Dispositivo, el principio de funcionamiento de un regulador de voltaje de conmutación

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Dispositivo, el principio de funcionamiento de un regulador de voltaje de conmutación
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Video: FUNCIONAMIENTO DE UNA FUENTE CONMUTADA 2024, Abril
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Los electrodomésticos requieren un voltaje estable para funcionar correctamente. Como regla general, pueden ocurrir varias fallas en la red. El voltaje de 220 V puede desviarse y el dispositivo no funcionará correctamente. En primer lugar, las lámparas son golpeadas. Si consideramos los electrodomésticos en la casa, entonces los televisores, equipos de audio y otros electrodomésticos que funcionan con la red eléctrica pueden sufrir.

En esta situación, un estabilizador de tensión de conmutación acude en ayuda de las personas. Él es totalmente capaz de hacer frente a las sobretensiones que se producen a diario. Al mismo tiempo, a muchos les preocupa la cuestión de cómo aparecen las caídas de voltaje y con qué están asociadas. Dependen principalmente de la carga de trabajo del transformador. Hoy en día, el número de electrodomésticos en edificios residenciales aumenta constantemente. Como resultado, la demanda de electricidad seguramente crecerá.

También se debe tener en cuenta que los cables obsoletos durante mucho tiempo se pueden colocar en un edificio residencial. A su vez, el cableado de los apartamentos en la mayoría de los casos no está diseñado para cargas pesadas. Para mantener sus electrodomésticos seguros en casa,debe familiarizarse más con el dispositivo de los estabilizadores de voltaje, así como con el principio de su funcionamiento.

regulador de voltaje de conmutación
regulador de voltaje de conmutación

¿Cuál es la función del estabilizador?

El regulador de voltaje de conmutación sirve principalmente como controlador de red. Todos los s altos son rastreados por él y eliminados. Como resultado, el equipo recibe un voltaje estable. El estabilizador también tiene en cuenta las interferencias electromagnéticas, y no pueden afectar el funcionamiento de los dispositivos. Por lo tanto, la red se deshace de las sobrecargas y los casos de cortocircuitos quedan prácticamente excluidos.

Un simple dispositivo estabilizador

Si consideramos un regulador de corriente de voltaje de conmutación estándar, entonces solo se instala un transistor en él. Por regla general, se utilizan exclusivamente del tipo de conmutación, ya que hoy en día se consideran más eficientes. Como resultado, la eficiencia del dispositivo puede aumentar considerablemente.

El segundo elemento importante del regulador de voltaje de conmutación debe llamarse diodos. En el esquema habitual, se pueden encontrar no más de tres unidades. Están conectados entre sí con un estrangulador. Los filtros son importantes para el funcionamiento normal de los transistores. Se instalan al principio, así como al final de la cadena. En este caso, la unidad de control es responsable del funcionamiento del condensador. Su parte integral se considera un divisor de resistencia.

¿Cómo funciona?

Dependiendo del tipo de dispositivo, el principio de funcionamiento del regulador de voltaje de conmutación puede diferir. Teniendo en cuenta el estándarmodelo, podemos decir que primero se suministra corriente al transistor. En esta etapa, se está transformando. Además, los diodos están incluidos en el trabajo, cuyas funciones incluyen la transmisión de señales al condensador. Con la ayuda de filtros, se eliminan las interferencias electromagnéticas. El capacitor en este momento suaviza las fluctuaciones de voltaje y, a través del inductor, la corriente a través del divisor resistivo regresa nuevamente a los transistores para la conversión.

Dispositivos caseros

Puede hacer un regulador de voltaje de conmutación con sus propias manos, pero tendrá poca potencia. En este caso, se instalan las resistencias más comunes. Si usa más de un transistor en el dispositivo, puede lograr una alta eficiencia. Una tarea importante en este sentido es la instalación de filtros. Afectan la sensibilidad del dispositivo. A su vez, las dimensiones del dispositivo no son importantes en absoluto.

Estabilizadores de transistor único

Este tipo de estabilizador de voltaje de CC de conmutación cuenta con una eficiencia del 80%. Por regla general, funcionan solo en un modo y solo pueden hacer frente a pequeñas interferencias en la red.

La retroalimentación en este caso está completamente ausente. El transistor en el circuito regulador de voltaje de conmutación estándar funciona sin colector. Como resultado, se aplica inmediatamente un gran voltaje al capacitor. Otra característica distintiva de los dispositivos de este tipo puede denominarse señal débil. Varios amplificadores pueden resolver este problema.

Como resultado, puede lograr un mejor rendimientotransistores La resistencia del dispositivo en el circuito debe estar detrás del divisor de voltaje. En este caso, será posible lograr un mejor rendimiento del dispositivo. Como regulador en el circuito, el estabilizador de voltaje de CC de conmutación tiene una unidad de control. Este elemento puede debilitar y aumentar la potencia del transistor. Este fenómeno ocurre con la ayuda de estranguladores que están conectados a diodos en el sistema. La carga del regulador se controla a través de filtros.

estabilizador de voltaje de CC de conmutación
estabilizador de voltaje de CC de conmutación

Estabilizadores de voltaje tipo interruptor

Este tipo de regulador de voltaje de conmutación de 12V tiene una eficiencia del 60%. El principal problema es que no es capaz de hacer frente a las interferencias electromagnéticas. En este caso, los dispositivos con una potencia de más de 10 W están en riesgo. Los modelos modernos de estos estabilizadores pueden presumir de un voltaje máximo de 12 V. La carga en las resistencias se debilita significativamente. Por lo tanto, en el camino hacia el capacitor, el voltaje se puede convertir por completo. Directamente la generación de frecuencia actual ocurre en la salida. El desgaste del condensador en este caso es mínimo.

Otro problema está relacionado con el uso de capacitores simples. De hecho, se desempeñaron bastante mal. Todo el problema radica precisamente en las emisiones de alta frecuencia que se producen en la red. Para resolver este problema, los fabricantes comenzaron a instalar condensadores electrolíticos en un regulador de voltaje de conmutación (12 voltios). Como resultadose mejoró la calidad del trabajo aumentando la capacidad del dispositivo.

¿Cómo funcionan los filtros?

El principio de funcionamiento de un filtro estándar se basa en generar una señal que se alimenta al convertidor. En este caso, se activa adicionalmente un dispositivo de comparación. Para hacer frente a grandes fluctuaciones en la red, el filtro necesita unidades de control. En este caso, el voltaje de salida se puede suavizar.

Para resolver problemas con pequeñas fluctuaciones, el filtro tiene un elemento de diferencia especial. Con su ayuda, el voltaje pasa con una frecuencia límite de no más de 5 Hz. En este caso, esto tiene un efecto positivo en la señal que está disponible en la salida del sistema.

Modelos de dispositivos modificados

La máxima corriente de carga para este tipo se percibe hasta 4 A. La tensión de entrada del condensador se puede procesar hasta una marca de no más de 15 V. Los parámetros de corriente de entrada no suelen superar los 5 A. En este caso, se permite que la ondulación sea mínima con una amplitud en la red de no más de 50 mV. En este caso, la frecuencia se puede mantener al nivel de 4 Hz. Todo esto finalmente tendrá un efecto positivo en la eficiencia general.

Los modelos modernos de estabilizadores del tipo anterior soportan una carga en la región de 3 A. Otra característica distintiva de esta modificación es el rápido proceso de conversión. Esto se debe en gran parte al uso de potentes transistores que funcionan con corriente continua. Como resultado, es posible estabilizar la señal de salida. En la salida, se activa adicionalmente un diodo de conmutación. Se instala en el sistema cerca del nodo de tensión. La pérdida de calor se reduce considerablemente, y esta es una clara ventaja de este tipo de estabilizador.

estabilizador de voltaje de corriente de pulso
estabilizador de voltaje de corriente de pulso

Modelos de ancho de pulso

El estabilizador de voltaje ajustable de pulso de este tipo tiene una eficiencia del 80%. Es capaz de soportar la corriente nominal al nivel de 2 A. El parámetro de voltaje de entrada es en promedio de 15 V. Por lo tanto, la ondulación de la corriente de salida es bastante baja. Una característica distintiva de estos dispositivos se puede llamar la capacidad de trabajar en el modo de circuito. Como resultado, es posible soportar cargas de hasta 4 A. En este caso, los cortocircuitos son extremadamente raros.

