Nguyên lý hoạt động của ổn áp điện tử

Ổn áp ngày càng trở nên phổ biến, cả trong số chủ nhà và nhà thiết kế trong giai đoạn xây dựng. Ngày nay, trong các bộ ổn định, máy biến áp tự ngẫu thường được sử dụng nhất. Nguyên lý của máy biến áp tự ngẫu đã được biết đến và từ lâu đã được sử dụng để chuyển đổi và ổn định điện áp.

Tuy nhiên, bản thân phương pháp điều khiển máy biến áp tự ngẫu đã trải qua nhiều thay đổi. Trong khi trước đây, việc điều chỉnh điện áp được thực hiện thủ công hoặc trong một số trường hợp nghiêm trọng, nó được điều khiển bởi một bảng tương tự, thì ngày nay, bộ ổn định điện áp được điều khiển bởi một bộ xử lý mạnh mẽ.

Các công nghệ đổi mới đã không bỏ qua cách chuyển mạch của các cuộn dây. Trước đây, công tắc rơle hoặc bộ thu dòng cơ học đã được sử dụng, ngày nay triac đóng vai trò của chúng. Việc thay thế các bộ phận cơ học bằng triac giúp bộ ổn định hoạt động êm ái, bền bỉ và không cần bảo trì.

Bộ ổn định điện áp hiện đại hoạt động theo nguyên tắc công tắc điện tử chuyển đổi cuộn dây của máy biến áp tự ngẫu dưới sự điều khiển của bộ xử lý với một chương trình đặc biệt.

Chức năng chính của bộ xử lý là đo điện áp đầu vào và đầu ra, phân tích tình huống và bật triac tương ứng.

Tuy nhiên, đây không phải là tất cả các chức năng của bộ xử lý. Ngoài việc điều chỉnh điện áp, bộ xử lý thực hiện một số chức năng liên quan đến hoạt động của bộ ổn định.

Điều quan trọng nhất là việc giải phóng triacs.

Để loại bỏ sự biến dạng của sóng hình sin, triac phải được bật chính xác tại điểm 0 của sóng hình sin điện áp. Để làm điều này, bộ xử lý thực hiện vài chục phép đo điện áp và vào đúng thời điểm sẽ gửi một xung mạnh đến triac, kích hoạt nó bật (mở khóa).

Nhưng trước khi thực hiện, cần kiểm tra xem triac trước đó đã được tắt chưa, nếu không sẽ có dòng ngược (triac là phần tử khá khó điều khiển và trường hợp tắt có thể xảy ra vì nhiều lý do, ví dụ như bị nhiễu chẳng hạn).

Bằng cách đo các dòng vi mô, bộ xử lý sẽ phân tích trạng thái của các công tắc điện tử và chỉ sau đó mới thực hiện các hành động.

Bạn nên hiểu rằng bộ xử lý thực hiện tất cả điều này trong vòng chưa đầy 1 micro giây, có thời gian để thực hiện các phép tính trong khi sóng hình sin điện áp nằm trong vùng của điểm không. Các hoạt động được lặp lại ở mỗi nửa pha.

Tốc độ cao của cả bộ xử lý và công tắc triac giúp tạo ra một bộ điều chỉnh điện áp đáp ứng ngay lập tức. Ngày nay, quá trình ổn định điện tử tăng lên trong 10 mili giây, nghĩa là đối với một nửa pha điện áp. Điều này cho phép bạn bảo vệ thiết bị một cách đáng tin cậy khỏi sự bất thường về nguồn điện.

Ngoài ra, tốc độ của bộ xử lý giúp tạo ra các bộ ổn định chính xác hơn bằng cách sử dụng hệ thống điều khiển hai giai đoạn. Bộ điều chỉnh hai giai đoạn xử lý điện áp theo hai giai đoạn. Ví dụ, giai đoạn đầu tiên chỉ có thể có 4 giai đoạn. Sau khi gia công thô, giai đoạn thứ hai được bật và điện áp được đưa về mức lý tưởng.

Sử dụng chuỗi điều khiển hai giai đoạn cho phép bạn giảm giá thành sản phẩm.

Hãy tự đánh giá, nếu chỉ có 8 triac (4 ở giai đoạn đầu tiên và 4 ở giai đoạn thứ hai), các bước điều chỉnh đã trở thành 16 — theo phương pháp kết hợp (4×4 = 16).

Bây giờ, nếu cần sản xuất bộ ổn định có độ chính xác cao, chẳng hạn như các bước 36 hoặc 64, thì sẽ cần ít triac hơn nhiều — tương ứng là 12 hoặc 16:

đối với 36 tầng, tầng thứ nhất là 6 triac, tầng thứ hai là 6 triac 6×6 = 36;

cho 64 giai đoạn, giai đoạn đầu tiên là 8 triac, giai đoạn thứ hai là 8 triac 8×8 = 64.

Đáng chú ý là cả hai giai đoạn sử dụng cùng một máy biến áp. Trên thực tế, tại sao lại đặt cái thứ hai, nếu mọi thứ có thể được thực hiện trên một cái.

Tốc độ của bộ ổn định như vậy có thể giảm đi một chút (thời gian phản ứng là 20 mili giây). Nhưng đối với các thiết bị gia dụng, thứ tự số này vẫn không thành vấn đề. Việc sửa chữa gần như ngay lập tức.

Ngoài việc chuyển đổi triac, các nhiệm vụ bổ sung được giao cho bộ xử lý: theo dõi trạng thái của các mô-đun, theo dõi và hiển thị các quy trình, mạch kiểm tra.