Регулатор напона

Регулатори напона-су уређаји који треба да обезбиједе константан излазни напон.

Треба да знате да се излазни напон мијења у зависности од промене улазног напона и струје оптерећења захтјевима кола. Јер многи електронски уређаји захтевају оперативни напони и струје који морају остати константа, неки вид регулације је неопходан. Кола који одржавају напоне напајања или тренутног излаза у оквиру одређене границе, или толеранције се зову регулаторна тела. Они су означене као једносмерни напон или ДЦ струје регулатора, у зависности од њихове специфичне примене. Симбол напонског регулатора у електричним шемама:

Користе се у електромеханичким механизмима, за пасивне или активне електричне компоненте. У зависности од дизајна, може да се користи да регулише један или више наизменичних или једносмерних напона.

Блок дијаграм напајања и регулатор

Са изузетком пасивних шант регулатора, сви савремени електрични регулатори напона раде се упоређивањем стварног излазног напона са неким унутрашњим фиксим референтним напоно. Ниво разлика је појачан и користи се за контролу елемената регулације, на овај начин да се смањује напон грешке. Облик негативне повратне спреге, повећањем спреге тежи да се повећа прецизност регулације али смањује стабилност (избегавање осцилација. Ако је излазни напон сувише мали (вероватно због смањења улазног напона или струје повећањем отпорности), регулатор произведи већи излазни напон, у том случају регулатор производи мањи напон.

Мере квалитета регулатора

• Оптерећење регулације је промена излазног напона за дати промену струје оптерећења (на пример: „обично 15mV, 100mV за максимално оптерећење између 5mA и струја 1.4А, на одредјеним температурама и улазног напона").
• Линија регулације(улазни прописни степен)-у којем промене излазног напона са улазним напоном мења - као однос излазих са улазним променам (на пример „обично 13mV / V), или излазног напона мењају током целог опсега улазног напона (на пример, плус или минус 2% за улаз напона између 90V и 260V, 50-65Hz).

Других важних параметри су:

• Температурни коефицијент излазног напона прети промене излазног напона са температуром (даје температурни опсег), док је ...
• Напон тачности-осликава грешку излазног напона за фиксну виједност регулатора без узимања у обзир температуру или ефекте стварања на излазне тачности.
• Оступање напона - минимална разлика између улазног напона и напона на излазу регулатора који дају одређене струје. За ниска одустајања регулатора је дизајниран такође да добро ради.
• Апсолутна максимална оцена је дефинисана за компонете регулатора, водећи рачуна о континуитету и максималну вриједност излазне струје која се може користити (понекад и интерно ограничена), максимални улазни напона, максимална снага дисипације на датој температури, итд
• Бука (бели шум термички) и излазна импеданса се може динамички навели као график фреквенције, а излаз буке може бити дата од врха до врха или РМС напона, односно у смислу њихових спектара.
• Стање мировања-струја регулатора кола је тренутно извучена интерно, обично се мери као улазна струја када нема оптерећења (и тиме и извор неефикасности, неки линеарни регулатори су, изненађујуће, ефикаснији у веома ниским струја оптерећења).

Аналогни регулатори напона

Аналогни регулатор напона

Упутство за употребу

Аналогни регулатор напона(АРН-5)намјењен је за употребу на сихроном генератороним фреквенције 50/60 Hz и максималне струје побуде 5А. Регулатор има подфреквентну заштиту(U/f карактеристика), заштиту од прекомјерног напона побуде са аутомацским искључењем напона и филатар против електромагнетних сметнји. Кућисте је изграђено од АБС пластике а регулатор језаливен двокомпонентном смолом. Регулатор је могуће монтирати директно на генератор.

Подешавање напона

Тајмер потрнциометра VOLT омогућава подешавање напона генератора за жељени унос. Окретањем у смјеру казаљке на сату напон генератора ће да расте, pостављањем потенциометар 1k/0.5W на мјесто моста 7-8 напон генератора моћи ћемо смањити за 10%.

U/f карактеристика

“U/f” тајмер потрнциометра одређује кољено карактеристике. За 50Hz потребно је спојити мост 10-11 и подесити кољено на 45Hz, за 60Hz прикључци трбају да буду отворени а кољено мора бити подешено на 55Hz. Окретањем потенциометра “U/f” у смјеру казаљке на сату кољено помичемо према вишој фреквенцији, види слику.

Серијски и маневрисани регулатори напона

Постоје два основна типа напонских регулатора. Основни регулатори напона су класификоване као ни серија или шант, у зависности од локације или положаја регулише елемента (а) у односу на отпорност споја оптерећења. Слике илуструју ова два основна типа напонских регулатора. У пракси кола регулисања уређаја може бити веома сложен. Брокен линије су коришћене на слици да истакне разлике између серије и маневрисаних регулатора.

Шант регулатор

Шема цртежа у приказу је за типа шант регулатора. То се зове шант типа регулатора, јер је регулисање уређај повезан паралелно са оптерећења отпора.

сл.4. серијски регулатор напона

Елекромеханички регулатори напона

Дизајнирање - електромеханичких регулатор напона

Унутрашњост старог електромеханичког регулатора напона

График излазног напона на временској скали

У старијим електромеханичким регулаторима, регулација напона је лако постизан дизејнирањем жице са електромагнетом. Магнетно поље које производи струја привлачи креће обојених језгро одржавати под пролећа тензија или гравитациону силу. Као се напон повећава, тако да нема струје, јача магнетно поље које производи калем и језгро вуче ка пољу. Магнет је физички повезан са механичким прекидачем, који се отвара као магнет помера у поље. Као напон опада, тако да нема струје, ослобађајући пролећа тензија или тежину језгро и изазива га порећи. Овај прекидач се затвара и омогућава моћи да тече још једном.

Механички регулатор према дизајну осетљив је на мале промене напона, кретање соленоида језгра се може користити за прелазак преко прекидача селектор опсега отпорности намотаја трансформатора или да постепено корак по корак излазни напон горе или доле, или да ротирате положај електродинамичких наизменичних регулатора.

Регулатори за генераторе-фукционишу тако што искључују генератора када је не производе струју, и тиме спречавају пражњење батерија од назад у генератор и покушава да га покрене као мотора. Исправљачке диоде у алтернатора аутоматски обавља ову функцију тако да је одређени релеј није потребно; то знатно поједностављен регулатора дизајн. Више модерног дизајна сада користе технологију чврстог стања (транзистора) да обавља исту функцију коју обављају у електромеханички релеји регулатора. Напајање регулатора

Електромеханички регулатори су такође користе за регулисање напона наизмјеничне струје на дистрибутивним линијама. Ови регулатори генерално функционишу тако што ћете изаберу одговарајућу чесме на трансформатор са више славине. Ако је излазни напон сувише низак, славина измењивача пребацује везу да произведу већи напон. Ако је излазни напон превисок, славина измењивача пребацује везу да произведу мањи напон.

Ротациони АЦ напонски регулатор

сл.8. основни принцип дизајна и дијаграм кола за ротирајуће завојнице АЦ напонског регулатора Ово је старији тип регулатора користио се 1920 који користи принцип фиксне завојнице позицију поља и друго поље калем који се могу ротирати на оси паралелно са фиксном калема. Када је покретни калем позициониран вертикално на фиксни калем, магнетне силе које делују на покретни калем међусобно су уравнотежени и излазни напон је непромењена. Ротирајући калема у једном правцу или други од центра позиције ће повећање или смањење напона у секундарном покретном калему. Овај тип регулатора може се аутоматски преко серво механизама контроле да унапреди положај покретне завојнице у циљу да повећавање или смањивања напона. Кочење механизма или висок однос припремају се користи да држи ротирајуће калема на месту против моћних магнетних сила које делују на покретни калем.

Активни регулатори

Активног регулатора имају најмање једно активну (појачавање) компоненту као што је транзистор или операциони појачавач. Скренути пегулатори су често (али не увек) пасивне и једноставно, али је увек неефикасан, јер у суштини депоније вишка струје није потребна оптерећење. Када треба да испоруци више енергије, софистицирање кола се користе. У принципу, активни регулатори могу да се појеле у неколико група:

• Линеарна серија регулатора
• Раклопни регулатори
• КИРС регулатори

Линеарни регулатори

Линеарни регулатори су засноване на уређајима који раде у линеарном региона (за разлику, пребацивања регулатора се заснива на уређају приморана да делује као on / off прекидач). У прошлости, су једна или више вакуумских цеви најчешће користе као променљиве отпорности. Модерног дизајна користите један и не могу да корак нагоре или обрнути напона напајања као и укључивању. Цео линеарни регулатори су доступне као интегрисана кола. Ови чипови долазе у било фиксне или подешавање напона врсте. Као линеарни регулатори, скоро, комплетна пребацивања регулатора су такође доступне као интегрисана кола. За разлику од линеарни регулатори, те обично захтевају од спољних компоненти: калем, који служи као елемент за складиштење енергије. (Велики вредних индуктори имају тенденцију да буду физички велики у односу на скоро све остале врсте компоненти, тако да се ретко произведен у оквиру интегрисаних кола и ИЦ регулатори - уз неке изузетке )

Две врсте регулатора имају различите предности:

• Линеарни регулатори су најбоље када су ниске излазне буке (и ниске РФИ зрачи шум) је неопходна
• Линеарни регулатори су најбоље када је потребан брз одзив на улаз и излаз поремећаја.
• На ниским нивоима власти, линеарни регулатори су јефтинија и заузимају мање простора штампана плоча.
• Расклопни регулатори су најбоље када се енергетске ефикасности критична (као што су преносни рачунари), осим линеарни регулатори су ефикаснији у малом броју случајева (као што су микропроцесор 5V често у " sleep" режим од 6V батерија, уколико сложеност комутација кругова и спајања капацитивности пуњења струја значи висок тренутно у стању мировања пребацивања регулатора).
• Расклопни регулатори су потребни само када је напајање једносмерним напоном, а већи излазни напон је потребан.
• На високим нивоима, пребацивање регулатори су јефтинији (на пример, трошкове уклањања генерише мање топлоте).

SCR регулатори

Напајанје регулатора је из AC напајних кола могу да користе силицијум контролисани исправљачи (SCRs) као серију уређаја. Кад год је излазни напон испод жељене вредности, SCR се покреће, што омогућава да се ток струје оптерећења у струју док AC напон пролази кроз нулу (закључно са пола циклуса). SCR регулатори имају предности као и врло ефикасан и веома једноставан, али зато они не могу прекинути у току половине циклуса спровођења, они нису у стању да веома прецизну регулацију напона, као одговор на брзо мења оптерећења.

Комбинавани (хибрид) регулатори

Многи напајања користе више метода којима се регулише у серији. На пример, излаз за пребацивања регулатора може бити додатно регулисан линеарних регулатора. Пребацивања регулатора прихвата широк опсег улазних напона и ефикасно генерише (донекле бучно) напон мало изнад коначно жељени излаз. То је праћено линеарних регулатора који генерише тачно жељени напон и елиминише скоро све буке генерисан пребацивања регулатора. Остале дизајна може користити SCR регулатора као „пре регулатора“, затим други тип регулатора. Ефикасан начин за креирање променљивих напона, прецизне излазне струје је комбиновање више искористе трансформатор са подесивим линеарне пост регулатора.

Литература

• https://web.archive.org/web/20100704081916/http://www.electronicstalk.com/guides/voltage-regulation.html
• http://www.wikipedia.org/
• Бредић Томислав:Електронски елементи и основни склопови, БГ 1995