso hanggang sa markang hindi hihigit sa 15 V. Ang input current parameter na karaniwan nilang hindi lalampas sa 5 A Sa kasong ito, ang ripple ay pinapayagan na maging minimal na may amplitude sa network na hindi hihigit sa 50 mV. Sa kasong ito, ang dalas ay maaaring mapanatili sa antas ng 4 Hz. Ang lahat ng ito ay magkakaroon ng positibong epekto sa pangkalahatang kahusayan.

Ang mga modernong modelo ng mga stabilizer ng uri sa itaas ay nakayanan ang pagkarga sa rehiyon na 3 A. Ang isa pang natatanging tampok ng pagbabagong ito ay ang mabilis na proseso ng conversion. Ito ay higit sa lahat dahil sa paggamit ng mga makapangyarihang transistor na gumagana sa pamamagitan ng kasalukuyang. Bilang resulta, posibleng patatagin ang output signal. Sa output, ang isang switching diode ay karagdagang isinaaktibo. Ito ay naka-install sa system malapit sa boltahe node. Ang pagkawala ng pag-init ay lubos na nabawasan, at ito ay isang malinaw na bentahe ng ganitong uri ng stabilizer.

pulso kasalukuyang boltahe stabilizer
pulso kasalukuyang boltahe stabilizer

Mga modelo ng pulse width

Pulse adjustable voltage stabilizer ng ganitong uri ay may kahusayan na 80%. Nagagawa nitong mapaglabanan ang kasalukuyang rate sa antas ng 2 A. Ang parameter ng boltahe ng input ay nasa average na 15 V. Kaya, ang kasalukuyang ripple ng output ay medyo mababa. Ang isang natatanging tampok ng mga aparatong ito ay maaaring tawaging kakayahang magtrabaho sa circuit mode. Bilang resulta, posibleng makatiis ng mga load hanggang 4 A. Sa kasong ito, bihira ang mga short circuit.

Kabilang sa mga disadvantages, ang mga chokes ay dapat tandaan, na kailangang makayanan ang boltahe mula sa mga capacitor. Sa huli, ito ay humahantong sa mabilis na pagkasira ng mga resistors. Upang makayanan ang problemang ito, iminungkahi ng mga siyentipiko na gumamit ng isang malaking bilang ng mga ito. Ang mga capacitor sa network ay kinakailangan upang kontrolin ang operating frequency ng device. Sa kasong ito, nagiging posible na alisin ang proseso ng oscillatory, bilang isang resulta kung saan ang kahusayan ng stabilizer ay biglang nabawasan.

Resistance sa circuit ay dapat ding isaalang-alang. Para sa layuning ito, ang mga siyentipiko ay nag-install ng mga espesyal na resistor. Sa turn, ang mga diode ay makakatulong sa matalim na mga transition sa circuit. Ang stabilization mode ay isinaaktibo lamang sa pinakamataas na kasalukuyang ng device. Upang malutas ang problema sa mga transistor, ang ilan ay gumagamit ng mga mekanismo ng heat sink. Sa kasong itoang mga sukat ng aparato ay tataas nang malaki. Ang mga choke para sa system ay dapat na gumamit ng multi-channel. Ang mga wire para sa layuning ito ay karaniwang kinukuha sa serye ng "PEV". Ang mga ito ay inilagay sa simula sa isang magnetic drive, na gawa sa isang uri ng tasa. Bilang karagdagan, naglalaman ito ng isang elemento bilang ferrite. Dapat magkaroon ng puwang na hindi hihigit sa 0.5 mm sa pagitan nila.

Ang mga stabilizer para sa domestic na paggamit ay pinakaangkop para sa seryeng "WD4". Nagagawa nilang mapaglabanan ang isang makabuluhang kasalukuyang pagkarga dahil sa isang proporsyonal na pagbabago sa paglaban. Sa oras na ito, ang risistor ay makakayanan ang maliit na alternating current. Maipapayo na ipasa ang input voltage ng device sa pamamagitan ng mga filter ng LS series.

do-it-yourself switching boltahe stabilizer
do-it-yourself switching boltahe stabilizer

Paano humaharap ang stabilizer sa maliliit na ripples?

Una sa lahat, ina-activate ng 5V switching voltage regulator ang start-up unit, na nakakonekta sa capacitor. Sa kasong ito, ang kasalukuyang pinagmumulan ng sanggunian ay dapat magpadala ng isang senyas sa aparato ng paghahambing. Upang malutas ang problema sa conversion, ang isang DC amplifier ay kasama sa trabaho. Kaya, ang maximum amplitude ng mga jump ay maaaring agad na kalkulahin.

Dagdag pa sa pamamagitan ng inductive storage current ay pumasa sa switching diode. Upang panatilihing matatag ang boltahe ng input, mayroong isang filter sa output. Sa kasong ito, ang paglilimita ng dalas ay maaaring magbago nang malaki. Ang maximum na transistor load ay maaaring tumagal ng hanggang 14 kHz. Ang inductor ay responsable para sa boltahe sa paikot-ikot. Salamat sa ferrite, ang kasalukuyang ay maaaring patatagin sa paunangentablado.

Ang pagkakaiba sa pagitan ng mga step-up stabilizer

Nagtatampok ang switching boost voltage stabilizer ng malalakas na capacitor. Sa panahon ng feedback, dinadala nila ang lahat ng pasanin sa kanilang sarili. Sa kasong ito, ang isang galvanic isolation ay dapat na matatagpuan sa network. Siya lang ang may pananagutan sa pagpapataas ng paglilimita sa dalas sa system.

