Zasada działania regulatora napięcia impulsowego

Regulator napięcia impulsowego jest urządzeniem o wysokiej wydajności i lekko generującym ciepło. Może generować prąd obciążenia w szerokim zakresie, a jednocześnie nie ma znaczącej masy i wymiarów.

Informacje ogólne

Jaki on jest? Stabilizator może wykonywać swoją funkcjonalność, zmieniając czas trwania impulsów. Ponadto dostępna jest funkcja kontrolowania ich częstotliwości. Z tego powodu wyróżnia się tak zwaną regulację równoleżnikową. Nazywa się to również częstotliwością pulsu. Oznacza to, że urządzenia działają w trybie kombinowanym. Na wyjściu stabilizatora napięcie jest reprezentowane jako tętnienie. Dlatego nie nadaje się do karmienia konsumenta. Wyrównaj przed włączeniem zasilania. W tym celu stosuje się filtry pojemnościowe. Do obliczenia średniego napięcia wykorzystywane są cztery parametry:

• okres trwania;
• odporność konsumentów;
• czas trwania impulsu;
• prąd roboczy na obciążeniu (w amperach).

W zależności od indukcyjności, może przestać przepływać przez filtr przed następnym impulsem. W tym przypadku mówią, że jest zmienna. Jeśli dalej płynie, prąd jest stały. Jeśli impulsy są nieistotne, lepiej wybrać zmienną. Jeśli jednak istnieje nadwrażliwość, odpowiedni będzie tylko prąd stały (powoduje to znaczne straty w przewodach i uzwojeniu dławika).

Struktura urządzenia

Tak więc teraz wiadomo, co to jest pulsacyjny regulator napięcia. Zasada działania tego urządzenia związana jest z jego strukturą. Urządzenie składa się z:

• filtr wyrównujący (koryguje impuls napięciowy na wyjściu);
• urządzenia do konwersji;
• generator;
• urządzenie porównujące (daje sygnały różnicę między wejściem i wyjściem).

Jak działa praca?

Zawsze możliwe jest użycie tylko dwóch elementów: konwertera i filtra. Należy jednak pamiętać, że w praktyce długotrwałe działanie bez urządzenia porównawczego i głównego oscylatora nie jest możliwe. Ponadto dwa ostatnie służą do dostosowania procesu pracy. Dlatego wszystkie cztery składniki działają. W tym przypadku napięcie, które powstaje na wyjściu, jest przesyłane do urządzenia porównawczego. Porównuje ją z wartością bazową. W ten sposób powstaje proporcjonalny sygnał. Jest on przesyłany bezpośrednio do generatora.

Główna specyfikacja urządzenia

Biorąc pod uwagę działanie regulatora napięcia impulsowego, należy szczególnie odnotować proces regulacji. Przeprowadza się go za pomocą generatora. W nim różnicowy sygnał analogowy przetwarzany jest na pulsacje o zmiennym czasie trwania i stałej częstotliwości. Ale nie zawsze tak jest. Jeżeli zapewniona jest możliwość regulacji częstotliwości impulsów, ich czas trwania jest wartością stałą. Działanie generatora zależy od właściwości przesyłanego sygnału. Utworzone przez niego impulsy są przesyłane do elementów konwertera. W tym przypadku tranzystor sterujący działa w trybie klucza. Zmieniając częstotliwość lub częstotliwość impulsów, można zmienić napięcie obciążenia. Wszystko zależy od właściwości impulsów kontrolnych. Jeśli urządzenie zbudowane jest na zasadzie przekaźnika, wówczas sygnał stabilizujący tworzy się za pomocą wyzwalacza. Spójrzmy na tę opcję bardziej szczegółowo.

Zasada działania przekaźnika

Funkcjonowanie regulatora napięcia impulsowego w tym przypadku jest następujące: stałe napięcie jest podawane do tranzystora, który działa jak klucz. To się otwiera. Napięcie wyjściowe wzrasta. Urządzenie porównujące zaczyna określać sygnał różnicy. Po osiągnięciu pewnego górnego limitu zmienia się stan wyzwalacza. W wyniku tego tranzystor sterujący zostaje przełączony na punkt odcięcia. Po tym napięcie wyjściowe ulegnie zmniejszeniu. W przypadku, gdy osiągnie dolny limit, urządzenie porównujące ponownie określa sygnał różnicy, zmienia się stan wyzwalacza. Tranzystor wróci do nasycenia. Różnica potencjałów zacznie wzrastać, podobnie jak napięcie wyjściowe. Proces wyrównania rozpocznie się natychmiast.

Limit wyzwalający dla wyzwalacza jest regulowany poprzez dostosowanie amplitudy wartości napięcia na używanym urządzeniu porównawczym. I tak zawsze będzie zamknięta pętla. Regulator napięcia przełączającego typu przekaźnika ma zwiększoną prędkość, co odróżnia go od urządzeń wykorzystujących kontrolę szerokości i częstotliwości. Fakt ten jest ich największą zaletą. Ale to podejście zawsze dostarcza impulsy na wyjściu urządzenia. To jest wada.

Co to jest pulsacyjny regulator napięcia doładowania?

I gdzie one się ubiegają? Takie urządzenia są niezbędne w przypadku obciążeń, których różnica jest większa niż napięcie na wyjściu urządzeń. Jak działają? Stabilizator nie zapewnia galwanicznej izolacji mocy i obciążenia. Początkowo tranzystor wchodzi w nasycenie. Następnie prąd przepływa przez obwód wzdłuż kumulacyjnego dławika z bieguna dodatniego. W tym przypadku energia gromadzi się w polu magnetycznym. Prąd obciążenia może rozładować pojemność użytego kondensatora. A co się stanie, jeśli wyłączysz napięcie przełączające z tranzystora? W tym samym czasie przejdzie do pozycji odcięcia. W rezultacie na przepustnicy pojawi się elektromotoryczna siła samoindukcji.

Nastąpi również szeregowe przełączanie z napięciem wejściowym i ruchem w stronę konsumenta. Oznacza to, że prąd przejdzie przez nasz induktor (ssanie). W tym momencie jego pole magnetyczne wytworzy energię. Należy zauważyć, że pojemność kondensatora zarezerwuje go do utrzymania napięcia po przejściu tranzystora do trybu nasycenia. Należy wziąć pod uwagę, że dławik jest konieczny dla energii rezerwowej, dlatego nie powinien działać w filtrze mocy.

Stabilizator za pomocą spustu Schmitta

To jest najłatwiejsza opcja urządzenia. Ma najmniejszy zestaw komponentów. Główną rolę w projekcie odgrywa wyzwalacz, który zawiera komparator. Jego głównym zadaniem jest porównanie różnicy potencjałów wyjściowych z maksymalną dopuszczalną wartością. Zasada działania takiego urządzenia polega na tym, że gdy napięcie wzrasta, spust jest przełączany na pozycję zerową. Następnie następuje otwarcie klucza elektronicznego. I jednocześnie tylko dławik powinien zostać zwolniony. Kiedy napięcie na nim osiągnie najmniejszą wartość, przełączanie odbywa się o jeden. Klawisz zamyka się, a prąd przepływa.

Należy zauważyć, że takie urządzenia są dość proste, ale są używane tylko w indywidualnych przypadkach.

Co to jest regulator napięcia obniżającego napięcie?

Urządzenia tego typu to mocne i kompaktowe urządzenia zasilające. Mają niską czułość na odbiór odbiornika, stałe napięcie o jednej wartości. Jednocześnie praktycznie nie występuje galwaniczna izolacja wejścia i wyjścia. Moc wyjściowa takich urządzeń jest zawsze mniejsza niż napięcie wejściowe.

Jest bardzo proste, aby zainstalować regulator napięcia tego typu własnymi rękami. W skrócie, schemat obwodu jest następujący: napięcie jest podłączone, co służy do sterowania źródłem i bramką tranzystora. Powinien przejść do pozycji nasycenia. Prąd przechodzi od bieguna dodatniego do dławika wyrównawczego i obciążenia. W kierunku do przodu nie przecieka. Gdy napięcie sterujące jest wyłączone, kluczowy tranzystor wyłącza się. Następnie znajduje się w pozycji odcięcia. Siła elektromotoryczna dławika do regulacji indukcji blokuje drogę do zmiany prądu przez obwód. W tym samym czasie przechodzi przez ładunek, przechodzi wzdłuż wspólnego przewodu i wraca do dławika. W rezultacie poziom napięcia zmniejsza się.

Stabilizator odwracający

To urządzenie jest używane do zasilania odbiorników o stałym napięciu. Jego cechą szczególną jest to, że biegunowość konstrukcji jest przeciwna do kierunku różnicy potencjałów na wyjściu urządzenia. Regulator napięcia DC może pokazywać wartości zarówno powyżej, jak i poniżej tego, co znajduje się w sieci zasilającej. To zależy od ustawienia stabilizatora. Izolacja galwaniczna dla zasilania i obciążenia nie jest zapewniona.

Jak działa takie urządzenie? Na początku konieczne jest połączenie różnicy potencjałów sterowania. To otwiera tranzystor między bramą a źródłem. Otworzy się, a prąd przepłynie z plusa na minus. W takim przypadku dławik będzie rezerwował energię ze względu na pole magnetyczne. Gdy różnica potencjałów regulacji z klucza tranzystora zostanie wyłączona, zostanie ona zamknięta. W tym przypadku kopia zapasowa energia kondensatora a pole magnetyczne jest zużywane na obciążenie.

O zaletach i wadach

Odwracamy uwagę od konkretnych struktur i nie ma znaczenia, co mamy: regulator przełączający wysokiego lub niskiego napięcia, przyjrzymy się temu, co reprezentują w kategoriach ogólnych z pozycji mocnych i słabych stron. Zalety:

• łatwo osiągnąć wyrównanie;
• kompaktowy rozmiar;
• szeroki odstęp dla stabilizacji;
• wysoka wydajność;
• stabilność napięcia wyjściowego;
• płynne połączenie.

Niestety, nie było bez wad, wśród nich są następujące niuanse:

• skomplikowana konstrukcja;
• obecność dużej liczby specyficznych składników, co niekorzystnie wpływa na niezawodność projektu;
• urządzenia są trudne do naprawy;
• jest dużo hałasu, aby wybrać żądaną częstotliwość;
• często istnieje potrzeba użycia urządzeń kompensujących.

Wniosek

Podczas tworzenia projektów, mimo że nie jest to najłatwiejsze, można wprowadzać poprawki. Na szczęście z doświadczeniem nie jest to takie trudne. Chcę stworzyć regulowany regulator napięcia przełączania, który będzie działał w różnych zakresach? To jest możliwe. Musisz jednak dokładnie przemyśleć, jak go wdrożyć. Dodać diodę informującą o sygnale świetlnym na temat działania urządzenia? Po prostu proste! Rozważane programy są łatwe do ulepszenia, wystarczy wykazać cierpliwość, wytrwałość i zrozumienie tego, co należy zrobić.