Википедија

Regulator napona

Regulatori električnog napona predstavljaju uređaje čija je osnovna uloga obezbeđivanje konstantnog izlaznog napona.

Regulator napona sa integrisanim kolom

Treba znati da se izlazni napon menja u zavisnosti od promene ulaznog napona i jačine struje opterećenja.

Mnogi elektronski uređaji zahtevaju operativni napon i jačinu struje konstantnih vrednosti, pa je zbog toga neophodan određeni vid regulacije.

Elektronska kola koja održavaju napon napajanja električnih uređaja u okvirima određenih granica, ili tolerancija, se zovu regulatorna tela.

Koriste se u elektro-mehaničkim sklopovima, za regulaciju napona pasivnih ili aktivnih električnih komponenata.

U zavisnosti od dizajna, mogu se koristiti za regulaciju jedne ili više različitih vrednosti naizmeničnih ili jednosmernih napona.

Izuzev pasivnih šant regulatora, svi savremeni električni regulatori napona rade sa upoređivanjem stvarnog izlaznog napona sa unapred definisanim, nepromenjivim, referentnim naponom.

Negativna povratna sprega je ostvarena uz pomoć razdelnika napona, invertorskog ulaza operacionog pojačavača i tranzistora. Ukoliko dođe do poremećaja napona na izlazu, on će izazvati poremećaj u istom smeru na invertorskom ulazu, što implicira pad napona na izlazu operacionog pojačavača, to jest na bazi tranzistora, a to direktno uslovljava smanjenje struje kroz tranzistor, odnosno pada napona na izlazu. Pad napona na izlazu bi doveo do pada napona na invertirajućem ulazu, što bi izazvalo povećanje napona na izlazu.

Karakteristike regulatora uredi

Izlazni napon se može održavati konstantnim samo u određenim granicama. Regulacija je određena sa dva merenja:

  • Regulacija opterećenja predstavlja promenu izlaznog napona za datu promenu struje opterećenja (na primer: „obično 15mV, 100mV za maksimalno opterećenje između 5mA i struja 1.4A, na određenoj temperaturi i ulaznom naponu").
  • Linija regulacije (regulacija ulaza) - je stepen do kog se izlazni napon menja sa promenom ulaznog napona - kao odnos izlazne i ulazne promene (na primer, „obično 13 mV/V“), ili promene izlaznog napona tokom čitavog opsega ulaznog napona (na primer, „plus ili minus 2% za ulazne napone između 90 V i 260 V, 50–60 Hz“).

Drugi važni parametri su:

  • Temperaturni koeficijent izlaznog napona prati promene izlaznog napona sa temperaturom.
  • Tačnost napona - oslikava grešku u izlaznom naponu, za fiksni regulator, bez uzimanja u obzir uticaja temperature ili starenja na izlaznu tačnost.
  • Pad napona - minimalna razlika između ulaznog i izlaznog napona za koju regulator još uvek može da obezbedi navedenu struju. Ulazno-izlazni diferencijal pri kojem regulator napona više neće održavati regulaciju je napon ispadanja. Dalje smanjenje ulaznog napona će rezultirati smanjenim izlaznim naponom. Ova vrednost zavisi od struje opterećenja i temperature spoja.
  • Apsolutna maksimalna ocena je definisana za komponete regulatora, vodeći računa o kontinuitetu i maksimalnoj vrednosti izlazne struje koja se može koristiti (ponekad i interno ograničena), maksimalnog ulaznog napona, maksimalne snage disipacije na datoj temperaturi, itd.
  • Izlazni šum (termički beli šum) i izlazna dinamička impedansa se mogu navesti kao grafik frekvencije, dok izlazni šum talasanja može biti dat kao napon talasanja od vrha do vrha ili RMS napon.
  • Struja mirovanja u kolu regulatora - struja koju regulator povlači iz mreže u stanju mirovanja, obično se meri kao ulazna struja kada ne postoji opterećenje. (uzimajući ovo u obzir, neki linearni regulatori su, iznenađujuće, efikasniji u veoma niskim struja opterećenja).

Analogni regulatori napona uredi

 
Analogni regulator napona

Uputstvo za upotrebu uredi

Analogni regulator napona(ARN-5)namjenjen je za upotrebu na sihronom generatoronim frekvencije 50/60 Hz i maksimalne struje pobude 5A. Regulator ima podfrekventnu zaštitu(U/f karakteristika), zaštitu od prekomjernog napona pobude sa automacskim isključenjem napona i filatar protiv elektromagnetnih smetnji. Kućiste je izgrađeno od ABS plastike a regulator jezaliven dvokomponentnom smolom. Regulator je moguće montirati direktno na generator.

Podešavanje napona uredi

Tajmer potrnciometra VOLT omogućava podešavanje napona generatora za željeni unos. Okretanjem u smjeru kazaljke na satu napon generatora će da raste, postavljanjem potenciometar 1k/0.5W na mjesto mosta 7-8 napon generatora moći ćemo smanjiti za 10%.

U/f karakteristika uredi

“U/f” tajmer potrnciometra određuje koljeno karakteristike. Za 50Hz potrebno je spojiti most 10-11 i podesiti koljeno na 45Hz, za 60Hz priključci trbaju da budu otvoreni a koljeno mora biti podešeno na 55Hz. Okretanjem potenciometra “U/f” u smjeru kazaljke na satu koljeno pomičemo prema višoj frekvenciji, vidi sliku.

Serijski i manevrisani regulatori napona uredi

Postoje dva osnovna tipa naponskih regulatora. Osnovni regulatori napona su klasifikovane kao ni serija ili šant, u zavisnosti od lokacije ili položaja reguliše elementa (a) u odnosu na otpornost spoja opterećenja. Slike ilustruju ova dva osnovna tipa naponskih regulatora. U praksi kola regulisanja uređaja može biti veoma složen. Broken linije su korišćene na slici da istakne razlike između serije i manevrisanih regulatora.

 
Šant regulator

Šema crteža u prikazu je za tipa šant regulatora. To se zove šant tipa regulatora, jer je regulisanje uređaj povezan paralelno sa opterećenja otpora.

 

sl.4. serijski regulator napona

Elekromehanički regulatori napona uredi

 
Dizajniranje - elektromehaničkih regulator napona
 
Unutrašnjost starog elektromehaničkog regulatora napona
 
Grafik izlaznog napona na vremenskoj skali

U starijim elektromehaničkim regulatorima, regulacija napona je lako postizan dizejniranjem žice sa elektromagnetom. Magnetno polje koje proizvodi struja privlači kreće obojenih jezgro održavati pod proleća tenzija ili gravitacionu silu. Kao se napon povećava, tako da nema struje, jača magnetno polje koje proizvodi kalem i jezgro vuče ka polju. Magnet je fizički povezan sa mehaničkim prekidačem, koji se otvara kao magnet pomera u polje. Kao napon opada, tako da nema struje, oslobađajući proleća tenzija ili težinu jezgro i izaziva ga poreći. Ovaj prekidač se zatvara i omogućava moći da teče još jednom.

Mehanički regulator prema dizajnu osetljiv je na male promene napona, kretanje solenoida jezgra se može koristiti za prelazak preko prekidača selektor opsega otpornosti namotaja transformatora ili da postepeno korak po korak izlazni napon gore ili dole, ili da rotirate položaj elektrodinamičkih naizmeničnih regulatora.

Regulatori za generatore-fukcionišu tako što isključuju generatora kada je ne proizvode struju, i time sprečavaju pražnjenje baterija od nazad u generator i pokušava da ga pokrene kao motora. Ispravljačke diode u alternatora automatski obavlja ovu funkciju tako da je određeni relej nije potrebno; to znatno pojednostavljen regulatora dizajn. Više modernog dizajna sada koriste tehnologiju čvrstog stanja (tranzistora) da obavlja istu funkciju koju obavljaju u elektromehanički releji regulatora. Napajanje regulatora

Elektromehanički regulatori su takođe koriste za regulisanje napona naizmjenične struje na distributivnim linijama. Ovi regulatori generalno funkcionišu tako što ćete izaberu odgovarajuću česme na transformator sa više slavine. Ako je izlazni napon suviše nizak, slavina izmenjivača prebacuje vezu da proizvedu veći napon. Ako je izlazni napon previsok, slavina izmenjivača prebacuje vezu da proizvedu manji napon.

Rotacioni AC naponski regulator uredi

sl.8. osnovni princip dizajna i dijagram kola za rotirajuće zavojnice AC naponskog regulatora Ovo je stariji tip regulatora koristio se 1920 koji koristi princip fiksne zavojnice poziciju polja i drugo polje kalem koji se mogu rotirati na osi paralelno sa fiksnom kalema. Kada je pokretni kalem pozicioniran vertikalno na fiksni kalem, magnetne sile koje deluju na pokretni kalem međusobno su uravnoteženi i izlazni napon je nepromenjena. Rotirajući kalema u jednom pravcu ili drugi od centra pozicije će povećanje ili smanjenje napona u sekundarnom pokretnom kalemu. Ovaj tip regulatora može se automatski preko servo mehanizama kontrole da unapredi položaj pokretne zavojnice u cilju da povećavanje ili smanjivanja napona. Kočenje mehanizma ili visok odnos pripremaju se koristi da drži rotirajuće kalema na mestu protiv moćnih magnetnih sila koje deluju na pokretni kalem.

Aktivni regulatori uredi

Aktivnog regulatora imaju najmanje jedno aktivnu (pojačavanje) komponentu kao što je tranzistor ili operacioni pojačavač. Skrenuti pegulatori su često (ali ne uvek) pasivne i jednostavno, ali je uvek neefikasan, jer u suštini deponije viška struje nije potrebna opterećenje. Kada treba da isporuci više energije, sofisticiranje kola se koriste. U principu, aktivni regulatori mogu da se pojele u nekoliko grupa:

  • Linearna serija regulatora
  • Raklopni regulatori
  • KIRS regulatori

Linearni regulatori uredi

Linearni regulatori su zasnovane na uređajima koji rade u linearnom regiona (za razliku, prebacivanja regulatora se zasniva na uređaju primorana da deluje kao on / off prekidač). U prošlosti, su jedna ili više vakuumskih cevi najčešće koriste kao promenljive otpornosti. Modernog dizajna koristite jedan i ne mogu da korak nagore ili obrnuti napona napajanja kao i uključivanju. Ceo linearni regulatori su dostupne kao integrisana kola. Ovi čipovi dolaze u bilo fiksne ili podešavanje napona vrste. Kao linearni regulatori, skoro, kompletna prebacivanja regulatora su takođe dostupne kao integrisana kola. Za razliku od linearni regulatori, te obično zahtevaju od spoljnih komponenti: kalem, koji služi kao element za skladištenje energije. (Veliki vrednih induktori imaju tendenciju da budu fizički veliki u odnosu na skoro sve ostale vrste komponenti, tako da se retko proizveden u okviru integrisanih kola i IC regulatori - uz neke izuzetke )

Dve vrste regulatora imaju različite prednosti:

  • Linearni regulatori su najbolje kada su niske izlazne buke (i niske RFI zrači šum) je neophodna
  • Linearni regulatori su najbolje kada je potreban brz odziv na ulaz i izlaz poremećaja.
  • Na niskim nivoima vlasti, linearni regulatori su jeftinija i zauzimaju manje prostora štampana ploča.
  • Rasklopni regulatori su najbolje kada se energetske efikasnosti kritična (kao što su prenosni računari), osim linearni regulatori su efikasniji u malom broju slučajeva (kao što su mikroprocesor 5V često u " sleep" režim od 6V baterija, ukoliko složenost komutacija krugova i spajanja kapacitivnosti punjenja struja znači visok trenutno u stanju mirovanja prebacivanja regulatora).
  • Rasklopni regulatori su potrebni samo kada je napajanje jednosmernim naponom, a veći izlazni napon je potreban.
  • Na visokim nivoima, prebacivanje regulatori su jeftiniji (na primer, troškove uklanjanja generiše manje toplote).

SCR regulatori uredi

Napajanje regulatora je iz AC napajnih kola mogu da koriste silicijum kontrolisani ispravljači (SCRs) kao seriju uređaja. Kad god je izlazni napon ispod željene vrednosti, SCR se pokreće, što omogućava da se tok struje opterećenja u struju dok AC napon prolazi kroz nulu (zaključno sa pola ciklusa). SCR regulatori imaju prednosti kao i vrlo efikasan i veoma jednostavan, ali zato oni ne mogu prekinuti u toku polovine ciklusa sprovođenja, oni nisu u stanju da veoma preciznu regulaciju napona, kao odgovor na brzo menja opterećenja.

Kombinavani (hibrid) regulatori uredi

Mnogi napajanja koriste više metoda kojima se reguliše u seriji. Na primer, izlaz za prebacivanja regulatora može biti dodatno regulisan linearnih regulatora. Prebacivanja regulatora prihvata širok opseg ulaznih napona i efikasno generiše (donekle bučno) napon malo iznad konačno željeni izlaz. To je praćeno linearnih regulatora koji generiše tačno željeni napon i eliminiše skoro sve buke generisan prebacivanja regulatora. Ostale dizajna može koristiti SCR regulatora kao „pre regulatora“, zatim drugi tip regulatora. Efikasan način za kreiranje promenljivih napona, precizne izlazne struje je kombinovanje više iskoriste transformator sa podesivim linearne post regulatora.

Literatura uredi

Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Регулатор_напона&oldid=27796614”