Как правильно выбрать стабилизатор напряжения для дома, дачи

Нестабильность напряжения электроэнергии – довольно распространенная проблема с большими рисками выхода из строя бытового электрооборудования. Защитить домашнюю или рабочую технику от внезапных поломок поможет специальный прибор – стабилизатор напряжения.

В статье мы рассмотрим, что важно знать при выборе стабилизатора для домашнего использования, какие типы стабилизаторов бывают и как применяются, типовые неисправности, описание некоторых марок приборов.

Для чего нужен стабилизатор напряжения

Стабилизатор напряжения – это компактное (не всегда) электрическое устройство, выравнивающее колебания напряжения сети при подаче тока на технику. Этот аппарат поддерживает напряжение электроэнергии на надлежащем уровне, стабилизирует питание перед подачей на нагрузку.

Стабилизаторы напряжения положительно влияют на производительность бытовой техники, повышают ее надежность и даже позволяют немного экономить расход электроэнергии.

Основное предназначение стабилизатора напряжения – защита электрооборудования от различных угроз, связанных с нестабильностью электронапряжения в сети.

Где используется

Стабилизаторы напряжения успешно используются в частных домах, в квартирах и на дачах. К этому прибору можно подключать любую бытовую технику – холодильники, телевизоры, газовые плиты, стиральные машины, кондиционеры, компьютеры и т. д.

Особенности и виды стабилизаторов напряжения

Стабилизаторы напряжения имеют три конструктивные части: трансформатор, управляющий и регулирующий элемент. Аппарат подключается к электрической сети, к нему подключаются бытовые приборы согласно схеме в инструкции. Принцип работы заключается в оценке мощности входного напряжения и его стабилизация с максимальным приближением идеального показателя на выходе.

Стабилизаторы напряжения делятся на две категории: накапливающие, довольно большие по размерам и используемые исключительно в промышленной сфере, и корректирующие – отличный вариант для домашнего использования.

Виды корректирующих стабилизаторов напряжения:

1. Релейные – прибор компактных размеров, прост в обслуживании, реализуется по невысокой цене. Напряжение на выходе измеряется ступенчато, процесс стабилизации зависит от количества ступеней и ключей. Минусы прибора: погрешность в показателях напряжения на выходе и быстрый износ реле.

2. Электронные – современное оборудование, подразделяемое на симисторные и тиристорные. Могут использоваться для подключения разных бытовых приборов. Характеризуются быстрой реакцией на скачки напряжения и долговечным сроком эксплуатации. При работе малошумны, поэтому успешно используются в городских квартирах. Из минусов – высокая цена, но это вполне оправдано качественными характеристиками прибора.

3. Электромеханические – обеспечивают плавную регулировку напряжения, но с медленным действием. Не особо надежны в защите от резких скачков напряжения, могут попросту остановить подачу электричества к прибору, что недопустимо в некоторых работах. Такие приборы чаще используются в быту. Популярность электромеханических стабилизаторов обусловлена доступной стоимостью.

4. Инверторные – работают практически бесшумно в широком диапазоне напряжения на выходе. Имеют небольшие размеры, практичны в эксплуатации. Из недостатков – высокая стоимость.

5. Линейные – стабилизацию напряжения обеспечивают катушки и электромагнитный сердечник, находящийся в оснащении прибора. Такое оборудование реализуется по самой доступной цене и особо популярно в бытовой сфере. Но, используя линейный стабилизатор, не получится подключить сразу несколько электроприборов. Они предназначены только для отдельных бытовых устройств.

Типичные ошибки в работе стабилизаторов

В нестандартных ситуациях прибор может выдать кодированные сведения на экран, уведомляющие об ошибках в работе. Рассмотрим самые типичные.

Ошибки в работе стабилизаторов:

1. Ошибка старта – определяется при невозможности получения на выходе напряжения 220В. Устранить эту ошибку можно путем кратковременного отключения прибора от электросети.

2. Срабатывание защиты по превышению входного напряжения. Напряжение на выходе не должно превышать 300В. Для устранения этой ошибки нужно снизить нагрузку на прибор до отметки менее 100%.

3. Срабатывание защиты от перегрева или неисправность датчика t. При выходе напряжения за предельный уровень, предусмотренный условиями эксплуатации, происходит автоматическая блокировка работы стабилизатора.

4. Пониженное или повышенное выходное напряжение. Ошибка определяется при выходе параметров за диапазон рабочих напряжений. В этом случае нужно выполнить сброс защиты с установкой параметров нормального рабочего режима.

5. Блокировка двигателя в аварийной ситуации. Это может быть связано с загрязнением, заклиниванием или заеданием вала.

6. Блокировка стабилизатора также происходит при критических ошибках в работе при срабатывании токовой защиты 3 раза за час. Восстановить нормальную работу оборудования можно путем включения автомата на выходе.

Критерии выбора стабилизатора для дома

Стабилизаторы напряжения – нужное оборудование для дома и дачи, позволяющее защитить от поломок и перегорания дорогостоящие бытовые приборы. Выбирая такое оборудование для бытового использования, нужно учитывать важные детали.

Фаза

При выборе стабилизатора напряжения учитывается тип разводки – однофазная (220В) или трехфазная (380В).

Мощность

Показатель мощности стабилизатора высчитывается по специальной формуле. Для этого нужно суммировать мощности всех приборов, работающих в доме одновременно, прибавить к полученному результату потребляемую мощность дополнительных электроприборов, используемых периодически, а полученное значение умножить 1.29. Результат округляется в большую сторону. По полученному значению определяется необходимая мощность стабилизатора напряжения.

Способ подключения

Еще один важный параметр выбора – способ подключения. Покупателю нужно сразу определиться с количеством приборов, которые будут подсоединены к агрегату. Если возникает необходимость защитить конкретный электроприбор, можно купить линейный стабилизатор, подключаемый через розетку. Для защиты от перенапряжения всех электроприборов в доме необходимо приобретать более мощный стабилизатор, предварительно просчитав параметр мощности.

Экономкласс или премиум

Премиум модели более дорогостоящие, имеют дополнительную защиту от резких скачков напряжения и рассчитаны на эксплуатацию в условиях значительных отклонений параметров электронапряжения. В оснащении также имеются датчики замеров, фиксирующие все показатели колебаний в сети.

Стабилизаторы экономкласса успешно эксплуатируются в быту, имеют стандартный диапазон регулировки сетевого напряжения. Реализуются по доступной стоимости.

Обзор популярных стабилизаторов напряжения

Предлагаем рассмотреть стабилизаторы напряжения от самых популярных брендов, имеющие хорошие эксплуатационные характеристики и немало положительных отзывов от владельцев.

Стабилизаторы Skat Бастион

Стабилизаторы серии SKAT от российской научно-производительной компании Бастион – лидеры продаж на потребительском рынке. Современное и качественное оборудование позволяет эффективно решать сложные проблемы нестабильного электроснабжения в точности поддерживая заданные параметры на выходе при любых колебаниях тока.

Преимущества стабилизаторов Бастион серии SKAT:

• быстрое и простое подключение аппарата через стандартную розетку;

• компактные размеры приборов;

• широкий диапазон входного напряжения;

• большая перезагрузочная мощность;

• обеспечивают надежную защиту электроприборов;

• автоматическое отключение в случае аварий в сети;

• нешумные в работе;

• доступная стоимость.

Стабилизаторы напряжения Бастион разработаны с учетом современных европейских норм. Имеют долговечный срок службы. Подходят для эксплуатации на объектах разного назначения, в том числе в бытовой сфере.

Стабилизаторы Ресанта

Под брендом Ресанта выпускаются бюджетные стабилизаторы напряжения экономкласса релейных и электромеханических моделей. Производитель предлагает большой выбор моделей с разным уровнем мощности. Удобны в работе, характеризуются неплохим качеством. Соответствуют требованиям мировых стандартов.

Релейные стабилизаторы

Релейные стабилизаторы реализуются по низкой цене. Приборы имеют минимальный перечень функций, быстро реагируют на изменения входящего напряжения, защищают электрооборудование при скачках и резком падении напряжения в сети. Погрешность стабилизации – 5-8%. Серьезный недостаток – громкий щелчок при переключении и риски быстрого выхода из строя силовых реле.

На сайте интернет-магазина «Евротек» можно купить по демократичной стоимости качественные стабилизаторы напряжения от разных производителей. Доставка заказов по Санкт-Петербургу, Москве и другим регионам РФ.

---

Автор — Дмитрий Якунин
Работает в компании Евротек с 2012 г. в отделе интернет-продаж. Имеет высшее техническое образование, которым не стесняется пользоваться во всех сферах жизни.
Знаёт всё о сварке, может квалифицированно проконсультировать по всему спектру бытовой садовой техники.
В свободное время читает классическую литературу, играет на PS4.

Виды стабилизаторов напряжения | «Энергия»

В этой статье мы вкратце раскроем суть устройства стабилизатора напряжения, а также коснёмся самых важных отличительных черт, плюсов и минусов каждого из его видов.

Грубо говоря, стабилизатор представляет собой катушку с двумя мотками проволоки. Катушка – это автотрансформатор, а мотки проволоки – это первичная и вторичная обмотки.

Первичная обмотка – входное напряжение, а вторичная – выходное. При равном количестве витков на обеих обмотках они выдают одинаковое напряжение на входе и на выходе. Напряжение на выходе можно менять, увеличивая или уменьшая количество витков на вторичной обмотке.

Чтобы сделать это возможным, один из контактов в устройстве трансформатора делают подвижным. Напряжение увеличивается или уменьшается в зависимости от того, в какую сторону двигается контакт.

Решение, куда же двигаться контакту принимается электронным блоком управления, который снимает показания с вольтметра. Как правило, в современных стабилизаторах таким блоком является микропроцессор.

Есть стабилизаторы напряжения для однофазных (220 В) и трёхфазных (380 В) сетей. Не всегда для трёхфазной сети нужно брать только трёхфазный стабилизатор. Об этом читайте в статье «2 причины брать однофазные стабилизаторы для трёхфазной сети».

От того, каким способом происходит изменение числа витков вторичной обмотки, зависит, какой это тип стабилизатора. В настоящее время активно используются 4 вида стабилизаторов:

• электромеханические
• релейные 
• гибридные
• тиристорные

 

Тип стабилизаторов напряжения: электромеханические

Эти стабилизаторы еще называются сервоприводными. Они стабилизируют напряжение с помощью контакта-щётки, а иногда двух, которая двигается по катушке за счёт электродвигателя (именно его называют сервоприводом):

1. Блок управления анализирует показания вольтметра, который измеряет входное напряжение. Если напряжение отличается от нормального, он посылает сигнал.
2. Сигнал получает сервопривод и начинает вращаться в нужную для данного случая сторону.
3. Вращение двигателя заставляет двигаться щётку. Щётка будет двигаться по виткам обмотки до тех пор, пока блок управления не отправит двигателю сигнал, что напряжение нормализовано и можно останавливаться.

ПЛЮСЫ:

— высокая точность стабилизации, подходят даже для чувствительной аппаратуры

— плавно регулируют напряжение

МИНУСЫ:

— скорость регулировки в 2 раза ниже, чем у релейных стабилизаторов

— работают только при положительных температурах

— движущиеся щётки, при помощи которых осуществляется стабилизация, подвержены физическому износу

ВЫВОДЫ: ДЛЯ КАКИХ ЦЕЛЕЙ ПОДХОДЯТ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ?

1. для загородных домов с отапливаемыми техническими помещениями
2. для районов, где проблемы с напряжением – не скачки, а постоянно пониженное или повышенное напряжение.
3. если планируется подключать осветительное оборудование – прожекторы, люстры и др. Для их нормальной работы важна плавность регулировки напряжения.
4. для подключения высокочувствительного оборудования. К такому могут относиться как дорогостоящие бытовые приборы, так и медицинское или звуковое оборудование. 
    

Тип стабилизаторов напряжения: релейные

Релейные стабилизаторы регулируют напряжение ступенчато, при помощи системы реле. Обычно бывает от 4 до 9 ступеней. Чем больше ступеней, тем более плавно происходит процесс стабилизации. Устройство релейного стабилизатора составляют реле, плата – «мозг» устройства и вольтодобавочный трансформатор, который добавляет или отключает дополнительные обмотки катушки, тем самым стабилизируя напряжение. Ход процесса:

1. Плата считывает данные, измеряет входной ток и определяет его «нормальность», так рассчитывается величина в вольтах, на которую должно повыситься или понизиться выходной ток
2. Плата посылает сигнал на вольтодобавочный трансформатор, он подключает необходимое количество обмоток, задействуя реле.
3. Подключение обмоток происходит ступенчато, сначала срабатывает реле на одной обмотке, добавляя определённое количество вольт. Затем, если уровень выходного напряжения еще не соответствует норме, срабатывает другое реле и происходит подключение еще одной обмотки.

 ПЛЮСЫ:

— высокая скорость срабатывания, независимо от того, насколько большой скачок напряжения зафиксирован

— широкий диапазон входного напряжения

— морозостойкость – релейные стабилизаторы выдерживают морозы до -30˚C

— более доступные цены по сравнению с другими типами стабилизаторов

МИНУСЫ:

— точность стабилизации релейных стабилизаторов обычно ниже, чем у других видов. Погрешность в среднем может составлять от 5 до 10%

— ступенчатое переключение реле. Лампы накаливания и галогенные лампы чувствительно реагируют на переключение реле и могут помаргивать или немного приглушаться в моменты подключения дополнительных обмоток

— некоторые пользователи относят к минусам слышимость работы релейных стабилизаторов. При переключении реле раздаются характерные щелчки и чем больше в сети скачков напряжения, тем больше щелчков будет издавать стабилизатор.

ВЫВОДЫ: ДЛЯ КАКИХ ЦЕЛЕЙ ПОДХОДЯТ релейные СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ?

1. релейные стабилизаторы небольших мощностей – прекрасное решение для защиты газовых котлов.
2. для дач, здесь пригодятся такие плюсы релейников, как морозостойкость и невысокая цена.
3. для районов, где проблемы с напряжением – не постоянно пониженное или повышенное напряжение, а скачки в сети.
4. если скачки в сети достигают экстремальных значений и скорость реакции стабилизатора имеет важное значение.
5. для защиты большинства бытовой техники и другого оборудования, которые не требуют высокой точности выходных показателей сети.  
    

Тип стабилизаторов напряжения: гибридные

Этот вид стабилизаторов напряжения относительно новый и подразумевает в себе сочетание двух принципов стабилизации напряжения – электромеханического и релейного. Это позволило расширить диапазон входного напряжения и сочетать положительные стороны обоих типов стабилизаторов.

1. В основном диапазоне напряжения (140 – 260В) гибридный стабилизатор работает как электромеханический, то есть регулирует напряжение плавно при помощи щёток.
2. Если же напряжение выходит за пределы основных значений, то подключается система реле и моментально реагирует на эти экстремальные скачки, выводя эти показатели из критических значений.

ПЛЮСЫ:

— широкий диапазон входного напряжения

— плавность работы в основном диапазоне и мгновенная реакция на сильные перепады напряжения

— высокая точность стабилизации в основном диапазоне напряжения

МИНУСЫ:

— возможность эксплуатации только при положительных температурах

— повышение погрешности, когда подключается релейный принцип

ВЫВОДЫ: ДЛЯ КАКИХ ЦЕЛЕЙ ПОДХОДЯТ гибридные СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ?

1. для загородных домов с отапливаемыми техническими помещениями
2. для районов, где в основном наблюдается стабильно низкий или повышенный уровень напряжения, но иногда бывают большие скачки, которые вредят бытовой технике
3. если планируется подключать осветительное оборудование – прожекторы, люстры и др. Для их нормальной работы важна плавность регулировки напряжения.
4. для подключения высокочувствительного оборудования. В этих случаях обращайте внимание насколько часто случаются скачки в сети и насколько они велики.

 

Тип стабилизаторов напряжения: тиристорные

Тиристорные стабилизаторы работают по той же схеме, что и релейные, с разницей в переключении, которое выполняется тиристорами (симисторами). Работа этих стабилизаторов построена полностью на электронном управлении и регулировании напряжения

ПЛЮСЫ:

— высокая точность стабилизации позволяет использовать их даже с самым чувствительным медицинским и лабораторным оборудованием

— высокая скорость реакции стабилизирует напряжение практически незаметно для техники

— морозостойкость. Стабилизаторы можно устанавливать даже в неотапливаемых помещениях

— стабилизаторы работают бесшумно, в них ничего не гудит и не щелкает

— так как в тиристорных стабилизаторах нет движущихся деталей, изнашиваться нечему и потому срок их беспроблемной эксплуатации, как и гарантийный срок – дольше, чем у других типов стабилизаторов.

МИНУСЫ:

— цена на тиристорные стабилизаторы заметно выше, чем на другие их виды, потому конструкция этих стабилизаторов сложнее и для их производства требуются высококачественные дорогостоящие детали

ВЫВОДЫ: ДЛЯ КАКИХ ЦЕЛЕЙ ПОДХОДЯТ тиристорные СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ?

1. долгосрочная защита техники в загородных домах и коттеджах
2. для разных проблем с напряжением – тиристорные стабилизаторы надёжно выровняют как скачки, так и постоянно пониженное/повышенное напряжение.
3. если планируется подключать чувствительное к качеству напряжения оборудование и дорогостоящую бытовую технику.

 

Источник изображения: http://www.thenakedscientists.com/HTML/content/interviews/interview/1000710/

Тэги: стабилизаторы напряжения, стабилизаторы, виды стабилизаторов, обзоры, плюсы и минусы, полезно знать, советы по выбору

Стабилизатор напряжения для холодильника: виды, подбор, нужен ли?

Если бы напряжение в наших сетях соответствовало требованию 220 В и +/- 10% в обе стороны, не было бы потребности и в улучшении его характеристик. От скачков в электросети особо страдает домашняя техника, в том числе и холодильное оборудование. Стабилизатор напряжения для холодильника, нужен, чтобы защитить дорогой агрегат.

Все о выборе устройства защиты холодильной машины от нестабильно поставляемого электропитания вы узнаете из представленной нами статьи. Мы расскажем о разновидностях прибора и правилах его выбора. С учетом наших советов вы сможете самостоятельно установить защиту от перепадов напряжения и продлить срок ее эксплуатации.

Содержание статьи:

Значение стабилизатора в защите холодильника

Какие бы новейшие технологии ни использовали производители, сколькими бы дополнительными опциями ни обладал агрегат, подключается он, как и его самый простой предшественник к той же розетке 220 В. Входное напряжение в наших сетях имеет далеко не лучшее качество.

А холодильник устроен так, что отдельные его узлы способны нормально функционировать только при напряжении с нормальными параметрами. Особо опасны перепады напряжения для такого важного элемента холодильника как компрессор.

В его конструкцию включена плата, отвечающая за регулирование процесса охлаждения, которая и является наиболее уязвимым местом. В результате внезапного повышения показателя напряжения этот дорогостоящий элемент может выйти со строя.

Стабилизатор напряжения нужен при эксплуатации холодильника, подключенного к сети с характерными скачками напряжения. Например, при подключении к старым сетям или дизельному генератору

Для обмоток электродвигателя опасно как длительное присутствие пониженного напряжения, так и долгое влияние большого пускового тока из-за затянувшегося процесса активизации на небольшом напряжении. В результате воздействия высоких температур на обмотки с большой вероятностью произойдет оплавление изоляции.

Коррекция напряжения требуется не только для современным образцам холодильного оборудования. Модели холодильников, выпущенных давно, не оснащены защитой от преждевременного запуска.

Поэтому когда напряжение отключается и тут же резко включается, страдает кривошипно-кулисная пара компрессора в результате гидроудара в имеющемся над поршнем пространстве. Стабилизатор отключит питание, когда выходное напряжение достигнет максимума, обеспечит задержку времени перед очередным запуском компрессора.

Как и другая бытовая техника, холодильные шкафы для продуктов рассчитаны на продолжительную работу при нормальном напряжении. Когда напряжение в сети имеет значительное отличие от номинала, не обойтись без стабилизатора

Прежде чем принять решение о приобретении стабилизатора, нужно убедиться в целесообразности покупки. Для этого следует изучить параметры существующей электрической сети. Рекомендуют измерять на протяжении нескольких дней напряжение в сети во время пикового потребления.

Желательно использовать приборы, фиксирующие действующее напряжение. Зарубежные производители обозначают эту функцию True PMS. Если по результатам замеров окажется, что контролируемый параметр не превышал пределы 205-235 В, стабилизатор потребуется только для новой дорогостоящей модели холодильника.

Элементы его особо чувствительны к перепадам. Ситуация считается критической, когда отклонения напряжения в сторону увеличения превышают +10% или -15% в сторону уменьшения.

Согласно указаниям ГОСТа за номером 32144-2013, обозначенным в пункте 4.2.2, при скачках напряжения до 10 % стабилизатор для работы холодильника не требуется. То есть при поставке сетью переменного напряжения в интервале 198 – 242 В прибор для стабилизации может не использоваться

В этом случае подключение стабилизатора является обязательным условием. Большинство новых моделей укомплектовывают встроенными стабилизаторами напряжения.

Надежность их вызывает сомнения, т.к. на практике они при больших перегрузках сети плохо справляются со своей задачей. В критической ситуации они сами могут повредиться и агрегат останется полностью без защиты.

Виды стабилизаторов для холодильника

Приборы, предназначенные для стабилизации напряжения, отличаются как конструкцией, так и величиной мощности выхода, принципом функционирования. По этим признакам различают три вида стабилизаторов для холодильника: электромеханические, они же сервоприводные, релейные, симисторные или электронные.

На фото все три вида стабилизаторов: сервоприводный — самые дешевый, релейный, электронный— наиболее надежный, устойчивый, но и дорогостоящий

Подразделяют стабилизаторы и по типам электросети. Они могут быть одно- и трехфазными. Первые имеют компактные габариты, а т.к. в их конструкции нет охлаждающего вентилятора, они при работе почти не шумят. Осуществляют контроль выходного напряжения непрерывно, но уровень реагирования на входное напряжение довольно низкий.

Для домов, питающихся от электросети 380 В, разработаны трехфазные стабилизаторы, рассчитанные на большую нагрузку, но когда одна из фаз выходит со строя, защитный режим не работает. В зависимости от вида напряжения в сети приборы делят на работающие с напряжением низким, высоким и скачкообразным.

1. Приборы электромеханического типа

Сервоприводные приборы управляют приводом токоприемника и контролируют параметры напряжения посредством электронной платы. Высокая точность — их главное достоинство, погрешность составляет всего 2-4%. Недостаток заключается в быстродействии, спровоцированном инерционностью 10-20 вольт.

Электромеханический стабилизатор — вид изнутри. Бегунок, передвигаясь по виткам обмотки, меняет выходное напряжение. Большое число узлов делает такие приборы недолговечными

Хорошо работает такой стабилизатор в условиях или медленно изменяющегося напряжения, или стабильно низкого, или завышенного. При сильных скачкообразных перепадах прибор быстро придет в негодность. Такие условия чаще всего наблюдаются на дачах, в загородных коттеджах, так что такой вариант здесь не подходит.

2. Стабилизатор релейного вида

Простая система управления стабилизатором релейного вида выдерживает значительные перепады. На его электронном блоке, а также на контроллере имеются силовые реле, которые и отвечают за коммутацию обмоток трансформатора. Переход происходит крайне оперативно — всего за 0,5 сек.

На фото стабилизатор релейного типа. Это оборудование в быту наиболее распространено. Зачастую потребителей привлекает его сравнительно небольшая стоимость

Слабым звеном является микроконтроллер. Он может сгореть, не выдержав чрезмерной мобильности показателей входного напряжения.

Работа по переключению ступеней трансформатора сопровождается щелчками, что не прибавляет комфорта в доме. Такие модели предназначены для использования в сетях, где быстрая перезагрузка напряжения происходит постоянно.

3. Системные модели приборов

Такой элемент, как реле в электронном стабилизаторе отсутствует, управлением заведуют семисторы, быстро отзывающиеся на малейшие изменения в сети. Отсутствие механических контактов дает возможность при перебоях напряжения осуществлять множественные переключения бесшумно.

Тиристорный стабилизатор SKAT ST-12345. Он охватывает обширную вилку входных напряжений, отличается высокой мощностью и скоростью стабилизации, соответствует всем отечественным и международным стандарт

Перегрузки напряжения до 20% они выдерживают на протяжении 12 ч, а до 100% — одну минуту. Производители системных стабилизаторов предъявляют высокие требования к качеству деталей и точности сборки, поэтому как долговечность, так и стоимость приборов соответствующая.

Критерии выбора прибора для стабилизации

Основной критерий для выбора — мощность. Далее следуют такие показатели, как ступени стабилизации напряжения, скорость срабатывания, точность и диапазон. Вспомогательные параметры — уровень шума, напряжение на входе, присутствие дополнительных опций.

В выборе прибора для стабилизации напряжения кроме стоимости и уровня звука стоит обратить внимание на скорость коррекции параметров сети и надежность (+)

Расчет мощности стабилизатора

Этот параметр является очень важным для стабилизатора. Здесь имеется в виду полная мощность на входе в условиях напряжения 220 В. Активную мощностную характеристику холодильника можно узнать из его паспорта, но в расчетах участвует полная мощность.

Поскольку холодильник является индукционной составляющей, мы имеем дело с реактивной нагрузкой в цепи и добавочным показателем — cos φ. Этот параметр можно найти в паспорте оборудования.

Полная мощность равна частному от деления активной мощности в ваттах на cos φ, который для холодильника равен 0,9. Если это значение найти не удастся, то мощность следует разделить на 0,7.

Холодильник при запуске имеет большой стартовый ток, иногда превосходящий номинальный до 5 раз. По этой причине происходит троекратное повышение полной мощности. Так, для холодильного агрегата мощностью 600 Вт, максимальная мощность составит: (600 х 3) : 0,9 = 2000 Вт. К максимальной мощности добавляют активную и получают мощность устройства.

Поскольку стабилизатор является низкоинерционным прибором с быстрой реакцией на любые перемены в нагрузке или входной сети, для него необходим некоторый запас по мощности. В противном случае запуск , вызовет срабатывание защитной функции из-за перегрузки.

Схема наглядно изображает, насколько пусковые значения тока превышают рабочие параметры. Пусть это и кратковременная нагрузка, но ею нельзя пренебрегать (+)

Если известна пусковая и номинальная мощность, можно и по-другому подойти к расчету. К примеру, холодильник Wirlpool ARC4020 с номинальной мощностью 200 Вт и пусковой — 1000 Вт.

Нужно найти разницу между этими значениями: 1000 – 200 = 800 Вт. Максимальная мощность составит: 200 + 800 = 1000 Вт. Учитывая 20% запас, находят искомую мощность стабилизатора: 1000 х 1,2 = 1200 Вт = 1,2 кВт.

Если стабилизатор планируется установить не только для холодильника, а для всех электроприборов в целом, расчет его мощности выполняют по параметрам автомата. Для этого напряжение умножают на величину тока, которое находят на . Когда напряжение 220 В, а ток 16 А, то стабилизатор должен иметь напряжение 3520 Вт.

Мощность стабилизатора должна обеспечивать корректировку пусковых токов компрессора холодильника или группы запускаемых одновременно приборов

Выбор по скорости срабатывания

Нестабильная сеть требует наличие прибора с высокой скоростью реакции. Поэтому электромеханический стабилизатор старого типа, функционирующий по принципу ЛАТРа, в таких условиях неуместен, т.к. обладает низкой скоростью стабилизации.

Когда в сети появляется скачок, временной промежуток установки номинала может затянуться до трех секунд. В условиях броска очень высокого напряжения холодильник успеет выйти со строя.

Скоростью срабатывания, достаточной для защиты холодильника от скачков напряжения, считается 10 – 20 мс. За 20 миллисекунд укладывается как раз только один период поставляемого бытовой сетью напряжения

Этот недостаток не компенсирует даже высокая точность устройства. Если делать по этому параметру выбор между стабилизатором релейным и семисторным, то их реакция на перепады напряжения почти одинакова. При этом прибор первого вида обойдется дешевле. Преимущество второго в абсолютной бесшумности.

Точность и диапазон стабилизатора

В маркировке этих приборов обязательно присутствует такой параметр, как точность. Обозначен он символами «У», что обозначает узкий и «Пт» — повышенная точность. Встречается и маркировка в виде символов «Птт», «Пттт».

Для холодильника обычно выбирают два первых. Вторые два необходимы для оборудования, используемого в медицине в случае больших колебаний диапазона.

Большой диапазон рабочих напряжений — хорошая характеристика для стабилизатора. Типовая вилка — 120 – 300 или 100 -260 В. При выборе подходящего прибора можно использовать этот график (+)

Среди трех видов стабилизаторов наибольшей точностью обладает динамический тип. В двух других изменения напряжения идут ступенчато. Получить точно 220 вольт реально невозможно, на входе оно будет или немного в плюсе или чуть в минусе по отношению к номиналу. Зато эти значения не превысят допуска, заложенного в ГОСТ п.4.2.2 ГОСТ 32144-2013.

Входное напряжение и другие параметры

В бытовых сетях допускается отклонение от стандартных 220 В, но не более 10%. Если есть уверенность, что допуск не будет превышен, то покупать стабилизатор не нужно, но такое бывает очень редко. Значительно чаще разброс величин напряжения колеблется в пределах 140 – 270 В, а то и больше.

По этой причине при выборе прибора нужно смотреть документацию. Здесь вы найдете допускаемый диапазон напряжений на входе, а он для каждой модели разный. К прочим параметрам относится уровень шума, геометрия входного напряжения.

Для самых популярных моделей холодильников можно подобрать стабилизатор, воспользовавшись этой таблицей. Здесь мощность прибора привязана к мощности компрессора (+)

Если для работы прибора нужна гладкая синусоида, то этот момент должен быть ключевым при выборе прибора. Плюсом для стабилизатора является наличие такой опции, как режим bypass. Эта функция открывает путь для поступления входного напряжения напрямую.

Если напряжение в сети соответствует регламенту, оно поступает на холодильник непосредственно. При отклонениях от номинала в цепь включается стабилизатор.

Особенности установки и подключения стабилизатора

В паспорте стабилизатора производители указывают температурный режим, оптимальный для его эксплуатации. Наименьший температурный порог для бытовых однофазных приборов +5⁰, для трехфазных -5⁰С. Верхний предел +45⁰. Тепло, выделяемое стабилизатором во время работы отводят при помощи вентиляции — естественной или принудительной.

Чтобы эта система нормально функционировала, корпус устройства с отверстиями для вентиляции удаляют от ограждающих конструкций на расстояние около 0,5 м. Если стабилизатор не очень тяжелый, его можно разместить на полке или на столе, встречаются и подвесные модели.

Прибор достаточно большого веса ставят на пол, но так, чтобы под ним отсутствовало мягкое покрытие, ухудшающие условия для нормальной работы вентиляции. Не рекомендуют располагать стабилизатор рядом со спальней, т.к. даже при низком уровне шума, он все же будет мешать.

На схеме стабилизатор в сети напряжением 220 В при подключении его на вводе в здание. Располагают его сразу за счетчиком и перед нагрузкой

Чтобы подавать на холодильник электропитание нормального качества используют однофазные модели стабилизаторов. Как правило, мощность их не превышает 3 кВт.

Отдельные приборы такого типа имею на тыльной части корпуса одну или две розетки и шнур с вилкой. Чтобы подсоединить электроприбор к сети, не нужно быть специалистом. Вилку просто вставляют в розетку, а затем через стабилизатор включают холодильник.

Бывает, что корпус оснащен только клеммами, тогда шнур и вилку приобретают дополнительно. Концы первого прикручивают к клеммам.

Чтобы зафиксировать позицию электронных ключей или щеток, в которой начинается поставка стабилизированного тока, стабилизатор сначала на мгновение включают. После того как показания вольтметра остановятся на отметке 220 В, прибор сразу же отключают.

Останется присоединить на выход провод с розеткой, а в нее холодильник. В случае, если к дому подведено 380 В, устанавливают один трехфазный стабилизатор, тогда его влияние будет распространяться не только на холодильник, но и на другие электроприборы. Используют и другой вариант — три однофазных стабилизатора с соединением «звезда».

Безопасная эксплуатация прибора

Не следует забывать, что прибор не имеет защиты от попадания внутрь его корпуса влаги. Поэтому на него нельзя ставить никакую посуду с жидкостью, а также протирать с использованием влажной ткани. Противопоказаны при уходе и моющие вещества.

Устранить многие проблемы в домашней сети поможет стабилизатор, но в процессе его эксплуатации нужно соблюдать технику электробезопасности

Правилами электробезопасности строго запрещено соприкосновение корпуса с металлическими поверхностями. Также нельзя допускать закрытие вентиляционных решеток, иначе произойдет перегрев прибора с дальнейшим выходом со строя.

Опасна для стабилизатора и перегрузка. Она может возникнуть тогда, когда к нему, кроме холодильника, подсоединят еще какую-то домашнюю технику, не учтенную при выполнении расчета по мощности.

Если такое подключение необходимо, нужно сначала проверить, не превысит ли суммарная нагрузка допустимый предел. В любом случае для защиты нескольких приборов лучше приобрести с рассчитанными на их работу характеристиками.

Производители и модели стабилизаторов

Первое место в рейтинге бытовых стабилизаторов занимает релейный прибор RUCELF SRFII-6000-L отечественного производства. В его конструкции учтены все особенности наших электросетей. Он стабильно работает в диапазоне напряжений от 110 до 270 В.

Мощность стабилизатора RUCELF SRFII-6000-L — 5 кВт, КПД — 98%. Процесс выравнивания напряжения очень быстрый, но система охлаждения заметно шумит

Среди качественных приборов, предлагаемых Международной торговой маркой RUCELF, есть и другие хорошие модели. В частности, популярностью пользуется компактный вертикальный стабилизатор релейного типа RUCELF SDWII-6000-F мощностью около 6 кВт.

Он бесшумен в работе, отличается быстродействием, выделяет мало тепла, работает в диапазоне 145-265 В. Цена у него довольно высокая, зато есть дополнительные опции: отложенный старт, байпас, система самодиагностики.

Как бюджетный вариант можно рассмотреть модель Бастион Teplocom ST-555. Он рассчитан на большой диапазон напряжений, но показатель точности довольно низкий — 8%. Весит прибор всего 2 кг.

Бастион Teplocom ST-555 — оптимальный вариант для небольших объектов с автономными сетями. Он компактен, имеет настенное размещение, обладает мощностью 7 кВт.

Если не пугает шум, то вполне приемлема для использования в быту модель Luxeon WDR-10000. Несмотря на китайскую сборку, прибор работает устойчиво, имеет стильный дизайн. Как для офиса, так и для дома подойдет настенный прибор Sven AVR PRO LCD 10000.

Прибор Sven AVR PRO LCD 10000 предназначен для корректировки напряжения для питания обширного ряда бытовых приборов. Оснащен небольшим светодиодным индикатором, на котором отображаются характеристики входящего/выходящего тока, состояние устройства, есть функция паузы и защиты от замыкания и перегрева

Он имеет небольшие габариты, но тяжелый (18,5 кг), поскольку для сборки использованы качественные комплектующие. Агрегат шумный, зато напряжение выравнивает плавно. Поскольку мощность у него высокая, его нельзя подключить к обычной розетке. При подсоединении применяют специальные клеммы. В конструкции отсутствует байпас.

Выводы и полезное видео по теме

Материал об особенностях выбора стабилизатора:

Как правильно рассчитать мощность:

Стабилизация напряжения — вопрос актуальный. За счет приобретения такого прибора можно продлить срок службы холодильника и другого домашнего оборудования. Пожалеть о приобретении может заставить только неправильный выбор стабилизатора.

Пишите, пожалуйста, комментарии в находящемся ниже блоке, задавайте вопросы, размещайте фото по теме статьи. Расскажите о том, как подбирали СН для защиты холодильника от скачков напряжения в сети. Возможно, ваши советы окажут действенную помощь посетителям сайта.

Как выбрать стабилизатор напряжения для дома

Стабилизатор напряжения устройство поддерживающие напряжение в заданных пределах на выходе при изменении входного напряжения. Бывают стабилизаторы постоянного, переменного тока. Мы будем рассматривать стабилизаторы переменного напряжения.

Многие из нас сталкиваются с некачественным электроснабжением, но даже не подозревают это.Тусклый свет, не включаются энергосберегающие светильники, плохо греет микроволновка. Периодически перегорают блоки питания бытовой техники. Все это вызывает низкое напряжение, высоковольтные скачки. Еще опаснее обрыв нулевого проводника (обрыв нуля). 80% случаев заканчивается поломкой всей бытовой техники. Установив стабилизаторы напряжения, защитим бытовую технику. Стабилизаторы сглаживают скачки, выравнивают напряжение круглосуточно. Основное предназначение выровнять переменное напряжение до стандартных значений. Существует несколько типов: электромеханические; релейные; тиристорные (симисторные). Рассмотрим тиристорные стабилизаторы ЭЛТЕХ СН Российского производства.

Выбор стабилизатора напряжения требует серьезного подхода. Ведь установив на весь дом, мы доверяем стабилизатору защиту всей бытовой техники. Не стремитесь найти как можно дешевле. Очевидно, чем дешевле стоит продукция, тем меньше качества, надежности. Выбор должен быть рациональным. Стабилизатор должен обладать необходимыми функциями для защиты, надежностью. Экономия сегодня, может обернуться потерей всей техники завтра.

Конструкция стабилизатора напряжения

Белый металлический корпус небольших размеров универсального исполнения. Есть элементы настенного крепления. Можно использовать в классическом виде – установить на полку, подставку, пол. Лицевая панель имеет встроенную индикацию параметров работы, защитных отключений. В любое время можно посмотреть уровень входной, выходной электросети. Загруженность прибора по току, мощности. Минимальное количество кнопок управления. Любой пользователь, сможет всегда посмотреть необходимый параметр, при этом не обладая особыми навыками. Встроенный автоматический выключатель защищает от коротких замыканий. Дополнительная функция автоматического выключателя – перевод стабилизатора в режим «транзит» (байпас) или в режим стабилизации. Встроенный кабель длинной 3 метра облегчает подключение.

Очень удобно для пользователей, встроенный байпас. Не требует дополнительного места для установки. Собранный на автоматическом выключателе, прост, удобен в работе. Работает таким образом, что одновременно включить два режима не получится. При включении стабилизации, байпас отключается!

Преимущества стабилизаторов напряжения Элтех СН

• Широкий диапазон. Работают 75 — 300 вольт.
• Защита от высоких скачков напряжения (выдерживает до 1000в, оставаясь работоспособным)
• Высокое быстродействие. Скорость реакции 20мс.
• Двухуровневая токовая защита
• Температурная защита трансформатора в стабилизаторе
• Дополнительная защита выходного напряжения (работает независимо от стабилизатора)
• Кратковременно выдерживает трехкратное превышение мощности.
• Стабилизатор полностью автоматизирован, не требует участия пользователя.
• Морозостойкое исполнение. Работают от минус 30 градусов.

Функционально, стабилизатор напряжения состоит из автотрансформатора, вольтодобавочными обмотками. Коммутация обмоток выполнена силовыми ключами симисторами (спаренный тиристор). Именно по типу силовых ключей, называют тиристорными. Использование, такой схемы коммутации значительно повышает надежность, срок службы. Используя все последние достижения развития электроники, плата управления укомплектована микроконтроллером.

Собственное программное обеспечение позволяет быстро, точно оценивать уровень входного напряжения. Переключать вольтодобавочные обмотки, обеспечивая мягкий режим включения силовых ключей. Переключение происходит при минимальном токе (переход через ноль), за счет этого, не создавая помех при переключении. Дополнительно, использование электронных силовых ключей, обеспечивает бесшумную регулировку. Стабилизаторы работают бесшумно. При достижении нагрузки свыше 50% номинальной мощности стабилизатора включается система охлаждения. В ночное время, когда нагрузка минимальная, система охлаждения не работает. Что создает дополнительный комфорт отсутствием дополнительных шумов потребителям.

Выбирайте тиристорные стабилизаторы для защиты своей бытовой техники. Обладают большим сроком службы. Бесшумные в работе. Высокая степень надежности дает 100% защиту от любых аномалий электросетей.

Принцип регулировки напряжения

На графике отображен принцип работы серии «стандарт». При включении, идет небольшая задержка. В течении этого промежутка времени, происходит оценка входного уровня напряжения. После анализа, подключается необходимая обмотка, подается напряжение. Во время работы устройство проверяет уровень входного напряжения электросети непрерывно. Принцип описан для серии «стандарт». Если напряжение выходит за рамки обозначенных порогов 210-230 вольт (для серии «стандарт», другие серии отличаются порогами), устройство уменьшает, повышает напряжение на 15 вольт. Регулировка проходит ступенчато — 15 вольт. Время переключения ступеней — примерно 10мс. Входной диапазон работы стабилизатора колеблется 130 — 270В. В случае превышения уровня напряжения электросети значения 270В, механизм отключает потребителя от сети. Однако, даже тогда он продолжает следить за подаваемым напряжением. Как только оно вернется в допустимый диапазон, произойдёт автоматическое подключение. Точно также стабилизатор действует, если напряжение опускается ниже 130В. Имеет функцию контроля по току. Если потребитель включит нагрузку, превышающую допустимую мощность прибора, произойдет отключение. Включение последует спустя 2 минуты. Если нагрузка останется столь же высокой, последует очередное двухминутное отключение. Контроль температуры трансформатора. Когда данный показатель достигает предельных значений, происходит отключение. При достижении рабочих значений температуры, автоматически включается в работу.

Подбираем необходимые параметры стабилизаторов напряжения

Для начала надо определить тип электросети. Чаще всего жилые дома используют однофазный тип сети. Наличии больших нагрузок разрешают использование трехфазной. Трехфазные значительно дороже в монтаже, обслуживании. Опасны с точки зрения уровня напряжения. 380 вольт значительно опаснее, чем 220в однофазной. Но есть преимущества. Возможность выбора лучшей фазы для однофазной нагрузки, если нагрузка незначительна, позволяет сделать это. В большинстве случаев наши дома, квартиры смонтированы однофазной сетью с максимальной разрешенной мощностью 10 квт. Для начала определим необходимый тип. Все довольно просто. В основном щите рядом с счетчиком электроэнергии смотрим на автоматический выключатель большего номинала. Главный автомат ставят на максимальную разрешенную мощность, сечению подводящих проводов. В трехфазной сети устанавливается трехполюсный автомат. Это три фазы (А,В,С ). В однофазной сети устанавливают двухполюсный автомат (фаза, ноль). Находим максимальный по номиналу автомат и определяем тип.

Определяем входной диапазон напряжения

Выбор стабилизатора напряжения по входному диапазону не так просто. Характеристики стабилизатора напряжения имеют два диапазона: рабочий; предельный. Рабочий входной диапазон обозначает пределы электросети, когда стабилизатор обеспечивает заданные параметры выходного напряжения. Достигая предельных значений входного диапазона, отключается, переходя в режим ожидания. При возврате напряжения электросети в пределы диапазона, автоматически включается. Как избежать такие отключения? Надо знать минимальные, максимальные отклонения Вашей электросети в течении нескольких дней. Измерения можно произвести простым цифровым вольтметром. Очень прост в эксплуатации. Переключаете на значение 750в переменного напряжения. Замеряете уровень в розетке. Можно попросить знакомых специалистов, обратиться к электрику. Замеры производить в разное время суток (утром, днем, вечером). Статистика показывает максимальное падение в вечернее время (часы пик), это 6 — 10 вечера. Нет возможности замерить? Тогда выбираем максимально широкий диапазон. Модельный ряд «стандарт» или «бриз». Входной диапазон составляет 125-275в захватывая 90% всех колебаний напряжения. Если вы знаете точные пределы изменения напряжения, можно выбрать стабилизатор с меньшим диапазоном, но при этом увеличить точность выходного напряжения. Что будет если ошиблись? Будет часто отключатся, при выходе запредельный диапазон напряжения. На работоспособность, не влияет. Но удобства не доставляет точно. Обращайтесь к нам. Поменяем на другую модель с диапазоном под вашу сеть.

Не знаете диапазон колебания напряжения в вашей розетке? Нет возможности измерить напряжение? Выбирайте стабилизатор напряжения с расширенным диапазон входного напряжения. Стабилизаторы серии «Стандарт», «Бриз» способны охватить 90% всех колебаний электросети.

Выбираем стабилизатор напряжения по мощности

К расчету мощности стабилизатора напряжения, надо подойти серьезно. Грамотный расчет исключит перегрузку стабилизатора, защитного отключения. Есть несколько вариантов. Рассмотрим расчет мощности по входным автоматам. Мы уже рассматривали, как определить главный (вводной автоматический выключатель). Теперь необходимо посмотреть его номинал. Обычно указывается крупными цифрами, чуть ниже названия. Иногда указывают буквами. Пример, С50, означает номинал автоматического выключателя 50 Ампер. Делим это значение на пять. Получаем приблизительную необходимую мощность. Довольно просто. Можно пойти по другому пути. Сложить потребляемые мощности мощных бытовых приборов, которыми можете пользоваться одновременно. Заложить запас 20-30% на свет, небольшие приборы. Получили мощность. Расчет очень приближенный. Последний вариант, воспользоваться онлайн калькулятором расчета мощности стабилизатора напряжения. Сомневаетесь? Позвоните нашим специалистам по бесплатному номеру в шапке сайта, напишите в онлайн чат. Консультанты помогут с расчетом, проверят, выберут необходимый стабилизатор по мощности. Ошиблись в мощности? Не беда. Поменяем на мощный, с доплатой только разницы между моделями. Звоните на бесплатный номер. Специалисты компании бесплатно помогут рассчитать необходимую мощность стабилизатора напряжения, подберут для вашей сети оптимальный диапазон входного напряжения стабилизатора. Получите рекомендации точности выходного напряжения.

Точность показывает максимальные отклонения на выходе от номинального значения 220в. Указывается процентами. Очень сильно влияет на стоимость. Чем выше точность, тем выше стоимость. Высокой точности регулировки напряжения в быту не требуется. Достаточно 5%. Это диапазон 210-230в. Любая бытовая техника работает без сбоев. Высокая точность требуется чаще, всего для медицинского, лабораторного оборудования. Высокую точность требует высокотехнологичное промышленное оборудование. Если есть лишние денежные средства, хотите полностью сглазить скачки напряжения, моргание света, тогда устанавливайте в доме высокоточную модель стабилизатора напряжения.

Для бытовой техники вполне достаточно стабилизатора напряжения точностью выходного напряжения 3-5%. Эти значения полностью удовлетворяют требования Российского Госта по стандарту напряжения электросети.

Подключение довольно простое. Рассмотрим пример подключения однофазного комплекта. Итак, у нас имеется кабель, четыре жилы. Входная фаза, выходная фаза, нулевой проводник, заземление. Включается в разрыв фазы. Нулевой проводник подключается без разрыва основного. Это необходимо для питания самого прибора. Стабилизация осуществляется по фазе. Определяем вводной автомат или устройство защитного отключения (УЗО) в электрощите. Это должен быть автоматический выключатель большего номинала, по сравнению с остальными. Перемычка, идущая от него к распределительным автоматическим выключателям, убирается. Подсоединим к нему жилу, подписанную как «фаза вход». Вторую жилу «фаза выход» подключаем к распределительным автоматам, вместо перемычки. Нулевая жила прикручивается к нулевой шине. Заземление к шине заземления. Подключение трехфазного комплекта аналогичное, только выполнить описанные выше действия для каждой фазы. Отличие будет при необходимости включения блока контроля фаз (БКФ). Необходимость его подключения встает при наличии трехфазных потребителей. Включается в линию после стабилизаторов напряжения. Для осуществления полного контроля трехфазной сети.

БКФ рекомендуем включать в линию, непосредственно перед трехфазным потребителем. Данный вариант обеспечивает частичное наличие электричества в доме, в местах однофазных потребителей. Если подключить сразу на выходе. В аварийной ситуации, при пропадании одной из фаз, будет обесточен весь дом.

Сотрудники компании «Электронные технологии» готовы помочь вам в выборе однофазного или трехфазного комплекта. Наши специалисты тщательно проанализируют все условия эксплуатации, подберут оптимальную модель. Опытные монтажники установят оборудование, протестируют его, обеспечат своевременное техническое обслуживание.

Что такое стабилизатор и зачем он нужен?

СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ: зачем он нужен и как правильно выбирать

Что такое стабилизатор и зачем он нужен?

Уже давно прошли те времена, когда напряжение сети было более-менее стабильным, и равнялось 220 В + — 3-5%. Напряжение, в зависимости от региона проживания, может колебаться в очень больших пределах. Кто хоть немного знаком с электросетями, тот знает, что чем дальше находиться объект, в данном случае Ваш дом, от трансформаторной подстанции, тем больше падение напряжения.

Работники организации, которая занимается распределением электроэнергии, в большинстве своем это РЭС, регулируют выходное напряжение на трансформаторах таким образом, чтобы в средней точке оно(напряжение) было равным 220 В.

В итоге, если линия электропередач достаточно длинная, а потребителей относительно много, то возле подстанции напряжение будет на порядок выше номинального, а на другом конце ЛЭПа напряжение будет заниженным. В обоих случаях для большинства электроприборов как завышенное, так и заниженное напряжение опасно, многие электроприборы приборы просто не будут включаться или выйдут из строя.

Помочь в данной ситуации могут лишь устройства, способные регулировать напряжение. Называются такие устройства — стабилизаторы напряжения.

Стабилизатор напряжения — это автоматическое устройство, которое при изменении входного напряжения, на выход выдает стабильное заданное напряжение 220 (В).

Виды стабилизаторов напряжения

На сегодняшний день самыми популярными можно назвать три основных вида стабилизаторов, точнее три принципа регулирования напряжения — сервоприводные стабилизаторы, релейные стабилизаторы и электронные стабилизаторы.

В сервоприводных стабилизаторах регулирование выходного напряжения происходит за счет изменения количества витков на трансформаторе. Исполнительным механизмом в данном виде стабилизатора, служит мотор с сервоприводом, который «гоняет» бегунок по виткам трансформатора.

Положительной стороной стабилизаторов данного класса является их относительно невысокая стоимость. Так как в таких стабилизаторах много механических узлов, то и надежность их далека от идеала.

Одной из самых распространенных поломок является залипание угольно-графитового узла и выход из строя сервоприводного механизма. По надежности такие стабилизаторы сильно уступают стабилизаторам релейного и электронного типов.

Релейные стабилизаторы напряжения. Это, так сказать, средний сегмент между сервоприводными и электронными стабилизаторами. В данных стабилизаторах исполнительным коммутирующем механизмом является блок силовых реле, которые, и переключают обмотки трансформатора.

Плюсом релейных стабилизаторов является, как и в случае с сервоприводными трансформаторами, относительно невысокая стоимость. А так как тут также присутствуют механические части-реле, то и срок службы таких стабилизаторов также ограничен.

Одной из распространенных причин выхода из строя релейных стабилизаторов является залипание контактов реле. Среднее количество срабатывания реле около 40.000 раз. Примерно столько раз отрабатывает среднее реле за 300-500 рабочих дней, все зависит от качества электроэнергии вашей сети.

Электронные стабилизаторы напряжения. Данные стабилизаторы являются, пожалуй, самыми надежными и долговечными устройствами для стабилизации напряжения. Исполнительным механизмом в данном случае служат электронные ключи-тиристоры.

К плюсам электронных стабилизаторов можно отнести: надежность, быстродействие-время реакции на изменение входного напряжения 20-30 мс, бесшумную работу, что немаловажно, если стабилизатор будет находиться в жилом помещении. Единственным недостатком данных устройств можно назвать их стоимость. Такие стабилизаторы стоят примерно в два раза дороже своих механических собратьев.

 

Как правильно выбрать?

Перечислим основные параметры, на которые надо обратить внимание при выборе стабилизатора напряжения:

1. Однофазная или трехфазная сеть

Для начала необходимо узнать количество фаз питающего напряжения, если два провода заходят в щиток, значит сеть однофазная. Если у Вас трехфазная сеть, то в таком случае необходимо выбирать трехфазный стабилизатор напряжения, либо три однофазных стабилизатора, соединив их  «звездой».

2. Мощность потребителей

Теперь нужно определиться с мощностью потребителей, для которых будет использоваться стабилизатор напряжения. Это может быть один или несколько электроприемников. Также стабилизатор напряжения можно установить на вводе для абсолютно всех потребителей. Но об этом чуть позже.

Мощность всех потребителей выписываестя в один список с указанием их активной мощности. Активная мощность измеряется в ваттах (Вт). Ее можно найти в руководстве (паспорте) на прибор или на корпусе самого прибора.

Подход к расчету мощности для выбора стабилизатора напряжения должен быть рациональным, ведь у Вас не всегда включены в сеть все перечисленные выше потребители. Поэтому здесь нужно точно определиться, что у нас будет включено одновременно.

Далее из полученного списка необходимо выбрать те приборы, в которых содержатся электродвигатели. Это нужно для того, чтобы учесть их пусковые токи, которые достигают величину в 3-5 раз больше, чем номинальные. Пусковая мощность или пусковой ток этих потребителей можно найти в паспортах. Если паспортов уже давно нет, то можно воспользоваться приблизительным расчетом, умножив их номинальную мощность на 3.

Далее рассчитаем общую полную мощность. Полная мощность измеряется в вольт-амперах (ВА) и отличается от активной мощности на коэффициент мощности «косинус фи» (cosφ). Этот коэффициент всегда указан в паспортах на приборы. Опять же, если паспортов у Вас нет, то можно принять приближенный cosφ = 0,75. Чтобы перевести активную мощность в полную мощность необходимо разделить активную мощность на cosφ. В итоге получаем суммарную полную мощность наших потребителей.

В итоге получается суммарную полная мощность потребителей: 12322,22 + 12600 = 24922,22 (ВА) или 24,9 (кВА). Можно округлить до 25 (кВА).

 

3. Фактическое напряжение сети

После расчета потребляемой мощности необходимо измерить фактическое напряжение питающей сети. Сделать это можно самостоятельно, воспользовавшись мультиметром. Допустим Вы зафиксировали, что напряжение в сети в вечернее время у Вас составляет 180 (В).

 

4. Выбор мощности стабилизатора напряжения

Номинальная полная мощность стабилизатора напряжения всегда указывается в вольт-амперах (В) и соответствует питающему напряжению 220 (В).

При снижении питающего напряжения, соответственно, снижается его выходная мощность. Длительная работа стабилизатора напряжения не допускается при пониженном напряжении, т.к. это вызывает перегрузку и может привести к его отключению, что приведет к обесточиванию всех потребителей.

Чтобы избежать таких последствий, необходимо к полученной полной мощности потребителей 25 (кВА) добавить коэффициент нижнего предела напряжения стабилизатора, который равен 1,2 при 180 (В), и 1,3 — при напряжении 170 (В). В нашем случае напряжение в вечернее время составляет 180 (В), поэтому применяем коэффициент 1,2.

25 · 1,2 = 30 (кВА)

Чтобы была возможность использовать стабилизатор напряжения длительное время со всей включенной нагрузкой, необходимо к полученной выше мощности добавить коэффициент запаса по мощности, равный 1,25.

30 · 1,25 = 37,5 (кВА)

Остается только выбрать стабилизатор напряжения из предложенных моделей, зная его необходимую мощность. Например, нам подойдет стабилизатор напряжения мощностью 40 (кВА) и больше.

Отличия при выборе стабилизатора напряжения для трехфазной сети

Выбор стабилизатора напряжения для трехфазной сети практически аналогичен. Производится расчет мощности для какой-то одной фазы, желательно наиболее загруженной. По этой фазе замеряется фактическое напряжение в сети в часы пиковых нагрузок. Полную мощность в вольт-амперах, умножаем на 3 (количество фаз). Запас по мощности делается порядка 10%.

Полученное значение и есть полная мощность стабилизатора напряжения для трехфазной сети. По этой мощности из всего ассортимента предлагаемой продукции выбирается необходимый стабилизатор напряжения.

Также можно установить вместо одного трехфазного стабилизатора три однофазных. Так будет даже дешевле и практичнее. Например, при обрыве одной питающей фазы, остальные фазы будут в рабочем состоянии. Но если у Вас в доме имеется хоть какая-нибудь трехфазная нагрузка, то в любом случае Вам нужен трехфазный стабилизатор напряжения, потому что он ведет контроль фаз по линейному напряжению сети. И если хоть одна фаза оборвется, то стабилизатор полностью отключается.

Еще два не менее важных совета по выбору стабилизатора напряжения для трехфазной сети:

·         стабилизаторы должны быть установлены в каждой фазе (оставлять без стабилизатора напряжения хоть одну фазу запрещено)

·         нагрузка по каждому стабилизатору напряжения должна быть примерно равная, иначе в нуле пойдет большой ток, который может вывести стабилизатор из строя

·         если разница линейных напряжений сети составляет более 25%, то стабилизаторы напряжений устанавливать запрещено

 

5. Крепление и установка стабилизатора напряжения

 Стабилизатор напряжения можно крепить двумя способами:

·         на полу

·         на стене

Установка стабилизатора напряжения на полу или на полке применима к стабилизаторам небольшой мощности. Более мощные стабилизаторы напряжения целесообразно размещать на стене, поэтому они выпускаются немного плоскими. Хотя по желанию их тоже можно установить на полу.

Стабилизаторы напряжения в ГК Техноцентр

ГК Техноцентр и сеть розничных магазинов «Гамма Электро» готова предложить широкий выбор стабилизаторов напряжения.

Самые популярные товары:

1. Стабилизатор С 2000 Ресанта и Стабилизатор С 1500 63/6/33

Розничная цена от 2500 руб

Где можно купить: во всех магазинах сети Гамма Электро

Диапазон входного напряжения, В	140-260
Номинальная величина выходного напряжения, В	220±8%
Номинальная мощность при Uвх≥190 В (кВт)	1,95
Рабочая частота (Гц)	50 / 60
КПД, при нагрузке 80% не менее	97
Точность поддержания выходного напряжения (%)	8
Масса нетто (кг)	4,2
Охлаждение	естественное
Время регулирования (мс)	5-7
Искажение синусоиды	отсутствует
Высоковольтная защита (В)	260±5
Класс защиты	IP 20 (негерметизирован)
Габаритные размеры, Д×Ш×В (мм)	415х135х95
Рабочая температура окружающей среды (оС)	0-45
Относительная влажность воздуха, не более (%)	80

 

 

2.       Стабилизатор напряжения настенный серии Ecoline IEK

Розничная цена: от 4000 руб

Где можно купить: в офисах продаж ГК «Техноцентр» Иркутск, Братск, Ангарск, Улан-Удэ

Номинальная мощность	5000 ВА
Тип стабилизации	Электронный
Модель или исполнение	Навесной
Выход напряжение	220 В
Количество фаз	Однофазный
Вес	9,5 кг
Габаритные размеры, Д×Ш×В (мм)	253×155×385
Диапазон раб вход напряжения	125-270 В
Напряж срабат защ от повыш выход напряж	246±4 В
Время срабат	20 мс
Климатическое исполнение	УХЛ4

 

 

В статье использованы материалы с сайтов: http://zametkielectrika.ru/ http://electrik.info/

Стабилизаторы напряжения: классификация, схемы, параметры, достоинства

Параметры стабилизаторов напряжения

Важнейшими параметрами стабилизатора напряжения являются коэффициент стабилизации K_ст, выходное сопротивление R_вых и коэффициент полезного действия η.

Коэффициент стабилизации определяют из выражения K_ст= [ ∆u_вх/ u_вх] / [ ∆u_вых/ u_вых]

где u_вх, u_вых — постоянные напряжения соответственно на входе и выходе стабилизатора; ∆u_вх — изменение напряжения u_вх; ∆u_вых — изменение напряжения u_вых, соответствующее изменению напряжения ∆u_вх.

Чем больше коэффициент стабилизации, тем меньше изменяется выходное напряжение при изменении входного. У простейших стабилизаторов величина K_ст составляет единицы, а у более сложных — сотни и тысячи.

Васильев Дмитрий Петрович

Профессор электротехники СПбГПУ

Задать вопрос

Таким образом, коэффициент стабилизации — это отношение относительного изменения напряжения на входе к соответствующему относительному изменению напряжения на выходе стабилизатора.

Выходное сопротивление стабилизатора определяется выражением R_вых= | ∆u_вых/ ∆i_вых|

где ∆u_вых— изменение постоянного напряжения на выходе стабилизатора; ∆i_вых— изменение постоянного выходного тока стабилизатора, которое вызвало изменение выходного напряжения.

Выходное сопротивление стабилизатора является величиной, аналогичной выходному сопротивлению выпрямителя с фильтром. Чем меньше выходное сопротивление, тем меньше изменяется выходное напряжение при изменении тока нагрузки. У простейших стабилизаторов величина R_вых составляет единицы Ом, а у более совершенных — сотые и тысячные доли Ома. Необходимо отметить, что стабилизатор напряжения обычно резко уменьшает пульсации напряжения.

Коэффициент полезного действия стабилизатора η_ст — это отношение мощности, отдаваемой в нагрузку Р_н, к мощности, потребляемой от входного источника напряжения Р_вх: η_ст = Р_н / Р_вх

Традиционно стабилизаторы разделяют на параметрические и компенсационные.

Интересное видео о стабилизаторах напряжения:

Параметрические стабилизаторы

Являются простейшими устройствами, в которых малые изменения выходного напряжения достигаются за счет применения электронных приборов с двумя выводами, характеризующихся ярко выраженной нелинейностью вольт-амперной характеристики. Рассмотрим схему параметрического стабилизатора на основе стабилитрона (рис. 2.82).
Проанализируем данную схему (рис. 2.82, а), для чего вначале ее преобразуем, используя теорему об эквивалентном генераторе (рис. 2.82, б). Проанализируем графически работу схемы, построив на вольт-амперной характеристике стабилитрона линии нагрузки для различных значений эквивалентного напряжения, соответствующих различным значениям входного напряжения (рис. 2.82, в).
Из графических построений очевидно, что при значительном изменении эквивалентного напряжения u_э (на ∆u_э), а значит, и входного напряжения u_вх, выходное напряжение изменяется на незначительную величину ∆u_вых.

Абрамян Евгений Павлович

Доцент кафедры электротехники СПбГПУ

Задать вопрос

Причем, чем меньше дифференциальное сопротивление стабилитрона (т. е. чем более горизонтально идет характеристика стабилитрона), тем меньше ∆uвых.

Определим основные параметры такого стабилизатора, для чего в исходной схеме стабилитрон заменим его эквивалентной схемой и введем во входную цепь (рис. 2.82, г) источник напряжения, соответствующий изменению входного напряжения ∆u_вх (на схеме пунктир):

R_вых= r_д|| R₀≈ r_д, т.к. R₀>> r_д η_ст = ( u_вых· I_н) / ( u_вх· I_вх) = ( u_вых· I_н) / [ u_вх( I_н + I_вх) ].

K_ст= ( ∆u_вх/ u_вх) : ( ∆u_вых/ u_вых) Так как обычно R_н>> r_д Следовательно, K_ст≈ u_вых / u_вх· [ ( r_д+ R₀) / r_д]

Обычно параметрические стабилизаторы используют для нагрузок от нескольких единиц до десятков миллиампер. Наиболее часто они используются как источники опорного напряжения в компенсационных стабилизаторах напряжения.

Компенсационные стабилизаторы

Представляют собой замкнутые системы автоматического регулирования. Характерными элементами компенсационного стабилизатора являются источник опорного (эталонного) напряжения (ИОН), сравнивающий и усиливающий элемент (СУЭ) и регулирующий элемент (РЭ).

Напряжение на выходе стабилизатора или некоторая часть этого напряжения постоянно сравнивается с эталонным напряжением.

В зависимости от их соотношения сравнивающим и усиливающим элементом вырабатывается управляющий сигнал для регулирующего элемента, изменяющий его режим работы таким образом, чтобы напряжение на выходе стабилизатора оставалось практически постоянным.

В качестве ИОН обычно используют ту или иную электронную цепь на основе стабилитрона, в качестве СУЭ часто используют операционный усилитель, а в качестве РЭ — биполярный или полевой транзистор.

Чаще всего регулирующий элемент включают последовательно с нагрузкой. В этом случае стабилизатор называют последовательным (рис. 2.83, а).

Иногда регулирующий элемент включают параллельно нагрузке, и тогда стабилизатор называют параллельным (рис. 2.83, б. Здесь СУЭ и ИОН с целью упрощения не показаны). В параллельном стабилизаторе используется балластное сопротивление R_б, включаемое последовательно с нагрузкой.

В зависимости от режима работы регулирующего элемента стабилизаторы разделяют на непрерывные и импульсные (ключевые, релейные).

В непрерывных стабилизаторах регулирующий элемент (транзистор) работает в активном режиме, а в импульсных — в импульсном.

Рассмотрим типичную принципиальную схему непрерывного стабилизатора (рис. 2.84, а).
Эта схема соответствует приведенной выше структурной схеме последовательного стабилизатора. Для того чтобы выполнить наиболее просто анализ этой схемы на основе тех допущений, которые были рассмотрены при изучении операционного усилителя,изобразим эту схему по-другому. При этом цепи питания операционного усилителя для упрощения рисунка изображать не будем.
Из схемы (рис. 2.84, б) очевидно, что на элементах R2, R3, DA и VT построен неинвертирующий усилитель на основе ОУ с выходным каскадом в виде эмиттерного повторителя на транзисторе VT, а входным напряжением для него является выходное напряжение параметрического стабилизатора напряжения на элементах R1 и VD. В соответствии с указанными выше допущениями получаем:

u_R3= u_ст, т.е. i_R3· R₃= u_ст

u_R2 = u_R3 – u_вых

i_R2 = − i_R3 = − u_ст/ R₃

Подставляя выражение для i_R2 в предыдущее уравнение, получим − u_ст/ R₃· R₂= u_ст – u_вых. Следовательно, u_вых = u_ст· ( 1 + R₂/ R₃)

Последнее выражение в точности повторяет соответствующие выражения для неинвертирующего усилителя (входным напряжением является напряжение u_ст).

Полезно отметить, что ООС охватывает два каскада — на операционном усилителе и на транзисторе. Рассматриваемая схема является убедительным примером, демонстрирующим преимущество общей отрицательной обратной связи по сравнению с местной.

Васильев Дмитрий Петрович

Профессор электротехники СПбГПУ

Задать вопрос

Основным недостатком стабилизаторов с непрерывным регулированием является невысокий КПД, поскольку значительный расход мощности имеет место в регулирующем элементе, так как через него проходит весь ток нагрузки, а падение напряжения на нем равно разности между входным и выходным напряжениями стабилизатора.

В конце 60-х годов стали выпускать интегральные микросхемы компенсационных стабилизаторов напряжения с непрерывным регулированием (серия К142ЕН). В эту серию входят стабилизаторы с фиксированным выходным напряжением, с регулируемым выходным напряжением и двухполярным и входным и выходным напряжениями. В тех случаях, когда через нагрузку необходимо пропускать ток, превышающий предельно допустимые значения интегральных стабилизаторов, микросхему дополняют внешними регулирующими транзисторами.

Некоторые параметры интегральных стабилизаторов приведены в табл. 2.1, а вариант подключения к стабилизатору К142ЕН1 внешних элементов — на рис. 2.85.
Резистор R предназначен для срабатывания защиты по току, а R₁ — для регулирования выходного напряжения. Микросхемы К142УН5, ЕН6, ЕН8 являются функционально законченными стабилизаторами с фиксированным выходным напряжением, но не требуют подключения внешних элементов.

Импульсные стабилизаторы напряжения в настоящее время получили распространение не меньшее, чем непрерывные стабилизаторы.

Благодаря применению ключевого режима работы силовых элементов таких стабилизаторов, даже при значительной разнице в уровнях входных и выходных напряжений можно получить КПД, равный 70 − 80 %, в то время как у непрерывных стабилизаторов он составляет 30 − 50%.

Васильев Дмитрий Петрович

Профессор электротехники СПбГПУ

Задать вопрос

В силовом элементе, работающем в ключевом режиме, средняя за период коммутации мощность, рассеиваемая в нем, значительно меньше, чем в непрерывном стабилизаторе, так как хотя в замкнутом состоянии ток, протекающий через силовой элемент, максимален, однако падение напряжения на нем близко к нулю, а в разомкнутом состоянии ток, протекающий через него, равен нулю, хотя напряжение максимально. Таким образом, в обоих случаях рассеиваемая мощность незначительна и близка к нулю.

Малые потери в силовых элементах приводят к уменьшению или даже исключению охлаждающих радиаторов, что значительно уменьшает массогабаритные показатели. Кроме того, использование импульсного стабилизатора позволяет в ряде случаев исключить из схемы силовой трансформатор, работающий на частоте 50 Гц, что также улучшает показатели стабилизаторов.

К недостаткам импульсных источников питания относят наличие пульсаций выходного напряжения.

Рассмотрим импульсный последовательный стабилизатор напряжения (рис. 2.86).
Ключ S периодически включается и выключается схемой управления (СУ) в зависимости от значения напряжения на нагрузке. Напряжение на выходе регулируют, изменяя отношение t_вкл / t_выкл, где t_вкл, t_выкл — длительности отрезков времени, на которых ключ находится соответственно во включенном и выключенном состояниях. Чем больше это отношение, тем больше напряжение на выходе.

В качестве ключа S часто используют биполярный или полевой транзистор.

Диод обеспечивает протекание тока катушки индуктивности тогда, когда ключ выключен и, следовательно, исключает появление опасных выбросов напряжения на ключе в момент коммутации. LC-фильтр снижает пульсации напряжения на выходе.

Ещё одно интересное видео о стабилизаторах:

Стабилизатор напряжения для котлов ЭНЕРГИЯ APС- 1000

Полное описание

Релейный однофазный стабилизатор напряжения переменного тока (в дальнейшем изделие именуется: стабилизатор предназначен для стабилизации переменного напряжения в сети электроснабжения для потребителей бытового и аналогичного назначения. Использование стабилизатора в производственных средах с повышенной опасностью всех категорий категорически запрещено.

Стабилизаторы напряжения серии АРС разработаны специально для защиты котельного оборудования от перепадов и скачков сетевого напряжения. Стабилизаторы серии АРС настенного крепления удобны в работе и обладают оптимальной точностью стабилизаторов для обеспечения бесперебойной работы оборудования.

Современный эргономичный дизайн, продуманность конструкции, универсальность устройства (несмотря на адаптированность к отопительному оборудованию, устройство также может использоваться и с любой другой бытовой техникой – это и многое другое делают стабилизаторы напряжения Энергия АРС незаменимым инструментом для защиты котельного оборудования.

Стабилизатор обеспечивает:

• основные технические характеристики;
• индикацию основных режимов работы стабилизатора, входного и выходного напряжения;
• автоматическое отключение нагрузки при коротком замыкании или перегрузке;
• автоматическое отключение нагрузки при появлении на выходе стабилизатора опасного для подключенной нагрузки пониженного или повышенного напряжения;
• непрерывный, круглосуточный режим работы.

Изделие соответствует требованиям российских и международных стандартов.

Особенности

• полностью металлический корпус – повышенная безопасность
• интеллектуальный LED дисплей
• катушка трансформатора серии «компакт» позволяет минимизировать габариты устройства без потери технических преимуществ
• блок регулировочных реле быстро выравнивает колебания сетевого напряжения
• микропроцессорное управление – залог точной и бесперебойной работы устройства
• современные разъемы на плате и контактных шлейфах – удобный и качественный монтаж
• индикация правильного подключения фаза/ноль и наличия заземления

Преимущества

• Диапазон регулировки: по точности: 140–260 В, по защите: 120–276 В;
• Точность стабилизации ± 4%;
• Дизайн корпуса создан с учетом особенностей работы – стабилизатор гармонично впишется в помещение, в котором установлен отопительный котел;
• Сконструирован таким образом, чтобы максимально упростить подключение и эксплуатацию;
• Гальваническая развязка с цепью управления снижает риск поражения и исключает помехи;
• Высокая скорость регулирования;
• Разработано специально для российских сетей;
• Компактность;
• Бесшумность;
• Универсальная система крепления;
• Защита от неправильного подключения;
• Широкая сеть сервисных центров по обслуживанию стабилизаторов напряжения «Энергия» по всей стране.
• Виды защиты

6 ВИДОВ ЗАЩИТЫ:

1. двухступенчатая защита от перегрузки
2. двухступенчатая защита от коротких замыканий
3. тепловая защита
4. защита от повышенного напряжения
5. защита от пониженного напряжения
6. защита от неправильного подключения

Как выбрать регулятор напряжения: 6 факторов, которые следует учитывать | Arrow.com

Регуляторы напряжения являются важным компонентом электрических и электромеханических устройств, обеспечивающим надежную работу. Электроника требует постоянного входного напряжения, а регуляторы напряжения обеспечивают выполнение этих требований.

Для чего используется регулятор напряжения?

Во всем, от автомобилей до кондиционеров и мобильных телефонов, используются регуляторы напряжения.Некоторые устройства более чувствительны, чем другие, и некоторые источники питания колеблются больше, чем другие, что затрудняет выбор лучших регуляторов напряжения для каждого приложения.

Даже в простой конструкции с низким энергопотреблением и относительно стабильным источником питания пропуск регулятора напряжения может снизить надежность. Обычный свет — это тот случай, когда вам может не понадобиться регулятор напряжения, потому что, если напряжение упадет, свет просто потускнеет. Однако отсутствие регулятора напряжения может поставить под угрозу производительность и надежность, потенциально вызывая такие проблемы, как мерцание светодиодов, перезагрузки контроллера и даже «жареная» электроника.

Как работает регулятор напряжения?

Стабилизаторы напряжения обычно используются там, где требуется точная настройка напряжения. Например, в беспроводном телефоне у вас может быть адаптер переменного тока, который преобразует мощность 120 В переменного тока в 8 В переменного тока. Затем внутри основания телефона вы найдете регулятор напряжения, обеспечивающий необходимое напряжение постоянного тока для электроники в основании. В самом телефоне вы можете найти адаптер постоянного тока в постоянный, который использует регулятор напряжения для обеспечения правильного напряжения для электроники в телефоне.

В сложном электромеханическом устройстве с разными компонентами, требующими разного напряжения, потребность в регуляторах напряжения более очевидна. Например, компьютер будет использовать адаптер для розетки, чтобы преобразовать 120 В переменного тока в более низкое напряжение. Затем для работы различных внутренних компонентов, таких как материнская плата, охлаждающий вентилятор и жесткий диск, требуется определенное напряжение. Стабилизаторы напряжения будут использоваться для обеспечения постоянного и надежного напряжения для каждого внутреннего компонента.

Руководство по выбору регулятора напряжения

Учитывайте следующие факторы при выборе регулятора напряжения:

1.Входное и выходное напряжение

В идеале вы знаете диапазон входного напряжения и требуемое выходное напряжение, с которым вы будете работать. Каждая микросхема регулятора напряжения предназначена для использования с определенным выходным напряжением. Например, в устройстве, работающем от источника питания 120 В переменного тока, которое имеет контроллер Raspberry Pi 5 В, серводвигатели 12 В и шаговый двигатель 24 В, вам нужно будет использовать регуляторы напряжения 5 В, 12 В и 24 В для обеспечения бесперебойной работы.

Однако, если у вас есть запасы для различных целей, вы можете найти регулируемые регуляторы выходной мощности, которые можно использовать для различных выходов, выполнив простую настройку.

MCP1754ST-5002E / MC от Microchip — хороший пример продукта.

2. Падение напряжения

Dropout — это минимальный буфер между выходным и входным напряжениями. Например, если у вас есть вход 7 В и требуется выход 5 В, то необходимо минимальное падение напряжения 2 В. Если вы подозреваете, что входное напряжение 7 В упадет ниже 7 В, тогда вам потребуется меньшее падение напряжения.

Падение указывается для каждой микросхемы регулятора напряжения вместе с выходным напряжением. Например, вы можете найти регуляторы напряжения на 5 В с рядом доступных отпусканий.Для цепей с небольшой разницей между входным и выходным напряжением потребуется стабилизатор напряжения с малым падением напряжения (LDO) или даже регулятор сверхнизкого напряжения.

TCR2LE31, LM от Toshiba — хороший пример продукта.

3. Линейный регулярный или импульсный регулятор?

Линейный регулятор не может компенсировать мощность, которая падает ниже выходного напряжения. Чтобы обеспечить выходное напряжение 5 В, необходимо поддерживать минимум 5 В от входного напряжения и падения напряжения линейного регулятора напряжения.Если необходимо компенсировать падение мощности, можно использовать импульсный импульсный регулятор.

MIC2877-5.25YFT-TR от Microchip — хороший пример продукта.

Другой случай, когда импульсный стабилизатор может быть полезным, — это когда скачки потребляемой мощности могут вызвать падение напряжения. Например, при срабатывании соленоида происходит скачок энергопотребления, падение напряжения и сброс микроконтроллера, если только вы не используете стабилизатор напряжения, который может компенсировать.

Импульсные регуляторы также могут иметь больше смысла для устройств, когда есть большая разница между входным и выходным напряжениями, что приводит к слишком большим потерям мощности / выделению тепла.

Имеет ли смысл использование импульсных регуляторов, зависит от типа проекта, проектных ограничений и бюджета. Импульсные регуляторы могут вызывать шум и помехи, которые требуют компенсации в схемах. Стоимость также является фактором. Для дорогостоящего компонента робототехники или чувствительного медицинского оборудования использование импульсных регуляторов будет менее затратной проблемой, чем для малобюджетной товарной позиции.

Дополнительные сведения см. В разделах «Преобразователь постоянного тока в постоянный ток и модуль импульсного регулятора» и «Типы переключения преобразователей постоянного тока в постоянный».

4. Чувствительность устройства

Для высокочувствительных устройств, таких как смартфоны, беспроводные устройства и медицинское оборудование с батарейным питанием, может потребоваться специальный регулятор для снижения шума. См. Использование LDO для минимизации шума мощности для получения дополнительной информации.

5. Время отклика

Для приложений, которым требуется быстрое время отклика, таких как видеокарты, телевизоры, компьютеры, принтеры и встроенные системы, доступны специальные регуляторы напряжения с быстрым временем отклика.

NCV51198PDR2G от ON Semiconductor — хороший пример продукта.

6. Энергопотребление

При использовании линейного регулятора напряжения разница между входным и выходным напряжением теряется из-за преобразования ее в тепло. При низком энергопотреблении выделяемое тепло, скорее всего, не проблема. Однако, в зависимости от приложения, если потребляемый ток становится достаточно высоким, количество выделяемого тепла может стать проблемой. Вышеупомянутый вариант использования импульсного регулятора вместо линейного регулятора является одним из возможных решений.Вы также можете использовать радиатор, чтобы оставаться в оптимальном диапазоне температур.

Хотя на первый взгляд регуляторы напряжения кажутся простыми, они являются частью более сложной картины надежности источников питания и электроники. Для помощи в проектировании и устранении неисправностей Arrow предлагает широкий спектр инженерных услуг. Недооценка потенциальных проблем надежности и производительности, которые могут возникнуть из-за неправильного регулятора напряжения, — это ошибка, которой можно избежать, которую можно предотвратить с помощью экспертных знаний в области проектирования.

Что такое регулятор напряжения и как он работает?

Большинству интегрированных ИС требуется постоянное напряжение, с которым они могут работать. Будь то простой логический вентиль или сложный микропроцессор, у них есть собственное рабочее напряжение. Наиболее распространенные рабочие напряжения — 3,3 В, 5 В и 12 В. Хотя у нас есть батареи и адаптеры постоянного тока, которые могут действовать как источник напряжения, в большинстве случаев они не могут быть напрямую подключены к нашей схеме, поскольку напряжение от них не регулируется.

Скажем, например, у нас есть батарея на 9 В, но нам нужно активировать реле 5 В, которое, очевидно, работает на 5 В. Что мы здесь делаем?

Что такое регулятор напряжения и почему мы его используем?

Вспомните школьные годы, нас учили, что на резисторах падает напряжение. Разве не было бы простым решением просто использовать резисторы для падения напряжения в соответствии с законом Ома? Но затем на резисторах падает напряжение в зависимости от протекающего через них тока.В тот момент, когда ваш компонент начинает потреблять меньше тока, напряжение резко возрастает и убивает его.

Вам нужно что-то получше — напряжение не должно зависеть от тока нагрузки, по крайней мере, не сильно. Следующее простейшее решение, которое приходит вам в голову, — это делитель напряжения. Для этого нужны два резистора, но, эй, если их можно втиснуть, они также могут работать. Еще одна неприятная проблема — в тот момент, когда ваш компонент начинает потреблять слишком большой ток, выход делителя проседает — верхний резистор не может удовлетворить текущую потребность.Теперь вы действительно начинаете желать, чтобы вы узнали об этом в школе. Вы можете исправить это, уменьшив номиналы резисторов, но это заставит два резистора потреблять слишком большой ток, что, вероятно, разрушит ваш текущий бюджет и станет слишком горячим с непосредственным риском отказа.

Что еще можно было сделать? Усиление! Конечно, вам пришлось потратить на это много часов лекций! Почему бы не добавить транзистор NPN в качестве повторителя напряжения? Делитель напряжения смещения можно подключить к базе, вход шины 12 В к коллектору, а выход к компоненту к эмиттеру, и бинго, вы решили проблему!

Конечно, исправление работает, но оставляет неприятное ощущение — вы использовали три части, и при тестировании обнаруживаете, что сбои в шине питания 12 В идеально воспроизводятся на выходе.Конечно, это усилитель, у него нет интеллекта для автокомпенсации. Вы можете заменить нижний резистор делителя напряжения на стабилитрон, но ток, необходимый для правильного смещения стабилитрона (против таких вещей, как температурные коэффициенты и дрейф), почти равен потреблению вашего компонента, что совершенно бессмысленно.

Нет лучшего способа сделать это? Разве нет волшебного черного ящика, в котором было бы все необходимое для эффективного сброса напряжения? Миллионы EEE по всему миру пережили подобные периоды стресса (включая меня!).Конечно, не все проблемы связаны с падением напряжения, но подобные ситуации обычны в лабораториях EEE повсюду!

Но вам повезло — нужный вам компонент существует. Фактически, это одна из первых коммерческих реализаций технологии IC (не считая операционных усилителей) — скромный стабилизатор напряжения .

Если вы когда-нибудь просмотрите техническое описание регулятора напряжения, вы будете поражены схемой, в которой они были упакованы, чтобы понижать напряжение и поддерживать его в чистоте — хороший стабильный регулятор напряжения, усилители с обратной связью и компенсацией. — приличный силовой каскад.Конечно, если мы смогли вместить столько технологий в эти наши телефоны, почему бы не сделать регулировку напряжения в красивом корпусе TO-92?

Они становятся лучше с каждым днем ​​- некоторые из них потребляют не более нескольких наноампер, то есть тысячных миллионных ампер! Более того, другие поставляются с защитой от короткого замыкания и перегрева, что делает их надежными.

Регуляторы напряжения — подробный обзор

Как мы видели в разделе выше, основная задача регулятора напряжения — понижать большее напряжение до меньшего и поддерживать его стабильность, поскольку это регулируемое напряжение используется для питания (чувствительной) электроники.

Регулятор напряжения в основном представляет собой усиленный эмиттерный повторитель, подобный описанному выше — транзистор, подключенный к стабильному опорному источнику, который выдает постоянное напряжение, понижая остальное.

Они также имеют встроенный усилитель ошибки, который измеряет выходное напряжение (снова через делитель), сравнивает его с опорным напряжением, вычисляет разность и соответствующим образом управляет выходным транзистором. Это далеко от делителя напряжения, который точно воспроизводит входной сигнал, хотя и немного меньше.Вы не хотите, чтобы пульсации переменного тока накладывались на вашу шину постоянного напряжения.

Желательно иметь транзистор с высоким коэффициентом усиления, так как управлять силовыми транзисторами очень сложно, с жалким коэффициентом усиления в диапазоне двух цифр. Это было преодолено с помощью транзисторов Дарлингтона, а в последнее время — полевых МОП-транзисторов. Поскольку для управления этими типами требуется меньший ток, общее потребление тока снижается. Это дополняется тем фактом, что внутренний источник опорного напряжения также потребляет очень небольшой ток.

Ток, который регулятор потребляет для управления всей этой внутренней схемой, когда выход не нагружен, называется током покоя. Чем меньше ток покоя, тем лучше.

Эти регуляторы построены с использованием трех транзисторов на силовом выходном каскаде — два из них в конфигурации Дарлингтона, а другой — в качестве устройства ограничения тока. Последовательные переходы CE в сумме дают падение напряжения на регуляторе около 2 В.

Это напряжение известно как напряжение падения, напряжение, ниже которого регулятор перестает регулировать.

Вы можете найти устройства, называемые LDO-стабилизаторами или стабилизаторами с малым падением напряжения, с падением напряжения около 0,4 В, поскольку они используют переключатель MOSFET.

Три терминала регулятора

Достаточно поговорить, теперь о фактических номерах деталей.

Наиболее распространенной серией регуляторов напряжения является серия 78XX .Две цифры после 78 представляют собой выходное напряжение регулятора, например, 7805 — это регулятор 5 В, а 7812 — регулятор 12 В. Выходные напряжения, доступные с фиксированными регуляторами, охватывают широкий диапазон от 3,3 В до 24 В с хорошими значениями, такими как 5 В, 6 В, 9 В, 15 В и 18 В.

Стабилизаторы этой серии отлично подходят для большинства задач, они могут выдерживать почти 30 В на входе и, в зависимости от корпуса, выходной ток до 1 А. Они исключительно просты в использовании — подключите входной контакт к входному напряжению, а выходной контакт — к устройству, которому требуется более низкое напряжение, и, конечно же, контакт заземления к земле.

Здесь развязывающие конденсаторы необязательны, поскольку усилители обратной связи «отклоняют» входные пульсации и шум, следя за тем, чтобы они не передавались на выход. Однако, если ваше устройство потребляет более нескольких десятков миллиампер, рекомендуется не менее 4,7 мкФ на входе и выходе, предпочтительно из керамики.

Интересная вещь, которую делают люди, — на этих регуляторах делают примитивные зарядные устройства для телефонов. Просто подключите батарею 9 В ко входу и соответствующий USB-разъем к выходу, и вуаля, у вас есть аварийное зарядное устройство для телефона.Эта конструкция достаточно прочная, так как на микросхеме встроена термозащита.

Хорошая особенность таких регуляторов напряжения заключается в том, что их распиновка практически универсальна, поэтому возможна их замена. В настоящее время большинство «транзисторных» корпусов на печатных платах представляют собой регуляторы напряжения, которые можно использовать для других проектов, поскольку они очень просты в использовании.

Увеличение выходного тока регуляторов напряжения

Одним из ограничений, которое быстро преодолевает полезность, является выходной ток, который сильно ограничен корпусом и способом его установки.

Существуют сильноточные варианты этих регуляторов, но их сложно найти.

Единственные устройства, способные выдавать большие токи, — это импульсные преобразователи постоянного тока в постоянный, но показатели выходного шума ужасны.

Можно спроектировать собственный сильноточный линейный стабилизатор, но в конечном итоге вы столкнетесь со всеми проблемами, упомянутыми выше.

К счастью, есть способ «захватить» стандартный регулятор с помощью нескольких дополнительных деталей и увеличить выходной ток.

Большинство этих модификаций включают добавление обходного транзистора через стабилизатор и управление базой с входом, как показано на рисунке ниже.

Регулируемые регуляторы

Три концевых стабилизатора довольно хороши и просты в использовании, но что, если вам нужно нестандартное выходное напряжение, такое как 10,5 В или 13 В?

Конечно, более или менее возможно взломать фиксированные регуляторы, но требуемая схема довольно сложна и превосходит основную цель простоты.

Существует

устройств, которые могут выполнять эту работу за нас, самым популярным из которых является LM317.

LM317 похож на любой другой линейный стабилизатор со входом и выходом, но вместо контакта заземления есть контакт, называемый «Adjust». Этот вывод предназначен для получения обратной связи от делителя напряжения на выходе, чтобы на выводе всегда было 1,25 В, изменяя значения сопротивления, мы можем получить разные напряжения. В техническом описании даже сказано: «устраняет запасы множества фиксированных напряжений», но, конечно, это применимо только в том случае, если вы можете позволить себе иметь эти два резистора на борту.

В таких регулируемых регуляторах хорошо то, что при небольшом изменении конфигурации они могут также служить в качестве источников постоянного тока.

Подключив резистор к выходному контакту, а регулировочный штифт к другому концу резистора, как показано на рисунке, регулятор пытается поддерживать постоянное напряжение 1,25 В на выходном резисторе и, следовательно, постоянный ток на выходе. Эта простая схема довольно популярна среди диодных лазеров.

Фиксированные стабилизаторы тоже могут это делать, но напряжения падения неоправданно высоки (фактически, номинальное выходное напряжение). Однако они сработают в крайнем случае, если вы в отчаянии.

Ограничения регулятора напряжения

Самым большим преимуществом линейных регуляторов является их простота; больше нечего сказать.

Однако, как и все хорошие чипы, у них есть свои ограничения.

Линейные регуляторы работают как переменный резистор с обратной связью, сбрасывая ненужное напряжение.При рисовании того же тока, что и нагрузка. Эта потраченная впустую энергия преобразуется в тепло, что делает эти регуляторы горячими и неэффективными при высоких токах.

Например, регулятор 5 В с входом 12 В, работающий на токе 1 А, имеет потерю мощности (12 В — 5 В) * 1 А, что составляет 7 Вт! Это много потраченной впустую энергии, а КПД всего 58%!

Значит, при больших перепадах входного-выходного напряжения или при больших токах регуляторы имеют жалкую энергоэффективность.

Проблема дифференциального напряжения на входе-выходе может быть решена с помощью более чем одного регулятора, подключенного последовательно, с уменьшением выходного напряжения (до желаемого значения напряжения), так что напряжение падает ступенчато.Хотя общая рассеиваемая мощность такая же, как при использовании одного регулятора, тепловая нагрузка распределяется по всем устройствам, снижая общую рабочую температуру.

Ограничения мощности и эффективности можно преодолеть, используя импульсный источник питания, но выбор зависит от приложения, нет четких правил относительно того, где и какой тип источника питания использовать.

Что такое регулятор напряжения? | EAGLE

Регуляторы

, монтаж:

Регулятор напряжения и как он защищает вашу схему

Будь то ваш автомобиль, ноутбук или смартфон, каждое электронное устройство нуждается в защите от скачков напряжения.В наши дни, когда устройства становятся плотнее, чем когда-либо, с такими чувствительными компонентами, как микропроцессоры и интегральные схемы (ИС), даже малейшее изменение напряжения может нанести ущерб вашей тщательно спроектированной схеме. Итак, что может сделать чувствительный компонент, когда он требует защиты? Ему нужен регулятор, чтобы поддерживать стабильное и плавное напряжение от входа к выходу.

Краткий обзор регуляторов напряжения

В мире электронных компонентов регулятор напряжения — один из наиболее широко используемых, но что делает эта ИС? Он обеспечивает схему с предсказуемым и фиксированным выходным напряжением в любое время, независимо от входного напряжения.

LM7805 — один из самых популярных линейных регуляторов напряжения. (Источник изображения)

Как регулятор напряжения решает эту задачу, в конечном итоге зависит от разработчика. Некоторое напряжение можно контролировать с помощью более простого стабилитрона, в то время как для других приложений требуется продвинутая топология линейных или импульсных стабилизаторов. В конце концов, у каждого регулятора напряжения есть первичная и вторичная цель:

.

Первичный: Для создания постоянного выходного напряжения цепи в ответ на изменения условий входного напряжения.У вас может быть 9 В на входе, но если вы хотите только 5 В на выходе, вам нужно будет понизить его (Бак) с помощью регулятора напряжения.

Вторичный : Регуляторы напряжения также служат для экранирования и защиты вашей электронной схемы от любого потенциального повреждения. Меньше всего вам нужно сжечь микроконтроллер, потому что он не справляется с скачком напряжения.

Когда дело доходит до добавления регулятора напряжения в вашу схему, вы обычно работаете с одним из двух типов — линейными регуляторами напряжения или импульсными регуляторами напряжения.Давайте посмотрим, как они работают.

Линейные регуляторы напряжения

Этот тип регулятора действует как делитель напряжения в вашей цепи и представляет собой тип регулятора, обычно используемый при разработке маломощных и недорогих приложений. С линейным регулятором вы получите преимущество силового транзистора (BJT или MOSFET), который играет роль переменного резистора, повышая и понижая выходное напряжение вашей схемы при изменении входного питания.

Независимо от того, какая нагрузка находится в вашей цепи, линейный регулятор напряжения всегда будет идти в ногу, чтобы обеспечить вам постоянное стабильное выходное напряжение.Например, трехконтактный линейный стабилизатор напряжения, такой как LM7805, обеспечивает стабильный выходной сигнал 5 вольт на 1 ампер до тех пор, пока входное напряжение не превышает 36 вольт.

LM705 подключен последовательно для обеспечения стабильного выходного напряжения. (Источник изображения)

Обратной стороной этого типа регулятора в конечном итоге является принцип его работы. Поскольку он ведет себя как резистор для стабилизации напряжения, он в конечном итоге тратит массу энергии на преобразование тока сопротивления в тепло. Вот почему линейные регуляторы напряжения идеально подходят для приложений, в которых требования к мощности невысоки, а разница между входным и выходным напряжениями минимальна.Давайте сравним две разные ситуации регулирования напряжения, чтобы увидеть, как складывается линейный регулятор:

С входным источником 10 В, который понижается до 5 В с помощью LM7805, вы в конечном итоге потратите 5 Вт и получите только 50% эффективности от ваших усилий.

Возьмите тот же регулятор LM7805 и подайте ему входное напряжение 7 вольт, пониженное до 5 вольт, и в конечном итоге вы потратите только 2 ватта и достигнете эффективности 71%.

Как видите, чем ниже начальная потребляемая мощность, тем эффективнее может быть линейный стабилизатор напряжения.При работе с этими регуляторами в вашей собственной схеме вы обычно столкнетесь с двумя вариантами: последовательным или шунтирующим.

Стабилизатор напряжения серии

В этом стандартном стабилизаторе последовательно с нагрузкой установлен транзистор, управляемый стабилитроном. Здесь стабилизатор использует в качестве переменного элемента (в данном случае транзистор), плавно увеличивая или уменьшая сопротивление в зависимости от переменного входного напряжения, чтобы обеспечить стабильное и стабильное выходное напряжение.

Простая схема последовательного регулятора напряжения, обеспечивающая регулируемый выход постоянного тока.(Источник изображения)

Шунтирующий регулятор напряжения

Это приложение работает аналогично последовательному регулятору напряжения, но не подключено последовательно. Все избыточное напряжение по-прежнему отправляется на землю через тот же процесс переменного сопротивления, что снова приводит к потере энергии. Чаще всего шунтирующие регуляторы используются в:

• Прецизионные ограничители тока
• Контроль напряжения
• Источники питания с регулируемым напряжением
• Усилители ошибок
• Цепи источника и потребителя тока
• Импульсные источники питания с низким выходным напряжением

Шунтирующий регулятор напряжения не подключен последовательно, но по-прежнему посылает избыточный ток на землю.(Источник изображения)

В целом, если вы работаете с маломощным и недорогим приложением, в котором эффективность преобразования энергии не является основным приоритетом, то линейный стабилизатор напряжения будет вашим выбором. Вот некоторые окончательные преимущества и недостатки, о которых следует помнить перед выбором линейного регулятора для вашего следующего проекта:

Преимущества	Недостатки
Имеет более низкие электромагнитные помехи и шум, чем импульсные регуляторы	Вариант с очень низким энергопотреблением, если разница между входным и выходным напряжением велика
Быстро реагирует на изменения нагрузки или сетевого напряжения	Часто требует добавления радиатора для рассеивания всей потраченной впустую энергии
Обеспечивает стабильное и стабильное низкое выходное напряжение, идеально подходит для приложений с низким энергопотреблением	У вас нет возможности получить выходное напряжение выше входного

Импульсные регуляторы напряжения

Импульсные регуляторы

идеально подходят, когда у вас большая разница между входным и выходным напряжениями.По сравнению с линейными регуляторами напряжения переключение выигрывает в эффективности преобразования энергии. Однако вся эта дополнительная эффективность также делает вашу схему более сложной.

Вы обнаружите, что импульсные регуляторы имеют совершенно другую внутреннюю схему, в которой для регулирования напряжения используется управляемый переключатель. Вот почему он называется импульсным регулятором.

Как работает импульсный регулятор? Вместо того, чтобы постоянно сопротивляться входному напряжению и посылать его на землю в качестве стока, импульсные регуляторы вместо этого накапливают, а затем доставляют заряд меньшими частями к выходному напряжению на основе обратной связи.Подавая выходное напряжение обратно в переключатель, регулятор постоянно проверяет, нужно ли ему увеличивать или уменьшать синхронизацию порций напряжения для вывода.

Переключение регуляторов становится немного сложнее. (Источник изображения)

Импульсный стабилизатор поддерживает уровень заряда с помощью транзистора, который включается, когда для его накопителя требуется больше энергии, и выключается, когда он достигает желаемого выходного напряжения. Это помогает обеспечить гораздо более энергоэффективный метод управления уровнями выходного напряжения с помощью своего рода плотиноподобной системы, которая не просто сопротивляется потоку входного напряжения, но вместо этого реагирует на изменения напряжения и включение / выключение как нужный.

Однако у этого процесса включения / выключения есть некоторые недостатки. Чем быстрее ваш импульсный регулятор переключается, тем больше времени он потратит на переход из проводящего в непроводящее состояние, что приводит к общему снижению эффективности преобразования. Вы также получите намного больше шума в своей цепи с импульсным стабилизатором, чем с линейным регулятором напряжения.

Однако, в отличие от линейных регуляторов напряжения, импульсные регуляторы гораздо более разнообразны в своих доступных областях применения.Эти регуляторы не просто понижают или повышают ваше напряжение, но также могут инвертировать его. Вот три метода, которыми известны импульсные регуляторы напряжения:

Boosting (Повышающий)

Этот метод обеспечивает более высокое регулируемое выходное напряжение за счет увеличения входного напряжения.

Эта схема увеличивает входное напряжение 5 В до 12 В на выходе. (Источник изображения)

Подкатывающий (понижающий)

Этот метод обеспечивает более низкое регулируемое выходное напряжение на основе переменного входного напряжения, аналогично тому, как работает линейный регулятор.

Эта схема понижает вход 8-40 В, до 5 В на выходе. (Источник изображения)

Повышение / понижение (инвертор)

Этот метод представляет собой своего рода гибрид, предоставляющий разработчику возможность повышать, понижать или инвертировать выходное напряжение по мере необходимости.

В целом, если вы работаете со сложной конструкцией, в которой важна эффективность преобразования мощности, а разница между входным и выходным напряжениями велика, тогда вам подойдут импульсные стабилизаторы.Вот некоторые окончательные преимущества и недостатки, о которых следует помнить, прежде чем выбирать этот регулятор для вашего следующего проекта:

Преимущества	Недостатки
Достигает гораздо более высокой эффективности преобразования мощности, чем линейные регуляторы, 85% +	Производит больше электромагнитных помех и шума, чем линейные регуляторы
Не требует добавления радиатора на вашу плату, экономя место	Требует большей сложности и дополнительных компонентов на вашем макете
Может легко работать с силовыми приложениями, где есть широкий диапазон входных и выходных напряжений	Дополнительные компоненты увеличивают общую стоимость проекта, что не идеально для низкозатратных или бюджетных проектов.

Оставаясь простым — стабилитрон

Многим разработчикам может не понадобиться иметь дело со сложными линейными или импульсными регуляторами напряжения. В этих ситуациях мы можем полагаться на еще более простое решение для регулирования напряжения с помощью стабилитрона. Один только этот компонент в некоторых случаях может обеспечить все необходимое регулирование напряжения, не требуя каких-либо специальных деталей.

Стабилитрон выполняет свою работу, шунтируя все избыточное напряжение выше его порогового значения на землю.Однако вся эта простота имеет ограниченные возможности, и вы обычно будете использовать стабилитроны только в качестве регуляторов напряжения для приложений с очень низким энергопотреблением.

Какой регулятор вам нужен?

Все конструкции уникальны, и нет ни одного универсального регулятора, который удовлетворит потребности каждого инженера. Лучше оценивать каждый новый проект в индивидуальном порядке и задавать себе следующие вопросы:

• Требует ли ваша конструкция требования к низкому выходному шуму и низким электромагнитным помехам? Если это так, то линейные регуляторы — это то, что вам нужно.
• Требуется ли ваша конструкция максимально быстрого реагирования на помехи на входе и выходе? Линейные регуляторы снова выигрывают.
• Есть ли у вашего проекта строгие ограничения по стоимости, и вам нужно учитывать каждый доллар? Линейные регуляторы — это экономичный выбор.
• Ваша конструкция работает на уровне мощности выше нескольких ватт? В этой ситуации импульсные стабилизаторы дешевле, поскольку не требуют радиатора.
• Требуется ли для вашей конструкции высокий КПД преобразования мощности? Импульсные регуляторы — это отличный выбор, обеспечивающий КПД 85% + для повышающих и понижающих применений.
• Ваше устройство работает только от источника постоянного тока, и вам нужно увеличить выходное напряжение? Регуляторы переключения справятся с этим.

Все еще не уверены, какого риэлтора выбрать? Вот некоторые другие детали, которые следует учитывать в разделе Как выбрать лучший стабилизатор напряжения для моей схемы? от Силовой Электроники.

Регуляторы, монтаж вверх

Какое бы устройство вы ни создавали, ему потребуется серьезная защита от колебаний напряжения.Стабилизаторы напряжения — идеальный инструмент для этой задачи, способный обеспечить стабильное выходное напряжение, чтобы ваша схема работала должным образом. В конечном итоге, выбор регулятора напряжения зависит от требований вашей конструкции. Работаете с малопотребляющим и недорогим приложением, где преобразование энергоэффективности не имеет значения? Возможно, вам подойдут линейные регуляторы. Или, может быть, вы работаете над более сложной конструкцией, требующей повышения и понижения напряжения по мере необходимости. Если это так, подумайте о переключении регуляторов.Какой бы регулятор вы ни выбрали, вы защитите свою электрическую цепь от опасностей, связанных с этими напряжениями в дикой природе.

Знаете ли вы, что Autodesk EAGLE включает в себя массу бесплатных библиотек регуляторов напряжения, готовых для использования в вашем следующем проекте? Попробуйте Autodesk EAGLE бесплатно сегодня!

Различные типы регуляторов напряжения и принцип работы

ОСНОВНЫЕ ЗНАНИЯ — РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ Различные типы регуляторов напряжения и принцип работы

22.04.2020 Автор / Редактор: Эммануэль Одунладе / Erika Granath

Регуляторы напряжения — это интегральные схемы, предназначенные для регулирования напряжения на их входе до постоянного фиксированного напряжения на их выходе, независимо от изменений тока нагрузки или входного напряжения.

Связанные компании

Стабилизатор напряжения — это система, предназначенная для автоматического поддержания постоянного уровня напряжения.

(Источник: Adobe Stock)

Электронные конструкции / устройства обычно состоят из различных электронных компонентов, которые иногда работают на разных уровнях напряжения.Таким образом, для надежного удовлетворения требований к питанию конкретной конструкции или различных компонентов конструкции в блоке питания обычно используются регуляторы напряжения для регулирования напряжения в основном источнике до уровня, необходимого для различных секций устройства. .

При проектировании блока питания для любого устройства всегда приходится принимать массу решений. Одним из этих решений, хотя и трудным, является выбор регуляторов напряжения, поскольку они бывают разных «форм и размеров» с разными «прибамбасами», что делает их отличным выбором при использовании в одной цепи, но катастрофой в другие схемы.

В результате выбор правильного регулятора для вашего проекта (и его ограничений) требует тщательного понимания возможных вариантов, и сегодняшняя статья будет посвящена именно этому. Мы оценим различные типы регуляторов напряжения, их принципы работы и определим, когда имеет смысл использовать один перед другим.

Типы регуляторов напряжения

Регуляторы напряжения можно разделить на категории в зависимости от различных факторов, таких как их области применения, напряжения, при которых они работают, механизмы преобразования мощности и многие другие.

В этой статье мы сосредоточимся на активных регуляторах напряжения и классифицируем их на две большие категории в зависимости от механизма, который они используют для регулирования. Эти две категории включают:

• 1. Линейные регуляторы напряжения

• 2. Импульсные регуляторы напряжения

1. Линейные регуляторы напряжения

Линейные регуляторы напряжения используют принципы делителей напряжения для преобразования напряжения на их входе в желаемое напряжение на их выходе.В них используется контур обратной связи, который автоматически изменяет сопротивление в системе, чтобы противодействовать влиянию изменений импеданса нагрузки и входного напряжения, и все это для обеспечения постоянного выходного напряжения.

Типичные реализации линейных регуляторов напряжения включают использование полевых транзисторов в качестве одной стороны делителя напряжения с петлей обратной связи, подключенной к затвору транзистора, управляя им по мере необходимости для обеспечения согласованности выходного напряжения.

Хотя такое использование транзисторов в качестве резисторов помогает упростить конструкцию и реализацию линейных регуляторов, оно в значительной степени способствует неэффективности, связанной с регуляторами.Причина этого в том, что транзисторы преобразуют избыточную электрическую энергию (разницу напряжений между входным и выходным напряжением) в тепло, что приводит к потере мощности в результате нагрева транзисторов.

В ситуациях, когда напряжение на входе или ток нагрузки на выходе слишком высоки, регуляторы могут выделять тепло, которое может привести к его выходу из строя. Чтобы смягчить это, разработчики обычно используют радиаторы, размер которых определяется величиной тока (мощности), проходящего через регулятор.

Еще один момент, о котором стоит поговорить для линейных регуляторов, — это необходимость в том, чтобы напряжение на входе было больше, чем напряжение на выходе, на минимальное значение, называемое напряжением падения. Это значение напряжения (обычно около 2 В) варьируется в зависимости от регулятора и иногда является серьезным источником беспокойства для разработчиков, работающих с приложениями с низким энергопотреблением, из-за потери мощности. Чтобы обойти это, используйте тип линейных регуляторов напряжения, называемых стабилизаторами LDO (с низким падением напряжения), поскольку они разработаны с возможностью работы при разнице между входным и выходным напряжением всего 100 мВ.

Некоторые популярные примеры линейных регуляторов напряжения включают регуляторы напряжения серии 78xx (например, L7805 (5 В), L7809 (9 В)).

Плюсы и минусы линейного регулятора напряжения LM7805

Плюсы

Некоторые преимущества линейных регуляторов напряжения включают: электромагнитных помех и шума

• 3. Быстрое время отклика на изменения тока нагрузки или условий входного напряжения

• 4.Низкие пульсации напряжения на выходе

Минусы

Некоторые недостатки линейных регуляторов напряжения включают:

• 1. Низкий КПД, поскольку большое количество электроэнергии расходуется на тепло

• 2. Падение напряжения требования делают их плохим выбором для приложений с низким энергопотреблением

• 4. Низкий КПД, поскольку большое количество электроэнергии тратится впустую в виде тепла

• 5. Требование о падающем напряжении делает их плохим выбором для приложений с низким энергопотреблением

• 6.Занимают больше места на печатных платах из-за необходимости в радиаторах

2. Импульсные регуляторы напряжения

Хотя они имеют более сложную конструкцию и требуют для работы большего количества сопутствующих компонентов, импульсные регуляторы напряжения являются сверхэффективными регуляторами, используемыми в различных сценариях. где потеря мощности, как в линейных регуляторах, недопустима.

Механизм регулирования напряжения в импульсных регуляторах напряжения включает быстрое переключение элемента, последовательно соединенного с компонентом накопителя энергии (конденсатором или катушкой индуктивности), для периодического прерывания протекания тока и преобразования напряжения из одного значения в другое.Как это делается, зависит от управляющего сигнала от механизма обратной связи, подобного тому, который используется в линейных регуляторах.

В отличие от линейных регуляторов напряжения переключающий элемент находится либо в полностью проводящем, либо в выключенном состоянии. Он не рассеивает мощность и позволяет регулятору достичь высокого уровня эффективности по сравнению с линейными регуляторами.

В базовой реализации импульсного регулятора напряжения используется «проходной транзистор», работающий либо в состоянии отсечки, либо в состоянии насыщения, в качестве переключающего элемента.Когда проходной транзистор находится в состоянии отсечки, через него не протекает ток, как таковая мощность не рассеивается, но когда он находится в состоянии насыщения, на нем появляется незначительное падение напряжения, сопровождающееся рассеиванием небольшого количества энергии. с максимальным током, передаваемым на нагрузку. В результате переключающего действия и экономии энергии в состоянии отключения КПД переключаемых регуляторов обычно составляет около 70%.

Управление на основе переключения и ШИМ дает довольно большую гибкость, что позволяет переключать регуляторы напряжения для работы в разных режимах и существовать в различных типах, в том числе: / Регуляторы повышающего переключения

1.Понижающие импульсные регуляторы напряжения

Понижающие импульсные регуляторы, также известные как понижающие регуляторы, преобразуют высокое напряжение на своих входных клеммах в более низкое напряжение на своих выходных клеммах. Эта операция аналогична работе линейных регуляторов, за исключением того факта, что понижающие регуляторы работают с более высокой степенью эффективности. Изображение, иллюстрирующее расположение компонентов понижающих регуляторов, приведено ниже.

2. Повышающие импульсные регуляторы напряжения

Повышающие импульсные регуляторы, также известные как повышающие регуляторы, могут преобразовывать низкое напряжение на входе в более высокое напряжение на выходе.Их конфигурация является одним из основных различий между линейными регуляторами и импульсными регуляторами, поскольку регулирование не происходит, если напряжение на входе линейных регуляторов напряжения больше, чем напряжение, требуемое на их выходе. Схема, иллюстрирующая повышающие импульсные регуляторы напряжения, представлена ​​ниже.

3. Понижающий / повышающий импульсный регулятор напряжения

Понижающий / повышающий стабилизатор сочетает в себе характеристики двух регуляторов, описанных выше. Он может обеспечивать фиксированное выходное напряжение независимо от разницы (+ или -) между входным и выходным напряжениями.Они очень полезны в аккумуляторных приложениях, где напряжение на входе, которое может быть выше, чем выходное напряжение в начале, со временем снижается до уровня ниже выходного напряжения. Схема, иллюстрирующая импульсный стабилизатор напряжения, представлена ​​ниже:

Плюсы и минусы

Минусы

Какими бы эффективными и совершенными ни казались импульсные регуляторы напряжения, они имеют недостатки, некоторые из которых включают:

• 2. Требуется больше дополнительных компонентов

• 4.Высокие уровни электромагнитных помех и генерации шума, которые могут повлиять на сертификацию продукта при неправильном управлении. Применение импульсных регуляторов может перевесить их недостатки. Вот некоторые из преимуществ:
  • 3. Они могут обеспечивать выходное напряжение, которое больше или меньше входного напряжения
  • 4.Подходит для приложений с низким энергопотреблением
  • 7. Они могут обеспечивать выходное напряжение, которое больше или меньше входного напряжения
  • 8. Подходит для приложений с низким энергопотреблением
  Выбор правильного регулятора напряжения для вашего проекта

  Выбор подходящего регулятора напряжения для вашего проекта обычно не является проблемой выбора между линейным или импульсным стабилизатором напряжения. Выбор между ними можно сделать, просто рассмотрев их плюсы и минусы и решив, какой из них лучше всего подходит вам.Однако другие специфические свойства регулятора (переключающие или линейные) необходимо проверить, чтобы убедиться, что он идеально подходит для вашего проекта. Пять из этих основных свойств описаны ниже:

  1. Выходное напряжение (или диапазон напряжений)

  Это, вероятно, первое, на что следует обратить внимание при работе с регулятором. Убедитесь, что выходное напряжение (или диапазон напряжений) регулятора соответствует требуемому значению для вашего приложения. Для некоторых регуляторов могут потребоваться внешние компоненты для поддержания постоянного выходного напряжения на желаемом уровне напряжения.Все это необходимо подтвердить, прежде чем штамповать регулятор для вашего проекта.

  2. Выходной ток

  Регуляторы напряжения разработаны с учетом конкретных номинальных значений тока. Подключение их к нагрузке с требованиями по току, превышающими их номинальный ток, может привести к повреждению регулятора или неправильной работе нагрузки. Это еще более важно в случае линейных регуляторов напряжения, поскольку ток оказывает прямое влияние на потери мощности.

  Всегда следите за тем, чтобы выбранный вами регулятор выдерживал предполагаемый ток нагрузки.

  3. Диапазон входного напряжения

  Это относится к допустимому диапазону входных напряжений, поддерживаемых регулятором. Обычно это указывается в техническом описании, и как разработчику важно убедиться, что возможное входное напряжение для вашего приложения находится в пределах этого диапазона. Одна из ошибок, которые делают большинство молодых разработчиков по этому поводу, заключается в том, что они сосредотачиваются только на максимальном входном напряжении, забывая, что входное напряжение ниже указанного минимального напряжения может привести к ошибкам регулирования, особенно в случае линейных регуляторов.Знание этих значений поможет вам оценить условия, при которых регулятор выйдет из строя либо из-за чрезмерного тепловыделения в случае линейных регуляторов, либо из-за неисправностей в случае импульсных регуляторов.

  4. Диапазон рабочих температур

  В большинстве технических описаний диапазон рабочих температур определяется как температура окружающей среды (Ta) или температура перехода. Это диапазон температур, в котором регулятор функционирует должным образом. Говоря более конкретно, температура перехода обычно относится к максимальной рабочей температуре транзистора.Напротив, температура окружающей среды относится к температуре окружающей среды вокруг устройства. Оба значения важны, особенно для линейных регуляторов, поскольку они способствуют процессу выбора идеального радиатора для регулятора.

  5. Падение напряжения

  Это важно при выборе линейных регуляторов напряжения. Как объяснялось ранее, падение напряжения относится к величине, на которую входное напряжение должно быть больше, чем выходное напряжение, чтобы произошло регулирование.Хотя это может быть неважным фактором для большинства приложений, для приложений, в которых важны эффективность и низкое энергопотребление, имеет смысл использовать регуляторы напряжения с низким падением напряжения.

  Другие факторы, такие как эффективность, размер корпуса, переходная характеристика и потенциальные электромагнитные помехи / шум, также должны быть приняты во внимание.

  В заключение, простой способ решить, какой регулятор использовать, — это сначала решить, будет ли линейный или импульсный регулятор напряжения лучшим выбором, исходя из их плюсов и минусов.После этого уровня принятия решения можно будет провести дальнейшие исследования свойств регулятора, так как это может повлиять на вашу конструкцию. Как бы ни казалась иногда такая должная осмотрительность ненужной, она может иметь решающее значение для успеха вашего проекта.

  (ID: 46489302)

  Заменить регулятор напряжения | Услуги генератора

  Замена регулятора напряжения

  Основы работы с генератором Генератор вырабатывает напряжение за счет электромагнитной индукции.Электромагнитная индукция возникает, когда проводник проходит через магнитное поле. Когда проводник проходит через магнитное поле, магнитные силовые линии (поток) обрезаются. Между двумя концами проводника индуцируется напряжение. Если проводник подключен к замкнутой электрической цепи, течет ток.

  Напряжение, индуцированное в проводнике, определяется количеством линий отсечки магнитного потока с учетом количества времени, необходимого для перерезания линий. Проводник скорости движется через магнитное поле, и сила магнитного поля определяет выходное напряжение.

  Рабочая скорость двигателя и генератора постоянна для поддержания частоты. Это означает, что для управления напряжением необходимо контролировать величину магнитного поля.

  Регулятор напряжения Каждая система выработки электроэнергии требует средств управления напряжением и / или током, вырабатываемым генератором. Возможны различные конфигурации системы возбуждения, включая измерение и управление мощностью генератора.
  Генераторы, вырабатывающие переменный ток, обычно используют систему регулирования напряжения возбудителя.Эта конфигурация поддерживает ток возбуждения генератора при переменных электрических нагрузках.

  Обычно используется замкнутая система обратной связи. Выходное напряжение сравнивается с опорным напряжением. Сигнал ошибки используется для изменения возбуждения генератора.

  Регуляторы напряжения (рис. 1) бывают разных исполнений. Генераторы меньшего размера могут располагать регулятор напряжения на стороне генератора. По мере увеличения размера генератора изменяется стиль и расположение регулятора напряжения.

  Опытный персонал Generator Source заменил регуляторы напряжения на генераторах от самых маленьких до самых больших из имеющихся.Мы можем назначить время для проверки и / или замены вашего регулятора напряжения.

  Регуляторы напряжения

  , цепь регулятора напряжения, линейный регулятор напряжения

  Успешно стабилизируйте цепь с помощью высококачественного регулятора напряжения. Они являются неотъемлемой частью большинства повседневных продуктов и систем, в которых используется электрическая цепь. Фактически, в большинстве случаев необходимо несколько таких регуляторов напряжения.

  Если вы ищете конкретный регулятор напряжения 5 В или 12 В или вам нужен автоматический регулятор напряжения для работы, над которой вы работаете, просмотрите ассортимент здесь, в Allied Electronics. Мы храним продукцию ведущих мировых производителей, и каждый регулятор изготовлен по высочайшим стандартам.

  Прочтите, чтобы узнать больше о регуляторах напряжения и их использовании.

  Что такое регулятор напряжения?

  Регулятор напряжения — это интегральная схема (ИС), которая используется для создания и поддержания постоянного выходного напряжения.Они делают это, преобразуя входное напряжение в фиксированное выходное. Это выходное напряжение остается фиксированным независимо от любых изменений, которые вносятся в условия входа или нагрузки. Это означает, что регулятор будет поддерживать выходной сигнал, на котором он установлен.

  Регуляторы напряжения используются по двум причинам. Первый — регулировать — или, в некоторых случаях, изменять — выходное напряжение в цепи. Второй — поддерживать постоянное выходное напряжение при требуемом токе.

  Как работают регуляторы напряжения?

  Для поддержания выходного напряжения регуляторы сравнивают этот выходной сигнал с точным опорным напряжением.Это сравнение используется для настройки устройства пропускания, которое управляет и поддерживает выходную величину. Этот процесс контролирует и поддерживает напряжение, проходящее через цепь в точках, где размещены регуляторы напряжения.

  Знание того, какие входные и выходные напряжения вам нужны, поможет вам решить, какой тип регулятора вам нужен. Это либо понижающие регуляторы, которые предлагают выходной сигнал ниже входного напряжения, либо повышающие, когда выходное напряжение выше входного.

  Самый распространенный тип регулятора напряжения — понижающий, поэтому выходной сигнал должен быть меньше входного напряжения. Например, если ваш регулятор напряжения вводит 12 В и выдает 5 В, ваш регулятор напряжения является типичной конфигурацией.

  Какие бывают типы регуляторов напряжения?

  Следует знать два типа регуляторов напряжения:

  • Линейные регуляторы напряжения

  Они идеально подходят для тех, кто хочет понизить напряжение.Это экономичный вариант, который к тому же бесшумный, что делает их популярным выбором.

  Они используются как для повышения, так и для понижения напряжения и обеспечивают высокую энергоэффективность, поэтому они распространены среди тех, кто работает с усовершенствованными схемами.

  Где используются регуляторы напряжения?

  Если питание не может работать от напряжения батареи или внешнего адаптера постоянного / переменного тока, необходимы регуляторы напряжения. Они являются ключевым компонентом в электрических цепях, которым требуется определенное входное и выходное напряжение.Входное и выходное напряжение, а также выходной ток являются ключевыми факторами при выборе регулятора напряжения.

  Они используются во многих повседневных приложениях, а также в промышленных условиях. Они используются в компьютерах, зарядных устройствах и автомобилях, обычно в генераторе переменного тока автомобиля. В более промышленных масштабах регуляторы напряжения используются в электростанциях в ситуациях, когда схема управляет выходной мощностью установки.

  Почему стоит выбрать Allied Electronics для регуляторов напряжения?

  В Allied Electronics есть ряд регуляторов напряжения, предназначенных для стабилизации цепи.Вы обнаружите, что мы являемся ведущим авторизованным дистрибьютором в Северной Америке и имеем на складе продукцию известных производителей, включая Microchip Technology Inc., ON Semiconductor и NTE Electronics.

  Если у вас возникнут вопросы, наша команда всегда готова помочь. Свяжитесь с нами, и мы поможем вам познакомиться с продуктами. Вы также можете найти совет в нашем центре содержания для экспертов.

  Назад к основам: выбор идеального регулятора

  Регулятор напряжения выполняет две функции: изменение входного напряжения на другой уровень на выходе и регулирование (поддержание постоянного выходного напряжения, несмотря на изменение условий нагрузки).Регуляторы постоянного и постоянного тока являются ключевым компонентом любой энергосистемы, поэтому выбор правильного регулятора имеет решающее значение для разработки оптимального решения.

  Хотя инженеры понимают функции регулятора, менее опытным инженерам часто бывает трудно выбрать лучший регулятор для своего применения. В этом сообщении в блоге определены критерии, которые может использовать любой, кто не является опытным разработчиком электроэнергии, чтобы выбрать идеальный регулятор.

  Понижающий, повышающий или понижающий-повышающий регулятор?

  Есть три основных категории:

  • Buck — регуляторы с выходным напряжением ниже, чем на входе
  • Boost — регуляторы с выходным напряжением выше, чем на входе
  • Понижающий-повышающий — регуляторы, которые могут обеспечивать выходное напряжение, которое выше, ниже или такое же, как входное

  В большинстве приложений напряжение понижается от шины к нагрузке, поэтому обычно используются понижающие стабилизаторы.Другие приложения требуют увеличения напряжения с помощью повышающего регулятора: например, если мощность постоянного тока должна передаваться по длинному кабелю, потери I ² R можно уменьшить, повысив напряжение перед передачей, а затем снова понизив его на Загрузка. В аккумуляторных батареях пониженно-повышающие регуляторы часто используются для обеспечения постоянного стабильного напряжения, преодолевая изменение выходного напряжения, которое проявляется как зарядка и разрядка аккумуляторов.

  Номинальные входы и выходы

  Многие системы предъявляют четкие требования к входному и выходному напряжению — например, вам может потребоваться понизить шину 12 В до 3.3В. Для многих приложений в наличии будет подходящий регулятор, отвечающий требованиям к напряжению.

  Очевидно, что регулятор должен обеспечивать мощность, необходимую нагрузке. Мощность регулятора обычно определяется максимальным выходным током.

  Диапазоны ввода и вывода

  Хотя приложениям часто требуется определенное напряжение, для других требуется регулируемый выход. Это может быть связано с изменением нагрузки — например, в части испытательного оборудования — или может быть, что нагрузка питается по длинному кабелю, и напряжение необходимо подрезать немного выше, чем требуется нагрузке, чтобы компенсировать падение напряжения на кабеле.

  Диапазоны входного напряжения особенно важны для таких приложений, как системы с батарейным питанием. В автомобильном применении аккумулятор с номинальным напряжением 12 В может выдавать 12,5 В при полной зарядке и падать до 10 В или меньше по мере разряда аккумулятора. Регулятор с узким входным диапазоном может больше не работать при падении напряжения батареи, а это означает, что полная емкость батареи не может быть использована. Поэтому обеспечение достаточно широкого диапазона входных сигналов является важным критерием при выборе регулятора.

  Выбор регуляторов с широким входом также имеет еще одно преимущество: они также могут снизить затраты на складские запасы, поскольку один регулятор может использоваться в различных ситуациях.

  Эффективность

  Эффективность — один из критериев для большинства проектируемых сегодня энергосистем. Выбор регулятора с высокими потерями мощности может сделать почти невозможным достижение целей эффективности. Также важно помнить, что эффективность регулятора не является постоянной: обычно эффективность регулятора резко падает по мере увеличения коэффициента понижения или повышения и уменьшения тока, потребляемого на выходе.

  Современные регуляторы, например, на основе топологии переключения при нулевом напряжении (ZVS) Vicor, по своей сути обладают высокой эффективностью и более стабильны во всем рабочем диапазоне.

  Шум

  Импульсные регуляторы обеспечивают высокий КПД, но схема переключения генерирует шум. В некоторых системах, особенно с чувствительными аналоговыми компонентами, шум источника питания может ограничивать общую производительность. Излишний электронный шум также может затруднить получение сертификата ЭМС.

  Как и в случае с эффективностью, топология регулятора является ключом к достижению низкого уровня шума: гораздо проще использовать компонент, который не генерирует шум, чем пытаться отфильтровать этот шум. ZVS, например, представляет собой топологию с мягким переключением, которая по своей сути является малошумной, что упрощает разработку высокопроизводительных систем.

  Формат и упаковка

  Сегодня электронные системы часто имеют ограниченное пространство. Даже если цель не состоит в том, чтобы сделать систему как можно меньше, например, продукты, размещенные в стандартных 19-дюймовых стойках, уменьшение размера системы питания позволяет использовать сэкономленное пространство для добавления дополнительных функций.

  При любом расчете размера следует также учитывать периферийные компоненты, необходимые для регулятора. За счет более высокого уровня интеграции и высокой частоты переключения размер и количество периферийных компонентов могут быть уменьшены, что потенциально может обеспечить большую экономию места, чем простой выбор регулятора в меньшем корпусе.

  Доступные типы пакетов не только определяют необходимое пространство: часто пакеты меньшего размера могут быть расположены ближе к нагрузке, что обеспечивает более точное регулирование нагрузки и более быструю реакцию на переходные процессы.

  Помимо размера, важным фактором может быть вес, особенно в тех случаях, когда оборудование может перемещаться. Примеры таких систем варьируются от переносного переносного оборудования до автомобильной электроники и дронов.

  Рабочая температура и тепловые характеристики

  Регуляторы

  не могут быть эффективными на 100%, поэтому они всегда будут рассеивать тепло, которое необходимо отводить. Если требуется радиатор, это может значительно увеличить как размер, так и вес системы питания.Неспособность рассеять тепло также может повлиять на производительность системы и другими способами: например, в системах освещения или отображения, если регулятор вызывает повышение температуры светодиодов, это снизит интенсивность и изменит длину волны и, следовательно, оттенок светодиода. свет произведен.

  Регулятор должен надежно работать во всем диапазоне температур, которым он может подвергаться. В целом, более эффективные регуляторы смогут работать при более высоких температурах, поскольку им не нужно рассеивать столько тепла, но продукты от разных поставщиков могут сильно различаться, поэтому важно проверять технические характеристики.

  Дополнительные возможности

  В дополнение к критериям, описанным выше, вашему приложению может потребоваться определенная функциональность, которая может ограничить выбор. Примеры этих дополнительных функций:

  • Возможность параллельного подключения: если регуляторы могут быть подключены параллельно, то могут быть получены более высокие выходные токи. Не все регуляторы могут иметь параллельные выходы, поскольку во многих топологиях это вызовет нестабильность.
  • Постоянный выходной ток: в аккумуляторных приложениях для питания нагрузки требуется постоянное напряжение, но для зарядки требуется постоянный ток.Некоторые регуляторы предлагают выходы, которые можно настроить как на постоянный ток, так и на постоянное напряжение, что делает их идеальными для этих систем.
  • Плавный запуск: возможность медленно наращивать напряжение помогает обеспечить стабильность системы питания, даже когда к выходу регулятора подключена большая емкость.
  • Защита от перенапряжения: регуляторы, которые имеют защиту, гарантирующую, что они не могут выдавать напряжение, превышающее заданное выходное напряжение, гарантируют, что нагрузка не будет повреждена даже во время неисправности.Другая схема защиты может отключить регулятор, если входное напряжение выходит за пределы допустимого диапазона.
  • Переходная характеристика: некоторые нагрузки быстро изменяют требуемый им ток. Быстрый переходный отклик гарантирует, что регулятор может выдавать необходимую мощность без больших выходных конденсаторов для хранения энергии.

  Заключение

  Хотя регуляторы концептуально являются простыми компонентами — они принимают напряжение на входе и подают другое напряжение на выходе — существует множество факторов, которые определяют лучший регулятор для вашего приложения.Тщательное рассмотрение критериев, изложенных выше, поможет выбрать идеальный регулятор для вашей системы.

  .

  No related posts.