Напряжение стабилизации: 2.2.2. Принцип стабилизации напряжения

2.2.2. Принцип стабилизации напряжения

Принцип стабилизации напряжения с помощью стабилитрона удобно пояснить с помощью схемы простейшего параметрического стабилизатора напряжения (рис.3) и обратной ветви ВАХ стабилитрона, представленной на рис.4.

Стабилитроны, в отличие от других диодов, имеют свое графическое изображение в схемах, показанное на рис.3.

При входном напряжении стабилитрон пропускает лишь пренебрежимо малый обратный ток, поэтому ток в цепи определяется суммой сопротивлений. Еслипревыситнаступает режим пробояp – n перехода и при малых изменениях напряжения на стабилитроне и нагрузке ток через стабилитрон изменяется весьма значительно. Ток через балластное сопротивление равен сумме токов стабилитронаи нагрузки.

Так, если входное напряжение повысилось, то это приведет к росту тока стабилитрона и тока через сопротивление. Падение напряжения навозрастает, а на нагрузке и стабилитроне напряжение изменяется весьма незначительно.

2.2.3. Параметры стабилитрона

Наиболее важными параметрами стабилитрона являются следующие:

1. Напряжение стабилизации – значение напряжения на стабилитроне при протекании через него заданного (номинального) тока стабилизации. Напряжение пробоя, т.е. и напряжение стабилизации зависит от толщиныp – n перехода или удельного сопротивления базы (см.(2.1)). Чем выше степень легирования базы, тем меньше ее удельное сопротивление, и тем ниже будет напряжение стабилизации.

2. Максимально – допустимая мощность рассеяния , стабилитрона при комнатной температуре:

(2.5)

где: – максимальный ток стабилитрона,- номинальное напряжение стабилизации. По величинестабилитроны делятся на три группы:

– стабилитроны малой мощности Вт;

– стабилитроны средней мощности Вт;

– стабилитроны большой мощности Вт;

3. Минимальный имаксимальный токи стабилизации (рис.4).

Эти токи ограничивают область вольт – амперной характеристики стабилитрона, в которой он способен выполнять свои функции при обеспечении заданной надежности работы.

Начало рабочего участка ВАХ в точке А (рис.4), который и соответствует значению тока . При меньших значениях тока дифференциальное сопротивление стабилитронаеще велико и зависит от величины тока достаточно резко. Кроме того, в стабилитронах с лавинным пробоем при меньших токах процесс ударной ионизации крайне неустойчив, поэтому в выходном сигнале возникают значительные шумы. Они исчезают, когда процесс ударной ионизации становится устойчивым, т.

е. при токах, больших, чем. У маломощных стабилитроновможет быть 1…3 мА.

Точка B на ВАХ стабилитрона ограничивает рабочий ток по величине сверху и соответствует току ; Этот ток определяется значением максимально допустимой мощности рассеяния(см.(2.5)):

(2.6)

Превышение тока над приводит к разогревуp – n перехода, к лавинному пробою добавляется тепловой, ток растет еще быстрее и стабилитрон выходит из строя.

Значение для разных типов стабилитронов может лежать в пределах от 10 мА до 2 А.

4. Дифференциальное сопротивление стабилитрона , находится как:

(2.7)

и определяет тангенс угла наклона обратной ветви ВАХ к оси тока. В рабочей области ВАХ (участок AB) практически линейна, поэтому дифференциальное сопротивление можно находить как:

(2.8)

Значение – изменяется от долей Ома до десятков Ом для различных типов стабилитронов. Если же, то дифференциальное сопротивление резко возрастает, поэтому при таких токах стабилитрон перестает выполнять свои функции.

Значение определяет качество стабилитрона. Чем меньше изменения напряжения стабилизациипри заданном изменении тока стабилитрона, тем выше качество стабилитрона.

5. Статическое сопротивление илисопротивление стабилитрона постоянному току

   в рабочей точке определяется:

(2.9)

6. Добротность стабилитрона определяют как

(2.10)

Из рис.4 видно, что , поэтому. Чем больше это отношение, тем лучше стабилизирующее действие прибора. Как правило,.

7. Температурный коэффициент напряжения стабилизации (ТКН) указывает влияние температуры окружающей среды на напряжение стабилизации:

; [%/], (2. 11)

где: – отклонение напряжения стабилизацииот номинального при изменении температуры на.

Из (2.11) следует, что определяется отношением относительного изменения напряжения стабилизации () к абсолютному изменению температуры окружающей средыпри постоянном токе стабилизации.

Типичный график зависимости от напряжения стабилизации показан на рис.5. Как видно из графика ТКН изменяется по величине и знаку, что объясняется различными механизмами пробоя, обсужденными в п.2.2.1.

У стабилитронов с пробоем лавинного типа . Для компенсации температурного дрейфа напряжения стабилизации используют последовательное включение с основным стабилитроном одного или нескольких диодов в прямом направлении, прямые ветви ВАХ которых имеют отрицательный ТКН. Таким образом суммарный ТКН может быть сведен практически к нулю. Например, в прецизионных стабилитронах Д 818 и КС 191 используют три последовательно соединенныхp – n перехода, размещенных в одном корпусе. Один из них включен в обратном направлении и работает как стабилизирующий, а два других, компенсирующих, – в прямом. У них ТКН очень мал: %/.

Как работает стабилитрон | Характеристика стабилитрона.

Немного теории

Стабильная зарплата, стабильная жизнь, стабильное государство. Последнее не про Россию, конечно :-).  Если глянуть в толковый словарик, то можно толково разобрать, что же такое “стабильность”. На первых строчках Яндекс мне сразу выдал обозначение этого слова: стабильный – это значит постоянный, устойчивый, не изменяющийся.

Но чаще всего этот термин используется именно в электронике и электротехнике. В электронике очень важны постоянные значения какого-либо параметра. Это может быть сила тока, напряжение, частота сигнала и другие его характеристики. Отклонение сигнала от какого-либо заданного параметра может привести к неправильной работе радиоэлектронной аппаратуры и даже к ее поломке. Поэтому, в электронике очень важно, чтобы все стабильно работало и не давало сбоев.

В электронике и электротехнике

стабилизируют напряжение. От значения напряжения зависит работа  радиоэлектронной аппаратуры.  Если оно изменится в меньшую,  или даже еще хуже, в большую сторону, то аппаратура  в первом случае может неправильно работать, а во втором случае и вовсе колыхнуть ярким пламенем.

Для того, чтобы не допустить взлетов и падения напряжения, были изобретены различные стабилизаторы напряжения. Как вы поняли из словосочетания, они используются чтобы стабилизировать “играющее” напряжение.

Стабилитрон или диод Зенера

Самым простым стабилизатором напряжения в электронике является радиоэлемент стабилитрон. Иногда его еще называют диодом Зенера. На схемах стабилитроны обозначаются примерно так:

Вывод с “кепочкой” называется также как и у диода – катод, а другой вывод – анод.

Стабилитроны выглядят также, как и диоды.

На фото ниже, слева  популярный вид современного стабилитрона, а справа один из  образцов Советского Союза

Если присмотреться поближе к советскому стабилитрону, то можно  увидеть это схематическое обозначение на нем самом, указывающее, где у него находится  катод, а где анод.

Напряжение стабилизации

Самый главный параметр стабилитрона – это конечно же, напряжение стабилизации. Что это за параметр?

Давайте возьмем стакан и будем наполнять его водой…

Сколько бы воды мы не лили в стакан, ее излишки будут выливаться из стакана. Думаю, это  понятно и дошкольнику.

Теперь  по аналогии с электроникой. Стакан – это стабилитрон. Уровень воды в полном до краев стакане – это и есть напряжение стабилизации стабилитрона. Представьте рядом со стаканом  большой кувшин с водой. Водой из кувшина мы как раз и будем заливать наш стакан водой, но кувшин при этом трогать не смеем. Вариант только один – лить воду из кувшина, пробив отверстие в самом кувшине.

Если бы кувшин был меньше по высоте, чем стакан, то мы бы не смогли лить воду в стакан. Если объяснить языком электроники – кувшин обладает “напряжением” больше, чем “напряжение” стакана.

Так  вот, дорогие читатели,  в стакане заложен весь принцип работы стабилитрона. Какую бы струю мы на него не лили (ну конечно в пределах разумного, а то стакан унесет и разорвет), стакан всегда будет полным. Но лить надо обязательно сверху. Это значит,  напряжение, которое мы подаем на стабилитрон, должно быть выше, чем напряжение стабилизации стабилитрона.

[quads id=1]

Маркировка стабилитронов

Для того, чтобы узнать напряжение стабилизации советского стабилитрона, нам понадобится справочник. Например, на фото ниже советский стабилитрон Д814В:

Ищем на него параметры в онлайн справочниках в интернете. Как вы видите, его напряжение стабилизации при комнатной температуре примерно 10 Вольт.

Зарубежные стабилитроны маркируются проще. Если приглядеться, то можно увидеть незамысловатую надпись:

5V1 – это означает напряжение стабилизации данного стабилитрона составляет 5,1 Вольта.  Намного проще, не так ли?

Катод у зарубежных стабилитронов помечается в основном черной полосой

Как проверить стабилитрон

Как же проверить стабилитрон? Да также как и диод! А как проверить диод, можно посмотреть в этой статье. Давайте же проверим наш стабилитрон. Ставим мультиметр на прозвонку и цепляемся красным щупом к аноду, а черным к катоду. Мультиметр должен показать падение напряжения прямого PN-перехода.

Меняем щупы местами и видим единичку. Это значит, что наш стабилитрон в полной боевой готовности.

Ну что же, настало время опытов.  В схемах стабилитрон включается последовательно с резистором:

где Uвх – входное напряжение, Uвых.ст.  – выходное стабилизированное напряжение

Если внимательно глянуть на схему, мы получили ни что иное, как Делитель напряжения.   Здесь все элементарно и просто:

Uвх=Uвых.стаб +Uрезистора

Или словами: входное напряжение равняется сумме напряжений на стабилитроне и на резисторе.

Эта схема называется параметрический стабилизатор на одном стабилитроне. Расчет этого стабилизатора выходит за рамки данной статьи, но кому интересно, в гугл 😉

Итак, собираем схемку.  Мы взяли резистор номиналом в 1,5 Килоом и стабилитрон на напряжение стабилизации 5,1 Вольта. Слева цепляем блок питания, а справа замеряем мультиметром полученное напряжение:

Теперь внимательно следим за показаниями мультиметра и блока питания:

Так, пока все понятно, еще добавляем напряжение… Опа на! Входное напряжение у нас 5,5 Вольт, а выходное 5,13 Вольт!  Так как напряжение стабилизации стабилитрона 5,1 Вольт, то как мы видим, он прекрасно стабилизирует.

Давайте еще добавим вольты. Входное напряжение 9 Вольт, а на стабилитроне  5,17 Вольт! Изумительно!

Еще добавляем… Входное напряжение 20 Вольт,  а на выходе как ни в чем не бывало 5,2 Вольта! 0,1 Вольт  – это ну очень маленькая погрешность, ей можно даже в некоторых случаях пренебречь.

Вольт-амперная характеристика стабилитрона

Думаю, не помешало бы рассмотреть Вольт амперную характеристику (ВАХ) стабилитрона. Выглядит она примерно как-то так:

где

Iпр – прямой ток, А

Uпр  – прямое напряжение, В

Эти два параметра в стабилитроне не используются

Uобр – обратное напряжение, В

Uст – номинальное напряжение стабилизации, В

Iст – номинальный ток стабилизации, А

Номинальный – это значит нормальный параметр, при котором  возможна долгосрочная работа радиоэлемента.

Imax – максимальный ток стабилитрона, А

Imin – минимальный ток стабилитрона, А

Iст, Imax, Imin – это  сила тока, которая течет через стабилитрон при его работе.

Так как стабилитрон работает именно в обратной полярности, в отличие от диода (стабилитрон подключают катодом к плюсу, а  диод катодом к минусу), то и рабочая область будет именно та, что отмечена красным прямоугольником.

Как мы видим, при каком-то напряжении Uобр  у нас график начинает падать вниз. В это время в стабилитроне происходит  такая интересная штука,  как пробой. Короче говоря,  он не может больше наращивать на себе напряжение, и в это время начинается возрастать сила тока  в стабилитроне. Самое  главное – не переборщить силу тока, больше чем Imax, иначе стабилитрону придет кердык. Самым лучшим рабочим режимом стабилитрона считается режим,  при котором сила тока через стабилитрон  находится где-то в середине между максимальным и минимальным его значением.  На графике это и будет рабочей точкой рабочего режима стабилитрона (пометил красным кружком).

Заключение

Раньше, во времена дефицитных деталей и начала расцвета электроники, стабилитрон часто использовался, как ни странно, для стабилизации выходного напряжения блока питания. В старых советских книгах по электронике можно увидеть вот такой участок цепи различных источников питания:

Слева, в красной рамке, я пометил знакомый вам участок цепи блока питания. Здесь мы получаем постоянное напряжение из переменного. Справа же, в зеленой рамке, схема стабилизации ;-).

В настоящее время трехвыводные (интегральные) стабилизаторы напряжения вытесняют стабилизаторы на стабилитронах, так как они в разы лучше стабилизируют напряжение и обладают хорошей мощностью рассеивания.

На Али можно взять сразу целый набор стабилитронов, начиная от 3,3 Вольт и до 30 Вольт.  Выбирайте на ваш вкус и цвет.

Можете посмотреть видео на тему “КАК РАБОТАЕТ СТАБИЛИТРОН (ДИОД ЗЕНЕРА)”, рекомендую.

Как работает стабилитрон. » Хабстаб

Стабилитрон, он же диод Зенера, назван в честь первооткрывателя туннельного пробоя Кларенса Зенера и на схемах обозначается следующим образом.

Но в отличие от выпрямительного диода ток через него может течь в обоих направлениях.

Для лучшего понимания его работы, можно представить его как два диода, включённых встречно-параллельно, но с разным падением напряжения.

Для любого стабилитрона, падение напряжение на одном из его диодов равно примерно 0.7 вольт, а падение напряжение на другом зависит от выбранного стабилитрона, так как разные стабилитроны имеют различные напряжения стабилизации (от 3 до 400 вольт). Например, для BZX55C3V3 прямое падение напряжение равно 0.7 вольта, а напряжение пробоя, по нашей аналогии падение напряжения на втором диоде, равно 3.3 вольта.

Описанное выше становится более понятно если посмотреть на вольт — амперную характеристику(ВАХ) стабилитрона.

Правая ветвь ВАХ аналогична ВАХ диода, а левая отвечает за тот самый туннельный пробой. Пока обратное напряжение не достигло напряжения пробоя, ток через стабилитрон практически не течёт, не считая утечки. При дальнейшем увеличении обратного напряжения, в определенный момент начинается пробой, он характеризуется загибом ВАХ. Дальнейшее увеличение обратного напряжения приводит к туннельному пробою, в этом состоянии ток через стабилитрон растёт, а напряжение нет.

Отличительной чертой туннельного пробоя является, его обратимость, то есть после снятия приложенного напряжение стабилитрон вернётся в исходное состояние. Если же максимально допустимый ток будет превышен и произойдёт тепловой пробой, стабилитрон выйдет из строя.

Простейшая схема стабилизатора на стабилитроне выглядит следующим образом.

Давайте соберём её, подключив осциллограф вместо нагрузки и подадим на вход треугольный сигнал амплитудой 10 вольт. Напряжение генератора — первый канал, напряжение на стабилитроне — второй канал.

На осциллограмме видно, что напряжение на стабилитроне изменяется от -0,88 до 3,04 вольта.

Для того чтобы понять почему так происходит, давайте заменим схему выше двумя эквивалентными.
При прямом включения стабилитрона, когда на аноде плюс, на катоде минус.

При обратном включении стабилитрона, когда на аноде минус, на катоде плюс.

До этого мы не учитывали величину сопротивление нагрузки. Прежде чем рассматривать как поведёт себя схема под нагрузкой, необходимо ознакомиться с основными характеристиками стабилитрона.

• Vz — напряжение стабилизации, обычно указывается минимальное и максимальное значение
  
• Iz и Zz — минимальный ток стабилизации и сопротивление стабилитрона
  
• Izk и Zzk — ток и сопротивление в точке, где начинается “излом” характеристики
  
• Ir и Vr — обратный ток и напряжение при заданной температуре
  
• Tc — температурный коэффициент
  
• Izrm — максимальный ток стабилизации
  

Что же произойдёт когда мы подключим нагрузку?
Ток, протекающий через стабилитрон уменьшиться, так как часть его потечёт через нагрузку. Вопрос в том насколько уменьшится, если ток через стабилитрон станет меньше минимального тока стабилизации стабилитрон перестанет стабилизировать напряжение и всё напряжение питания окажется приложенным к нагрузке. Из этого можно сделать вывод, что при отключенной нагрузке ток через стабилитрон должен быть равен сумме 2-х токов, минимального тока стабилизации и тока нагрузки.
Эта сумма токов задается с помощью гасящего резистора, в нашей схеме его номинал 1К.

Формула для его вычисления выглядит следующим образом

• Uin — входное напряжение
  
• Uz — напряжение стабилизации
  
• Iz — минимальный ток стабилизации
  
• I — ток нагрузки
  

напряжение стабилизации – это… Что такое напряжение стабилизации?

напряжение стабилизации

stabilizing voltage

Большой англо-русский и русско-английский словарь. 2001.

• напряжение срабатывания
• напряжение статора

Смотреть что такое “напряжение стабилизации” в других словарях:

• напряжение стабилизации стабилитрона — Uст Uz Значение напряжения стабилитрона при протекании тока стабилизации. [ГОСТ 25529 82] Тематики полупроводниковые приборы Обобщающие термины стабилитроны EN working voltage (of voltage regulator diode) DE Z Spannung der Z Diode FR rtens on de… …   Справочник технического переводчика

• Напряжение стабилизации стабилитрона — 81. Напряжение стабилизации стабилитрона D. Z Spannung der Z Diode E. Working voltage (of voltage regulator diode) F. Tens on de régulation Источник: ГОСТ 25529 82: Диоды полупроводниковые. Термины, определения и буквенные обозначения параметров …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• напряжение — 3.10 напряжение: Отношение растягивающего усилия к площади поперечного сечения звена при его номинальных размерах. Источник: ГОСТ 30188 97: Цепи грузоподъемные калиброванные высокопрочные. Технические условия …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• напряжение холостого хода — 3.15 напряжение холостого хода: Напряжение между выходными зажимами источника питания, за исключением напряжения стабилизации или зажигания дуги при разомкнутой внешней сварочной цепи. Источник: ГОСТ Р МЭК 60974 1 2004: Источники питания для… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• время стабилизации — 1.3.18 время стабилизации (stabilization time): Время горения лампы, необходимое для стабилизации электрических и световых параметров. Метод стабилизации приведен в А.5 (приложение А). Источник: оригинал документа 3.40 ВРЕМЯ СТАБИЛИЗАЦИИ: Время,… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• ГОСТ 25529-82: Диоды полупроводниковые. Термины, определения и буквенные обозначения параметров — Терминология ГОСТ 25529 82: Диоды полупроводниковые. Термины, определения и буквенные обозначения параметров оригинал документа: 87. Временная нестабильность напряжения стабилизации стабилитрона D. Zeitliche Instabilitat der Z Spannung der Z… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Стабилитрон — У этого термина существуют и другие значения, см. Стабилитрон (значения) …   Википедия

• время — 3.3.4 время tE (time tE): время нагрева начальным пусковым переменным током IА обмотки ротора или статора от температуры, достигаемой в номинальном режиме работы, до допустимой температуры при максимальной температуре окружающей среды. Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Стабилизатор напряжения — У этого термина существуют и другие значения, см. Стабилизатор. Стабилизатор напряжения преобразователь электрической энергии, позволяющий получить на выходе напряжение, находящееся в заданных пределах при значительно больших колебаниях входного… …   Википедия

• Диод Зенера — Обозначение стабилитрона на принципиальных схемах Обозначение двуханодного стабилитрона на принципиальных схемах Типовая схема включения стабилитрона …   Википедия

• Зенеровский диод — Обозначение стабилитрона на принципиальных схемах Обозначение двуханодного стабилитрона на принципиальных схемах Типовая схема включения стабилитрона …   Википедия

Напряжение – стабилизация – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 4

Напряжение – стабилизация

Cтраница 4

Температурный коэффициент напряжения стабилизации зависит от напряжения стабилизации кремниевого стабилитрона.  [46]

По достижении напряжения стабилизации диод обратимо пробивается и при значительном увеличении тока через него напряжение на нем мало изменяется. Встречное включение второго такого же стабилитрона Д2 позволяет уменьшить суммарную температурную нестабильность диодов.  [47]

Температурный коэффициент напряжения стабилизации ( ТКН) указывает относительное изменение напряжения стабилизации при повышении температуры на 1 С.  [49]

Температурный коэффициент напряжения стабилизации ТКН показывает, как изменяется напряжение стабилизации при изменении температуры на ГС и измеряется в % / С. Коэффициент ТКН положителен для стабилитронов, работающих при относительно высоких значениях напряжения и отрицателен для низковольтных приборов. ТКН растет с ростом напряжения стабилизации.  [50]

Для установки точного напряжения стабилизации удобно использовать подстро-ечный ( или переменный) резистор R2 сопротивлением, в 1 5 раза превышающем расчетное значение.  [51]

Стабилитрон характеризуется напряжением стабилизации t / CT, лежащим между минимальной / стт п и максимальной / сттах силой тока стабилизации. Напряжение Un для различных стабилитронов колеблется от 1 до 300 В, а сила токов / сттах и / crmjn – от нескольких миллиампер до нескольких ампер. Изменение силы тока / CTmin до / сттах может составлять от нескольких миллиампер до нескольких сотен миллиампер.  [52]

Практически при напряжениях стабилизации ниже 6 В имеет место только туннельный пробой; с ростом напряжения стабилизации увеличивается роль лавинного пробоя. В тех случаях, когда необходимо стабилизировать низкие напряжения, порядка одного вольта, используют прямую ветвь вольтамперной характеристики диода при U; Афк, имеющую слабую зависимость напряжения от протекающего тока. Приборы, использующие этот эффект, называются стабисторами.  [53]

Влияние температуры на напряжение стабилизации можно уменьшить, включив последовательно с кремниевым стабилитроном дополнительный диод ( диоды) при прямом включении р-п перехода. Поскольку падение напряжения на р-п переходе с прямым включением с ростом температуры уменьшается, общее напряжение на участке стабилитрон-диод меньше зависит от температуры, чем у каждого из них в отдельности.  [54]

Вольтметром V измеряют напряжение стабилизации.  [56]

У отечественных стабилитронов напряжение стабилизации бывает от 75 В до сотен вольт, / min обычно 3 – 5 мА, а / тах составляет несколько десятков миллиампер.  [58]

Стабилитроны обеспечивают диапазон напряжений стабилизации 3 – 200 В; их прямое напряжение составляет – 0 6 В. Как видно из рис. 3.9, обратное сопротивление диода при малых обратных напряжениях UAK U2 велико. При достижении напряжения стабилизации обратный ток резко возрастает.  [60]

Страницы:      1    2    3    4    5

Стабилитрон | Volt-info

Стабилитрон, это диод, имеющий пороговое значение напряжения обратного смещения, при котором происходит обратимый пробой p-n перехода. Что это значит?

Работа стабилитрона

При прямом включении стабилитрон работает как обычный диод, т.е. открывается, проводя электрический ток. При обратном включении до определённого значения напряжения стабилитрон заперт, как обычный диод, а при достижении и превышении этого порогового значения в некоторых пределах происходит обратимый пробой p-n перехода, через стабилитрон начинает протекать ток, сильно зависящий от величины превышения напряжения пробоя. Если последовательно стабилитрону подключить резистор, то на нём при протекании тока будет падать часть приложенного напряжения, а напряжение на стабилитроне будет находиться практически на одном уровне. В таком режиме работы стабилитрон как бы пытается удержать напряжение на своём переходе в определённом узком диапазоне, стабилизировать его, от чего и получил своё название. Последовательный резистор принимает на себя часть избыточного напряжения, снижая ток стабилитрона и позволяя использовать его при более широких колебаниях напряжения. Называется он балластным сопротивлением.

Вольтамперная характеристика стабилитрона

Вольтамперную характеристику стабилитрона можно условно разбить на два участка – характеристика прямого и обратного включения. Характеристика прямого включения стабилитрона идентична характеристике прямого включения выпрямительного диода. Рассмотрим характеристику обратного включения (рисунок), которая для стабилитрона является рабочей.

При обратном напряжении на стабилитроне не достигшим значения напряжения стабилизации U_ст.мин., он ведёт себя как обычный выпрямительный диод, через него протекает незначительный ток, обусловленный токами утечки через p-n переход.

Как только обратное напряжение достигает значения минимального напряжения стабилизации U_ст.мин., происходит лавинный пробой p-n перехода, и стабилитрон начинает проводить ток в обратном направлении.

В некоторых пределах, от минимального тока стабилизации I_{ст. мин.} до предельно допустимого значения обратного тока I_ПДО, на p-n переходе выделяется некоторое количества тепла, отводимое через корпус стабилитрона. Отвод тепла не позволяет p-n переходу перегреться, что предотвращает его термическое разрушение. Как только величина напряжения на стабилитроне снижается до значений меньше минимального напряжения стабилизации, лавинная проводимость прекращается, p-n переход восстанавливается и прекращает проводить электрический ток, за исключением тока утечки. На этом участке характеристики напряжение стабилизации может варьироваться от некоторого минимального до максимального значений: U_ст.мин – U_{ст.макс.}.

Если обратный ток стабилитрона превысит значение предельно допустимого, отвод выделяемого тепла на p-n переходе может оказаться не достаточным, при этом переход «спекается», лавинный пробой становится необратимым, стабилитрон выходит из строя. При проверке такого стабилитрона мульметром может наблюдаться как обрыв цепи стабилитрона, так и короткое замыкание.

Основные параметры стабилитрона

Для расчета параметров схем с применением стабилитронов требуется знать три основных его параметра: Напряжение стабилизации, минимальный ток стабилизации и предельно-допустимый обратный ток. В некоторых случаях может потребоваться величина предельно допустимого прямого тока стабилитрона, если он используется в цепи переменного напряжения и должен проводить ток в оба полупериода.

Напряжение стабилизации

Напряжение стабилизации, это усреднённое значение между минимальным и максимальным напряжениями стабилизации. В справочниках приводится как основной параметр. Дополнительно может указываться погрешность этого напряжения, а также минимальное и максимальное значение напряжения стабилизации.

Минимальный ток стабилизации

Минимальным током стабилизации является значение тока, при котором начинается обратимый лавинный пробой p-n перехода. Это значение тока соответствует минимальному напряжению стабилизации.

Максимально допустимый ток стабилизации

Это максимальное значение обратного тока, при котором p-n переход может быть подвержен длительное время обратимому пробою, без термического разрушения и изменения параметров стабилизации.

Максимально допустимый прямой ток

Максимальное значение прямого тока стабилитрона, которое длительное время может выдержать его p-n переход без термического разрушения и ухудшения параметров проводимости.

Применение стабилитронов

Стабилитроны используются в различных схемах. Наиболее часто они используются в схемах стабилизации напряжения, в схемах сравнения в качестве источника эталонного напряжения.

Обозначение

Стабилитрон – chipenable.ru

   Стабилитрон – это специальный полупроводниковый диод, работающий в режиме пробоя и предназначенный для стабилизации напряжения. В зарубежной литературе стабилитрон называют диодом Зенера (Zener diode), по имени Кларенса Зенера, который открыл один из механизмов электрического пробоя. Вообще существует тунельный, лавинный и тепловой пробои. На первых двух стабилитроны работают, а от последнего они выходят из строя. Но о пробоях мы рассуждать не будем, нам нужно понять, что такое стабилитрон, каков принцип его работы и как его можно использовать.

   На электрических схемах стабилитрон обозначается символом диода с небольшой закорючкой у катода и буквенным обозначением VD.

   Также существуют другие варианты обозначений стабилитрона, которые используются на зарубежных схемах.

   Как видно из рисунка, у стабилитрона два вывода – это катод и анод. Следовательно, есть всего два варианта его включения:

– включение в прямом направлении, когда анод подключается к плюсу питания, а катод к минусу,
– включение в обратном направлении, когда анод подключается к минусу питания, а катод к плюсу. 

   В прямом включении стабилитрон ведет себя как обычный диод, а вот в обратном включении в стабилитроне возникает тот самый пробой. Чтобы понять, что при этом происходит, давайте посмотрим на вольтамперную характеристику стабилитрона.

   Правая часть графика – характеристика стабилитрона, к которому приложено напряжение в прямом направлении. Левая часть графика – характеристика стабилитрона, к которому приложено обратное напряжение. Похожа на характеристику диода, но пробой (участок, где загибается график) у стабилитрона наступает гораздо раньше диода. Нас интересует левая часть графика.
   
   Вот мы подключили стабилитрон к источнику питания в обратном направлении и начинаем медленно повышать напряжение. Пока приложенное напряжение меньше напряжения пробоя, оно растет, через стабилитрон течет незначительный ток утечки Io (микроамперы, а то и меньше), пробоя нет. На этом участке стабилитрон ведет себя как резистор с очень большим сопротивлением. 

   В какой-то момент ток начнет возрастать, а напряжение замедлит свой рост – это значит что возникает начальная стадия пробоя стабилитрона. Его сопротивление падает, что можно наблюдать по “загибанию” вольтамперной характеристики. 

   При дальнейшем повышении напряжения источника питания, ток через стабилитрон будет увеличиваться значительно, а напряжение нет. Стабилитрон ведет себя как резистор с маленьким сопротивлением. Это рабочий участок характеристики, где напряжение на стабилитроне, грубо говоря, постоянно.
   
   Снова повышаем напряжение, ток продолжает расти, стабилитрон начинает греться. Когда ток превысит максимально допустимое значение, стабилитрон перегреется и выйдет из строя.

   Если не доводить дело до теплового пробоя, а снизить напряжение до нуля – вольтамперная характеристика повторится в обратном направлении.

   Какие параметры характеризуют стабилитрон? Базовые параметры – это напряжение стабилизации, минимальный ток стабилизации и мощность рассеяния.

Напряжение стабилизации Uст (в зарубежной литературе Uz, zener voltage) – это, грубо говоря, рабочее напряжение стабилитрона. А если по умному, то это напряжение на стабилитроне при прохождении заданного тока стабилизации.

Как правило, стабилитроны одного типа имеют небольшой разброс напряжения стабилизации, поэтому в документации указывается минимальное, номинальное и максимальное напряжение стабилизации при заданной температуре и токе.

Минимальный ток стабилизации Iст мин (Iz) – величина тока, при которой стабилитрон “выходит” на свой рабочий участок вольтамперной характеристики. По сути, это точка с которой начинается “излом” характеристики. 

Мощность рассеяния стабилитрона P – параметр определяющий максимально допустимый ток стабилитрона. Если принять, что напряжение на стабилитроне в рабочем режиме не меняется, то максимальный ток можно вычислить как P/Uст. Также можно прикинуть максимальный ток в прямом направлении P/Uf = P / 0,7. Мощность рассеяния стабилитрона зависит от его конструкции корпуса (и площади p-n перехода). Обычно этот параметр указывается в разделе “absolute maximum ratings”.

   Типовая схема включения стабилитрона – это схема простого стабилизатора напряжения. Она включает в себя стабилитрон и резистор для ограничения тока (источник питания и нагрузка на схеме не нарисована). На вход схемы подается нестабилизированное постоянное напряжение большее напряжения стабилизации на несколько вольт, на выходе схемы получается стабилизированное напряжение равное Uz (напряжению стабилизации) используемого стабилитрона. 

   Такой стабилизатор напряжения можно использовать для питания мало потребляемых схем, потому что из-за резистора он не способен “отдать” в нагрузку большой ток. 

  Как видно из рисунка, входной ток распределяется между стабилитроном и нагрузкой. Если нагрузка не потребляет ток, стабилитрон “забирает” весь ток на себя, и при большом его значении может перегореть. Если ток нагрузки становиться большим, то стабилитрону “достается” меньше току, напряжение на нем падает и он уже не может выполнять свои функции. 

   Номинал резистора R1 рассчитывается по формуле:

R = (Uin – Uz)/(Iz + I)

где Uin – входное напряжение (В),
Uz – номинальное напряжение стабилизации (В), 
Iz – ток стабилитрона (А),
I – ток нагрузки (А).

   Ток стабилитрона Iz нужно выбирать между минимальным и максимальным значениями, исходя из изменений входного напряжения и тока нагрузки. Минимальный ток стабилизации задается в документации, а максимальный ток можно посчитать из максимальной рассеиваемой мощности.

Как выбрать подходящий конденсатор для стабилизации входного напряжения

Почему я не мог просто использовать для этой цели регулятор?

В основном потому, что каждая микросхема не может быть рядом с регулятором. Чем дальше ваш чип от регулятора, который его питает, тем больше сопротивление и индуктивность в соединении от регулятора к выводу Vcc (и от вывода заземления на обратном пути).

Если ток, потребляемый вашей микросхемой, изменится, это сопротивление и индуктивность приведут к изменению напряжения на выводе Vcc.

Понятия не имею, как выбрать подходящее значение емкости.

На это можно посмотреть двумя способами.

1. Когда ваша микросхема изменяет свой потребляемый ток, это di / dt будет создавать падение напряжения на индуктивности обратно к источнику напряжения. Вам нужен конденсатор, который может подавать (или поглощать) дельту тока до тех пор, пока ток от источника не сможет отреагировать.

   К сожалению, выбор конденсатора таким образом требует знания двух вещей, о которых вы часто не знаете: какова будет величина di / dt, сгенерированная микросхемой (в некоторых случаях вы действительно можете знать ее) и какова индуктивность соединения с источник (его можно смоделировать с помощью хорошего инструмента проверки целостности питания, но это дорого).

2. Вы можете спроектировать свои байпасные конденсаторы так, чтобы они обеспечивали низкоомное соединение с землей на всех частотах, которые вас интересуют.

   Конденсатор с низким номиналом будет иметь высокий импеданс на низких частотах, потому что \ $ Z = \ dfrac {1} {j \ omega {} C} \ $.

   Высококачественный конденсатор потребует большего размера и будет иметь высокий импеданс на высоких частотах из-за его эквивалентной последовательной индуктивности (ESL), для которой \ $ Z = j \ omega {} L \ $.

   Решение состоит в том, чтобы подключить несколько конденсаторов параллельно, чтобы охватить все частоты.Хороший поставщик конденсаторов предоставит характеристики ESL и ESR, чтобы вы могли смоделировать свою комбинацию конденсаторов и найти комбинацию, которая работает.

Мои исследования показывают, что мне нужен электролитический конденсатор для этого приложения

Обычно используется керамический конденсатор емкостью 0,1 мкФ на выводе Vcc каждой микросхемы и несколько крупных электролитов, распределенных по плате (не обязательно по одному на кристалл). Подходит ли это для вашего дизайна, неясно из того, чем вы поделились.

Обычно высокие значения (в больших корпусах и часто электролитические) не обязательно должны быть так же близки к микросхеме, как конденсаторы малой стоимости (в небольших корпусах), потому что они полезны на более низких частотах, где индуктивность, отделяющая их от нагрузки ( чип) имеет меньший эффект. Возможно, один конденсатор емкостью 10 мкФ можно использовать между 4 или более нагрузками. А еще несколько конденсаторов на 47 или 100 мкФ можно насыпать вокруг платы.

Операционный усилитель стабилизации напряжения

– Обмен электротехнического стека

Мне интересно, как операционный усилитель стабилизирует напряжение? Это по отрицательной обратной связи, если да, то как?

Учитывая весь ваш вопрос, я полагаю, вы имеете в виду «как операционный усилитель производит стабильное напряжение на своем выходе (когда теоретически он имеет бесконечное усиление)»?

Если это неверное толкование, дайте мне знать.

В любом случае, чтобы ответить, возможно, на вопрос, который якобы является плодом моего воображения, вы должны рассмотреть, как работает система управления (потому что операционный усилитель с отрицательной обратной связью ЯВЛЯЕТСЯ системой управления).

Система управления (использующая обратную связь) имеет вход и выход. Вход – это спрос (то есть, каким вы хотите, чтобы результат был), а выход – это то, что вы хотите. Обычно существует механизм обратной связи (измерение выпуска), который позволяет системе управления регулировать вещи, чтобы получить на выходе именно то, чего требует спрос.

Эта система обратной связи называется отрицательной обратной связью, и вот красивая картинка, объясняющая, что я имею в виду: –

Контроллер (показанный выше) принимает входной сигнал запроса и обратную связь измерения и вычитает одно из другого. Если результат равен нулю, то выход такой, как ожидалось, однако, если возникает возмущение, которое изменяет выход, контроллер больше не выдает нулевой выходной сигнал. Этот ненулевой вывод управляет процессом до тех пор, пока он не станет таким, каким он должен быть, и «ошибка» не будет сведена к минимуму.

Иногда сигнала «ошибки» от контроллера недостаточно для повторного согласования выхода с потреблением (уставкой), и эту ошибку необходимо «отрегулировать», обычно путем добавления усиления, а иногда эта величина усиления очень велика.

Операционный усилитель – это красные части процесса, описанного выше: –

Есть два входа, и выход – это «процесс» (производство правильного напряжения). Он имеет большой коэффициент усиления и отрицательную обратную связь, что означает, что он может точно контролировать свой выход (несмотря на различные возмущения, такие как шум шины питания и колебания среднего значения, изменение значений нагрузки и колебания температуры).Вот простая система управления операционным усилителем: –

_{(источник: openmusiclabs.com)}

Vin + – это спрос, а Vo – выход. Выход измеряется при Vin-, и если выход близок к требованию (уставка, Vin +), то ошибка очень мала. Эта небольшая ошибка существенно усиливается внутри операционного усилителя, чтобы скорректировать выходной сигнал, чтобы он стал немного ближе к требованию. В конечном итоге всегда будет небольшая ошибка, потому что у вас не может быть бесконечного усиления, но именно так отрицательная обратная связь и операционный усилитель работают на самом базовом уровне.

Здесь я немного изменил схему операционного усилителя, добавив два резистора: –

Если выходной сигнал операционного усилителя уменьшается на 2: 1, потому что ошибка должна быть очень близка к нулю, выходное напряжение теперь в два раза больше, чем было раньше.

Стабилизация напряжения для частотно-регулируемых приводов | КЭБ

Стабилизация напряжения В этой статье мы обсудим функцию привода KEB, называемую стабилизацией напряжения. Этот пост является частью серии, в которой рассказывается о различных функциях привода KEB и о том, как их можно использовать для оптимизации характеристик двигателя.Предыдущие темы сообщений включают:

Входное напряжение определяет выходное напряжение частотно-регулируемого привода

Одним из многих преимуществ использования частотно-регулируемого привода (ЧРП) для управления электродвигателем является возможность регулировать выходное напряжение на двигателе для достижения оптимального КПД.

ЧРП выпрямляет входное переменное напряжение в постоянное напряжение на конденсаторах шины постоянного тока. Затем VFD использует выход PWM для преобразования этой мощности постоянного тока в выход переменного тока для двигателя.

Часы: как широтно-импульсная модуляция работает в частотно-регулируемом приводе

При работе частотно-регулируемого привода в режиме разомкнутого контура выходное напряжение и частота основываются на определенной кривой вольт / Гц на частотно-регулируемом приводе.Доступное выходное напряжение переменного тока частотно-регулируемого привода зависит от уровня напряжения на шине постоянного тока. И уровень шины постоянного тока зависит от входа переменного тока в VFD.

Базовый режим V / Hz VFD устанавливает линейную зависимость напряжения и Гц до номинальных значений двигателя.

Таким образом, любое колебание входного напряжения переменного тока может также вызвать колебания выходного напряжения двигателя. Нормальное отклонение напряжения от номинального входного напряжения обычно не оказывает заметного влияния на характеристики двигателя.Однако резкие колебания напряжения на двигателе (пониженное или повышенное напряжение) могут вызвать дополнительный нагрев двигателя и преждевременный выход из строя.

В случаях, когда могут возникать большие колебания входного напряжения (слабая сеть, мощность генератора), возможность стабилизации выходного напряжения двигателя независимо от колебаний входного переменного тока позволяет системе работать более эффективно и увеличивать срок службы обмотки двигателя.

Что такое стабилизация напряжения?

А когда его использовать? В частотно-регулируемых приводах

KEB в настройки параметров включена функция стабилизации напряжения, которая позволяет частотно-регулируемым приводам стабилизировать выходное напряжение двигателя в зависимости от требований двигателя.

Примером использования стабилизации напряжения является номинальное напряжение двигателя ниже входного напряжения привода. ЧРП KEB рассчитан на диапазон входного напряжения 480 ± 10%. Таким образом, входное напряжение может достигать 528 В переменного тока. Входное напряжение, близкое к верхнему пределу диапазона напряжений, может возникать в системе напряжения со слабой сетью. Возможно, уровень напряжения ближе к номинальному, когда сеть загружена, но напряжение может увеличиваться, когда общая нагрузка на линию снижается.Типичный сценарий – сильное колебание напряжения вечером, когда большая часть оборудования выключена.

В этом случае, если номинальное напряжение двигателя составляет 460 В переменного тока (60 Гц) и нет стабилизации выходного напряжения, когда входное напряжение увеличивается, это может эффективно увеличить наклон кривой вольт / Гц, что приведет к увеличению выходного напряжения на двигатель. при заданной выходной частоте. Неоптимальное более высокое напряжение приведет к более высокому току двигателя, что приведет к увеличению нагрева двигателя.Повышенный ток и нагрев могут отрицательно сказаться на сроке службы обмоток двигателя и его характеристиках.

Функция стабилизации напряжения KEB позволяет пользователю определять, каким будет выходное напряжение двигателя при номинальной выходной частоте. Затем функция стабилизации напряжения поддерживает постоянное выходное напряжение двигателя на правильной кривой вольт / Гц независимо от любых колебаний входного напряжения и, как следствие, колебаний шины постоянного тока в приводе.В случае, когда входное напряжение превышает номинальное напряжение двигателя, функция стабилизации напряжения VFD KEB ограничивает выходное напряжение двигателя кривой вольт / Гц на основе значений, введенных в VFD KEB.

Рисунок 72 – Стабилизация напряжения

Включение стабилизации напряжения приводит к оптимальной кривой В / Гц даже в ситуациях с высоким входным напряжением на привод.

В приведенном выше примере ( Рисунок 72 ) выход на двигатель установлен на 460 В переменного тока при 60 Гц.Без активированной стабилизации напряжения выходная мощность двигателя будет увеличиваться на отношение входного напряжения к номинальному напряжению двигателя. В этом случае он будет увеличен на коэффициент 528VAC / 460VAC = 1,15. Таким образом, если двигатель работал с частотой 30 Гц, выходное напряжение должно составлять 230 В переменного тока. Без стабилизации напряжения выходное напряжение двигателя будет 230 В переменного тока * 1,15 = 264,5 В переменного тока.

Такая же ситуация, описанная выше, возникает при работе двигателя с более низким напряжением, чем обычно используется в Соединенных Штатах.Например, европейский двигатель, рассчитанный на 400 В переменного тока / 50 Гц или 380 В переменного тока / 60 Гц. В этом случае функция стабилизации напряжения позволяет пользователю ограничивать выходное напряжение на заданной частоте, чтобы соответствовать кривой вольт / Гц двигателя, управляемого частотно-регулируемым приводом.

Результаты производительности

Когда KEB VFD Voltage Stabilization активирована, кривая вольт / Гц для двигателя определяется в программном обеспечении VFD. Если входное напряжение падает ниже номинального напряжения двигателя, частотно-регулируемый привод будет по-прежнему следовать правильной кривой вольт / Гц до тех пор, пока не будет достигнут предел выходного напряжения.Когда требуемое выходное напряжение двигателя равно входному напряжению, выходное напряжение двигателя останется на этом уровне. Если стабилизация напряжения не активирована, уменьшение входного напряжения сети приведет к уменьшению наклона кривой вольт / Гц, что приведет к более низкому, чем требуется, напряжению на клеммах двигателя. Более низкое напряжение может привести к увеличению тока и нагреву двигателя, а также к снижению производительности двигателя.

Рисунок 73 – Ускорение с нагрузкой

В этом случае ( Рисунок 73 ) использование стабилизации напряжения приводит к снижению потребления тока

Рисунок 74 – Замедление высокоинерционного привода от 80 Гц

Стабилизация напряжения обеспечивает оптимальное выходное напряжение, особенно при ремонтных нагрузках (см. Рисунок 74 ).

Улучшение рабочих характеристик вала двигателя

Используя функцию стабилизации напряжения VFD KEB, можно настроить приложения для работы с максимально возможной эффективностью. Повышение производительности и срока службы двигателей позволяет машиностроителям и конечным пользователям получить максимальную отдачу от своих инвестиций.

Лучшие машины с лучшими приводами

Свяжитесь с инженером KEB America, чтобы обсудить вашу сложную проблему. Давайте обсудим, как расширенные функции приводов KEB могут помочь вам решить вашу задачу.

Введение в стабилизатор напряжения – Utmel

Стабилизатор напряжения – это устройство, которое стабилизирует выходное напряжение. Стабилизатор напряжения состоит из схемы стабилизатора напряжения, схемы управления и серводвигателя. При изменении входного напряжения или нагрузки схема управления производит выборку, сравнение и усиление, а затем приводит серводвигатель во вращение, чтобы изменить положение угольной щетки стабилизатора напряжения. Соотношение витков катушки регулируется автоматически для поддержания стабильного выходного напряжения.

I Что такое стабилизатор напряжения?

Стабилизатор напряжения – это устройство, стабилизирующее выходное напряжение. Стабилизатор напряжения состоит из схемы стабилизатора напряжения, схемы управления и серводвигателя. При изменении входного напряжения или нагрузки схема управления производит выборку, сравнение и усиление, а затем приводит серводвигатель во вращение, чтобы изменить положение угольной щетки стабилизатора напряжения. Соотношение витков катушки регулируется автоматически для поддержания стабильного выходного напряжения.

Помимо основного, вас может заинтересовать это:

Тестирование автоматического стабилизатора напряжения

Каталог

II Принцип работы стабилизатора напряжения

Поскольку некоторые электроприборы содержат компоненты катушек, вихревые токи, препятствующие току, будут генерироваться на начальной стадии включения. Вихревые токи не только ослабят мгновенное напряжение при запуске прибора, что приведет к медленному запуску, но также усилит мгновенное напряжение, генерируемое после разрыва цепи, что может вызвать искру, которая повредит цепь.В это время необходим регулятор напряжения для защиты нормальной работы схемы.

Стабилизатор напряжения состоит из схемы регулирования напряжения , схемы управления и серводвигателя . При изменении входного напряжения или нагрузки схема управления производит выборку, сравнение и усиление, а затем приводит серводвигатель во вращение, чтобы изменить положение угольной щетки регулятора напряжения. Автоматически регулируя соотношение витков катушки, мы можем поддерживать стабильное выходное напряжение.Регулятор напряжения большей емкости также работает по принципу компенсации напряжения.

III Технические параметры стабилизатора напряжения

1. Диапазон адаптации входного напряжения

Стандарт IEC гласит, что входное напряжение изменяется в пределах ± 20 от номинального значения. Если значение превышает диапазон, автоматически включается звуковая и световая сигнализация, и выходное напряжение не может быть стабилизировано в пределах необходимого диапазона.

2. Коэффициент стабилизации выходного напряжения

Это эффект изменения входного напряжения, вызванный изменением выходного. При номинальной нагрузке отрегулируйте входное напряжение от номинального значения до верхнего предела и нижнего предела в соответствии с диапазоном источника напряжения, затем измерьте максимальное изменение выходного напряжения (±).

Чем меньше значение, тем лучше. Это важный показатель для измерения характеристик стабилизатора переменного напряжения.

3. Норма регулирования нагрузки.

Это эффект изменения выходной мощности, вызванный изменением нагрузки. Измените ток нагрузки и измерьте изменение выходного напряжения (±). Чем меньше значение, тем лучше. Это также важный индикатор для измерения производительности регулятора переменного тока.

4. Относительная гармоника выходного напряжения

Его также называют Искажение выходного напряжения , обычно выражаемое в THD, которое представляет собой отношение общего действующего значения содержания гармоник к действующему значению основной волны.Когда нагрузка номинальная и искажение входного напряжения соответствует базовым условиям (обычно менее 3), измерьте искажение выходного напряжения, когда входное напряжение имеет наименьшее, номинальное и наибольшее значение, и возьмите максимальное значение. Чем меньше значение, тем лучше.

5. КПД

КПД регулятора напряжения отношение выходной активной мощности P0 к входной активной мощности Pi (в процентах),

6. Коэффициент мощности нагрузки

Емкость стабилизатора напряжения выражается в вольт-амперах (ВА) или киловольт-амперах (кВА).Помимо чисто резистивной нагрузки, существуют также индуктивные и емкостные нагрузки. Помимо активной мощности есть реактивная мощность. Этот показатель отражает способность регулятора переменного тока выдерживать индуктивные и емкостные нагрузки.

В обычных источниках питания, стабилизированных переменным током, коэффициент мощности нагрузки cosφ равен 0,8. Когда продукт составляет 1 кВт, максимальная выходная активная мощность (то есть способность выдерживать резистивную нагрузку) составляет 800 Вт. Если продукт составляет 1 кВт (cosφ все еще равен 0,8), выходная активная мощность составляет 1 кВт, а выходная мощность S = 1000/0.8 = 1250 ВА в это время. Когда значение коэффициента мощности нагрузки невелико, это означает, что оборудование источника питания имеет сильную способность адаптироваться к реактивным нагрузкам.

7. Прочие параметры

Другие параметры стабилизатора напряжения переменного тока включают выходную мощность, входную частоту, влияние частоты источника, случайное отклонение (временной дрейф), входную мощность без нагрузки, коэффициент мощности источника (это значение отличается от коэффициента мощности нагрузки. тем лучше, максимум 1), относительная гармоническая составляющая тока источника, звуковой шум и т. д., трехфазный источник питания переменного тока, несимметрия трехфазного выходного напряжения и т. д.

IV Типы стабилизаторов напряжения

Имеются крупногабаритные стабилизаторы переменного напряжения мощностью от нескольких десятков до нескольких киловатт для масштабных экспериментов, промышленного и медицинского оборудования. Существуют также небольшие стабилизаторы переменного тока мощностью от нескольких ватт до нескольких киловатт, которые обеспечивают качественные источники питания для небольших лабораторий или бытовой техники.

В соответствии с различными выходными характеристиками стабилизатора напряжения, стабилизатор напряжения обычно делится на две категории: стабилизатор напряжения переменного тока (стабилизированный источник питания переменного тока) и стабилизатор напряжения постоянного тока (стабилизированный источник питания постоянного тока).Далее рассматривается стабилизированный источник питания постоянного тока.

В зависимости от рабочего состояния трубки регулятора стабилизированный источник питания часто делится на две категории: линейный стабилизированный источник питания и импульсный стабилизированный источник питания. Также есть небольшой блок питания, в котором используется стабилизатор напряжения.

1.

Стабилизатор напряжения переключения

Рисунок 1. Импульсный стабилизатор напряжения

Импульсный стабилизатор использует выходной каскад для многократного включения и выключения состояний и создания выходного напряжения с помощью компонентов накопителя энергии (конденсаторов и катушек индуктивности).Он регулирует время переключения в соответствии с образцом обратной связи выходного напряжения.

В регуляторе с фиксированной частотой синхронизация регулируется путем регулировки ширины импульса коммутируемого напряжения. Это так называемое управление ШИМ. В стробируемом генераторе или импульсном регуляторе ширина и частота переключающего импульса остаются постоянными, но включение или выключение выходного переключателя контролируется обратной связью.

В соответствии с расположением переключателей и компонентов накопителя энергии генерируемое выходное напряжение может быть больше или меньше входного напряжения, и для генерации нескольких выходных напряжений можно использовать регулятор напряжения.

В большинстве случаев при одинаковых требованиях к входному и выходному напряжению импульсные (понижающие) импульсные стабилизаторы более эффективны, чем линейные регуляторы для преобразования мощности. Тип компенсации – высокоточный регулируемый источник питания с компенсацией переменного тока (однофазный 0,5 кВА и выше, трехфазный 1,5 кВА и выше), имеет компенсационный трансформатор и выход 110 В.

2.

Параметр стабилизатора напряжения

LDO (регулятор с малым падением напряжения) – это разновидность линейного регулятора.В линейном регуляторе используется транзистор или полевой транзистор, работающий в его линейной области, чтобы вычесть избыточное напряжение из входного напряжения для получения регулируемого напряжения. Так называемое падение напряжения относится к минимальной разнице между входным напряжением и выходным напряжением, необходимой для поддержания выходного напряжения в пределах ± 100 мВ от его номинального значения.

LDO с положительным выходным напряжением обычно использует силовые транзисторы (также называемые передаточными устройствами) в качестве PNP. Этот тип транзистора допускает насыщение, поэтому регулятор может иметь очень низкое падение напряжения, обычно около 200 мВ.Для сравнения, падение напряжения традиционного линейного регулятора, использующего композитные силовые транзисторы NPN, составляет около 2 В. Отрицательный выход LDO использует NPN в качестве устройства передачи, и его режим работы аналогичен режиму работы устройства LDO PNP с положительным выходом.

В более новых разработках используются силовые КМОП-транзисторы, обеспечивающие наименьшее падение напряжения. При использовании CMOS единственное падение напряжения на регуляторе вызвано сопротивлением включения тока нагрузки источника питания. Если нагрузка небольшая, падение напряжения, создаваемое этим методом, составляет всего десятки милливольт.

3.

Стабилизатор напряжения для станка лазерной резки

Когда напряжение источника питания распределительной сети колеблется или изменяется нагрузка, он может автоматически обеспечивать стабильность выходного напряжения. Он должен иметь большую емкость, высокую эффективность, широкий диапазон регулирования напряжения, отсутствие дополнительных искажений формы сигнала и фазового сдвига, быстрое время деформации и стабильность. Кроме того, он также имеет отличные функции защиты от аварийной сигнализации, такие как короткое замыкание и механический отказ, а объем должен быть как можно более компактным и простым в использовании.

Применение и функция стабилизатора напряжения

1.

Применение стабилизатора напряжения Стабилизаторы напряжения

могут найти широкое применение в: промышленных и горнодобывающих предприятиях, нефтяных месторождениях, железных дорогах, строительных площадках, школах, больницах, сообщениях и телекоммуникациях, гостиницах, электронных компьютерах, точных станках, компьютерной томографии (КТ), точных приборах, испытательных устройствах. научных исследований, освещения лифтов, импортного оборудования, производственных линий и других мест, требующих стабильного напряжения питания .

Рисунок 2. Стабилизатор напряжения компьютера

Он также подходит для пользователей в конце низковольтной распределительной сети, где напряжение источника питания слишком низкое или слишком высокое, а диапазон колебаний большой, то есть электрическое оборудование с большими колебаниями нагрузки. Мощный компенсирующий стабилизатор мощности можно подключать к тепловым, гидравлическим и малогабаритным генераторам.

2.

Функция стабилизатора напряжения

Стабилизатор напряжения – это цепь питания или блок питания, который может автоматически регулировать выходное напряжение.Его функция заключается в стабилизации напряжения источника питания, которое сильно колеблется и не соответствует требованиям электрического оборудования в пределах установленного диапазона значений, чтобы различные схемы или электрические устройства могли нормально работать при номинальном рабочем напряжении.

Первоначальный регулятор мощности полагался на скачок реле для стабилизации напряжения. Когда напряжение в сети колеблется, активируется схема автоматической коррекции стабилизатора мощности, чтобы запустить внутреннее реле, заставляя выходное напряжение оставаться близким к установленному значению.Эта схема проста, но точность регулирования напряжения невысока, и каждый раз, когда реле прыгает и смещается, это вызывает мгновенное прерывание подачи питания, вызывая искровые помехи.

Это сильно мешает чтению и записи компьютерного оборудования, и очень легко вызвать неправильные сигналы на компьютере, а в серьезных случаях это приведет к повреждению жесткого диска.

В высококачественных малогабаритных стабилизаторах напряжения в основном используется двигатель для приведения в действие угольных щеток для стабилизации напряжения.Этот тип стабилизатора напряжения имеет мало помех для электрического оборудования и имеет относительно высокую точность стабилизации напряжения.

VI Меры предосторожности

1.

Ежедневное внимание

(1) Избегайте сильной вибрации и предотвращайте попадание агрессивных газов и жидкостей; предохранять от полива и помещать в проветриваемое и сухое место; не накрывайте тканью, чтобы затруднить вентиляцию и отвод тепла.

(2) Используйте трехконтактную розетку (с заземлением), и винт заземления на машине должен быть правильно заземлен, в противном случае мы обнаружим, что корпус заряжен при тестировании. Это нормальное явление, вызванное электричеством, индуцированным распределенной емкостью, и может быть устранено после подключения к заземляющему проводу.

Если в корпусе имеется серьезная утечка тока и измеренное сопротивление изоляции меньше 2 МОм, слой изоляции может быть влажным или цепь и корпус закорочены.Перед использованием следует выяснить причину и устранить неисправность.

(3) В стабилизаторе напряжения малой мощности 0,5–1,5 кВА используется предохранитель для защиты от перегрузки по току и короткого замыкания, а в стабилизаторе напряжения 2–40 кВА используется автоматический выключатель для защиты от перегрузки по току и короткого замыкания. Если предохранитель часто перегорает или автоматический выключатель часто срабатывает, проверьте, не слишком ли велик потребление электроэнергии.

(4) Когда выходное напряжение превышает значение защиты (значение защиты фазного напряжения установлено на заводе на 250 В ± 5 В), автоматически включается стабилизированный источник питания.Если выходное напряжение стабилизированного источника питания отключено, а индикатор перенапряжения все еще горит, пользователь должен немедленно выключить устройство и проверить сетевое напряжение или стабилизатор напряжения. Если стабилизатор напряжения автоматически отключается (с входом, но без выхода), проверьте, не превышает ли напряжение сети 280 В. Если оно ниже 280 В, проверьте, исправен ли регулятор. Используйте после выяснения причины.

(5) Если выходное напряжение стабилизатора напряжения сильно отличается от 220 В, отрегулируйте потенциометр на панели управления до тех пор, пока выходное напряжение не станет нормальным (если входное напряжение не достигает диапазона регулирования напряжения, его нельзя регулировать. ).

(6) Когда напряжение сети часто находится на нижнем пределе (<150 В) или верхнем пределе (> 260 В) входного напряжения стабилизатора напряжения, предельный микровыключатель легко дотронуться и может произойти сбой управления. В это время регулятор напряжения не может регулировать напряжение или может быть только отрегулирован (или может быть отрегулирован только вниз), и сначала следует проверить микровыключатель.

(7) Пожалуйста, содержите внутреннюю часть устройства в чистоте, пыль будет препятствовать вращению шестерни и влиять на точность выходного напряжения.Пожалуйста, очищайте и своевременно поддерживайте чистоту контактной поверхности змеевика. Когда угольная щетка сильно изношена, давление следует отрегулировать, чтобы избежать пробоя на контактной поверхности угольной щетки и катушки. Угольную щетку следует заменить, если ее длина меньше 2 мм. А когда плоскость катушки обожжена черным, следует ее отполировать мелкой наждачной бумагой.

(8) Входной конец 3-фазного стабилизатора напряжения должен быть подключен к нейтральной линии , в противном случае стабилизатор напряжения не сможет нормально работать с нагрузкой, и стабилизатор напряжения и электрооборудование будут повреждены.Не используйте заземляющий провод для замены нейтрального провода (но нейтральный и заземляющий провода можно подключать параллельно), а нейтральный провод нельзя подключать к предохранителю.

Рисунок 3. Трехфазный стабилизатор напряжения

(9) Если выходное напряжение регулятора ниже номинального напряжения (220 В или трехфазное 380 В), проверьте, не слишком ли низкое входное напряжение. Когда номинальное напряжение достигается без нагрузки, а выходное напряжение ниже номинального напряжения под нагрузкой, это происходит из-за того, что поверхность нагрузки входной линии слишком мала, или конец нагрузки превышает диапазон номинальной мощности регулятора, линейное напряжение падение слишком велико, когда используется нагрузка, а входное напряжение ниже, чем нижний предел диапазона регулировки регулятора, в это время вам следует заменить более толстый входной провод или увеличить емкость продукта.

(10) Когда одна нагрузка имеет большую мощность (например, кондиционер и т. Д.), Входная линия длинная, а поверхность нагрузки недостаточна, напряжение значительно снижается, когда нагрузка работает, и загрузка может быть затруднена. Когда нагрузка временно останавливается во время работы, в выходной момент произойдет сбой питания из-за перенапряжения. Если такое явление происходит, это не неисправность регулятора напряжения, и входная линия должна быть улучшена (линия должна быть утолщена, а длина входной линии должна быть сокращена как можно больше, чтобы уменьшить падение напряжения в линии) .

(11) Если выходное напряжение стабилизатора напряжения серьезно отклоняется от 220 В, проверьте

① находится ли входное напряжение в пределах диапазона стабилизации напряжения;

② сильно ли изношена шестерня мотора и является ли вращение гибким;

③ не поврежден ли концевой выключатель;

④ гладкая ли плоскость катушки;

⑤ не повреждена ли плата управления.

2. Вопросы безопасности

(1) При включении стабилизированного источника питания не разбирайте стабилизированный источник питания и не тяните за входные и выходные линии стабилизированного источника питания по своему желанию, чтобы предотвратить поражение электрическим током или другие несчастные случаи, связанные с электробезопасностью.

(2) Входные и выходные линии стабилизированного источника питания должны быть расположены разумно, чтобы предотвратить вытаскивание и износ, которые могут привести к утечкам.

(3) Стабилизированный источник питания должен быть надежно заземлен, и пользователь несет ответственность за поражение электрическим током или травмы людей, вызванные работой с незаземленным проводом.

(4) Заземляющий провод стабилизированного электроснабжения нельзя подключать к объектам общего пользования, таким как трубопроводы отопления, водопроводы, газопроводы и т. Д., чтобы избежать нарушения прав третьих лиц или причинения вреда.

(5) Входные и выходные линии стабилизированного источника питания следует регулярно проверять, чтобы избежать ослабления или падения, что может повлиять на нормальное использование и безопасность стабилизированного источника питания.

(6) Выбор соединительного провода стабилизатора напряжения должен обеспечивать достаточную допустимую нагрузку по току.

(7) Со стабилизатором напряжения следует обращаться осторожно, чтобы избежать сильной вибрации при работе;

(8) Убедитесь, что пружина угольной щетки стабилизатора напряжения имеет достаточное давление, чтобы избежать пробоя на контактной поверхности угольной щетки и катушки;

(9) Непрофессионалы не могут разобрать или отремонтировать стабилизированный блок питания.

VII Анализ отказов

Отказ производительности: нет выхода, нет индикации напряжения или нет запуска
Анализ причин	Устранение неисправностей
Защита от повышенного или пониженного напряжения	Отрегулируйте внутренний регулируемый потенциометр выходного напряжения
Защита от смещения фаз и обрыва фазы	Произвольно поменять местами любые две фазы из трех фаз
Основная плата управления сломана	Заменить
Выходной АС нарушен	Заменить

Отказ производительности: выходное напряжение ненормальное
Анализ причин	Устранение неисправностей
Это гомологичный регулятор	Заменить на шунтирующий регулятор
Превышен диапазон регулятора напряжения	Заменить регулятором напряжения широкого диапазона
Сломан концевой выключатель свинца	Заменить
Обрыв платы фазы	Заменить
Сгорел серводвигатель	Заменить

Отказ в работе: не регулируется
Анализ причин	Устранение неисправностей
Превышен диапазон регулятора напряжения	Замена регулятора широкого диапазона
Сломан концевой выключатель свинца	Заменить
Печатная плата сломана	Заменить
Сгорел серводвигатель	Заменить

Отказ в работе: Неожиданное отключение во время работы
Анализ причин	Устранение неисправностей
Общая тормозная способность малая	Заменить воздушным выключателем соответствующей мощности
Воздушный выключатель сломан	Заменить
Мгновенно слишком высокое импульсное напряжение	Заменить на бесконтактный высокоточный стабилизатор напряжения

Отказ в работе: гудение внутри регулятора
Анализ причин	Устранение неисправностей
Перегрузка	Уменьшить количество подключенного оборудования
Внутри есть обломки	Убрать мусор

Отказ в работе: стабилизатор напряжения не может работать автоматически
Анализ причин	Устранение неисправностей
Автоматический кнопочный переключатель не включен	Заменить
Неисправность платы	Заменить

Отказ в работе: ненормальное напряжение на панели пресса (регулятор мощности не имеет этой функции)
Анализ причин	Устранение неисправностей
Сгорел серводвигатель	Заменить
Сломан концевой выключатель свинца	Заменить
Печатная плата перегорела	Заменить
Ручки ручного и автоматического управления не повернуты на ручку	Открыто для руководства

Дружественное напоминание: Если стабилизатор напряжения выходит из строя, и вы не можете с этим справиться или прекратите подавать питание на внутреннее оборудование, обратитесь в профессиональную компанию.

Рекомендуемые статьи:

Мультивибратор: схемы, типы и применение

Светодиодный драйвер: функции, типы и применение

Что такое цифровая интегральная схема и как ее использовать?

Введение в фотонные интегральные схемы и технологию PIC

Электрическая изоляция или стабилизация напряжения? Как выбрать самый эффективный

Первоначально опубликовано в блоге GMI GM International | 26 июня 2019

В промышленной среде специалистам по безопасности необходимо защитить сети связи от скачков и переходных процессов, используя электрическую изоляцию или стабилизацию напряжения .Давайте посмотрим, какое решение лучше всего подходит для разных сценариев.

Наиболее широко применяемыми стандартами дифференциальной цифровой передачи в этой области являются EIA / TIA-422 и EIA / TIA-485, то есть RS-422 и RS-485. Они предлагают преимущества с точки зрения надежности, рентабельности и устойчивости к внешним помехам. Однако есть и обратная сторона: промышленные среды обычно очень сложные , поскольку они сочетают в себе оборудование, которое обычно работает в течение длительного времени, если не всегда, с выдающейся производительностью в зависимости от типа производства.Кроме того, сети передачи данных часто охватывают большие расстояния, что еще больше увеличивает потенциальные риски. Соответственно, цепи данных могут быть повреждены неисправностями на пути следования: электрические помехи, удары молнии, перенапряжения, которые могут привести к переходным процессам, проходящим через систему последовательной связи, а также подключенное оборудование. Опять же, количество «узлов» в сети с разными потенциалами заземления может вызвать протекание заземляющих токов по пути с наименьшим сопротивлением, т. Е.заземление. Однако результаты всегда одни и те же: серьезных повреждений оборудования, которые считаются необходимыми для деятельности , что означает остановки производства, задержки, рост затрат и, в самых серьезных случаях, также риски для жизни человека.

Наиболее частые проблемы

Вышеупомянутые потенциальные риски можно условно разделить на две категории: очень высокие напряжения, (несколько кВ) с очень коротким сроком службы (тысячные доли секунды), такие как молнии и искры, электростатические заряды, переключение больших индуктивных нагрузок и скоро; а затем менее релевантных напряжений с очень длительным сроком службы , обычно генерируемых коротким замыканием, возникающим между сетью передачи данных и кабелями питания.Помехи, которые могут повлиять на сеть, также можно разделить на две категории: обычные, измеряемые относительно местного заземления цепи, и дифференциальные, которые могут быть измерены на основе двух линий, например той, которая передает данные и подачу высокого напряжения.

Как работают стабилизатор и изолятор напряжения

Давайте посмотрим, как работают стабилизатор напряжения и изолятор, чтобы определить наиболее подходящие настройки приложения.

Стабилизатор напряжения – это устройство, которое ограничивает входное напряжение путем блокировки или замыкания на землю напряжений, превышающих определенный порог, таким образом рассеивая избыточную энергию, передаваемую, например, посредством удара молнии.

Изолятор , напротив, представляет собой устройство, предназначенное для изоляции напряжения, считающегося опасным, в одной области системы, чтобы оно не приводило к временному или постоянному повреждению других частей. Изолятор преобразует сигналы, несущие данные, в световые импульсы или в электрическое поле, а затем, после завершения, сигналы снова превращаются в данные и преодолевают препятствие.В результате линии передачи данных и линии заземления разделены, поэтому аварии с контуром заземления не могут произойти. Кроме того, благодаря такому разделению изолятор защищает линию передачи данных от помех, вызываемых электрическими и магнитными полями.

Обе технологии подходят и полезны для промышленного сектора, хотя при проектировании установки необходимо учитывать некоторые аспекты. Стабилизатора напряжения, например, может быть недостаточно, а при неправильном выборе и установке повреждения могут даже перевесить преимущества.То же самое относится и к изолятору: очень сильные переходные процессы могут повредить его, сделав его бесполезным. Рассмотрев плюсы и минусы, часто бывает полезно объединить оба решения , выбрав подходящее расположение для каждого из двух устройств в соответствии с конкретным приложением. Например, стабилизатор напряжения более эффективен при использовании в качестве первичной защиты линии электропередачи, в то время как изолятор эффективно защищает сигнал. Таким образом достигается наилучший уровень защиты, совпадающий с обоими из них.

(PDF) Стабилизация сетевого напряжения для интеллектуальных сетевых систем

Саурав Дас, Фарзам Айделхани, Сомир Мустак, А. К. М. Баки и М. А. Раззак. «Стабилизация напряжения сети

для систем умных сетей». В Международной конференции Power India (PIICON), 2016 IEEE

7th, pp. 1-6. IEEE, 2016.

Стабилизация напряжения сети для интеллектуальных сетевых систем

Саурав Дас * 1, Фарзам Айделхани1, Сомир Мустак1, А.К.М Баки ** 2, М.A. Razzak *** 1

1 Кафедра электротехники и электроники, Независимый университет Бангладеш, Дакка, Бангладеш

2 Кафедра электротехники и электронной техники, Университет науки и технологий Ахсануллы, Дакка, Бангладеш

E-mail: * saurav @ iub.edu.bd, **[email protected], ***[email protected]

Аннотация. По мере того, как электросеть улучшается и увеличивается с каждым днем ​​в размере

, новые системы должны быть разработан и спроектирован так, чтобы контролировать

и устранять вновь возникающие проблемы.В этом документе

предлагается новая система для стабилизации колебаний напряжения в сети

, которые часто возникают в некоторых ситуациях. Например, когда большое количество распределенных генерирующих ресурсов

подключено к сети

и когда нагрузка быстро колеблется. Система

предложена здесь как решение проблемы пониженного напряжения

в сети. Когда распределенные генерирующие блоки, такие как фотоэлементы

и микротурбины, подключаются к сети, напряжение сети

увеличивается выше верхнего допустимого уровня.

Во время ситуаций перенапряжения предлагаемая система будет отключена

, и система накопления энергии будет получать питание от сети

; в результате сетевое напряжение снизится до приемлемого уровня

. В документе также описывается сетевой инвертор

(GTI) для системы. Система состоит из механизма мониторинга

, который непрерывно отслеживает колебания напряжения сети

.Если сетевое напряжение упадет до определенного уровня, блок управления

отправит команду на блок повышающего преобразователя, чтобы повысить уровень напряжения

системы накопления энергии. Чтобы поддерживать постоянное напряжение сети

независимо от того, насколько сильно колеблется нагрузка

, повышенная мощность постоянного тока будет подаваться в сеть посредством

с использованием GTI. Предлагаемая система была продемонстрирована

с помощью программного обеспечения моделирования PSIM.Электронная управляющая часть системы

была разработана и продемонстрирована с помощью программного обеспечения моделирования Proteus

.

Ключевые слова: повышающий преобразователь, сетевой инвертор, интеллектуальная сеть,

Контроль напряжения.

I. ВВЕДЕНИЕ

Текущая система электросетей в

довольно неэффективна, имея дело с текущими требованиями и требованиями электросетевой системы

. Новые и улучшенные домашние энергосистемы, системы распределенной генерации

и системы хранения требуют степени контроля

, которая просто отсутствует в существующей энергосистеме

.Возникают новые проблемы, поскольку Smart Grid

становится нормой для многих передовых систем из-за очевидного преимущества

над старой системой. Линейное напряжение любой ветви

сети будет снижаться, когда нагрузка на нее

будет продолжать увеличиваться. В распределительной сети, система контроля и управления напряжением

является основными проблемами в

для поддержания стабильного напряжения системы.Механизм управления Efficient Voltage

необходим для обеспечения высокого качества электроэнергии

, стабильного профиля напряжения и снижения потерь в системе

. Изменение нагрузки – одна из причин нестабильности напряжения

, для которой от нескольких секунд до минут.

напряжение может упасть ниже номинального рабочего напряжения [1-2].

Для решения этой проблемы было проведено множество исследований.

Подходы к контролю применялись централизованным и

децентрализованным способами.В централизованной системе управления подсистемы

работают под управлением единой системы управления

. Поскольку эти методы применимы для крупномасштабной области

и требуют сбора информации о ресурсах и распределенной генерации

, это вызывает временную задержку в принятии решения.

В результате система управления мгновенным напряжением

не может быть реализована [3]. Чтобы защитить систему от колебаний напряжения

, Кристиан Рехтанц

и др. [4] предложил систему, основанную на PMU (единицы измерения Phasor

).Поскольку PMU может обеспечивать измерения

, относящиеся к показателям напряжения и тока,

привлекает инженеров энергосистемы. Синхронизированные значения

напряжения и тока можно получить, используя одновременно

сигналов GPS (Global Positioning Systems) [5-7]. PMU

может измерять фазу двунаправленного потока мощности [8-10].

Однако из-за высокой стоимости и невозможности работы в условиях множественной нестабильности

в практическом мире эту систему PMU

нельзя использовать в большом количестве.В зависимости от архитектуры и состояния системы

необходимо настроить оптимальное количество блоков PMU

в сети энергосистемы [11-12].

Чтобы решить эту проблему флуктуаций напряжения экономичным способом, здесь был предложен метод. Согласно

этому предложению мощность постоянного тока от аккумуляторной батареи может быть увеличена

схемой повышения напряжения для достижения напряжения, которое может быть

, подаваемым обратно в электросеть таким образом, что мощность течет из

системы накопления энергии в сетку.Сетевой инвертор

используется для преобразования источника питания от батареи постоянного тока в переменный ток

, который может напрямую подаваться в сеть. Напряжение от сети

будет постоянно контролироваться по нагрузке (домашние приборы

), и как только напряжение сети снизится с

заданного уровня из-за увеличения нагрузки, разработанная система управления

включит инвертор включится, и питание начнет поступать от аккумуляторной батареи

в сеть и, следовательно, обеспечит стабильность напряжения сети

.С другой стороны, когда напряжение сети

будет выше, чем заданное напряжение, контроллер

выключит инвертор, и вся мощность уйдет

на нагрузку и начнет заряжать аккумуляторные системы хранения

, принося напряжение сети до допустимого диапазона

–

вольт. Инвертор и повышающий преобразователь вместе с батареей

, нагрузкой и сетью были спроектированы

с использованием программного обеспечения для моделирования PSIM, где все входные и выходные напряжения и токи

были измерены и показаны в порядке

для определения осуществимость системы.Система управления

для инвертора, который непрерывно контролирует сетевое напряжение

, разработана с использованием программного обеспечения для моделирования Proteus, а микроконтроллер PIC

был закодирован для включения инвертора, как только

, как только линейное напряжение упадет ниже определенного уровня.

Coda Effects – Стабилизация источника питания, инвертор напряжения

Для некоторых схем требуется инвертированная полярность, например схемы, использующие транзисторы PNP, например, некоторые германиевые транзисторы. Fuzz Face – самая известная схема, для работы которой требуется отрицательное напряжение. . Однако это большая проблема, когда у вас есть классические центрально-отрицательные источники питания, такие как стандартные бобышечные, или когда вы используете педальную плату с классическим источником питания. Чтобы избежать этого, есть простое решение: использовать инвертор напряжения , который преобразует входное напряжение + 9 В в -9 В !

Для этого используется интегральная схема MAX1044, которая может инвертировать подаваемое напряжение. Вот схема, которую мы можем найти в даташите:

Несколько слов о таблицах : они похожи на ID компонентов .Вы можете найти спецификации на веб-сайте поставщика (например, Wima, если вы ищете техническое описание конденсатора Wima MKP2). Все характеристики компонента записаны в даташите. Таким образом, действительно полезно поискать техническое описание, если вы упускаете что-то об одном компоненте (точный размер печатной платы, максимальное напряжение …)

Напряжение поступает на микросхему через контакт V + (номер 8) и выходит в инвертированном виде. через пин номер 8. Контакт номер 3 соединен с землей, а конденсатор емкостью 10 мкФ подключен между крышкой + (подключенной к + клемме крышки) и крышкой (угадайте, с какой стороны крышки ^^).10 мкФ подключен к земле около выходного напряжения.

Блок питания также можно немного улучшить с помощью простой компоновки, которую вы найдете во многих стомпбоксах. Он присутствует в схеме Скраффи (без конденсатора 0,1 мкФ)

Диод, подключенный к земле, защищает цепь от инверсии полярности . Действительно, диод пропускает ток только в одном направлении (по стрелке на схеме диода). Таким образом, если мы подключим классический центральный отрицательный источник питания, земля будет 0 В, а + 9 В будет + 9 В.Через диод не будет проходить ток. Однако, если мы подключим центральный положительный источник питания (что может произойти с нечеткими гранями, которые обычно нуждаются в центральном положительном источнике питания), земля станет + 9 В, а напряжение будет землей! В нормальном контексте это повредило бы компоненты, и особенно транзисторы … Однако здесь ток будет проходить через диод прямо на + 9 В (земля), избегая таких проблем (довольно неприятно для транзисторов NKT275, которые стоят почти 30 евро!)

Резистор 100 Ом в сочетании с 47 мкФ и 0.Конденсаторы емкостью 1 мкФ устраняют все остаточные колебания, исходящие от источника питания. Действительно, когда ток преобразуется из переменного в постоянный, некоторая рябь все еще может присутствовать. Поскольку конденсаторы пропускают через себя только переменный ток, переменный ток уйдет на землю вместо того, чтобы паразитировать на цепи и генерировать гудящие шумы! Различные номиналы конденсаторов предназначены для устранения высоких и низких частот переменного тока.

В конце концов, с этой простой схемой мы получаем более стабильное входное напряжение (меньше шума) и защиту, если кто-то подключает неправильный источник питания (центральный положительный вместо отрицательного).Что может случиться с Fuzz Faces!

Надеюсь, что все понятно! Если нет, оставьте комментарий!

Чтобы пойти дальше:
Geofex от + 9В до -9В: оригинальная система, позволяющая использовать аккумулятор только при подключении к розетке. .