Как подключить стабилизатор напряжения в квартире: как выбрать, для дома, квартиры, расчёт
Что лучше стабилизатор или реле напряжения на 220 В для квартиры
На вопрос, что лучше стабилизатор или реле контроля, трудно ответить однозначно. Для каждого случая проблему защиты следует решать с учетом конкретных факторов. Объективно сравнить данные устройства можно только, зная принцип их действия и отличительные особенности.
Отличия реле напряжения от стабилизатора
Современная квартира напичкана многочисленными электрическими и электронными приборами, многие из которых достаточно чувствительны к изменению напряжения. В то же время, даже в крупных городах электрическая сеть грешит нестабильностью, а что говорить о сельской местности. От любого скачка напряжения домашняя электроника может просто выйти из строя.
Защита бытовой техники от скачков напряжения и перенапряжения в сети обеспечивается в основном двумя типами устройств – стабилизатор и реле контроля максимального и минимального напряжения. Их работа основывается на различных принципах, и выбор проводится с учетом особенностей.
Стабилизаторы напряжения
Стабилизатор – это прибор, который поддерживает напряжение на заданном уровне при его колебании в сети в определенных пределах. Обычно в бытовых условиях применяется стабилизатор, удерживающий значение 220 В ±5% при колебании входного сигнала от 160 до 260 В. При скачке за пределы возможностей прибор просто отключает сеть.
Конструктивно стабилизаторы подразделяются на несколько типов. Наиболее распространены приборы ступенчатого типа, включающие трансформатор и силовые ключи (релейные или полупроводниковые). Плавная установка обеспечивается в электромеханических стабилизаторах, в которых трансформатор имеет регулировку первичной и вторичной обмотки. Этот прибор снижает нижний предел входного напряжения до 120-130 В.
Наиболее совершенным, но и самым дорогим, является инверторный стабилизатор, содержащий накопительную ёмкость. Она способна сгладить перепады напряжения в пределах 100-300 В, а выходной сигнал имеет значение 220 В ± (1-3)% с практически идеальной синусоидальной формой.
Реле напряжения
Реле контроля – это устройство, контролирующее нижнюю или верхнюю границу допустимого значения напряжения. Соответственно, существуют реле минимального и максимального напряжения. Для защиты от перенапряжений используется реле максимального напряжения. Если входное напряжение превысит установленное значение (например, 230 В), то нагрузка отключается. При возврате его величины в нужные пределы сеть снова включается.
Чаще используется принцип задержки включения. В таких реле есть настройка времени отключения. Например, если осуществлена установка 2 с, то после истечения этого времени сеть снова включится, и ток поступит на бытовое оборудование.
Надо отметить, что при коротких импульсах скачка реле может не сработать. Для таких случаев существует многофункциональное реле МР-63, которое выполняет роль максимального и минимального реле, а также реагирует на мгновенные импульсы значительной амплитуды.
В чем заключается различие
Предыдущий анализ показывает, что рассматриваемые устройства имеют принципиальные различия. Оба прибора отключают подачу электроэнергии, если напряжение превышает минимально или максимально допустимое значение. Однако, стабилизатор в пределах между экстремальными значениями еще и выравнивает напряжение, поддерживая его на заданном уровне. Реле осуществляет только контроль предельных величин, после чего отключает сеть, но включает снова при исправлении положения.
Таким образом, бытовая техника при использовании стабилизатора не только защищена от скачков напряжения и перенапряжения в сети, но и получает стабильный электросигнал, что повышает её работоспособность. В то же время, нельзя говорить о полном превосходстве стабилизаторов над реле. Для составления полной картины необходимо разобраться со всеми плюсами и минусами этих приборов.
Преимущества использования стабилизаторов
Стабилизаторы имеют ряд несомненных преимуществ:
- При скачке напряжения за пределы допустимых значений обеспечивается отключение электросети, что предохраняет технику от сбоев в работе. Пороговые значения можно устанавливать на нужном уровне.
- В пределах предельных значений происходит стабилизация напряжения с достаточной точностью. Даже самые простые и дешевые устройства обеспечивают выравнивание в пределах ±5%. Современные электромеханические приборы дают точность 3%, а инверторные устройства — 1%.
- Стабилизаторы значительно повышают долговечность бытовой техники и электроники. Улучшается качество показа видеотехники. Прекращается мерцание ламп накаливания, что увеличивает их срок службы.
- Широкий выбор по техническим характеристикам. Мощность разных моделей колеблется от 50 до 50 ВА до 150 кВА.
- Качественные стабилизаторы практически не влияют на форму сигнала, а инверторные установки даже улучшают синусоиду.
- Высокий КПД (98-99%).
Важно! Стабилизаторы имеют простое подключение, а потому для их установки не надо приглашать специалиста. При этом к прибору может подводиться любая фаза трехфазной цепи. При подключении автоматический автомат необходимо устанавливать до ввода в стабилизатор.
Недостатки стабилизаторов
Несмотря на выраженные преимущества стабилизаторов, они имеют серьезные недостатки, ограничивающие их использование:
- Значительные размеры. Этот параметр прямо зависит от мощности прибора. Даже при минимальном количестве бытовой техники на входе нужно ставить стабилизатор, который не поместится в стандартный электрический щиток. Для него необходимо выделить отдельное место.
- Необходимость эффективного охлаждения аппарата, т.к. при работе его основные элементы и корпус нагреваются.
- Высокая цена, возрастающая с увеличением мощности.
- Необходимость надежной защиты от пыли и влаги. Электромагнитное поле внутреннего трансформатора активно притягивает пыль, а потому необходимо максимально оградить стабилизатор от запыления.
- Повышенный уровень шума, что требует дополнительной звукоизоляции или вынесение стабилизатора за пределы жилого помещения.
- Чувствительность электроники стабилизатора к помехам в электрической сети.
Наиболее значительными недостатками стабилизаторов является громоздкость, большой вес и высокая цена. Особенно они чувствительны для устройств мощностью 3 и более кВт, которые необходимы для установки на входе квартиры. При мощности менее 1 кВт эти характеристики находятся в разумных пределах, а потому стабилизаторы чаще применяются в качестве индивидуальной защиты отдельных бытовых приборов. Некоторые современные бытовые электроприборы имеют встроенные стабилизаторы.
Преимущества реле
Несмотря на то, что реле не способны удерживать напряжение в нужных пределах, они достаточно часто применяются в схеме защиты от перенапряжения. Этому способствуют следующие их преимущества:
- Гарантированное отключение электричества при критических скачках напряжения. При кратковременной продолжительности такого скачка питания включается сразу после возврата сети в нормальное состояние. Реле уже через 1 с готово снова автоматически включить цепь.
- Малые габариты. Вся схема защиты на основе реле легко помещается во входном щитке, даже когда монтируется несколько устройств (минимальное и максимальное реле).
- Удобный монтаж. Современные реле выполнены так, чтобы могли устанавливаться на стандартную DIN-рейку, а провод цепи легко и быстро закрепляется в клеммном зажиме. При защите отдельных бытовых приборов можно использовать модель реле, которая просто подключается в розетку.
- Доступная цена. Стоимость реле значительно ниже стоимости стабилизатора. Покупка даже нескольких таких устройств обойдется заметно дешевле, чем одного стабилизатора.
- Бесшумность работы.
Важно! Для надежной защиты электроники важным параметром считается быстрота ее реакции на опасный импульс. Реле контроля напряжения относятся к специальным устройствам релейной защиты, а потому их срабатывание происходит практически мгновенно.
Недостатки реле
Основной недостаток реле контроля – неспособность выравнивать напряжение. Например, предельные его значения составляют 190-240 В. Если в сети длительно подается напряжение 195 В, то именно оно и будет питать все электроприборы, что, несомненно, скажется на качестве работы видеотехники и накале ламп в осветительной аппаратуре. Такое явление характерно для сельской местности. На долговечность приборов может отразиться и длительная подача напряжения 235 В. Отключение электроэнергии произойдет только при выходе напряжения за предельные значения.
Отсутствие стабилизации напряжения особенно сильно сказывается там, где электрическая сеть далека от идеальной. Нередко его колебания считаются обычным явлением, а это приводит, в частности, к миганию ламп накаливания, что резко снижает их срок службы, влияет на качество освещения и даже на человеческую психику.
Отмечается и другой недостаток. Для обеспечения полной защиты требуется установка, как минимум, двух максимальных реле – минимального и максимального. Схему такого подключения может разработать только человек с соответствующими навыками, а значит, необходимо привлекать специалиста.
Наконец, надежность работы всей бытовой техники в доме существенно зависит от правильности настройки реле контроля. Далеко не всякие скачки напряжения способны существенно повлиять на работу бытовой техники, а вот частое отключение электричества не пройдет незаметно. Пределы лучше устанавливать после консультации со специалистом и с учетом наличия конкретных приборов в доме.
Стабилизаторы напряжения по своему функционалу смотрятся значительно привлекательнее реле. Однако стоимость, габариты и масса существенно ограничивает их применение. Именно поэтому такие приборы чаще применяются для индивидуальной защиты бытовой техники, а не всей внутренней цепи в целом. Реле контроля напряжения доступны по цене и обеспечивают надежную защиту от перенапряжения без его выравнивания. Какой вид защиты выбрать, прежде всего, зависит от финансовых возможностей, а также от качества и стабильности входной электрической сети.
Нужен ли стабилизатор напряжения для LED и ЖК телевизора
Большинству из нас знакома ситуация скачков напряжения в сети. Причём при его понижении переживать за технику не стоит – она просто отключится при пересечении нижней допустимой границы. А вот при повышенном вольтаже возможен выход из строя бытовых приборов. В статье рассмотрим, что такое стабилизатор, его виды и характеристики, а также о выборе и необходимости использования стабилизатора напряжения для ТВ.
Что такое стабилизатор напряжения
Стабилизатор – это устройство, которое при нестабильном напряжении на входе обеспечивает поддержание выходного напряжения в узких пределах. Основная его задача – повышение или понижение имеющейся интенсивности в сети до уровня 220 В либо отключение питания в случае перепада ниже 160 В или более 255 В.
Стабилизирующие устройства могут быть сетевыми – подключаются для конкретного прибора. Или магистральными – подключаются ко всей электромагистрали, питающей всё жилище.
При наличии большого количества дорогой бытовой техники у её владельцев часто возникает вопрос, нужен ли стабилизатор напряжения, на какую мощность должен быть рассчитан, на какую технику ставить.
Рассмотрим, нужен ли стабилизатор для телевизора, и какой из них следует выбрать.
Нужен ли стабилизатор для современных телевизоров
Вопрос о стабилизации напряжения для телевизоров стоит с тех времён, когда ТВ были ламповыми, и с изменением вольтажа искажалась и картинка на экране. Часто после таких сбоев приходилось чинить технику.
Все современные ТВ делятся на такие основные виды: LED, LCD и плазменные. Их особенность состоит в том, что они снабжены импульсным блоком питания. Такие блоки могут работать в достаточно широком диапазоне напряжений от 170 до 250 В. При превышении таких значений телевизор должен отключаться. Если этого не происходит, может произойти сгорание внутренних элементов и тогда без ремонта не обойтись.
Некоторые производители, например, LG и Самсунг выпускают специализированные стабилизирующие приборы. Однако их стоимость значительно превышает стоимость аналогичных устройств других производителей.
И всё-таки, нужен ли стабилизатор напряжения для ЖК или ЛЕД-телевизоров.
Если у вас в сети постоянно происходят скачки напряжения, лампочки мигают, а приборы отключаются, то в таком случае однозначно стоит ставить защитное устройство. Для начала нужно определить, в каких пределах это происходит. Для этого достаточно замерять несколько раз в сутки уровень интенсивности специальным тестером.
Причём, возможно, лучше будет поставить стабилизирующее устройство на всю квартиру или дом, что, конечно, довольно затратно. Но здесь уже надо смотреть по обстоятельствам. Если технику всё время приходится ремонтировать, лучше один раз обеспечить стабилизацию сети, если её состояние никак не улучшить.
Магистральный стабилизатор устанавливается как можно ближе к щитовой, сразу после счётчика
Но такие критические ситуации случаются крайне редко в городских электрических сетях. Это больше типично для сельских местностей. Поэтому обычно нет нужды ставить прибор стабилизации, учитывая его немалую стоимость. Но если вы всё же переживаете за свою технику, но не знаете, как осуществить выбор, стоит выяснить, какие вообще стабилизирующие устройства бывают.
Ещё одно заблуждение – выгорание пикселей в телевизорах из-за повышения напряжения. Пиксели – это управляющие транзисторы. И они могут выходить из строя независимо от вольтажа. То же касается и короткого замыкания. Если оно происходит не в самом устройстве, то просто прекратится подача питания на телевизор, и стабилизирующий прибор в этой ситуации никак не поможет. Более того, на работе бытовой техники это не сказывается.
Иногда можно встретить рекомендацию приобретения источника бесперебойного питания, который обеспечивает работоспособность аппаратуры в случае отключения электроэнергии. Для телевизоров в этой мере совсем нет необходимости.
Виды стабилизаторов и их особенности
Приборы стабилизации должны обеспечивать защиту бытовой техники от скачков напряжения. Но для начала надо разобраться, какие виды этих устройств существуют, чтобы понять, которые из них наилучшим образом подойдут для ваших целей.
Сети могут быть однофазные (220 В) или трёхфазные (380 В). Соответственно, данные приборы тоже могут разделяться по этому принципу. Трёхфазные чаще применяются в промышленности, а для частных домов и квартир достаточно однофазных.
Стабилизаторы напряжения можно разделить на такие виды:
- Релейные;
- Электромеханические;
- Симисторные;
- Двойного преобразования.
Теперь о каждом из них подробнее.
Релейные являются самыми доступными в ценовом сегменте, поэтому и часто используемые. Способны выдерживать не очень высокие перепады, быстро преобразуют напряжение на выходе. Изнашиваются тем быстрее, чем чаще происходят скачки. Могут быть шумными и имеют короткий срок службы.
Электромеханические, или сервомоторные стабилизаторы. Имеют лучшие характеристики, чем предыдущие, и более высокую стоимость. Данное устройство представляет собой трансформатор, самостоятельно регулирующий вольтаж на подающем шлейфе. Из достоинств стоит отметить:
- Широкий диапазон входного напряжения и отсутствие искажений на выходе;
- Бесшумность;
- Практически не чувствительны к рабочей частоте.
Из недостатков выделяют:
- Подвижные элементы нужно заменять каждые несколько лет, сервопривод щёточного блока – чуть реже;
- Скорость стабилизация ниже, чем у релейных;
- Однофазные могут работать только в обогреваемых помещениях.
Симисторные обладают длительным сроком службы, бесшумностью. Они не требуют специального обслуживания, но стоимость их ещё выше, чем у электромеханических. Очень быстрая скорость стабилизации. При высокой температуре могут выйти из строя.
Самые дорогостоящие системы стабилизации – двойного преобразования. Способны преобразовывать переменный ток в постоянный и наоборот, то есть работают как инверторные устройства. Такие стабилизаторы отлично подходят к технике с большой мощностью до 30 кВт и чувствительной к перепадам напряжения. Они долговечны и быстро реагируют на изменения интенсивности сети.
На что обратить внимание при выборе
Как выбрать стабилизатор напряжения, и какие параметры следует учитывать.
Также надо учитывать, что некоторые устройства при пуске потребляют гораздо большую мощность, чем в рабочем режиме. Их полная мощность будет состоять из активной и реактивной составляющей и измеряться в кВА. Если в инструкции ничего не указано, то коэффициент, на который нужно умножить активную составляющую, будет около 0,7 (это и будет реактивная часть).
Во-вторых – точность стабилизации, то есть, какой разброс напряжений будет на выходе стабилизатора. В инструкции бытовой техники обычно указывается допустимый диапазон, на него и нужно ориентироваться.
Однофазные или трёхфазные. Если у вас трёхфазная сеть, или в наличии есть электроплита или подобная высокомощная техника, то можно устанавливать и трёхфазные стабилизаторы. Либо можно установить три однофазных прибора. На практике с ними работать удобнее и стоимостью они будут меньше, чем один 3-фазный.
Стабилизатор 220 вольт нельзя напрямую подключить к сети в 380 вольт
Диапазон стабилизируемого напряжения. То есть, тот диапазон принимаемого вольтажа, за выход границ которого будет выполняться отключение приборов.
Кроме этого, данные устройства могут быть настенными, напольными, отличаться по своим габаритам и внешнему виду. Здесь уж каждый выбирает под свои предпочтения и финансовые возможности.
Возвращаясь к вопросу о телевизорах, подведём итог: нужен ли стабилизатор напряжения для телевизора и какой стабилизатор выбрать для напряжения 220 В.
Каждый из видов стабилизаторов может применяться в быту. Соотнеся стоимость и характеристики, наиболее подходящим стабилизатором напряжения для телевизора можно назвать релейный и электромеханический.
Чтобы подобрать хорошую модель для смарт или любого другого телевизора, нужно следовать тем критериям, которые уже описаны выше и важны при выборе стабилизатора для любой техники. Совершенно неважно, какая у вас модель ТВ и его тип. Стабилизирующие устройства являются универсальными.
Перечислим некоторые рекомендуемые модели:
- Для Led телевизоров, которые не потребляют слишком много электроэнергии, хорошо подойдёт Sven AVR-800. Является релейным;
- Энергия СНВТ-1500 – электромеханический тип. Работает полностью в автоматическом режиме. Имеет плавную регулировку и термозащиту. Хорош для техники, чувствительной к перепадам;
- DefenderAVR real 1000 – бюджетный релейный вариант. Выступает ещё и сетевым фильтром. Подходит для длительного перепада нагрузки сети.
Подводя итог, можно сказать, что стабилизирующие устройства нужны в том случае, если имеются постоянные скачки в электросети. При редких и незначительных перепадах в современной технике присутствуют импульсные блоки питания, которые способны уберечь её от поломки.
Если же вы всё-таки решили обезопасить некоторую технику, например, телевизор, не имеет значения его модель и тип панели, все приборы стабилизации – универсальные устройства. Важны лишь мощность техники и границы напряжений, которые она способна выдержать.
Наиболее подходящими для отдельных единиц бытовых приборов являются релейные и электромеханические стабилизаторы.
Стабилизатор или реле контроля напряжения-что лучше выбрать?
Приветствую вас, уважаемые читатели сайта elektrik-sam.info!
Для защиты от скачков и перепадов напряжения в электрических сетях наших квартир и домов применяются два типа устройств — это стабилизаторы питающего напряжения и реле контроля максимального и минимального напряжения. В этой статье мы рассмотрим основные преимущества и недостатки каждого из этих устройств.
Стабилизаторы напряжения
Начнем рассмотрение со стабилизаторов питающего напряжения и по порядку рассмотрим вначале преимущества, а затем недостатки применения этого типа устройств.
Преимущества стабилизаторов напряжения
1. Обеспечивают постоянное стабильное напряжение для питания наших электроприборов 220 В. Стабилизаторы сглаживают скачки и небольшие колебания питающего напряжения, выдавая на выходе стабильное напряжение 220 В.
При снижении напряжения обычно ниже 160 В, либо при превышении им значения 280 В, стабилизаторы отключаются от внешней питающей сети и обесточивают внутренних потребителей. Тем самым предохраняя электроприборы от выхода из строя.
2. Подключенное через стабилизаторы напряжения оборудование остается работоспособным. Такие электроприборы, как аудио- и видеотехника очень чувствительны к отклонениям питающего напряжения. Повреждение этих приборов такие колебания напряжения не вызывают, но могут сказываться на качестве его работы. Применение стабилизатора обеспечивает надежную работоспособность такого оборудования.
3. При применении стабилизаторов напряжения прекращают мерцать электрические лампочки. Это существенно продлевает срок их службы.
Недостатки стабилизаторов напряжения
1. Большие габариты. В большинстве случаев стабилизаторы напряжения довольно громоздки, и для их установки необходимо выделять дополнительное место. Габариты зависят от мощности подключаемой нагрузки. Чем больше мощность, тем больше габариты применяемого стабилизатора.
Во время своей работы эти устройства нагреваются, поэтому им необходимо достаточное место для эффективного охлаждения корпуса самого стабилизатора, и его внутренних элементов.
В трехфазных электрических сетях обычно применяют три отдельных стабилизатора напряжения, установленных в каждую фазу. Если устанавливать один трехфазный стабилизатор, то в случае короткого замыкания или пропадания одной из фаз, стабилизатор отключится.
Все однофазные потребители, подключенные к любой из фаз будут обесточены до тех пор, пока не восстановятся нормальные условия работы стабилизатора. Это очень неудобно, поэтому чаще применяется установка трех отдельных стабилизаторов напряжения в каждую из фаз. А это в свою очередь значительно увеличивает габариты.
2. Цена. Покупка хорошего стабилизатора напряжения может обойтись в приличную сумму денег.
Стабилизаторы намного дороже, чем реле контроля напряжения. В большинстве случаев стоимость является решающим фактором при выборе устройств защиты, и большинство пользователей склоняются в стороны приобретения реле напряжения.
3. Стабилизаторы чувствительны к пыли и влажности помещения, в котором они установлены. Внутри стабилизатора находится трансформатор, большое электромагнитное поле, которое притягивает пыль. Поэтому место установки должно быть хорошо защищено от пыли и влаги.
4. Чувствительность стабилизаторов напряжения к различным электрическим помехам. Если в электрической сети часты электрические помехи, это приведет к тому, что электроника стабилизаторов начнет «глючить», они могут отключиться, обесточивая тем самым всю квартиру.
Реле контроля напряжения
Следующий вид устройств для защиты от скачков и перепадов питающего напряжения — реле контроля напряжения, которые еще называют «барьерами» напряжения.
Преимущества реле контроля напряжения
1. В отличие от стабилизаторов напряжения, реле напряжения имеют малые габариты и в большинстве случаев предназначены для установки на DIN-рейку.
Также реле напряжения выпускаются для подключения в розетку. Это дает возможность защитить отдельный электроприбор (или группу приборов), не изменяя конфигурацию электропроводки. А это очень удобно.
2. Стоимость. Реле контроля напряжения намного дешевле, чем стабилизатор напряжения. Даже если мы используем несколько реле напряжения, их стоимость оказывается ниже, чем стабилизатора напряжения.
3. Автоматичность. Основная функция стабилизаторов — стабилизация питающего напряжения, в то время, как реле контроля напряжения является прибором автоматики и предназначены именно для защиты от скачков и перепадов напряжения. Их схемотехника лучше реагирует на скачки и перепады, она более быстродействующая.
Реле контроля напряжения лучше лучше справляются с защитой потребителей от выхода из строя электроприборов при превышении, либо понижении питающим напряжением допустимых пределов.
Недостатки реле контроля напряжения
1. Не устраняет колебания напряжения.
2. Для максимальной защиты необходима установка нескольких устройств.
Резюме
Как видно из выше рассмотренного, нет какого-то одного способа, который бы дал наилучший результат.
Максимальную защиту электроприборов в наших квартирах обеспечивает совместное применение стабилизаторов напряжения и реле контроля напряжения.
В этом случае наши потребители будут иметь максимальную защиту от возможных критических изменений напряжения в наших питающих электрических сетях.
Более подробно преимущества и недостатки каждого из устройств я рассмотрел в видео:
Стабилизатор или реле контроля напряжения?
Также рекомендую посмотреть
Реле контроля напряжения. Защита от скачков напряжения.
Подключение нескольких реле напряжения.
Реле контроля напряжения в трехфазной сети 380В.
Реле приоритета. Автоматическое управление нагрузкой.
Как подключить стабилизатор напряжения к домашней электропроводке
Электроэнергия, которая поступает к нам в квартиры, жестко нормируется законодательством государственных стандартов. В соответствии с требованиями международной электротехнической комиссии для сети 220 отклонение питающего напряжения допускается в пределах ±10% от номинальной величины или от 242 до 198 вольт.
Даже такой разброс показаний не всегда благоприятно сказывается на работе чувствительных электронных приборов бытового назначения и обычных, простых ламп накаливания, используемых в освещении. Энергоснабжающие организации, занимающиеся распределением электрической энергии, используют трансформаторные подстанции с линиями электропередач, по которым подводится электричество к каждому дому и квартире.
Часто при нагруженном состоянии линий создается ситуация, когда на трансформаторе уже выставлена максимальная величина напряжения, а к последнему потребителю доходит только ее нижний предел. Если же нагрузка еще больше возрастает на любом объекте, то на конце линии уже невозможно поддерживать нормативные требования — мощность трансформаторной подстанции исчерпана. По таким же принципам работает и сеть 380 вольт.
Приведенный случай объясняет режим эксплуатации электроустановок в обычных условиях. На самом деле электроснабжение жилых домов, особенно холодной зимой и в сельской местности, может значительно ухудшаться.
Исправить сложившуюся ситуацию с качеством электроэнергии можно каждому владельцу дома или квартиры с помощью приборов, выполняющих стабилизацию основных электрических параметров сети, которые широко представлены в продаже.
Как работает стабилизатор напряжения
Принцип его работы основан на трансформации входящей электрической энергии до оптимальной величины выходного напряжения, которое будет питать бытовые устройства.
При трансформации стабилизатор может работать в одном из следующих режимов:
1. понижения амплитуды;
2. простой передачи;
3. повышения напряжения.
Во втором случае трансформатор просто преобразует одну гармонику в другую без изменения ее амплитуды. При этом затрачивается энергия, которая бесполезно расходуется на нагрев оборудования.
С этой целью производители наделяют определенные модели функцией байпаса, размещая на корпусе прибора переключатель, позволяющий оператору одним движением выводить из работы всю силовую часть оборудования. Обратное действие включает устройство.
Конструктивные особенности
Технические характеристики разных стабилизаторов напряжения могут значительно отличаться между собой по:
пропускаемой через них мощности;
минимальному и максимальному значению входных величин;
набору дополнительных функций.
Это позволяет дифференцированно подойти к выбору модели, подходящей под конкретные условия определенного потребителя.
Типы стабилизаторов напряжения
По принципу действия производители оборудования выпускают модели, совмещающие трансформацию электроэнергии с механизмами сервопривода, релейного управления, применения полупроводниковых технологий.
Клеммные вывода
В зависимости от своего назначения и устройства стабилизаторы могут иметь разнообразные способы подключения питающих цепей и нагрузок. На картинке показаны два распространенных варианта выполнения клеммников для однофазных моделей.
В схеме с защитным нулем РЕ-проводник подключают на среднюю клемму. Рабочие ноли подходят на соседние выводы, а фазные провода коммутируются на крайних позициях. Для подключения входных цепей используется левая половина, а на правую часть монтируются выходные цепи.
Такая компоновка напоминает алгоритм нашего письма и чтения: слева направо, поэтому она легко запоминается.
Для схем без защитного нуля клеммник упрощается: на нем обычно рабочий ноль объединен внутри корпуса, а для подключения цепей оставлено всего три контакта:
фазы питающей цепи;
общего рабочего нуля;
выходящей из стабилизатора фазы.
На самых простых и маломощных моделях входные цепи могут подключаться шнуром с вилкой, а для подсоединения потребителей используются розетки прямо на корпусе прибора.
Однако, перечисленные закономерности не являются обязательными правилами и на каждом приборе могут быть применены какие-то специфические особенности, которые производитель оговаривает в технической документации.
Особую внимательность при подключении проводов следует проявлять при работе с трехфазными стабилизаторами напряжения.
Выбор места
Выходная мощность стабилизатора определяет его размеры. Небольшие мобильные устройства можно поставить на стол около работающей электронной аппаратуры. Другие, более габаритные конструкции требуют стационарной установки на стене, в нише или на полу.
Работающий трансформатор нагревается. Тепло от него требуется отводить. Поэтому располагать стабилизатор напряжения необходимо так, чтобы все его вентиляционные отверстия были свободными для обеспечения максимального воздухообмена внутри корпуса для отвода тепла.
Влажный воздух, пыль, близкое соседство с горючими, легковоспламеняющимися жидкостями, повышенная температура негативно сказываются на рабочих характеристиках всех электрических устройств. Влияние этих вредных факторов необходимо учесть и избегать расположения стабилизатора в сыром подвале, гараже, неотапливаемом чердачном помещении.
На выбор места влияет протяженность кабельных магистралей для подвода питания и подключения нагрузок. Оптимальным может быть расположение стабилизатора около вводного распределительного щитка в квартиру или дом.
Схемы подключения однофазных стабилизаторов
Рациональный подход к электроснабжению квартиры позволяет выделить из всех потребителей электроэнергии группу, которая действительно нуждается в стабилизированных параметрах. Это могут быть:
— телевизор
— офисная техника
— холодильник
— устройства связи
Бытовые приборы, основным элементом которых являются нагревательные ТЭНы, например, электрочайник или силовая часть электрического котла, можно не подключать к стабилизатору. Они будут работать без него, но чуть быстрее или медленнее, что не особенно критично.
Схема подключения одного потребителя к стабилизатору напряжения
Внутри квартирного щитка после счетчика устанавливается защита в виде дифференциального автомата (можно использовать УЗО и автоматический выключатель).
От них кабелем подводятся потенциалы фазы и нуля на входные клеммы стабилизатора. Корпус прибора отдельной жилой подключается к шине РЕ, расположенной в квартирном щитке.
К потребителю идут фаза и рабочий ноль от выходных клемм стабилизатора, а защитный ноль на него поступает от шины РЕ.
На картинке показан способ подключения компьютера без обозначения соединений в электрической розетке.
Схема подключения потребителей всего дома к стабилизатору напряжения
Рассмотрим упрощенный вариант, когда защитное заземление не используется, а для подключения стабилизатора применена одна клемма рабочего нуля. Количество групп потребителей условно сократим до трех.
В этом случае в распределительном щитке после защит создается шина рабочего нуля. От нее запитываются все потребители, включая стабилизатор напряжения. Фазный провод подходящего питания от защит подключается на входную клемму стабилизатора, а отходящий — на выходную. Второй его конец заводится в щиток для параллельного соединения нагрузок.
Все потребители, распределенные по группам, подключаются через автоматические выключатели, расположенные в квартирном щитке.
Если на стабилизаторе используется две клеммы для рабочего нуля, то схема изменится следующим образом:
— шина рабочего нуля останется подключенной к потребителям, но ее связь с защитами демонтируется;
— нулевой провод от защит квартирного щитка направляется на входную клемму рабочего нуля стабилизатора, как выполнено на предыдущей схеме.
Схемы подключения трехфазных потребителей
Как правило, 3-х фазные стабилизаторы имеют поблочное выполнение со своими клеммниками для каждого блока. Схема коммутации их цепей питания и нагрузки может быть выполнена различными способами.
Подключение потребителей к трехфазному стабилизатору
Здесь выдержаны все те принципы, которые описаны в вышеприведенных схемах. Только однофазные потребители дома должны быть равномерно распределены и подключены группами к разным блокам стабилизатора напряжения для создания на нем симметричной нагрузки.
Приборы, которые питаются от трехфазного напряжения, следует защищать от возможных аварий в сети своими автоматическими выключателями.
Такая схема подключения больше подходит для зданий, в которых работают мощные трехфазные электродвигатели. Но, в бытовых условиях это довольно редкий случай, а трехфазный стабилизатор стоит дорого. Если он выйдет из строя, то всех потребителей придется переключать на питание от сети без него.
В быту можно применить другой принцип стабилизации напряжения для подключения электроприборов трехфазной сети.
Схемы подключения трехфазных потребителей через однофазные стабилизаторы
Бытовые приборы обычно потребляют значительно меньшие мощности, чем их промышленные аналоги. Поэтому для нормализации сетевых параметров допускается применить три одинаковых стабилизатора напряжения соответствующей нагрузки для однофазной сети.
Если они используют разделение рабочего нуля, то для их подключения подойдет предлагаемая ниже схема №1.
На ней в целях улучшения наглядности информации шина защитного РЕ-проводника не показана, а подключение стабилизаторов к ней приведено упрощенным способом.
Рабочий ноль после защит, расположенных в распределительном щитке дома, разводится на входные клеммы каждого стабилизатора. Его шина образуется параллельным подключением от выходных клемм всех трех приборов. Рабочие нули ко всем потребителям направляются жилами кабелей от этой шины.
Входная фазная клемма каждого стабилизатора соединяется с соответствующей клеммой защитного устройства, а выходная — с группой защитных автоматов, питающих потребителей.
Объединение входящих и отходящих рабочих нулей непосредственно на корпусе стабилизатора на первый взгляд упрощает схему, но, у определенных моделей этот прием может нарушить выполнение отдельных алгоритмов управления, особенно, при возникновении аварийных режимов. По этой причине производители делают такое разделение.
Если же они не видят смысла выводить дополнительную клемму, то сами же и упрощают конструкцию. Схема №2 подключения подобных стабилизаторов к потребителям трехфазной нагрузки приведена ниже.
В заключение статьи хочется обратить внимание на то, что все схемы приведены с целью ознакомления принципов работы и подключения стабилизаторов напряжения. Поэтому на них отсутствуют многие коммутационные аппараты, распределительные коробки, розетки и другие необходимые для монтажа и эксплуатации устройства.
Для создания рабочей схемы необходимо учесть дополнительно конкретные особенности электропроводки дома, выбранный тип стабилизатора, наличие защитных устройств.
—
—
Схема подключения стабилизатора напряжения в частном доме
Многие модели современных бытовых электроприборов чувствительны к перепадам напряжения в сети. Компьютерная техника начинает давать сбой в работе, а, может и вовсе перегореть. Устранить эти проблемы поможет подключение к домашней сети стабилизатора.
Существующие типы стабилизаторов
Решившись в частном доме установить стабилизатор напряжения, человек приходит в магазин и видит на прилавке множество моделей. Чтобы не растеряться с выбором подходящего прибора, надо знать, что все они выполняют одинаковую функцию, но отличаются по принципу работы. Для обеспечения качественной электроэнергией частного дома подойдут два типа стабилизаторов:
- сервоприводная модель имеет сравнивающую схему, предназначенную для управления маленьким электродвигателем. За счет вращения двигателя, в разном направлении передвигается токосъемный бегунок. В результате на выходе подается стабильное напряжение 220 вольт. Преимуществом такого стабилизатора является плавная регулировка, что обеспечивает выходное напряжение без скачков;
- релейные модели отличаются устройством и принципом работы. В корпусе стабилизатора установлен трансформатор с выводами. Входящее напряжение умножается на коэффициент и подается каждому выводу. Электронная схема управляет работой релейного блока, который при необходимости переключает выводы трансформатора, за счет чего выход прибора имеет постоянные 220 вольт. Недостаток таких стабилизаторов заключается в образовании малых скачков напряжения во время переключения выходов.
Существует еще третий тип стабилизаторов, подходящих для дома – электронные. Они имеют высокую стоимость, но принцип работы ничем не отличается от релейного типа. Только вместо реле выводы трансформатора переключает электронный ключ, например, на тиристорах.
Ступени стабилизатора
Каждый тип стабилизаторов имеет ступени переключений. От их количества зависит качество подачи напряжения на выходе. Чтобы понять принцип работы ступеней рассмотрим простейший пример. Пока подается нормальное напряжение 220В, прибор пропускает его через электрические схемы без изменений. При падении напряжения до критических параметров, например, 190 вольт, реле или электронный ключ включают первую ступень, и на выход опять подается стабильное напряжение 220В. Дальнейшее падение напряжения заставляет прибор переключаться на следующие ступени, позволяющие получить требуемые 220В. Когда ступени заканчиваются, стабилизатор больше не сможет поднять напряжение.
Чем больше прибор имеет ступеней, тем шире его диапазон регулировки повышенного или пониженного напряжения.
Мощность прибора
Чтобы стабилизатор дома выдержал нагрузку всех электроприборов, обеспечив бесперебойную подачу напряжения, необходимо правильно рассчитать его мощность. Существует масса советов расчета мощности, но мы остановимся на двух простейших:
- Подобрать для дома прибор необходимой мощности можно, подсчитав общее потребление всех домашних электроприборов по их паспортным данным. При этом у стабилизатора должен оставаться запас по мощности не менее 30%. Это связано с тем, что при повышении пониженного напряжения выходная мощность уменьшается. Кроме того, прибор надо выбирать, обращая внимание на активную мощность (Вт), а не полную (ВА).
Таблица средней потребляемой мощности популярных электроприборов
- Второй способ расчета делается по параметрам автомата, установленного возле электросчетчика. Но это уместно, если сам автомат был подобран по верным расчетам. Его подбирают для защиты электропроводки от перегрузки. Если он работает, не отключая подачу напряжения, значит, проходящей через него мощности достаточно домашним электроприборам. Остается ее только вычислить. Для этого потребуется напряжение умножить на значение тока. Известно, что напряжение составляет 220 вольт. Второй параметр можно найти на маркировке автомата, например, 16А. Теперь перемножим 16А на 220В и получим результат 3520 Вт. Теперь стало ясно, чтобы в доме бесперебойно подавалось электричество достаточно подключения стабилизатора мощностью 3.5 кВт.
Это, конечно, примитивные расчеты, и когда есть какая-то неуверенность, лучше обратиться к специалисту. В крайнем случае, при желании доводить начатое своими руками дело до конца, необходимо установить прибор с большим запасом мощности.
Установка стабилизатора для сети 220 В
Схема подключения прибора довольно проста, и при соблюдении элементарных правил безопасности такую работу у себя дома можно выполнить своими руками. Прибор лучше установить непосредственно за электросчетчиком. Это даст ему возможность быстро отключать нагрузку при появлении искажений. В зависимости от количества выходов, схема подключения немного различается:
- Прибор с тремя выходами имеет одну входную нулевую клемму, которая не прерывается и две фазные клеммы – вход и выход. Работа такой модели стабилизатора заключается в прерывании только одной фазы, проходящей через него. Вначале необходимо подключить выходящий от автомата нулевой провод к нулевой шине электрического щитка. Сюда же надо подсоединить проводом нулевой выход прибора. Фазный провод, выходящий от автомата, требуется подключить на входную клемму стабилизатора, а к выходной клемме подсоединить фазный провод, идущий из дома.
- Когда подключение нагрузки выполняется полностью через стабилизатор, устанавливают прибор с четырьмя выходами, где происходит разрыв нулевого и фазного провода. Вначале нулевой провод от автомата надо подключить на входную нулевую клемму прибора. Затем к выходной нулевой клемме подсоединить нулевой провод электропроводки, выходящей из дома. Аналогичную процедуру требуется выполнить своими руками с фазным проводом.
Закончив работу, обязательно надо проверить правильность и надежность всех соединений, и только тогда выполнить подачу напряжения.
Установка стабилизатора для сети 380 В
Если в доме проходит электрическая сеть 380 вольт, что встречается крайне редко, обезопасить ее можно трехфазным стабилизатором. Хотя из практики видно, что лучше установить три однофазных прибора. По нормам электробезопасности это разрешено. Почти все домашние электроприборы рассчитаны на работу от 220 вольт. Три однофазных прибора справятся с такой задачей и обеспечат эффективную нагрузку. Такой вариант подключения имеет два основных преимущества:
- три однофазных стабилизатора дешевле обойдется хозяину дома, чем один трехфазный;
- главное преимущество – это бесперебойная подача электроэнергии. Вышедший из строя трехфазный прибор оставит весь дом без света до его починки или приобретения нового. Если сгорит один из трех однофазных стабилизаторов, домашнее освещение можно перекинуть на другую фазу с работоспособным прибором. Трехфазное напряжение уже не поступит в помещение, но стабильные 220 вольт с одной фазы обеспечат работу бытовых электроприборов.
Схема подключения трех приборов к трехфазной сети идентична подсоединению своими руками стабилизатора в сеть 220 вольт. Подключение каждого выполняется на отдельную фазу. А вот нулевой провод необходимо подключать без разрывов.
Самостоятельное изготовление стабилизатора
Имея опыт работы с паяльником и умение читать электрические схемы, прибор на 220 вольт можно изготовить своими руками. В стабилизаторе регулируется напряжение двумя способами:
- Механический способ присущ линейным моделям, имеющим два колена, соединенных реостатом. Поступающий на первое колено ток проходит через реостат и подается второму колену, с которого идет дальнейшая раздача потребителю. Такой способ регулировки эффективен при малой разнице входного и выходного напряжения.
- Прибор с импульсной регулировкой имеет выключатель, разрывающий кратковременно электрическую цепь для зарядки конденсатора. Недостаток такого способа заключается в отсутствии возможности выставить конкретное выходное напряжение.
Определившись с подходящей для себя моделью, имеющей один из способов регулировки напряжения, в интернете или технической литературе подыщите подходящую схему и приступайте к работе. Для примера можно посмотреть такой вариант ступенчатого стабилизатора:
Основные правила монтажа
Если было принято решение отказаться от услуг электромонтера и выполнить установку прибора своими руками, необходимо соблюдать ряд важных правил:
- место установки электроприбора должно иметь хорошую вентиляцию. Во время работы он будет греться, а малое количество воздуха не обеспечит полноценное охлаждение, что повлечет за собой быструю поломку. Лучший вариант расположения – открытая площадка;
- когда вариант с открытой площадкой отпадает, можно соорудить нишу. При ее изготовлении обязательно надо учесть размеры стабилизатора. Расстояние от всех стенок установленного прибора до стенок ниши должно быть не менее 100 мм;
- соорудив нишу, обычно стараются ее скрыть от глаз за шторкой, жалюзи или дверкой. Обустройство такой декорации должно быть выполнено из негорючего материала, и они не должны плотно закрывать нишу. К прибору должен поступать прохладный воздух;
- Применяемые для подключения провода по сечению должны соответствовать общей нагрузке. Если после счетчика отсутствует автомат защиты, обязательно надо установить УЗО. Конструкция имеет свою защиту, но дополнительный автомат не помешает;
- устанавливая прибор своими руками, надо не забыть обесточить сеть. Подключение производится по схеме, соблюдая очередность соединения всех проводов. По окончании монтажа прибор испытывают на работоспособность, при этом надо убедиться, что у работающего стабилизатора отсутствуют посторонние звуки;
- существуют модели в виде готовых блоков без контактов на корпусе для подсоединения проводов. Такие приборы обладают малой мощностью и предназначены для защиты отдельно стоящих бытовых электроприборов. Выход стабилизатора имеет разъем как у обычной розетки. К нему и происходит подключение бытового электроприбора;
- устанавливая своими руками стабилизатор надо знать, что он подключается только после электросчетчика. Установка перед счетчиком вызовет трудности с отключением электроэнергии, а, главное, такой монтаж вызовет претензии со стороны контролеров.
Установив стабилизатор в доме, не стоит забывать о его существовании. Ежегодно надо делать профилактические работы, связанные с осмотром и перетяжкой контактов.
Вконтакте
Google+
Одноклассники
Как выбрать стабилизатор напряжения для частного дома и квартиры
Подаваемая в наши дома электроэнергия не отличаются стабильностью. Если частота еще более-менее стабильна, то напряжение «гуляет» в значительном диапазоне. Единственное, что можно с этим сделать — поставить стабилизатор напряжения для дома, квартиры, дачи. Тогда в вашем, отдельно взятом «куске» сети все будет хорошо (если электрический стабилизатор правильно выбрать).
Выбор по техническим характеристикам
Чтобы выбрать стабилизатор, сначала определитесь, будете вы его ставить на весь дом/квартиру или на какое-то определенное устройство(группу устройств). По идее, если есть проблемы с напряжением, лучше поставить стабилизатор напряжения для дома на входе, чтоб все устройства получали гарантированно нормальное напряжение. Но такое оборудование стоит довольно солидных денег — не менее 500$. Так что расходы немалые. Такой подход оправдан, если броски значительные, то это — лучший выход, так как техника может выйти из строя.
Локальные и общие стабилизаторы — первое с чем надо определиться
Если напряжение «гуляет» в небольших пределах и большая часть техники работает нормально, а проблемы есть только у какой-то части более чувствительной аппаратуры, имеет смысл поставить локальные стабилизаторы — на конкретные линии или на отдельные устройства.
По количеству фаз
Питание в доме может быть однофазным и трехфазным. С однофазными (на 220 В) все ясно: нужен однофазный стабилизатор. Если в доме/квартире три фазы, есть варианты:
Выбрать стабилизатор напряжения для дома или дачи по этому принципу несложно. Но определиться надо обязательно.
Выбор мощности
Чтобы выбрать стабилизатор напряжения для дома, первым делом надо рассчитать его мощность. Проще всего ее определить по автомату, который стоит на доме или линии. Например, входной автомат стоит на 40 А. Рассчитываем мощность: 40 А * 220 В = 8,8 КВа. Чтобы агрегат не работал на пределе возможностей, берут запас по мощности 20-30%. Для данного случая это будет 10-11 КВа.
Выбор мощности стабилизатора зависит от суммарной мощности сети или подключаемых к нему приборов
Также рассчитывается мощность локального стабилизатора, который ставим на отдельный прибор. Но тут в расчет берем максимальный потребляемый ток (есть в характеристикам). Например, это 2,5 А. Далее считаем по описанному выше алгоритму. Но если в оборудовании есть мотор (холодильник, например), то надо учитывать пусковые токи, которые в разы превышают нормативные. В этом случае рассчитанные параметры умножают на 2 или 3.
При подборе мощности не путайте кВА с кВт. Если коротко, то 10 кВА при наличии на нагрузке емкостей и индуктивностей (то есть для реальных сетей практически всегда) не равны 10 кВт. Цифра реальной нагрузки меньше, а насколько меньше — зависит от коэффициента индуктивности (может также быть в характеристиках). Под конкретный прибор рассчитать все просто — надо умножить на коэффициент, а вот для сети все сложнее. Просто если видите цифру в кВА, берите запас порядка 15-20%. Примерно такова реактивная составляющая в среднем.
Точность стабилизации
Точность стабилизации показывает, насколько «ровным» будет напряжение на выходе. Приемлемым считается +-5%. С таким допуском нормально работает отечественная техника, а вот для импортной надо лучше стабилизированное напряжение. Итак, все стабилизаторы, которые имеют точность меньше +-5% — это замечательно, все что хуже — лучше не покупать.
Точность стабилизации — один из первых параметров, на которые надо обратить внимание
Диапазон входного напряжения: предельный и рабочий
В характеристиках есть две строчки: предельный диапазон входного напряжения и рабочий. Это две разные характеристики, которые отображают разные параметры устройства. Предельный диапазон — это тот, при котором устройство будет хоть как-то корректировать напряжение. Оно не всегда вытянет его до нормы, но хотя-бы не отключится.
Предельный диапазон указывают не всегда, но есть рабочий
Рабочий диапазон входного напряжения — это, как раз, тот разбег, при котором устройство должно выдавать заявленные параметры (с той самой точностью стабилизации).
Нагрузочная и перегрузочная способность
Очень важная характеристика, на которую надо обязательно обращать внимание. Нагрузочная способность показывает какую нагрузку может «потянуть» стабилизатор напряжения для дома при работе на нижней границе. Есть такие модели, которые выдают заявленную мощность на 220 В. То есть тогда, когда она совсем не нужна. А вот на нижнем пределе в 160 В могут работать только с половинной нагрузкой. Результат — работая при пониженном напряжении он может перегореть. Даже если вы взяли его с запасом мощности.
Нагрузочную и перегрузочную способность надо запрашивать дополнительно. Обычно в технических характеристиках ее нет
Перегрузочная способность не менее важна. Она показывает, как долго может он работать с превышением нагрузки. Параметр важен даже если оборудование вы брали с хорошим запасом по мощности. По этому параметру можно опосредованно определить качество деталей и качество сборки. Чем выше перегрузочная способность, тем более надежно оборудование.
Виды, плюсы, минусы
Стабилизаторы напряжения есть разных видов, делают их из компонентов разного типа — электромеханических, электронных. Часть из них имеет электро-механическое управление, часть-электронное. Чтобы правильно подобрать оборудование, надо иметь представление о достоинствах и недостатках.
Видов и типов стабилизаторов напряжения для дома много….
Электронные (симисторные)
Собираются на симисторах или термисторах. Имеют несколько ступеней регулировки, которые подключаются/отключаются в зависимости от входного напряжения. Переключение может происходить при помощи электронного ключа (работает бесшумно, но это более дорогие модели) или электронного реле (при срабатывании есть звук).
К плюсам электронных стабилизаторов относят высокую скорость реакции (время включения одной ступени около 20 мсек). Электронные ключи срабатывают очень быстро, подключая нужное количество ступеней коррекции или отключая их. Второй положительный момент — тихая работа. Шуметь тут нечему — работает электроника.
Сравнение основных типов стабилизаторов
Минусы тоже есть. Первый — низкая точность стабилизации. В этой категории вы не найдете моделей, который выдают напряжение с погрешностью менее 2-3%. Это просто невозможно, так как регулировка ступенчатая и погрешность довольно высока. Второй недостаток — высокая цена. Симисторы стоят немало, а их столько, сколько ступеней. То есть, чем больше ступеней и вше точность регулировки, тем дороже будет оборудование.
Электромеханические
Собираются на основе электромагнитной катушки, по которой бегает бегунок. Положение бегунка изменяется при помощи мотора или реле. Плюс электромеханического стабилизатора — невысокая цена и высокая точность стабилизации. Недостаток — низкое быстродействие — параметры меняются медленно. Второй минус — довольно громкая работа.
Аппараты с мотором работают тише, но корректировка происходит медленно. Среднее время реакции — 20 В за 0,5 секунды. При резких скачках аппарат просто не успевает изменять напряжение. Есть у стабилизаторов этого типа еще одна неприятность — перенапряжение. Возникает, в той ситуации, когда ранее упавшее напряжение резко приходит в норму. Стабилизатор не успевает среагировать, в результате на выходе имеем скачок, прием бывает он до 260 В, а это губительно для техники. Для того чтобы избежать подобной ситуации, на выходе ставят защиту по напряжению (автомат по напряжению), который просто отключает питание.
Электро-механические — недорогие, надежные, но с малой скоростью коррекции
Если электромеханический стабилизатор напряжения для дома собран на основе реле, время срабатывания меньше, но при работе они шумят, да и регулировка не плавная а ступенчатая. Это значит, что они имеют более низкую точность стабилизации. Зато нет перенапряжения и нет необходимости думать о дополнительной защите. Чтобы не путаться, эти устройства называют релейные стабилизаторы именно так они описаны в большинстве случаев.
Есть и еще один не самый приятный момент у электромеханических стабилизаторов напряжения для дома или квартиры: они быстрее изнашиваются, требуют регулярной профилактики (раз в пол года).
Феррорезонансные
Это самые громоздкие из стабилизаторов. Имеют малое время отклика, высокую надежность и стойкость к помехам. Коэффициент стабилизации средний (порядка 3-4%), что неплохо.
Ферро-резонансные стабилизаторы напряжения не слишком популярны из-за больших габаритов и массы
Но на выходе напряжение имеет искаженную форму (не синусоида), работа зависит от изменений частоты в сети, отличается большой массой и габаритами. Обычно используется как первая ступень стабилизации, если одним устройством добиться нормального напряжения не получается.
Инверторные
Это один из видов электронных приборов, но его работа и внутреннее устройство очень сильно отличаются от описанных выше, потому эта группа рассматривается отдельно.
В инверторных стабилизаторах напряжения происходит двойное преобразование сначала переменный ток превращается в постоянный, затем обратно в переменный, который подается на корректор коэффициента мощности, где и происходит его стабилизация. В результате на выходе имеем идеальную синусоиду со стабильными параметрами.
Блок-схема инверторного стабилизатора напряжения
Инверторный стабилизатор напряжения для дома это, пожалуй, лучший на сегодня выбор. Вот его плюсы:
- Широкий рабочий диапазон стабилизации. Нормальный показатель — от 115-290 В.
- Малое время отклика — задержка составляет несколько миллисекунд.
- Высокая точность стабилизации: средние показатели в классе 0,5-1%.
- На выходе идеальная синусоида, что важно для некоторых видов техники (газовых котлов, например, стиральных машин последнего поколения).
- Подавление помех любого характера.
- Небольшие размеры и масса.
По цене это не самое дорогое оборудование — стоят они примерно столько же, сколько и релейные и почти в два раза ниже электронных. При этом качество преобразования у инверторных агрегатов намного выше.
Российский производитель ШТИЛЬ выпускает инверторные стабилизаторы напряжения для дома и дачи
Недостаток у этого оборудования один: при работе элементы сильно греются. Для охлаждения в корпус встраиваются вентиляторы, которые издают негромкое жужжание. Если стабилизатор напряжения выбираете для квартиры, ставят его обычно в коридоре, так что шум может быть слышен. В частных домах возможностей по выбору места установки больше, так что вполне реально найти такое, где шум мешать не будет.
Какой стабилизатор лучше
Говорить от том, что какой-то тип стабилизатора лучше, а какой-то хуже не имеет смысла. У каждого есть свои достоинства и недостатки, каждый в какой-то ситуации, под определенные требования — лучший выбор.
Давайте рассмотрим типичные ситуации, с которыми многие сталкиваются:
Ситуаций на самом деле очень много. Но в любом случае подбирать тип стабилизатора напряжения для дома надо исходя их существующей проблемы. Далее уже в выбранной категории выбирать по параметрам.
Выбор производителя и цены
Самое непростое — выбрать производителя. Стазу стоит сказать, что китайские агрегаты лучше не рассматривать. Даже с теми, которые китайские только наполовину (с вынесенным в поднебесную производством и головным офисом в другой стране) надо быть очень аккуратными. Качество не всегда стабильно.
Советы по выбору стабилизатора
Если вам не важна внешняя составляющая, обратите внимание на стабилизаторы российского или белорусского производства. Это Штиль и Лидер. Вполне приличные агрегаты, с не очень хорошим дизайном, но со стабильным качеством.
Если вам нужна идеальная аппаратура, ищите итальянские ORTEA. У них и качество сборки, и внешний вид на высоте. Также неплохие отзывы у РЕСАНТА. Их товар оценивают на 4-4,5 по пятибалльной шкале.
Несколько примеров стабилизаторов разного типа мощностью 10-10,5 кВт с характеристиками и ценами приведены в таблице. Смотрите сами.
Название | Тип | Рабочее входное напряжение | Точность стабилизации | Тип размещения | Цена | Оценка пользователей по 5-балльной шкале | Примечания |
---|---|---|---|---|---|---|---|
RUCELF SRWII-12000-L | релейный | 140-260 В | 3,5% | настенный | 270$ | 4,0 | |
RUCELF SRFII-12000-L | релейный | 140-260 В | 3,5% | напольное | 270$ | 5,0 | |
Энергия Hybrid СНВТ-10000/1 | гибридный | 144-256 В | 3% | напольное | 300$ | 4,0 | на выходе идеальная синусоида, защита от короткого замыкания, от перегрева, от повышенного напряжения, от помех |
Энергия Voltron PCH-15000 | релейный | 100-260 В | 10% | напольное | 300$ | 4,0 | |
RUCELF SDWII-12000-L | электромеханический | 140-260 В | 1,5% | настенное | 330$ | 4,5 | |
РЕСАНТА ACH-10000/1-ЭМ | электромеханический | 140-260 В | 2% | напольное | 220$ | 5.0 | |
РЕСАНТА LUX АСН-10000Н/1-Ц | релейный | 140-260 В | 8% | настенное | 150$ | 4,5 | синусоида без искажений Защита от короткого замыкания, от перегрева, от повышенного напряжения, от помех |
РЕСАНТА ACH-10000/1-Ц | релейный | 140-260 В | 8% | напольное | 170$ | 4.0 | синусоида без искажений Защита от короткого замыкания, от перегрева, от повышенного напряжения, от помех |
Otea Vega 10-15 / 7-20 | электронный | 187-253 В | 0,5% | напольное | 1550$ | 5,0 | |
Штиль R 12000 | электронный | 155-255 В | 5% | напольное | 1030$ | 4,5 | |
Штиль R 12000C | электронный | 155-255 В | 5% | напольное | 1140$ | 4.5 | |
Энергия Classic 15000 | электронный | 125-254 В | 5% | настенное | 830$ | 4,5 | |
Энергия Ultra 15000 | электронный | 138-250 В | 3% | настенное | 950$ | 4,5 | |
СДП-1/1-10-220-Т | электронный инверторный | 176-276 В | 1% | напольное | 1040$ | 5 | синусоида без искажений |
Разброс цен поражает, но типы оборудования тут собраны самые разные — от бюджетных релейных и электромеханических до супер-надежных электронных.
Самые лучшие посты
Схема защиты от перенапряжения
Цепи защиты, такие как защита от обратной полярности, защита от короткого замыкания и защита от повышенного / пониженного напряжения, используются для защиты любого электронного устройства или схемы от любых неожиданных сбоев. Обычно для защиты от перенапряжения используется предохранитель или MCB, здесь, в этой схеме, мы построим схему защиты от перенапряжения без использования предохранителя.
Защита от перенапряжения — это функция источника питания, которая отключает питание, когда входное напряжение превышает заданное значение.Для защиты от перенапряжения мы всегда используем защиту от перенапряжения или схему защиты ломом. Схема защиты ломом — это тип защиты от перенапряжения, который чаще всего используется в электронных схемах.
Есть много разных способов защитить вашу схему от перенапряжения. Самый простой способ — подключить предохранитель со стороны входа питания. Но проблема в том, что это разовая защита, потому что, когда напряжение превышает заданное значение, провод внутри предохранителя сгорает и разрывает цепь.Затем вам необходимо заменить поврежденный предохранитель на новый, чтобы снова выполнить соединения.
Здесь, в этой схеме, стабилитрон и биполярный транзистор используются для автоматической защиты от перенапряжения. Это можно сделать двумя способами:
1. Цепь стабилитрона напряжения: Этот метод регулирует входное напряжение и защищает схему от перенапряжения путем подачи регулируемого напряжения, но не отключает выходную часть , когда напряжение превышает пределы безопасности .Мы всегда будем получать выходное напряжение, меньшее или равное номинальному значению стабилитрона.
2. Схема защиты от перенапряжения с использованием стабилитрона: Во втором методе защиты от перенапряжения, когда входное напряжение превышает заданный уровень, отключает выходную часть или нагрузку от схемы.
Цепь стабилитрона
Стабилитрон стабилизатора напряжения защищает схему от перенапряжения, а также регулирует входное напряжение питания.Принципиальная схема защиты от перенапряжения с использованием стабилитрона приведена ниже:
Предустановленное значение напряжения . цепи — это критическое значение, при превышении которого либо отключается питание, либо напряжение выше этого значения недопустимо. Здесь предустановленное значение напряжения — это номинал стабилитрона. Например, мы используем стабилитрон 5.1V, тогда напряжение на выходе не будет превышать 5.1V.
Когда выходное напряжение увеличивается, напряжение база-эмиттер уменьшается, из-за этого транзистор Q1 проводит меньше.Поскольку Q1 проводит меньше, он снижает выходное напряжение, следовательно, поддерживает постоянное выходное напряжение.
Выходное напряжение определяется как:
VO = VZ - VBE
Где,
VO — выходное напряжение
VZ — напряжение пробоя стабилитрона
VBE — напряжение база-эмиттер
Схема защиты от перенапряжения с использованием стабилитрона
Приведенная ниже принципиальная схема для защиты от перенапряжения построена с использованием стабилитрона и транзистора PNP. Эта схема отключает выход, когда напряжение превышает заданный уровень . Заданное значение — это номинальное значение стабилитрона, подключенного к цепи. Вы даже можете изменить стабилитрон в соответствии с вашим подходящим значением напряжения. Недостатком схемы является то, что вы не можете найти точное значение стабилитрона, поэтому выберите тот, который имеет наиболее близкое значение к заданному вами значению.
Необходимые материалы
- FMMT718 Транзистор PNP — 2 шт. Стабилитрон
- 5.1V (1N4740A) — 1шт. Резисторы
- (1 кОм, 2,2 кОм и 6,8 кОм) — 1 шт. (каждый)
- Макет
- Соединительные провода
Схема защиты от перенапряжения
Работа схемы защиты от перенапряжения
Когда напряжение ниже заданного уровня , на клемме базы Q2 высокий уровень и, поскольку это транзистор PNP, он выключается.И, когда Q2 находится в выключенном состоянии, базовый вывод Q1 будет LOW, и это позволяет току течь через него.
Теперь, когда напряжение превышает заданное значение , стабилитрон начинает проводить ток, который соединяет базу Q2 с землей и включает Q2. Когда Q2 включается, базовая клемма Q1 становится ВЫСОКОЙ, а Q1 включается, что означает, что Q1 ведет себя как разомкнутый переключатель. Следовательно, Q1 не позволяет току проходить через него и защищает нагрузку от превышения напряжения.
Теперь нам также нужно учесть падение напряжения на транзисторах, оно должно быть небольшим для правильной схемы.Поэтому мы использовали FMMT718 PNP-транзистор , который имеет очень низкое значение насыщения VCE, из-за чего падение напряжения на транзисторах невелико.
Далее проверьте наши другие схемы защиты.
Как: подключить две батареи параллельно
С момента публикации этой статьи я получил много вопросов о подключении аккумуляторов. Как: подключить две батареи параллельно — часть 2 отвечает на часто задаваемые вопросы.
Как и большинство вещей, есть правильный и неправильный способ сделать это, и я получаю электронные письма о том, как подключить две батареи параллельно и заставить еще больше людей найти сайт, задав вопрос в Google.Итак, вот краткое руководство с некоторыми объяснениями правильного и неправильного пути.
Большинство людей, которые хотят соединить две батареи вместе, пытаются увеличить емкость батареи своей существующей установки. Следует помнить одну вещь: если вы собираетесь установить вторую батарею, вам придется начать с двух новых идентичных батарей. Та же марка, номинальная мощность в ампер-часах и, если можно, та же дата изготовления. Подключение аккумуляторов с разным номиналом Ач или от разных производителей — не лучшая идея, так как это может / приведет к тому, что одна батарея попытается зарядить другую (из-за различий внутреннего прямого и обратного сопротивления) и может привести ко всевозможным другим проблемам. .
Итак, теперь у нас есть две новые идентичные батареи, как нам соединить две батареи вместе? Что ж, наиболее очевидным является просто подключить новую батарею к оригинальной батарее с помощью кабеля и новых клеммных зажимов, как это….
Хорошо, это будет работать. Погодите, давайте посмотрим поближе.
Батарея A — это основная батарея, а Батарея B — наша недавно установленная вторичная батарея. Теперь, когда мы загружаем всю систему … например, запускаем двигатель, будет небольшое падение напряжения на двух кабелях, соединяющих две батареи вместе … допустим, это 0.5 вольт на каждое соединение или мостовой кабель, то есть всего один вольт. Таким образом, батарея A всегда будет обеспечивать больше энергии, чем батарея B, поскольку кажущееся напряжение батареи B всегда меньше, чем у батареи A из-за падения напряжения. Теперь в течение определенного периода времени батарея A всегда будет « использоваться » немного больше, чем батарея B, поэтому в какой-то момент батарея A будет работать больше и будет « стареть » быстрее, чем батарея B, что в конечном итоге приведет к проблемам и потребует замены . Но помните, что я сказал ранее, вы всегда должны использовать батареи одного производителя с одинаковыми номинальными характеристиками и датой производства … ну, это все еще применимо, и теперь вы будете заменять батарею B, которая, вероятно, все еще работает нормально.
Другая сторона — это зарядка. У нас по-прежнему будет падение напряжения — хотя оно будет меньше, поскольку зарядный ток намного меньше, чем ток запуска для запуска вашего двигателя, давайте назовем его 1/4 В (0,25 В) на каждом кабеле, так что теперь двигатель работает, и батареи заряжаются … но батарея A получает полное напряжение зарядки — например, 14,0 вольт, а батарея B получает только 13,0 вольт, поэтому на самом деле недостаточно. Итак, теперь мы находимся в ситуации, когда батарея A выполняет больше работы, а батарея B не заряжается должным образом.Так какое же решение?
Ну, это не будет вам дорого стоить… .. просто соедините их немного иначе!
Получив питание от второй батареи, мы теперь выравниваем «батарею» электрически. Когда мы запускаем наш двигатель сейчас, батарея A не имеет падения напряжения на землю и 0,5 вольт на выходе…. и Батарея B имеет падение 0,5 В на землю и отсутствие падения напряжения на выходе. Таким образом, просто переместив одно соединение, мы выровняли падение напряжения на обеих батареях. Теперь то же самое происходит в обратном порядке при зарядке.Батарея A имеет падение напряжения на стороне + Ve, а батарея B имеет падение напряжения на стороне -Ve. Итак, теперь мы заряжаем обе батареи одинаково.
Несколько замечаний по установке второго аккумулятора
Как я сказал ранее, всегда используйте одинаковые батареи — той же марки, той же емкости Ач и той же даты изготовления, если возможно.
Перед установкой аккумуляторов найдите время, чтобы зарядить их по отдельности с помощью интеллектуального зарядного устройства, чтобы при соединении их вместе они имели одинаковый заряд — таким образом вы получите максимальную отдачу от аккумуляторов.
Всегда старайтесь использовать кабель того же размера или больше, что и существующие кабели, соединяющие старую батарею.
Всегда старайтесь, чтобы соединительные или мостовые кабели были одинаковой длины и проводите их через одно и то же отверстие в любом металлическом кузове. Это предотвратит вероятность возникновения любых повышенных / квази-полей постоянного тока и линейно нарастающих полей постоянного тока, особенно с кабелями, подающими вверх на 100 А (инверторы и т. Д.). При включении / выключении высоких нагрузок постоянного тока необходимо учитывать и другие факторы. Вот как это делают профессионалы морской и авиационной промышленности, поэтому я рекомендую вам это делать.
НИКОГДА не подключайте заземление обоих аккумуляторов к шасси автомобиля и полагайтесь на кузов автомобиля в качестве электрического пути. Связывайте их только друг с другом и используйте ОДНО соединение шасси или кузова.
Все установки разные. Может случиться так, что вместо того, чтобы перемещать положительный вывод к новой батарее (B), лучше оставить то, где он находится, и вместо этого переместить отрицательный (заземление) на новую батарею. Просто запомните один вывод от одной батареи, а другой — от другой.Найдите время, чтобы спланировать, прежде чем что-либо делать.
НИКОГДА не отрезайте несколько жилок от кабеля, чтобы попытаться вставить два сверхмощных кабеля в клемму аккумулятора, предназначенную для одного кабеля. Существуют специальные клеммы для аккумуляторов, рассчитанные на два кабеля… Загляните в специализированные интернет-магазины.
Поскольку вы, вероятно, делаете это, потому что вам нужна большая емкость, стоит проверить существующие сверхпрочные кабели … было бы хорошее время подумать, нужно ли модернизировать и существующее.
Если вы хотите установить вторую батарею в свой 4 x 4 при установке лебедки, это не способ сделать это. Я расскажу об этом в будущем «Как сделать»
.Будьте в безопасности…
В этих батареях хранится огромное количество энергии, если вы закоротите одну, она взорвется… если вы соедините две неправильно… она все равно будет БАХ, но намного ГРОМЧЕ! Серьезно, если у вас есть сомнения, обратитесь к автоэлектрику. Если вы ошибетесь, это серьезно повредит вам.
Если вы сочли это полезным, я был бы признателен, если бы вы нажали на звездочку рейтинга вверху страницы, спасибо.
ОБНОВЛЕНИЕ: Если вы думаете об установке второй батареи в свой автомобиль, действительно ли вам нужно подключить их напрямую параллельно, чтобы получить одну большую батарею? Если вам не нужна чистая пусковая мощность (ток срабатывания) от батареи, могут быть доступны другие варианты, которые позволят вам разделить зарядку и при необходимости объединить их.Прочтите «Реле , VSR, SCR… в чем разница? ”, чтобы узнать, есть ли лучший вариант, отвечающий вашим потребностям.
S
PS
Параллельное подключение двух батарейЯ приложил чертеж в формате PDF (ниже) этого чертежа, который вы можете загрузить и распечатать вместе со схемами подключения выше. Как подключить две батареи параллельно 01
Эту статью коллеги по караванам и известного автора Collyn Rivers — « Подключение аккумуляторов для большей мощности » стоит прочитать, если вы планируете увеличить емкость аккумулятора в вашем доме на колесах, автодоме или жилом доме на колесах.
Как: подключить две батареи параллельно — часть 2 отвечает на самые распространенные вопросы, которые мне задавали.
Общие сведения о кабелях и сечениях — При выполнении электрического проекта для вашего дома на колесах или автодома одним из ключевых соображений является то, какой тип и размер кабеля использовать. Выбор кабеля слишком маленького размера для данной задачи может привести к расплавлению изоляции кабеля или повреждению оборудования из-за падения напряжения.
ОБНОВЛЕНИЕ— Больше информации можно найти в моем блоге здесь….Электрооборудование и прочее оборудование наземного транспорта…
.
Авторские права © 2011-2020 Саймон П. Барлоу — Все права защищены
Like this:
Like Loading …
Регулятор напряжения — Перевод на немецкий — примеры английский
Эти примеры могут содержать грубые слова на основании вашего поиска.
Эти примеры могут содержать разговорные слова, основанные на вашем поиске.
Устройство схемы по п.7 или 8, отличающееся тем, что схема управления или регулирования вспомогательного напряжения (25) содержит стабилитрон (51), предусмотренный как регулятор напряжения .
Schaltungsanordnung nach Anspruch 7 или 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsspannungs-Steuer- oder Regelschaltung (25) eine als Spannungsregler vorgesehene Zenerdiode (51) aufweist.Это устройство можно использовать для быстрого и простого моделирования полного ввода в эксплуатацию регулятора напряжения (например, TAPCON), включая проводку, параметризацию и функциональные испытания в реальных условиях.
Mit diesem Gerät lässt sich die komplette Inbetriebnahme eines Spannungsreglers (z. B. TAPCON) mit Verdrahtung, Parametrierung und Funktionstests schnell und einfach unter realistischen Bedingungen simulieren.Устройство по п.12 или 13, отличающееся тем, что регулятор (32) является компонентом контроллера двигателя внутреннего сгорания или регулятора напряжения и содержит по меньшей мере один микропроцессор.
Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (32) Bestandteil des Steuergerätes der Brennkraftmaschine или eines Spannungsreglers ist und wenigstens einen Mikroprozessor um.Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что остаточное время используется в качестве основы для регулирования генератора с помощью регулятора напряжения в электрической системе транспортного средства.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Restzeit als Grundlage für die Regelung eines Generators, mittels eines Spannungsreglers , in einem Fahrzeug-Bordnetzird verwende.Чтобы обеспечить надежную работу электрической сети, напряжение должно постоянно поддерживаться в очень узком диапазоне на каждом уровне сети — это основная задача регулятора напряжения для силовых трансформаторов.
Um ein Stromnetz sicher betreiben zu können, muss auf jeder Ebene des Netzes die Spannung in einem sehr engen Bereich konstant gehalten werden — das ist die zentrale Aufgabe eines Spannungsreglers stransformat Leist.Схема (2) драйвера по п.1, в которой конденсатор (30) подключен к входу регулятора напряжения (11), который обеспечивает напряжение для генератора сигналов (6).
Eine Treiberschaltung (2) nach Anspruch 1, bei der der Kondensator (30) mit einem Eingang eines Spannungsreglers (11) verbunden ist, welcher die Spannung für den Signalgenerator (6) zur Verfügung stellt.Устройство для регулирования напряжения по п.1 или 2, отличающееся тем, что генератор (G) представляет собой генератор с самовозбуждением или внешним возбуждением, ток возбуждения (IE) которого регулируется посредством регулятора напряжения (SP).
Vorrichtung zur Spannungsregelung nach Anspruch 1 или 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator (G) ein selbstoder ein fremderregter Generator ist, dessen Erregerstrom (IE) mittels eines Spannungsreglers geregelt wird (SP).Способ работы регулятора напряжения (10), имеющего цифровую память по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что цифровая память (16) может снабжаться данными и / или программами во время работы.
Verfahren zum Betreiben eines Spannungsreglers (10) mit digitalem Speicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem digitalen Speicher (16) während des Betriebs Daten und / oder Program zuführbar.Цепь безопасности (208) питается от регулятора напряжения .
Охлаждение генератора переменного тока с помощью блока регулятора напряжения для использования в транспортных средствах.
Жгуты проводов предварительно изготовлены для регулятора напряжения с 4 подключениями.
Электронные компоненты: выпрямитель, три конденсатора и регулятор напряжения .
Дополнительно был оснащен регулятором напряжения .
Способ по любому из пп.1-4, в котором упомянутый этап подключения соединяет модуль регулятора напряжения с системной платой.
Verfahren nach einem trustbigen der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Schritt des Anschließens ein Spannungsregler- Modul mit der Systemplatine verbindet.Устройство по п.1, в котором схема (32) изменения включает в себя регулятор напряжения (34).
Устройство по п.1, в котором выпрямительные средства содержат диодный мост и регулятор напряжения .
Vorrichtung, wie in Anspruch 1 Definiert, worin die Verstärkungsmittel eine Diodenbrücke und einen Spannungsregulator umfassen.Предварительный усилитель по п. 6, дополнительно содержащий: регулятор напряжения (57), соединенный с первым выводом MR (фиг. 2B).
Vorverstärker nach Anspruch 6, der weiterhin einen mit dem ersten MR-Anschluß gekoppelten Spannungsregler (57) umfaßt (Рис. 2B).Связь между выпрямителем и регулятором напряжения в генераторе автомобиля
генератор опорного напряжения, имеющий двойную температурная характеристика наклона, для регулятора напряжения от автомобильного генератора
Referenzspannungsgenerator mit Dual-Slope Temperaturcharakteristik für einen Spannungsregler von einem KraftfahrzeugwechselstromerzeugerСпособ и схема для формирования сигнала неисправности в регуляторе напряжения
Электроника 102 — Урок 4
На предыдущем уроке мы улучшили усилитель, смоделировали его и продемонстрировали производительность с использованием SPICE.В этом уроке мы спроектируем стабилизатор напряжения — сердце любого источника питания.
Потребность в регуляторах напряжения
Назначение регуляторов напряжения — обеспечить стабильное напряжение питания в цепях. вы проектируете.
Это наиболее распространенные схемы (каждая электронная система, независимо от ее функции, есть хотя бы один), и все же ими часто пренебрегают из-за их утилитарности природа.
Нам нужны регуляторы напряжения, потому что источники первичного питания (например, обычные батареи, или напряжение переменного тока, которое мы получаем от сетевой розетки) обычно не очень стабильны или нестабильны достаточно, чтобы гарантировать, что наши схемы работают в пределах своих спецификаций.
Например, напряжение, которое мы получаем от автомобильного аккумулятора, может варьироваться от 14,4 В. когда двигатель работает и генератор заряжает аккумулятор, и при низком уровне 8 или 9 В при запуске двигателя холодным утром.Потому что может быть положительный или отрицательные всплески, наложенные на напряжение батареи из-за другого оборудования, большинство автомобильное оборудование рассчитано на работу с напряжением до 16 В. Внутри некоторых цепей для правильной работы требуется стабильное напряжение, например микропроцессор, используемый для управления радио. Большинство микропроцессоров работают от источника питания 3 В или 5 В, которое должно регулироваться с точностью до доли вольт. Например, многие микросхемы, рассчитанные на работу от номинального напряжения 5 В. требуется, чтобы напряжение оставалось в пределах 4.5 и 5,5 Вольт.
опорного напряженияДля работы регуляторам напряжения требуется ссылка. А Напряжение ссылка является частью или цепь, обеспечивающая стабильное напряжение при выходе за пределы параметров, таких как напряжение питания или температура варьируется.
Наиболее распространенное опорное напряжение диод Зенера ([1]). Стабилитрон — это диод, в котором наблюдается лавинный обратный пробой. оптимизированы и определены количественно, чтобы диод мог безопасно работать в этой области.
Мы можем использовать SwitcherCAD, чтобы проиллюстрировать поведение стабилитрона.
<Зинер-1.png>
Создайте схему сейчас, вам не нужно пока вводить какое-либо значение в Source V1. Не беспокойтесь о.Заявление постоянного тока в нижней части схемы, это просто строка текста, которую я поместил туда для справки. Когда вы закончите создание схемы, нажмите Simulate-> Edit Simulation Cmd. затем выберите «DC sweep».
Введите следующие значения:
- Название 1-го источника для проверки: V1
- Тип развертки: линейный
- Начальное значение: -4
- Стоповое значение: 16
- Приращение: 0,1
У вас должен получиться такой сюжет:
<Зинер-2.png>
При напряжениях источника выше примерно 6 В стабилитрон начинает проводить ток и напряжение на нем около 6.2 В, что является номинальным Напряжение стабилитрона для этой части.
Область отрицательного напряжения интересна тем, что показывает, что Стабилитрон похож на настоящий диод, когда он смещен в прямом направлении. Однако мы не собираемся использовать стабилитрон в этой области.
Самая интересная часть — это область обратного смещения (когда напряжения от V1 равны положительный). Эффект Зенера обеспечивает напряжение около 6,2 В, что вполне стабильно по сравнению с напряжением источника.
Чтобы выяснить, насколько стабильна, давайте повторно запустим симуляцию, но с поиском источника. между 8 и 18 В.
<Зинер-3.png>
Регулировка линии = треугольник ( В на выходе ) / треугольник ( В на выходе )
В этом случае изменение выходного напряжения при вводе изменение напряжения с 14 до 16 В (изменение на 2 В) составляет 20 мВ, поэтому Стабилизация линии между 14 и 16 В составляет 1%.
Если бы мы заменили источник V1 автомобильным аккумулятором, мы бы ожидайте, что регулируемое напряжение стабилитрона будет варьироваться от 6,24 до 6,38 В, в то время как напряжение батареи изменяется с 8 до 16 В, что является значительным улучшением.
Давайте посмотрим на влияние температуры, добавив оператор .STEP к моделирование.
Щелкните значок текста и введите в текстовое поле следующее: «.STEP TEMP LIST 0 25 50», затем нажмите «Директива» и «ОК» и запустите снова симуляция.
<Зинер-4.png>
Шунтирующие регуляторы
Этот тип схемы называется шунтирующим регулятором , потому что регулирующий элемент находится параллельно (а не последовательно) с нагрузкой. Пока наши схема не показывает нагрузку (пока), нагрузка питается от любой цепи от регулируемого напряжения, поэтому они будут подключены параллельно с стабилитроном.
Особенность шунтирующего регулятора, которая может быть преимуществом или неудобством в зависимости от того, где и как используется схема, шунтирующий регулятор тянет постоянный ток от источника. Ток, взятый из источника, является ток, протекающий через последовательный резистор. Поскольку текущий ток через последовательный резистор зависит только от напряжения источника, Напряжение стабилитрона и номинал резистора постоянны, пока напряжение источника постоянно и не зависит от тока нагрузки.
Преимущество заключается в том, что ток источника не зависит от тока нагрузки.
Недостаток — очень низкий КПД схемы при малые токи нагрузки, поэтому схема не оптимизирована для работы от батареи.
Трудно представить более простую схему, она состоит всего из двух основных компонентов.
С другой стороны, доступный ток ограничен. Посмотрим, какой ток мы можем получить от этой схемы.
Расчет максимального тока нагрузки
В этой модифицированной схеме я добавил резистор R2, чтобы представить схему, которая будет использовать опорное напряжение. Резистор пока не имеет значения, он нужен для пояснения сути. Этот резистор составляет нагрузку и потребляет определенное количество тока. Нам нужно убедиться, что регулятор может обеспечить ток, необходимый для цепи. представлен резистором R2.
<Зенера-5.png >>
Я R1 = Я D1 + Я R2
В нашем примере схемы, когда напряжение источника равно 12 В, напряжение на стабилитроне равно 6,34 В, поэтому напряжение на резисторе R1 составляет 5,66 В, значит, ток в резисторе будет 5,66 / 1000, или 5,66 мА.По мере уменьшения значения R2 ток через него будет увеличиваться, а ток через D1 уменьшится на такую же величину.
Если ток нагрузки (ток через R2) приближается к 5,66 мА, стабилитрон будет голодать (ток через него будет очень низким или нулевым), и он не будет работа по регулированию напряжения. Давайте узнаем, сколько тока мы можем пропустить D1, посмотрев спецификацию.
Чтобы просмотреть весь документ, щелкните изображение.
I макс = P макс / V стабилитрон
В этом случае максимальный ток равен 0.225 / 6,2 = 0,036 А или 36 мА.Если вы прочитаете примечания в листе данных, вы увидите, что 225 мВт — это абсолютный максимальный рейтинг при температуре окружающей среды 25 ° C. В паспорте также приведены вы можете определить тепловое сопротивление и номинальные характеристики для температур выше 25 градусов.
Не вдаваясь в детали этих расчетов прямо сейчас, хороший практика проектирования заключается в ограничении максимального тока в нашей цепи до не более более 50% от абсолютного максимума рейтинга.Это 18 мА.
Если наша схема такова, что ток нагрузки может изменяться от нуля до некоторого значения, мы должны убедиться, что через R1 проходит не более 18 мА.
При выбранном нами (несколько произвольно) значении R1 мы достигнем 18 мА. когда напряжение от V1 составляет 6,2 + (1000 * 0,018) = 24,2 В, где 6,2 — это номинальное напряжение стабилитрона, а (1000 * 0,018) — это напряжение, которое нам нужно приложить через R1, чтобы через него протекал ток 18 мА.Итак, похоже, у нас есть довольно большой запас прочности относительно максимальной рассеиваемой мощности в стабилитроне.
Теперь нам нужно рассмотреть, что происходит при минимальном напряжении питания. На примере автомагнитолы минимальное напряжение от аккумулятора может быть всего 8 В. При напряжении питания 8 В ток через R1 будет только:
I R1 = (V источник — V Zener ) / R1
Это равняется 1.8 мА.Итак, если эта схема использовалась в автомобильном радиоприемнике для обеспечения регулируемого напряжения 6,2 В некоторые чувствительные схемы, мы можем потреблять до 1,8 мА без потери регулирования, и не рискуя взорвать стабилитрон при максимальном напряжении батареи.
На практике, точно так же, как мы снижали максимальный ток, мы не хотели бы полностью заморозить стабилитрон и убедиться, что напряжение остается в норме, мы должны поддерживать минимальный ток в стабилитроне.В таблице данных перечислены напряжение стабилитрона для 3 значений тока 1, 5 и 20 мА, поэтому пока оно допустимо интерполировать между данными значениями, менее рекомендуется использовать часть за пределами указанного диапазона значений, поэтому мы должны сохранить минимум 1 мА хоть стабилитрон, чтобы он работал нормально.
Это означает, что у нас есть доступный ток нагрузки до 0,8 мА.
Повышение тока с помощью регулятора прохода серии
Что делать, если 0.8 мА мало?
Что ж, мы могли либо:
- Уменьшите значение R1. Мы видели, что при текущем значении 1 кОм мы не сможем достичь безопасного максимального рассеивания мощности, пока напряжение питания составляет 24,2 В. Мы можем уменьшить значение R1 так, чтобы максимальная безопасная мощность рассеяние достигается при 18 В, что является максимальным напряжением питания, которое мы нужно проектировать для.
- Перепроектировать схему с использованием стабилитрона более высокой мощности (и уменьшить значение резистора R1, чтобы через него протекал больший ток), или
- Добавьте усилитель тока, используя один или несколько транзисторов.
Решение 1 легко реализовать и недорого, но оно не дает многого. улучшения. В этом случае максимальный ток стабилитрона 18 мА, это также максимально возможный ток нагрузки.
В общем, решение 2 не имеет особого смысла, потому что стабилитрон большей мощности получить сложнее, и цепь быстро потратит много энергии. В связи с тенденцией к оборудованию с батарейным питанием важно знать решения, которые не тратят впустую энергию и минимум, необходимый для выполнения функции.
Решение 3 немного сложнее, но предлагает большую гибкость и больше эффективный.
Итак, попробуем решение 3.
Есть хорошо известная схема, выполняющая нужную нам функцию, поэтому без лишних слов, вот оно:
<Регулятор-1.png>
Точно так же источник тока будет генерировать любое напряжение, необходимое для количество тока, которое мы запросили.
Вы можете выбрать текущий источник из меню Component, просто найдите и нажмите на «текущий».
Источники тока не так интуитивно понятны, как источники напряжения, поэтому не беспокойтесь если концепция кажется странной. Просто следите за тем, что мы будем делать с этим и снова раз он станет вам знакомым.
Еще одна вещь, которую вы могли заметить, если действительно наблюдательны, — это то, что мы есть стабилитрон с каталожным номером BZX84C5V6L, которого не было в библиотеке.
Я обманул. Я хотел продемонстрировать хорошо известную схему, которая представляет собой стабилизатор на 5 В.Предыдущая схема представляла собой стабилизатор на 6,2 В, которого было достаточно для этой цели. упражнения, используется редко. 5 В — гораздо более распространенное напряжение, а Стабилитрон 5,6 В часто используется в схеме, подобной той, которую я только что описал. Но библиотека SwitcherCAD не включала стабилитрон на 5,6 В.
Если вы обратитесь к спецификации Motorola (полный документ в формате pdf, а не отрывок выше), вы увидите, что некоторые номера деталей выделены жирным шрифтом. В примечании указано что эти номера деталей , предпочтительные , что означает, что они более вероятны быть в наличии.Часть 5,6 В выделена жирным шрифтом, поэтому разумно предположить, что она должна были в библиотеке. Учитывая, сколько мы заплатили за SwitcherCAD, мы Простите Linear Technology за то, что она не включила все возможные номера деталей.
Так как же мне получить стабилитрон 5,6 В в SwitcherCAD?
Я открыл файл библиотеки диодов, C: \ Program Files \ LTC \ SwCADIII \ lib \ cmp \ standard.dio в текстовом редакторе и добавил BZX84C5V6L следующим образом:
.модель BZX84C5V6L D (Is = 1,66n Rs = 0,5 Cjo = 205p nbv = 3 bv = 5,6 Ibv = 1 м Vpk = 5,6 mfg = Тип двигателя = стабилитрон)Вы можете вырезать и вставить всю строку. Я поместил его прямо над частью BZX84C6V2L в файле. Обратите внимание, что эта модель, вероятно, не так хороша, как другие. Это подходит для приведенный ниже пример, но он может не подходить для более сложного моделирования. Поэтому, когда вы закончите курс, вы можете удалить модель из библиотеки.
Мне пришлось закрыть и снова открыть SwitcherCAD, потому что программа явно читает библиотеки при запуске программы и после того, как я изменил файл, она не перезагружала его автоматически.
Хорошо, хватит библиотеки SwitcherCAD, транзистор, который мы добавили к шунтирующему стабилизатору, в конфигурации, известной как эмиттер-повторитель . Это означает, что напряжение на эмиттер следует за напряжением на базе (с небольшим смещением обычно от 0,6 до 0,7 В). Коэффициент усиления по напряжению такой схемы чуть меньше 1.
Таким образом, если напряжение базы поддерживается на уровне 5,6 В, напряжение на эмиттере будет быть примерно от 4,9 до 5.0 Вольт.
Прежде чем двигаться дальше, убедитесь, что вы запрограммировали V1 как источник напряжения 12 В.
Чтобы сделать симуляцию более интересной, мы проведем развертку постоянного тока по току.
Нажмите Simulate-> Edit Simulation Cmd и выберите DC sweep . Введите значения следующим образом:
- Название 1-го источника для проверки: I1
- Тип развертки: линейный
- Начальное значение: 0
- Стоп-значение 0.1
- Приращение: 0,001
<Регулятор-2.png >>
Регулировка нагрузки выражается в процентах от выходного напряжения или в абсолютном значении.
Если мы выразим это как изменение напряжения по сравнению с изменением тока, которое вызвало он будет называться Выходное сопротивление , поскольку значение сопротивления равно равным отношению напряжения на нем к току через него.
Регулировка нагрузки = Дельта (В на выходе ) / Среднее В на выходе
Выходное сопротивление = Дельта (В на выходе ) / Дельта (I на выходе )
В этом случае изменение выходного напряжения при изменении тока нагрузки от 50 до 100 мА составляет 40 мВ, поэтому выходное сопротивление равно.04 / 0,05 = 0,8 Ом для изменения тока нагрузки на 50%.Регулировка нагрузки составляет 0,04 / 4,92 = 0,81%.
Обратите внимание, как напряжение быстро растет при малых токах (ниже нескольких мА). Это связано с тем, что при очень малом токе нагрузки базовый ток, который равен = ток нагрузки / Hfe, настолько мал, что базовое напряжение необходимое для его создания становится очень маленьким, намного ниже типичного От 0,6 до 0,7 В.
Я добавил резистор R2 (100 кОм), чтобы обеспечить минимальный ток нагрузки. а без этого резистора напряжение на свету увеличивалось бы еще больше. текущие значения I1.Например, вы можете попробовать изменить R2 на 1000k (1 МОм).
На практике, если схема действительно должна была работать до такого низкого токи, было бы неплохо немного уменьшить значение R2 для уменьшения роста напряжения при малых нагрузках.
С другой стороны, обратите внимание, что эта схема теперь выдает 100 мА, пока поддержание регулирования между 4,85 и 5,05 В для токов примерно между 5 мА и 100 мА.
Это было бы идеально для работы с большинством микропроцессоров с питанием 5 В.
Подавление пульсации
Подавление пульсаций — еще одна мера способности регулятора отклонять Колебания напряжения в сети. Тем не менее, линейное регулирование, определенное выше, измеряется при статических (медленно меняющихся) изменениях входного напряжения, где подавление пульсаций измеряется при быстро меняющемся входном напряжении, обычно при сетевой частоте (60 Гц) или это вторая гармоника (120 Гц).
Если бы мы использовали настоящие инструменты, мы бы измерили отклонение пульсации наложение небольшого напряжения переменного тока на входное напряжение постоянного тока, затем измерение амплитуда того же сигнала на выходе регулятора и вычислителя Соотношение. Например, мы можем подать пиковое напряжение 1 В переменного тока (2 В размах), потому что это хорошо в пределах диапазона регулирования регулятора и производит расчеты Полегче.
Мы можем использовать ту же технику со Spice, хотя Spice предлагает другой метод, который мы изучим на следующем уроке.Для удобства замерим подавление пульсаций на частоте 1 кГц.
Установите источник тока I1 на фиксированное значение 50 мА, установите источник напряжения V1 на быть источником SINE со смещением 12 В постоянного тока, амплитудой 1 В и частотой 1 кГц, тогда отредактируйте команду моделирования следующим образом:
- Анализ переходных процессов
- Время остановки: 5 мс
- Время начала сохранения данных: 0
Вот график пульсаций на выходе (обратите внимание на шкалу напряжения):
<Регулятор-3.png
<Регулятор-4.png
Упражнения
- Сколько тока мы можем потребить от регулятора, прежде чем регулирование станет действительно плохим?
(вы можете использовать SwitcherCAD для экспериментов).
Какие факторы ограничивают увеличение тока? - Постройте напряжение на базе транзистора на том же графике, что и выходное напряжение, чтобы увидеть разницу. Объясните разницу.
- Вычислите коэффициент подавления пульсаций в дБ. Поскольку пульсация измеряется в Вольты, а не ватты, уравнение составляет 20 * log (V2 / V1).
- Постройте график температурных изменений выходного напряжения при 25, 50 и 75 градусов C.
Выводы этого урока
- Мы установили, что регуляторы напряжения являются необходимой частью большинства современные электронные схемы.
- регуляторов напряжения нужен источник опорного напряжения, как правило, диод Зенера.
- Регуляторы напряжения характеризуются линейным регулированием и регулированием нагрузки, характеристики подавления пульсаций и температурной стабильности.
- Мы узнали, как использовать SPICE для получения этих значений.
В следующих уроках мы усовершенствуем стабилизатор напряжения с каскадом усиления. отдельно от силового каскада.
Ссылки
- Стабилитрон
- .
% PDF-1.4 % 4682 0 объект > endobj xref 4682 117 0000000016 00000 н. 0000009875 00000 н. 0000010055 00000 п. 0000010101 00000 п. 0000010130 00000 п. 0000010180 00000 п. 0000010241 00000 п. 0000010746 00000 п. 0000011275 00000 п. 0000011797 00000 п. 0000011849 00000 п. 0000011901 00000 п. 0000011953 00000 п. 0000012005 00000 п. 0000012084 00000 п. 0000012264 00000 п. 0000015579 00000 п. 0000015885 00000 п. 0000016260 00000 п. 0000017776 00000 п. 0000019241 00000 п. 0000019299 00000 п. 0000019377 00000 п. 0000020828 00000 п. 0000021813 00000 п. 0000023268 00000 н. 0000024629 00000 п. 0000026011 00000 п. 0000027312 00000 п. 0000028133 00000 п. 0000028954 00000 п. 0000029775 00000 п. 0000030357 00000 п. 0000031178 00000 п. 0000031255 00000 п. 0000031418 00000 п. 0000033467 00000 п. 0000033743 00000 п. 0000034123 00000 п. 0000047256 00000 п. 0000047297 00000 п. 0000087044 00000 п. 0000087085 00000 п. 0000308892 00000 н. 0000369990 00000 н. 0000689292 00000 н. 0000744533 00000 п. 0000744594 00000 н. 0000744714 00000 н. 0000744796 00000 н. 0000744847 00000 н. 0000744949 00000 н. 0000745114 00000 п. 0000745223 00000 п. 0000745394 00000 н. 0000745565 00000 н. 0000745666 00000 п. 0000745777 00000 н. 0000745953 00000 п. 0000746080 00000 н. 0000746236 00000 п. 0000746341 00000 п. 0000746468 00000 н. 0000746642 00000 н. 0000746737 00000 н. 0000746908 00000 н. 0000747020 00000 н. 0000747183 00000 н. 0000747288 00000 н. 0000747411 00000 н. 0000747562 00000 н. 0000747666 00000 н. 0000747848 00000 н. 0000748005 00000 н. 0000748109 00000 н. 0000748213 00000 н. 0000748366 00000 н. 0000748482 00000 н. 0000748604 00000 н. 0000748750 00000 н. 0000748872 00000 н. 0000748996 00000 н. 0000749149 00000 п. 0000749253 00000 н. 0000749351 00000 п. 0000749514 00000 н. 0000749632 00000 н. 0000749800 00000 н. 0000749920 00000 н. 0000750066 00000 н. 0000750172 00000 н. 0000750292 00000 н. 0000750486 00000 н. 0000750602 00000 н. 0000750770 00000 н. 0000750924 00000 н. 0000751060 00000 н. 0000751166 00000 н. 0000751325 00000 н. 0000751460 00000 н. 0000751591 00000 н. 0000751710 00000 н. 0000751821 00000 н. 0000751970 00000 н. 0000752099 00000 н. 0000752342 00000 н. 0000752453 00000 п. 0000752572 00000 н. 0000752693 00000 н. 0000752808 00000 н. 0000752957 00000 н. 0000753068 00000 н. 0000753197 00000 н. 0000753308 00000 н. 0000753419 00000 п. 0000753578 00000 н. 0000002636 00000 н. трейлер ] / Назад 4703719 >> startxref 0 %% EOF 4798 0 объект > поток h [kTǶA $ jT> @@ Q3PD @ «AA3» DE 婠 A% & E (\ D # (j9Vu @ $ 묻 2% Muu ծ
Решенные проблемы на стабилитроне
Q1.Для схемы, показанной на рисунке 1 (i), найдите: (i) выходное напряжение (ii) падение напряжения на последовательном сопротивлении (iii) ток через стабилитрон.
Рис.1 (i)
Решение:
Если вы удалите стабилитрон на рис.1, напряжение V на разомкнутой цепи будет равно:
Поскольку напряжение на стабилитроне больше VZ (= 50 В), стабилитрон находится во включенном состоянии. Таким образом,
может быть представлен батареей на 50 В, как показано на рис.1 (ii).
Рис. 1 (ii)
(i) Ссылаясь на рис. 1 (ii),
(ii)
(iii)
Q2. Для схемы, показанной на рис. 2 (i), найдите максимальное и минимальное значения тока стабилитрона.
Рис.2
Решение:
Первым делом необходимо определить состояние стабилитрона. Легко видеть, что для данного диапазона напряжений (80 — 120 В) напряжение на стабилитроне больше VZ (= 50 В).Следовательно, стабилитрон будет во включенном состоянии для этого диапазона приложенных напряжений. Следовательно, его можно заменить батареей на 50 В, как показано на рис. 2 (ii).
Максимальный ток стабилитрона: Стабилитрон будет проводить максимальный ток при максимальном входном напряжении, т.е. 120 В. В таких условиях:
Минимальный ток стабилитрона: Стабилитрон будет проводить минимальный ток, когда входное напряжение составляет минимум
, т.е. 80 В. При таких условиях мы имеем
Q3.В схеме, показанной на рис. 3, используется стабилитрон на 7,2 В, а ток нагрузки должен изменяться от 12 до 100 мА. Найдите значение последовательного сопротивления R для поддержания напряжения на нагрузке 7,2 В. Входное напряжение составляет 12 В, минимальный ток стабилитрона составляет 10 мА.
Фиг.3
Решение:
Напряжение на R должно оставаться постоянным на уровне 12–7,2 = 4,8 В при изменении тока нагрузки от 12 до 100 мА. Минимальный ток стабилитрона будет иметь место при максимальном токе нагрузки.
Если в цепь вставлено сопротивление R = 43,5 Ом, выходное напряжение останется постоянным во всем диапазоне регулирования. По мере уменьшения тока нагрузки IL ток стабилитрона IZ увеличится до такого значения, что IZ + IL = 110 мА.
Обратите внимание, что если сопротивление нагрузки разомкнуто, то IL = 0 и ток стабилитрона становится 110 мА.
Q4. Стабилитрон, показанный на рис. 4, имеет VZ = 18 В. Напряжение на нагрузке остается на уровне 18 В, пока IZ поддерживается в пределах от 200 мА до 2 А.Найдите значение последовательного сопротивления R так, чтобы E0 оставалось 18 В, а входное напряжение Ei могло свободно изменяться от 22 В до 28 В.
Фиг.4
Решение:
Ток стабилитрона будет минимальным (например, 200 мА) при минимальном входном напряжении (например, 22 В). Ток нагрузки остается на постоянном значении IL = VZ / RL = 18 В / 18 Ом = 1 А = 1000 мА.
Q5. Стабилитрон 10 В используется для регулирования напряжения на резисторе переменной нагрузки
[См. Рис.5]. Входное напряжение колеблется от 13 В до 16 В, а ток нагрузки от 10 до 85 мА. Минимальный ток стабилитрона 15 мА. Рассчитайте значение последовательного сопротивления R.
Фиг.5
Решение:
Стабилитрон будет проводить минимальный ток (например, 15 мА), когда входное напряжение минимально (например, 13 В).
Q6. В схеме на рис. 6 используются два стабилитрона, каждый на 15 В, 200 мА. Если цепь подключена к нерегулируемому источнику питания на 45 В, определите: (i) регулируемое выходное напряжение (ii) значение последовательного сопротивления R.
Фиг.6
Решение:
Когда желаемое регулируемое выходное напряжение выше, чем номинальное напряжение стабилитрона, два или более стабилитрона подключаются последовательно, как показано на рис. 6. Однако в таких схемах следует выбирать те стабилитроны, которые имеют одинаковые текущий рейтинг.
Q7. Какое значение последовательного сопротивления требуется, когда три стабилитрона 10 Вт, 10 В, 1000 мА подключены последовательно для получения регулируемого выхода 30 В от источника постоянного тока 45 В.c. источник питания?
Решение:
На рис. 7 показана желаемая схема. Худший случай — без нагрузки, потому что тогда стабилитроны несут максимальный ток.
Фиг.7
Q8. В каком диапазоне входного напряжения схема стабилитрона, показанная на рис. 8, будет поддерживать 30 В на нагрузке 2000 Ом, при условии, что последовательное сопротивление R = 200 Ом, а номинальный ток стабилитрона
равен 25 мА?
Фиг.8
Решение:
Минимальное необходимое входное напряжение будет при IZ = 0.При этом условии
Q9. В схеме, показанной на рисунке 9, напряжение на нагрузке должно поддерживаться на уровне 12 В при изменении тока нагрузки от 0 до 200 мА. Разработайте регулятор. Также найдите максимальную номинальную мощность стабилитрона.
Фиг.9
Решение:
Под проектированием регулятора здесь подразумевается найти значения VZ и R. Поскольку напряжение нагрузки должно поддерживаться на уровне 12 В, мы будем использовать стабилитрон с напряжением стабилитрона 12 В i.е.,
Напряжение на резисторе R должно оставаться постоянным на уровне 16–12 = 4 В при изменении тока нагрузки от 0 до 200 мА. Минимальный ток стабилитрона будет иметь место при максимальном токе нагрузки.
Максимальная мощность стабилитрона
Q10. На рис. 10 показаны основные схемы стабилитронов. Каково будет поведение схемы, если стабилитрон (i) работает правильно (ii) закорочен (iii) разомкнут?
Фиг.10
Решение:
Стабилитроннельзя тестировать мультиметром по отдельности.Это связано с тем, что мультиметры обычно не имеют достаточного входного напряжения, чтобы перевести стабилитрон в область пробоя.
(i) Если стабилитрон работает правильно, напряжение V0 на нагрузке (= 5 кОм) будет около 6 В [см. Рис. 10 (i)].
(ii) Если стабилитрон короткий [см. Рис. 10 (ii)], вы измеряете V0 как 0В. Та же проблема может быть вызвана коротким замыканием нагрузочного резистора (= 5 кОм) или резистором с открытым истоком (= 1 кОм). Единственный способ узнать, какое устройство вышло из строя — снять резисторы и проверить их омметром.Если резисторы хорошие, то стабилитрон плохой.
(iii) Если стабилитрон разомкнут, напряжение V0 на нагрузке (= 5 кОм) будет 10 В.
Q11. На рис. 11 показан стабилизированный источник питания с использованием стабилитрона. Каково будет поведение схемы, если (i) закоротит конденсатор фильтра (ii) конденсатор фильтра разомкнется?
Фиг.11
Решение:
Распространенными неисправностями стабилитрона являются короткое замыкание конденсатора фильтра или обрыв конденсатора фильтра.
(i) При коротком замыкании конденсатора фильтра:
При коротком замыкании конденсатора фильтра сгорает первичный предохранитель. Причина этого показана на рис. 11. Когда конденсатор фильтра закорачивается, он замыкает сопротивление нагрузки RL. Это имеет тот же эффект, что и соединение двух сторон моста вместе (см. Рис. 11).
Если вы проследите путь от верхней стороны моста к нижней стороне, вы увидите, что единственное сопротивление на вторичной обмотке трансформатора — это прямое сопротивление двух диодов ON .