Voltaj regulyatori

Stabilizator - kirish va chiqish kuchlanishiga ega boʻlgan elektromexanik yoki elektr (elektron) qurilma, kirish voltaji va chiqish yuk oqimining sezilarli oʻzgarishi bilan chiqish kuchlanishini tor chegaralarda ushlab turish uchun moʻljallangan.

Stabillashtirilgan quvvat manbai (inglizcha: Power conditioner) — elektr energiyasini keyinchalik foydalanish uchun mos holatga aylantirish uchun ishlatiladigan qurilmalar.

AC kuchlanishli stabilizatori

Chiqish kuchlanishining turiga koʻra stabilizatorlar 2 turga: toʻgʻridan-toʻgʻri kuchlanish va oʻzgaruvchan kuchlanish stabilizatorlariga boʻlinadi. Qoidaga koʻra, stabilizatorning kirishi va chiqishidagi kuchlanish turi bir xil (doimiy yoki oʻzgaruvchan), biroq stabilizatorlarning ayrim turlarida ularning turlari oʻzgacha.

DC kuchlanish stabilizatorlari

Chip chiziqli stabilizator KR1170EN8

Chiziqli stabilizator

Chiziqli kuchlanish regulyatori kuchlanish boʻluvchidir, uning kirish qismi (beqaror) kuchlanish bilan taʼminlanadi va chiqish (stabillashtirilgan) kuchlanish boʻlinuvchining keyingi qismida olinadi. Stabilizatsiya ajratuvchi qoʻllardan birining qarshiligini oʻzgartirish orqali amalga oshiriladi: stabilizatorning chiqishidagi kuchlanish belgilangan chegaralar ichida boʻlishi uchun qarshilik oʻzgartirilmaydi.

Kirish / chiqish kuchlanishlarining katta nisbati bilan chiziqli regulyator samaradorligi kam, chunki kirish quvvatining katta qismi tartiblovchi elementda issiqlik shaklida tarqaladi, ketma-ket regulyatorda quvvat sarflaydi. $P_{L}$ :

$P_{L}=(U_{in}-U_{out})\cdot I_{out},$

Bu yerda $U_{in}$ — stabilizatorning kirish kuchlanishi,

$U_{out}$ — stabilizatorning chiqish kuchlanishi,

$I_{out}$ — stabilizatorning chiqish oqimi.

Shuning uchun, ushbu turdagi stabilizatorlardagi tartibga soluvchi element va ortib borayotgan quvvat sezilarli quvvatni bartaraf etish kerak, yaʼni u kerakli maydonning radiatoriga oʻrnatilishi lozim.

Chiziqli regulyatorning qulayligi- soddaligi, shovqinning yoʻqligi va ishlatiladigan elektron komponentlarning kamligi.

Oʻzgaruvchan qarshilikka ega elementning kiritilishiga qarab, chiziqli stabilizatorlar 2 turga boʻlinadi:

• Mos keluvchi : tartibga soluvchi element yuk bilan ketma-ket ulanadi.
• Parallel : tartibga soluvchi element yuk bilan parallel ravishda ulanadi.

Stabilizatsiya usuliga qarab:

• Parametrik : bunday stabilizatorda qurilmaning I-V xarakteristikasi ishlatiladi, bu yerda qurilmaning differentsial qarshiligi qurilma orqali oqadigan oqimlarning keng diapazonida kichikdir.
• Kompensatsion : fikr-mulohazalarga ega. Unda stabilizatorning chiqishidagi kuchlanish mos yozuvlar bilan taqqoslanadi, ularning orasidagi farqdan tartibga soluvchi element uchun boshqaruv signali hosil boʻladi.

Yarimoʻtkazgichli zener diyotidagi parallel parametrik stabilizator

Ushbu sxemada ham yarimoʻtkazgichli zener diodi, ham gazli porlashli razryadli zener diodini ishlatish mumkin.

