Yoga-mgn.ru

Строительный журнал
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как работает стабилизатор напряжения — основные параметры и функции

Как работает стабилизатор напряжения — основные параметры и функции

Стабилизатором напряжения называется устройство, к которому подключается напряжение на его вход, с неустойчивыми и нестабильными свойствами для нормальной работы потребителей. На выходе прибора напряжение имеет необходимые качества и свойства, способствующие нормальному функционированию нагрузки потребителей.

Стабилизаторы постоянного тока

Питание сети постоянного тока требует выравнивания при входном напряжении ниже или выше допустимого предела. При протекании тока по стабилизатору, оно выравнивается до необходимой величины. Также схему стабилизатора можно выполнить со сменой полярности питания.

Линейные

Такой прибор является делителем, на который поступает нестабильное напряжение, а на его выходе напряжение выравнивается и имеет необходимые свойства. Его принцип действия состоит в постоянном изменении значения сопротивления для создания выровненного питания на выходе.

  • При эксплуатации отсутствуют помехи.
  • Простое устройство с малым числом деталей.
  • При значительной разнице выходящего и входящего питания линейный стабилизатор показывает малый КПД, так как значительная часть производимой мощности переходит в тепло и расходится на сопротивлении.

Параметрический

Такое исполнение прибора с контрольным элементом, подключенным параллельно нагрузке, выполнено на полупроводниковых и газоразрядных стабилитронах.

По стабилитрону проходит ток, который выше в десять раз тока на резисторе. Поэтому такая схема подходит для стабилизации питания только в маломощных устройствах. Чаще всего его применяют в качестве составного компонента преобразователей тока со сложной конструкцией.

Последовательный

Работа прибора видна на изображенной схеме.

Эта схема соединяет два компонента:

  1. Биполярный транзистор, повышающий ток. Он является эмиттерным повторителем.
  2. Параметрический стабилизатор, рассмотренный выше.

Выходное напряжение не зависит от проходящего по стабилитрону тока. Однако оно зависит от вида вещества полупроводника. По причине сравнительной независимости этих величин выходное напряжение получается устойчивым.

При протекании по транзистору напряжение на выходе прибора повышается. При применении одного транзистора напряжение может не удовлетворить потребителя. В этом случае выполняют прибор из нескольких транзисторов, чтобы повысить ток до необходимой величины.

Компенсационный последовательный

Компенсационный последовательный стабилизатор имеет обратную связь. В нем выходное напряжение сравнивается с эталоном. Разница между ними нужна для создания сигнала устройству, контролирующему напряжение.

С сопротивления снимается некоторое количество выходного напряжения, сравнивающееся с основным значением стабилитрона. Эта разница поступает на усилитель и подается на транзистор.

Устойчивое функционирование создается при сдвиге фаз. Так как часть напряжения на выходе поступает на усилитель, то оно сдвигает фазу на угол 180 градусов. Транзистор, подключенный по типу усилителя, фазы не сдвигает, и петлевой сдвиг равен 180 градусов.

Импульсные

Электрический ток, обладающий неустойчивыми свойствами, с помощью коротких импульсов поступает на устройство накопления стабилизатора, которым является конденсатор или катушка.

Накопленная энергия далее выходит на потребитель с другими свойствами. Есть два способа стабилизации:

  1. Управление длиной импульсов.
  2. Сравнение выходного напряжения с наименьшим значением.

Импульсный стабилизатор может изменять напряжение с разными результатами. Их делят на виды:

  • Инвертирующий.
  • Повышающе-понижающий.
  • Повышающий.
  • Понижающий.
  • Малая потеря энергии.
  • Помехи в виде импульсов на выходе.

Стабилизаторы переменного напряжения

Такие приборы предназначены для выравнивания переменного напряжения независимо от его параметров входа. Выходное напряжение должно быть в виде идеальной синусоиды, независимо от входных дефектов питания. Различают несколько видов стабилизаторов

Накопители

Это стабилизаторы, накапливающие энергию от входного источника, а далее энергия создается снова, однако уже с постоянными параметрами.

Двигатель-генератор

Принцип работы стабилизатора напряжения такого типа состоит в изменении электроэнергии в кинетический вид, применяя электродвигатель. Далее генератор снова производит обратное изменение, уже с постоянными параметрами.

Основным компонентом системы является маховик, накапливающий энергию и выравнивающий напряжение. Он соединен с подвижными элементами генератора и двигателя, имеет большую массу, инерцию, которая сохраняет быстродействие. Так как скорость маховика постоянная, то напряжение также будет постоянным, даже при малых перепадах напряжения на входе.

Феррорезонансный

  • Конденсатор.
  • Катушка с ненасыщенным сердечником.
  • Катушка индуктивности с насыщенным сердечником.

К катушке с сердечником насыщенным приложено постоянное напряжение, и не зависит от тока, поэтому можно подобрать данные второй катушки и емкости для стабилизации питания в необходимых пределах.

Работа такого устройства сравнивается с качелями. Их трудно сразу остановить, или сделать скорость качания выше. Качели также не нужно постоянно подталкивать, так как инерция делает свое дело. Поэтому могут быть значительные падения и обрыв питания.

Инверторный

Схема такого прибора состоит:

  • Преобразователь напряжения.
  • Микроконтроллер.
  • Емкость.
  • Выпрямитель с регулятором мощности.
  • Фильтры входа.

Принцип работы инверторного стабилизатора заключается в протекании 2-х процессов:

  1. Вначале входное переменное напряжение изменяется в постоянное при прохождении по выпрямителю и корректору. При этом электроэнергия накапливается в емкостях.
  2. Далее постоянное напряжение изменяется в переменное на выходе. Из емкости ток течет к инвертору, трансформирующему ток в переменный с постоянными данными.

