Chiqishdan boshqariladigan stabilizatorlar

Integratsiyalashgan elektron kuchlanish regulyatori

Voltaj regulyatori — bu doimiy kuchlanishni avtomatik ravishda ushlab turish uchun moʻljallangan tizim. Voltaj regulyatori oddiy oldinga yoʻnaltirilgan dizayndan foydalanishi yoki salbiy fikrni oʻz ichiga olishi mumkin. U elektromexanik mexanizm yoki elektron komponentlardan foydalanishi mumkin. Dizaynga qarab, u bir yoki bir nechta AC yoki doimiy kuchlanishni tartibga solish uchun ishlatilishi mumkin.

Elektron kuchlanish regulyatorlari kompyuter quvvat manbalari kabi qurilmalarda mavjud boʻlib, ular protsessor va boshqa elementlar tomonidan ishlatiladigan doimiy kuchlanishni barqarorlashtiradi. Avtomobil alternatorlari va markaziy elektr stantsiyasining generator zavodlarida kuchlanish regulyatorlari zavodning chiqishini boshqaradi. Elektr energiyasini taqsimlash tizimida kuchlanish regulyatorlari podstansiyada yoki tarqatish liniyalari boʻylab oʻrnatilishi mumkin, shunda barcha isteʼmolchilar liniyadan qancha quvvat olinishidan qatʼiy nazar barqaror kuchlanish oladilar.

Elektron kuchlanish regulyatorlari

Elektron zanjirdagi kuchlanish regulyatorining blok sxemasi

Oddiy kuchlanish / oqim regulyatori diod (yoki diodlar seriyasi) bilan ketma-ket rezistordan tayyorlanishi mumkin. Diyot VI egri chiziqlarining logarifmik shakli tufayli, dioddagi kuchlanish chizilgan oqimning oʻzgarishi yoki kirishdagi oʻzgarishlar tufayli faqat bir oz oʻzgaradi. Aniq kuchlanish nazorati va samaradorlik muhim boʻlmasa, bu dizayn yaxshi boʻlishi mumkin. Diyotning toʻgʻridan-toʻgʻri kuchlanishi kichik boʻlganligi sababli, bunday kuchlanish regulyatori faqat past kuchlanishli regulyatorli chiqish uchun javob beradi. Yuqori kuchlanish chiqishi kerak boʻlganda, zener diodi yoki zener diodlari seriyasi ishlatilishi mumkin. Zener diyot regulyatorlari zener diyotining qattiq teskari kuchlanishidan foydalanadi, bu juda katta boʻlishi mumkin.

Qayta aloqa voltaj regulyatorlari haqiqiy chiqish kuchlanishini baʼzi bir sobit mos yozuvlar kuchlanishiga solishtirish orqali ishlaydi. Har qanday farq kuchaytiriladi va kuchlanish xatosini kamaytiradigan tarzda tartibga solish elementini boshqarish uchun ishlatiladi. Bu salbiy teskari aloqa nazorati halqasini hosil qiladi; ochiq tsikldagi daromadni oshirish tartibga solishning aniqligini oshiradi, ammo barqarorlikni pasaytiradi. (Barqarorlik — bu qadam oʻzgarishi paytida tebranish yoki jiringlashning oldini olish.) Shuningdek, barqarorlik va oʻzgarishlarga javob berish tezligi oʻrtasida oʻzaro kelishuv boʻladi. Agar chiqish voltaji juda past boʻlsa (ehtimol, kirish voltajining pasayishi yoki yuk oqimining ortishi tufayli), tartibga solish elementiga bir nuqtaga qadar yuqori chiqish kuchlanishini ishlab chiqarish buyuriladi — kirish kuchlanishini kamroq tushirish orqali (chiziqli seriyali regulyatorlar uchun). va buk kommutatsiya regulyatorlari) yoki uzoqroq muddatga kirish oqimini olish uchun (boost-tipli kommutatsiya regulyatorlari); agar chiqish zoʻriqishida juda yuqori boʻlsa, tartibga solish elementiga odatda pastroq kuchlanish ishlab chiqarish buyuriladi. Biroq, koʻpgina regulyatorlar haddan tashqari oqimdan himoyalanishga ega, shuning uchun agar chiqish oqimi juda yuqori boʻlsa, ular manba oqimini butunlay toʻxtatadi (yoki oqimni qandaydir tarzda cheklaydi) va agar kirish voltaji maʼlum darajadan tashqarida boʻlsa, baʼzi regulyatorlar ham oʻchib qolishi mumkin. diapazon (shuningdek qarang: tirgak sxemalari)

Elektromexanik regulyatorlar

Fayl:Simple electromechanical voltage regulator.PNG

Oddiy elektromexanik kuchlanish regulyatori uchun sxema dizayni

Kommutatsiya uchun elektromexanik oʻrni ishlatadigan kuchlanish stabilizatori

Fayl:Simple electromechanical regulation.PNG

Vaqt oʻlchovidagi kuchlanishning chiqishi grafigi

Elektromexanik regulyatorlarda kuchlanishni tartibga solish sensorli simni elektromagnit qilish uchun oʻrash orqali osonlik bilan amalga oshiriladi. Oqim tomonidan ishlab chiqarilgan magnit maydon bahor tarangligi yoki tortishish kuchi ostida ushlab turilgan harakatlanuvchi temir yadroni oʻziga tortadi. Voltaj oshgani sayin, oqim kuchayadi, lasan tomonidan ishlab chiqarilgan magnit maydonni kuchaytiradi va yadroni maydonga tortadi. Magnit magnit maydonga harakat qilganda ochiladigan mexanik quvvat kalitiga jismoniy ulangan. Kuchlanish pasayganda, oqim kuchayadi, bu esa kamon kuchlanishini yoki yadroning ogʻirligini boʻshatadi va uning orqaga tortilishiga olib keladi. Bu kalitni yopadi va quvvatni yana bir marta oqishiga imkon beradi.

Mexanik regulyator dizayni kichik kuchlanish tebranishlariga sezgir boʻlsa, solenoid yadrosining harakati selektor kalitini bir qator qarshiliklar yoki transformator oʻrashlari boʻylab harakatlantirish uchun ishlatilishi mumkin, bu esa chiqish voltajini asta-sekin yuqoriga yoki pastga tushirish yoki oʻrnini aylantirish uchun ishlatilishi mumkin. harakatlanuvchi lasan AC regulyatori.

Avtomatik kuchlanish regulyatori

Generatorlar uchun kuchlanish regulyatori

Elektr stantsiyalarida, kema elektr energiyasini ishlab chiqarishda yoki kutish quvvat tizimlarida ishlatiladigan generatorlar generatorlardagi yuk oʻzgarganda kuchlanishni barqarorlashtirish uchun avtomatik voltaj regulyatorlariga (AVR) ega boʻladi. Generatorlar uchun birinchi AVRlar elektromexanik tizimlar edi, ammo zamonaviy AVR qattiq holatda qurilmalardan foydalanadi. AVR — bu generatorning chiqish kuchlanishini oʻlchaydigan, bu chiqishni belgilangan nuqta bilan taqqoslaydigan va generatorning qoʻzgʻalishini sozlash uchun ishlatiladigan xato signalini yaratadigan qayta aloqa nazorat qilish tizimi. Jeneratorning dala oʻrashidagi qoʻzgʻalish oqimi ortishi bilan uning terminal kuchlanishi ortadi. AVR quvvat elektron qurilmalari yordamida oqimni boshqaradi; odatda generatorning chiqishining kichik bir qismi maydonni oʻrash uchun oqim bilan taʼminlash uchun ishlatiladi. Agar generator elektr uzatish tarmogʻi kabi boshqa manbalarga parallel ravishda ulangan boʻlsa, qoʻzgʻalishning oʻzgarishi generator tomonidan ishlab chiqarilgan reaktiv quvvatga uning terminal kuchlanishiga qaraganda koʻproq taʼsir qiladi, bu asosan ulangan quvvat tizimi tomonidan oʻrnatiladi.

AC kuchlanish stabilizatorlari

Bobinli aylanish AC kuchlanish regulyatori

Fayl:Moving Coil Voltage Regulator.svg

Aylanadigan lasan AC kuchlanish regulyatorining asosiy dizayn printsipi va sxemasi

Bu 1920-yillarda qoʻllanilgan regulyatorning eski turi boʻlib, u qatʼiy pozitsiyali maydon bobini va variocouplerga oʻxshash sobit bobin bilan parallel ravishda oʻqda aylantirilishi mumkin boʻlgan ikkinchi maydon bobini printsipidan foydalanadi.

Harakatlanuvchi lasan sobit lasanga perpendikulyar boʻlsa, harakatlanuvchi lasanga taʼsir qiluvchi magnit kuchlar bir-birini muvozanatlashtiradi va kuchlanish chiqishi oʻzgarmaydi. Bobinni markaziy holatdan bir yoʻnalishda yoki boshqa tomonga aylantirish ikkilamchi harakatlanuvchi lasandagi kuchlanishni oshiradi yoki kamaytiradi.

Magnit tarmoq regulyatori

Chiziqli regulyatorlarga misol

Transistor regulyatori

Eng oddiy holda, toʻgʻridan-toʻgʻri kuchlanish moslamasiga ulangan tartibga soluvchi tranzistorning asosi bilan emitent izdoshi deb ataladigan umumiy kollektor kuchaytirgich ishlatiladi:

Oddiy tranzistor regulyatori quvvat _manbaidagi U kuchlanishining oʻzgarishi va R _L yukining oʻzgarishi uchun nisbatan doimiy chiqish kuchlanishini U _chiqishi bilan taʼminlaydi, agar U _in U _dan etarli darajada chegaradan oshib ketgan boʻlsa va quvvatni boshqarish quvvati tranzistor oshib ketmaydi.

Stabilizatorning chiqish kuchlanishi Zener diyot kuchlanishiga teng, tranzistorning bazaviy-emitter kuchlanishi minus U _Z — U _BE, bu erda U _BE odatda 0,7 ga teng. Silikon tranzistor uchun V, yuk oqimiga qarab. Agar chiqish voltaji har qanday tashqi sabablarga koʻra tushib qolsa, masalan, yuk tomonidan olingan oqimning oshishi (KVL ni kuzatish uchun kollektor-emitter kuchlanishining oshishiga olib keladi), tranzistorning tayanch-emitter kuchlanishi (U _BE) ortadi, bu esa quvvatni aylantiradi. tranzistor yana yoqiladi va yuk kuchlanishini yana oshirish uchun koʻproq oqim beradi.

R _v tomonidan berilgan

$R_{\text{v}}={\frac {\min V_{R}}{\min I_{\text{D}}+\max I_{\text{L}}/(h_{\text{FE}}+1)}},$

bu yerda

min V _R — R _v boʻylab saqlanishi kerak boʻlgan minimal kuchlanish,

min I _D — Zener diyoti orqali saqlanishi kerak boʻlgan minimal oqim,

max I _L — maksimal dizayn yuk oqimi,

h _FE — tranzistorning toʻgʻridan-toʻgʻri oqim kuchayishi (I _C / I _B)

Differensial kuchaytirgichli regulyator

Chiqish kuchlanishining barqarorligini operatsion kuchaytirgich sifatida amalga oshiriladigan differensial kuchaytirgich yordamida sezilarli darajada oshirilishi mumkin:

Bu paytda, operatsion kuchaytirgich tranzistorni koʻproq oqim bilan boshqaradi, agar uning teskari kirishidagi kuchlanish inverting boʻlmagan kirishdagi kuchlanish mos yozuvlar chiqishidan pastga tushsa. Voltaj boʻluvchidan (R1, R2 va R3) foydalanish U_z va U_ichida oʻzboshimchalik bilan chiqish kuchlanishini tanlash imkonini beradi.

Manbalar

• Donald G. Fink, H. Wayne Beatty, Standard Handbook for Electrical Engineers Eleventh Edition, Mc Graw Hill, 1978, ISBN 0-07-020974-X, page 7-30
• Texas Instruments LM2825 Integrated Power Supply 1 A DC-DC Converter, retrieved 2010-09-19
• Linear Technology μModule Regulators, retrieved 2011-03-08
• Alley, Charles; Atwood, Kenneth (1973). Electronic Engineering. New York and London: John Wiley & Sons. p. 534. ISBN 0-471-02450-3.