Eng oddiy parametrik stabilizator sxemasi

Bunday stabilizatorlar past oqim isteʼmoli bilan kontaktlarning zanglashiga olib keladigan kuchlanishini barqarorlashtirish uchun foydalaniladi, chunki kuchlanishni barqarorlashtirish uchun zener diodi orqali tok oʻtishi kerak. $D1$ ulangan yukdagi stabilizatordan joriy isteʼmoldan bir necha marta (3 — 10) yuqori boʻlishi lozim $R_{L}$ . Odatda, bunday chiziqli regulyator sxemasi yanada murakkab boshqaruv regulyatori davrlarida kuchlanish mos belgilar sifatida qoʻllangan.

Rezistor oʻrniga kirish kuchlanishidagi oʻzgarishlardan kelib chiqadigan chiqish kuchlanishining beqarorligini kamaytirish uchun $R_{V}$ ish oqimi oraligʻida I-V boʻlimida yuqori differentsial qarshilikka ega boʻlgan 2 terminalli sxemani oʻz ichiga olishi kerak va oqim manbai sifatida ishlaydi. Ammo, bu chora yuk qarshiligining oʻzgarishidan kelib chiqadigan chiqish kuchlanishining beqarorligini kamaytirmaydi.

Bipolyar tranzistorda ketma-ket stabilizator

Emitent izdoshi bilan seriyali stabilizator. Oklar elektr salohiyatini oshirish yoʻnalishini koʻrsatadi.

Bu sxemada tartibga soluvchi tranzistorning pastgi kuchlanish zener diyotidagi kuchlanishga bilan bir hil qiymatga ega. $U_{z}$ va chiqish kuchlanishi quyidagicha boʻladi: $U_{out}=U_{z}-U_{be},\$$U_{be}$ tranzistorning bazasi va emiter orasidagi kuchlanish. Chunki $U_{be}$ ozgina emiter oqimiga bogʻliq, — stabilizatorning chiqish oqimi va kichik (germaniy tranzistorlar uchun 0,4 V va silikon tranzistorlar uchun 0,6-0,65 V), yuqoridagi sxema kuchlanishni barqarorlashtiradi.

Ushbu sxema zener diyotida parallel parametrik stabilizator, yuqorida muhokama qilingan, emiter davomining kirishiga ulangan. Chiqish kuchlanishidagi oʻzgarishlar va chiqish oqimidagi oʻzgarishlar uchun deyarli toʻliq kompensatsiyani taʼminlaydigan toʻgʻridan toʻgʻri tartibga solish hususiyatiga ega emas.

Chiqish kuchlanishi zener diyotining stabilizatsiya kuchlanishidan qiymatdan kamroq $U_{be}$, bu tranzistor orqali oʻtadigan oqimning kattaligiga oʻzaro bogʻliq. Baʼzi bogʻliqlik $U_{be}$ oqim va haroratning qiymati boʻyicha, zener diyotidagi parallel parametrik stabilizator bilan solishtirganda, chiqish kuchlanishining barqarorligini sifatini kamaytiradi.

Bu yerda emitent izdoshi oqim kuchaytirgichi boʻlib, zener diyotidagi parallel parametrik stabilizator bilan taqqoslaganda stabilizatorning maksimal chiqish oqimini oshirishga vaziyat yaratib beradi. $B_{st}$ bir marta, $B_{st}$ — umumiy kollektor rejimida tranzistorning statik oqim oʻtkazish koeffitsienti. Chunki $B_{st}$ 1 dan bir necha oʻn marta katta boʻlsa, parametrik stabilizatordan olingan kichik oqim kuchayadi $B_{st}$ bir marta. Agar bunday oqim kuchaytirilishi maʼlum qiymatli chiqish oqimini taʼminlash uchun kamlik qilsa, unda kompozit tranzistor ishlatiladi, masalan, Darlington juftligi.

Juda past yuk oqimi bilan, birliklar tartibida — oʻnlab mkA, bunday stabilizatorning chiqish kuchlanishi (ochiq elektron kuchlanish) taxminan 0,6 V ga oshadi, chunki $U_{be}$ bunday oqimlarda nolga yaqinlashadi. Baʼzi manbaalarda bu boshqacharor, keyin stabilizatorning chiqishiga qoʻshimcha yuk qarshiligi ulanadi, bu har qanday holatda bir necha milliamper stabilizatorning eng kam yuk oqimini taʼminlaydi.

