Управление стабилизатором напряжения

На сегодня оптимальным решением в сфере создания систем управления для оборудования стабилизации напряжения является использование микропроцессоров. Среди его преимуществ специалисты выделяют такие факторы как

• доступную цену;
• компактные размеры;
• большие возможности для интеграции;
• высокую точность;
• стабильность в работе ключевых компонентов системы;
• простоту исполнения;
• широкий выбор доступных опций для индивидуальной настройки в соответствии с особенностями применения.

Управление стабилизатором напряжения как составляющая функциональной схемы устройства

Система микропроцессорного управления включает в себя несколько каналов:

• передачи управляющих сигналов (основной);
• организации защиты устройства по току, напряжению;
• обратной связи;
• драйвера.

Принцип управления стабилизатором заключается в следующем. Для работы основного канала используется сумматор, компаратор, а также генераторы ГЛИН и ЗГ, которые формируют линейно изменяющееся напряжение и задают сигнал. В ходе работы выработка импульсов производится на частоте преобразования. При этом канал ООС (отрицательной обратной связи) функционирует в комплексе с основным. Генерируемые ими импульсы подаются на силовой транзистор устройства. Результатом такой работы становится реализация широтно-импульсной модуляции.

Весь комплекс сигналов поступает в основной канал (от ШИМ, компаратора и защитных каналов напряжения и тока). При этом последние будут подаваться только в том случае, когда сетевые параметры будут превышать указанное в настройках значение на заданный техническими условиями процент. Для усиления сигнала, полученного в сумматоре, используется драйвер.

Особенности использования ШИМ-микроконтроллеров (AVR), АЦП, ИОН при управлении стабилизаторами напряжения микроконтроллерного типа

В современной цифровой технике ШИМ-модуляция получила достаточно широкое применение. Микроконтроллеры AVR изначально имеют возможность генерации сигналов. Ключевой особенностью использования именно этого устройства становится регулировка постоянной составляющей для выходных сигналов при использовании логических элементов системы.

Управление стабилизатором напряжения выполняется также с использованием аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Основными характеристиками устройства становится его

• точность – абсолютная величина, характеризующая отклонение реальной величины от идеальных показателей;
• разрешающая способность, позволяющая отличать несколько полученных значений входного сигнала;
• частота дискредитации – параметр характеризующий быстродействие устройства (определяется исходя из количества выборок, выполняемых за секунду);
• диапазон входного напряжения (его максимум и минимум).

Принцип его работы заключается в подаче на вход аналогового сигнала, получая на выходе цифровой.

ИОН – источник опорного напряжения в данном случае становится эталонным элементом, который позволяет оценить входной сигнал в сравнении с его данными. Именно от этого элемента системы полностью зависит точность стабилизации напряжения конкретным прибором. Для повышения точности полученного выходного сигнала при проектировании оборудования принимаются дополнительные меры по фильтрации уровня шумов для опорного напряжения, которые позволяют подавить их высокочастотные составляющие.

При управлении стабилизатором напряжения с использованием прецизионного ИОН используются подключенные к выводам микросхемы внешние конденсаторы, в остальных случаях на выходе устанавливается фильтр нижних частот (активный или пассивный). В зависимости от технологии производства последние могут быть подключены непосредственно к выходу опорного напряжения или через буферный малошумящий усилитель.

Преимущества микропроцессорного управления стабилизатором напряжения

• Стабилизация параметров сети с высокой точностью.
• Возможность работы стабилизатора напряжения по заданной пользователем индивидуальной программе, которая допускает внесение в неё определённых изменений в процессе эксплуатации.
• Высокая скорость реакции.
• Широкий диапазон рабочих напряжений.
• Компактные габариты приборов за счёт отсутствия механических составляющих.
• Бесшумность.
• Длительный срок эксплуатации (в среднем 10-15 лет).

К тому же микропроцессорная система управления делает стабилизатор универсальным, позволяя использовать его не только в быту, но и в любых других сферах применения в широком диапазоне температур (от -40 ˚С).