8-3842-33-85-00 - магазин жидких обоев

г. Кемерово, Рынок "Привоз" бокс №1

Как выбрать стабилизатор напряжения: Выбор стабилизатора напряжения | Стабилизаторы напряжения | Блог

Стабилизаторы напряжения для дома и дачи: как выбрать, какой лучше

В современных частных домовладениях количество электроприборов увеличивается в соответствии с ростом потребностей хозяина. Холодильник, плита и духовой шкаф, телевизор, стиральная машина, пылесос, компьютеры, чайник — это ставшие уже привычными потребители электричества. А еще посудомоечная машина, мультиварка, хлебопечка, кофемашина — список пополняется с каждым днем. Нагрузка на электрические сети растет, особенно за чертой города, в дачных или коттеджных поселках, где перепады напряжения в сети являются обычным явлением. Защитить сложную и дорогую электронику от таких скачков поможет стабилизатор напряжения.


Локальные и общие стабилизаторыСтабилизаторы напряжения для дома и дачи: как выбрать, какой лучше

Если напряжение «гуляет» в небольших пределах и большая часть техники работает нормально, а проблемы есть только у какой-то части более чувствительной аппаратуры, имеет смысл поставить локальные стабилизаторы — на конкретные линии или на отдельные устройства.


Содержание

По количеству фаз

Питание в доме может быть однофазным и трехфазным. С однофазными (на 220 В) все ясно: нужен однофазный стабилизатор. Если в доме/квартире три фазы, есть варианты:



  • Если есть аппаратура, которая подключается сразу к трем фазам, то стабилизатор напряжения для дома нужен трехфазный.
    Схема подключения стабилизатора к однофазной цепиСтабилизаторы напряжения для дома и дачи: как выбрать, какой лучше
  • Если аппаратура подключается только к одной из фаз, нужны однофазные стабилизаторы на каждую из фаз. Причем мощность их не обязательно должны быть одинаковой, так как нагрузка обычно распределена неравномерно.

На трехфазные цепи можно поставить три однофазныхСтабилизаторы напряжения для дома и дачи: как выбрать, какой лучше

Выбрать стабилизатор напряжения для дома или дачи по этому принципу несложно. Но определиться надо обязательно.

Выбор мощности

Чтобы выбрать стабилизатор напряжения для дома, первым делом надо рассчитать его мощность. Проще всего ее определить по автомату, который стоит на доме или линии. Например, входной автомат стоит на 40 А. Рассчитываем мощность: 40 А * 220 В = 8,8 КВа. Чтобы агрегат не работал на пределе возможностей, берут запас по мощности 20-30%. Для данного случая это будет 10-11 КВа.


Выбор мощности стабилизатора зависит от суммарной мощности сети или подключаемых к нему приборовСтабилизаторы напряжения для дома и дачи: как выбрать, какой лучше

Также рассчитывается мощность локального стабилизатора, который ставим на отдельный прибор. Но тут в расчет берем максимальный потребляемый ток (есть в характеристикам). Например, это 2,5 А. Далее считаем по описанному выше алгоритму. Но если в оборудовании есть мотор (холодильник, например), то надо учитывать пусковые токи, которые в разы превышают нормативные. В этом случае рассчитанные параметры умножают на 2 или 3.

При подборе мощности не путайте кВА с кВт. Если коротко, то 10 кВА при наличии на нагрузке емкостей и индуктивностей (то есть для реальных сетей практически всегда) не равны 10 кВт. Цифра реальной нагрузки меньше, а насколько меньше — зависит от коэффициента индуктивности (может также быть в характеристиках). Под конкретный прибор рассчитать все просто — надо умножить на коэффициент, а вот для сети все сложнее. Просто если видите цифру в кВА, берите запас порядка 15-20%. Примерно такова реактивная составляющая в среднем.

Точность стабилизации

Точность стабилизации показывает, насколько «ровным» будет напряжение на выходе. Приемлемым считается +-5%. С таким допуском нормально работает отечественная техника, а вот для импортной надо лучше стабилизированное напряжение. Итак, все стабилизаторы, которые имеют точность меньше +-5% — это замечательно, все что хуже — лучше не покупать.

Точность стабилизации — один из первых параметров, на которые надо обратить внимание.



Диапазон входного напряжения: предельный и рабочий

В характеристиках есть две строчки: предельный диапазон входного напряжения и рабочий. Это две разные характеристики, которые отображают разные параметры устройства. Предельный диапазон — это тот, при котором устройство будет хоть как-то корректировать напряжение. Оно не всегда вытянет его до нормы, но хотя-бы не отключится.


Предельный диапазон указывают не всегда, но есть рабочийСтабилизаторы напряжения для дома и дачи: как выбрать, какой лучше

Рабочий диапазон входного напряжения — это, как раз, тот разбег, при котором устройство должно выдавать заявленные параметры (с той самой точностью стабилизации).


Нагрузочная и перегрузочная способность

Очень важная характеристика, на которую надо обязательно обращать внимание. Нагрузочная способность показывает какую нагрузку может «потянуть» стабилизатор напряжения для дома при работе на нижней границе. Есть такие модели, которые выдают заявленную мощность на 220 В. То есть тогда, когда она совсем не нужна. А вот на нижнем пределе в 160 В могут работать только с половинной нагрузкой. Результат — работая при пониженном напряжении он может перегореть. Даже если вы взяли его с запасом мощности.


Нагрузочную и перегрузочную способность надо запрашивать дополнительно.
Обычно в технических характеристиках ее нетСтабилизаторы напряжения для дома и дачи: как выбрать, какой лучше

Перегрузочная способность не менее важна. Она показывает, как долго может он работать с превышением нагрузки. Параметр важен даже если оборудование вы брали с хорошим запасом по мощности. По этому параметру можно опосредованно определить качество деталей и качество сборки. Чем выше перегрузочная способность, тем более надежно оборудование.

Виды, плюсы, минусы

Стабилизаторы напряжения есть разных видов, делают их из компонентов разного типа — электромеханических, электронных. Часть из них имеет электро-механическое управление, часть-электронное. Чтобы правильно подобрать оборудование, надо иметь представление о достоинствах и недостатках.


Видов и типов стабилизаторов напряжения для дома много…Стабилизаторы напряжения для дома и дачи: как выбрать, какой лучше

Электронные (симисторные)

Собираются на симисторах или термисторах. Имеют несколько ступеней регулировки, которые подключаются/отключаются в зависимости от входного напряжения. Переключение может происходить при помощи электронного ключа (работает бесшумно, но это более дорогие модели) или электронного реле (при срабатывании есть звук).

К плюсам электронных стабилизаторов относят высокую скорость реакции (время включения одной ступени около 20 мсек). Электронные ключи срабатывают очень быстро, подключая нужное количество ступеней коррекции или отключая их. Второй положительный момент — тихая работа. Шуметь тут нечему — работает электроника.


Сравнение основных типов стабилизаторовСтабилизаторы напряжения для дома и дачи: как выбрать, какой лучше


Минусы тоже есть. Первый — низкая точность стабилизации. В этой категории вы не найдете моделей, который выдают напряжение с погрешностью менее 2-3%. Это просто невозможно, так как регулировка ступенчатая и погрешность довольно высока. Второй недостаток — высокая цена. Симисторы стоят немало, а их столько, сколько ступеней. То есть, чем больше ступеней и вше точность регулировки, тем дороже будет оборудование.


Электромеханические

Собираются на основе электромагнитной катушки, по которой бегает бегунок. Положение бегунка изменяется при помощи мотора или реле. Плюс электромеханического стабилизатора — невысокая цена и высокая точность стабилизации. Недостаток — низкое быстродействие — параметры меняются медленно. Второй минус — довольно громкая работа.

Аппараты с мотором работают тише, но корректировка происходит медленно. Среднее время реакции — 20 В за 0,5 секунды. При резких скачках аппарат просто не успевает изменять напряжение. Есть у стабилизаторов этого типа еще одна неприятность — перенапряжение. Возникает, в той ситуации, когда ранее упавшее напряжение резко приходит в норму. Стабилизатор не успевает среагировать, в результате на выходе имеем скачок, прием бывает он до 260 В, а это губительно для техники. Для того чтобы избежать подобной ситуации, на выходе ставят защиту по напряжению (автомат по напряжению), который просто отключает питание.


Электро-механические — недорогие, надежные, но с малой скоростью коррекцииСтабилизаторы напряжения для дома и дачи: как выбрать, какой лучше

Если электромеханический стабилизатор напряжения для дома собран на основе реле, время срабатывания меньше, но при работе они шумят, да и регулировка не плавная а ступенчатая. Это значит, что они имеют более низкую точность стабилизации. Зато нет перенапряжения и нет необходимости думать о дополнительной защите. Чтобы не путаться, эти устройства называют релейные стабилизаторы именно так они описаны в большинстве случаев.

Есть и еще один не самый приятный момент у электромеханических стабилизаторов напряжения для дома или квартиры: они быстрее изнашиваются, требуют регулярной профилактики (раз в пол года).

Феррорезонансные

Это самые громоздкие из стабилизаторов. Имеют малое время отклика, высокую надежность и стойкость к помехам. Коэффициент стабилизации средний (порядка 3-4%), что неплохо.


Ферро-резонансные стабилизаторы напряжения не слишком популярны из-за больших габаритов и массыСтабилизаторы напряжения для дома и дачи: как выбрать, какой лучше

Но на выходе напряжение имеет искаженную форму (не синусоида), работа зависит от изменений частоты в сети, отличается большой массой и габаритами. Обычно используется как первая ступень стабилизации, если одним устройством добиться нормального напряжения не получается.

Инверторные

Это один из видов электронных приборов, но его работа и внутреннее устройство очень сильно отличаются от описанных выше, потому эта группа рассматривается отдельно.


В инверторных стабилизаторах напряжения происходит двойное преобразование сначала переменный ток превращается в постоянный, затем обратно в переменный, который подается на корректор коэффициента мощности, где и происходит его стабилизация. В результате на выходе имеем идеальную синусоиду со стабильными параметрами.


Блок-схема инверторного стабилизатора напряженияСтабилизаторы напряжения для дома и дачи: как выбрать, какой лучше

Инверторный стабилизатор напряжения для дома это, пожалуй, лучший на сегодня выбор. Вот его плюсы:

  • Широкий рабочий диапазон стабилизации. Нормальный показатель — от 115-290 В.
  • Малое время отклика — задержка составляет несколько миллисекунд.
  • Высокая точность стабилизации: средние показатели в классе 0,5-1%.
  • На выходе идеальная синусоида, что важно для некоторых видов техники (газовых котлов, например, стиральных машин последнего поколения).
  • Подавление помех любого характера.
  • Небольшие размеры и масса.

По цене это не самое дорогое оборудование — стоят они примерно столько же, сколько и релейные и почти в два раза ниже электронных. При этом качество преобразования у инверторных агрегатов намного выше.


Российский производитель ШТИЛЬ выпускает инверторные стабилизаторы напряжения для дома и дачиСтабилизаторы напряжения для дома и дачи: как выбрать, какой лучше

Недостаток у этого оборудования один: при работе элементы сильно греются. Для охлаждения в корпус встраиваются вентиляторы, которые издают негромкое жужжание. Если стабилизатор напряжения выбираете для квартиры, ставят его обычно в коридоре, так что шум может быть слышен. В частных домах возможностей по выбору места установки больше, так что вполне реально найти такое, где шум мешать не будет.

Какой стабилизатор лучше

Говорить от том, что какой-то тип стабилизатора лучше, а какой-то хуже не имеет смысла. У каждого есть свои достоинства и недостатки, каждый в какой-то ситуации, под определенные требования — лучший выбор.

Давайте рассмотрим типичные ситуации, с которыми многие сталкиваются:



  • Скачки по питанию частые, резкие. Напряжение то падает, то становится выше требуемого. Для такой ситуации необходимо высокое быстродействие и отсутствие возможности перенапряжения. Такими свойствами обладают электронные и инверторные стабилизаторы.
  • Напряжение в сети часто понижается, до нормы практически не дотягивает. Тут важен широкий рабочий диапазон. Из недорогих моделей подходят электромеханические и релейные, из более дорогих все тот же инверторный.
    Чтобы проще было выбрать, какой стабилизатор напряжения лучшеСтабилизаторы напряжения для дома и дачи: как выбрать, какой лучше
  • Купили новую технику, а она не хочет работать, выдает ошибку по питанию. Лучший вариант тут — инверторный агрегат Он не только напряжение дотянет, но и синусоиду выдаст идеальную, а это для электроники важно.

Ситуаций на самом деле очень много. Но в любом случае подбирать тип стабилизатора напряжения для дома надо исходя их существующей проблемы. Далее уже в выбранной категории выбирать по параметрам.


Выбор производителя и цены

Самое непростое — выбрать производителя. Стазу стоит сказать, что китайские агрегаты лучше не рассматривать. Даже с теми, которые китайские только наполовину (с вынесенным в поднебесную производством и головным офисом в другой стране) надо быть очень аккуратными. Качество не всегда стабильно.


Советы по выбору стабилизатораСтабилизаторы напряжения для дома и дачи: как выбрать, какой лучше

Если вам не важна внешняя составляющая, обратите внимание на стабилизаторы российского или белорусского производства. Это Штиль и Лидер. Вполне приличные агрегаты, с не очень хорошим дизайном, но со стабильным качеством.

Если вам нужна идеальная аппаратура, ищите итальянские ORTEA. У них и качество сборки, и внешний вид на высоте. Также неплохие отзывы у РЕСАНТА. Их товар оценивают на 4-4,5 по пятибалльной шкале.

Разброс цен поражает, но типы оборудования тут собраны самые разные — от бюджетных релейных и электромеханических до супер-надежных электронных.

Как выбрать стабилизатор напряжения. Вольтра

Стабильные характеристики электросети являются залогом долгой и верной службы электроприборов. Наверняка все замечали, как освещение в комнате становится более тусклым или, наоборот, более ярким. Это признаки нестабильного напряжения в электросети. Наиболее опасны для техники резкие скачки напряжения: так, изменение этого параметра на 10% способно уменьшить срок службы электроприборов в 4 раза. Скачки напряжения случаются даже в мегалополисах, что уже говорить о более мелких городах, деревнях или дачных поселках. Ремонтные мастерские регулярно принимают технику, вышедшую из строя из-за скачков напряжения.

Почему же скачет напряжение? Изменение характеристик сети неизбежно – любое включение или выключение электроприбора уменьшает или повышает нагрузки на сеть. К примеру, при использовании сварки в гаражном кооперативе свет тускнеет в такт работе сварщика. На качество тока также влияет общая нагрузка в сет.К примеру, в жилых многоквартирных домах нагрузка на сеть заметно вырастает по вечерам, когда большинство людей находятся дома. Еще одна причина падения напряжения кроется в самих проводах: чем они длиннее, тем больше потерь происходит. По этой причине довольно часто страдают дачные поселки и деревни.

Кто покупает стабилизаторы напряжения? В первую очередь, основными покупателями являются предприятия, производства, офисы и различные учреждения – скачок напряжения не только грозит солидными растратами на ремонт или покупку всего оборудования, но и влияет на работоспособность всего производства. Трудно работать в офисе, если компьютеры выключается едва ли не каждые 10 минут. Кроме того, на предприятиях с точными и сложными приборами стабильное напряжение является обязательным фактором для работы. Покупка стабилизатора напряжения для дома – вопрос и личное дело каждого, и если в квартире без него еще можно обойтись, то в частном доме или на даче жизнь без стабилизатора становится слегка напряженной.

В электротехнике существует несколько видов преобразователей напряжения. В данном случае речь идет о корректирующих стабилизаторах переменного тока. Они призваны регулировать напряжение, которое подается на технику – холодильники, стиральные машины, компьютеры и прочее. Главной задачей стабилизаторов является приведения характеристик тока к стандартным (и самое главное – стабильным) показателям. Это обеспечит сохранить подключенное оборудование или технику и продлит срок их службы.

Если Вы задумались о покупке стабилизатора напряжения для дома, стоит понять наверняка, существует ли необходимость в его приобретении. Для этого необходимо с помощью тестера несколько раз в будний и выходной дни произвести замеры. Критическими показателями являются 198В и 242В – выход за эти пределы способен испортить технику, покупать стабилизатор стоит для защиты всей сети. В среднем электроприборы способны выдерживать колебания напряжения в пределах 10%, но срок их эксплуатации при этом сокращается. Лампочки начинают перегорать при выходе из диапазона 205-235В. Если напряжение колеблется в пределах 210-230В, имеет смысл задуматься о покупке стабилизатора напряжения для одного самого дорогого прибора.

Стабилизатор подключается к сети таким образом, что ток подается на технику только после прохождения через него. Несмотря на одну функцию, различают три вида стабилизаторов – ферромагнитный, электромеханический, электронный (цифровой). Первоначально электромагнитные стабилизаторы были распространены больше всего, но сейчас наиболее популярны цифровое и электромеханические устройства — рассмотрим их подробнее.

Виды стабилизаторов напряжения

Электромеханические стабилизаторы

В основе такого устройства находится автотрансформатор с проводами, которые автоматически переключаются. Грубо говоря, это катушка с обмоткой из медной проволоки. Вторым главным элементом стабилизатора является электромагнитный механизм с ползунком. Если входное напряжение пониженное, этот ползунок перемещается вверх и повышает напряжение на выходе, и, соответственно, наоборот. В качестве ползунка используются графитовые щетки. Они способны установить необходимое выходное напряжение с погрешностью всего до 2%, регулировка напряжения – плавная. В некоторых стабилизаторах напряжения – например «Ресанта» — используются сразу две графитовые щетки, за счет этого возрастает скорость регулировки напряжения. Некоторые особо мощные стабилизаторы (30кВт и больше) оснащаются также дополнительным трансформатором.

В работе электромеханические стабилизаторы бесшумны, даже несмотря на наличие движущихся частей. Они не вносят в сеть никаких искажений и устойчивы к помехам в сети. Точность напряжения на выходе таких стабилизаторов достаточно высока, поэтому к ним можно смело подключать чувствительную аудиоаппаратуру, медицинские и измерительные приборы.

Из недостатков стоит отметить особенность эксплуатации, связанную с наличием движущихся щеток. Они подвержены естественному износу и требуют регулировки, ухода и замены. При изменении показателей электросети возможно небольшое отставание в их реакции. Мощные стабилизаторы отличаются внушительными габаритами и весам. Устройства достаточно требовательны к условиям эксплуатации: температура в помещении не должна быть ниже -5 градусов или выше +40 градусов. И естественно, использование их во влажных помещениях недопустимо.

Электронные (цифровые) стабилизаторы

Приборы этого типа производят регулировку напряжения ступенчато – из-за этого такие стабилизаторы также называются «дискретными». Как и в электромеханических стабилизаторах, в их основе находится автотрансформатор. Но графитовых щеток нет – вместо них используются реле или полупроводники (тиристоры и симисторы).

Работа цифровых стабилизаторов осуществляется по следующему принципу: каждый виток на трансформаторе добавляет от 4 до 22В (у однофазных). Реле или электронные ключи включают необходимую обмотку. Точность регулировка в зависимости модели колеблется от 2 до 10%. Этот показатель зависит от количества обмоток. Рассмотрим на примере бытового стабилизатора напряжения с точностью 8%, каждая обмотка которого прибавляет 17,6В. Если входное напряжение составляет 195В, происходит подключение двух обмоток – выходное значение составляет 230,2В. Регулировка происходит достаточно быстро, но при этом несколько страдает точность. Если точность стабилизатора составляет 2%, то при таких же показателях на выходе будет напряжение 221,4В. При этом будет задействовано шесть обмоток, соответственно, увеличится время регулировки. Большое количество элементов системы увеличивает ее цену, надежность, при этом, остается такой же.

Разница в точности моделей не столь критична, как может показаться. Бытовая техника способна нормально функционировать при изменении напряжения в пределах +/- 10%. Таким образом, холодильники, насосы и другие приборы с электродвигателем или нагревательным элементом будут работать нормально. Что касается компьютеров, домашних кинотеатров и другой точной бытовой электроники, то для них лучше купить стабилизатор с меньшей погрешностью. Электронные стабилизаторы напряжения оснащены цифровым управлением. Все управляющие элементы размещаются на одной микросхеме, что позволило значительно уменьшить вес и габариты прибора. Стабилизаторы оснащены электронным дисплеем, который, как правило, расположен на фронтальной части корпуса. На него выводятся значения входного и выходного напряжения.

Из преимуществ цифровых стабилизаторов стоит отметить отсутствие движущихся частей – отныне можно забыть о замене графитовых щеток. Качество стабилизатора и срок его службы напрямую зависят от качества тиристоров и симисторов. Кроме того, некоторые модели можно использовать в довольно суровых условиях – при температуре от -20 и ниже.

Недостатком электронным стабилизаторов напряжения является слабая перегрузочная сопротивляемость. Электронные ключи достаточно нежные, и большие нагрузки или короткое замыкание способны быстро вывести их из строя. При покупке цифрового стабилизатора желательно иметь как можно больший запас мощности.

Виды стабилизаторов напряжения по типу сети

Однофазные стабилизаторы напряжения используются в помещениях с однофазной электросетью – 220В. Мощность однофазных стабилизаторов составляет от 0,5 до 30кВт. Такой диапазон позволяет обеспечить защиту как всей техники в доме, так и отдельных устройств или приборов.

В помещениях с трехфазной сетью 380В необходимо использовать трехфазные стабилизаторы. Они представляют собой три однофазных стабилизатора, скомпонованных между собой. Мощность трехфазных стабилизаторов составляет от 3-30кВт и больше. Существуют модели стабилизаторов, мощность которых превышает 100кВт – это три трансформатора с одним сердечником.

И однофазные, и трехфазные стабилизаторы могут быть как электромеханического, так и электронного типа.

Технические характеристики стабилизаторов

При покупке стабилизатора для дома или дачи основная информация, на которую стоит ориентироваться, – технические характеристики прибора.

Однофазные и трехфазные стабилизаторы

Об этих типах стабилизаторов мы подробно рассказывали чуть выше, но все же рассмотрим основные случаи. В быту преимущественно используется однофазная сеть с напряжением 220В, в многоквартирных жилых домах с электроплитами есть трехфазная сеть. Кроме того, трехфазные сети можно встретить на дачах и в частных домах.

В сети 220В можно применять однофазные стабилизаторы напряжения. В сети 380В возможны комбинации из трех- и однофазных моделей.

Мощность

Все электроприборы при включении создают нагрузку на сеть – при подключении к стабилизатору эта нагрузка переходит на него. Нормальная работа стабилизатора будет обеспечена только в том случае, если мощность подключенных приборов не превышает его собственную. Если это условие будет нарушено, сработает защита и стабилизатор отключится. Чем больше витков обмотки и чем больше диаметр проволоки, тем выше будет мощность прибора. Эти параметры также напрямую влияют на вес и размеры прибора.

Мощность стабилизаторов напряжения в зависимости от модели может составлять от 0,5 до 100кВт. Приборы с минимальной мощностью покупают для защиты конкретной техники. Для защиты всех устройств необходим стабилизатор большой мощности – о том, как высчитать этот параметр, мы расскажем чуть ниже.

Входное напряжение

Основой стабилизатора является автотрансформатор, который состоит из первичной и вторичной обмотки. При его создании учитываются мощность и входное напряжение. По их значениям рассчитывается сечение проволоки, а также количество витков. Как правило, каждый производитель придерживается собственных «традиций». Так, у всех однофазных приборов «Ресанты» этот показатель составляет 140-260В, трехфазных – 240-430В. У других производителей этот диапазон может равняться 160-250В для однофазных и 280-430В для трехфазных. Выбор входного напряжения стабилизатора очень прост – оно не должно выходить за пределы напряжения электросети. Так, стабилизатор с входным напряжением 160В уже не сможет работать с сетью, напряжение которой составляет 150В.

Выходное напряжение

Выходное напряжение является прямым результатом работы стабилизатора. При его покупке стоит обращать внимание не только на значения в 220 или 380В, но и на погрешность, выраженную в процентах. Она отображает допустимые отклонения от нормы.

Как мы уже говорили, более точными являются электромеханические стабилизаторы. Значение погрешности любого из них не будет превышать 3%. Погрешность у электронных стабилизаторов может составлять от 2 до 10%. Чем дороже стабилизатор, тем он точнее – на стоимость напрямую влияет количество витков обмотки и электронных ключей. Для защиты всей сети лучше выбирать стабилизатор с минимальной погрешностью.

Частота питающей сети

Напряжение сети – важный, но не единственный ее параметр. Вторым важным показателем является частота питающей сети. Отклонения до 0,2Гц считаются достаточно серьезными, до 0,4Гц – критическими. Превышение этого отклонения способны нарушить работоспособность техники. К примеру, повышенной чувствительностью к колебаниям частоты отличаются асинхронные двигатели, которые используются в отопительных котлах (смотрите стабилизаторы для котлов) и насосах. Двигатели начинают работать с переменной частотой, что приводит к его поломке. Лучшим выходом станет покупка стабилизатора напряжения. Все модели, которые доступны к покупке в Беларуси, поддерживают частоту 50Гц.

Точность и скорость стабилизации

Как мы уже писали, точность стабилизаторов напряжения колеблется в пределах 2-10%. Этого вполне достаточно для большинства бытовой домашней техники. Для более нежной и чувствительной аппаратуры необходимо выбирать стабилизатор как можно с меньшей погрешностью. Скорость стабилизации отображает время реагирования стабилизатора на изменение характеристик тока. Чем меньше будет это время – тем лучше, однако, критичным этот параметр не является.

Габариты и вес

Вес стабилизаторов напряжения может колебаться от 3 до 700 кг, габариты – от размеров ящика до внушительного шкафа. При покупке стабилизатора для дома этот параметр играет немаловажную роль. Среди устройств с мощностью до 10кВт особую популярность у покупателей завоевали цифровые стабилизаторы с дисплеем — благодаря своей компактности, аккуратному внешнему виду, простоте отображения всех показателей на дисплее, а также некоторым другим показателям.

Системы стабилизаторов.

Как и любая сложная техника, у стабилизаторов напряжения есть не только чисто технические характеристики, но и дополнительные функции, которые упрощают работу с ними.

Защита по выходному напряжению – стабилизатор, как и любой другой прибор, имеет свой рабочий диапазон. Если напряжение в сети выходит за его пределы, стабилизатор отключает нагрузку. Как только происходит выравнивание необходимых характеристик ток, подача электроэнергии на приборы возобновляется.

Защита от перегрузки следит за мощностью подключенных к стабилизатору приборов. При превышении допустимой мощности, нагрузка на прибор будет отключена.

Защита от грозовых разрядов и коротких замыканий позволит сохранить стабилизатором работоспособным при возникновении перечисленных явлений.

Тепловая защита или термозащита отключит прибор при достижении критической температуры трансформатором. Это предупредит порчу прибора.

Байпас – функция провода тока напрямую, без участия стабилизатора. Может быть полезна в случае отключенной техники – это сэкономит электроэнергию.

Фильтрация сетевых помех помогает бороться с различными искажениями на входе.

Вольтметр и амперметр позволят следить на силой тока и его напряжением. Вольметр отражает входные и выходные показатели, амперметр замеряет ток на выходе.

Кроме того, работу некоторых моделей стабилизаторов можно отслеживать с помощью компьютера. Цифровые стабилизаторы также могут оснащаться пультом дистанционного управления.

Порядок выбора бытового стабилизатора напряжения

При решении о покупке стабилизатора напряжения в первую очередь следует определиться с количеством фаз. Следующим шагом станет замер напряжения, определение которого станет основным критерием выбора рабочего диапазона стабилизатора.

Следующим важным шагом является определенность мощности стабилизатора. Для этого необходимо сложить мощность всех устройств и техники. Приблизительное энергопотребление распространенной технике можно увидеть в таблице.

Наименование техники Потребляемая мощность, Вт
Промышленное и строительное оборудование
кондиционер 1000 – 3000
компрессор 750 – 2800
дисковая пила, циркулярная пила 750 – 1600, 1800 – 2100
электромотор 550 – 3000
водяной насос, насос высокого давления 500 – 900, 2000 – 2900
дрель, перфоратор 400 – 800, 900 – 1400
электролобзик, электрорубанок 250 – 700, 400 – 1000
шлифмашинка 650 – 2200
Бытовые электроприборы
телевизор 100 – 400
стиральная машина 1800 – 3000
фен, утюг 500 – 2000
тостер, кофеварка 700 – 1500
пылесос 400 – 2000
холодильник 150 – 600
духовка, микроволновка, электрочайник 1000 – 2000
компьютер 400 – 750
накопительный водонагреватель 1200 – 1500
проточный водонагреватель 5000 – 6000
обогреватель 1000 – 2400
электролампы 20 – 250

Перечисленные характеристики являются примерными – ни в коем случайте не используйте их для конечных расчетов! Более точную информацию о своей технике необходимо искать в паспортах или инструкциях.

После того, как Вы точно узнали мощность всех электроприборов, можно приступать к подсчетам мощности бытового стабилизатора. К примеру, в квартире постоянно работают холодильник, осветительные приборы, компьютер и телевизор. Итого получается 1950Вт.

Также стоит учитывать мощность электроприборов, которые включается периодически – чайники, пылесосы, утюги, стиральные машины и др. Предположим, что к нашей основной технике периодически добавляются утюг, микроволновка и обогреватель – суммарная мощность этих приборов составит 6400Вт.

Таким образом, максимальное значение потребляемой мощности будет состоять из этих двух сумм и составит 8350Вт.

После этого необходимо определить коэффициент изменения напряжения в сети. Для этого необходимы данные, полученные при замере входного напряжения.

Коэффициент изменения представлен в таблице.

Напряжение однофазной сети 130 150 170 210 220 230 250 270
Коэффициент отклонения 1,69 1,47 1,29 1,05 1 1,05 1,29 1,47

Коэффициент отклонения трехфазной сети определяется точно также, для этого необходимо взять диапазон +/- 380 В

Предположим, что в нашем случае напряжение в сети составляет 150В – необходимый нам коэффициент равняется 0,47.

Максимальное значение потребляемой мощности умножаем на коэффициент и получаем значение 12274Вт. Значит, стабилизатор напряжения должен иметь мощность как минимум 12Вт.

Важно: электроприборы с моторами в момент включения значительно увеличивают нагрузку на сеть. Это относится к стиральным машинам, холодильникам и другим приборам. Поэтому, необходимо покупать стабилизатор с запасом мощности – 20% является необходимым минимум. Кроме того, запас мощности позволит в дальнейшем подключать дополнительные электроприборы.

При покупке стабилизатора для предприятия, расчеты можно производить аналогичным образом, но стоит помнить об одном условии: мощность устройства должна быть в 3 раза больше номинальной, если к нему планируется подключение оборудования с асинхронными двигателям, компрессоров, насосов и др.

Чтобы избежать этих расчетов, можно также воспользоваться специальными токоизмерительными клещами. Их щупы прикрепляются к проводу, а энергию продолжает поступать к потребителям. Достаточно включить все электроприборы и прибор покажет потребляемую мощность, а также силу тока и сопротивление. Такой способ более точный, чем расчет.

После определения мощности стоит определить точность стабилизации. Ее погрешность измеряется в процентах, чем они больше – тем менее точный прибор. Для большинства техники будет допустима погрешность до 10%, однако, некоторым устройствам нужен более точный параметр. Желательно узнать это значение для каждого электроприбора в доме – в паспорте, инструкции, в местах выхода силовых кабелей или на сайте производителя.

Правила работы со стабилизатором напряжения: установка и начало использования

Как правило, установку и обслуживание стабилизаторов на предприятиях доверяют специалистам. Мы же рассмотрим, как правильно работать со стабилизатором дома.

Если стабилизатор был приобретен в холодное время года, необходимо перед подключением дать простоять ему без работы в нормальных условиях. Производители рекомендуют, чтобы это время составляло не менее суток. С подключением большинства моделей способен справится человек с базовыми навыками, в противном случае некоторые работы все же придется доверить специалисту.

Место установки

Место установки прибора должно отвечать всем требованиям в паспорте стабилизатора. Для большинства бытовых однофазных стабилизаторов минимальная температура составляет +5С. Использование трехфазных стабилизаторов допускается при температуре не ниже -5С. Максимальная температура большинства моделей составляет 45 градусов, поэтому не стоит ставить прибор на места с длительным воздействием солнечных лучей.

Стабилизатор во время работы нагревается, поэтому для отвода тепла в корпусе предусмотрена естественная или принудительная вентиляция. Расстояние между корпусом с вентиляционными отверстиями и стенами должно составлять не менее 50 см.

В зависимости от крепления стабилизатора, различают напольные и настенные модели. Первые можно поставить на пол, на полку или на стол, если позволяет вес изделия. Под стабилизатором не должно быть ковра, так как последний нарушает теплообмен.

Кроме того, не стоит забывать, что, несмотря на все заверения производителей, стабилизаторы напряжения все же шумят – негромко, но тем не менее. Поэтому от установки стабилизатора в спальне лучше отказаться. Идеальным решением станет установка его в нежилые комнаты – прихожую, гардеробную или подсобку.

Правила подключения стабилизатора напряжения

Самым главным правилом при подключении стабилизатора является его заземление. Для его проводки необходимо протянуть медный провод от корпуса к шине заземления. Это мера предосторожности напрямую влияет на безопасность прибора – она защищает пользователя от удара электрическим током. Кроме того, за счет этого уменьшается электромагнитный фон, чрезмерный уровень которого также способен повлиять на здоровье человека. При отсутствии необходимых навыков монтаж заземления лучше производить с помощью квалифицированного специалиста.

Сначала рассмотрим вариант подключения стабилизатора напряжения для отдельной техники – например компьютера, домашнего кинотеатра или холодильника. Для этих целей покупают однофазные стабилизаторы напряжения с мощностью в пределах 3кВт. При подключении стабилизатор обязательно должен быть выключен. Для подключения большинства стабилизаторов с небольшой мощностью не нужно иметь специальные знания: стабилизатор включается в сеть, а уже к нему подключается техника.

Существуют модели стабилизаторов, у которых на корпусе расположены клеммы. Чтобы его подключить, необходимо приобрести и подключить к ним шнур питания с вилкой. К клеммам прикрепляются соответствующие провода шнура. После этого необходимо включить стабилизатор на несколько секунд, чтобы на вольтметре отобразилось значение 220В. После этого стабилизатор необходимо отключить. Таким образом, щетки или электронные ключи установятся на свои рабочие положения. Провод с розеткой подключаются на выходные клеммы. После этого возможно подключать бытовую технику.

Теперь рассмотрим вариант подключения стабилизатора напряжения для защиты всей техники в доме. Для этих целей используются однофазные или трехфазные стабилизаторы. В случае, когда от распределительного щитка подается напряжение 380В, можно установить трехфазный или три однофазных стабилизатора, соединенных между собой. Последний способ более надежен – если один стабилизатор выйдет из строя, остальные продолжат работать. Но этот способ также и более затратный.

Чтобы подключить стабилизатор для всего дома, необходимо соединить фазу и ноль с выхода счетчика к соответствующим клеммам стабилизатора. Перед подключением техники, необходимо привести стабилизатор в рабочее положение способом, о котором мы писали выше. После этого к нагрузке стабилизатора необходимо подключить нейтральный провод от счетчика. Фазу к нему подключают от выходных клемм стабилизатора.

Эксплуатация

После всех необходимых манипуляций с проводами, можно включать стабилизатор. После этого он будет работать в автоматическом режиме. Даже если свет пропадет во всем доме, то после возобновления его работы, стабилизатор включится сам.

Как правило, производители стабилизаторов напряжения стараются максимально защитить их от неблагоприятных воздействий. Однако не стоит ставить на прибор бутылки с жидкостью или, например, чашку с чаем. Кроме того, по правилам электробезопасности, следует исключить возможность контакта корпуса с металлическими предметами. Следует следить за тем, чтобы вентиляционные решетки не были чем-нибудь перекрыты – в противном случае, существует вероятность выхода стабилизатора из строя из-за перегрева.

Еще один важный момент в эксплуатации стабилизатора – помнить о пределах его мощности. Перед подключением новых приборов необходимо проверить, выдержит ли стабилизатор дополнительную нагрузку. Как правило, если стабилизатор изначально был куплен со значительным запасом мощности, таких проблем не возникает.

Стабилизатор практически не требует ухода – необходимо лишь изредка протирать его корпус от пыли и следить за чистотой вентиляционных отверстий. При этом нельзя использовать влажные тряпки и моющие средства. В случае поломки стабилизатора, не стоит пытаться чинить его самостоятельно – ремонт должен производиться в сервисном центре.

Дополнительные расходы на стабилизатор

Большинство стабилизаторов готовы к работе «из коробки», но в некоторых случаях к ним необходимо докупить некоторые вещи.

Провода

Если у стабилизатора для подключения есть только клеммы, в таком случае необходимо отдельно приобретать провода. Они различаются между собой по сечению, количеству жил и допустимому напряжению. Напряжение – самый простой параметр. Провод с допустимым напряжением 380В можно использовать как в трехфазной, так и в однофазной сети. Если провод рассчитан на напряжение 220В, использование его в трехфазной сети недопустимо.

Количество жил – также немаловажный параметр. Проще говоря, жила – это проводник. В зависимости от провода, в нем может быть как одна, так и несколько жил, которые скручивают и закрывают изоляционной оболочкой. Чем больше будет жил, тем надежнее будет провод. Важным фактором является материал, из которого они изготовлены. Для стабилизатора лучше всего приобретать провода с медными жилами – они прочнее алюминия, а токопроводящие свойства выше.

Самым главным параметром при покупке провода является сечение кабеля. Сечение кабеля необходимо рассчитывать отдельно. Для этого необходимо мощность стабилизатора в ВА (ВА=Вт/0,7) разделить на минимальное входное напряжение. Таким образом мы узнаем максимальную силу тока на входе. После этого полученное значение силы тока необходимо найти в таблице. В случае несовпадения силы тока с данными в таблице, выбор сечения необходимо производить в большую сторону. Так, если ток равняется 46А, то необходимое сечение провода составит 6 мм. кв.

Ток, А Сечение, мм2
11 0,5
15 0,75
17 1,0
23 1,5
26 2,0
30 2,5
41 4,0
50 6,0
80 10,0
100 16,0
140 25,0
170 35,0

Все провода, которые есть в продаже, обозначены соответствующей маркировкой. Так как нам необходим медный кабель, в маркировке не должно быть буквы А – это провод с алюминиевым жилами. Другие буквы означают вид изоляции, первая цифра – это сечение, вторая – количество жил.

Как мы уже говорили, для подключения стабилизатора необходимо заземление – сечение кабеля составляет 2,5 мм. кв. Длину проводу стоит определять исходя из места монтажа. Для подключения стабилизатора к розетке, необходим кабель с вилкой.

Монтаж проводов удобнее всего производить с помощью крепежных скоб. Их размеры зависят от диаметра кабеля. Для соединения несколько проводов лучше всего использовать пластиковые хомуты – они дешевые и надежные. Самым простым способом изоляции станет изолента.

Автоматический выключатель

Автоматический выключатель устанавливают между счетчиком и стабилизатором. Его основная задача – защита прибора от коротких замыканий и перегрузок. Его «амперы» должны превышать максимальную силу тока стабилизатора, которую мы рассчитывали выше.

Трехходовой перекидной рубильник

Это устройство позволит сделать байпасную линию, которая будет подавать электроэнергию в обход стабилизатора. К примеру, подобная линия может понадобиться для подключения сварочного аппарата.

Дополнительное оборудование

При подключении стабилизатора самостоятельно могут понадобиться мультиметр, измерительные клещи или индикаторная отвертка.

Мультиметр (проще говоря – тестер) измеряет напряжение, силу тока и сопротивление. Замеры производят с помощью щупов, результат выводится на дисплей или шкалу.

При помощи токовых клещей можно измерить ток, напряжение, сопротивление или частоту провода, проверить его изоляцию на целостность. Для этого достаточно поместить проводник между двумя щупами.

Индикаторная отвертка (отвертка-пробник) позволяет определить фазу и ноль. От обычной ее легко отличить по внешнему виду – прозрачная ручка с диодом внутри.


Как выбрать стабилизатор напряжения? — Обзор

Стабилизатор напряжения — необходимое устройство, если вы пользуетесь электроникой в условиях очень нестабильной электросети. Во многих деревнях можно столкнуться с тем, что напряжение тока в розетке сильно варьируется и «скачет», а стабилизатор обезопасит ваши электроприборы, и они не пострадают от случайного повышения или понижения вольтажа.

В продаже представлены как профессиональные модели, так и модели для использования в быту, и нужно четко понимать разницу между ними, чтобы не переплатить за ненужные функции.

Следующая часть нашей статьи будет посвящена важным техническим характеристикам стабилизаторов напряжения, на которые нужно обратить внимание при выборе. Затем мы предложим вам выбрать из десяти отличных моделей, которые можно купить у магазинов в нашем каталоге.

Как выбрать стабилизатор напряжения?

Основные характеристики, на которые стоит обратить внимание

Тип

Типов стабилизаторов напряжения несколько, но в быту почти всегда используются два — релейные и электромеханические.

Релейные модели очень быстро срабатывают и имеют высокий КПД (о нем позже), благодаря чему и популярны в обычных условиях. Их недостаток — ступенчатая регулировка выходного напряжения, что в быту не слишком важно. Кроме того, релейные стабилизаторы обычно имеют широкий диапазон входного напряжения. Их вариант — электронные стабилизаторы, которые для переключения вольтажа используют более надежные полупроводники, а не реле. Стоят электронные модели заметно дороже.

Электромеханические стабилизаторы регулируют напряжение очень точно и отлично защищены от перегрузок, но срабатывают медленнее из-за своего механического устройства. Кроме того, они требуют бережного обслуживания из-за износа щеток. Такие модели используются для работы с большим количеством электроприборов и мощным оборудованием.

Полная мощность (ВА)

Полная мощность в Вольт∙Амперах складывается из реактивной (для нагрузки с входящими элементами индуктивности и конденсаторами (лампочки, утюги)) и активной (для нагрузки с резистивными элементами (бытовая техника)) мощностей стабилизатора.

Мощность стабилизатора всегда должна превышать мощность нагрузки хотя бы на 20% — чтобы на всякий случай был запас. Перед покупкой конкретной модели посчитайте максимальную активную и реактивную нагрузки в вашей сети и сопоставьте их с характеристиками выбранного стабилизатора.

Эффективная мощность (Вт)

Эффективная мощность определяет максимальную мощность нагрузки, которую стабилизатор может выдержать. Именно этот показатель должен быть выше, чем общий показатель мощности вашей сети. Эффективная мощность всегда ниже полной.

Тип входного напряжения

В большинстве случаев используются стабилизаторы для 220-вольтных однофазных сетей, но иногда требуется покупка специальной модели для 380-вольтной трехфазной сети — например, для использования в гараже. Трехфазные сети нужны для питания мощного оборудования с большой нагрузкой.

Рабочее и предельное напряжение

Чем больше диапазон рабочего напряжения стабилизатора, тем большие перепады он сможет спокойно выдержать. Выбирать конкретную модель нужно с учетом того, насколько стабильна электросеть там, где вы будете его использовать — проконсультируйтесь с местным электриком или представителями компании, которая занимается обеспечением электроэнергией.

Предельное напряжение выше рабочего, но стабилизатор не рассчитан на работу в таких условиях на протяжении долгих периодов времени — если предельное или близкое к нему напряжение держится долго, он быстро выйдет из строя.

Точность стабилизации

Чем точнее стабилизатор, тем ближе этот показатель к нулю. Для использования в квартире или на даче достаточно отклонения 5-8%, которое обеспечивают даже бюджетные модели. Бытовая техника, правда, гораздо лучше переживает отклонения в 2-5%. Высокоточные стабилизаторы (меньше 2%) нужны для работы медицинских приборов, профессиональной видео- и аудиотехники и прочего профессионального оборудования.

КПД

Коэффициент полезного действия определяет количество энергии, которое теряется при стабилизации. Чем он выше, тем меньше дополнительный расход энергии, и тем больше вы на ней сэкономите. КПД в 95% и выше — это вполне приемлемо.

Размещение

Стабилизаторы напряжения могут устанавливаться на пол или на стену. Первые чаще всего используются в быту, а вторые (с небольшим весом и компактными размерами) — например, для обеспечения безопасного питания котла в подвале, где ограничена площадь.

Существуют и универсальные модели, которые могут как работать, стоя на полу, так и работать, вися на стене. Крепления, как правило, поставляются в комплекте.

Охлаждение

Чаще всего стабилизаторы охлаждаются естественно (пассивно) — с помощью радиаторов внутри корпуса и вентиляционных отверстий на нем. Такая система охлаждения обеспечит более тихую работу, но может не справиться со своей задачей при высокой температуре окружающей среды.

Принудительное (активное) охлаждение обеспечивается вентиляторами. Такой тип охлаждения гораздо эффективнее, но дороже и приводит к более высокому уровню шума в работе стабилизатора.

Задержка запуска

Стабилизаторы с этой функцией нужны для работы с приборами, которые используют двигатели асинхронного типа. После внезапного отключения тока такие приборы должны полностью остановить свою работу, для чего на выходе стабилизатора полностью отключается подача напряжения.

Bypass

Режим bypass позволяет обойти стабилизацию и подключить электросеть напрямую. Это может помочь тогда, когда стабилизатор не требуется, когда он сломан или не может выполнять свою работу (например, в сильную жару).

Контроль и защита

Защитой от короткого замыкания, перегрева и повышенного напряжения оснащены практически все модели. Очень полезна и более редко встречающаяся защита от помех, но ее необходимость обусловлена параметрами конкретной электросети — опять-таки, по этому поводу лучше поговорить с местным электриком, который обязательно даст нужные советы.

Также обратите внимание на диапазоны влажности и температуры воздуха, в котором может штатно работать стабилизатор. В Беларуси это особенно важно — зимы у нас бывают весьма холодные, а летом температура и влажность на протяжении нескольких дней тоже могут держаться на высоком уровне.

Как выбрать стабилизатор напряжения?

Топ-10 стабилизаторов напряжения

Как выбрать стабилизатор напряжения?

Очень доступный вариант, который поможет обезопасить, к примеру, газовый котел.

Особенности:

  • тип стабилизатора: релейный
  • полная мощность: 2000 ВА
  • эффективная мощность: 1000 Вт
  • минимальное рабочее напряжение: 176 В
  • максимальное рабочее напряжение: 264 В
  • точность стабилизации: 5%
  • КПД: 95%
  • размещение: напольное
  • охлаждение: естественное
  • световые индикаторы
  • 4 розетки
  • защита от КЗ
  • защита от повышенного напряжения

Как выбрать стабилизатор напряжения?

Популярная бюджетная модель из Латвии.

Особенности:

  • тип стабилизатора: релейный
  • полная мощность: 1000 ВА
  • эффективная мощность: 750 Вт
  • минимальное рабочее напряжение: 140 В
  • максимальное рабочее напряжение: 260 В
  • точность стабилизации: 8%
  • КПД: 97%
  • размещение: напольное
  • охлаждение: естественное
  • цифровая индикация
  • 1 розетка
  • защита от КЗ
  • защита от перегрева
  • защита от помех
  • защита от повышенного напряжения
Как выбрать стабилизатор напряжения?

Отличный стабилизатор с высоким КПД для сетей с большой нагрузкой (много бытовой техники в доме).

Особенности:

  • тип стабилизатора: релейный
  • полная мощность: 12000 ВА
  • эффективная мощность: 10000 Вт
  • минимальное рабочее напряжение: 140 В
  • максимальное рабочее напряжение: 260 В
  • точность стабилизации: 3.5%
  • КПД: 98%
  • размещение: настенное
  • охлаждение: естественное
  • цифровая индикация
  • задержка запуска
  • bypass
  • защита от КЗ
  • защита от перегрева
  • защита от повышенного напряжения
  • защита от помех
Как выбрать стабилизатор напряжения?

Популярная «дачная» модель латвийской компании, но китайского производства.

Особенности:

  • тип стабилизатора: релейный
  • полная мощность: 5000 ВА
  • эффективная мощность: 4000 Вт
  • минимальное рабочее напряжение: 140 В
  • максимальное рабочее напряжение: 260 В
  • точность стабилизации: 8%
  • КПД: 97%
  • размещение: напольное
  • охлаждение: естественное
  • цифровая индикация
  • bypass
  • защита от КЗ
  • защита от перегрева
  • защита от повышенного напряжения
  • защита от помех
Как выбрать стабилизатор напряжения?

Среднебюджетный стабилизатор напряжения, которого вполне хватит на не слишком большую квартиру.

Особенности:

  • тип стабилизатора: релейный
  • полная мощность: 9000 ВА
  • эффективная мощность: 7000 Вт
  • минимальное рабочее напряжение: 140 В
  • максимальное рабочее напряжение: 260 В
  • точность стабилизации: 3.5%
  • КПД: 98%
  • размещение: настенное
  • охлаждение: естественное
  • цифровая индикация
  • задержка запуска
  • bypass
  • защита от КЗ
  • защита от перегрева
  • защита от повышенного напряжения
  • защита от помех
Как выбрать стабилизатор напряжения?

Еще одна недорогая «дачная» модель от проверенного производителя.

Особенности:

  • тип стабилизатора: релейный
  • полная мощность: 5000 ВА
  • эффективная мощность: 4000 Вт
  • минимальное рабочее напряжение: 140 В
  • максимальное рабочее напряжение: 260 В
  • точность стабилизации: 8%
  • размещение: настенное
  • охлаждение: естественное
  • цифровая индикация
  • задержка запуска
  • защита от КЗ
  • защита от перегрева
  • защита от повышенного напряжения
  • защита от помех
Как выбрать стабилизатор напряжения?

Дешевая модель для тех случаев, когда обезопасить от скачков напряжения нужно одно не слишком «прожорливое» устройство.

Особенности:

  • тип стабилизатора: релейный
  • полная мощность: 1000 ВА
  • эффективная мощность: 320 Вт
  • минимальное рабочее напряжение: 175 В
  • максимальное рабочее напряжение: 285 В
  • точность стабилизации: 10%
  • размещение: напольное
  • охлаждение: естественное
  • световые индикаторы
  • 2 розетки
  • защита от КЗ
  • защита от перегрева
  • защита от повышенного напряжения
  • защита от помех
Как выбрать стабилизатор напряжения?

Качественная и не слишком дорогая модель с высоким показателем эффефктивной мощности.

Особенности:

  • тип стабилизатора: релейный
  • полная мощность: 10000 ВА
  • эффективная мощность: 6700 Вт
  • минимальное рабочее напряжение: 140 В
  • максимальное рабочее напряжение: 275 В
  • размещение: настенное
  • охлаждение: принудительное
  • цифровая индикация
  • задержка запуска
  • защита от КЗ
  • защита от перегрева
  • защита от повышенного напряжения
  • защита от помех
Как выбрать стабилизатор напряжения?

Отличный вариант для установки в загородном доме без мощного электрооборудования.

Особенности:

  • тип стабилизатора: релейный
  • полная мощность: 10000 ВА
  • минимальное рабочее напряжение: 140 В
  • максимальное рабочее напряжение: 270 В
  • точность стабилизации: 8%
  • КПД: 95%
  • размещение: настенное
  • охлаждение: принудительное
  • цифровая индикация
  • задержка запуска
  • bypass
  • защита от КЗ
  • защита от перегрева
  • защита от повышенного напряжения
  • защита от помех
Как выбрать стабилизатор напряжения?

Мощная напольная модель для использования с электродвигателями и другим оборудованием.

Особенности:

  • тип стабилизатора: электромеханический
  • полная мощность: 20000 ВА
  • минимальное рабочее напряжение: 160 В
  • максимальное рабочее напряжение: 260 В
  • точность стабилизации: 3%
  • КПД: 97%
  • размещение: напольное
  • охлаждение: естественное
  • цифровая индикация
  • bypass
  • защита от КЗ
  • защита от повышенного напряжения
Стабилизаторы напряжения для дома — выбор стабилизатора

Если вы живете в частном доме, который находится далеко от города, то при использовании электроэнергии возникают некоторые нюансы и проблемы. Не лучшее состояние линий питания электричеством, наличие мощных нагрузок и множество других причин создают большие перепады напряжения на линии.

Это выражено миганием света, неисправностями приборов. Для решения этих проблем существует такой прибор — стабилизатор напряжения.

Виды стабилизаторов

ПараметрВидДостоинстваНедостатки
Вид устройстваЭлектромеханические (для периодических перепадов напряжения)Плавная регулировка, повышенная способность к перегрузкам и точность выхода, мощность 0,5-30 кВА*Высокая цена, низкое быстродействие, износ механизма, не предназначен для эксплуатации в холодных условиях
Со ступенчатой настройкой: релейные, электронные (учащенные, либо краткие скачки напряжения)Малый износ механизма, меньше шума,  хорошее быстродействие при эксплуатации, выдерживают краткие двойные перегрузки, может работать на морозе, небольшая стоимость.Низкая точность напряжения выхода, мощность 0,5-10 кВА
СетьОднофазные. Для электрических устройств, работающих на 220 вольт. Есть возможность выбора варианта прибора на общую мощность до 30 кВА
3-фазные. Для потребителей на напряжение 380 вольт. Имеют место при значительных общих нагрузках устройств. Для частных домов не используются.
МощностьЭтот параметр стабилизатора выбирают, исходя из общей мощности нагрузок с резервом 20%. Выбор зависит от применения каких-либо электроинструментов. Например, использование станков накладывает обязанность повысить мощность в 2 раза, если работаете сварочником – в 3 раза
Интервал напряжения входаИмеет значение интервал между наибольшим и наименьшим значением напряжения входа. При большем диапазоне цена стабилизатора повышается. Существуют приборы с интервалами 140 — 260, 160 — 250, 135 — 275 вольт. Прибор выбирается на основании усредненных измерений в определенном доме. Нельзя забывать, что величина напряжения на входе зависит от мощности прибора. Чем ниже напряжение, тем ниже и мощность стабилизатора. При понижении напряжения до 150 вольт, мощность прибора 5 кВт станет 2,5 киловатта.
БыстродействиеИзмеряется в вольтах в секунду, показывает, как быстро может восстановиться напряжение за определенный промежуток времени. Чем больше быстродействие, тем эффективнее работает прибор. Наиболее быстрые стабилизаторы – электронные. За ними следуют релейные и электромеханические. Такие данные не даются в документации. Важным параметром является время отклика, которое измеряется в миллисекундах и показывает, как быстро стабилизатор реагирует на перепады напряжения. В основном во всех приборах время отклика создает нормальные условия эксплуатации электрических приборов.
ТочностьПоказывает значение отклонения напряжения выхода стабилизатора относительно величины номинала. Самыми точными являются стабилизаторы электромеханические, а затем релейные и электронные.
КПДЕго значение 90-98 %.
Система охлажденияБез вентилятораОтсутствие шума.Ниже мощность, зависимость быстродействия от температуры среды.
ПринудительнаяЭффективное охлаждение. Повышенная мощность.Наличие шума. Значительный расход электроэнергии. Более тщательное обслуживание.
ПодключениеПопулярным вариантом является подключение с применением клемм. Есть модели комбинированного типа для евророзетки, которые подключаются в сеть через байпас.
ИсполнениеДля установки на полБольшой выбор и интервал мощностей.Занимает место на полу помещения.
НастенныеМалые размеры, наглядная и комфортная индикация, удобное управление.Интервал мощностей ниже, чем у моделей для пола.

Как выбрать стабилизатор напряжения для дома

Перед походом в магазин за покупкой стабилизатора напряжения, нужно выяснить, какое число потребителей нагрузки электроэнергии есть в вашем доме. Возможно, вы будете дополнительно приобретать какие-либо устройства. Стоимость стабилизатора зависит прямо пропорционально от нагрузки, которую он способен выдержать в сети без возникновения неисправностей.

Параметры выбираются с резервным запасом для нормальной работы прибора. Тогда в случае аварии стабилизатор легко выдержит повышенные нагрузки. Рассмотрим некоторые правила и рекомендации как сделать выбор стабилизатора напряжения для дома.

Расчет мощности

Чтобы вычислить мощность, надо определить наиболее вероятное число устройств, которые будут у вас подключены к сети. Далее, суммировать все мощности. После этого вычисляем общую мощность в вольт-амперах.

Мощность учитывает также потребление реактивной энергии потребителями. К таким нагрузкам относятся электродвигатели, дроссели, вентиляторы и т. д. Этот параметр нужен нам, так как в паспорте стабилизатора указывается именно его значение. Если у вас нет паспорта прибора, то можно определить стандартную величину этого параметра по таблице.

Если у вас нет этого параметра, то берем примерную величину 0,7.

При расчете мощности нужно сделать резерв прочности для электрических потребителей, которые при запуске расходуют энергию, превосходящую номинальное значение в несколько раз. Чтобы электродвигатель начал работать, в катушках мотора появляется импульс тока и медленно снижается до значения номинала, с одновременным повышением оборотов вала. Многие бытовые устройства имеют в механизме электрические двигатели.

Рассчитав мощность нагрузки для ваших домашних устройств, нужно к выбору стабилизатора напряжения прибавить 30%. Это рекомендуется производителями стабилизаторов, так как при стабилизации на малом напряжении входа прибор функционирует в экстремальном режиме.

Чаще всего по информации производителей для средней квартиры вполне хватит стабилизатора на 7,5 кВА. Для собственного дома с нагрузкой 15 киловатт необходим стабилизатор на 22 кВА.

Можно еще сэкономить на приобретении стабилизатора небольшой стоимости если список потребителей снизить до самых необходимых. По отдельной линии питать такие нагрузки, как холодильник, бойлер и т. д., через устройство защиты. Остальные устройства, которые будут работать без стабилизации, можно подключить через реле напряжения.

Критерии выбора

Кроме значения мощности, являющейся основным при выборе стабилизатора, есть еще и вспомогательные параметры, о которых нельзя забывать. Рассмотрим их подробнее.

  1. Для квартиры или собственного дома оптимальным вариантом будет релейный стабилизатор. Если хотите купить дешевый прибор, то подходит электромеханический вариант.
  2. Напряжение на входе должно быть равным значению вашей сети питания. Если в сети всегда низкое напряжение, то выбирают вариант, работающий в интервале от 140 В. Если часто повышенное напряжение сети, то выбирают прибор для большего значения напряжения.
  3. Точность работы стабилизатора выбирается наименьшей. Это значение считается погрешностью напряжения выхода. Наилучшим считается интервал 5-8%. Если эта величина больше 8%, то это плохой показатель, от него лучше отказаться. При выборе прибора для холодильника, либо других устройств с высокой чувствительностью, лучше поискать вариант с точностью 5%.
  4. Коэффициент эффективности работы величиной 90% — это нормальный показатель. Хотя сейчас существуют инновационные устройства и модели с показателем 97%.
  5. Вид монтажа бывает как настенным, так и для установки на пол. В квартире подходит вариант крепления на стене для экономии площади пола. В частном доме или на даче стабилизатор можно поставить на пол.
  6. Защита от попадания влаги, другими словами степень защиты должна быть IР20 для сухого помещения, и IР24 для помещения, где на стабилизатор может попасть влага.
  7. Функции безопасности. Неплохо иметь стабилизатор с защитой от короткого замыкания и перегрузки. Некоторые модели оснащаются дисплеем, на котором показывается напряжение и количество ошибок устройства.

Лучшие производители

Важным фактором выбора стабилизатора является фирма производитель. От нее зависит качество изделия и его работа. Рассмотрим, какие на сегодняшний день лучшие стабилизаторы напряжения для дома, в рейтинге производителей.

  1. Schneider Electric – французская фирма, выпускает качественные изделия по приемлемой цене. Ее приборы рассчитаны на осуществление защиты чувствительных приборов. Мощность стабилизаторов 0,6-1,5 кВА.
  2. RUCELF – достойное качество российского производителя аппаратов для защиты. На сайтах интернет-магазинов имеется много моделей приборов, которые можно установить в собственном доме или в квартире.
  3. РЕСАНТА – отечественная фирма, выпускающая стабилизаторы с небольшой ценой. Имеется много хороших отзывов от клиентов. Оптимальное соотношение качества и стоимости является хорошим вариантом для дачи и дома.
  4. Lider – фирма-изготовитель из России, специализирующаяся на стабилизаторах напряжения с электронной начинкой. В общем неплохое качество, средняя цена, большой выбор моделей.
  5. Энергия – фирма, о которой много положительных отзывов о применении устройств, приемлемое качество изделий. Корпус стабилизатора имеет черный цвет, подчеркивающий стиль фирмы. Приборы оснащены дисплеем.

Рейтинг стабилизаторов напряжения

При выборе стабилизаторов напряжения не так просто определиться с маркой и производителем. Некоторые марки часто встречаются, чем другие, но никто не отменял рекламу. Рассмотрим в рейтинге наиболее практичные модели с разными мощностями, для бытовой сети 220 вольт. Эти стабилизаторы взяты из рейтинга поиска Яндекса, для того, чтобы сравнить стоимости различных вариантов моделей. Лучшими моделями на сегодняшний день являются нижеперечисленные марки стабилизаторов.

Для установки на одну квартиру приборы до 8 киловатт:

  • Sven AVRPRO LCD8000;
  • Ресанта АСН8000 Н / 1;
  • Энергия ACH8000.
  • Энергия Classic 7500;
  • RUCELF SRW II-6000L;

Для всего дома подойдет прибор до 15 киловатт:

  • RUCELF SRW II-12000L;
  • РЕСАНТА LUX АСН-10000 Н / 1Ц;
  • Sven AVRPRO LCD10000.
  • Энергия ACh30000;
  • SUNTEK СНЭТ16000;

как работает, зачем нужен, типы и применение

В статье расскажем что такое стабилизатор напряжения, применение, как работает и его различные типы с принципиальными схемами, а также мы поможем вам в выборе стабилизатора напряжения.

Применение стабилизаторов напряжения стало необходимостью для каждого дома. Различные типы стабилизаторов напряжения доступны в настоящее время с различными функциями и работами. Последние достижения в технологии, такие как микропроцессорные чипы и силовые электронные устройства, изменили стабилизаторы напряжения. Теперь они полностью автоматические, интеллектуальные и оснащены множеством дополнительных функций. Они также имеют сверхбыструю реакцию на колебания напряжения и позволяют своим пользователям дистанционно регулировать требования к напряжению, включая функцию пуска или выключения. Большой выбор стабилизаторов напряжения вы можете посмотреть и приобрести на Алиэкспресс, выбирайте любой подходящий.

Что такое стабилизатор напряжения

Стабилизатор напряжения — это электрическое устройство, которое используется для подачи постоянного напряжения на нагрузку на своих выходных клеммах независимо от каких-либо изменений или колебаний на входе, то есть входящего питания.

Основное назначение стабилизатора напряжения заключается в защите электрических или электронных устройств (например, кондиционера, холодильника, телевизора и так далее) от возможного повреждения в результате скачков напряжения или колебаний, повышенного или пониженного напряжения.


Рис.1 — Различные типы стабилизаторов напряжения

Стабилизатор напряжения также известен как AVR (автоматический регулятор напряжения). Использование стабилизатора напряжения не ограничивается домашним или офисным оборудованием, которое получает электропитание извне. Даже места, которые имеют свои собственные внутренние источники питания в виде дизельных генераторов переменного тока, сильно зависят от этих AVR для безопасности своего оборудования.

Мы можем увидеть различные типы стабилизаторов напряжения, доступных на рынке. Аналоговые и цифровые автоматические стабилизаторы напряжения доступны от многих производителей. Благодаря растущей конкуренции и повышению осведомленности о безопасности устройств. Эти стабилизаторы напряжения могут быть однофазными (выход 220-230 вольт) или трехфазными (выход 380/400 вольт) в зависимости от типа применения. Регулирование желаемой стабилизированной мощности осуществляется методом понижения и повышения напряжения в соответствии с его внутренней схемой. Трехфазные стабилизаторы напряжения доступны в двух разных моделях, то есть моделях с сбалансированной нагрузкой и моделях с несбалансированной нагрузкой.

Они доступны в различных рейтингах и диапазонах
КВА. Стабилизатор напряжения нормального диапазона может обеспечить стабилизированное выходное напряжение 200-240 вольт с усилением 20-35 вольт при питании от входного напряжения в диапазоне от 180 до 270 вольт. Принимая во внимание, что широкий диапазон стабилизатора напряжения может обеспечить стабилизированное напряжение 190-240 вольт с повышающим сопротивлением 50-55 вольт при входном напряжении в диапазоне от 140 до 300 вольт.

Они также доступны для широкого спектра применений, таких как специальный стабилизатор напряжения для небольших устройств, таких как телевизор, холодильник, микроволновые печи, для одного огромного устройства для всей бытовой техники.

В дополнение к своей основной функции стабилизаторы текущего напряжения оснащены многими полезными дополнительными функциями, такими как защита от перегрузки, переключение нулевого напряжения, защита от изменения частоты, отображение отключения напряжения, средство запуска и остановки выхода, ручной или автоматический запуск, отключение напряжения и так далее.

Стабилизаторы напряжения являются очень энергоэффективными устройствами (с эффективностью 95-98%). Они потребляют очень мало энергии, которая обычно составляет от 2 до 5% от максимальной нагрузки.

Зачем нужны стабилизаторы напряжения и его важность

Все электрические устройства спроектированы и изготовлены для работы с максимальной эффективностью с типичным источником питания, который известен как номинальное рабочее напряжение. В зависимости от расчетного безопасного предела эксплуатации рабочий диапазон (с оптимальной эффективностью) электрического устройства может быть ограничен до ± 5%, ± 10% или более.

Из-за многих проблем источник входного напряжения, которое мы получаем, всегда имеет тенденцию колебаться, что приводит к постоянно меняющемуся источнику входного напряжения. Это изменяющееся напряжение является основным фактором, способствующим снижению эффективности устройства, а также увеличению частоты его отказов.

Рис. 2 — Проблемы из-за колебаний напряжения

Помните, нет ничего более важного для электронного устройства, чем отфильтрованный, защищенный и стабильный источник питания. Правильное и стабилизированное напряжение питания очень необходимо, чтобы устройство выполняло свои функции наиболее оптимальным образом. Это стабилизатор напряжения, который обеспечивает то, что устройство получает желаемое и стабилизированное напряжение, независимо от того, насколько сильно колебание. Таким образом, стабилизатор напряжения является очень эффективным решением для тех, кто хочет получить оптимальную производительность и защитить свои устройства от непредсказуемых колебаний напряжения, скачков напряжения и шума, присутствующих в источнике питания.

Как и источник бесперебойного питания, стабилизаторы напряжения также являются активом для защиты электронного оборудования. Колебания напряжения очень распространены независимо от того, где вы живете. Могут быть различные причины колебаний напряжения, такие как электрические неисправности, неисправная проводка, молнии, короткие замыкания и так далее. Эти колебания могут быть в форме перенапряжения или пониженного напряжения.

Эффекты повторяющегося перенапряжения в бытовой технике

  • Необратимые повреждения подключенного устройства
  • Повреждения изоляции обмотки
  • Перебои в нагрузке
  • Перегрев кабеля или устройства
  • Ухудшится срок полезного использования устройства
  • Неисправность оборудования
  • Низкая эффективность устройства
  • Устройство в некоторых случаях может занять дополнительные часы, чтобы выполнить ту же функцию
  • Ухудшить производительность устройства
  • Устройство будет потреблять больше электричества, что может привести к перегреву

Как работает стабилизатор напряжения, принцип работы понижения и повышения напряжения

Основная работа стабилизатора напряжения заключается в выполнении двух необходимых функций: функции понижения и повышения напряжения. Функция понижения и повышения — это не что иное, как регулирование постоянного напряжения от перенапряжения. Эта функция может выполняться вручную с помощью селекторных переключателей или автоматически с помощью дополнительных электронных схем.

В условиях перенапряжения функция «понижения напряжения» обеспечивает необходимое снижение интенсивности напряжения. Аналогично, в условиях пониженного напряжения функция «повышения напряжения» увеличивает интенсивность напряжения. Идея обеих функций в целом заключается в том, чтобы поддерживать одинаковое выходное напряжение.

Стабилизация напряжения включает в себя сложение или вычитание напряжения из первичного источника питания. Для выполнения этой функции стабилизаторы напряжения используют трансформатор, который подключен к переключающим реле в различных требуемых конфигурациях. Немногие из стабилизаторов напряжения используют трансформатор, имеющий различные отводы на своей обмотке, для обеспечения различных коррекций напряжения, в то время как стабилизаторы напряжения (такие как Servo стабилизатор напряжения) содержат автоматический трансформатор для обеспечения желаемого диапазона коррекции.

Как работает функция понижения и повышения в стабилизаторе напряжения

Для лучшего понимания обеих концепций мы разделим его на отдельные функции.

Функция понижения в стабилизаторе напряжения

Рис. 4 — Принципиальная схема функции понижения в стабилизаторе напряжения

На приведенном выше рисунке показано подключение трансформатора в функции «Понижения». В функции понижения полярность вторичной катушки трансформатора подключается таким образом, что приложенное напряжение к нагрузке является результатом вычитания напряжения первичной и вторичной катушек.

В стабилизаторе напряжения есть схема переключения. Всякий раз, когда обнаруживается превышение напряжения в первичном источнике питания, подключение нагрузки вручную или автоматически переключается в конфигурацию режима «Понижения» с помощью переключателей (реле).

Функция повышения в стабилизаторе напряжения


Рис. 6 — Принципиальная схема функции повышения напряжения в стабилизаторе напряжения

На рисунке выше показано подключение трансформатора в функции «Повышения». В функции повышения полярность вторичной обмотки трансформатора подключается таким образом, что приложенное напряжение к нагрузке является результатом сложения напряжения первичной и вторичной обмоток.

Как конфигурация повышения и понижения работает автоматически

Вот пример 02 Stage Voltage Stabilizer. Этот стабилизатор напряжения использует 02 реле (реле 1 и реле 2) для обеспечения стабилизированного источника питания переменного тока для нагрузки в условиях перенапряжения и понижения напряжения.

На принципиальной схеме 02-ступенчатого стабилизатора напряжения (изображенного выше) реле 1 и реле 2 используются для обеспечения конфигурации понижения и повышения во время различных условий колебаний напряжения, то есть перенапряжения и пониженного напряжения. Например — предположим, что вход переменного тока 230 В переменного тока, а требуемый выход также постоянный 230 В переменного тока. Теперь, если у вас есть +/- 25 Вольт понижения & повышения стабилизация, это означает, что ваш стабилизатор напряжения может обеспечить вам постоянное требуемое напряжение (230 В) в диапазоне от 205 В (пониженное напряжение) до 255 В (повышенное напряжение) входного источника переменного тока.

В стабилизаторах напряжения, в которых используются трансформаторы с отводом, точки ответвления выбираются на основе требуемого количества напряжения, которое должно быть подавлено или повышено. В этом случае у нас есть разные диапазоны напряжения для выбора. Принимая во внимание, что в стабилизаторах напряжения, в которых используются автотрансформаторы, серводвигатели вместе со скользящими контактами используются для получения необходимого количества напряжения, которое необходимо стабилизировать или повысить. Скользящий контакт необходим, поскольку автотрансформаторы имеют только одну обмотку.

Различные типы стабилизаторов напряжения

Первоначально на рынке появились ручные / селекторные переключатели напряжения. В этих типах стабилизаторов используются электромеханические реле для подбора желаемого напряжения. С развитием технологий появились дополнительные электронные схемы и стабилизаторы напряжения стали автоматическими. Затем появился Servo стабилизатор напряжения, который способен стабилизировать напряжение непрерывно, без какого-либо ручного вмешательства. Теперь также доступны стабилизаторы напряжения на базе микросхем / микроконтроллеров, которые также могут выполнять дополнительные функции.

Стабилизаторы напряжения можно разделить на три типа:

  • Стабилизаторы напряжения типа реле
  • Servo стабилизаторы напряжения
  • Стабилизаторы статического напряжения

Стабилизаторы напряжения типа реле

В релейных стабилизаторах напряжения напряжение регулируется переключающими реле. Реле используются для подключения вторичного трансформатора в различных конфигурациях для достижения функции понижения и повышения.

Как работает релейный стабилизатор напряжения

Рисунок выше показывает, как стабилизатор напряжения типа реле выглядит изнутри. Он имеет трансформатор с ответвлениями, реле и электронную плату. Печатная плата содержит схему выпрямителя, усилитель, микроконтроллер и другие вспомогательные компоненты.

Электронные платы выполняют сравнение выходного напряжения с источником опорного напряжения. Как только он обнаруживает любое увеличение или уменьшение входного напряжения выше эталонного значения, он переключает соответствующее реле для подключения требуемого постукивания для функции понижения и повышения.

Стабилизаторы напряжения релейного типа обычно стабилизируют входные колебания на уровне ± 15% с точностью на выходе от ± 5% до ± 10%.

Использование и преимущества релейных стабилизаторов напряжения

Этот стабилизатор в основном используется для приборов / оборудования с низким номинальным энергопотреблением в жилых / коммерческих / промышленных целях.

  • Они стоят дешевле
  • Они компактны по размеру

Недостатки релейных стабилизаторов напряжения

  • Их реакция на колебания напряжения немного медленнее по сравнению с другими типами стабилизаторов напряжения
  • Они недолговечны
  • Они менее надежны
  • Они не способны выдерживать скачки напряжения, так как их предел допуска на колебания меньше
  • При стабилизации напряжения переход тракта электропитания может обеспечить незначительное прерывание электропитания

Серво стабилизаторы напряжения

В servo стабилизаторах напряжения регулирование напряжения осуществляется с помощью серводвигателя. Они также известны как сервостабилизаторы. Это замкнутые системы.

Как работает серво стабилизатор напряжения?

В системе замкнутого контура отрицательная обратная связь (также известная как ошибка подачи) гарантируется от выхода, чтобы система могла гарантировать, что был достигнут желаемый результат. Это делается путем сравнения выходных и входных сигналов. Если в случае, если желаемый выход превышает / ниже требуемого значения, то регулятором источника входного сигнала будет получен сигнал ошибки (Выходное значение — Входное значение). Затем этот регулятор снова генерирует сигнал (положительный или отрицательный в зависимости от достигнутого выходного значения) и подает его на исполнительные механизмы, чтобы привести выходное значение к точному значению.

Благодаря свойству замкнутого контура стабилизаторы напряжения на основе сервоприводов используются для приборов / оборудования, которые очень чувствительны и нуждаются в точном входном питании (± 01%) для выполнения намеченных функций.

Рис. 10 — Внутренний вид серво стабилизатора напряжения

Рисунок выше показывает, как серво стабилизатор напряжения выглядит изнутри. Он имеет серводвигатель, автотрансформатор, трансформатор понижения и повышения, двигатель, электронную плату и другие вспомогательные компоненты.

В стабилизаторе напряжения на основе сервопривода один конец первичной обмотки трансформатора понижения и повышения (отвод) подключен к фиксированному ответвлению автотрансформатора, а другой конец первичной обмотки соединен с подвижным рычагом, который контролируется серводвигателем. Один конец вторичной катушки трансформатора
понижения и повышения подключен к входному источнику питания, а другой конец подключен к выходу стабилизатора напряжения.

Электронные платы выполняют сравнение выходного напряжения с источником опорного напряжения. Как только он обнаруживает любое увеличение или уменьшение входного напряжения выше контрольного значения, он начинает работать с двигателем, который еще больше перемещает рычаг на автотрансформаторе.

При перемещении рычага на автотрансформаторе входное напряжение на первичной обмотке трансформатора понижения и повышения изменится на требуемое выходное напряжение. Серводвигатель будет продолжать вращаться, пока разность между значением опорного напряжения и выход стабилизатора становится равным нулю. Этот полный процесс происходит за миллисекунды. Современные серво стабилизаторы напряжения поставляются с микроконтроллерной / микропроцессорной схемой управления для обеспечения интеллектуального управления пользователями.

Различные типы серво стабилизаторов напряжения

Различные типы серво стабилизаторов напряжения:

Однофазные серво стабилизаторы напряжения

В однофазных стабилизаторах напряжения с сервоприводом стабилизация напряжения достигается с помощью серводвигателя, подключенного к переменному трансформатору.

Трехфазные сбалансированные серво стабилизаторы напряжения

В трехфазных стабилизированных стабилизаторах напряжения с сервоуправлением стабилизация напряжения достигается с помощью серводвигателя, подключенного к 03 автотрансформаторам, и общей цепи управления. Выходные данные автотрансформаторов варьируются для достижения стабилизации.

Трехфазные несбалансированные серво стабилизаторы напряжения

В трехфазных несимметричных стабилизаторах напряжения с сервоприводом стабилизация напряжения достигается с помощью серводвигателя, подключенного к 03 автотрансформаторам и 03 независимым цепям управления (по одной на каждый автотрансформатор).

Использование и преимущества серво стабилизатора напряжения

  • Они быстро реагируют на колебания напряжения
  • Они имеют высокую точность стабилизации напряжения
  • Они очень надежные
  • Они могут выдерживать скачки напряжения

Недостатки серво стабилизатора напряжения

  • Они нуждаются в периодическом обслуживании
  • Чтобы обнулить ошибку, серводвигатель должен быть выровнен. Выравнивание сервомотора требует умелых рук.

Стабилизаторы статического напряжения


Рис. 13 — Статические стабилизаторы напряжения

Статический выпрямитель напряжения не имеет движущихся частей, как в случае серво стабилизаторов напряжения. Для стабилизации напряжения используется силовая электронная схема преобразователя. Эти статические стабилизаторы напряжения имеют очень высокую точность, а стабилизация напряжения находится в пределах ± 1%.

Стабилизатор статического напряжения содержит трансформатор понижения и повышения, силовой преобразователь с изолированным затвором (IGBT), микроконтроллер, микропроцессор и другие необходимые компоненты.

Как работает статический стабилизатор напряжения

Микроконтроллер / микропроцессор управляет IGBT-преобразователем питания для генерации требуемого уровня напряжения с использованием метода «широтно-импульсной модуляции». В методе «Импульсная широтно-импульсная модуляция» преобразователи питания в режиме переключения используют силовой полупроводниковый переключатель (например, MOSFET) для управления трансформатором для получения требуемого выходного напряжения. Это сгенерированное напряжение затем подается на первичную обмотку трансформатора понижения & повышения. Преобразователь мощности IGBT также контролирует фазу напряжения. Он может генерировать напряжение, которое может быть в фазе или на 180 градусов не в фазе по отношению к входному источнику питания, что, в свою очередь, позволяет ему контролировать, нужно ли добавлять или вычитать напряжение в зависимости от повышения или понижения уровня входного питания.

Рис. 15 — Принципиальная схема статического стабилизатора напряжения

Как только микропроцессор обнаруживает падение уровня напряжения, он посылает сигнал широтно-импульсной модуляции на преобразователь мощности IGBT. Преобразователь мощности IGBT, соответственно, генерирует напряжение, аналогичное разности напряжений, на которую уменьшился входной источник питания. Это генерируемое напряжение находится в фазе с входным источником питания. Затем это напряжение подается на первичную обмотку трансформатора Понижения & Повышения. Поскольку вторичная катушка трансформатора Понижения & Повышения подключена к входному источнику питания, напряжение, наведенное во вторичной катушке, будет добавлено к входному источнику питания. И поэтому стабилизированное повышенное напряжение будет затем подаваться на нагрузку.

Аналогично, как только микропроцессор обнаруживает повышение уровня напряжения, он посылает сигнал широтно-импульсной модуляции на преобразователь мощности IGBT. Соответственно, IGBT-преобразователь мощности генерирует напряжение, аналогичное разности напряжений, на которую уменьшился входной источник питания. Но на этот раз генерируемое напряжение будет на 180 градусов не в фазе по отношению к входному источнику питания. Затем это напряжение подается на первичную обмотку трансформатора Понижения & Повышения. Поскольку вторичная катушка трансформатора Понижения & Повышения подключена к входному источнику питания, напряжение, которое было наведено во вторичной катушке, теперь будет вычитаться из входного источника питания. И поэтому стабилизированное пониженное напряжение будет подаваться на нагрузку.

Использование / Преимущества статических стабилизаторов напряжения

  • Они очень компактны по размеру.
  • Они очень быстро реагируют на колебания напряжения.
  • Они имеют очень высокую точность стабилизации напряжения.
  • Поскольку нет движущейся части, она почти не требует технического обслуживания.
  • Они очень надежные.
  • Их эффективность очень высока.

Недостатки статического стабилизатора напряжения

Они дорогостоящие по сравнению со своими аналогами.

В чем разница между стабилизатором напряжения и регулятором напряжения?

Оба звучат одинаково. Они оба выполняют одинаковую функцию стабилизации напряжения. Однако то, как они это делают, приносит разницу. Основное функциональное отличие стабилизатора напряжения от регулятора напряжения:

Стабилизатор напряжения — это устройство, которое подает постоянное напряжение на выход без каких-либо изменений входного напряжения. В то время как,

Регулятор напряжения — это устройство, которое подает постоянное напряжение на выход без каких-либо изменений тока нагрузки.

Как выбрать лучший стабилизатор напряжения для вашего дома? Руководство по покупке

При покупке стабилизатора напряжения необходимо учитывать различные факторы. В противном случае вы можете столкнуться со стабилизатором напряжения, который может работать хуже или лучше. Чрезмерное выполнение не повредит, но это будет стоить вам лишних долларов. Так почему бы не выбрать такой стабилизатор напряжения, который может удовлетворить ваши требования и сохранить ваш карман тоже.

Различные факторы, которые играют важную роль в выборе стабилизатора напряжения

Различные факторы, которые играют жизненно важную роль и требуют рассмотрения перед выбором стабилизатора напряжения:

  • Требуемая мощность прибора (или группы приборов)
  • Тип прибора
  • Уровень колебаний напряжения в вашем районе
  • Тип стабилизатора напряжения
  • Рабочий диапазон стабилизатора напряжения, который вам нужен
  • Перегрузка по повышению / пониженному напряжению
  • Тип схемы стабилизации / управления
  • Тип монтажа для вашего стабилизатора напряжения

Пошаговое руководство по выбору и покупке стабилизатора напряжения для вашего дома

Вот основные шаги, которые вы должны выполнить, чтобы выбрать лучший выпрямитель напряжения для вашего дома:

  • Проверьте номинальную мощность устройства, для которой вам нужен стабилизатор напряжения. Номинальная мощность указана на задней панели устройства в виде наклейки или фирменной таблички. Это будет в киловаттах (KW). Обычно номинальная мощность стабилизатора напряжения указывается в кВА. Переведите его в киловатт (кВт).

(КВт = кВА * коэффициент мощности)

  • Подумайте о том, чтобы сохранить дополнительную маржу в 25-30% от номинальной мощности стабилизатора. Это даст вам дополнительную возможность добавить любое устройство в будущем.
  • Проверьте предел допуска колебаний напряжения. Если это соответствует вашим потребностям, вы готовы идти вперед.
  • Проверьте требования к монтажу и размер, который вам нужен.
  • Вы можете спросить и сравнить дополнительные функции в одном и том же ценовом диапазоне разных марок и моделей.

Практический пример для лучшего понимания

Предположим, вам нужен стабилизатор напряжения для вашего телевизора. Давайте предположим, что ваш телевизор имеет номинальную мощность 1 кВА. Допустимая надбавка 30% на 1 кВА составляет 300 Вт. Добавляя оба варианта, вы можете приобрести стабилизатор напряжения мощностью 1,3 кВт (1300 Вт) для вашего телевизора.

Видео совет при выборе стабилизатор напряжения

Самый важный совет при покупке стабилизатора напряжения

Для чего нужен стабилизатор напряжения

Стабилизатор – это устройство, представляющее собой электрический прибор, который используется для выравнивания колебаний напряжения сети при подаче тока на технику, такую как компьютеры, кондиционеры, насосы и др.

Для чего нужен стабилизатор напряжения? Регулятор в основном предназначен:

  • защищать электрооборудование от различных угроз, таких как колебания напряжения, высокое и низкое напряжение;
  • отключать технику от некачественного электропитания, при увеличении или снижении пороговых значений напряжения;
  • поддерживать напряжение на надлежащем уровне.

Этот аппарат имеет множество уникальных особенностей, которые позволяют экономить электроэнергию, влиять на производительность и повышать надежность техники. На дисплее аппарата высвечиваются основные параметры электрической сети, быть всегда в курсе о них – это значит владеть ситуацией. Функция задержки включения обеспечивает передышку и стабилизирует питание перед подачей на нагрузку, следовательно, увеличивает срок службы приборов.

И всё-таки, зачем нужен стабилизатор? Его использование представляет собой самую доступную и эффективную меру энергосбережения, сохранения приборов от выхода из строя и душевного спокойствия домочадцев.

Несколько советов по выбору стабилизатора

Если устройство выбрано правильно, то на него всегда можно положиться и довериться. Если в технике не особо разбираться, то можно положиться на предложения и советы продавца по выбору стабилизатора напряжения. Профессионал порекомендует для начала:

  • определиться с мощностью, типом стабилизатора и рабочим диапазоном напряжения;
  • выявить и проанализировать проблематику: повышенное, пониженное или скачкообразно изменяющееся напряжение в сети питания.

Исходя из полученных данных, затем приступить к выбору устройства.

Как правильно рассчитать мощность прибора? В идеале нужно определить, какой самый мощный потребитель присутствует в схеме электроснабжения. Допустим, электроприёмниками являются насосная станция мощностью 1, 5 кВт, сауна – 10 кВт плюс ещё какой-либо прибор с большим энергопотреблением. Все значения в киловаттах необходимо сложить и получить искомую мощность прибора.

Стабилизатор выбирается с небольшим запасом мощности (20%), особенно если в цепи присутствует оборудование с большим пусковым током. Речь идёт об электродвигателях и насосах, которые при пуске потребляют энергии больше, чем в обычном режиме.

Запас мощности обеспечивает долгую жизнь прибора, благодаря щадящему режиму работы, и создаёт резервный потенциал для подключения нового оборудования.

Выбирая стабилизатор также нужно учитывать сервисное обслуживание, потому что прибор следует правильно и качественно подключить, а также воспользоваться гарантийным сроком и отремонтировать в случае неисправности.

Как правильно выбирать стабилизатор напряжения для дома?