Avtomatik tartibga solish halqali ketma-ket kompensatsiya regulyatori

Operatsion kuchaytirgich yordamida seriyali kompensatsiya regulyatori

Bunday stabilizatorlarda chiqish kuchlanishi mos yozuvlar kuchlanishi bilan solishtiriladi, bu kuchlanishlar orasidagi farq xato signali kuchaytirgichi tomonidan kuchaytiriladi, xato signali kuchaytirgichining chiqishi tartibga soluvchi elementni moslaydi.

Masalan, rasmdagi diagramma koʻrsak. Chiqish kuchlanishining bir qismi $U_{out}$ potansiyometrdan tashkil topgan qarshilik kuchlanish boʻluvchisidan olingan $R2$ va sobit rezistorlar $R1,\ R3$ mos yozuvlar kuchlanish bilan qiyoslanganda $U_{z}$ parametrik stabilizatordan — zener diyoti $D1$ . Ushbu kuchlanishlar orasidagi farq operatsion kuchaytirgichdagi (op-amp) differentsial kuchaytirgich tomonidan kuchaytiriladi. $U1$, uning chiqishi emiter izdoshi sxemasiga muvofiq ulangan tranzistorning asosiy oqimini oʻzgartiradi .

Ushbu sxemada toʻgʻridan toʻgʻri tartibga solish halqasi, salbiy qayta aloqa halqasi mavjud. Agar chiqish kuchlanishi belgilangan qiymatdan kichik boʻlsa, u holda tartibga soluvchi tranzistor qayta aloqa orqali koʻproq ochiladi, agar chiqish kuchlanishi belgilangan qiymatdan katta boʻlsa, aksincha.

toʻgʻridan toʻgʻri tartibga solish halqasining barqarorligi uchun quyi fazasining siljishi 180 ° ga yaqin boʻlishi kerak. Chiqish kuchlanishining bir qismidan beri $U_{out}$ operatsion kuchaytirgichning inverting kirishiga ishlatiladi $U1$, bu fazani 180 ° ga siljitadi va boshqaruv tranzistori past chastotalarda fazani siljitmaydigan emiter izdoshlari sxemasiga muvofiq ulanadi, bu avtoregulyatsiya sxemasining barqarorligini taʼminlaydi, chunki quyi fazasi siljishi 180 ga yaqin. °.

Yoʻnaltiruvchi kuchlanish $Uz$ zener diyotidan oʻtadigan oqim qiymmatiga bogʻliq. Yoʻnaltiruvchi kuchlanishning beqarorligining asosiy manbai kirish kuchlanishidagi oʻzgarishlardir, chunki bunday oʻzgarishlar bilan zener diyotining oqimini ham oʻzgartiradi. Oʻzgarishlar bilan oqimni barqarorlashtirish uchun $U_{in}$ rezistor oʻrniga $R_{V}$ baʼzan joriy manbani oʻz ichiga oladi.

Ushbu stabilizatorda op-amp teskari boʻlmagan kuchaytirgich sxemasiga asoslanib qoʻyiladi (chiqish oqimini oshirish uchun emiter izdoshi bilan). Qayta aloqa pallasida rezistorlarning qarshilik nisbati uning qiymatini aniqlaydi, bu chiqish kuchlanishining kirishdan necha marta yuqori boʻlishini aniqlaydi (yaʼni, op-ampning inverting boʻlmagan kirishiga qoʻllanadigan mos yozuvlar kuchlanishi). Inverting boʻlmagan kuchaytirgichning qiymati har doim birlikdan katta boʻlgani sababli, mos yozuvlar kuchlanishining qiymati $U_{z}$ (zener diyot stabilizatsiya kuchlanishi) dan kamroq tanlanishi kerak $U_{out}$, yoki mos yozuvlar kuchlanishi zener diyotiga ulangan rezistiv ajratgichdan olinadi.

