Princíp činnosti elektronického regulátora napätia
Stabilizátory napätia sa stávajú čoraz obľúbenejšími medzi majiteľmi domov aj projektantmi počas fázy výstavby. Dnes sa v stabilizátoroch najčastejšie používa autotransformátor. Princíp autotransformátora je známy a dlho sa používa na konverziu a stabilizáciu napätia.
Samotný spôsob riadenia autotransformátorom však prešiel mnohými zmenami. Kým predtým sa regulácia napätia robila ručne alebo v extrémnych prípadoch bola riadená analógovou doskou, dnes je stabilizátor napätia riadený výkonným procesorom.
Inovatívne technológie neobišli ani spôsob prepínania cievok. Predtým sa používali reléové spínače alebo mechanické zberače prúdu, dnes zohrávajú svoju úlohu triaky. Výmenou mechanických prvkov za triaky sa stal stabilizátor tichý, odolný a bezúdržbový.
Moderný stabilizátor napätia pracuje na princípe elektronických spínačov spínajúcich vinutia autotransformátora pod kontrolou procesora so špeciálnym programom.
Hlavnou funkciou procesora je zmerať vstupné a výstupné napätie, analyzovať situáciu a zapnúť príslušný triak.
To však zďaleka nie sú všetky funkcie procesora. Okrem regulácie napätia plní procesor množstvo funkcií súvisiacich s činnosťou stabilizátora.
Najdôležitejšie je uvoľnenie triakov.
Aby sa eliminovalo skreslenie sínusovej vlny, triak musí byť zapnutý presne v nulovom bode sínusoidy napätia. Za týmto účelom procesor vykoná niekoľko desiatok meraní napätia a v správnom momente vyšle do triaku silný impulz, ktorý ho vyprovokuje k zapnutiu (odomknutiu).
Predtým je však potrebné skontrolovať, či je predchádzajúci triak vypnutý, inak dôjde k protiprúdu (triaky sú dosť ťažko ovládateľné prvky a prípady vypnutia môžu nastať z mnohých dôvodov, napríklad pri rušení).
Meraním mikroprúdov procesor analyzuje stav elektronických spínačov a až potom vykoná akcie.
Mali by ste pochopiť, že procesor to všetko urobí za menej ako 1 mikrosekundu, pričom má čas vykonať výpočty, kým je sínusová vlna napätia v oblasti nulového bodu. Operácie sa opakujú v každej polovičnej fáze.
Vysoká rýchlosť procesora aj triakových spínačov umožnila vytvoriť okamžite reagujúci regulátor napätia. Dnes proces elektronických stabilizátorov stúpa na 10 milisekúnd, teda na jednu polovičnú fázu napätia. To vám umožní spoľahlivo chrániť zariadenie pred anomáliami napájania.
Rýchlosť procesora navyše umožnila vytvárať presnejšie stabilizátory pomocou dvojstupňového riadiaceho systému. Dvojstupňové regulátory spracovávajú napätie v dvoch stupňoch. Napríklad prvý stupeň môže mať iba 4 stupne. Po hrubovaní sa zapne druhý stupeň a napätie sa uvedie do ideálneho stavu.
Použitie dvojstupňového riadiaceho reťazca vám umožňuje znížiť náklady na výrobky.
Posúďte sami, ak je triakov iba 8 (4 na prvom stupni a 4 na druhom), z nastavovacích krokov je už 16 — kombinovanou metódou (4×4 = 16).
Teraz, ak je potrebné vyrobiť vysoko presný stabilizátor, povedzme, kroky 36 alebo 64, bude potrebných oveľa menej triakov - 12 alebo 16:
pre 36-stupeň je prvý stupeň 6 triakov, druhý stupeň je 6 triakov 6×6 = 36;
pre 64 stupňov je prvý stupeň 8 triakov, druhý stupeň je 8 triakov 8×8 = 64.
Je pozoruhodné, že oba stupne používajú rovnaký transformátor. Vlastne, prečo dávať to druhé, ak sa všetko dá urobiť na jednom.
Rýchlosť takéhoto stabilizátora môže byť mierne znížená (reakčný čas 20 milisekúnd). Ale pre domáce spotrebiče toto poradie čísel stále nezáleží. Náprava je takmer okamžitá.
Okrem spínania triakov sú procesoru priradené ďalšie úlohy: sledovanie stavu modulov, sledovanie a zobrazovanie procesov, testovanie obvodov.