מייצב זרם פשוט: עקרון הפעולה, דגם דופק, מכשיר מתכוונן אוניברסלי

כדי להתגבר ביעילות על הפרעות שונות ברשת, יש צורך להשתמש במייצב זרם פשוט. יצרנים מודרניים עוסקים בייצור תעשייתי של מכשירים כאלה, שבגללם כל דגם שונה במאפיינים הפונקציונליים והטכניים שלו. בתעשייה הביתית אין דרישות גדולות למייצבי זרם, אך ציוד מדידה איכותי תמיד זקוק למתח יציב.

תיאור קצר

בעלי מלאכה מנוסים מודעים היטב לכך שמגבילי הזרם הפשוטים ביותר מוצגים בצורה של נגדים רגילים. יחידות כאלה נקראות לעתים קרובות מייצבים., שאינה המציאות, מכיוון שהם אינם מסוגלים להסיר את כל ההפרעות כאשר המתח משתנה בכניסתם. השימוש בנגד במעגל אספקת החשמל של מכשיר אפשרי רק אם כל מתח הכניסה מיוצב.

במצב אחר, אפילו נחשולי המתח הקטנים ביותר נתפסים כעומס מוגבר, המשפיע לרעה על פעולת המכשיר כולו. היעילות של מגבילי זרם התנגדות נמוכה למדי, מכיוון שהאנרגיה שהם צורכים מתפזרת כחום.

רמה גבוהה יותר של יעילות קיימת על ידי אותם עיצובים הנעשים על בסיס מעגלים משולבים מוכנים של מייצבים ליניאריים. המעגלים של מכשירים כאלה נבדלים על ידי סט מינימלי של אלמנטים, קלות ההגדרה והיעדר הפרעות. כדי למנוע התחממות יתר לא רצויה של אלמנט הבקרה, יש לצמצם את ההבדלים בין מתחי הכניסה והמוצא למינימום. אחרת, מארז המיקרו-מעגל ייאלץ לפזר את כל האנרגיה שלא נתבעה, מה שמפחית מספר פעמים את מחוון היעילות הסופי.

למעגלים עם אפנון רוחב דופק יש את היעילות הגדולה ביותר. הייצור שלהם מבוסס על שימוש במיקרו-מעגלים אוניברסליים, שבהם יש מעגל הפוך תקשורת ומנגנוני הגנה מיוחדים, שבגללם האמינות של כולם מכשירים. השימוש בשנאי דופק מוביל לשמירה על המעגל, מה שמשפיע באופן חיובי על רמת היעילות ומשך חיי השירות. ראוי לציין כי מייצבים כאלה מיוצרים לעתים קרובות על ידי אומנים במו ידיהם, תוך שימוש בחלקים מיוחדים לשם כך.

פונקציונליות

רק מאסטר שמכיר היטב את עקרון הפעולה של מייצב נוכחי יוכל להשתמש ביעילות במכשיר זה בתחומים שונים. הקושי העיקרי הוא שרשתות החשמל רוויות ברעשים שונים המשפיעים לרעה על הביצועים של ציוד ומכשירים. כדי להתגבר ביעילות על מקורות של השפעה שלילית, מומחים בכל מקום משתמשים במייצב מתח וזרם.

כל מוצר כזה מכיל אלמנט שאין לו תחליף - שנאי, המבטיח פעולה יציבה וללא תקלות של המערכת כולה. אפילו המעגל היסודי ביותר מצויד בהכרח בגשר מיישר אוניברסלי, המחובר לנגדים וקבלים שונים. מאפייני הביצועים העיקריים כוללים את רמת ההתנגדות המגבילה ואת הקיבול האישי.

מומחים מוסמכים מציינים כי מייצב זרם פשוט פועל על פי התוכנית הבסיסית ביותר. העניין הוא שהזרם החשמלי זורם לשנאי הראשי, שבגללו משתנה התדר המגביל שלו. בכניסה, זה תמיד עולה בקנה אחד עם מחוון זה ברשת החשמל, בהיותו בטווח של 50 הרץ. רק לאחר שההמרה הנוכחית התרחשה, התדר המגביל יופחת לרמה האופטימלית.

ראוי לציין כי במעגל המסורתי ישנם מיישרי מתח גבוה חזקים המסייעים בקביעת הקוטביות של המתח. אבל קבלים מעורבים בייצוב זרם באיכות גבוהה, נגדים מבטלים הפרעות קיימת.

ביצוע ממיר פשוט ללדים

בעלי מלאכה מנוסים יסכימו שלא כל כך קשה להרכיב מייצב איכותי ועמיד. התכונה העיקרית היא שניתן להתקין מערכת שלמה של קבלים במתח נמוך של 20 וולט על היחידה, ומיקרו-מעגל דופק יכול לקבל כניסה של עד 35 וולט. מייצב LED ה-DIY הפשוט ביותר הוא גרסת LM317. אתה רק צריך לחשב נכון את הנגד עבור ה-LED המשמש באמצעות מחשבון מקוון מיוחד.

עובדה חשובה נותרה כי לתפעול מתואם היטב של יחידה כזו אוכל מאולתר נהדר:

• יחידת 19 וולט סטנדרטית ממחשב נייד.
• ב-24 וולט.
• יחידת 32 וולט חזקה יותר ממדפסת קונבנציונלית.
• או 9 או 12 וולט ממוצרי אלקטרוניקה מסוימים.

היתרונות העיקריים של ממיר כזה כוללים תמיד את זמינותו, המספר המינימלי של אלמנטים, רמה גבוהה של אמינות וזמינות בחנויות. איסוף מעגל מורכב יותר בעצמך הוא מאוד לא הגיוני. אם למאסטר אין את הניסיון הדרוש, אז עדיף לקנות מייצב זרם פועם מוכן. תמיד אפשר לשפר אותו במידת הצורך.

משך פעולת LED ללא אובדן בהירות תלוי במצב. היתרון העיקרי של המייצבים (דרייברים) הפשוטים ביותר, כגון מיקרו-מעגל מייצב LM317, הוא שהם די קשים לצריבה. דיאגרמת החיבור של LM317 דורשת שני חלקים בלבד: המיקרו-מעגל עצמו, הכלול במצב הייצוב, והנגד. תהליך ההרכבה עצמו מורכב ממספר שלבים עיקריים:

1. תצטרך לקנות נגד משתנה עם התנגדות של 0.5 קילו אוהם (יש לו שלושה מובילים וכפתור). ניתן להזמין דרך האינטרנט או לקנות מ"חובבי הרדיו".
2. החוטים מולחמים למסוף האמצעי, כמו גם לאחד החיצוניים שבהם.
3. בעזרת מולטימטר המופעל במצב מדידת התנגדות, מודדים את ההתנגדות של הנגד. יש צורך להשיג קריאה מקסימלית של 500 אוהם (כדי שה-LED לא תישרף עם התנגדות נמוכה של הנגד).
4. לאחר בדיקה קפדנית של תקינות החיבורים לפני החיבור, המעגל מורכב.

עבור כל מכשיר, אתה יכול להשיג אספקה ​​של 10 A (מוגדר על ידי התנגדות בעלת התנגדות נמוכה). למטרות אלה, אתה יכול להשתמש בטרנזיסטור KT825 או להתקין אנלוגי עם מאפיינים טכניים טובים יותר ומערכת קירור. ההספק המרבי של ה-LM317 הוא 1.5 אמפר. אם יש צורך להגדיל את הזרם, אז ניתן להוסיף אפקט שדה או טרנזיסטור קונבנציונלי למעגל.

דגם אוניברסלי מתכוונן

טכנאים רבים מתמודדים עם הצורך להשתמש במייצב איכותי שיאפשר מגוון רחב של הגדרות רשת. כמה מעגלים מודרניים שונים בכך שהם מספקים נוכחות של נגד להגדרת זרם עם מאפיינים מופחתים. מומחים עצמם מציינים כי מכשיר כזה מאפשר להגביר את המתח בנגד אחר. מצב זה מכונה בדרך כלל מתח שגיאה משופר.

ניתן להשוות את הפרמטרים של מתח ההתייחסות והשגיאה באמצעות מגבר ייחוס, שבזכותו האשף מתאים את מצב טרנזיסטור אפקט השדה. יש לציין כי תוכנית כזו דורשת אספקת חשמל נוספת, אשר חייבת להיות מסופקת למחבר נפרד. העניין הוא שמתח האספקה ​​חייב להבטיח את הפעולה המתואמת של כל רכיבי המעגל המשומש לחלוטין. אין לחרוג מהרמה המותרת, מכיוון שהדבר עלול להוביל לכשל בטרם עת של הציוד.

על מנת להתאים כראוי את פעולתו של מייצב זרם מתכוונן, עליך להשתמש במחוון מיוחד. זה הנגד חיתוך המאפשר למאסטר להגדיר את ערך הזרם המרבי. הגדרת הרשת מתבררת כגמישה יותר, מכיוון שניתן להתאים את כל הפרמטרים באופן עצמאי בהתאם לעוצמת הפעולה.

מכשיר רב תכליתי

למנהלי התקנים עבור נוריות 220 V יש מורכבות ייצור ממוצעת. הגדרתם עשויה להימשך זמן רב, ודורשת ניסיון בהגדרה. נהג כזה ניתן לאחזר מנורות LED, זרקורים וגופים עם מעגל LED פגום. את רובם ניתן גם לשנות על ידי בירור הדגם של בקר הממיר. הפרמטרים נקבעים בדרך כלל על ידי נגד אחד או יותר.

גיליון הנתונים מציין את רמת ההתנגדות הנדרשת לקבלת הזרם הרצוי. אם תתקין נגד מתכוונן, מספר האמפר יהיה מתכוונן (אך מבלי לחרוג מההספק הנומינלי שצוין).

עד לאחרונה, המודול האוניברסלי XL4015 היה פופולרי מאוד. לפי מאפייניו, הוא מתאים לחיבור נוריות LED בהספק גבוה (עד 100 וואט). הגרסה הסטנדרטית של המארז שלו מולחמת ללוח שפועל כגוף קירור. כדי לשפר את הקירור של ה-XL4015, יש לשנות את המעגל באמצעות גוף קירור המותקן על הקופסה של היחידה.

משתמשים רבים פשוט שמים אותו למעלה, עם זאת, היעילות של התקנה כזו היא נמוכה למדי. רצוי למקם את מערכת הקירור בתחתית הלוח, מול הלחמת המיקרו-מעגל. לאיכות אופטימלית, ניתן לבטל אותו ולהתקין אותו על רדיאטור מן המניין באמצעות משחה תרמית. יהיה צורך להאריך את החוטים. ניתן להתקין קירור נוסף עבור דיודות, אשר יגדיל משמעותית את היעילות של המעגל כולו.

מבין הדרייברים, הוורסטילי ביותר נחשב למתכוונן. יש להתקין נגד משתנה, הקובע את מספר האמפר. מאפיינים אלה מצוינים בדרך כלל במסמכים הבאים:

• בתיעוד הנלווה למיקרו-מעגל.
• גיליון הנתונים.
• בתרשים החיווט הסטנדרטי.

ללא קירור נוסף של המיקרו-מעגל, מכשירים כאלה עומדים ב-1-3 A (בהתאם לדגם של בקר אפנון רוחב הדופק). החיסרון העיקרי של דרייברים אלה הוא חימום מוגזם של הדיודה והחנק. מעל 3A נדרש קירור של דיודה ובקר חזקים. את המשנק מחליפים באחד מתאים יותר או מגלגלים אותו עם חוט עבה.

מכשיר DC הכרחי

אפילו מאסטר מתחיל יודע מה כזה היחידה עובדת על העיקרון של אינטגרציה כפולה. בהחלט בכל הדגמים, הממירים אחראים לתהליך זה. טרנזיסטורים דו-ערוציים אוניברסליים נועדו להגדיל את המאפיינים הדינמיים הקיימים. חשוב לזכור שיש להשתמש בקבלים גדולים כדי למנוע הפסדי חום.

ניתן לבצע מחוון יישור רק עקב חישוב מדויק של הערך הנדרש. כפי שמראה בפועל, אם מתקבלים 12 אמפר עם מתח מוצא DC, ערך הגבול צריך להיות 5 V. המכשיר יוכל לשמור ביציבות על תדר פעולה בסביבות 30 הרץ. לגבי מתח הסף, הכל תלוי בחסימת האות שמגיע מהשנאי. אבל החלק הקדמי של הפולסים לא יעלה על 2 ISS.

רק המרת זרם באיכות גבוהה יכולה להבטיח את הפעולה המתואמת של הטרנזיסטורים הראשיים. במעגל זה, רק דיודות מוליכים למחצה מותרות. אם הנגדים הם נטל, אז זה טומן בחובו הפסדי חום גבוהים. לכן מקדם ההתפשטות גדל באופן משמעותי. המאסטר יכול לראות שהמשרעת של התנודות גדלה, אך תהליך השראות לא התרחש.

מעגל מודרני המבוסס על KREN

מכשיר כזה יעבוד ביציבות רק עם רכיבי LM317 ו-KR142EN12. הסיבה לכך היא שהם פועלים כמווסתי מתח אוניברסליים, מתמודדים היטב עם זרמים של עד 1.5 A ומתחי מוצא של עד 40 וולט. במצב התרמי הקלאסי, אלמנטים אלה מסוגלים לפזר הספק איכותי של עד 10 וואט. למיקרו-מעגלים עצמם יש צריכה עצמית נמוכה, שכן נתון זה הוא רק 8 mA. העיקר הוא שהמחוון הזה נשאר ללא שינוי גם אם המתח משתנה.

יש להקדיש תשומת לב מיוחדת למיקרו-מעגל LM317, המסוגל לשמור על מתח קבוע על פני הנגד הראשי. יחידת התנגדות קבועה זו מבטיחה יציבות מקסימלית של הזרם העובר דרכה, וזו הסיבה שהיא נקראת לעתים קרובות נגד הגדרת זרם. מייצבים מודרניים ב-KREN שונים מעמיתיהם בפשטות יחסית, שבגללה הם משמשים באופן פעיל כמטען לסוללות ולעומסים אלקטרוניים.