Stabilizatorni almashtirish

Kommutatsiya regulyatorida barqaror boʻlmagan tashqi manbadan kuchlanish energiya saqlash moslamasiga (odatda kondansatör yoki induktor) elektron kalit tomonidan yaratilgan qisqa impulslarda beriladi. Kalitning yopiq holatida energiya yuboruvchida saqlanadi, keyinchalik u yukga oʻtkaziladi. Saqlash elementi sifatida chokdan foydalanish transformatorlarni ishlatmasdan stabilizatorning chiqish kuchlanishini kirishga nisbatan oʻzgartirishga imkon beradi: oshirish, kamaytirish yoki invert. Stabilizatsiya impulslarning davomiyligini va ular orasidagi pauzalarni toʻgʻri nazorat qilish orqali impuls kengligi modulyatsiyasi, impuls chastotasi modulyatsiyasi yoki ikkalasining kombinatsiyasini qoʻllash orqali amalga oshiriladi.

Puls stabilizatori chiziqli bilan solishtirganda ancha samaraliroq, chunki tartibga soluvchi element kalit rejimda ishlaydi. Kommutatsiya regulyatorining kamchiliklari chiqish kuchlanishidagi impulsli shovqin va nisbiy murakkabligidir.

Chiziqli regulyatordan farqli oʻlaroq, kommutatsiya regulyatori regulyator sxemasiga va uning tugmachalarini boshqarish rejimiga qarab kirish kuchlanishini shunchaki oʻzgartirishi mumkin:

• Buck regulyatori: Chiqish stabillashgan kuchlanish har doim kirish voltajidan past va bir xil kutupluluğa ega.
• Boost regulyatori: Chiqish stabillashgan kuchlanish har doim kirish voltajidan yuqori va bir xil kutupluluğa ega.
• Pastga tushadigan stabilizator: kalitni boshqarish rejimiga qarab chiqish kuchlanishi kirish voltidan yuqori yoki past boʻlishi mumkin va bir xil polaritega ega. Bunday stabilizator kirish kuchlanishi har qanday yoʻnalishda chiqish kuchlanishidan farq qilishi mumkin boʻlgan hollarda qoʻllanadi.
• Inverting regulyatori: chiqish stabilizatsiyalangan kuchlanish kirishga nisbatan teskari polaritga ega, kirish kuchlanishining mutlaq qiymati har qanday boʻlishi mumkin.
• Universal — yuqorida sanab oʻtilgan barcha funktsiyalarni bajarish.

AC kuchlanish stabilizatorlari

1- Kichik quvvatli maishiy, ofis va sanoat yuklari uchun qoʻllangan 220-230 voltsli 1 fazali kuchlanish regulyatorlari .

2- 380-400 voltli 3 fazali kuchlanish regulyatorlari, oʻrta va katta quvvatli sanoat yuklari uchun moʻljallangan.

Rangli quvurli televizorlarni quvvatlantirish uchun ferrorezonant stabilizator, SSSR, 1970-1980 yillar.

SSSR davrida maishiy ferrorezonant kuchlanish stabilizatorlari koʻp qoʻllangan. Ular odatda televizorlarni quvvatlantirish uchun foydalanilgan. 1- avlod televizorlari chiziqli kuchlanish stabilizatorlari (baʼzi televizor sxemalari, masalan, anod kuchlanish davrlari va filamentli elektr vakuum qurilmalari barqaror boʻlmagan kuchlanish bilan quvvatlangan) boʻlgan tarmoq quvvat manbalari ishlatilgan, bu kunlik tebranishlar va keskin quvvat koʻtarilishi bilan, ayniqsa qishloq joylarida. joylar tasvir sifatining pasayishiga olib kelgan va AC tarmoq kuchlanishini oldindan barqarorlashtirishni talab qilgan.

• $ADABIYOTLAR$
• N. I. Chistyakova. Radio havaskor dizayneri uchun maʼlumotnoma / „Ommaviy radio kutubxonasi“ seriyasi, 1147-son. — Moskva: Radio va aloqa, 1990. — S. 306-322. — 622 b.
• Elli, Charlz; Atvud, Kennet (1973). Elektron uskunalar. Nyu-York va London: John Wiley & Sons. 534-bet. ISBN 0-471-02450-3.