Il principio di funzionamento del regolatore di tensione a impulsi

Un regolatore di tensione a impulsi è un dispositivo ad alta efficienza e leggermente generatore di calore. Può creare una corrente di carico su un ampio intervallo e allo stesso tempo non ha peso e dimensioni significativi.

Informazioni generali

Com'è? Lo stabilizzatore può eseguire la sua funzionalità modificando la durata degli impulsi. Inoltre, è disponibile la funzione di controllo della loro frequenza. A causa di ciò, si distingue la cosiddetta regolazione latitudinale. È anche chiamato frequenza degli impulsi. Ciò significa che i dispositivi funzionano in modalità combinata. All'uscita dello stabilizzatore, la tensione è rappresentata come un'ondulazione. Pertanto, non è adatto per l'alimentazione del consumatore. Allineare prima di accendere. A tale scopo vengono utilizzati filtri capacitivi. Quattro parametri sono usati per calcolare la tensione media:

• durata del periodo;
• resistenza del consumatore;
• durata dell'impulso;
• corrente corrente sul carico (in ampere).

A seconda dell'induttanza, potrebbe smettere di scorrere attraverso il filtro prima dell'impulso successivo. In questo caso, dicono che è variabile. Se continua a scorrere, la corrente è costante. Se gli impulsi sono insignificanti, è meglio scegliere una variabile. Ma se esiste un'ipersensibilità, sarà adatta solo la corrente diretta (ciò comporta perdite significative nei fili e nell'avvolgimento della bobina).

Struttura del dispositivo

Quindi, ora è noto cos'è un regolatore di tensione a impulsi. Il principio di funzionamento di questo dispositivo è associato alla sua struttura. Il dispositivo è composto da:

• filtro di livellamento (corregge l'impulso di tensione all'uscita);
• dispositivi di conversione;
• generatore;
• dispositivo di confronto (dà ai segnali la differenza tra l'input e l'output).

Come viene svolto il lavoro?

È sempre possibile che vengano usati solo due elementi: un convertitore e un filtro. Tuttavia, si dovrebbe tenere presente che nella pratica, l'operazione a lungo termine senza un dispositivo di comparazione e l'oscillatore principale non lo è. Inoltre, gli ultimi due sono utilizzati per regolare il processo di lavoro. Pertanto, tutti e quattro i componenti funzionano. In questo caso, la tensione che si forma in uscita viene trasmessa al dispositivo di confronto. Lo confronta con il valore base. Quindi, viene formato un segnale proporzionale. Viene trasmesso direttamente al generatore.

Principali caratteristiche del dispositivo

Considerando il funzionamento di un regolatore di tensione a impulsi, il processo di regolazione dovrebbe essere particolarmente notato. Viene eseguito utilizzando un generatore. In esso, il segnale analogico differenziale viene convertito in pulsazioni con durata variabile e frequenza costante. Ma questo non è sempre il caso. Se viene fornita la possibilità di regolazione degli impulsi di frequenza, la loro durata è un valore costante. Il funzionamento del generatore dipende dalle proprietà del segnale trasmesso. Gli impulsi da lui creati vengono trasmessi agli elementi del convertitore. In questo caso, il transistor di controllo funziona in modalità chiave. Cambiando l'intervallo o la frequenza degli impulsi, è possibile modificare la tensione di carico. Tutto dipende dalla proprietà degli impulsi di controllo. Se il dispositivo è costruito su un principio di relè, il segnale di stabilizzazione viene creato utilizzando un trigger. Diamo un'occhiata a questa opzione in modo più dettagliato.

Principio di funzionamento del relè

Il funzionamento del regolatore di tensione a impulsi in questo caso è il seguente: una tensione costante viene applicata al transistor, che funge da chiave. Si apre. La tensione di uscita aumenta. Il dispositivo di confronto inizia a determinare il segnale di differenza. Quando viene raggiunto un certo limite superiore, lo stato del trigger cambia. Di conseguenza, il transistor di controllo viene commutato al cut-off. Successivamente, la tensione di uscita diminuirà. Nel caso in cui raggiunga il limite inferiore, il dispositivo di confronto determina nuovamente il segnale di differenza, lo stato del trigger cambia. Il transistor tornerà alla saturazione. La differenza di potenziale inizierà a salire, così come la tensione di uscita. Il processo di allineamento inizierà immediatamente.

Il limite di trigger per il trigger viene regolato regolando l'ampiezza dei valori di tensione sul dispositivo di confronto utilizzato. E quindi andrà sempre a ciclo chiuso. Il regolatore di tensione di commutazione del tipo a relè ha una maggiore velocità, che lo distingue dai dispositivi che utilizzano il controllo di latitudine e frequenza. Questo è il loro vantaggio più significativo. Ma questo approccio fornisce sempre impulsi all'uscita del dispositivo. Questo è un difetto.

Cos'è un regolatore di tensione a impulso pulsato?

E dove si applicano? Tali dispositivi sono vitali nel caso di carichi, la cui differenza è maggiore della tensione all'uscita dei dispositivi. Come funzionano? Lo stabilizzatore non fornisce isolamento galvanico di potenza e carico. Inizialmente, il transistor entra in saturazione. Quindi la corrente scorre attraverso il circuito lungo la bobina cumulativa dal polo positivo. In questo caso, l'energia viene accumulata in un campo magnetico. La corrente di carico può scaricare la capacità del condensatore utilizzato. E cosa succederà se spegni la tensione di commutazione dal transistor? Allo stesso tempo si sposterà nella posizione di taglio. Di conseguenza, una forza elettromotrice di autoinduzione apparirà sull'acceleratore.