Можно воспользоваться самым простым вариантом: определить потребление мощности из сети по номиналу вводного автомата в квартирном щитке. Таким образом, узнаётся пропускная способность автомата и максимально возможная мощность потребления на бытовые нужды.

Приведём простой пример. Как выбрать стабилизатор напряжения 220 В для дома, если на вводе стоит автомат S40. С таким номинальным током от сети можно получить не более 10 кВт. Исходя из расчётных данных, и выбирается аппарат.

На сегодняшний день низкое напряжение в сети – проблема весьма актуальная и решить её лучше всего одним способом – приобрести стабилизатор, который защитит всю технику в доме от выхода из строя. Чтобы правильно выбрать устройство, сначала нужно разобраться с его разновидностями, а также преимуществами каждого варианта исполнения.

Типы защитных устройств

Самыми популярными типами стабилизаторов на сегодня являются:

  • электронные,
  • электромеханические.

Электронные стабилизаторы напряжения – это приборы наилучшего качества. Ввиду отсутствия механических частей характеризуются большим сроком службы, минимум 15 лет, и довольно высокой надёжностью. Можно подбирать по рабочему диапазону напряжений практически под любые задачи.

Электромеханические стабилизаторы напряжения характеризуются небольшим быстродействием, узким диапазоном напряжений, но зато хорошей перегрузочной способностью.

Полезная информация о стабилизаторах напряжения по поводу высокой точности

Многие стараются выбрать устройство с максимальной точностью стабилизации, вплоть до 0,5 %. Однако, как правило, отклонение в 10–15 В считается нормальным режимом работы для большинства техники. И только в редких случаях оборудование при таких отклонениях не работает или капризничает. Большая часть предлагаемых на рынке стабилизаторов обеспечивает именно такой режим работы.

Частым заблуждением покупателей является то, что приобретаемое устройство с высокой точностью стабилизации – это гарантия стабильного напряжения и отсутствие мерцания света. На самом деле, получается наоборот: чем больше точность у прибора, тем чаще он переключается, подстраиваясь под входную сеть, поэтому и лампочки не перестают мерцать. Это касается ламп накаливания и галогенок.

При установке стабилизатора симисторного и релейного типа мерцание лампочек стопроцентно будет сохраняться. Исключение составляют лишь стабилизаторы с плавной регулировкой сигнала. Это касается новых разработок стабилизаторов, таких как Вольтер. При выборе регулятора желательно руководствоваться рекомендациями от производителя или профессионалов. Можно для верности ещё почитать положительные и отрицательные отзывы в интернете на конкретную модель или бренд.

Какой выбрать однофазный или трехфазный?

Если в дом заведены три фазы, совсем необязательно устанавливать трёхфазный стабилизатор. Чаще всего, оказывается, можно обойтись однофазниками. При этом преимуществ можно получить очень много.

Во-первых, по стоимости, которая в общей сложности у трёх однофазных меньше, чем у трёхфазного. Во-вторых, по ремонтопригодности более надёжно. Одно дело – снять один блок и отвести его на ремонт, другое – снять полностью аппарат.

Коммерческая выгода от установки стабилизатора напряжения

Отечественные электросети физически сильно изношены, а местами и морально устарели. А потребителей становится всё больше и больше. Установка стабилизаторов выгодна по нескольким причинам:

  1. современная техника оснащена электронной начинкой, которой важно качественное питание. Для того чтобы она не вышла из строя или не подвергалась дорогостоящему ремонту, необходима установка стабилизатора;
  2. пониженное напряжение влечёт за собой большее потребление тока из сети. Приходится платить больше за расход электроэнергии. Выгода стабилизатора очевидна;
  3. повышенное напряжение может привести к короткому замыканию, перегреву проводов и пожару. Без стабилизатора в этом случае материальный и моральный ущерб может быть колоссальный, а то и непоправимый;
  4. при нормальном напряжении тоже могут случиться внезапные импульсы от молнии, ошибок персонала, перекоса фаз в час пик.

Во всех этих и других непредвиденных случаях стабилизатор напряжения поможет сберечь время, средства и нервы.

Возможные последствия для приборов (электрических потребителей) в условиях отклонения напряжения от нормы

  • Снижение напряжения приводит к уменьшению светового потока ламп. При плохом свете снижается производительность качество выполняемой работы.
  • Плохое освещение на улицах города приводит к росту несчастных случаев.
  • Повышение напряжения ведёт к резкому уменьшению срока службы лампочек, иногда вдвое, а то и в три раза.
  • Бытовые нагревательные приборы (плитки, утюги и т. п.), рассчитанные на паспортную мощность, при снижении напряжения дольше нагреваются. И поэтому получается перерасход электроэнергии на бытовые нужды.

Вот, что такое стабилизатор напряжения и зачем он нужен.

Подведём небольшой итог

Ценными качествами регуляторов являются быстрая реакция прибора на изменение параметров в сети, расширенный диапазон рабочего напряжения, хорошая перегрузочная способность, синусоида правильной формы на выходе, бесшумность.

Но сколько бы ни говорилось о достоинствах той или иной марки, для потребителя наиболее приоритетной характеристикой всегда остаётся соотношение цены и качества. Поэтому золотой серединой, несомненно, станет выбор качественной отечественной продукции.

Как выбрать эталон напряжения

Почему ссылки на напряжение?

Это аналоговый мир. Все электронные устройства должны каким-то образом взаимодействовать с «реальным» миром, будь то автомобиль, микроволновая печь или мобильный телефон. Для этого электроника должна иметь возможность отображать измерения в реальном мире (скорость, давление, длина, температура) в измеряемую величину в мире электроники (напряжение). Конечно, чтобы измерить напряжение, вам нужен стандарт для измерения.Этот стандарт является эталоном напряжения. Вопрос для любого дизайнера системы не нуждается ли он опорное напряжение, а, какой из них?

Ссылка

Напряжение просто, что-цепь или элемент цепи, что обеспечивает известный потенциал для тех пор, пока схема требует его. Это могут быть минуты, часы или годы. Если для продукта требуется информация о мире, такая как напряжение или ток батареи, энергопотребление, размер или характеристики сигнала или идентификация неисправности, соответствующий сигнал должен сравниваться со стандартом.Каждый компаратор, АЦП, ЦАП, или схема обнаружения должна быть опорным напряжением для того, чтобы выполнить свою работу (рисунок 1). Сравнивая интересующий сигнал с известным значением, можно точно определить любой сигнал.

Рисунок 1. Типичное использование опорного напряжения для АЦП

Справочные характеристики

ссылок напряжения во многих формах и предлагают различные функции, но в конце концов, точности и стабильности являются наиболее важными функциями опорного напряжения,, поскольку основные целью ссылки является предоставление известного выходного напряжения.Отклонение от этого известного значения является ошибкой. Спецификации эталона напряжения обычно предсказывают неопределенность эталона при определенных условиях, используя следующие определения.

Таблица 1. Технические характеристики для высокоэффективных опорных напряжений
Температурный коэффициент Начальная точность I S Архитектура V OUT Шум Напряжения * Long-Term Drift Пакет
LT1031 5ppm / ° C 0.05% 1,2 мА похороненный стабилитрон 10В 0,6 промилле 15 промилле / час H
LT1019 5ppm / ° C 0,05% 650 мкА запрещенная зона 2,5 В, 4,5 В, 5 В, 10 В 2,5 промилле SO-8, PDIP
LT1027 5ppm / ° C 0.05% 2,2 мА похороненный стабилитрон 0,6 промилле 20ppm / month SO-8, PDIP
LT1021 5ppm / ° C 0,05% 800 мкА похороненный стабилитрон 5В, 7В, 10В 0,6 промилле 15 промилле / час SO-8, PDIP, H
LTC6652 5ppm / ° C 0.05% 350 мкА запрещенная зона 1,25 В, 2,048 В, 2,5 В, 3 В, 3,3 В, 4,096 В, 5 В 2.1ppm 60ppm / √kHr MSOP
LT1236 5ppm / ° C 0,05% 800 мкА похороненный стабилитрон 5В, 10В 0.6ppm 20 промилле / час SO-8, PDIP
LT1461 3 ppm / ° C 0,04% 35 мкА запрещенная зона 2,5 В, 3 В, 3,3 В, 4,096 В, 5 В 8ppm 60ppm / √kHr СО-8
LT1009 15 ppm / ° C 0.2% 1,2 мА запрещенная зона 2,5 В 20 промилле / час МСОП-8, СО-8, Z
LT1389 20ppm / ° C 0,05% 700nA запрещенная зона 1,25 В, 2,5 В, 4,096 В, 5 В 20ppm СО-8
LT1634 10 промилле / ° C 0.05% 7 мкА запрещенная зона 1,25 В, 2,5 В, 4,096 В, 5 В 6ppm СО-8, МСОП-8, Z
LT1029 20ppm / ° C 0,20% 700 мкА запрещенная зона 20 промилле / час Z
LM399 1 ppm / ° C 2% 15 мА похороненный стабилитрон 1ppm 8ppm / √kHr H
LTZ1000 0.05 промилле / ° C 4% похороненный стабилитрон 7,2 В 0,17 промилле 2 мкВ / √кГр H
* 0,1 Гц – 10 Гц, от пика до пика

Начальная точность

Дисперсия выходного напряжения, измеренная при данной температуре, обычно 25 ° C. Хотя начальное выходное напряжение может варьироваться от единицы к единице, если оно постоянное для данной единицы, его можно легко откалибровать.

Температурный дрейф

Эта спецификация является наиболее широко используется для оценки опорного напряжения производительности, как это показано изменение выходного напряжения при изменении температуры. Температурный дрейф вызван несовершенствами и нелинейностями в элементах схемы и часто является нелинейным в результате.

Для многих частей температурный дрейф, TC, указанный в ppm / ° C, является основным источником ошибок. Для деталей с постоянным смещением возможна калибровка. Распространенным заблуждением относительно температурного дрейфа является то, что оно линейное.Это приводит к предположениям, таким как «деталь будет дрейфовать в меньшем количестве в меньшем температурном диапазоне». Часто верно обратное. TC обычно указывается с помощью «метода коробки», чтобы дать представление о вероятной ошибке во всем диапазоне рабочих температур. Это расчетное значение, основанное только на минимальных и максимальных значениях напряжения, и не учитывает температуры, при которых возникают эти экстремумы.

Для эталонов напряжения, которые являются очень линейными в указанном температурном диапазоне, или для тех, которые не были тщательно настроены, ошибка наихудшего случая может считаться пропорциональной температурному диапазону.Это связано с тем, что максимальное и минимальное выходное напряжение очень вероятно можно найти при максимальной и минимальной рабочих температурах. Однако для очень тщательно настроенных эталонов, часто определяемых по их очень низкому температурному дрейфу, нелинейный характер эталона может доминировать.

Например, задание, определенное как 100ppm / ° C, имеет тенденцию казаться довольно линейным в любом температурном диапазоне, поскольку дрейф из-за несовпадения компонентов полностью скрывает внутреннюю нелинейность. Напротив, температурный дрейф эталона, заданного как 5ppm / ° C, будет зависеть от нелинейностей.

Это можно легко увидеть в зависимости выходного напряжения от температуры на рисунке 2. Обратите внимание, что представлены две возможные температурные характеристики. Некомпенсированная запрещенная зона появляется в виде параболы с минимумами при экстремальных температурах и максимумами в середине. Температурно-компенсированная запрещенная зона, такая как LT1019, показанная здесь, выглядит как S-образная кривая с наибольшим наклоном вблизи центра температурного диапазона. В последнем случае нелинейность усугубляется, так что совокупная неопределенность по температуре уменьшается.

Рисунок 2. Характеристики эталонной температуры напряжения

Лучшее использование спецификации температурного дрейфа — это расчет максимальной суммарной погрешности в указанном температурном диапазоне. Как правило, нецелесообразно рассчитывать погрешности в неуказанных диапазонах температур, если только характеристики температурного дрейфа не поняты.

Долгосрочная стабильность

Это мера тенденции опорного напряжения меняется с течением времени, независимо от других переменных.Начальные сдвиги в значительной степени вызваны изменениями механического напряжения, обычно из-за разницы в скоростях расширения свинцовой рамы, матрицы и состава пресс-формы. Этот стрессовый эффект имеет тенденцию иметь большое начальное смещение, которое быстро уменьшается со временем. Начальный дрейф также включает в себя изменения электрических характеристик элементов схемы, в том числе установление характеристик устройства на атомном уровне. Долгосрочные сдвиги вызваны электрическими изменениями в элементах схемы, которые часто называют «старением».«Этот дрейф имеет тенденцию происходить с пониженной скоростью по сравнению с первоначальным дрейфом и дополнительно уменьшаться со временем. Поэтому его часто определяют как дрейф / √kHr. Опоры напряжения имеют тенденцию стареть быстрее при более высоких температурах.

Тепловой гистерезис

Эта часто пропускаемая спецификация также может быть основным источником ошибок. Он является механическим по своей природе и является результатом изменения напряжения в фильере из-за термоциклирования. Гистерезис можно наблюдать как изменение выходного напряжения при заданной температуре после большого температурного цикла.Он не зависит от температурного коэффициента и временного дрейфа и снижает эффективность начальной калибровки напряжения.

Большинство эталонов имеют тенденцию варьироваться вокруг номинального выходного напряжения во время последующих температурных циклов, поэтому термический гистерезис обычно ограничивается предсказуемым максимальным значением. Каждый производитель имеет свой собственный метод для указания этого параметра, поэтому типичные значения могут вводить в заблуждение. Данные о распределении, представленные в технических паспортах, таких как LT1790 и LTC6652, гораздо полезнее при оценке ошибки выходного напряжения.

Прочие технические характеристики

Дополнительные технические характеристики, которые могут быть важны, в зависимости от требований к применению, включают:

  • Voltage Noise
  • Линейное регулирование / PSRR
  • Регулировка нагрузки
  • Выходное напряжение
  • Диапазон поставок
  • Ток Питания

Типы ссылок

Два основных типа опорного напряжения являются шунта и серии. В таблице 2 приведен список серий линейных технологий и опорных напряжений шунта.

Микропроцессорная полоса с малым выпадением
Таблица 2. Опорные напряжения доступны от Linear Technology
Тип часть Описание
Серия LT1019 Precision Bandgap
LT1021 прецизионный малошумный Zener
LT1027 Прецизионный 5-вольтовый стабилитрон
LT1031 Точность Малошумный / Низкий дрейфовый стабилитрон 10 В
LT1236 прецизионный малошумный Zener
LT1258 Micropower LDO Bandgap
LT1460 Micropower Precision Bandgap
LT1461 Micropower Ultra-Precision Bandgap
LT1790
LT1798 Micropower LDO Bandgap
LT6650 Micropower 400mV / Регулируемая полоса пропускания
LTC6652 Precision Low Noise LDO Bandgap
Шунт LM129 Точность 6.9V похороненный стабилитрон
LM185 Micropower 1.2V / 2.5V Zener
LM399 Точность стабилитрона 7 В
LT1004 Micropower 1,2 В / 2,5 В с полосой пропускания
LT1009 Precision 2.5V Bandgap
LT1029 5V Bandgap
LT1034 Micropower Dual (1.2 В запрещенная зона / 7 В стабилитрон)
LT1389 Nanopower Precision Bandgap
LT1634 Micropower Precision Bandgap
LTZ1000 Сверхточный подогреваемый стабилитрон

Шунт Ссылки

Шунтирующий эталон представляет собой 2-контактный тип, обычно предназначенный для работы в определенном диапазоне токов.Хотя большинство шунтов относятся к типу запрещенной зоны и имеют различное напряжение, их можно продумать и так же просто использовать, как и стабилитрон.

Наиболее распространенная цепь связывает одну клемму задания с землей, а другую — с резистором. Оставшаяся клемма резистора затем подключается к источнику питания. По сути, это трехконтактная схема. Общая клемма задания / резистора является выходом. Резистор должен быть выбран таким образом, чтобы минимальный и максимальный токи через задание находились в указанном диапазоне во всем диапазоне питания и диапазоне тока нагрузки.Эти ссылки довольно легко конструировать при условии, что напряжение питания и ток нагрузки не сильно различаются. Если один или оба могут существенно измениться, тогда резистор должен быть выбран, чтобы учесть это отклонение, часто вынуждая схему рассеивать значительно больше энергии, чем требуется для номинального случая. В этом смысле он может функционировать как усилитель класса А.

Преимущества шунтирующих ссылок включают простую конструкцию, небольшие пакеты и хорошую стабильность в широком диапазоне токов и нагрузок.Кроме того, они легко проектируются как отрицательные опорные напряжения и могут использоваться с очень высокими напряжениями питания, поскольку внешний резистор удерживает большую часть потенциала, или очень низкими источниками питания, поскольку выходной сигнал может быть всего на несколько милливольт ниже поставка. Linear Technology предлагает шунтирующие продукты, включая LT1004, LT1009, LT1389, LT1634, LM399 и LTZ1000. Типичная шунтирующая схема показана на рисунке 3.

опорное напряжение

Рисунок 3. Шунт

Серия Ссылки

Ссылки серии

— это три (или более) оконечных устройства.Они больше похожи на регуляторы с низким уровнем отсева (LDO), поэтому они имеют много одинаковых преимуществ. В частности, они потребляют относительно фиксированную величину тока питания в широком диапазоне напряжений питания и проводят ток нагрузки только тогда, когда этого требует нагрузка. Это делает их идеальными для цепей с большими изменениями напряжения питания или тока нагрузки. Они особенно полезны в цепях с очень большими токами нагрузки, поскольку между опорным источником и источником питания отсутствует последовательный резистор.

Продукты линейки

, доступные от Linear Technology, включают в себя LT1460, LT1790, LT1461, LT1021, LT1236, LT1027, LTC6652, LT6660 и многие другие.Такие продукты, как LT1021 и LT1019, могут работать как в качестве шунта, так и в качестве эталонного напряжения. Последовательная эталонная схема показана на рисунке 4.

опорное напряжение

Рисунок 4. Серия

Опорные цепи

Существует много способов создания эталонной интегральной схемы напряжения. У каждого есть свои преимущества и недостатки.

Ссылка на стабилитроны

Эталон типа захороненного стабилитрона — это относительно простая конструкция. Стабилитрон (или лавинный) диод имеет предсказуемое обратное напряжение, которое является довольно постоянным по температуре и очень постоянным по времени.Эти диоды часто очень низкий уровень шума и очень стабильны в течение долгого времени, если проводится в небольшом диапазоне температур, что делает их полезными в тех случаях, когда изменения опорного напряжения должно быть как можно меньше.

Эту стабильность можно объяснить относительно небольшим количеством компонентов и площадью кристалла по сравнению с другими типами опорных цепей, а также тщательной конструкцией элемента Зенера. Тем не менее, относительно высокие отклонения в начальном напряжении и температурном дрейфе распространены.Дополнительная схема может быть добавлена ​​для компенсации этих недостатков или для обеспечения диапазона выходных напряжений. И в шунтовых, и в серийных образцах используются стабилитроны.

Устройства, такие как LT1021, LT1236 и LT1027, используют внутренние источники тока и усилители для регулирования напряжения Зенера и тока для повышения стабильности, а также для обеспечения различных выходных напряжений, таких как 5В, 7В и 10В. Эта дополнительная схема делает стабилитрон более совместимым с широким спектром применения, но требует некоторого дополнительного запаса питания и может вызвать дополнительную ошибку.

В качестве альтернативы, LM399 и LTZ1000 используют внутренние нагревательные элементы и дополнительные транзисторы для стабилизации температурного дрейфа стабилитрона, обеспечивая наилучшее сочетание температурной и временной стабильности. Кроме того, эти продукты на основе Zener имеют чрезвычайно низкий уровень шума, обеспечивая наилучшую производительность. LTZ1000 демонстрирует температурный дрейф 0,05 ppm / ° C, долговременную стабильность 2 мкВ / √кч и шум 1,2 мкВ P-P . Чтобы дать некоторую перспективу, в лабораторном приборе, общая неопределенность в опорном напряжении в LTZ1000 в связи с шумом и температурой будет только около 1.7ppm плюс фракция 1ppm в месяц из-за старения.

Bandgap References

Несмотря на то, что стабилитроны можно использовать для создания эталонов очень высокой производительности, им не хватает гибкости. В частности, они требуют напряжения питания выше 7 В и предлагают относительно небольшое выходное напряжение. Напротив, эталоны с запрещенной зоной могут создавать широкий спектр выходных напряжений с небольшим запасом питания — часто менее 100 мВ. Контрольные значения запрещенной зоны могут быть разработаны для обеспечения очень точных начальных выходных напряжений и низкотемпературного дрейфа, что устраняет необходимость в длительной калибровке при применении.

Работа с запрещенной зоной основана на базовой характеристике транзисторов с биполярным переходом. На рисунке 5 показана упрощенная версия схемы LT1004, базовая запрещенная зона. Можно показать, что несоответствующая пара транзисторов с биполярным переходом имеет разницу в V BE , которая пропорциональна температуре. Эта разница может быть использована для создания тока, который растет линейно с температурой. Когда этот ток пропускается через резистор и транзистор, изменение температуры напряжения базового эмиттера транзистора отменяет изменение напряжения на резисторе, если он имеет правильный размер.Хотя это подавление не является полностью линейным, оно может быть компенсировано дополнительными схемами для получения очень низкого температурного дрейфа.

Рисунок 5. Схема запрещенной зоны рассчитана на теоретически нулевой температурный коэффициент.

Математика позади основного зонного опорного напряжения интересен тем, что он сочетает в себе известные температурные коэффициенты с уникальными соотношением резисторов для получения опорного напряжения с теоретически нулевой температурный дрейф. На рисунке 5 показаны два транзистора, масштабированные таким образом, что площадь эмиттера Q10 в 10 раз больше, чем у Q11, в то время как Q12 и Q13 поддерживают токи своих коллекторов одинаковыми.Это создает известное напряжение между базами двух транзисторов:

, где k — постоянная Больцмана в Дж / Кельвин (1,38 × 10 -23 ), T — температура в Кельвинах (273 + T (° C)) и q — заряд электрона в кулонах (1,6×10 — 19 ). При 25 ° C kT / q имеет значение 25,7 мВ с положительным температурным коэффициентом 86 мкВ / ° C. ΔV BE — это напряжение, умноженное на ln (10) или 2,3, при напряжении 25 ° C, равном приблизительно 60 мВ, при температуре 0,2 мВ / ° C.

Применение этого напряжения к резистору 50 кОм, подключенному между основаниями, создает ток, который пропорционален температуре.Этот ток смещает диод Q14 с напряжением 25 ° C 575 мВ с температурным коэффициентом -2,2 мВ / ° C. Резисторы используются для создания падения напряжения с положительным tempcos, которые добавляются к напряжению В14 диода, создав тем самый потенциал опорного напряжения приблизительно 1.235V с теоретически 0mV ° / коэффициентом температурного С. Эти падения напряжения показаны на рисунке 5. Баланс цепи обеспечивает токи смещения и выходной привод.

Линейная технология

производит широкий спектр эталонов с запрещенной зоной, включая LT1460, небольшой и недорогой прецизионный эталонный ряд, LT1389, шунтирующий эталон сверхнизкой мощности, и LT1461 и LTC6652, которые являются очень высокоточными эталонами с низким дрейфом.Доступные выходные напряжения: 1,2 В, 1,25 В, 2,048 В, 2,5 В, 3,0 В, 3,3 В, 4,096 В, 4,5 В, 5 В и 10 В. Эти опорные напряжения могут подаваться в широком диапазоне источников питания и условий нагрузки с минимальными затратами напряжения и тока. Продукты могут быть очень точными, как с LT1461, LT1019, LTC6652 и LT1790; очень маленький, как у LT1790 и LT1460 (SOT23) или LT6660 в корпусе DFN 2 × 2 мм; или очень низкое энергопотребление, такое как LT1389, для которого требуется только 800 нА. В то время как эталоны Зенера часто имеют лучшую производительность с точки зрения шума и долговременной стабильности, новые эталоны с запрещенной зоной, такие как LTC6652, с пиковым шумом 2ppm (0.1 Гц до 10 Гц) сокращают разрыв.

Дробная ссылка запрещенной зоны

Это ссылки, основанные на температурных характеристиках биполярных транзисторов, но с выходными напряжениями, которые могут составлять всего несколько милливольт. Они полезны для цепей с очень низким напряжением, особенно в компараторах, где пороговое значение должно быть меньше, чем обычное напряжение запрещенной зоны (приблизительно 1,2 В).

На рисунке 6 показана схема ядра от LM10, которая объединяет элементы, которые пропорциональны и обратно пропорциональны температуре, аналогично нормальному эталону запрещенной зоны, чтобы получить постоянный эталон 200 мВ.Дробная запрещенная зона обычно использует ΔV BE для генерации тока, который пропорционален температуре, и V BE для генерации тока, который обратно пропорционален. Они объединены в соответствующем соотношении в резисторном элементе для генерации температурно-инвариантного напряжения. Размер резистора может варьироваться для изменения опорного напряжения, не влияя на температурную характеристику. Это отличается от традиционной схемы запрещенной зоны тем, что дробная схема запрещенной зоны объединяет токи, в то время как традиционные схемы имеют тенденцию объединять напряжения, обычно напряжение базового эмиттера и I • R с противоположным TC.

Рисунок 6. Опорная цепь 200 мВ

Дробные запрещенные зоны, такие как схема LM10, также частично основаны на вычитании. LT6650 имеет ссылку 400mV этого типа, в сочетании с усилителем. Это позволяет опорное напряжение, чтобы быть изменено путем изменения коэффициента усиления усилителя, и дает буферизованный вывод. Любое выходное напряжение от 0,4 В до нескольких милливольт ниже напряжения питания может быть создано с помощью этой простой схемы. В более интегрированном решении, то LT6700 (рисунок 7) и LT6703 сочетают ссылку 400mV с компараторами, и могут быть использован в качестве мониторов напряжения или оконных компараторов.Справочник 400mV позволяет осуществлять мониторинг малых входных сигналов, что снижает сложность схем монитора и позволяет осуществлять мониторинг элементов схемы, работающие на очень низкие поставках, а также. Для больших порогов можно добавить простой резисторный делитель (рисунок 8). Каждый из этих продуктов доступен в небольшом корпусе (SOT23), потребляет мало энергии (менее 10 мкА) и работает в широком диапазоне напряжений (от 1,4 до 18 В). Кроме того, LT6700 доступен в упаковке DFN 2 мм × 3 мм, а LT6703 доступен в упаковке DFN 2 мм × 2 мм.

Рисунок 7. LT6700 позволяет сравнивать с пороговыми значениями до 400 мВ.

Рисунок 8. Более высокие пороги устанавливаются путем деления входного напряжения.

Выбор ссылки

Итак, теперь, со всеми этими опциями, как выбрать правильную ссылку для своего приложения? Вот несколько советов, которые могут сузить диапазон вариантов:

  • Напряжение питания очень высокое? Выберите шунт.
  • Напряжение питания или ток нагрузки широко варьируются? Выберите серию.
  • Требуется высокая энергоэффективность? Выберите серию.
  • Оцените свой реальный температурный диапазон. Линейная технология обеспечивает гарантированные характеристики и работу в различных температурных диапазонах, включая от 0 ° C до 70 ° C, от -40 ° C до 85 ° C и от -40 ° C до 125 ° C.
  • Будьте реалистичны в отношении необходимой точности. Важно понимать точность, требуемую приложением. Это поможет определить критические характеристики.Учитывая это требование, умножьте температурный дрейф на указанный температурный диапазон. Добавьте начальную погрешность, термический гистерезис и длительный дрейф в течение предполагаемого срока службы продукта. Удалите все термины, которые будут откалиброваны на заводе или периодически перекалиброваны. Это дает представление о полной точности. Для наиболее требовательных применений также могут быть добавлены шум, ошибки регулирования линии и нагрузки. Например, эталон с погрешностью начальной точности 0,1% (1000 ppm), дрейфом температуры 25 ppm / ° C выше –40 ° C до 85 ° C, тепловым гистерезисом 200 ppm, пиковым шумом 2 ppm и дрейфом времени 50 ppm / √kHr будет иметь общую неопределенность более 4300ppm на момент построения схемы.Эта неопределенность увеличивается на 50 частей на миллион в первые 1000 часов работы схемы. Начальная точность может быть откалибрована, уменьшив ошибку до 3300ppm + 50ppm • √ (t / 1000hours).
  • Каков реальный диапазон поставок? Какое максимальное ожидаемое напряжение питания? Будут ли возникать неисправности, такие как разряд батареи или скачки индуктивного питания в режиме горячей замены, которые должна выдерживать эталонная ИС? Это может значительно сократить количество жизнеспособных вариантов.
  • Сколько энергии может потреблять эталон? Ссылки обычно делятся на несколько категорий: более 1 мА, ~ 500 мкА, <300 мкА, <50 мкА, <10 мкА, <1 мкА.
  • Сколько тока нагрузки? Будет ли нагрузка потреблять значительный ток или производить ток, который должен опускаться эталон? Многие ссылки могут обеспечить только небольшие токи для нагрузки, и лишь немногие могут потреблять существенный ток. Спецификация регулирования нагрузки является хорошим руководством.
  • Сколько у вас места? Список литературы представлен в широком ассортименте, включая металлические банки, пластиковые пакеты (DIP, SOIC, SOT) и очень маленькие упаковки, в том числе LT6660 в DFN размером 2 × 2 мм.Широко распространено мнение, что ссылки на большие размеры упаковки имеют меньшую погрешность из-за механического напряжения, чем меньшие упаковки. Хотя это правда, что некоторые ссылки могут дать лучшую производительность в больших пакетах, есть свидетельства того, что разница в производительности не имеет непосредственного отношения к размеру пакета. Более вероятно, что поскольку меньшие кубики используются для продуктов, предлагаемых в меньших упаковках, должны быть достигнуты некоторые компромиссы производительности, чтобы соответствовать схеме на кристалле. Как правило, метод установки пакета имеет более существенное различие в производительности, чем фактический пакет — тщательное внимание к методам и местам монтажа может максимизировать производительность.Кроме того, устройства с меньшими размерами следов могут демонстрировать меньшую нагрузку при изгибе печатной платы по сравнению с устройствами с более высокими размерами следов. Это подробно обсуждается в примечании по применению AN82 «Понимание и применение ссылок на напряжение», доступном в Linear Technology.

Заключение

Linear Technology предлагает широкий спектр эталонных продуктов напряжения. К ним относятся как серии, так и шунты, разработанные с использованием стабилитронов, запрещенных зон и других типов. Справочные материалы доступны в нескольких классах производительности и температуры и почти во всех возможных типах упаковки.Продукция варьируется от высочайшей точности до небольших и недорогих альтернатив. Благодаря обширному арсеналу эталонных продуктов напряжения, эталонные напряжения Linear Technology отвечают потребностям практически любого применения.

См. Также примечание по применению Linear Technology AN82 «Понимание и применение ссылок на напряжение», доступное для загрузки здесь.

,
Понимание того, как работает регулятор напряжения

Регулятор напряжения генерирует фиксированное выходное напряжение заданной величины, которое остается постоянным независимо от изменений его входного напряжения или условий нагрузки. Существует два типа регуляторов напряжения: линейный и импульсный.

Линейный регулятор использует активное (BJT или MOSFET) проходное устройство (последовательное или шунтирующее), управляемое дифференциальным усилителем с высоким коэффициентом усиления. Он сравнивает выходное напряжение с точным опорным напряжением и регулирует проходное устройство для поддержания постоянного выходного напряжения.

Импульсный регулятор преобразует входное напряжение постоянного тока в коммутируемое напряжение, подаваемое на силовой переключатель MOSFET или BJT. Отфильтрованное выходное напряжение выключателя питания подается обратно в цепь, которая управляет временем включения и выключения питания, так что выходное напряжение остается постоянным независимо от изменений входного напряжения или тока нагрузки.

Каковы некоторые из топологий импульсного регулятора?

Существует три распространенные топологии: доллар (понижение), повышение (повышение) и усиление (повышение / понижение).Другие топологии включают топологии обратного хода, SEPIC, Cuk, двухтактный, прямой, полумостовой и полумостовой.

Как частота переключения влияет на конструкцию регулятора?

Более высокие частоты переключения означают, что регулятор напряжения может использовать меньшие катушки индуктивности и конденсаторы. Это также означает более высокие потери на переключение и больший шум в цепи.

Какие потери возникают при переключении регулятора?

Потери происходят в результате питания, необходимого для включения и выключения MOSFET, которые связаны с драйвером затвора MOSFET.Кроме того, потери мощности MOSFET возникают из-за того, что для переключения из состояния проводимости в состояние непроводимости требуется определенное время. Потери также связаны с энергией, необходимой для зарядки и разрядки емкости затвора MOSFET между пороговым напряжением и напряжением затвора.

Каковы обычные применения для линейных и импульсных регуляторов?

Рассеиваемая мощность линейного регулятора прямо пропорциональна его выходному току для данного входного и выходного напряжения, поэтому типичные КПД могут быть 50% или даже ниже.Используя оптимальные компоненты, импульсный регулятор может достичь эффективности в диапазоне 90%. Однако выходной шум от линейного регулятора намного ниже, чем у импульсного регулятора с такими же требованиями к выходному напряжению и току. Как правило, импульсный регулятор может управлять более высокими токовыми нагрузками, чем линейный регулятор.

Как переключающий регулятор управляет своим выходом?

Импульсные регуляторы требуют средства для изменения их выходного напряжения в ответ на изменения входного и выходного напряжения.Один из подходов заключается в использовании ШИМ, который управляет входом соответствующего выключателя питания, который контролирует время его включения и выключения (рабочий цикл). Во время работы отфильтрованное выходное напряжение регулятора подается обратно в ШИМ-контроллер для управления рабочим циклом. Если фильтруемый выход имеет тенденцию изменяться, обратная связь, применяемая к ШИМ-контроллеру, изменяет рабочий цикл для поддержания постоянного выходного напряжения.

Какие технические характеристики важны для ИС регулятора напряжения?

Среди основных параметров: входное напряжение, выходное напряжение и выходной ток.В зависимости от применения могут быть важны другие параметры, такие как пульсация выходного напряжения, переходная характеристика нагрузки, выходной шум и эффективность. Важными параметрами для линейного регулятора являются падение напряжения, PSRR (коэффициент подавления питания) и выходной шум.

Ссылки

Загрузить Средства проектирования управления питанием

ADIsimPower ™ Средство разработки регулятора напряжения

,

Базовые знания о регуляторе напряжения (1/4)

Обзор линейного регулятора CMOS

История линейных регуляторов CMOS относительно нова. Они разработаны с портативными электронными устройствами на батарейках. Поскольку процессы КМОП используются в крупных интегральных схемах, таких как БИС и микропроцессоры, они постоянно миниатюризируются. Используя все преимущества технологии миниатюризации, линейные регуляторы CMOS стали интегральными микросхемами управления питанием, которые широко используются в продуктах портативной электроники для реализации низкопрофильных, малых выпадений и низкого тока питания.

Чем они отличаются от биполярных линейных регуляторов?

Как правило, линейный регулятор CMOS предлагает более низкий ток питания по сравнению с биполярным линейным регулятором. Это связано с тем, что биполярный процесс управляется током, а процесс КМОП — напряжением. [См. Рисунок 1]

[Рисунок 1] Управляемое током устройство и управляемое напряжением устройство

Bipolar Transistor

Биполярный Транзистор

Ток проходит между эмиттером и коллектором при включенном базовом токе.Базовый ток должен быть включен, чтобы получить выходной ток.

MOS Transistor

МОП-транзистор

Ток проходит между истоком и стоком, когда на затворе заряжается напряжение. Как только электрический заряд заряжен, ток не требуется для включения.

Линейные регуляторы, которые не требуют тактовой синхронизации, особенно подходят для достижения низкого тока питания, поскольку рабочий ток регуляторов может быть почти нулевым в цепях, отличных от аналоговых рабочих цепей.

Одним из примеров биполярных линейных регуляторов являются многофункциональные 3-контактные регуляторы серии 78. Поскольку диапазон входного напряжения серии достигает 30 В ~ 40 В, и серия может потреблять ток более 1 А, серия используется в различных бытовых приборах и промышленном оборудовании. Тем не менее, ряды не являются низкими, потому что выходная структура серии — NPN Darlington Output. В таблице 1 приведены некоторые основные характеристики серии.

[Таблица 1] Основные характеристики многоцелевых регуляторов серии 78
Серия продуктов Максимальный
Выходной ток
Номинальный Ввод
Напряжение
Операционная
Ток
Выходное напряжение
78xx 1A 35 В, 40 В 4 ~ 8 мА 2В @ 1А
78Mxx 500 мА 35 В, 40 В 6 ~ 7 мА 2 В при 350 мА
78Nxx 300 мА 35 В, 40 В 5 ~ 6 мА 1.7В @ 200mA
2В при 300мА
78Lxx 100 мА 30 В, 35 В, 40 В 6 ~ 6,5 мА 1,7 В @ 40 мА

Тем не менее, количество процессов, необходимых для биполярных линейных регуляторов, составляет примерно половину или две трети процесса CMOS, и, следовательно, биполярный линейный регулятор является более экономичным, чем регулятор CMOS, даже если его размер кристалла больше. Таким образом, биполярный линейный регулятор лучше подходит для использования с большим током или высоким напряжением.С другой стороны, технологии миниатюризации CMOS-процессов хорошо развиты и имеют такие преимущества, как низкое напряжение, малое падение напряжения, малый размер и низкое энергопотребление.

Где и как используется CMOS?

КМОП-линейные регуляторы

широко используются в портативных электронных устройствах с батарейным питанием из-за их низкого выпадения и характеристик низкого тока питания. LDO (Low Dropout) регуляторы позволяют использовать батарею до предела, и поэтому регуляторы в настоящее время являются важными интегральными схемами управления питанием для таких устройств, как мобильные телефоны, цифровые камеры и ноутбуки, чтобы иметь длительный срок службы батареи.Поскольку регуляторы LDO имеют функцию вытягивания большого тока с небольшим перепадом входного и выходного напряжения при минимальных тепловых потерях, они могут удовлетворить широкий диапазон требований к току для каждого устройства.

Некоторые регуляторы с низким током питания используют ток ниже 1 мкА. Благодаря этой функции регуляторы этих типов могут поддерживать ток питания электронных устройств и беспроводных приложений, таких как мобильные телефоны, как можно ниже, когда эти устройства находятся в спящем режиме.Поскольку эти регуляторы могут также обеспечить преимущества технологии миниатюризации CMOS, они предлагают большой потенциал для мобильных электронных устройств, которые требуют низкого профиля и высокой точности.

пакеты

Стандартные пакеты, используемые для линейных регуляторов CMOS — SOT-23 и SOT-89. В последнее время стали доступны сверхмалые пакеты, такие как CSP (чип-пакет). Поскольку разработка интегральных схем управления питанием обусловлена ​​прогрессом мобильных устройств, они, как правило, запечатаны в небольшие пакеты для поверхностного монтажа.На рисунке 1 показаны типичные пакеты.

[Изображение 1] Примеры комплектов регуляторов CMOS

MOS Transistor SOT-89: стандартная мини-пресс-форма

MOS Transistor SOT-23: Стандартная мини-упаковка

MOS Transistor USP-6C: стандартный пакет типа USP

MOS Transistor USPQ-4B04: стандартный пакет типа USP

MOS Transistor USP-6B06: стандартный пакет типа USP

MOS Transistor WLP-5-02: стандартный пакет типа WLP

Особенности: Что может сделать CMOS?

Предпосылкой использования линейных регуляторов в качестве ИС управления питанием является то, что они напрямую подключены к аккумулятору или адаптеру переменного тока, поэтому вы должны обратить внимание на максимальное входное напряжение.Правила проектирования интегральных схем процессов CMOS варьируются в зависимости от максимального входного напряжения, а максимальное входное напряжение и технология микроминиатюризации находятся в обратной зависимости; они взаимно не действуют как «большее служит меньшему». Если вы выберете высокое входное напряжение, размер микросхем будет больше, а его производительность снизится, а если вы выберете микросхемы небольшого размера, вам нужно быть осторожным с максимальным входным напряжением. Существуют различные КМОП-регуляторы с различными максимальными входными напряжениями для различных применений.Вы должны выбрать наиболее подходящие из них, тщательно изучив типы источников питания и желаемые характеристики вашего устройства [см. Таблицу 2].

[Таблица 2] Категории продуктов по рабочему напряжению (трехполюсные регуляторы напряжения)
Рабочее напряжение Серия продуктов Пакет
USP-3 SOT-23 SOT-89 SOT-223 ТО-252
1.5 В ~ 6 В XC6218
1,8 В ~ 6 В XC6206
2В ~ 10В XC6201
2В ~ 20В XC6202
2 В ~ 28 В XC6216
КМОП-линейные регуляторы

могут быть классифицированы как малый ток питания, большой ток, высокое напряжение, высокая скорость, LDO и так далее.Нет строгого определения для этих категорий, но обычно «низкий ток питания» — это те, у которых ток питания составляет несколько мкА, «большой ток» — это те, которые могут тянуть 500 мА или более, «высокое напряжение» — это те, напряжение от 15 В до 20 В или более, и «высокоскоростные» — это те, у которых коэффициент подавления пульсаций составляет приблизительно 60 дБ при 1 кГц. «LDO» также не имеет точного определения. Первоначально это относилось к низкому выходу выхода PNP и P-ch MOSFET по сравнению с выпадением выхода повторителя NPN-эмиттера и NPN Дарлингтона биполярного линейного регулятора.На рисунке 2 показаны типы выходных транзисторов. В наши дни значение менее 2 Ом при 3,3 В при преобразовании сопротивления становится одним из стандартов определения.

[Рисунок 2] Модели выходного драйвера

NPN Emitter Follower Output

NPN Выход эмиттера

Цепь управления должна быть выше на 0,6 В (базовое напряжение), чем выходной контакт, чтобы пропустить базовый ток. Схема управления работает от входного источника питания, поэтому необходимо падение напряжения 0,6 В.

NPN Darlington Output

NPN Дарлингтон Выход

Требуется падение напряжения 1,2 В или более, так как цепь состоит из 2 цепей эмиттера. Схема может выдавать большой ток, потому что базовый ток транзистора нагрузки может быть усилен предварительным драйвером.

PNP Transistor Output

PNP Транзисторный Выход

PMOS Transistor Output

PMOS Транзисторный выход

Транзистор включается, когда входное напряжение ниже базового напряжения и / или подается напряжение затвора.Нет ограничений на входное напряжение источника питания относительно выходного напряжения на выводе. Падение напряжения мало, потому что схема работает, если есть базовое напряжение или напряжение затвора, и входное напряжение питания, которое может работать в цепи управления.

Помимо вышеперечисленных типов регуляторов, есть регуляторы с функцией включения / выключения с помощью контакта Chip Enable в зависимости от необходимости, композитные регуляторы с 2 или 3 каналами, регуляторы со встроенным детектором напряжения и многое другое. Такое большое разнообразие — еще одна особенность CMOS.Это объясняется тем фактом, что процесс CMOS может легко масштабировать цепи и снижать ток питания, поскольку он может полностью отключать определенные блоки микросхем, когда цепи отключаются отдельно. На рисунке 3 показана блок-схема двухканальных регуляторов мощности серии XC6415. Этот продукт может включать и выключать VR1 и VR2 независимо друг от друга.

[Рис. 3] Блок-схема 2-канального регулятора (серия XC6415)

<XC6415 AAseries>

<серия XC6415 AA>

Внутренняя схема и базовая структура

Внутренняя схема состоит из источника опорного напряжения, усилитель ошибки, с предварительно установленной резистором выходного напряжения, и выходной Р-канальный МОП-транзистор транзистора.Некоторые цепи также имеют ограничитель постоянного тока, цепь обратного складывания и функцию термического отключения в целях защиты. Так как трудно построить опорные схемы запрещенной зоны, которые используются для биполярных процессов в качестве источника опорного напряжения, как правило, источники опорного напряжения, используемые являются уникальными для процесса CMOS. По этой причине температурные характеристики выходного напряжения имеют тенденцию быть несколько хуже по сравнению с биполярными линейными регуляторами.

Кроме того, внутренняя фазовая компенсация и схемы варьируются в зависимости от типов регуляторов, таких как совместимый с низким током питания, высокоскоростной и низкий ESR конденсатор.Например, в то время как регулятор с низким потреблением тока обычно использует два усилителя, высокоскоростной регулятор иногда содержит три усилителя. На рисунке 4 показана принципиальная схема блока высокоскоростного регулятора.

Добавляя буферный усилитель между предварительным усилителем и выходным транзистором MOSFET P-ch, буферный усилитель может управлять нагрузочным транзистором MOSFET P-ch с более высокой скоростью, несмотря на большую емкость затвора. Выходное напряжение может определяться значениями разделенных резисторов R1 и R2, а предельное значение тока определяется значениями разделенных резисторов R3 и R4.Каждое значение точно устанавливается путем обрезки. Многие высокоскоростные регуляторы совместимы с конденсаторами с низким ESR, такими как керамические конденсаторы, потому что они в основном используются для беспроводных приложений и портативных электронных устройств, и поэтому необходимо уменьшить их размеры.

[Рис. 4] Блок-схема принципиальной схемы быстродействующего регулятора типа

<XC6415 AAseries>

Следующая страница

Существенные особенности линейного регулятора CMOS

,

Основы электроники: регулятор напряжения

Electronics Fundamentals

Построение регулятора напряжения

Теория фона

: Как работает регулятор напряжения?


Название говорит само за себя: регулятор напряжения. Аккумулятор в вашем автомобиле, который заряжается от генератора, розетка в вашем доме, которая обеспечивает все необходимое электричество, сотовый телефон , который вы, вероятно, держите под рукой каждую минуту дня, когда все они требуют определенного напряжения для того, чтобы функция. Колеблющиеся выходы, которые скачут от ± 2 В, могут привести к неэффективной работе и даже к повреждению ваших зарядных устройств.Существует множество причин, по которым могут возникать колебания напряжения: состояние сети электропитания, выключение и включение других приборов, время суток, факторы окружающей среды и т. Д. В связи с необходимостью постоянного, постоянного напряжения, введите регулятор напряжения.

Регулятор напряжения — это интегральная схема (ИС), которая обеспечивает постоянное фиксированное выходное напряжение независимо от изменения нагрузки или входного напряжения. Это может быть сделано разными способами в зависимости от топологии схемы внутри, но с целью сохранения базовости этого проекта мы сосредоточимся в основном на линейном регуляторе.Линейный регулятор напряжения работает путем автоматической регулировки сопротивления через контур обратной связи, учитывая изменения как нагрузки, так и входа, сохраняя постоянным выходное напряжение.

ИС регулятора напряжения в упаковке ТО-220
Переключающие регуляторы, с другой стороны, такие как понижающий (понижающий), повышающий (повышающий) и понижающий повышающий (повышающий / понижающий), требуют еще нескольких компонентов, а также повышенной сложности как различные компоненты будут влиять на результат. Импульсные регуляторы намного более эффективны с точки зрения преобразования мощности, где эффективность играет большую роль, но линейные регуляторы работают очень хорошо в качестве регуляторов напряжения в низковольтных приложениях.

В зависимости от применения, регулятор напряжения может также нуждаться в большей фокусировке, улучшая другие параметры, такие как выходное пульсационное напряжение, переходная характеристика нагрузки, падение напряжения и выходной шум. Такие приложения, как аудиопроекты, более чувствительны к шуму и помехам, поэтому потребуется дополнительная фильтрация, особенно в переключающих регуляторах, где пульсации на выходе могут быть значительными. Большую часть информации, включая схемы, можно найти в техническом описании интегральной схемы регулятора напряжения, с которой вы работаете, в разделе «Замечания по применению».


Указание по применению регулятора 7805T
Afrotechmods также имеет информативное видео о работе с популярным стабилизатором напряжения LM317T для получения регулируемого выхода.


Проект

Набор регуляторов напряжения макета — отличный набор для пайки для любого новичка. Он выдает чистый 5 В постоянного тока с максимальным выходным током 500 мА. Он может принимать входное напряжение в диапазоне 6-18 В пост. Тока и имеет контакты, идеально подходящие по размеру для размещения на любом стандартном макете с 0.Интервал 1 дюйм.

Комплект включает в себя:

(1) Печатная плата
(1) Выключатель питания
(1) Разъем питания постоянного тока 2,1 мм
(1) Электролитический конденсатор 10 мкФ
(1) Монолитный конденсатор 0,1 мкФ
(1) Резистор 1 кОм
(1) Красный источник питания индикаторный светодиод
(1) Штыревые разъемы
(1) Руководство пользователя

Вам понадобится:
• Паяльник
• Припой
• Резцы
• Блок питания для настенного адаптера 6-18 В (Mean Well GS06U-3PIJ)


Комплект регулятора напряжения Solarbotics 34020
Направления:

1.Резистор и конденсатор 0,1 мкФ:
Снимите ленту и согните провода резистора, затем вставьте ее в положение, обозначенное R1. Припой с другой стороны и отрежь лишние провода. Сделайте то же самое для конденсатора 0,1 мкФ в положение C2. Неважно, каким образом эти детали установлены — они не поляризованы .

2. Регулятор напряжения и штекерный разъем:
Припаяйте регулятор напряжения в положение V-REG. Убедитесь, что сторона табуляции совпадает с жирной линией на символе — назад не будет работать! Затем отрежьте лишние провода.Зафиксируйте домкрат в положении B1 и припаяйте его на место.

Шаг 1 Шаг 2
3. 10 мкФ конденсатор и индикатор питания:
Установите 10 мкФ электролитический конденсатор в положение C1. Позиционирование имеет решающее значение. Удостоверьтесь, что более длинный провод идет в подушку, отмеченную (+). Убедитесь, что он находится в правильном положении, убедившись, что полоса на стороне конденсатора находится ближе всего к метке PWR. Сделайте то же самое со светодиодом; Чем длиннее лидерство идет в круглую площадку.Вы можете убедиться, что светодиод находится в правильном положении, отметив маленькую выемку на светодиоде на стороне символа светодиода с линией (около квадратной площадки).

4. Штырьки выключателя питания и макета:
Выключатель питания просто устанавливается в положение PWR. Булавки макета немного сложнее — они идут на нижней стороне и их труднее удерживать во время пайки. Осторожно припаяйте их как можно более прямыми руками или, если вы уверены, вставьте длинную сторону штифтов в макет, чтобы они совпали с отверстиями в печатной плате, а затем впаяйте их, пока макет удерживает все на одной линии.

Шаг 3 Шаг 4
5. Настройка силовых шин:
ЭТО ВАЖНО.
Если вы забудете это сделать, ваша доска не будет работать! Выберите, с какой стороны макета вы хотите установить вашу доску (в этом примере мы используем левую сторону). Обратите внимание на полярность направляющих «+» внизу и «-» вверху. Найдите, какой набор колодок на доске соответствует этому расположению, и положите шарик припоя на маленькие полумесяцы.

Если вы планируете изменить полярность питания на направляющих, вы можете установить номер детали SWT7 на контактные площадки между контактными площадками. Не кладите капли на колодки, если вы делаете это. Обратите внимание, что это не рекомендуемая модификация.

Подайте питание на плату любым источником питания постоянного тока 2,1 мм с номинальным напряжением 6-18 В — не превышайте максимальное значение 35 В постоянного тока! Регулятор мощности нагревается при питании свыше 12 В (это нормально). Если вы не хотите использовать его на макете, используйте контактные площадки с надписью «+ -» на конце, ближайшем к гнезду цилиндра, для регулируемой выходной мощности 5 В.


Шаг 5
SWT7 Установлен

Вопросы для обсуждения


1.Какое влияние окажут тепло и шум на выход цепи?
2. Как конденсаторы помогают отфильтровать проблемы помех?
3. Каковы некоторые преимущества и недостатки как линейных, так и импульсных регуляторов? ,

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *