Pulzný stabilizátor napätia: ako funguje a kde sa používa

Pulzné stabilizátory napätia normalizujú dodávku elektrickej energie a chránia tak domáce spotrebiče pred spálením. Toto zariadenie je nevyhnutné na ochranu zariadení, ktoré spotrebúvajú elektrickú energiu s napätím 1 - 25 V. Stabilizačné zariadenie impulzného typu sa od bežných lineárnych stabilizátorov líši rozmermi. Je kompaktnejšie, má vysokú účinnosť, mäkké spínanie, je stabilné na výstupné parametre a ľahko dosahuje stabilizáciu. Uvažujme o vlastnostiach zariadení impulzného typu.

Rozsah použitia stabilizátorov napätia

Impulzné stabilizátory pozostávajú z integračného a regulačného uzla. Integračný uzol akumuluje energiu, aby ju potom odovzdal. Regulačná jednotka dodáva prúd a prerušuje tento proces. Regulačný uzol môže byť zároveň v otvorenom alebo uzavretom stave, t. j. funguje ako kľúč. Ako už bolo uvedené, pulzný stabilizátor sa najčastejšie používa v domácnosti na ochranu zariadení, ktoré na svoju činnosť potrebujú nízke napätie. Na takéto úlohy sa používa stabilizátor napätia:

• Na prevádzku rádionavigačných zariadení.
• Na nepretržitú prevádzku nízkonapäťovej priemyselnej elektroniky.
• Ako napájací zdroj pre digitálne systémy.
• Na ochranu moderných televíznych prijímačov vybavených LCD displejom.

Princíp činnosti stabilizátora napätia

Keď je elektrická sieť uzavretá - zatvorí sa regulačný prvok, zariadenie začne akumulovať elektrickú energiu v integračnom uzle. Dochádza k zvýšeniu napätia. Potom sa kľúč otvorí a elektrická energia sa odovzdá spotrebiteľovi, pričom napätie klesá. Vďaka tomuto jednoduchému spôsobu fungovania možno elektrinu spotrebovávať hospodárne. Konštrukcia integračnej jednotky zahŕňa batériu, tlmivku a kondenzátor. Regulačný prvok obsahuje tranzistory a tyristory. Doteraz sú pulzné stabilizátory zastúpené dvoma typmi: so Schmittovou spúšťou a moduláciou šírky impulzu.

Vlastnosti stabilizátorov s pulzno-šírkovou moduláciou

Stabilizátory so šírkovou moduláciou impulzov sa skladajú z modulátora, generátora a zosilňovača. Činnosť takýchto zariadení ovplyvňuje šírka impulzu a napätie (jeho hodnota) na vstupe. Princíp činnosti je jednoduchý: pri otvorení kľúča sa energia prenesie na záťaž a zosilňovač sa zapne. Úlohou zosilňovača je porovnať hodnoty napätia s cieľom určiť rozdiel a použiť zosilnenie modulátora. Stabilizátory s pulzno-šírkovou moduláciou sa široko používajú v domácnostiach a v priemysle. Používajú sa na stabilizáciu a reguláciu prúdu alebo napätia v napájacích zdrojoch, meničoch, zváračkách, nabíjačkách atď.

Stabilizátory so Schmittovou spúšťou

Konštrukcia stabilizátorov so Schmittovou spúšťou obsahuje minimálny počet prvkov. Základom je spúšť s komparátorom, ktorý porovnáva hodnotu výstupného napätia s prípustným napätím. Ak sieťové napätie prekročí maximálne prípustné napätie, kľúč sa otvorí a spúšť sa prepne do nulovej polohy. Hneď ako sa napätie stabilizuje, spúšť sa prepne do prvej polohy, kľúč sa otvorí a do integrátora začne tiecť prúd.

Impulzné stabilizátory môžu mať rôznu konštrukciu. Existujú aj modely, ktoré ľubovoľne menia napätie, invertujúce, dvojpolohové a pracujúce na základe modulácie šírky impulzu. Takéto zariadenia sú síce v prevádzke pohodlnejšie ako lineárne, ale vďaka kompaktnosti a rýchlej stabilizácii. Majú však niektoré nevýhody. Jednou z nich je pomerne komplikovaná oprava. Pri poruche prvkov stabilizátora alebo pri potrebe jeho nastavenia sa odporúča obrátiť sa na odborníkov.