Ang karagdagang mahalagang elemento ay ang gate sa likod ng transistor. Tumatanggap ito ng kasalukuyang mula sa pinagmumulan ng kuryente. Sa output, ang proseso ng conversion ay nangyayari mula sa inductor. Sa yugtong ito, ang isang electromagnetic field ay nabuo sa kapasitor. Sa transistor, sa gayon, ang reference na boltahe ay nakuha. Ang proseso ng self-induction ay nagsisimula nang sunud-sunod.

Hindi ginagamit ang mga diode sa yugtong ito. Una sa lahat, ang inductor ay nagbibigay ng boltahe sa kapasitor, at pagkatapos ay ipinapadala ito ng transistor sa filter at pabalik din sa inductor. Bilang resulta, nabuo ang feedback. Ito ay nangyayari hanggang ang boltahe sa control unit ay nagpapatatag. Ang mga naka-install na diode ay makakatulong sa kanya sa ito, na tumatanggap ng signal mula sa mga transistor, pati na rin ang stabilizer capacitor.

lumilipat boost voltage regulator
lumilipat boost voltage regulator

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga inverting device

Ang buong proseso ng pag-invert ay konektado sa pag-activate ng converter. Ang pagpapalit ng AC voltage stabilizer transistors ay may saradong uri ng seryeng "BT". Ang isa pang elemento ng system ay maaaring tawaging isang risistor na sinusubaybayan ang proseso ng oscillatory. Direktang induction ay upang bawasan ang paglilimita ng dalas. Sa pasukan siyamagagamit sa 3 Hz. Matapos ang mga proseso ng conversion, ang transistor ay nagpapadala ng isang senyas sa kapasitor. Sa huli, ang paglilimita sa dalas ay maaaring doble. Upang hindi gaanong kapansin-pansin ang mga pagtalon, kailangan ang isang malakas na converter.

Resistance sa proseso ng oscillatory ay isinasaalang-alang din. Ang maximum na parameter na ito ay pinapayagan sa antas ng 10 ohms. Kung hindi, ang mga diode sa transistor ay hindi makakapagpadala ng signal. Ang isa pang problema ay nakasalalay sa magnetic interference na naroroon sa output. Upang mag-install ng maraming mga filter, ginagamit ang mga choke ng serye ng NM. Ang pag-load sa mga transistor ay direktang nakasalalay sa pagkarga sa kapasitor. Sa output, isang magnetic drive ang isinaaktibo, na tumutulong sa stabilizer na mapababa ang resistensya sa nais na antas.

pagpapalit ng AC voltage stabilizer
pagpapalit ng AC voltage stabilizer

Paano gumagana ang buck regulators?

Switching step-down voltage stabilizer ay karaniwang nilagyan ng mga capacitor ng seryeng "KL". Sa kasong ito, nakakatulong sila nang malaki sa panloob na pagtutol ng device. Ang mga pinagmumulan ng kuryente ay itinuturing na lubhang magkakaibang. Sa karaniwan, ang parameter ng paglaban ay nagbabago sa paligid ng 2 ohms. Ang operating frequency ay sinusubaybayan ng mga resistor na nakakonekta sa isang control unit na nagpapadala ng signal sa converter.

Bahagyang nawawala ang load dahil sa proseso ng self-induction. Ito ay nangyayari sa simula sa kapasitor. Salamat sa proseso ng feedback, ang paglilimita sa dalas sa ilang mga modelo ay maaaring umabot sa 3 Hz. Sa kasong itowalang epekto ang electromagnetic field sa electrical circuit.

Mga power supply

Bilang panuntunan, 220 V power supply ang ginagamit sa network. Sa kasong ito, maaasahan ang mataas na kahusayan mula sa switching voltage regulator. Para sa conversion ng DC, ang bilang ng mga transistor sa system ay isinasaalang-alang. Ang mga transformer ng mains ay bihirang ginagamit sa mga power supply. Ito ay higit sa lahat dahil sa malalaking pagtalon. Gayunpaman, ang mga rectifier ay madalas na naka-install sa halip. Sa power supply, mayroon itong sariling filtering system, na nagpapatatag sa limitasyon ng boltahe.

Bakit mag-install ng mga expansion joint?

Ang mga compensator sa karamihan ng mga kaso ay gumaganap ng pangalawang papel sa stabilizer. Ito ay konektado sa regulasyon ng mga impulses. Ginagawa ito ng mga transistor sa karamihan. Gayunpaman, ang mga compensator ay mayroon pa ring mga pakinabang. Sa kasong ito, marami ang nakadepende sa kung aling mga device ang nakakonekta sa power source.

Kung pag-uusapan natin ang tungkol sa kagamitan sa radyo, kailangan ang isang espesyal na diskarte. Ito ay nauugnay sa iba't ibang mga panginginig ng boses na naiiba ang nakikita ng naturang device. Sa kasong ito, ang mga compensator ay makakatulong sa mga transistor na patatagin ang boltahe. Ang pag-install ng mga karagdagang filter sa circuit, bilang panuntunan, ay hindi nagpapabuti sa sitwasyon. Gayunpaman, malaki ang epekto ng mga ito sa kahusayan.

pagpapalit ng boltahe regulator
pagpapalit ng boltahe regulator

Mga disadvantages ng galvanic isolation

Ang mga galvanic na isolation ay naka-install para sa signal transmission sa pagitan ng mahahalagang elemento ng system. Ang kanilang pangunahing problemaay maaaring tawaging isang hindi tamang pagtatantya ng input boltahe. Madalas itong nangyayari sa mga hindi napapanahong modelo ng mga stabilizer. Ang mga controller sa mga ito ay hindi mabilis na maproseso ang impormasyon at ikonekta ang mga capacitor upang gumana. Bilang resulta, ang mga diode ang unang nagdurusa. Kung ang sistema ng pag-filter ay naka-install sa likod ng mga resistor sa de-koryenteng circuit, masusunog lang ang mga ito.

Inirerekumendang: