Ξαφνικές και σημαντικές διακυμάνσεις της τάσης AC στο δίκτυο οδηγούν σε ασταθή λειτουργία ηλεκτρονικού εξοπλισμού και ηλεκτρικών οικιακών συσκευών. Σε ακραίες περιπτώσεις, τέτοιες υπερτάσεις μπορεί να προκαλέσουν βλάβη και αστοχία των ηλεκτρονικών. Σε αυτή την περίπτωση, η χρήση σταθεροποιητών τάσης τροφοδοσίας είναι απαραίτητη. Όλο και περισσότερο, οι χρήστες επιλέγουν σταθεροποιητές τάσης μετατροπέα για το σπίτι.
Επισκόπηση των σταθεροποιητών τάσης
Οι σταθεροποιητές τάσης γραμμής AC έχουν ιστορικά εξελιχθεί χρησιμοποιώντας διάφορα σχέδια κυκλωμάτων. Επί του παρόντος, υπάρχουν διάφοροι τύποι σταθεροποιητών:
- σταθεροποιητές τάσης ρελέ;
- ηλεκτρομηχανικοί σερβοσταθεροποιητές;
- ηλεκτρονικό θυρίστορ ή triacσταθεροποιητές;
- ρυθμιστές τάσης μετατροπέα.
Η τάση εξόδου των σταθεροποιητών ρελέ αλλάζει σταδιακά με εναλλαγή των περιελίξεων του μετασχηματιστή δικτύου με επαφές ισχυρών ηλεκτρομαγνητικών ρελέ. Η ακρίβεια σταθεροποίησης καθορίζεται από τον αριθμό των περιελίξεων μεταγωγής. Μπορεί να υπάρχουν από 5 έως 10 τέτοιες περιελίξεις. Κατά τη μετάβαση από μια περιέλιξη σε μια γειτονική, η τάση εξόδου αλλάζει την τιμή της κατά περίπου (15-20) V.
Στους ηλεκτρομηχανικούς σταθεροποιητές, ένας σερβομηχανισμός DC μετακινεί τη βούρτσα γραφίτη του συλλέκτη ρεύματος κατά μήκος των στροφών της περιέλιξης του αυτομετασχηματιστή. Η τιμή του σήματος ελέγχου εξαρτάται από τη διαφορά μεταξύ της τάσης εισόδου και της τάσης αναφοράς που αντιστοιχεί σε 220 V. Όταν εξαλειφθεί η διαφορά, η συσκευή ελέγχου σερβοκινητήρα εισέρχεται στη λειτουργία παρακολούθησης.
Στους ηλεκτρονικούς σταθεροποιητές, η μεταγωγή των περιελίξεων του μετασχηματιστή που χρησιμοποιούνται από τους ενεργοποιητές ελέγχεται από τον ελεγκτή.
Η μονάδα μεταγωγής κατασκευάζεται σε τριακ ή θυρίστορ ημιαγωγών. Η λειτουργία του ελεγκτή καθορίζεται από το λογισμικό που είναι εγκατεστημένο στο εργοστάσιο του προϊόντος.
Η αρχή λειτουργίας του σταθεροποιητή μετατροπέα
Η λειτουργία του σταθεροποιητή τάσης μετατροπέα βασίζεται στην αρχή της διπλής μετατροπής. Αρχικά, η τάση εναλλασσόμενου ρεύματος εισόδου μετατρέπεται σε DC και στη συνέχεια εκτελείται η αντίστροφη μετατροπή. Βεβαιωθείτε ότι η έξοδος της συσκευής είναι σταθερήΗ εναλλασσόμενη τάση 220 V πραγματοποιείται από τα ηλεκτρονικά των σταθεροποιητών τάσης μετατροπέα.
Δεν έχει ογκώδεις μετασχηματιστές ισχύος. Η σύνθεση των σταθεροποιητών περιλαμβάνει τα ακόλουθα ηλεκτρονικά εξαρτήματα:
- φίλτρο LC δικτύου εισόδου;
- ανορθωτής διόδου ημιαγωγών πλήρους κύματος;
- συσκευή διόρθωσης συντελεστή ισχύος;
- μπλοκ πυκνωτών αποθήκευσης;
- μετατροπέας μετατροπέα;
- ταλαντωτής ρολογιού χαλαζία σταθερής συχνότητας;
- φίλτρο εξόδου υψηλής διέλευσης;
- ελεγκτής μικροεπεξεργαστή.
Το φίλτρο παθητικού δικτύου εισόδου χρησιμοποιείται για την εξάλειψη των παρεμβολών υψηλής συχνότητας και την εξομάλυνση των σύντομων υπερτάσεων στην τάση δικτύου. Ο ανορθωτής μετατρέπει την εναλλασσόμενη τάση σε άμεση, μέρος της ηλεκτρικής ενέργειας της οποίας αποθηκεύεται σε ένα μπλοκ ηλεκτρολυτικών πυκνωτών υψηλής χωρητικότητας. Αποτελούν εφεδρική πηγή που τίθεται σε λειτουργία σε περίπτωση διακοπής της τάσης δικτύου ή βραχυπρόθεσμου τερματισμού της.
Η αποστολή του διορθωτή είναι να ομαλοποιήσει την ισχύ που λαμβάνεται από το δίκτυο, αποτρέποντας την υπερφόρτωση του σταθεροποιητή κατά τη λειτουργία του. Ο μετατροπέας-μετατροπέας επαναφέρει την τάση AC από το DC. Λόγω της συμμετοχής ενός ταλαντωτή χαλαζία στη λειτουργία του, η τάση εξόδου έχει τη μορφή καθαρού ημιτονοειδούς με συχνότητα 50 Hz με σφάλμα που δεν υπερβαίνει το 0,5%.
Ο ελεγκτής ελέγχει τη λειτουργία των κυκλωμάτων σταθεροποίησης τάσης εξόδου και αξιολογεί την κατάσταση μεμονωμένων μπλοκσυσκευές με την έκδοση αποτελεσμάτων στα στοιχεία απεικόνισης. Εκδίδει εντολές για αυτόματη απενεργοποίηση της λειτουργίας του σταθεροποιητή σε περίπτωση που η τιμή της τάσης εισόδου υπερβαίνει το εύρος ρύθμισης που καθορίζεται από τα τεχνικά χαρακτηριστικά.
Προδιαγραφές σταθεροποιητών
Κατά την επιλογή ενός σταθεροποιητή τάσης AC οικιακού δικτύου, θα πρέπει να δοθεί μεγάλη προσοχή στα κύρια τεχνικά χαρακτηριστικά του, τα οποία περιλαμβάνουν τα ακόλουθα:
- μέγιστη επιτρεπόμενη ισχύς φορτίου που μπορεί να παρέχει ο σταθεροποιητής διατηρώντας παράλληλα τις παραμέτρους ποιότητας της τάσης δικτύου;
- επιτρεπόμενες διακυμάνσεις τάσης δικτύου, στις οποίες η τάση στην έξοδο του σταθεροποιητή διατηρεί την τιμή της, λαμβάνοντας υπόψη τις απαιτήσεις των προτύπων ποιότητας;
- ταχύτητα ισοστάθμισης, η οποία καθορίζει τον χρόνο απόκρισης του ρυθμιστή σε βραχυπρόθεσμες ταχέως μεταβαλλόμενες αλλαγές στην τάση δικτύου για να διατηρείται η τάση εξόδου αμετάβλητη.
- σχήμα σήματος εξόδου, που προσεγγίζει ιδανικά ένα ημιτονοειδές;
- ακρίβεια των παραμέτρων σταθεροποιημένης τάσης;
- βαθμός προστασίας που καθορίζει την ικανότητα του σταθεροποιητή να λειτουργεί σε συνθήκες ακραίων θερμοκρασιών και υψηλών επιπέδων σχετικής υγρασίας,
- παράγοντας μορφής που καθορίζει τις διαστάσεις του σταθεροποιητή;
- Το επίπεδο παρεμβολής που δημιουργείται από τη συσκευή στον περιβάλλοντα εξοπλισμό.
Ένας πρόσθετος παράγοντας που επηρεάζει την επιλογή του σταθεροποιητή μπορεί να είναι η παρουσία στοιχείων οπτικής ένδειξης και σηματοδότησης.
Πρέπει να ενημερώνει πλήρως τον χρήστη για τις τιμές των παραμέτρων εισόδου και των σταθεροποιημένων παραμέτρων και να προειδοποιεί για την εμφάνιση κρίσιμων καταστάσεων.
χαρακτηριστικά σταθεροποιητών μετατροπέα
Η απουσία ογκωδών σιδηρομαγνητικών μετασχηματιστών με πολύπλοκη δομή περιέλιξης διευκόλυνε σημαντικά τον σχεδιασμό. Οι σταθεροποιητές τάσης μετατροπέα δεν περιέχουν κινούμενα μέρη σερβοκινητήρων, γεγονός που δεν απαιτεί την περιοδική συντήρησή τους κατά τη λειτουργία και καθιστά τη λειτουργία των σταθεροποιητών σχεδόν αθόρυβη. Ως στοιχεία ισχύος χρησιμοποιούνται συσκευές ημιαγωγών IGBT ή MOSFET που κατασκευάζονται με χρήση σύγχρονων τεχνολογιών.
Η χρήση γεννητριών ρολογιού χαλαζία σάς επιτρέπει να λαμβάνετε μια εναλλασσόμενη τάση εξόδου, το σχήμα της οποίας προσεγγίζει ένα καθαρό ημίτονο. Οι λύσεις κυκλώματος σάς επιτρέπουν να διορθώσετε το μη ιδανικό σχήμα της τάσης δικτύου εισόδου. Όλες οι λειτουργίες ελέγχονται από έναν μικροελεγκτή.
Απόδοση σταθεροποιητή μετατροπέα
Σχέδιο και τεχνικές λύσεις που εφαρμόζονται στους σταθεροποιητές τάσης μετατροπέα καθιστούν δυνατή την παραγωγή τελικών προϊόντων, η απόδοση των οποίων διαφέρει σημαντικά από εκείνη άλλων τύπων σταθεροποιητών προς το καλύτερο. Κορυφαίοι εγχώριοι και ξένοι κατασκευαστές δημιουργούν σειρές προϊόντων σχεδιασμένες για διαφορετικά επίπεδα ισχύος καταναλωτών. Ξεκινούν από 300 VA. Ο ρυθμιστής τάσης μετατροπέα 10 kW (kVA) δεν είναι ο τελευταίος σε αυτήν τη σειρά.
Όσο για άλλους δείκτες. Οι σταθεροποιητές τάσης μετατροπέα με διπλή μετατροπή διατηρούν σταθεροποιημένη τάση 220 V στην έξοδο με απόκλιση όχι μεγαλύτερη από 1% με αλλαγές στην τάση δικτύου στην περιοχή από 90-310 V. Το σφάλμα ανάγνωσης συχνότητας δεν υπερβαίνει το 0,5%. Η ταχύτητα σταθεροποίησης είναι στο επίπεδο των 10 ms, γεγονός που θα επιτρέψει τη χρήση οργάνων μέτρησης ακριβείας ως φορτίο. Σε αυτή την περίπτωση, πραγματοποιείται πλήρης καταστολή του θορύβου ώθησης.
Συμπέρασμα
Οι σταθεροποιητές τάσης μετατροπέα κατακτούν σταδιακά την αγορά σταθεροποιητών δικτύου. Αφού διαβάσουν τα υλικά του άρθρου, οι αναγνώστες θα καταλάβουν ότι αυτό αξίζει. Οι τεχνικές λύσεις και οι λύσεις κυκλώματος που χρησιμοποιούνται σε τέτοια προϊόντα καθιστούν δυνατή την επίτευξη απόδοσης που δεν είναι εφικτή για άλλους τύπους σταθεροποιητών. Η σταδιακά μειούμενη τιμή τους δικαιολογεί τα οφέλη που αποκομίζουν οι χρήστες τέτοιων συσκευών μετά την αγορά τους.