Entre las desventajas, deben tenerse en cuenta los estranguladores, que tienen que hacer frente a la tensión de los condensadores. En última instancia, esto conduce a un rápido desgaste de las resistencias. Para hacer frente a este problema, los científicos proponen utilizar una gran cantidad de ellos. Los condensadores de la red son necesarios para controlar la frecuencia de funcionamiento del dispositivo. En este caso, es posible eliminar el proceso oscilatorio, como resultado de lo cual la eficiencia del estabilizador se reduce drásticamente.

También hay que tener en cuenta la resistencia del circuito. Para este propósito, los científicos instalan resistencias especiales. A su vez, los diodos pueden ayudar con transiciones bruscas en el circuito. El modo de estabilización se activa solo a la corriente máxima del dispositivo. Para resolver el problema de los transistores, algunos utilizan mecanismos disipadores de calor. En este casolas dimensiones del dispositivo aumentarán significativamente. Los choques para el sistema deben usarse multicanal. Los cables para este propósito generalmente se toman en la serie "PEV". Se colocan inicialmente en un accionamiento magnético, que es de tipo copa. Además, contiene un elemento como la ferrita. Con el tiempo, debería formarse un espacio de no más de 0,5 mm entre ellos.

Los estabilizadores para uso doméstico son los más adecuados para la serie "WD4". Son capaces de soportar una corriente de carga significativa debido a un cambio proporcional en la resistencia. En este momento, la resistencia podrá manejar la pequeña corriente alterna. Es recomendable pasar la tensión de entrada del equipo a través de filtros de la serie LS.

estabilizador de voltaje de conmutación de bricolaje
estabilizador de voltaje de conmutación de bricolaje

¿Cómo trata el estabilizador las pequeñas ondulaciones?

En primer lugar, el regulador de tensión de conmutación de 5 V activa la unidad de arranque, que está conectada al condensador. En este caso, la fuente de corriente de referencia debe enviar una señal al dispositivo de comparación. Para resolver el problema con la conversión, se incluye un amplificador de CC en el trabajo. Así, la amplitud máxima de los s altos se puede calcular inmediatamente.

Más adelante, la corriente de almacenamiento inductivo pasa al diodo de conmutación. Para mantener estable el voltaje de entrada, hay un filtro en la salida. En este caso, la frecuencia límite puede cambiar significativamente. La carga máxima del transistor puede soportar hasta 14 kHz. El inductor es responsable del voltaje en el devanado. Gracias a la ferrita, la corriente se puede estabilizar en la inicialescenario.

La diferencia entre los estabilizadores elevadores

El estabilizador de voltaje de refuerzo de conmutación cuenta con potentes condensadores. Durante la retroalimentación, toman toda la carga sobre sí mismos. En este caso, se debe ubicar un aislamiento galvánico en la red. Ella es responsable únicamente de aumentar la frecuencia límite en el sistema.

Un elemento adicional importante es la puerta detrás del transistor. Recibe corriente de una fuente de energía. En la salida, el proceso de conversión ocurre desde el inductor. En esta etapa, se forma un campo electromagnético en el capacitor. En el transistor, por lo tanto, se obtiene el voltaje de referencia. El proceso de autoinducción comienza secuencialmente.

Los diodos no se utilizan en esta etapa. En primer lugar, el inductor le da voltaje al capacitor, y luego el transistor lo envía al filtro y también de regreso al inductor. Como resultado, se forma la retroalimentación. Ocurre hasta que el voltaje en la unidad de control se estabiliza. Los diodos instalados lo ayudarán en esto, que reciben una señal de los transistores, así como del condensador estabilizador.

regulador de voltaje de refuerzo de conmutación
regulador de voltaje de refuerzo de conmutación

El principio de funcionamiento de los dispositivos inversores

Todo el proceso de inversión está conectado con la activación del convertidor. Los transistores estabilizadores de voltaje de CA de conmutación tienen un tipo cerrado de la serie "BT". Otro elemento del sistema puede llamarse una resistencia que monitorea el proceso oscilatorio. Directamente la inducción es reducir la frecuencia límite. En la entrada elladisponible a 3 Hz. Después de los procesos de conversión, el transistor envía una señal al condensador. En última instancia, la frecuencia límite puede duplicarse. Para que los s altos sean menos perceptibles, se necesita un convertidor potente.

También se tiene en cuenta la resistencia en el proceso oscilatorio. Este parámetro máximo está permitido al nivel de 10 ohmios. De lo contrario, los diodos del transistor no podrán transmitir la señal. Otro problema radica en la interferencia magnética que está presente en la salida. Para instalar muchos filtros, se utilizan estranguladores de la serie NM. La carga en los transistores depende directamente de la carga en el capacitor. En la salida, se activa un accionamiento magnético que ayuda al estabilizador a bajar la resistencia al nivel deseado.

estabilizador de voltaje de CA de conmutación
estabilizador de voltaje de CA de conmutación

¿Cómo funcionan los reguladores de dinero?

El estabilizador de tensión reductor de conmutación suele estar equipado con condensadores de la serie "KL". En este caso, pueden ayudar significativamente con la resistencia interna del dispositivo. Las fuentes de energía se consideran muy diversas. En promedio, el parámetro de resistencia fluctúa alrededor de 2 ohmios. La frecuencia de operación es monitoreada por resistencias que están conectadas a una unidad de control que envía una señal al convertidor.

La carga desaparece en parte debido al proceso de autoinducción. Ocurre inicialmente en el capacitor. Gracias al proceso de retroalimentación, la frecuencia límite en algunos modelos puede alcanzar los 3 Hz. En este casoel campo electromagnético no tiene ningún efecto sobre el circuito eléctrico.

Fuentes de alimentación

Por lo general, en la red se utilizan fuentes de alimentación de 220 V. En este caso, se puede esperar una alta eficiencia de un regulador de voltaje de conmutación. Para la conversión de CC, se tiene en cuenta el número de transistores en el sistema. Los transformadores de red rara vez se utilizan en las fuentes de alimentación. Esto se debe en gran parte a los grandes s altos. Sin embargo, a menudo se instalan rectificadores en su lugar. En la fuente de alimentación dispone de un sistema de filtrado propio, que estabiliza la tensión límite.

¿Por qué instalar juntas de dilatación?

Los compensadores en la mayoría de los casos juegan un papel secundario en el estabilizador. Está relacionado con la regulación de los impulsos. Los transistores hacen esto en su mayor parte. Sin embargo, los compensadores todavía tienen sus ventajas. En este caso, mucho depende de qué dispositivos estén conectados a la fuente de alimentación.

Si hablamos de equipos de radio, se necesita un enfoque especial. Está asociado con varias vibraciones que se perciben de manera diferente por dicho dispositivo. En este caso, los compensadores pueden ayudar a los transistores a estabilizar el voltaje. La instalación de filtros adicionales en el circuito, por regla general, no mejora la situación. Sin embargo, afectan en gran medida la eficiencia.

regulador de voltaje de conmutación
regulador de voltaje de conmutación

Desventajas del aislamiento galvánico

Se instalan aislamientos galvánicos para la transmisión de señales entre elementos importantes del sistema. Su principal problemapuede llamarse una estimación incorrecta del voltaje de entrada. Esto sucede con mayor frecuencia con modelos obsoletos de estabilizadores. Los controladores en ellos no pueden procesar rápidamente la información y conectar los condensadores para que funcionen. Como resultado, los diodos son los primeros en sufrir. Si el sistema de filtrado se instala detrás de las resistencias en el circuito eléctrico, simplemente se queman.

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