Использование различного рода техники в повседневной жизни –это непременный атрибут современного общества. Но далеко не все приборы рассчитаны на подключение к стандартной электросети на 220В. Многие из них потребляют энергию с напряжением от 1 до 25В. Для ее подачи используют специальное оборудование.
Однако его основная задача состоит не столько в понижении параметров на выходе, сколько в соблюдении стабильного их уровня в сети. Решить ее можно при помощи стабилизационного устройства. Но как правило такие приборы достаточно громоздки и не совсем удобны в применении. Лучший вариант – это импульсный стабилизатор напряжения. Он отличается от линейных не только габаритами, но и по принципу работы.
Что представляет собой импульсный стабилизатор
Прибор, состоящий из двух основных узлов:
- Интегрирующего;
- Регулировки.
На первом происходит накапливание энергии с последующей ее отдачей. Регулирующий блок подает ток и при необходимости выполняет прерывание этого процесса. Причем, в отличие от линейных моделей, в импульсных, этот элемент может находиться в замкнутом или разомкнутом состоянии. Иными словами, он работает как ключ.
Сфера применения таких приборов достаточно широка. Однако наиболее часто они используются в навигационном оборудовании, а также импульсный стабилизатор следует купить для подключения:
- ЖК телевизоров
- Источников питания, используемых в цифровых системах;
- Низковольтного промышленного оборудования.
Могут использоваться импульсные повышающие стабилизаторы напряжения и в сетях с переменным током для преобразования его в постоянный. Приборы этого класса также находят применение в качестве источников питания для мощных светодиодов, подзарядки аккумуляторов.
Как работает оборудование
Принцип действия устройства заключается в следующем. При замыкании регулирующего элемента происходит накопление энергии в интегрирующем. При этом происходит повышение напряжения. При размыкании ключа электричество постепенно отдается потребителям, приводя к снижению напряжения.
Смотрим видео, принцип работы прибора:
Столь простой способ функционирования прибора позволяет экономно расходовать электроэнергию, а кроме того дал возможность создать миниатюрный агрегат.
В качестве регулирующего элемента в нем могут использоваться следующие детали:
- Тиристор;
- Транзисторы.
В роли интегрирующих узлов прибора выступают:
- Дроссель;
- Батарея;
- Конденсатор.
Конструктивные особенности стабилизатора связаны со способом его работы. Различают устройства двух типов:
- ШИМ;
- С триггером Шмитта.
Рассмотрим, чем отличаются эти две разновидности импульсных стабилизаторов напряжения.
Модели ШИМ
Приборы этого типа, в конструктивном плане имеют некоторые отличия. Они состоят из двух основных элементов, а также:
- Генератора;
- Модулятора;
- Усилителя.
Их работа имеет прямую зависимость от величины напряжения на входе, а также скважности импульсов.
При размыкании ключа происходит переход энергии в нагрузку и в работу включается усилитель. Он сравнивает значения напряжения и определив разницу между ними передает усиление на модулятор.
Конечные импульсы должны иметь отклонение скважности, которое пропорционально выходным параметрам. Ведь от них зависит положение ключа. При конкретных значения скважности он размыкается или замыкается. Поскольку главную роль в работе прибора играют импульсы, то они и дали ему название.
Приборы с триггером Шмитта
Этот тип импульсных стабилизаторов напряжения отличается минимальным набором элементов. Главная роль в нем отведена триггеру, в состав которого включен компаратор. Задача этого элемента – сравнение значения выходного напряжения с максимально допустимым.
Смотрим видео принцип работы прибора с триггером Шмитта:
Работа прибора заключается в следующем. При превышении максимального напряжения происходит переключение триггера в нулевую позицию с размыканием ключа. Одновременно происходит разрядка дросселя. Но как только напряжение достигнет минимального значения происходит переключение с 0 на 1. Это приводит к замыканию ключа и поступлению тока в интегратор.
Хотя такие устройства и отличаются довольно простой схемой применять их можно только на отдельных направлениях. Объясняется это тем, что импульсные стабилизаторы напряжения могут быть понижающими или повышающими.
Классификация приборов
Подразделение приборов на типы осуществляется по различным критериям. Так по соотношению напряжения на входе и выходе различают следующие виды устройств:
- Инвертирующие;
- Произвольно изменяющие напряжение.
В качестве ключа могут использоваться такие детали, как:
- Транзисторы;
- Тиристоры.
Кроме этого существуют отличия и в самой работе импульсных стабилизаторов постоянного напряжения. Исходя из этого они классифицируются на модели, функционирующие на:
- На основе широтно-импульсной модуляции;
- Двухпозиционные.
Достоинства и недостатки стабилизаторов
Как и любое другое устройство модульный стабилизатор не является идеальным. Он имеет свои плюсы и минусы, о которых следует знать. К достоинствам прибора относятся:
- Легкое достижение стабилизации;
- Высокий КПД;
- Выравнивание напряжения в широком диапазоне;
- Устойчивые выходные параметры;
- Компактные габариты;
- Мягкое включение.
К недостаткам устройства относится в первую очередь сложное конструктивное исполнение. Наличие в нем большого количества специфических элементов не позволяет добиваться высокой надежности. Кроме того, минусом импульсного стабилизатора постоянного напряжения является:
- Создание большого числа частотных помех;
- Сложность выполнения ремонтных работ;
- Потребность в применении устройств, компенсирующих коэффициент мощности.
Допустимый диапазон частот
Работа этого устройства возможна при достаточно высокой частоте преобразования, что является его главным отличием от приборов с сетевым трансформатором. Повышение этого параметра позволило добиться минимальных габаритов.
Для большинства моделей диапазон частот может составлять от 20 до 80 кГц. Однако выбирая как ключевые, так и ШИМ-приборы нужно учитывать высшие гармоники токов. При этом верхнее значение параметра имеет определенные ограничения, соответствующие требованиям, предъявляемым к радиочастотной аппаратуре.
Применение устройств в сетях переменного тока
Приборы этого класса способны преобразовывать постоянный ток на входе в такой же на выходе. Если предполагается использовать их в сети переменного тока, то потребуется установка выпрямителя и сглаживающего фильтра.
Однако следует знать, что с ростом напряжения на входе устройства уменьшается выходной ток и наоборот.
Возможно подключение стабилизатора с использованием мостового выпрямителя. Но в таком случае он будет источником нечетных гармоник и для достижения необходимого коэффициента мощности потребуется использование конденсатора.
Обзор производителей
Выбирая стабилизатор, обращают внимание не только на его технические характеристики, но и на конструктивные особенности. Важна и марка производителя. Вряд ли будет иметь высокое качество прибор, изготовленный не известной широкому кругу покупателей фирмой.
Поэтому большинство потребителей предпочитают выбирать модели, принадлежащие популярным брендам, таким как:
- Hobbywing;
- Smartmodule.
Продукция этих компаний отличается высоким качеством, надежностью и рассчитана на длительный срок службы.
Заключение
Использование бытовой техники и других электроприборов стало неотъемлемым условием комфортной жизни. Но для того, чтобы ваши устройства не выходили из строя при нестабильной работе электросетей, стоит заранее подумать о приобретении стабилизатора. Какую модель выбрать зависит от параметров используемого оборудования. Если предполагается подключение современных ЖК телевизоров, мониторов и аналогичных устройств, то идеальный вариант – это импульсный стабилизатор.
Загрузка...