Ci sarà anche la commutazione seriale con tensione in ingresso e movimento verso il consumatore. Ciò significa che la corrente passerà attraverso il nostro induttore (choke). A questo punto, il suo campo magnetico produrrà energia. Va notato che la capacità del condensatore lo riserva per mantenere la tensione dopo che il transistor entra in modalità di saturazione. Dovrebbe essere preso in considerazione che la strozzatura è necessaria per l'energia di riserva, quindi non dovrebbe funzionare nel filtro di potenza.

Stabilizzatore usando un grilletto Schmitt

Questa è l'opzione del dispositivo più semplice. Ha il più piccolo set di componenti. Il ruolo principale nel design è giocato da un trigger, che include un comparatore. Il suo compito principale è quello di confrontare la differenza di potenziale in uscita con il valore massimo consentito. Il principio di funzionamento di un tale dispositivo è che quando la tensione aumenta, il grilletto viene portato in posizione zero. Questo è seguito dall'apertura della chiave elettronica. E allo stesso tempo dovrebbe essere scaricato solo lo starter. Quando la tensione su di esso raggiunge il valore più basso, la commutazione viene eseguita da uno. Il tasto si chiude e la corrente passa.

Va notato che tali dispositivi sono abbastanza semplici, ma vengono utilizzati solo in casi individuali.

Cos'è un regolatore di tensione step-down?

Dispositivi di questo tipo sono dispositivi di potenza potenti e compatti. Hanno bassa sensibilità al pickup del consumatore, una tensione costante di un valore. Allo stesso tempo, non esiste praticamente alcun isolamento galvanico di input e output. La potenza di uscita di tali dispositivi è sempre inferiore alla tensione di ingresso.

È abbastanza semplice assemblare un regolatore di tensione a impulsi di questo tipo con le proprie mani. In breve, lo schema del circuito è il seguente: la tensione è collegata, che viene utilizzata per controllare la sorgente e il gate del transistor. Dovrebbe passare alla posizione di saturazione. La corrente passa dal polo positivo alla bobina di livellamento e al carico. Nella direzione in avanti non perde. Quando la tensione di controllo è disattivata, il transistor chiave si spegne. Dopo ciò, è nella posizione di taglio. La forza elettromotrice dell'induttanza di livellamento a induzione blocca il percorso per cambiare la corrente che scorre attraverso il circuito. Allo stesso tempo passa attraverso il carico, percorre il conduttore comune e ritorna alla strozzatura. Di conseguenza, il livello di tensione diminuisce.

Inversione dello stabilizzatore

Questo dispositivo è utilizzato per servire i consumatori con tensione costante. La sua peculiarità è che la polarità della struttura è opposta alla direzione della differenza di potenziale all'uscita del dispositivo. Il regolatore di tensione CC può mostrare valori sia al di sopra che al di sotto di ciò che si trova nella rete di alimentazione. Dipende dall'impostazione dello stabilizzatore. L'isolamento galvanico per l'alimentazione e il carico non è fornito.

Come funziona un dispositivo del genere? Inizialmente, è necessario collegare la differenza di potenziale di controllo. Questo apre il transistor tra il gate e la sorgente. Si aprirà e la corrente scorrerà da più a meno. In questo caso, lo starter riserva energia a causa del campo magnetico. Quando la differenza di potenziale di controllo dalla chiave transistor è disattivata, si chiuderà. In questo caso, il backup energia del condensatore e il campo magnetico viene consumato per il carico.

Circa i vantaggi e gli svantaggi

Ci distraggono dalle strutture specifiche, e non importa quello che abbiamo: un regolatore di commutazione di alta o bassa tensione, vedremo ciò che rappresentano in termini generali dalla posizione di punti di forza e di debolezza. Quindi, i vantaggi:

• facile da raggiungere l'allineamento;
• dimensioni compatte;
• ampia spaziatura per la stabilizzazione;
• alta efficienza;
• stabilità della tensione di uscita;
• connessione liscia.

Ahimè, non era senza difetti, tra loro ci sono le seguenti sfumature:

• costruzione complessa;
• la presenza di un gran numero di componenti specifici, che influisce negativamente sull'affidabilità del progetto;
• i dispositivi sono difficili da riparare;
• c'è molto rumore per selezionare la frequenza desiderata;
• spesso è necessario utilizzare dispositivi di compensazione del potere.

conclusione

Quando crei disegni, nonostante non sia il più semplice, puoi apportare delle modifiche. Fortunatamente, con l'esperienza, non è così difficile. Voglio creare un regolatore di tensione di commutazione regolabile, che funzionerà in diverse gamme? Questo è possibile. Ma è necessario riflettere attentamente su come implementarlo. Aggiungi un diodo che informa il segnale luminoso sul funzionamento del dispositivo? Semplicemente semplice! Gli schemi considerati sono facili da migliorare, basta mostrare pazienza, perseveranza e comprensione di ciò che dovrebbe essere fatto.