Принцип работы реле регулятора напряжения: строение, функции и проверка |

Реле регулятор напряжения. | Фирма дедушки Ашота

Как проверить в домашних условиях.

Реле регулятор напряжения сложный электронный прибор. Как проверить реле регулятор описано в этой статье.

Реле регулятор выполняет в автомобиле и мотоцикле функцию стабилизации  бортового напряжения в заданных пределах, в зависимости от частоты вращения ротора генератора, температуры окружающей среды и электрической нагрузки.  Он регулирует уровень зарядки аккумуляторной батареи и поддерживает нормальную работу всех бортовых электроприборов. Регулятор измеряет напряжение на аккумуляторной батарее и включает или отключает напряжение, питающее обмотку возбуждения генератора. Такой принцип  работы реле регулятора во всех схемах автомобилей и мотоциклов с генераторами переменного тока.  Причиной неустойчивой работы реле регулятора может быть повреждение или окисление контактов  в измерительной цепи регулятора, так как эта цепь проходит от аккумулятора на клемму (15, 61,ВЗ, В, БВ) регулятора через клеммы предохранителей, замок зажигания и другие контактные соединения. Перебои может вызвать и плохой контакт между корпусом регулятора напряжения и массой автомобиля. Поэтому первое, что нужно проверить – это напряжение на этой клемме (15, 61,ВЗ, В, БВ – в зависимости от типа регулятора), при включенном зажигании. Напряжение не должно отличаться от напряжения,  замеренного на плюсовой клемме аккумулятора. Этого недостатка были лишены электронные, не заслуженно забытые регуляторы советских времен РН-3, РН-4, РН-5. В этих регуляторах был специальный измерительный вывод, который соединялся непосредственно с плюсовой клеммой аккумулятора.

На схеме генератора мы видим три силовые обмотки Y1, Y2,Y3, в которых и генерируется переменный ток, и трехфазный силовой выпрямитель, который преобразует переменный ток в постоянный. Но на выводах силовых обмоток напряжения не будет, если не подключить постоянное напряжение от аккумулятора на обмотку возбуждения. По схеме это осуществляется через замок зажигания на вывод 15 генератора  и клемму “Б” реле регулятора. Через  клемму “Ш” реле регулятор в нужный момент соединяет другой вывод обмотки возбуждения с массой (т. е. минусовым проводом аккумулятора). Обмотка возбуждения расположена на роторе генератора и является электромагнитом постоянного тока. При вращении ротор создает вращающееся электромагнитное поле, которое пересекает проводники неподвижных силовых обмоток статора и индуцирует в них переменный ток с частотой вращения ротора.

Для проверки реле регулятора его нужно снять с генератора вместе со щеткоткодержателем (если он встроен в генератор, например Г-222 или 17.3702) и собрать схему для проверки.

Лучше всего для проверки использовать блок питания постоянного тока с регулируемым напряжением от 10 до 15В. Для контроля напряжения  необходим вольтметр постоянного тока  с пределом измерения до 15В и контрольная лампочка 12В  3-21 Вт с патроном.  Так как у большинства автолюбителей регулируемого  блока питания не окажется, можно использовать зарядное устройство для 12В аккумуляторов с емкостью  55-60Аh с возможностью регулировки зарядного тока. Но тут также есть свои подводные камни. Дело в том, что у современных зарядных устройств с защитой, на выходе не будет напряжения, пока не подключен аккумулятор. В таком случае придется подключить аккумулятор, как на схеме.

Вместо блока питания можно использовать два аккумулятора 12В, включенные последовательно, но это должны быть обслуживаемые аккумуляторы с перемычками между банками сверху аккумулятора. Напряжение каждой банки 2В, так что регулировка получится ступеньчатая -12В-14В-16В. Аккумуляторы можно взять старые, у которых не хватает емкости крутить стартер, но есть возможность зажечь лампочку.

Можно просто соединить десять больших круглых батареек по 1,5В последовательно. В этом случае шаг регулировки будет 1,5В. Минус подключаем в схему, а плюс – один конец проводника подключается в схему, а другой переключается между восьмой,  девятой и десятой батарейками. Но контрольная лампочка, в этом случае, должна быть не больше 12В 3 Вт.

Собираем схему и подаем сначала 12В на реле регулятор, лампочка должна загореться. Начинаем повышать напряжение. Если вольтметр показывает от 12 до 14.5В лампочка должна гореть. При повышении напряжения выше 14, 5В лампочка должна погаснуть. Реле регулятор исправен. Если лампочка не загорается от 12 до14.5В или не гаснет при напряжении больше 14,5В реле регулятор можно выбросить.

Проверять реле регулятор можно без разборки щеточного узла. Лампочка в этом случае подключается к графитовым  щеткам.

Методика проверки такая же. Интегральные реле регуляторы ремонту не подлежат и если лампочка при напряжении  больше14.5В светится в половину накала или мигает – регулятор неисправен и подлежит замене.

Есть еще один очень важный момент, который нужно знать. Реле регулятор – это электронный выключатель, который в нужный момент подает напряжение на обмотку возбуждения генератора. Только в одних реле регуляторах (в интегральных «шоколадках») этот выключатель переключает соединение «минуса» аккумулятора с выводом обмотки возбуждения , а «плюс» приходит напрямую на другой вывод. А в реле регуляторах РР310Б,  РР310В,  РР380,  РР362  переключается «плюс», а минус подключается на обмотку возбуждения в генераторе – провод со щетки на массу. Эти реле регуляторы устанавливаются на борту автомобиля,  вне генератора и от выводов «Ш» и «ВЗ» (в РР380 выводы «15» плюсовой регулируемый и «67» минус) идут проводники  на щеточный узел генератора. Поэтому при проверке реле регуляторов  РР310Б,  РР310В,  РР380,  РР362 и подобных лампочка подключатся между клеммами  «Ш» или «67» и «минусом аккумуляторной батареи.

Преимуществом бортовых реле регуляторов является доступность и меньшие трудозатраты на проверку и замену. Если бортовой реле регулятор вышел из строя в пути, его можно временно заменить  лампочкой 12В  21св. Просто провода «15» и «67» отключают от неисправного регулятора и подключают к ним лампочку. Таким образом, можно в темное время суток добраться до гаража и не вывести из строя аккумулятор. Таким же образом можно проверить работоспособность  генератора. Если при подключении лампочки вместо регулятора, при работающем двигателе снять клемму с аккумулятора и двигатель продолжает работать, генератор исправен.

Во всех мотоциклетных реле регуляторах также один вывод обмотки возбуждения подключен к «массе», а на другой подается «плюс» через  регулятор. Поэтому схема для проверки такая же, как у автомобильных «бортовых» (последняя схема статьи).

Как видите, в проверке реле регулятора напряжения ничего сложного нет. Нужно только определиться какой регулятор у Вас стоит, и по какой схеме его проверять.  Советую проверять новые, только что приобретенные регуляторы. Качество очень низкое. При проверке новых из десяти четыре оказались не рабочими. Это касается и «шоколадок» и бортовых. Если будут вопросы или сложности – обращайтесь, постараюсь помочь.

Также на эту тему Вы можете почитать:

Регуляторы напряжения вибрационного типа и бесконтактные регуляторы

Автоматический регулятор напряжения вибрационного типа работает по отклонению напряжения. Принцип работы регулятора напряжения вибрационного типа основан на включении в цепь обмотки возбуждения генератора дополнительного резистора при повышении напряжения на выводах генератора (рис. 1).

Регулятор состоит из электромагнита Y, якоря с подвижным контактом S, неподвижного контакта и добавочного резистора R1, включенного в цепь обмотки возбуждения LG генератора.

При нормальном напряжении контакты замкнуты, и обмотка возбуждения генератора получает питание от якоря, минуя резистор. Как только напряжение на выводах генератора увеличится, электромагнит Y, преодолевая сопротивление пружины П, притянет якорь и разомкнет контакт. В результате ток в обмотку возбуждения будет поступать через дополнительный резистор, и напряжение на выводах генератора уменьшится.

Рис. 1. Принцип действия регулятора напряжения вибрационного типа

Это вызовет уменьшение тока в катушке электромагнита Y, контакт замкнется, дополнительный резистор будет выключен. Обмотка возбуждения окажется включенной на полное напряжение, ток в ней возрастет, и напряжение генератора повысится. Включение и выключение добавочного резистора в цепь обмотки возбуждения генератора происходит с частотой 20 — 30 раз в секунду, что при наличии индуктивности обмотки возбуждения делает колебания напряжения в сети практически незаметными. Среднее значение продолжительности включенного состояния контакта S относительно выключенного будет определять среднее значение тока возбуждения, а следовательно, напряжение генератора.

Таким образом, пределы регулирования напряжения генератора устанавливаются включенным и выключенным состоянием контакта S. Значение продолжительности включенного состояния контакта регулируется натяжением пружины П.

Большое количество судов малого водоизмещения, в том числе и суда на подводных крыльях, имеют напряжение в сети 24 В. Источниками электроэнергии являются генераторы небольшой мощности (1200 или 1500 Вт), навешенные на дизель и аккумуляторные батареи. На судах малого водоизмещения чаще всего используют генераторы Г-732 с реле-регулятором вибрационного типа РРТ-32 и генераторами ГСК-1500 с реле-регулятором вибрационного типа РК-1500.

На рис. 2 показана схема реле-регулятора РРТ-32, скомплектованного из пяти электромагнитных приборов: реле обратного тока К1, двух ограничителей тока К2, К3 и двух регуляторов напряжения К4, К5.

Рис. 2. Принципиальная схема реле-регулятора РРТ-32

Ограничители тока (контакты K2.1, К3.1) и регуляторы напряжения (контакты К4.1, К5.1) работают по принципу вибрационных регуляторов. Контакт К1.1 обеспечивает работу реле обратного тока. Обмотки 1—12 являются обмотками управления реле-регулятора.

Вибрационные регуляторы напряжения генераторов (рис. 3, а) применяются на земснарядах. Основным элементом такого регулятора является электромагнит, принцип действия которого иллюстрируется рис. 3, б. Магнитный поток Ф1, создаваемый обмоткой L1, зависит от напряжения генератора; поток Ф3 создается обмоткой L3, включенной последовательно с обмоткой возбуждения генератора; поток Ф2 создается обмоткой L2, включенной параллельно обмотке возбуждения генератора.

Рис. 3. Принципиальная схема вибрационного 

регулятора напряжения генератора постоянного тока

При работе регулятора в зависимости от воздействия обмоток электромагнита сердечник может занимать промежуточное положение, тогда контакты К1 и К2 будут разомкнуты, или любое крайнее положение, тогда будет замкнут контакт К1 или К2. Суммарный магнитный поток электромагнита зависит от напряжения генератора и влияния температуры на элементы системы возбуждения.

Вместо вибрационных регуляторов для судовых генераторов в настоящее время используют бесконтактные реле-регуляторы (рис. 4).

Действие их заключается в следующем. По мере увеличения напряжения на выводах генератора ток возбуждения будет возрастать, так как при напряжении, меньшем номинального, стабилитрон V1 не пропускает ток и потенциал базы транзистора V2 становится выше потенциала эмиттера — транзистор V2 закрыт. При закрытом транзисторе V2 напряжение на базе транзистора V3 ниже потенциала его эмиттера, поэтому транзистор V3 открыт, и в обмотке возбуждения генератора течет ток.

Рис. 4. Принципиальная схема бесконтактного регулятора напряжения

Как только напряжение на выводах генератора превысит номинальное значение, стабилитрон VI пропустит ток, падение напряжения на резисторе R4 превысит падение напряжения на диоде V4, и транзистор V2 откроется; при этом потенциал транзистора V3 станет выше потенциала эмиттера, и транзистор V3 закроется. Ток возбуждения, а также напряжение генератора будут уменьшаться. Снижение напряжения будет продолжаться до тех пор, пока не закроется стабилитрон V1. После этого транзистор V2 закроется, а транзистор V3 откроется, и весь цикл повторится.

Применение диода V4 в качестве элемента обратной связи ухудшает самовозбуждение генератора, особенно при предварительно включенной нагрузке, когда пороговое сопротивление диода оказывается выше критического сопротивления цепи возбуждения генератора. Для улучшения условий самовозбуждения генератора рекомендуется диод V4 шунтировать резистором R3.

Ток генератора ограничивается с помощью транзистора V5. При номинальном токе напряжение на диоде V6 превышает напряжение на резисторе R8, поэтому потенциал базы транзистора V5 выше потенциала эмиттера, и транзистор закрыт. Если ток генератора станет больше номинального, напряжение на резисторе R8 превысит напряжение на диоде V6, транзистор V5 откроется, вследствие чего потенциал базы транзистора V3 станет выше потенциала эмиттера, и транзистор V3 закроется, ток возбуждения прекратится, и напряжение генератора снизится, уменьшая ток нагрузки.

Обратный ток ограничивается с помощью диода V7, который пропускает ток в одну сторону и закрывается при приложении к нему напряжения обратной полярности.

Регулятор напряжения: теория работы

••• изображение домашней аудиосистемы Павел Лосевский с сайта Fotolia.com

Обновлено 24 апреля 2017 г. хотя его входное напряжение может сильно варьироваться. Существует множество конкретных типов регуляторов напряжения, основанных на конкретном методе, который они используют для управления напряжением в цепи. В общем, регулятор напряжения работает, сравнивая свое выходное напряжение с фиксированным опорным значением и минимизируя эту разницу с помощью контура отрицательной обратной связи.

Пассивные регуляторы

Пассивные регуляторы напряжения имеют очень простую конструкцию, которую можно использовать только тогда, когда входное напряжение всегда больше выходного напряжения. Он содержит резистор, который снижает выходное напряжение до нужного уровня. Резистор просто сбрасывает избыточное напряжение в виде тепла. Цепи, которые могут потребовать увеличения напряжения, нуждаются в активном регуляторе напряжения.

Основные операции

Базовый регулятор напряжения имеет простую электромеханическую конструкцию. Провод, подключенный к цепи, скручен так, что образует электромагнит. По мере увеличения напряжения в цепи увеличивается и сила электромагнита. Это заставляет железный сердечник двигаться к электромагниту, который подключен к выключателю питания. Когда движущийся магнит тянет переключатель, он снижает напряжение в цепи.

Контур отрицательной обратной связи

Железный сердечник удерживается от электромагнита какой-то силой, например пружиной или силой тяжести. Когда напряжение в цепи уменьшается, электромагнит становится слабее. Это позволяет железному сердечнику вернуться в исходное положение, что снова включает переключатель и увеличивает напряжение в цепи. Это создает петлю отрицательной обратной связи, а это означает, что регулятор напряжения снижает напряжение, когда оно слишком высокое, и увеличивает напряжение, когда оно слишком низкое.

Повышение чувствительности

Чувствительность регулятора напряжения может быть существенно повышена за счет конструкции, позволяющей железному сердечнику перемещаться в диапазоне сопротивлений или обмоток. По мере изменения положения железного сердечника он контактирует с цепью в разных точках, что приводит к изменению напряжения в цепи по мере необходимости. Такая конструкция позволяет регулятору напряжения реагировать на очень небольшие изменения напряжения в цепи.

Специальные типы

Регулятор сети — это более конкретный термин для устройства, которое регулирует напряжение в линии распределения электроэнергии переменного тока. Стабилизатор напряжения переменного тока обычно использует бесступенчатый автотрансформатор для регулирования основного напряжения в доме. Стабилизатор напряжения постоянного тока часто регулирует необработанное напряжение от батареи с помощью шунта, который проводит электричество только при определенном напряжении.

Статьи по теме

Об авторе

Аллан Робинсон написал множество статей для различных сайтов о здоровье и фитнесе. Робинсон также имеет 15-летний опыт работы инженером-программистом и имеет обширную аккредитацию в области разработки программного обеспечения. Он имеет степень бакалавра по специальности биология и математика.

Фото предоставлены

изображение домашней аудиосистемы Павла Лосевского с сайта Fotolia. com

Регуляторы напряжения, схемы, типы, принцип работы, дизайн, применение

Регулятор напряжения предназначен для автоматической «регулировки» уровня напряжения. Он в основном понижает входное напряжение до желаемого уровня и поддерживает его на том же уровне во время подачи питания. Это гарантирует, что даже при приложении нагрузки напряжение не упадет.

Таким образом, регулятор напряжения используется по двум причинам:

1. Для регулирования или изменения выходного напряжения схемы.
2. Для поддержания постоянного выходного напряжения на желаемом уровне, несмотря на изменения напряжения питания или тока нагрузки.

Чтобы узнать больше об основах этой темы, вы также можете обратиться к Регулируемый блок питания .

Регуляторы напряжения находят свое применение в компьютерах, генераторах переменного тока, электростанциях, где схема используется для управления выходной мощностью установки. Регуляторы напряжения могут быть классифицированы как электромеханические или электронные. Его также можно классифицировать как регуляторы переменного тока или регуляторы постоянного тока.

Мы уже рассказали о регуляторах напряжения IC .

Электронный регулятор напряжения

Все электронные регуляторы напряжения имеют источник стабильного опорного напряжения, который обеспечивается рабочим диодом с обратным напряжением пробоя, называемым стабилитроном. Основной причиной использования регулятора напряжения является поддержание постоянного выходного напряжения постоянного тока. Он также блокирует пульсации переменного напряжения, которые не могут быть заблокированы фильтром. Хороший регулятор напряжения может также включать в себя дополнительные схемы защиты, такие как короткое замыкание, схема ограничения тока, защита от перегрева и защита от перенапряжения.

Электронные регуляторы напряжения разработаны на основе любого из трех или комбинации любого из трех регуляторов, указанных ниже.

1. Транзисторный регулятор напряжения, управляемый стабилитроном

Регулятор напряжения, управляемый стабилитроном, используется, когда эффективность регулируемого источника питания становится очень низкой из-за высокого тока. Существует два типа стабилизаторов напряжения на транзисторах, управляемых стабилитроном.

Регулятор напряжения серии транзисторов, управляемых Зенером

Такая схема также называется регулятором напряжения эмиттерного повторителя. Он называется так потому, что используемый транзистор подключен по схеме эмиттерного повторителя. Схема состоит из N-P-N транзистора и стабилитрона. Как показано на рисунке ниже, выводы коллектора и эмиттера транзистора включены последовательно с нагрузкой. Таким образом, этот регулятор имеет название серии. Используемый транзистор представляет собой транзистор с последовательным проходом.

Регулятор напряжения серии управляемых стабилитроном транзисторов

Выходной сигнал выпрямителя, который фильтруется, затем подается на входные клеммы, и регулируемое выходное напряжение Vload получается на нагрузочном резисторе Rload. Опорное напряжение обеспечивается стабилитроном, а транзистор действует как переменный резистор, сопротивление которого изменяется в зависимости от рабочих условий тока базы Ibase.

Основной принцип работы такого регулятора заключается в том, что большая часть изменения питающего или входного напряжения приходится на транзистор, и, таким образом, выходное напряжение имеет тенденцию оставаться постоянным.

Таким образом, выходное напряжение можно записать как

Vout = Vzener – Vbe

Базовое напряжение транзистора Vbase и напряжение стабилитрона Vzener равны, и поэтому значение Vbase остается почти постоянным.

Эксплуатация

Когда входное напряжение питания Vin увеличивается, выходное напряжение Vload также увеличивается. Это увеличение Vload приведет к уменьшению напряжения базы-эмиттера транзистора Vbe, поскольку напряжение стабилитрона Vzener является постоянным. Это уменьшение Vbe вызывает снижение уровня проводимости, что еще больше увеличивает сопротивление коллектор-эмиттер транзистора и, таким образом, вызывает увеличение напряжения коллектор-эмиттер транзистора, и все это приводит к уменьшению выходного напряжения Vout.

Таким образом, выходное напряжение остается постоянным. Работа аналогична, когда входное напряжение питания уменьшается.

Следующим условием будет влияние изменения выходной нагрузки на выходное напряжение. Рассмотрим случай, когда ток увеличивается за счет уменьшения сопротивления нагрузки Rload. Это приводит к уменьшению значения выходного напряжения и, таким образом, к увеличению напряжения база-эмиттер транзистора. Это приводит к уменьшению значения сопротивления коллектор-эмиттер из-за увеличения уровня проводимости транзистора. Это приводит к небольшому увеличению входного тока и, таким образом, компенсирует уменьшение сопротивления нагрузки Rload.

Самым большим преимуществом этой схемы является то, что изменения тока стабилитрона уменьшаются на коэффициент β и, таким образом, эффект стабилитрона значительно снижается, и получается гораздо более стабилизированный выходной сигнал.

Выходное напряжение последовательного регулятора Vout = Vzener – Vbe. Ток нагрузки Iload схемы будет максимальным эмиттерным током, который может пропустить транзистор. Для обычного транзистора, такого как 2N3055, ток нагрузки может достигать 15 А. Если ток нагрузки равен нулю или не имеет никакого значения, то ток, потребляемый от источника питания, можно записать как Izener + Ic(min). Такой регулятор напряжения эмиттерного повторителя более эффективен, чем обычный стабилитрон. Обычный стабилитрон, который имеет только резистор и стабилитрон, должен обеспечивать базовый ток транзистора.

Ограничения

Перечисленные ниже ограничения доказывают, что использование этого серийного регулятора напряжения подходит только для низких выходных напряжений.

1. С повышением комнатной температуры значения Vbe и Vzener имеют тенденцию к снижению. Таким образом, выходное напряжение не может поддерживаться постоянным. Это еще больше увеличит напряжение базы-эмиттера транзистора и, следовательно, нагрузку.
2. Нет возможности изменить выходное напряжение в схеме.
3. Из-за малого процесса усиления, обеспечиваемого всего одним транзистором, схема не может обеспечить хорошую стабилизацию при больших токах.
4. По сравнению с другими регуляторами этот регулятор имеет плохую регулировку и подавление пульсаций в отношении изменений входного сигнала.
5. Мощность, рассеиваемая проходным транзистором, велика, поскольку она равна Vcc Ic и почти все изменения возникают при Vce , а ток нагрузки примерно равен току коллектора. Таким образом, для пропуска больших токов нагрузки транзистору приходится рассеивать большую мощность и, следовательно, сильно нагреваться.

 Транзисторный шунтирующий регулятор напряжения, управляемый стабилитроном

На изображении ниже показана принципиальная схема шунтирующего регулятора напряжения. Схема состоит из NPN-транзистора и стабилитрона, а также последовательного резистора Rseries, который последовательно подключен к источнику питания. Стабилитрон подключен через базу, а коллектор транзистора подключен через выход.

Транзисторный шунтирующий регулятор напряжения, управляемый Зенером

Эксплуатация

При падении напряжения на последовательном сопротивлении Rseries нерегулируемое напряжение также уменьшается вместе с ним. Величина падения напряжения зависит от тока, подаваемого на нагрузку Rload. Величина напряжения на нагрузке зависит от напряжения стабилитрона и базы-эмиттера транзистора Vbe.

Таким образом, выходное напряжение может быть записано как

Vout = Vzener + Vbe = Vin – I.Rseries

Выход остается почти постоянным, так как значения Vzener и Vbe почти постоянны. Это условие поясняется ниже.

 Когда напряжение питания увеличивается, выходное напряжение и напряжение базы-эмиттера транзистора увеличиваются и, таким образом, увеличивается ток базы Ibase и, следовательно, вызывает увеличение тока коллектора Icoll (Icoll = β.Ibase).

Таким образом, напряжение питания увеличивается, вызывая увеличение тока питания, что, в свою очередь, вызывает падение напряжения на последовательном сопротивлении Rseries и тем самым уменьшение выходного напряжения. Этого снижения будет более чем достаточно, чтобы компенсировать начальный рост выходного напряжения. Таким образом, выход остается почти постоянным. Работа, описанная выше, происходит в обратном порядке, если напряжение питания уменьшается.

При уменьшении сопротивления нагрузки Rнагрузка ток нагрузки Iнагрузка увеличивается из-за уменьшения токов через базу и коллектор Iбаза и Icoll. Таким образом, на Rseries не будет падения напряжения, а входной ток останется постоянным. Таким образом, выходное напряжение останется постоянным и будет представлять собой разницу напряжения питания и падения напряжения на последовательном сопротивлении. Это происходит в обратном порядке, если сопротивление нагрузки увеличивается.

Ограничения

Последовательный резистор вызывает большие потери мощности.

1. Ток питания будет больше через транзистор, чем через нагрузку.

2. В цепи могут возникнуть проблемы, связанные с перенапряжением.

2. Дискретный транзисторный регулятор напряжения

Дискретные транзисторные регуляторы напряжения можно разделить на две категории. Они объясняются ниже. Эти две схемы способны создавать регулируемое выходное напряжение постоянного тока, которое регулируется или поддерживается на заданном уровне, даже если входное напряжение изменяется или изменяется нагрузка, подключенная к выходной клемме.

Регулятор напряжения на дискретных транзисторах

Блок-схема регулятора напряжения на дискретных транзисторах приведена ниже. Для сбора нерегулируемого входа размещен управляющий элемент, который регулирует величину входного напряжения и передает его на выход. Затем выходное напряжение возвращается в схему дискретизации, затем сравнивается с опорным напряжением и отправляется обратно на выход.

Регулятор напряжения на дискретных транзисторах

Таким образом, если выходное напряжение имеет тенденцию к увеличению, схема компаратора выдает управляющий сигнал, заставляющий элемент управления уменьшать величину выходного напряжения, пропуская его через схему дискретизации и сравнивая его, тем самым поддерживая постоянное и стабильное выходное напряжение.

Предположим, что выходное напряжение имеет тенденцию к уменьшению, схема компаратора выдает управляющий сигнал, который заставляет элемент последовательного управления увеличивать величину выходного напряжения, таким образом поддерживая устойчивость.

Дискретный транзисторный шунтирующий регулятор напряжения

Блок-схема дискретного транзисторного шунтирующего регулятора напряжения приведен ниже. Как следует из названия, регулирование напряжения обеспечивается за счет отвода тока от нагрузки. Управляющий элемент шунтирует часть тока, который образуется в результате входного нестабилизированного напряжения, подаваемого на нагрузку. Таким образом регулируется напряжение на нагрузке. Из-за изменения нагрузки, если есть изменение выходного напряжения, оно будет скорректировано путем подачи сигнала обратной связи на схему компаратора, которая сравнивается с опорным напряжением и подает выходной управляющий сигнал на управляющий элемент для корректировки величины. сигнала, необходимого для шунтирования тока от нагрузки.

Дискретный транзисторный шунтирующий регулятор напряжения

Если выходное напряжение увеличивается, шунтирующий ток увеличивается и, таким образом, создает меньший ток нагрузки и поддерживает регулируемое выходное напряжение. Если выходное напряжение уменьшается, шунтирующий ток уменьшается и, таким образом, создается больший ток нагрузки и поддерживается регулируемое постоянное выходное напряжение. В обоих случаях важную роль играет схема дискретизации, схема компаратора и управляющий элемент.

Ограничения транзисторных регуляторов напряжения

Постоянное и стабилизированное выходное напряжение, получаемое от регулятора, ограничено диапазоном напряжения (30-40) Вольт. Это связано с малым значением максимального напряжения коллектор-эмиттер транзистора (50 Вольт). Это накладывает ограничения на использование транзисторных источников питания.

3. Электромеханический регулятор

Как следует из названия, это регулятор с комбинацией электрических и механических характеристик. Процесс регулирования напряжения осуществляется спиральным чувствительным проводом, работающим как электромагнит. Магнитное поле создается соленоидом в соответствии с током, проходящим через него. Это магнитное поле притягивает движущийся материал железного сердечника, который связан с натяжением пружины или гравитационным притяжением. Когда напряжение увеличивается, ток усиливает магнитное поле, поэтому сердечник притягивается к соленоиду. Магнит физически соединен с механическим переключателем. Когда напряжение уменьшается, магнитное поле, создаваемое сердечником, уменьшается, поэтому натяжение пружины заставляет сердечник втягиваться. Это закрывает механический переключатель и позволяет течь мощности.

Если конструкция механического регулятора чувствительна к малым колебаниям напряжения, к соленоиду можно добавить селекторный переключатель в диапазоне сопротивлений или обмотки трансформатора для постепенного повышения и понижения выходного напряжения или для изменения положения регулятор переменного тока с подвижной катушкой.

Ранее автомобильные генераторы и генераторы переменного тока содержали механические регуляторы. В таких регуляторах процесс осуществляется с помощью одного, двух или трех реле и различных резисторов, чтобы установить выходное напряжение генератора чуть больше 6 или 12 вольт, и этот процесс не зависит от оборотов двигателя или нагрузки, изменяющейся на транспортном средстве. электрическая система. Реле используются для осуществления широтно-импульсной модуляции для регулирования выхода генератора и контроля тока возбуждения, проходящего через генератор.

Регулятор, используемый для генераторов постоянного тока, отключается от генератора, когда он не работает, чтобы предотвратить обратный поток электричества от батареи к генератору. В противном случае он будет работать как двигатель.

4. Автоматический регулятор напряжения (АРН)

Этот активный системный регулятор в основном используется для регулирования выходного напряжения очень больших генераторов, которые обычно используются на кораблях, нефтяных платформах, больших зданиях и т. д. Схема AVR сложна и состоит из всех активных и пассивных элементов, а также микроконтроллеров. Основной принцип АРН такой же, как у обычного регулятора напряжения. Входное напряжение возбудителя генератора контролируется АРН, и когда напряжение генератора увеличивается или уменьшается, выходное напряжение генератора автоматически увеличивается или уменьшается. Там будет заданная уставка, по которой АРН определяет количество напряжения, которое должно передаваться на возбудитель каждую миллисекунду. Таким образом регулируется выходное напряжение. Та же операция усложняется, когда для регулирования нескольких генераторов, соединенных параллельно, используется только один АРН.

5. Трансформатор постоянного напряжения (CVT)

В некоторых случаях CVT также используется в качестве регулятора напряжения. CVT состоит из высоковольтной резонансной обмотки и конденсатора, который создает регулируемое выходное напряжение для любого типа входного переменного тока. Как и обычный трансформатор, вариатор имеет первичную и вторичную обмотки. Первичная обмотка находится на стороне магнитного шунта, а вторичная обмотка находится на противоположной стороне с цепью настроенной катушки. Регулирование поддерживается за счет магнитного насыщения во вторичных катушках. Чтобы узнать больше о CVT, ознакомьтесь с нашей статьей — Трансформатор постоянного напряжения.

Некоторые области применения регуляторов напряжения

• Использование во всех источниках питания электронных устройств для регулирования напряжения и защиты устройства от повреждений
• Используется с генератором переменного тока двигателей внутреннего сгорания для регулирования мощности генератора.
• Используется для электронных схем для подачи точного количества напряжения

Примечание. Регуляторы напряжения отличаются от стабилизаторов напряжения. Регуляторы используются для понижения напряжения до желаемого уровня, тогда как стабилизатор «стабилизирует» напряжение. Регуляторы в основном используются для постоянного тока, а стабилизаторы в основном для переменного тока.