התקן, עקרון הפעולה של וסת מתח מיתוג

תוכן עניינים:

התקן, עקרון הפעולה של וסת מתח מיתוג
התקן, עקרון הפעולה של וסת מתח מיתוג

וִידֵאוֹ: התקן, עקרון הפעולה של וסת מתח מיתוג

וִידֵאוֹ: התקן, עקרון הפעולה של וסת מתח מיתוג
וִידֵאוֹ: Switching Voltage Regulator (Buck, Boost) Introduction | AO #18 2024, אַפּרִיל
Anonim

מכשירי חשמל ביתיים דורשים מתח יציב כדי לתפקד כראוי. ככלל, תקלות שונות יכולות להתרחש ברשת. המתח מ-220 וולט עלול לסטות והמכשיר יתקלקל. קודם כל, המנורות נפגעות. אם ניקח בחשבון מכשירי חשמל ביתיים בבית, אז טלוויזיות, ציוד שמע ומכשירים אחרים הפועלים על רשת החשמל עלולים לסבול.

במצב זה, מייצב מתח מיתוג בא לעזרת אנשים. הוא מסוגל להתמודד באופן מלא עם העליות המתרחשות מדי יום. יחד עם זאת, רבים מודאגים מהשאלה כיצד מופיעות נפילות מתח, ולמה הן קשורות. הם תלויים בעיקר בעומס העבודה של השנאי. כיום, מספר מכשירי החשמל בבנייני מגורים גדל בהתמדה. כתוצאה מכך, הביקוש לחשמל בטוח יגדל.

יש לקחת בחשבון גם שניתן להניח כבלים שכבר מזמן מיושנים לבניין מגורים. בתורו, חיווט דירה ברוב המקרים אינו מיועד לעומסים כבדים. כדי לשמור על בטיחות המכשירים בבית,כדאי להכיר יותר את המכשיר של מייצבי מתח, כמו גם את עקרון הפעולה שלהם.

מיתוג וסת מתח
מיתוג וסת מתח

מה תפקידו של המייצב?

ווסת מתח המיתוג משמש בעיקר כבקר רשת. כל הקפיצות עוקבות על ידו ומבוטלות. כתוצאה מכך, הציוד מקבל מתח יציב. הפרעות אלקטרומגנטיות נלקחות בחשבון גם על ידי המייצב, והן אינן יכולות להשפיע על פעולת המכשירים. כך, הרשת נפטרת מעומסי יתר, ומקרים של קצרים כמעט אינם נכללים.

מכשיר מייצב פשוט

אם ניקח בחשבון וסת זרם מתח מיתוג סטנדרטי, אז רק טרנזיסטור אחד מותקן בו. ככלל, הם משמשים אך ורק מסוג המיתוג, שכן כיום הם נחשבים יעילים יותר. כתוצאה מכך, ניתן להגביר מאוד את היעילות של המכשיר.

האלמנט החשוב השני של ווסת מתח המיתוג צריך להיקרא דיודות. בתכנית הרגילה, ניתן למצוא אותם לא יותר משלוש יחידות. הם מחוברים זה לזה עם חנק. מסננים חשובים לפעולה רגילה של טרנזיסטורים. הם מותקנים בתחילת השרשרת, כמו גם בסוף השרשרת. במקרה זה, יחידת הבקרה אחראית על פעולת הקבל. החלק האינטגרלי שלו נחשב למפריד נגד.

איך זה עובד?

בהתאם לסוג המכשיר, עקרון הפעולה של וסת מתח המיתוג עשוי להיות שונה. בהתחשב בתקןדגם, אנו יכולים לומר שתחילה הזרם מסופק לטרנזיסטור. בשלב זה הוא עובר שינוי. יתר על כן, דיודות כלולות בעבודה, שתפקידיהן כוללות העברת אות לקבל. בעזרת מסננים, הפרעות אלקטרומגנטיות מסולקות. הקבל ברגע זה מחליק את תנודות המתח ודרך המשרן הזרם דרך המחלק ההתנגדות חוזר שוב לטרנזיסטורים להמרה.

מכשירים תוצרת בית

אתה יכול ליצור וסת מתח מיתוג במו ידיך, אבל יהיה להם כוח נמוך. במקרה זה, הנגדים הנפוצים ביותר מותקנים. אם אתה משתמש ביותר מטרנזיסטור אחד במכשיר, אתה יכול להשיג יעילות גבוהה. משימה חשובה בהקשר זה היא התקנת מסננים. הם משפיעים על רגישות המכשיר. בתורו, מידות המכשיר אינן חשובות כלל.

מייצבי טרנזיסטור יחיד

סוג זה של מייצב מתח DC מתגאה ביעילות של 80%. ככלל, הם פועלים רק במצב אחד ויכולים להתמודד רק עם הפרעות קטנות ברשת.

משוב במקרה זה נעדר לחלוטין. הטרנזיסטור במעגל ווסת מתח המיתוג הסטנדרטי פועל ללא אספן. כתוצאה מכך, מתח גדול מופעל מיד על הקבל. מאפיין מבחין נוסף של מכשירים מסוג זה יכול להיקרא אות חלש. מגברים שונים יכולים לפתור בעיה זו.

כתוצאה מכך, אתה יכול להשיג ביצועים טובים יותרטרנזיסטורים. הנגד של המכשיר במעגל חייב להיות מאחורי מחלק המתח. במקרה זה, ניתן יהיה להשיג ביצועים טובים יותר של המכשיר. כמווסת במעגל, למייצב מתח DC המתג יש יחידת בקרה. אלמנט זה מסוגל להחליש, כמו גם להגדיל את כוחו של הטרנזיסטור. תופעה זו מתרחשת בעזרת משנקים המחוברים לדיודות במערכת. העומס על הרגולטור נשלט באמצעות מסננים.

מיתוג מייצב מתח DC
מיתוג מייצב מתח DC

מייצבי מתח מסוג מתג

סוג זה של ווסת מתח מיתוג 12V יש יעילות של 60%. הבעיה העיקרית היא שהוא לא מסוגל להתמודד עם הפרעות אלקטרומגנטיות. במקרה זה, מכשירים עם הספק של יותר מ-10 וואט נמצאים בסיכון. דגמים מודרניים של מייצבים אלה מסוגלים להתפאר במתח מרבי של 12 V. העומס על הנגדים נחלש באופן משמעותי. כך, בדרך אל הקבל, ניתן להמיר את המתח לחלוטין. ישירות ייצור התדר הנוכחי מתרחש במוצא. בלאי הקבלים במקרה זה הוא מינימלי.

בעיה נוספת קשורה לשימוש בקבלים פשוטים. למעשה, הם ביצעו ביצועים די גרועים. כל הבעיה נעוצה דווקא בפליטות בתדר גבוה שמתרחשות ברשת. כדי לפתור בעיה זו, היצרנים החלו להתקין קבלים אלקטרוליטיים על ווסת מתח מיתוג (12 וולט). כתוצאהאיכות העבודה שופרה על ידי הגדלת הקיבולת של המכשיר.

איך מסננים עובדים?

עקרון הפעולה של מסנן סטנדרטי מבוסס על הפקת אות המוזן לממיר. במקרה זה, מכשיר השוואה מופעל בנוסף. על מנת להתמודד עם תנודות גדולות ברשת, הפילטר זקוק ליחידות בקרה. במקרה זה, ניתן להחליק את מתח המוצא.

כדי לפתור בעיות עם תנודות קטנות, למסנן יש אלמנט הבדל מיוחד. בעזרתו, המתח עובר בתדר מגביל של לא יותר מ-5 הרץ. במקרה זה, יש לכך השפעה חיובית על האות הזמין ביציאה במערכת.

דגמי מכשירים ששונו

זרם העומס המרבי לסוג זה נתפס עד 4 A. ניתן לעבד את מתח הכניסה של הקבל עד לסימון של לא יותר מ-15 V. פרמטר זרם הכניסה הם בדרך כלל לא יעלה על 5 A במקרה זה, האדוות מותרת להיות מינימלית עם משרעת ברשת של לא יותר מ-50 mV. במקרה זה, ניתן לשמור על התדר ברמה של 4 הרץ. לכל זה בסופו של דבר תהיה השפעה חיובית על היעילות הכוללת.

דגמים מודרניים של מייצבים מהסוג הנ ל מתמודדים עם עומס באזור של 3 A. מאפיין מבחין נוסף של שינוי זה הוא תהליך ההמרה המהיר. זה נובע בעיקר מהשימוש בטרנזיסטורים חזקים שעובדים עם זרם דרך. כתוצאה מכך, ניתן לייצב את אות הפלט. ביציאה, דיודת מיתוג מופעלת בנוסף.הוא מותקן במערכת ליד צומת המתח. אובדן החימום מצטמצם מאוד, וזהו יתרון ברור של מייצב מסוג זה.

מייצב מתח זרם דופק
מייצב מתח זרם דופק

דגמי רוחב הדופק

מייצב מתח מתכוונן דופק מסוג זה הוא בעל יעילות של 80%. הוא מסוגל לעמוד בזרם המדורג ברמה של 2 A. פרמטר מתח הכניסה הוא בממוצע 15 V. לפיכך, אדוות זרם המוצא נמוך למדי. מאפיין ייחודי של מכשירים אלה יכול להיקרא היכולת לעבוד במצב המעגל. כתוצאה מכך, ניתן לעמוד בעומסים של עד 4 A. במקרה זה, קצרים חשמליים הם נדירים ביותר.

בין החסרונות, יש לציין משנקים, שצריכים להתמודד עם מתח מקבלים. בסופו של דבר, זה מוביל לבלאי מהיר של הנגדים. כדי להתמודד עם בעיה זו, מדענים מציעים להשתמש במספר רב מהם. הקבלים ברשת נדרשים לשלוט על תדר הפעולה של המכשיר. במקרה זה, ניתן לבטל את התהליך התנודתי, וכתוצאה מכך יעילות המייצב פוחתת בחדות.

יש לקחת בחשבון גם התנגדות במעגל. לשם כך, מדענים מתקינים נגדים מיוחדים. בתורו, דיודות מסוגלות לעזור במעברים חדים במעגל. מצב הייצוב מופעל רק בזרם המרבי של המכשיר. כדי לפתור את הבעיה עם טרנזיסטורים, חלקם משתמשים במנגנוני גוף קירור. במקרה הזההממדים של המכשיר יגדלו באופן משמעותי. יש להשתמש במשנקים למערכת רב-ערוצית. חוטים למטרה זו נלקחים בדרך כלל בסדרת "PEV". הם ממוקמים בתחילה בכונן מגנטי, שעשוי מסוג כוס. בנוסף, הוא מכיל אלמנט כזה כמו פריט. בסופו של דבר אמור להיווצר ביניהם פער של לא יותר מ-0.5 מ"מ.

מייצבים לשימוש ביתי מתאימים ביותר לסדרת "WD4". הם מסוגלים לעמוד בזרם עומס משמעותי עקב שינוי פרופורציונלי בהתנגדות. בשלב זה, הנגד יוכל להתמודד עם זרם החילופין הקטן. רצוי להעביר את מתח הכניסה של המכשיר דרך מסננים מסדרת LS.

מייצב מתח עשה זאת בעצמך
מייצב מתח עשה זאת בעצמך

איך המייצב מתמודד עם אדוות קטנות?

קודם כל, ווסת מתח מיתוג 5V מפעיל את יחידת ההתנעה, שמחוברת לקבל. במקרה זה, מקור הזרם הייחוס חייב לשלוח אות למכשיר ההשוואה. כדי לפתור את הבעיה בהמרה, מגבר DC כלול בעבודה. לפיכך, ניתן לחשב מיד את המשרעת המקסימלית של הקפיצות.

בהמשך זרם האחסון האינדוקטיבי עובר לדיודת המיתוג. כדי לשמור על יציבות מתח הכניסה, יש מסנן במוצא. במקרה זה, התדירות המגבילה יכולה להשתנות באופן משמעותי. עומס הטרנזיסטור המרבי יכול לעמוד עד 14 קילו-הרץ. המשרן אחראי על המתח בפיתול. הודות לפריט, ניתן לייצב את הזרם בהתחלהשלב.

ההבדל בין מייצבי שלב-אפ

מייצב מתח הגברת המיתוג כולל קבלים רבי עוצמה. במהלך המשוב, הם לוקחים את כל הנטל על עצמם. במקרה זה, יש למקם בידוד גלווני ברשת. היא אחראית רק להגדלת התדירות המגבילה במערכת.

אלמנט חשוב נוסף הוא השער מאחורי הטרנזיסטור. הוא מקבל זרם ממקור כוח. ביציאה, תהליך ההמרה מתרחש מהמשרן. בשלב זה נוצר שדה אלקטרומגנטי בקבל. בטרנזיסטור, אם כן, מתקבל מתח הייחוס. תהליך ההשראה העצמית מתחיל ברצף.

דיודות אינן בשימוש בשלב זה. קודם כל, המשרן נותן מתח לקבל, ואז הטרנזיסטור שולח אותו למסנן וגם בחזרה למשרן. כתוצאה מכך נוצר משוב. זה מתרחש עד שהמתח ביחידת הבקרה מתייצב. הדיודות המותקנות יעזרו לו בכך, שמקבלות אות מהטרנזיסטורים, כמו גם קבל המייצב.

מיתוג וסת מתח להגביר
מיתוג וסת מתח להגביר

עקרון הפעולה של התקני היפוך

כל תהליך ההיפוך קשור להפעלת הממיר. מיתוג טרנזיסטורי מייצב מתח AC יש סוג סגור של סדרת "BT". אלמנט נוסף של המערכת יכול להיקרא נגד המנטר את תהליך התנודה. אינדוקציה ישירה היא להפחית את התדר המגביל. בכניסה היאזמין בתדר 3 הרץ. לאחר תהליכי ההמרה, הטרנזיסטור שולח אות אל הקבל. בסופו של דבר, התדר המגביל יכול להכפיל את עצמו. על מנת שהקפיצות יהיו פחות מורגשות, יש צורך בממיר חזק.

נלקחת בחשבון גם התנגדות בתהליך התנודה. מקסימום פרמטר זה מותר ברמה של 10 אוהם. אחרת, הדיודות על הטרנזיסטור לא יוכלו להעביר את האות. בעיה נוספת נעוצה בהפרעות המגנטיות שיש במוצא. על מנת להתקין מסננים רבים, נעשה שימוש במשנקים מסדרת NM. העומס על הטרנזיסטורים תלוי ישירות בעומס על הקבל. ביציאה מופעל כונן מגנטי המסייע למייצב להוריד את ההתנגדות לרמה הרצויה.

מיתוג מייצב מתח AC
מיתוג מייצב מתח AC

כיצד פועלים הרגולטורים של הדולר?

מייצוב המתח של מיתוג מטה מצויד בדרך כלל בקבלים מסדרת "KL". במקרה זה, הם מסוגלים לעזור באופן משמעותי עם ההתנגדות הפנימית של המכשיר. מקורות החשמל נחשבים למגוונים מאוד. בממוצע, פרמטר ההתנגדות נע סביב 2 אוהם. תדר ההפעלה מנוטר על ידי נגדים המחוברים ליחידת בקרה השולחת אות לממיר.

חלקית העומס נעלם עקב תהליך האינדוקציה העצמית. זה מתרחש בתחילה בקבל. הודות לתהליך המשוב, התדר המגביל בחלק מהדגמים מסוגל להגיע ל-3 הרץ. במקרה הזהלשדה האלקטרומגנטי אין השפעה על המעגל החשמלי.

ספקי חשמל

ככלל, ברשת משתמשים בספקי כוח של 220 V. במקרה זה, ניתן לצפות ליעילות גבוהה מווסת מתח מיתוג. עבור המרת DC, מספר הטרנזיסטורים במערכת נלקח בחשבון. רק לעתים נדירות נעשה שימוש בשנאי רשת בספקי כוח. זה נובע בעיקר מהקפיצות הגדולות. עם זאת, מיישרים מותקנים לרוב במקום זאת. בספק הכוח יש לו מערכת סינון משלו, המייצבת את המתח המוגבל.

למה להתקין מפרקי התפשטות?

מפצים ברוב המקרים ממלאים תפקיד משני במייצב. זה קשור לוויסות הדחפים. טרנזיסטורים עושים זאת לרוב. עם זאת, לפיצויים עדיין יש את היתרונות שלהם. במקרה זה, הרבה תלוי באילו מכשירים מחוברים למקור החשמל.

אם אנחנו מדברים על ציוד רדיו, אז יש צורך בגישה מיוחדת. זה קשור לרעידות שונות שנתפסות אחרת על ידי מכשיר כזה. במקרה זה, מפצים יכולים לעזור לטרנזיסטורים לייצב את המתח. התקנת מסננים נוספים במעגל, ככלל, אינה משפרת את המצב. עם זאת, הם משפיעים מאוד על היעילות.

מיתוג וסת מתח
מיתוג וסת מתח

חסרונות של בידוד גלווני

בידודים גלווניים מותקנים להעברת אותות בין אלמנטים חשובים של המערכת. הבעיה העיקרית שלהםיכול להיקרא אומדן שגוי של מתח הכניסה. זה קורה לרוב עם דגמים מיושנים של מייצבים. הבקרים שבהם אינם מסוגלים לעבד מידע במהירות ולחבר קבלים לעבודה. כתוצאה מכך, הדיודות הן הראשונות לסבול. אם מערכת הסינון מותקנת מאחורי הנגדים במעגל החשמלי, אז הם פשוט נשרפים.

מוּמלָץ: