Схема стабилизатора напряжения

Cхема релейных стабилизаторов напряжения

Этот стабилизатор напряжения предназначен для питания устройств на основе цифровых ИМС, не предъявляющих высоких требований по стабильности и уровню пульсаций выходного напряжения. Стабилизатор напряжения снабжен защитой от перегрузок по току и коротких замыканий.

Основные параметры:

Входное напряжение - 15...22 В
Выходное напряжение - 5 В
Ток срабатывания защиты - 11 А
Уровень пульсаций на выходе - менее 100 мВ
Рабочая частота - 20 кГц
Ток нагрузки (мах) - 10 А

Схема стабилизатора напряжения:

Для получения такого тока нагрузки применено составное включение нескольких транзисторов, для лучшего согласования которых используются дополнительные напряжения смещения, снимаемые с выпрямителей на диодах VD1, VD2. Резистор R4 выполнен из толстой высокоомной проволоки, намотанной на керамический корпус от сгоревшего предохранителя. Дроссели L1, L3 выполнены из отрезка изолированного монтажного провода сечением 1,5...2 мм2, пропущенного через четыре ферритовых кольца марки М2000НМ1 типоразмера К16X8X6 с зазором 0,1 мм каждое. Дроссель L2 намотан на каркасе, который устанавливается в броневой сердечник Б36 из феррита марки М2000НМ1.Каркас следует сделать разборным, чтобы после намотки катушек его можно было снять. Первичная обмотка наматывается «канатиком» из 20 проводов типа ПЭВ-1 0,4 мм, и имеет 15 витков. Вторичная обмотка состоит из двух секций; первая секция имеет 6 витков провода ПЭВ-1 0,8 мм, вторая - 2 витка провода ПЭВ-1 0,4 мм. Конец первой и начало второй секции соединены. На схеме отмечено начало первой секции. После намотки катушек их освобождают от каркаса и заливают эпоксидной смолой. После монтажа катушек в сердечник в нем устанавливают зазор 0,3 мм. Транзистор КТ947А можно заменить на КТ935, КТ912, диод КД219 - на КД213.

Схема 1: Релейный стабилизатор напряжения

Схема электромеханических (сервоприводных) стабилизаторов напряжения

Основные технические характеристики:

•    переносное исполнение
•    автоматический  выключательна передней панели
•    подключение — винтовые клеммы
•    принцип работы — электромеханический автотрансформатор, управляемый прецизионной электроникой
•    входное напряжение — 150 V... 250 V
•    точность поддержания вых. напряжения — 220 V ±3%
•    форма выходного напряжения — чистая синусоида
•    коэфф. гармоник — нет дополнительных искажений
•    встроенная защита от перенапряжения — 246 V ±4 V
•    защита от пониженного напряжения — 184 V ±4 V
•    скорость реакции — менее 1 секунды
•    частота сети: 50/60 Гц
•    КПД: 98% при 220 В в сети
•    рабочая температура: 5… 40°С

Схема стабилизатора напряжения:

Упрощенная структурно-функциональная схема приведена на рисунке. Основу схемы составляет автотрансформатор, намотанный на торроидальный ферромагнитный сердечник, который компенсирует изменение входного напряжения путём увеличения либо уменьшения коофициента трансформации.  Блок управления и защиты A1 служит для контроля входного и выходного напряжения и формирования управляющего импульса для работы серводвигателя постоянного тока, который перемещает щеточный контакт по обмоткам автотрансформатора, изменяя его основные характеристики, тем самым, поддерживая выходное напряжение на уровне 220В. Блок A1 контролирует критические значения напряжения, тока и температуры щёточного контакта и при необходимости отключает нагрузку от сети.

Схема 2: Сервоприводный стабилизатор напряжения

Схема симисторных (тиристорных, полупроводниковых) стабилизаторов напряжения

Симиcтop - это полупроводниковый прибор, который широко используется в системах, питающихся переменным напряжением. Упрощенно он может рассматриваться как управляемый выключатель. В закрытом состоянии он ведет себя как разомкнутый выключатель. Напротив, подача  управляющего тока на управляющий электрод симистора ведет к переходу его в проводящее состояние. В это время симистор  подобен замкнутому выключателю.

Схема стабилизатора напряжения:

В основе данного типа стабилизатора все тот же многообмоточный автотрансформатор. Схема построения аналогична стабилизатору релейного типа за исключением выходного каскада. В качестве коммутирующих элементов вместо реле выступают симисторы, что и определяет основные технические характеристики данных стабилизаторов напряжения.

Скорость отработки возмущений весьма высокая – время включения отключения ступени составляет в среднем 40-50 мсек. В качестве примера: при точности стабилизации в 3% скорость нарастания напряжения у симисторного стабилизатора составит 132 В/с, тогда как у релейного аналога при равных условиях она составит 66 В/сек.

Схема 3: Симисторный стабилизатор напряжения

 

F1-плавкий предохранитель
VD1...VD5- симисторы