Стабилизатор напряжения Ресанта С1000

Гарантия и сервис
официальная гарантия в фирменном сервисном центре

Описание

Стабилизаторы напряжения от «Ресанта»

Современную жизнь человека уже невозможно представить без применения различных электроприборов, будь то телевизор дома или компьютер на работе. И все эти дорогостоящие устройства работают, получая питание из электросети, напряжение в которой зачастую бывает нестабильным. Для обеспечения правильной и эффективной работы, а также предохранения от выхода их из строя, уже очень многие люди используют стабилизаторы напряжения, которые обеспечивают получение стабильного электропитания.

Компания «Ресанта» выпустила линейку стабилизаторов напряжения С500, С1000, С1500 и С2000, предназначенных для автоматического поддержания заданного напряжения, которые различаются максимальными значениями мощности и тока. Выбирая стабилизатор, вы должны точно представлять, на какую суммарную мощность нагрузки он будет применяться.

Далее речь пойдет о стабилизаторе напряжения Ресанта С1000, который рассчитан на мощность нагрузки 0,75 кВт при входном напряжении более 190 В.

Итак, что же такое Ресанта С1000? Это однофазный релейный стабилизатор с цифровым дисплеем, разработанный по международным стандартам для того, чтобы защитить подключенные устройства от нестабильности электроэнергии сети. Этот стабилизатор найдет свое применение, как для работы в домашних условиях, будь то квартира или загородный дом, так и для работы в офисе или небольшой мастерской. С помощью С1000 компьютерная, офисная техника и бытовые однофазные электроприборы будут обеспечены стабильным напряжением.

Релейные стабилизаторы напряжения

Прежде чем переходить к рассказу об особенностях этого стабилизатора, стоит сказать несколько слов о том, как работают стабилизаторы напряжения релейного типа вообще и С1000 в частности. Не для кого не секрет, что стабилизатор – это устройство, поддерживающее выходное напряжение в заданном диапазоне при изменении входного. В релейных стабилизаторах за это поддержание отвечает электронная схема, которая измеряет напряжение на входе и сравнивает его с необходимым на выходе, и вольтдобавочная катушка, которая с помощью реле добавляет или вычитает необходимое количество вольт до входного напряжения, посредством подключения той или иной обмотки. Вот, вкратце как происходит поддержание требуемого напряжения на выходе стабилизатора. Из вышесказанного вытекает, что выходное напряжение может изменяться только ступенчато, поэтому важной особенность стабилизатора релейного типа является количество возможно подключаемых обмоток. А от этого, в свою очередь, будет зависеть, как точно поддерживается выходное напряжение и с какой скоростью происходит реагирование на скачки входного.

Ресанта С1000

С1000, как и все модели серии, выполнен в прочном компактном корпусе прямоугольной формы, который обеспечивает класс защиты IP 20, что разрешает применять его при относительной влажности не ниже 80 %. Если взглянуть на корпус с лицевой стороны, то в верхней части можно увидеть выключатель, который позволяет быстро включать и отключать устройство по необходимости, и автоматический предохранитель. Ниже, расположены пять выходных евророзеток, соединенных с «землей», первые две из которых подключены в обход стабилизации для подключения энергоемких потребителей, стабильность сети для которых не критична. И три, имеющие стабилизированное напряжение. Под розетками расположился небольшой электронный дисплей, на котором можно видеть информацию о выходном напряжении, а при нажатой кнопке, находящейся рядом, – о входном. Здесь же находится кнопка задержки и индикационные лампы, сигнализирующие о наличии питания, задержки и перегрузки. Говоря о корпусе, необходимо так же упомянуть и об охлаждении, которое в С1000 осуществляется естественным образом посредством специальных отверстий, способствующих отводу теплого воздуха. Вот собственно и все о конструкции данной модели, пора переходить к основным параметрам и особенностям.

Говоря об особенностях модели, к числу основных из них, несомненно, стоит отнести быстроту, с которой стабилизатор реагирует на изменение напряжения на входе – скорость реагирования на скачки составляет (5 – 7) мс. Входное напряжение может изменяться в диапазоне от 140 до 260 В, при этом стабилизированное напряжение на выходе (220 В) обеспечивается с погрешностью всего ± 8 %. Так же необходимо отметить, что стабилизатор при своей работе потребляет малое количество электроэнергии, создавая при этом низкий уровень шума. Коэффициент полезного действия С1000 достигает 97 %. Этот стабилизатор оснащен защитами от перенапряжения, если напряжение в сети поднимается выше рабочего диапазона, и от пониженного напряжения, если напряжение в сети опускается ниже рабочего диапазона.

Так же имеется тепловая защита от перегрева, которая срабатывает, если суммарная мощность подключаемых устройств становится выше номинальной мощности стабилизатора. При этом загорается индикатор на лицевой стороне корпуса, сигнализирующий о перегрузке.

Отдельно стоит рассказать о функции задержки подачи напряжения на выход стабилизатора, активизируемой с помощью нажатия на соответствующую кнопку, о которой уже упоминалось ранее. Это необходимо при подключении оборудования, которое периодически включается и отключается с заданными интервалами. Индикатор задержки сигнализирует при этом о включении через определенные промежутки времени.

Если вы задумались о вреде, который могут нанести короткое замыкание и скачки напряжения питания вашему оборудованию, и хотите защитить его, обеспечив стабильным электропотреблением при работе, гарантируя тем самым службу в течение длительного времени, вам никак не обойтись без применения стабилизаторов напряжения. Ресанта 1000, как нельзя лучше, справиться со всеми ставящимися перед ним задачами и позволит безбоязненно запитывать ваши электрические устройства.

Читать еще:  Насадка Для Бензопилы Для Продольного Распила Бревна

Автоматический стабилизатор напряжения Ресанта С1000

  • Производитель: РЕСАНТА
  • Модель: С1000
  • Артикул: 63/6/32
  • Гарантия: 1 год

без предварительного заказа, по следующему адресу:

Резервировать

Резерв товара

  • Описание
  • Характеристики
  • Отзывы (4)

Автоматический стабилизатор напряжения Ресанта С1000 предназначен для автоматического поддержания напряжения, обеспечивает эффективное электропитание любой техники, защищая от возможных повреждений и сбоев. Модель разработана для защиты техники от аварийных перебоев электроэнергии, для работы в домашних условиях, в загородном доме, в офисе и небольших промышленных комплексах. Прибор реализует уверенную производительность бытовых устройств в условиях нестабильного напряжения.

Особенности модели:

  • Регулирование выходного напряжения;
  • Высокая скорость производительности;
  • Установленный вольтметр контролирует выходное напряжение;
  • Автоматическое отключение нагрузки в условиях выхода за диапазон выходного напряжения и при коротком замыкании.

Принцип работы

Стабилизатор работает по следующей схеме автоматика осуществляет замер напряжения, сравнивает его с требуемым значением и коммутирует с соответствующим отводом автотрансформатора при помощи реле.

Общие сервисные функции стабилизатора

  • Регулировка выходного напряжения в широком диапазоне, дискретным способом без искажения формы сигнала.
  • Широкий диапазон входных напряжений 140-260 В.
  • Высокое быстродействие.
  • Автоматическое отключение нагрузки при превышении предельных значений выходного напряжения (максимального и минимального).
  • Автоматическое отключение нагрузки при коротком замыкании.
  • Автоматическое подключение нагрузки при восстановлении выходного напряжения в пределах рабочего диапазона.

Стабилизатор Ресанта C 1000 имеет мощность 900 Вт, данной мощности хватает, чтобы питать отдельные потребители, или несколько потребителей, но суммарное потребление не должно превышать установленный мощностной номинал. Диапазон входных напряжений стабилизатора 140-260 Вольт, но при понижении входного напряжения ниже 190 Вольт начинается потеря выходной мощности, при минимальном входном напряжении 140 Вольт выходная мощность сократиться на 50% и составит 450 Вт.
Рекомендуем выбирать модель стабилизатора напряжения с небольшим запасом по мощности, который позволит создать резерв для подключения нового оборудования.

При длительных превышениях допустимых значений входного напряжения система защиты отключит выходное напряжение, а сам стабилизатор уйдет в режим защиты. При перегреве стабилизатора так же произойдёт аварийное отключение выходного напряжения. Максимальное температурное значение обмотки трансформатора может достигать 70 °С, нагрев трансформатора напрямую зависит от температуры окружающей среды. Стабилизатор так же защищён от короткого замыкания при помощи предохранителя.

  • Автоматический стабилизатор напряжения С1000 — 1 шт.
  • Инструкция по эксплуатации — 1 шт.
  • Инструкция по эксплуатации: Ресанта С1000 (pdf, 302KB)

Я покупала стабилизатор специально для офиса своего, недавно переехала в новое офисное помещение, а оно оказалось с проблемами в виде сильно прыгающего напряжения в электросети. Я же девушка и для меня естественно первый критерий и определяющий это стильно ли он смотрится)) Так вот этот выглядит очень даже хорошо, красиво, вошел как будто так всю жизнь простоял) По весу небольшой, по размерам тоже не особо габаритный, я его удачно поставила в углу офиса. У меня пока техники не так много, в общем то стоят и постоянно работают кофемашина, небольшой телевизор да и два ноутбука с хорошей мощностью. В целом стабилизатора на это количество техники более чем хватает. Хоть он и размеров маленьких, но мощность у него что надо! На экранчике показывается непрерывно напряжение на выходе, а при нажатии на нужную кнопку вы сможете пронаблюдать за входным напряжением. А стабилизировать и правда есть что, у меня падает уровень тока бывает и до 150 вольт, а потом взлетает до 210 сразу же и выше, поэтому стабилизатор был необходим. Сейчас наблюдаю периодически за уровнем на выходе, вроде постоянно стабильное и без резких движений. В общем рада, что приобрела и сейчас точно переживаний меньше испытываю за сохранность электроники.

Я брала его одновременно с покупкой компьютера, мощного и дорогого, в магазине предложили сразу же купить к нему еще и стабилизатор для того чтобы обезопасить по максимуму его от поломки, сгорания и прочих не приятностей такого характера. Я подумала и решила, что это хорошая идея, поэтому будет не лишним его приобрести и подстраховаться. В магазине было довольно много моделей начиная от очень дешевых до очень дорогих. Хотела взять подороже, действуя по принципу «чем дороже тем надежней», но консультанты мне сказали, что стабилизатор от Ресанты по параметрам не уступает самым дорогим, а по цене намного более привлекателен для обычных покупателей. В целом после недели использования могу сказать, что держит он напряжение хорошо, выравнивает тоже здорово! Шумов лишних нет, сплю спокойно если на ночь оставляю. За свой компьютер я спокойна, спасибо продавцам, что позволили мне сэкономить лишние деньги и производителю за такой качественный товар!

По размерам он не очень большой, мне по крайней мере подходит идеально, есть хорошее и главное нужное табло где показан уровень выходного и входного напряжение и еще некоторые нужные параметры. Не перегревается, а при сильных нагрузках включается отличная система охлаждения, при это звуков лишних не издает даже в моменты сильной нагрузки. Я его купил специально для защиты своих самых дорогих устройств это телевизора, кондёра и компьютера, потому что с напряжением в нашем поселке мягко говоря беда. То падает то поднимаеться, причем не угадаешь никогда в какой момент что произойдет. Вот и решил обезопасить себя и свою технику. Подключил прямо к ним, могу сказать что с достаточно хорошей высокой скоростью равняет всякие скачки. Сразу предупрежу людей, которым прямо важен чтобы точность показаний была вольт в вольт, то здесь есть небольшие погрешности особенно для исходящего напряжения, показывает на 5-7 вольт меньше, чем на самом деле оно есть. Но это сделано специально я так полагаю и на работоспособность как самого стабилизатора, так и подключенных устройств вообще негативно не сказывается. В общем и целом я спокоен за свою дорогую технику и советую покупать его людям с такой же проблемой.

Работает у меня 4 месяца и пока я не скажу, что были какие-то проблемы. Наоборот несколько раз даже я видел, как падало напряжение, а он тут же реагировал и стабилизировал его до нормального. В общем вижу толк в его покупке. Недавно понадобился второй стабилизатор в другой дом, решил купить другую модель не у Ресанты, а у другого производителя. Вроде по деньгам примерно одинаковые стоимости, но она оказалась такой ужасной что я и представить не мог… В итоге просто купил второй такой же от Ресанты. Сейчас живу и не тужу.

Стабилизаторы напряжения

Это устройства для автоматического поддержания напряжения на уровне 220 В при его высоких или низких значениях в питающей электросети. Защищают от его резких и значительных скачков и перепадов, фильтруют входные помехи и обеспечивают качественное электропитание приборов и оборудования в пределах их паспортных характеристик, тем самым повышая надёжность их эксплуатации и продлевая срок службы.

Выпускаются однофазные (220 В) и трёхфазные (380 В) стабилизаторы напряжения. Они подразделяются на несколько типов в зависимости от принципа работы, рабочих и эксплуатационных характеристик. Единственный их недостаток — они не могут питать электроприборы как при слишком глубоких провалах (менее 80-90 вольт) и перенапряжения (более 310-320 вольт) электросети, так и при отключениях электричества.

Типы, устройство и принцип работы

Феррорезонансные стабилизаторы напряжения. Были разработаны в середине 60 годов прошлого века, их принцип работы основано на использовании явления магнитного насыщения ферромагнитных сердечников трансформаторов или дросселей. Применялись такие устройства для регулировки напряжения питания бытовой техники (телевизор, радиоприёмник, холодильник и т.п.).

Феррорезонансный стабилизатор напряжения

Их преимущество заключается в высокой точности 1-3% и быстрой (для того времени) скорость регулирования. Недостаток — повышенный уровень шума и зависимость качества стабилизации от величины нагрузки. Современные устройства лишены этих недостатков, но стоимость их равна или выше стоимости ИБП (Источника Бесперебойного Питания) на такую же мощность, вследствие чего они широкого распространения в качестве бытовых не получили.

Электромеханические стабилизаторы напряжения. В 60-80-е годы прошлого века для регулирования напряжения применялись автотрансформаторы с ручной корректировкой (ЛАТР), вследствие чего приходилось постоянно следить за вольтметром (стрелочный или светящаяся линейка) и, при необходимости, вручную крутить ползунок с токосъёмными щётками. В настоящее время принцип работы автоматизирован с помощью электродвигателя с редуктором (сервопривода).

Электромеханический стабилизатор напряжения

Единственные достоинства электромеханических стабилизаторов напряжения — низкая цена и хорошая точность регулировки 2-3%. Недостатков много — низкая скорость регулирования из-за инерционности двигателя и повышенный уровень шума: шумит электродвигатель и редуктор, и практически постоянно, т.к. отслеживаются изменения с шагом 2-4 вольта. Плюс к этому, добавляется повышенный износ механический частей и недолгий общий ресурс работы устройства в целом, что подтверждается сроком гарантии всего в 1 год. Также при резком увеличении значений сети часто кратковременно отключается нагрузка, т.к. стабилизатор не успевает погасить этот скачок, и напряжение на ней превышает максимально допустимое значение.

Вследствие всего вышесказанного получили распространение как дешёвые стабилизаторы для питания недорогой домашней электротехники.

Электронные стабилизаторы напряжения. Наиболее широкий класс устройств ступенчатого регулирования, обеспечивающих исключительное постоянство электропитания нагрузки с заданной точностью в широких пределах изменения входной сети. Принцип работы основан на автоматическом переключении секций автотрансформатора с помощью силовых ключей (реле, тиристоры, симисторы).

Структурная схема электронного стабилизатора напряжения

К их достоинствам можно отнести: высокое быстродействие, очень широкий входной диапазон, отсутствие искажения формы напряжения, высокий КПД, низкий уровень шума (только от вентиляторов охлаждения). Точность стабилизации определяется количеством ступеней регулирования и, в зависимости от модели, может составлять от 5 до 0.5%, а некоторые модели даже имеют возможность коррекции в пределах 210-230 вольт для лучшей адаптации к импортному оборудованию. Необходимо особо отметить высокую надёжность 3-х фазных конфигураций, где каждую фазу в отдельности регулирует независимый однофазный блок.

Читать еще:  Набор инструмента Makita DK1475X3 (дрель-шуруповерт, лобзик)

Электронный стабилизатор напряжения

Несмотря на высокую стоимость, электронные стабилизаторы напряжения — это оптимальное соотношение цена/качество, и они заслуженно нашли наибольшее распространение на рынке высококачественных электроприборов.

Инверторные стабилизаторы напряжения. Самый молодой тип регуляторов, начал выпускаться во второй половине 10-х годов нашего столетия. Как и ИБП (источник бесперебойного питания), принцип работы основан на двойном преобразовании сетевого напряжения: сначала оно выпрямляется а затем заново преобразуется в переменное. Их достоинства, в общем, такие же, как и у электронных стабилизаторов, но есть два существенных положительных отличия. Во-первых, они не содержат трансформаторов и поэтому имеют небольшой вес и габариты, а во-вторых, они ещё стабилизируют и частоту тока! К недостаткам можно отнести то, что в трёхфазных моделях при неполадках в любом контуре регулирования фазы два остальных тоже отключаются.

Инверторный стабилизатор напряжения

В общем, у инверторных стабилизаторов напряжения есть определённое будущее и существенный сектор применения

Основные характеристики

Мощность, отдаваемая в нагрузку, у качественных стабилизаторов эта характеристика постоянна и составляет 100% во всём рабочем диапазоне входного напряжения; в дешёвых моделях она будет падать пропорционально его снижению и может достигать 50-60% от номинала при значениях в сети 150-170 вольт. Запас по мощности должен составлять 25-30% от максимальной подключенной нагрузки.

Диапазон входного напряжения. Наряду с точностью стабилизации, является важнейшей характеристикой стабилизатора. Состоит из двух категорий:

  • рабочий — когда отклонения питающей электросети находятся в допустимых пределах, при которых на выходе обеспечивается заявленная величина стабилизации, например 220±5%;
  • предельный — когда стабилизатор переходит в режим компенсации сетевого напряжения, при котором его значения на выходе могут отличаться от номинала 220 В в большую или меньшую стороны до 15-18%. При превышении предельного диапазона, он обесточит нагрузку, сам при этом оставаясь подключенным к сети для её контроля, и при её возвращении обратно в рабочий, самостоятельно опять подаст напряжение в подключенные приборы.

Точность стабилизации выходного напряжения гарантируется только в рабочем входном диапазоне и может составлять 0,5-7% в зависимости от модели стабилизатора.

Перегрузочная способность — это устойчивость к кратковременным перегрузкам от электроприборов, имеющих высокие пусковые токи (например, электродвигатель погружного насоса, холодильника и т.п.).

Защита от перегрузки и короткого замыкания на выходе. В случае перегрузки стабилизатора напряжения, когда с него начинает сниматься мощность значительно превышающая номинальную в течение определённого периода времени (от 0,1 сек. до 1 мин. или немного более), срабатывает система защиты (время срабатывания зависит от величины перегрузки), которая отключит стабилизатор и тем самым предотвратит его поломку. Если в нём заложен функционал однократного повторного включения, то он снова включится в работу спустя некоторое время. Если при повторном включении перегрузка не устранилась, то он отключится окончательно, и уже потребуется вмешательство человека для выявления и устранения причин перегрузки или короткого замыкания.

Выходной контактор. В случае аварии стабилизатора или резкого импульсного скачка входного напряжения, он мгновенно отключит электроприборы и предотвратит их перегорание.

Коррекция выходного напряжения. Наличие в некоторых моделях стабилизаторов возможности задания специальных значений на выходе в диапазоне 210-230 вольт, что помогает решить одновременно несколько проблем:

  • возможно установить западный стандарт 230В для импортных электроприборов, без подобной функции возможны сбои в их работе;
  • для ламп накаливания можно установить 210 вольт, что значительно увеличит срок их службы, световой же поток останется в пределах, заявленных производителем.

Автоматическое включение стабилизатора при возврате входного напряжения в рабочий диапазон. Т.к. стабилизатор отключает нагрузку в случае выхода параметров электросети за предельные значения, он должен также автоматически и подключать её, если входное напряжение вернулось в рабочие пределы, иначе придётся это делать вручную.

Наличие на входе и выходе стабилизатора напряжения фильтров подавления импульсных помех. Это полезная функция, которая защитит электроприборы от помех в радиочастотном диапазоне.

Климатическое исполнение. Большинства выпускаемых стабилизаторов напряжения имеют защиту IP20 и предназначены для установки в помещениях с температурой окружающей среды +5…+35°С, с относительной влажностью воздуха 35-90%, с атмосферой, не содержащей пыли, водяных брызг и т.д. Если температура будет опускаться ниже 0°С, потребуется установка в шкаф с подогревом. Начиная с 2012 года ведущие производители начали выпуск стабилизаторов со специальной климатической обработкой внутренних узлов, рассчитанных на температуру эксплуатации от -40 до +40°С.

Гарантийный и реальный срок службы. Ведущие производители дают 5-6 летнюю гарантию на свои стабилизаторы напряжения, а общий срок их службы с неизменностью рабочих характеристик составляет не менее 12-13 лет.

Компенсационные стабилизаторы

Компенсационные стабилизаторы напряжения позволяют получить постоянное напряжение с минимальным значением пульсаций и шума, поэтому эти стабилизаторы применяются в узлах радиоаппаратуры, наиболее чувствительных к помехам. Более того! Если раньше в радиоэлектронном устройстве применялся один источник стабильного напряжения, а потребители разделялись пассивными RC фильтрами, то теперь экономически выгоднее вместо фильтрующих RC-цепочек поставить интегральные стабилизаторы напряжения.

Следует отметить, что при написании этой статьи я решал непростую дилемму. С одной стороны в настоящее время на рынке предлагается огромное количество готовых микросхем стабилизаторов напряжения. С другой стороны для правильного выбора и применения этих микросхем нужно понимать как они работают. Именно поэтому сначала познакомимся с принципами работы компенсационного стабилизатора, а только потом рассмотрим особенности применения готовых микросхем. Структурная схема компенсационного стабилизатора приведена на рисунке 1.


Рисунок 1. Структурная схема компенсационного стабилизатора напряжения

Стабилизация выходного напряжения в компенсационном стабилизаторе происходит при помощи отрицательной обратной связи. Выходное напряжение может измениться под влиянием входного напряжения или изменения тока нагрузки. Оно сравнивается с опорным высокостабильным напряжением и при несовпадении осуществляется его подстройка под заданное значение.

В процессе работы компенсационного стабилизатора транзистор, который применяется в качестве регулировочного элемента, изменяет свое внутреннее сопротивление. На этом сопротивлении по закону Ома осуществляется падение напряжения ΔUРЭ. При этом напряжение падает ровно настолько, чтобы на выходе получилось требуемое напряжение питания. Это означает, что при применении компенсационного стабилизатора входное напряжение всегда должно быть больше выходного.

В схеме, приведенной на рисунке 1, коэффициент передачи элемента регулирования Kр определяет зависимость выходного напряжения от входного. Для хорошего стабилизатора чем меньше будет этот коэффициент, тем лучше. Пульсации входного напряжения не смогут пройти на выход стабилизатора. Поэтому в элементе регулировки обычно входное напряжение подается на коллектор биполярного транзистора или сток полевого транзистора. Эталонное напряжение Uэт обычно не совпадает с выходным напряжением стабилизатора, поэтому между его выходом и схемой сравнения ставится делитель напряжения с коэффициентом деления Kд. Для получения необходимого коэффициента стабилизации между устройством сравнения и регулирующим транзистором ставится усилитель постоянного тока, который усиливает сигнал ошибки ΔUE. Общий коэффициент петлевого усиления в данной схеме можно определить следующим образом:

(1)

Принцип работы компенсационного стабилизатора лучше пояснить по принципиальной схеме. Подобная схема, выполненная на двух транзисторах, приведена на рисунке 2.


Рисунок 2. Принципиальная схема простейшего компенсационного стабилизатора напряжения

В этой схеме в качестве регулирующего элемента использован транзистор VT1, включенный по схеме с общим коллектором. Схема сравнения реализована на транзисторе VT2. Ток этого транзистора зависит от разности напряжений между базой и эмиттером. В качестве эталонного источника напряжения применен параметрический стабилизатор на резисторе R1 и стабилитроне VD1. Выходное напряжение поступает на базу транзистора VT2 через делитель напряжения R3, R4.

Если напряжение на выходе стабилизатора по каким либо причинам возросло, то транзистор VT2 приоткрывается и напряжение на его коллекторе уменьшается. К коллектору VT2 подключена база транзистора VT1, следовательно, уменьшится и напряжение на выходе стабилизатора (вернется к заданному значению). Аналогичным образом схема отрицательной обратной связи отработает и при уменьшении напряжения на выходе.

Следует заметить, что от транзистора VT1 требуется обеспечивать большой коэффициент усиления по току, поэтому в современных стабилизаторах, таких как иностранные микросхемы 7805 или КР142ЕН5 отечественного производства, в качестве этого транзистора применяется составной транзистор по схеме Дарлингтона.


Рисунок 3. Схема Дарлингтона

Коэффициент усиления усилителя, собранного на транзисторе VT2, сильно зависит от сопротивления R2. Чем больше будет это сопротивление, тем больше Kу, и, следовательно, коэффициент стабилизации. Кроме того, через это сопротивление на базу транзистора VT1 поступают пульсации входного напряжения Uвх. С этой точки зрения тоже следует увеличивать сопротивление резистора R2. Однако в результате может не хватить тока для работы транзисторов VT1 и VT2. Поэтому в современных стабилизаторах вместо обычного резистора применяются генераторы тока. Чаще всего токовое зеркало.


Рисунок 4. Принципиальная схема токового зеркала

В результате получается схема, подобная схеме стабилизатора с фиксированным выходным напряжением 7805. Конечно, существуют микросхемы стабилизаторов с регулируемым выходным напряжением, однако подобная функция приводит к усложнению схемы и снижению параметров стабилизатора, поэтому выгоднее подобрать готовый стабилизатор на необходимое напряжение.


Рисунок 5. Принципиальная схема компенсационного стабилизатора 7805

Несмотря на достаточно сложную внутреннюю схему, применять такой стабилизатор чрезвычайно просто. Его схема включения приведена на рисунке 6


Рисунок 6. Принципиальная схема стабилизатора, реализованного на микросхеме 7805

Микросхемы, выполненные по этой схеме выпускаются большинством ведущих фирм мира. В качестве примера можно назвать LM7805 фирм Texas Instruments, STMicroelectronics, Fairchild Semiconductor, способную выдавать выходной ток более 1,5 А. Имеется отечественный аналог — стабилизаторы КР142ЕН5В. В названии приведенной микросхемы стабилизатора цифры 78 означают, что это стабилизатор, а цифры 05 означают, что он формирует на выходе напряжение 5 В. Соответственно стабилизаторы 7803 будут формировать напряжение 3.3 В, микросхема 7809 сформирует на выходе напряжение 9В, микросхема 7812 обеспечит напряжение 12В.

Так как через силовой транзистор (элемент регулировки) протекает весь ток нагрузки, то на нем выделяется тепловая энергия, которую необходимо рассеять в окружающем пространстве. Поэтому обычно этот стабилизатор размещается на радиаторе. Для удобства крепления микросхема выполняется в специально разработанном корпусе TO-220, который даже без радиатора способен рассеять до 1 Вт тепла.

Читать еще:  Фрезерование кромочным фрезером рисунка на фанере


Рисунок 7. Примеры компенсационных стабилизаторов, выполненных на микросхеме 7805

В ряде случаев такой большой ток не требуется, поэтому были разработаны микросхемы маломощных стабилизаторов напряжения. Наиболее распространены микросхемы LM78L05. Эти микросхемы выпускаются в малогабаритных корпусах, таких как SOIC, SOT-89, DSBGA или TO-92. Отечественные малогабаритные стабилизаторы — КР1157. Их схема включения не отличается от схемы, приведенной на рисунке 6, но конструкция совершенно другая.


Рисунок 8. Примеры компенсационных стабилизаторов, выполненных на микросхеме 78L05

Как видно из приведенных примеров, компенсационные стабилизаторы нашли широкое применение в современных компьютерах, сотовых телефонах и рациях.

Дата последнего обновления файла 21.05.2019

  1. Сажнёв А.М., Рогулина Л.Г., Абрамов С.С. “Электропитание устройств и систем связи”: Учебное пособие/ ГОУ ВПО СибГУТИ. Новосибирск, 2008г. – 112 с.
  2. Алиев И.И. Электротехнический справочник. – 4-е изд. испр. – М.: ИП Радио Софт, 2006. – 384с.
  3. Гейтенко Е.Н. Источники вторичного электропитания. Схемотехника и расчёт. Учебное пособие. – М., 2008. – 448 с.
  4. Электропитание устройств и систем телекоммуникаций: Учебное пособие для вузов / В.М.Бушуев, В.А. Деминский, Л.Ф. Захаров и др. – М.,2009. – 384 с.
  5. Компенсационный стабилизатор напряжения. Расчёт стабилизатора напряжения (meanders.ru)
  6. LDO-преобразователи с низким током собственного потребления и малым падением напряжения (compel.ru)
  7. Одноканальные LDO-стабилизаторы малой мощности компании Texas Instruments (rlocman.ru)
  8. 3 Pin 1.5A Fixed 5V Positive Voltage Regulator (ti.com)
  9. 1A LOW DROPOUT POSITIVE FIXED 2.5V REGULATOR (gaw.ru)

Вместе со статьей «Компенсационные стабилизаторы» читают:

Ответы на часто задаваемые вопросы по стабилизаторам напряжения

Почему выходит из строя бытовая техника?

Почему летом в самый пик жары новый кондиционер работает плохо? Почему вечером, когда долго пишешь или читаешь при включенной лампе интересную книжку начинает болеть голова?

Мы привыкли, что, если любой электроприбор (фен, чайник, лампа) включить в розетку, он начинает работать. Но всегда ли он работает так как надо? В чем причина частых поломок электроприборов, выхода из строя электроламп, «зависания» или внезапных перезагрузок компьютера?

Ответ: некачественное напряжение в нашей электросети.

Качество напряжения в сети характеризуется тремя основными параметрами: величина (220 Вольт), частота (50 Герц) и форма – идеальная синусоида. Однако, в реальной жизни эти параметры непостоянны. Чем больше их отклонение от стандарта, тем вероятнее, что наши электроприборы быстро выйдут из строя или будут плохо работать.

Причиной этого является изношенное оборудование наших электросетей, электрических станций и трансформаторных подстанций

Что можно сделать, чтобы исправить ситуацию?

Простейшее решение – приобрести в магазине стабилизатор напряжения и подключить к нему наиболее чувствительные электроприборы в доме (телевизор, компьютер, холодильник или кондиционер). Стабилизатор напряжения – это устройство, которое поддерживает величину напряжения постоянной и равной 220 Вольт. Конечно, при покупке нужно согласовать мощность ваших электроприборов и мощность, на которую рассчитан стабилизатор. Мощность стабилизатора должна быть больше мощности нагрузки на 20-30%.

Стабилизатор щелкает при работе и ненадолго тускнеют лампочки. Почему это происходит и что делать?

Описываемые эффекты позволяют сделать вывод, что

а) у вас установлен релейный стабилизатор, при переключении реле он издаёт характерные щелчки

б) некоторые (или все) лампочки в вашем доме — лампы накаливания или галогенные, а моргают они поскольку уровень напряжения выравнивается ступенчато

Что здесь можно сделать?

1. Если стабилизатор щелкает часто, значит проблема в вашей сети — частые скачки напряжения. Релейный стабилизатор в этом случае — верное решение. Тут есть 2 способа избавиться от щелчков и мерцания:

— поменять стабилзатор на тиристорный. Он будет также быстро реагировать на скачки напряжения, при этом делать это бесшумно и никак не влияя на работу лампочек. Единственный момент, стоят тиристорные стабилизаторы значительно дороже релейных

— не менять стабилизатор, смириться со звуком или поставить его в менее досягаемое место. А лампочки можно поменять на светодиодные или энергосберегающие. Тогда моргать они не будут.

2. При наличии сомнений в характере проблем в сети, вызовите электрика для проверки. Если определится, что напряжение не скачет, а постоянно находится выше или ниже нормального уровня, тогда можно установить электромеханический стабилизатор нужного диапазона. Он будет регулировать напряжение более плавно, без щелканья и моргания лампочек. Он тоже не бесшумный, но его шум менее импульсный и не так режет ухо.

Как подключить стабилизатор к сети?

Стабилизаторы мелкой мощности от 500 до 3000 ВА подключаются к сети очень просто — достаточно воткнуть шнур в розетку. После этого стабилизатор готов к работе, к нему можно подключать бытовые приборы.

Стабилизаторы можностью юолее 2000 — 3000 ВА подключаются в сеть через клеммы. Мы не рекомендуем устанавливать их самостоятельно, лучше обратиться к профессиональным электрикам.

Несколько подробнее об установке стабилизаторов читайте в статье.

Что такое «байпас»?

Байпас — режим работы стабилизатора, при котором напряжение проходит сквозь него, никак не изменяясь, то есть в обход основной функции прибора — стабилизации. Байпас обычно устанавливается на стабилизаторы мощностью больше 2000 — 3000 ВА, которые подключаются к сети не через розетку, а клеммами. Понятно, что выключение стабилизатора, подключенного таким образом, потребует больших действий, чем просто вынуть шнур из розетки.
Этот режим может понадобиться в следующих случаях:

  • стабилизатор какое-то время не будет нужен. Например, при отъезде в отпуск, когда работающими остаются только самые основные электроприборы, которые требуют постоянного электроснабжения.
  • если планируется временно использовать нагрузку, превышающую мощность стабилизатора.
  • если перепады напряжения случаются только в определенное время (например, по вечерам, или в выходные), а в другое время напряжение нормальное и без стабилизатора.
  • если стабилизатор фиксирует слишком низкие/высокие показатели входного напряжения и отключает технику, но вы всё равно намерены использовать какую-то часть устройств.

Какой стабилизатор лучше — электромеханический, релейный или тиристорный?

У каждого вида стабилизаторов есть свои плюсы и минусы. Нельзя сказать, что какой-то из них лучше других по всем характеристикам.

Электромеханические, например, больше подходят для сетей с постоянно пониженным/повышенным напряжением и славятся своей точностью стабилизации. Но они регулируют напряжение медленно, то есть не смогут оперативно среагировать на большой перепад в сети. Они также имеют в своём устройстве две движущиеся щётки, которые могут со временем истереться.

Релейные стабилизаторы очень быстро реагируют на скачки напряжения, поэтому лучше всего подходят для сетей с подобными проблемами. К тому же их можно использовать при минусовых температурах до -30 ˚С. Однако, от этого страдает точность стабилизации, при переключении с реле на реле могут помаргивать лампочки накаливания, а сами стабилизаторы пощелкивают.

Тиристорные стабилизаторы всем хороши. Они быстры, надёжны, бесшумны, точны и долговечны. Но при всех достоинствах и цена их заметно выше, чем на другие виды стабилизаторов.

Поэтому мы советуем исходить не из вопроса «какой лучше?», а из существующих в сети проблем, того, где будет применяться стабилизатор и имеющегося бюджета для этой покупки.

Нужен дешевый и надёжный стабилизатор. Какой выбрать?

На этом графике представлена зависимость надёжности стабилизатора от его цены. К сожалению, такого сочетания, как дешёвый и надёжный одновременно, не существует.

с повышением качества и надёжности стабилизатора напряжения растёт и его цена

Надёжность стабилизатора напряжения напрямую зависит от качества деталей, качества производственного процесса и инженерных разработок. Чем более качественны детали и оборудование, на котором производится стабилизатор, тем он, соответственно, и дороже. Конечно, учитывая требования современного покупателя, производители стремятся удешевить производство без существенных потерь в качестве и усовершенствовать приборы без заметного его удорожания. Но если стабилизатор стоит очень дёшево — это повод засомневаться в его качестве, ведь чудес не бывает.

В нашем магазине вы можете найти:

  • стабилизаторы приемлемого качества за разумные деньги — Upower, Энергия АСН, Райдер.
  • стабилизаторы с оптимальным соотношением цена-качество — Энергия Voltron, Энергия Hybrid, Энергия New Line.
  • очень надёжные и качественные тиристорные стабилизаторы — Энергия Classic и Энергия Ultra.

Какой нужен стабилизатор — однофазный или трёхфазный?

1. если у вас однофазная сеть, то выбор очевиден — подойдёт только однофазный стабилизатор.

2. если сеть трёхфазная и от неё нужно будет питать хотя бы один трёхфазный прибор — подойдёт только трёхфазный стабилизатор.

3. А вот если к трёхфазной сети будут подключаться только однофазные устройства и приборы — то её можно одинаково надёжно защитить либо одним трёхфазным стабилизатором, либо тремя однофазными. Три однофазных в этом случае будут даже более правильным выбором, поскольку это даст более равномерно распределить нагрузку по фазам. К тому же, защита будет качественнее, при проблемах на одной фазе, две другие (а, соотвественно, и подключенная к ней техника) этого не почувствуют.

Зачем нужен стабилизатор напряжения?

Большинство современной бытовой техники, электроприборов, электроинструмента или специального оборудования имеет в своём техпаспорте прописанную норму качества потребляемого напряжения. Это могут быть значения с ±3 % до ±10% погрешности от нормального (220В). И если напряжение будет меньше или больше этих границ, то это может привести к сокращению срока службы прибора, а то и к его выходу из строя.

К сожалению, российские электросети далеки по состоянию от идеальных. В городе, конечно, ближе к норме, но и здесь бывают случаи, когда чувствительная аппаратура требует отсутствия даже самых минимальных перепадов в сети. За городом же и по области проблемы пониженного, повышенного, а то и скачущего напряжения повсеместны.

Вот стабилизаторы напряжения как раз и предназначены, чтобы выравнивать высокое, низкое или скачущее напряжение до нормальных 220В. Таким образом, они продлевают жизнь электротехническим устройствам и в целом снижают стоимость их обслуживания, поскольку уменьшается вероятность поломок, а срок замены отдельных узлов и деталей, наоборот, возрастает.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector