Caractéristiques de conception et principes de fonctionnement des stabilisateurs de tension. Stabilisateur de tension : à quoi ça sert ?A quoi ressemble un stabilisateur ?

Les paramètres les plus importants du stabilisateur sont le coefficient de stabilisation Kst, la résistance de sortie Rout et le coefficient action utile η.

Coefficient de stabilisation déterminé à partir de l'expression K st = [∆u entrée / u entrée] / [∆u sortie / u sortie]

Où tu es dedans, tu es dehors- constantes respectivement à l'entrée et à la sortie du stabilisateur ; ∆uin- changement tu es dedans; ∆uout- changement tu es dehors, correspondant au changement de l'entrée ∆u.

Ainsi, coefficient de stabilisation est le rapport entre la variation relative à l'entrée et la variation relative correspondante à la sortie du stabilisateur.

Plus le coefficient de stabilisation est élevé, moins la sortie change lorsque l'entrée change. Pour les stabilisateurs les plus simples, la valeur de Kst est en unités, tandis que pour les plus complexes, elle est en centaines et en milliers.

Résistance de sortie du stabilisateur est déterminé par l'expression Déroute = | ∆u sortie / ∆i sortie |

où ∆uout est la variation de la constante à la sortie du stabilisateur ; ∆iout - modification du courant de sortie constant du stabilisateur, ce qui a provoqué une modification de la tension de sortie.

La résistance de sortie du stabilisateur est une valeur similaire à la résistance de sortie d'un redresseur avec filtre. Plus la résistance de sortie est faible, moins la sortie change lorsque le courant de charge change. Pour les stabilisateurs les plus simples, la valeur de R out est en unités d'Ohm, et pour les plus avancés, elle est en centièmes et millièmes d'Ohm. Il convient de noter que le stabilisateur réduit généralement fortement l'ondulation de tension.

L'efficacité du stabilisateur η st est le rapport entre la puissance fournie à la charge P n et la puissance consommée par la source d'entrée R dans : η st = R n / R dans

Traditionnellement, les stabilisateurs sont divisés en paramétriques et compensatoires.

Vidéo intéressante sur les stabilisateurs de tension :

Stabilisateurs paramétriques

Ce sont les dispositifs les plus simples dans lesquels de petits changements de sortie sont obtenus grâce à l'utilisation de dispositifs électroniques à deux bornes, caractérisés par une non-linéarité prononcée de la caractéristique courant-tension. Considérons le circuit d'un stabilisateur paramétrique basé sur une diode Zener (Fig. 2.82).

Analysons ce circuit (Fig. 2.82, a), pour lequel nous le transformons d'abord à l'aide du théorème du générateur équivalent (Fig. 2.82, b). Analysons graphiquement le fonctionnement du circuit en traçant des lignes de charge sur la caractéristique courant-tension de la diode Zener pour différentes valeurs de la tension équivalente correspondant à différentes valeurs de l'entrée (Fig. 2.82, c).
Depuis constructions graphiques Il est évident qu'avec un changement significatif de l'équivalent u e (par ∆u e), et donc de l'entrée u in, la sortie change d'une quantité insignifiante ∆u out.

De plus, plus la résistance différentielle de la diode Zener est faible (c'est-à-dire plus la caractéristique de la diode Zener est horizontale), moins ∆u sort.

Déterminons les principaux paramètres d'un tel stabilisateur, pour lesquels dans le circuit d'origine nous remplaçons la diode Zener par un circuit équivalent et introduisons dans le circuit d'entrée (Fig. 2.82, d) une source de tension correspondant à un changement de l'entrée ∆u entrée (ligne pointillée dans le diagramme) : R out = r d || R 0 ≈ r ré, parce que R 0 >> r d η st = (u out · I n) / (u in · I in) = (u out · I n) / [ u in (I n + I in) ].

K st = (∆u in / u in) : (∆u out / u out) Puisque généralement R n >> r d Par conséquent, K st ≈ u out / u in · [ (r d + R 0) / r d ]

En règle générale, les stabilisateurs paramétriques sont utilisés pour des charges allant de plusieurs unités à des dizaines de milliampères. Ils sont le plus souvent utilisés comme sources de référence dans les stabilisateurs de tension de compensation.

Stabilisateurs compensateurs

Ce sont des systèmes de contrôle automatique fermés. Les éléments caractéristiques d'un stabilisateur compensateur sont une source de référence (RS), un élément de comparaison et d'amplification (CAE) et un élément de régulation (RE).

Il est utile de noter que l'OOS couvre deux étages : sur l'amplificateur opérationnel et sur le transistor. Le système considéré est un exemple convaincant démontrant l'avantage du négatif général retour par rapport à celui local.

Le principal inconvénient des stabilisateurs à régulation continue le rendement est faible, car une consommation d'énergie importante se produit dans l'élément de régulation, puisque toute la charge le traverse et que la chute à travers celui-ci est égale à la différence entre les tensions d'entrée et de sortie du stabilisateur.

A la fin des années 60, ils ont commencé à produire circuits intégrés stabilisateurs compensateurs à régulation continue (série K142EN). Cette série comprend des stabilisateurs avec une tension de sortie fixe, avec une tension de sortie réglable et des tensions bipolaires et d'entrée et de sortie. Dans les cas où il est nécessaire de faire passer un courant à travers la charge qui dépasse les valeurs maximales admissibles des stabilisateurs intégrés, le microcircuit est complété par des transistors de commande externes.

Certains paramètres des stabilisateurs intégraux sont donnés dans le tableau. 2.1, et l'option de connexion d'éléments externes au stabilisateur K142EN1 est illustrée à la Fig. 2,85.


La résistance R est conçue pour déclencher la protection contre le courant et R 1 pour réguler la tension de sortie. Les microcircuits K142UN5, EH6, EH8 sont des stabilisateurs fonctionnellement complets avec une tension de sortie fixe, mais ne nécessitent pas de connexion d'éléments externes.

Les stabilisateurs à commutation ne sont désormais pas moins répandus que les stabilisateurs continus.

Grâce à l'utilisation du mode de fonctionnement clé des éléments de puissance de tels stabilisateurs, même avec une différence significative dans les niveaux de tensions d'entrée et de sortie vous pouvez obtenir une efficacité de 70 à 80 %, tandis que pour les stabilisants continus, elle est de 30 à 50 %.

Dans un élément de puissance fonctionnant en mode commutation, la puissance moyenne qui y est dissipée pendant la période de commutation est nettement inférieure à celle d'un stabilisateur continu, car bien qu'à l'état fermé le courant circulant à travers l'élément de puissance soit maximum, la chute à travers celui-ci est proche à zéro, et à l'état ouvert le courant qui le traverse est nul, bien que maximum. Ainsi, dans les deux cas, la puissance dissipée est négligeable et proche de zéro.

Petites pertes en éléments de puissance conduire à une réduction voire à la suppression des radiateurs de refroidissement, ce qui réduit considérablement les indicateurs de poids et de taille. De plus, l'utilisation d'un stabilisateur d'impulsions permet, dans certains cas, d'exclure du circuit un transformateur de puissance fonctionnant à une fréquence de 50 Hz, ce qui améliore également les performances des stabilisateurs.

Les inconvénients des alimentations à découpage incluent présence d'ondulation de tension de sortie.

Considérons un régulateur série à découpage

La clé S est périodiquement activée et désactivée par le circuit de commande (CS) en fonction de la valeur de la charge. la sortie est ajustée en modifiant le rapport t on / t off, où t on, t off - la durée des périodes pendant lesquelles la clé est dans les états marche et arrêt, respectivement. Plus ce rapport est élevé, plus le rendement est important.

Un transistor bipolaire ou à effet de champ est souvent utilisé comme interrupteur S.

La diode assure la circulation du courant inducteur lorsque l'interrupteur est éteint et élimine donc l'apparition de surtensions dangereuses sur la clé au moment de la commutation. Un filtre LC réduit l'ondulation de sortie.

Une autre vidéo intéressante sur les stabilisateurs :

Une tension stable n'endommagera pas l'équipement

Chaque année, hiver comme été, notre réseau électrique commence à fonctionner par intermittence, même si cela ne se fait pas sentir. En hiver - pendant la période d'utilisation active des appareils électriques et des moyens de chauffage d'appoint. En été - pendant la période des pluies et des orages. Durant ces périodes, des surtensions se produisent régulièrement. Malgré le fait que la tension dans nos prises doit être de 220 volts et la fréquence de 50 Hz, la situation réelle ne correspond pas toujours à la norme. Une tension stable détermine directement la durée de vie de vos appareils électriques. C'est pourquoi les stabilisateurs de tension sont extrêmement populaires. Ce sont des appareils électromécaniques qui convertissent l’énergie électrique, de sorte que la production réponde à toutes les normes. Cependant, il ne suffit pas d'acheter un stabilisateur, il faut d'abord décider du choix d'un appareil adapté. Dans cet article, nous parlerons des paramètres auxquels il faut prêter attention.

Votre tension est-elle stable ?

Il est très simple de déterminer si la tension dans la pièce est stable. Il suffit de remarquer à quelle fréquence la lampe de votre lampe clignote. Si le clignotement est presque impossible à remarquer, alors tout est en ordre. S’il est présent, alors il est temps de penser à un stabilisateur. Vous pouvez également vérifier vous-même la tension dans la prise à l'aide d'un multimètre. Si la tension augmente trop brusquement, 70 à 80 % de l'équipement peut tomber en panne. Malgré le fait que de nombreux appareils modernes disposent de fusibles intégrés, ils ne peuvent pas faire face à une telle charge.

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Principaux critères de sélection

Valeur de tension

Tout d'abord, vous devez décider pour combien d'appareils le stabilisateur de tension fonctionnera. S'agira-t-il, par exemple, d'une chaudière à gaz ou d'une maison de campagne entière. Il est important de connaître les valeurs de tension de votre réseau, ses valeurs nominales et maximales.

Le plus populaire est un stabilisateur monophasé (220 V) - il est généralement utilisé dans les appartements en ville. Il existe également des appareils triphasés (380 V) : ils sont utilisés dans les ateliers de production et sont conçus pour des charges lourdes. Mais si le stabilisateur est prévu pour être installé dans une maison de campagne, le réseau peut être soit monophasé, soit triphasé. Il existe plusieurs façons de le déterminer.

• Si vous viviez dans un téléphérique allant à l'appartement deux ou trois ; si le compteur électrique a une LED clignotante ; si l'interrupteur automatique du tableau électrique est à une ou deux touches, vous utilisez un réseau monophasé.
• S’il y avait au moins quatre vies dans le fil ; s'il y a trois LED clignotantes sur le compteur ; si l'interrupteur automatique du panneau est à trois ou quatre touches, vous avez accès à un réseau biphasé.

Types de stabilisateurs de tension

Il existe plusieurs types de stabilisateurs. La complexité de fabrication de l'appareil et son coût final dépendent du type.

• Stabilisateur de relais. Aujourd'hui, c'est le type le plus populaire en Fédération de Russie, malgré son prix bas. Peut être classé comme stabilisateurs automatiques de transformateur. Grâce à des relais de puissance électromécaniques, par régulation pas à pas du réseau, il commute le bobinage de l'autotransformateur. Une augmentation ou une diminution de la tension de sortie dans un tel dispositif se produit de manière synchrone avec la tension d'entrée. L'un des principaux avantages d'un tel dispositif est le taux élevé de stabilisation de la tension (environ 20 ms).
• Stabilisateur de tension pas à pas presque similaire au relais. Dans celui-ci, la transition du transformateur s'effectue à l'aide de thyristors et de triacs. C'est précisément pourquoi les appareils de ce type bénéficient d'une longue garantie des fabricants - jusqu'à 10 ans. Ceci est également facilité par l'absence de pièces mécaniques et, par conséquent, d'usure.
• Stabilisateur électromécanique est un transformateur élévateur de tension. Le réglage s'effectue à l'aide d'un contact à brosse rotatif. Les paramètres de l'ensemble de brosses déterminent Caractéristiques dispositifs - tels que la vitesse de traitement, les creux et les surtensions. Les stabilisateurs électromécaniques monophasés pour la maison sont, en règle générale, une unité à brosse unique d'une puissance de trois mille voltampères. Les stabilisateurs constitués de deux brosses ne sont pas très populaires en raison de leur coût élevé. Périodiquement, les brosses devront être changées et en même temps le transformateur lui-même devra être nettoyé, mais ce n'est pas très difficile à faire à la maison. À un coût relativement faible, les dispositifs électromécaniques présentent une précision de stabilisation élevée et une régulation de tension fluide. Il est acceptable de l'utiliser dans des conditions où la tension change périodiquement et unilatéralement. Idéal pour se connecter à Ordinateur personnel, ménage, matériel de bureau. De tels stabilisateurs ne peuvent pas être connectés aux machines à souder, car leur conception ne leur permet pas de réagir à des surtensions extrêmement rapides de l'alimentation électrique. Le rapport qualité/prix est le meilleur.
• Considéré comme plus fiable stabilisateurs électrodynamiques- une des variétés d'électromécanique. Au lieu de brosses, des rouleaux y sont intégrés, grâce à quoi leur usure est presque éliminée. Cependant, outre la fiabilité, le prix a également augmenté.
• Relativement récemment, un autre type de stabilisateur a été introduit - hybride ou, comme on l'appelle aussi, combiné. La différence est qu'en plus de l'électromécanique, une partie relais est ajoutée. Il commence son travail lorsque la tension dans le réseau chute ou atteint des valeurs anormales. Par exemple, si la tension du réseau « flotte » dans la plage de 144 à 256 V, le stabilisateur hybride fonctionne de la même manière qu'un stabilisateur électromécanique. Mais dès que la tension dépasse ces valeurs dans les limites de 105-280 V, le dispositif hybride la ramène à la normale avec une erreur de ±10 %.
• Stabilisateurs à double conversion- des appareils assez chers, mais dotés d'un certain nombre de fonctionnalités très attractives. De tels stabilisateurs doivent être utilisés en conjonction avec des appareils très sensibles dont la puissance varie de 1 à 30 kW. Ils disposent d'une connexion rapide et sont presque silencieux pendant le fonctionnement. Ils ont une large plage de tension de sortie et une erreur minimale. Le fonctionnement d'un tel appareil dépend de la charge existante sur l'équipement électrique. La plage de tension inférieure augmente de 118 V à 160 V lorsque les charges électriques augmentent respectivement de 50 % ou 70 %.
• Nouvelle ligne dans la liste des stabilisateurs - ce sont des appareils à modulation de largeur d'impulsion. Le principe de leur fonctionnement est de réguler la tension par la modulation précitée. Autrement dit, les filtres analogiques situés à l'entrée et à la sortie réseau de l'appareil égalisent de manière stable toutes les interférences dans le réseau. Très rapide, la précision du réglage n'est pas inférieure à 99 %. Ce stabilisateur aide en cas de fortes surtensions, par exemple lors de travaux de soudage. En règle générale, ces appareils sont de petite taille et ont un poids minimal. Cela s’explique par le fait qu’ils ne contiennent pas de transformateurs lourds et volumineux. Mais leur prix n'est pas minime. Il y a quelques inconvénients - le seuil supérieur à l'entrée du stabilisateur ne dépasse pas 245 V.
• Stabilisateur de tension électromagnétique- c'est celui dont la tension de sortie est régulée par régulation des flux magnétiques. La magnétisation se produit grâce à un régulateur semi-conducteur. Ce type présente de nombreux inconvénients - tels qu'un bourdonnement pendant le fonctionnement, une plage de tension d'entrée étroite, une sensibilité élevée lors du passage à des fréquences secteur de 50 Hz.

Photo : electro.lg.ua

Que souhaitez-vous savoir

Presque la première chose que vous devez décider est le type de connexion du stabilisateur. Vous pouvez le connecter directement au réseau au niveau du tableau électrique afin de protéger tous les équipements. Ou il est possible de connecter en permanence des appareils électroménagers directement au stabilisateur - l'appareil est simplement connecté à une prise.

Si vous disposez d'un réseau triphasé, mais que tous les appareils sont monophasés, vous devez alors utiliser trois convertisseurs monophasés. Mais si un tel réseau dispose d'au moins un appareil triphasé, alors le convertisseur ne doit être que triphasé. Cette règle est pertinente pour stabiliser tous les appareils électriques de la maison, et non individuellement pour un seul.

Lors du choix d'un stabilisateur, vous devez imaginer quelle sera la puissance totale de vos appareils qui y seront connectés ; la puissance de votre appareil viendra de ce paramètre. Ajoutez 20 à 30 % à la valeur de sortie pour éviter une surcharge anormale.

Pour vous permettre de déterminer plus facilement quelle est la puissance totale de vos appareils, vous pouvez utiliser notre tableau avec des valeurs approximatives.

Pour clarifier la puissance, veuillez vous référer à la notice de votre équipement.

Les fabricants les plus populaires

Aujourd'hui, plus d'une douzaine d'entreprises russes et étrangères produisent avec succès des stabilisateurs de tension. Chaque produit diffère par sa conception, ses performances, son type de puissance et sa méthode de stabilisation. Chaque entreprise propose des produits avec des paramètres similaires. Mais ce n’est qu’en les utilisant dans la pratique que nous découvrons à la fois les avantages et, malheureusement, les inconvénients. Certaines entreprises ont déjà perdu leur part de confiance, mais les autres, grâce à des produits de qualité, tentent de maintenir leur marque.

Voici les fabricants les plus appréciés des consommateurs de notre pays :

Marques russes - Polygone, Norma M., Stabvolt, Cascade;

Marques chinoises : Solby, Fnex, Sassin, Voltron, Voter;

Marques occidentales : Ortéa, Orion.

Les marques étrangères, bien que de meilleure qualité, sont inférieures en termes de demande aux produits chinois et russes. La raison de l’aversion des consommateurs russes réside dans les prix. Si le produit national est assez bon et beaucoup moins cher, alors pourquoi payer trop cher ?

Photo : www.elvs.su

Erreurs courantes des acheteurs

• Si la tension dans votre maison est bonne, cela n'a aucun sens d'acheter un stabilisateur pour toute la maison. Il suffit d'acheter un petit appareil en y connectant uniquement des appareils très sensibles.
• Afin de ne pas vous tromper lors de l'achat d'un stabilisateur de tension, vous devez connaître tous les critères de choix d'un appareil. En abordant cette question de manière responsable, vous ne regretterez pas le choix que vous avez fait.
• Consultez un spécialiste ou un électricien pour obtenir des conseils. L'installation de certains types de stabilisateurs de tension nécessite une supervision professionnelle.

Régulateur de tension

Régulateur de tension- un convertisseur d'énergie électrique qui vous permet d'obtenir une tension de sortie comprise dans des limites spécifiées avec des fluctuations nettement plus importantes de la tension d'entrée et de la résistance de charge.

En fonction du type de tension de sortie, les stabilisateurs sont divisés en stabilisateurs DC et AC. Généralement, le type d'alimentation (AC ou DC) est le même que la tension de sortie, bien que des exceptions puissent s'appliquer.

Stabilisateurs CC

Puce de stabilisateur linéaire KR1170EN8

Stabilisateur linéaire

Un stabilisateur linéaire est un diviseur de tension dont l'entrée est alimentée par une tension d'entrée (instable) et la tension de sortie (stabilisée) est retirée du bras inférieur du diviseur. La stabilisation s'effectue en modifiant la résistance de l'un des bras du diviseur : la résistance est constamment maintenue pour que la tension à la sortie du stabilisateur soit dans les limites établies. Avec un rapport élevé de tensions d'entrée/sortie, le stabilisateur linéaire a un faible rendement, puisque la majeure partie de la puissance P diss = (U in - U out) * I t est dissipée sous forme de chaleur sur l'élément de commande. Par conséquent, l’élément de commande doit être capable de dissiper une puissance suffisante, c’est-à-dire qu’il doit être installé sur un radiateur de la surface requise. L'avantage d'un stabilisateur linéaire est sa simplicité, l'absence d'interférences et le petit nombre de pièces utilisées.

Selon l'emplacement de l'élément à résistance variable, les stabilisateurs linéaires sont divisés en deux types :

• Cohérent: l'élément de commande est connecté en série avec la charge.
• Parallèle: l'élément de commande est connecté en parallèle avec la charge.

Selon la méthode de stabilisation :

• Paramétrique: dans un tel stabilisateur, une section de la caractéristique courant-tension de l'appareil qui a une grande pente est utilisée.
• Compensatoire: a des commentaires. Dans celui-ci, la tension à la sortie du stabilisateur est comparée à celle de référence et un signal de commande pour l'élément de régulation est formé à partir de la différence entre eux.

Stabilisateur paramétrique parallèle sur diode Zener

Il est utilisé pour stabiliser la tension dans les circuits à faible courant, car pour fonctionnement normal circuit, le courant traversant la diode Zener D1 doit être plusieurs fois (3-10) supérieur au courant dans la charge stabilisée R L. Souvent, un tel circuit stabilisateur linéaire est utilisé comme source de tension de référence dans des circuits stabilisateurs plus complexes. Pour réduire l'instabilité de la tension de sortie causée par les changements de tension d'entrée, à la place d'une résistance R V est utilisée. Cependant, cette mesure ne réduit pas l'instabilité de la tension de sortie provoquée par les changements de résistance de charge.

Stabilisateur série basé sur un transistor bipolaire

U dehors = U z - U être .

Il s'agit essentiellement du stabilisateur paramétrique parallèle sur une diode Zener discuté ci-dessus, connecté à l'entrée de l'émetteur suiveur. Il ne dispose pas de circuits de rétroaction pour compenser les changements de tension de sortie.

Sa tension de sortie est inférieure à la tension de stabilisation de la diode Zener de la valeur U be, ce qui ne dépend pratiquement pas de l'amplitude du courant qui la traverse. jonction p-n, et pour les appareils à base de silicium, il est d'environ 0,6 V. La dépendance de U be au courant et à la température détériore la stabilité de la tension de sortie, par rapport à un stabilisateur paramétrique parallèle utilisant une diode Zener.

L'émetteur suiveur (amplificateur de courant) vous permet d'augmenter le courant de sortie maximum du stabilisateur, par rapport à un stabilisateur paramétrique parallèle sur une diode Zener, de β fois (où β est le gain de courant d'une instance donnée du transistor) . Si cela ne suffit pas, un transistor composite est utilisé.

En l'absence de résistance de charge (ou à des courants de charge de l'ordre du microampère), la tension de sortie d'un tel stabilisateur (tension en circuit ouvert) augmente de 0,6 V du fait que U être dans la région du microcourant devient proche de zéro. Pour surmonter cette caractéristique, une résistance de charge de ballast est connectée à la sortie du stabilisateur, fournissant un courant de charge de plusieurs mA.

Régulateur de compensation série utilisant un amplificateur opérationnel

Une partie de la tension de sortie U extraite du potentiomètre R2 est comparée à la tension de référence U z sur la diode Zener D1. La différence de tension est amplifiée par l'amplificateur opérationnel U1 et fournie à la base d'un transistor de commande connecté selon un circuit émetteur-suiveur. Pour un fonctionnement stable du circuit, le déphasage de la boucle doit être proche de 180°+n*360°. Puisqu'une partie de la tension de sortie U out est fournie à l'entrée inverseuse de l'amplificateur opérationnel U1, l'amplificateur opérationnel U1 décale la phase de 180°, le transistor de commande est connecté selon le circuit émetteur-suiveur, qui ne décale pas la phase. Le déphasage de la boucle est de 180°, la condition de stabilité de phase est remplie.

La tension de référence Uz est pratiquement indépendante du courant circulant dans la diode Zener et est égale à la tension de stabilisation de la diode Zener. Pour augmenter sa stabilité lorsque Uin change, à la place d'une résistance R V est utilisée.

Dans ce stabilisateur, l'amplificateur opérationnel est en fait connecté comme un amplificateur non inverseur (avec un émetteur suiveur pour augmenter le courant de sortie). Le rapport des résistances dans le circuit de rétroaction détermine son gain, qui détermine combien de fois la tension de sortie sera supérieure à la tension d'entrée (c'est-à-dire la référence appliquée à l'entrée non inverseuse de l'ampli-op). Le gain d'un amplificateur non inverseur étant toujours supérieur à l'unité, la valeur de la tension de référence (tension de régulation de la diode Zener) doit être choisie inférieure à la tension de sortie minimale requise.

L'instabilité de la tension de sortie d'un tel stabilisateur est presque entièrement déterminée par l'instabilité de la tension de référence, en raison du gain de boucle important des amplificateurs opérationnels modernes ( g boucle ouverte = 10 5 ÷ 10 6).

Pour éliminer l'influence de l'instabilité de la tension d'entrée sur le mode de fonctionnement de l'ampli-op lui-même, celui-ci peut être alimenté avec une tension stabilisée (à partir de stabilisateurs paramétriques supplémentaires sur la diode Zener).

Stabilisateur de commutation

Dans un stabilisateur d'impulsions, le courant provenant du source externe fourni au dispositif de stockage (généralement un condensateur ou un inducteur) sous forme d'impulsions courtes ; dans ce cas, de l'énergie est stockée, qui est ensuite restituée à la charge sous forme d'énergie électrique, mais, dans le cas d'une self, avec une tension différente. La stabilisation est effectuée en contrôlant la durée des impulsions et les pauses entre elles - modulation de largeur d'impulsion. Un stabilisateur à commutation, par rapport à un stabilisateur linéaire, a une efficacité nettement supérieure. L'inconvénient d'un stabilisateur d'impulsions est la présence de bruit d'impulsion dans la tension de sortie.

Contrairement à un stabilisateur linéaire, stabilisateur d'impulsion peut convertir la tension d'entrée de manière arbitraire (en fonction du circuit stabilisateur):

• Rétrograder ci-dessous
• Booster stabilisateur : la tension de sortie est toujours stabilisée plus haut entrée et a la même polarité.
• Haut-bas stabilisateur : la tension de sortie est stabilisée, peut être aussi plus haut, donc ci-dessous entrée et a la même polarité. Un tel stabilisateur est utilisé dans les cas où la tension d'entrée diffère légèrement de celle requise et peut varier, prenant une valeur à la fois supérieure et inférieure à celle requise.
• Inversion stabilisateur : la tension de sortie stabilisée a une polarité inversée par rapport à l'entrée, la valeur absolue de la tension de sortie peut être quelconque.

Stabilisateurs de tension alternative

Stabilisateurs ferrorésonants

À l'époque soviétique, les stabilisateurs de tension ferrorésonants domestiques se sont répandus. Habituellement, les téléviseurs étaient connectés via eux. Les premières générations de téléviseurs utilisés blocs de réseau des alimentations avec des stabilisateurs de tension linéaires (et certains circuits étaient même alimentés par une tension non stabilisée), qui ne faisaient pas toujours face aux fluctuations de la tension du réseau, notamment dans les zones rurales, qui nécessitaient une stabilisation préalable de la tension. Avec l'avènement des téléviseurs 4UPICT et USCT, dotés d'alimentations à découpage, le besoin d'une stabilisation supplémentaire de la tension du réseau a disparu.

Le stabilisateur ferrorésonant se compose de deux selfs : avec un noyau insaturé (ayant un entrefer magnétique) et un saturé, ainsi qu'un condensateur. La particularité de la caractéristique courant-tension d'un inducteur saturé est que la tension à ses bornes change peu lorsque le courant qui le traverse change. En sélectionnant les paramètres des selfs et des condensateurs, il est possible d'assurer la stabilisation de la tension lorsque la tension d'entrée change dans une plage assez large, mais un léger écart dans la fréquence du réseau d'alimentation a grandement influencé les caractéristiques du stabilisateur.

Stabilisateurs modernes

Actuellement, les principaux types de stabilisants sont :

• servomoteur électrodynamique (mécanique)
• statique (commutable électronique)
• relais
• compensation (lisse électronique)

Les modèles sont produits en version monophasée (220/230 V) et triphasée (380/400 V), leur puissance varie de plusieurs centaines de watts à plusieurs mégawatts. Les modèles triphasés sont disponibles en deux versions : avec réglage indépendant pour chaque phase ou avec réglage de la tension de phase moyenne à l'entrée du stabilisateur.

Les modèles fabriqués diffèrent également par la plage autorisée de variations de tension d'entrée, qui peut être, par exemple, les suivantes : ±15 %, ±20 %, ±25 %, ±30 %, -25 %/+15 %, -35 % /+15% ou -45%/+15%. Plus la plage est large (surtout dans le sens négatif), plus les dimensions du stabilisateur sont grandes et plus son coût est élevé pour la même puissance de sortie.

Une caractéristique importante d'un stabilisateur de tension est sa vitesse, c'est-à-dire que plus la vitesse est élevée, plus le stabilisateur répondra rapidement aux changements de tension d'entrée. La performance est la période de temps (en millisecondes) pendant laquelle le stabilisateur est capable de modifier la tension d'un volt. U différents types stabilisateurs vitesse différente vitesse, par exemple, les électrodynamiques ont une vitesse de 12...18 ms/V, les stabilisateurs statiques fourniront 2 ms/V, mais pour les électroniques de type compensation, ce paramètre est de 0,75 ms/V.

Un autre paramètre important est la précision de la stabilisation de la tension de sortie. Selon GOST 13109-97, l'écart maximal admissible de la tension d'alimentation est de ± 10 % de la valeur nominale. La précision des stabilisateurs de tension modernes varie de 1 % à 8 %. Une précision de 8 % est suffisante pour assurer le bon fonctionnement de la grande majorité des équipements électriques domestiques et industriels. Des exigences plus strictes (1 %) sont généralement imposées pour l’alimentation d’équipements complexes (médicaux, high-tech, etc.). Un paramètre important pour le consommateur est la capacité du stabilisateur à fonctionner à la puissance déclarée sur toute la plage de tension d'entrée, mais tous les stabilisateurs ne répondent pas à ce paramètre. Certains stabilisateurs peuvent résister à des surcharges décuplées ; lors de l'achat d'un tel stabilisateur, une réserve de marche n'est pas requise.

voir également

• Microcircuits de la série 78xx - une série de stabilisateurs linéaires courants

Littérature

• Veresov G.P. Alimentation des équipements radio-électroniques domestiques. - M. : Radio et communication, 1983. - 128 p.
• V.V. Kitaïev et autres Alimentation pour appareils de communication. - M. : Communication, 1975. - 328 p. - 24 000 exemplaires.
• Kostikov V.G. Parfenov E.M. Chakhnov V.A. Alimentations moyens électroniques. Conception et conception de circuits : manuel pour les universités. - 2. - M. : Hotline - Télécom, 2001. - 344 p. - 3000 exemplaires. -ISBN5-93517-052-3
• Shtilman V. I. Stabilisateurs de tension microélectroniques. - Kyiv : Technologie, 1976.

Liens

• Stabilisateurs. Fabricants. Description. (Comment protéger votre maison et vos équipements des surtensions et comment choisir le bon stabilisateur qui vous y aidera)
• Stabilisateur de tension pour la maison (Pourquoi un stabilisateur de tension est-il nécessaire pour la maison, comment le choisir, types de stabilisateurs)
• GOST R 52907-2008 « Sources d'alimentation pour équipements radioélectroniques. Termes et définitions"

Les problèmes liés aux surtensions surviennent pour la plupart dans les zones rurales, mais ils surviennent également dans les villes. Selon l'heure de la journée, il peut modifier les indicateurs même dans la limite de 20 watts. Les sauts sont souvent le résultat de l'utilisation d'un équipement puissant par un voisin - ils se produisent lors du démarrage d'un équipement doté d'un moteur ou d'une chaudière de cuisine puissante. Lors du démarrage d'un équipement puissant, la tension peut chuter de 220 à 190 watts en une fraction de seconde, puis revenir. De tels sauts soudains peuvent affecter négativement les appareils électroménagers et l'éclairage : les ampoules grillent souvent à cause de cela. Que faire dans de telles situations et Nous parlerons Dans cet article.

Les normes actuelles prévoient des écarts de ± 10 %. Sur cette base, la tension minimale peut être de 198 V et la tension maximale de 242 V, c'est-à-dire que la différence entre les points extrêmes peut atteindre 44 V. C'est beaucoup et cela se remarque par le clignotement des lampes et le fonctionnement des moteurs électriques. . En règle générale, cela n'est pas perceptible dans le fonctionnement de l'électronique, car ils utilisent principalement des alimentations à découpage qui ont une plage de tension d'entrée assez large et maintiennent leurs paramètres de puissance au même niveau.

Cependant, de nombreux appareils domestiques ne peuvent pas tolérer de telles fluctuations de tension. Un grand nombre d'appareils électroménagers ont des programmateurs qui tombent en panne, dont le remplacement coûte une somme importante. Et si tu imagines un instant que toute la maison va s'effondrer Ampoule LED, dans ce cas, vous devrez également payer un montant décent pour le remplacement.

Comment se protéger ?

Sur la base de ce qui précède, une question tout à fait logique se pose : comment se protéger ? Que peut-on utiliser pour garantir que la tension du réseau est toujours à 220 V et ne monte pas et ne descend pas ? Heureusement, vous pouvez protéger votre équipement des surtensions. Le plus d'une manière simple est l'utilisation d'un stabilisateur de tension CA 220 V. L'appareil est disponible en différentes options d'alimentation et son principe de fonctionnement est assez simple.

Essentiellement, un stabilisateur de tension n’est rien de plus qu’un transformateur. Le système de contrôle utilise un relais pour transmettre la tension appropriée à la sortie. En conséquence, la tension augmente ou diminue. Tout se passe assez rapidement, généralement en 4 ms. Dans les solutions les moins chères, la réponse est légèrement sous-estimée, de sorte que la tension de sortie peut également avoir une certaine plage différentielle, mais elle est petite, par exemple de 215 à 240 V. Les modèles bon marché ne sont pas idéaux, mais en tout cas ils sont plus sûrs que de tomber en dessous de 198 V ou de monter au-dessus de 242 V .

Top 3 des meilleurs stabilisateurs de tension pour la maison

Vous trouverez ci-dessous les trois meilleurs stabilisateurs de tension qui ont gagné en popularité sur le marché.

Stabilisateur de tension LVT ASN-350 C

Conçu pour protéger les appareils sensibles des surtensions, tels que les lampes d'éclairage et bien d'autres. Fournit de manière stable 220 V. De plus, cette alimentation stable protège l'appareil connecté des augmentations ou diminutions soudaines de la tension du réseau. (plus de 275 V ou moins de 155 V) arrêter l'alimentation électrique.

Caractéristiques techniques du LVT ASN-350 C:

• tension d'entrée : 155 V - 270 V ;
• tension de sortie : 220 V (+/-10 %) ;
• fréquence de sortie : 50 Hz ;
• puissance de sortie : 350 V ;
• poids : 2 kg ;
• dimensions : 125 x 80 x 192 mm.

Stabilisateur DIA-N SN-3000-m

Caractérisé par une puissance de 3000 W, destinée à un usage domestique. Fonctionne avec succès avec :

• équipement audio/vidéo;
• ordinateur ou ordinateur portable ;
• périphériques (copieur, fax) et appareils électroménagers.

Fournit tension stable Alimentation 220 V lorsque la tension secteur passe de 150 V à 280 V. Si la plage de courant d'entrée dépasse 150-280 V, le stabilisateur cesse automatiquement de fournir de l'énergie.

Caractéristiques techniques du DIA-N SN-3000-m :

• tension d'alimentation entrante : 150 V - 280 V ;
• puissance maximale : 3000 W ;
• tension de sortie : 220 V (+10 %, - 10 %) ;
• fréquence de sortie : 50 Hz ;
• temps de réaction:<1 сек;
• poids : 8 kg ;
• nombre de prises réseau, sorties : 1.

Stabilisateur de tension Elex Hybrid 9-1/40A v2.0

De nombreuses personnes ont subi des surtensions soudaines, à la suite desquelles tous les appareils électroménagers de la maison sont tombés en panne. Est-il possible de les empêcher d’une manière ou d’une autre et de protéger les appareils coûteux contre les dommages ? Dans cet article, nous examinerons, ce qu'ils sont et comment ils fonctionnent.

Les réseaux électriques modernes ne fournissent malheureusement pas une tension constante à la prise. Selon le lieu de résidence, le nombre d'abonnés et la puissance des appareils sur une ligne, la tension peut varier considérablement de 180 à 240 volts.

Un stabilisateur moderne ressemble à ceci

Mais la plupart des appareils électroniques d'aujourd'hui ont une attitude extrêmement négative à l'égard de telles expériences, puisque la limite grimpe à +-10 volts. Par exemple, un téléviseur ou un ordinateur peut simplement s'éteindre si la tension chute à 210, ce qui arrive assez souvent, surtout le soir.

Il n’y a aucune raison de compter sur une modernisation des réseaux électriques dans les années à venir. Par conséquent, les citoyens doivent veiller de manière indépendante à « égaliser » la tension et à protéger les réseaux électriques. Tout ce que vous avez à faire est d'acheter un stabilisateur.

Ce que c'est

Un stabilisateur est un appareil qui égalise la tension dans le réseau, fournissant les 220 volts nécessaires à l'appareil. La plupart des stabilisateurs bon marché modernes fonctionnent dans la plage de +-10 % de la valeur souhaitée, c'est-à-dire qu'ils « égalisent » les surtensions dans la plage de 200 à 240 volts. Si vous rencontrez un affaissement plus grave, vous devez alors sélectionner un appareil plus cher - certains modèles sont capables de « tirer » une ligne à partir de 180 volts.

Stabilisateurs de tension modernes Ce sont de petits appareils qui fonctionnent de manière totalement silencieuse et ne bourdonnent pas, comme leurs « ancêtres » de l'URSS. Ils peuvent fonctionner sur les réseaux 220 et 380 volts (à sélectionner à l'achat).

En plus des chutes de tension, des stabilisateurs de haute qualité « nettoient » la ligne des impulsions indésirables, des interférences et des surcharges. Nous vous recommandons d'utiliser impérativement de tels appareils dans votre maison, en les installant à l'entrée de votre appartement ou, au minimum, sur tout appareil électroménager important (chaudière, ordinateur de travail, etc.). Mais il vaut quand même mieux ne pas risquer un équipement coûteux, mais acheter un dispositif de nivellement normal.

Maintenant que tu saispensez à combien d’argent cela peut vous faire économiser. Dans le même temps, une grande quantité d'équipements fonctionne dans l'appartement - une machine à laver, un ordinateur, une télévision, un lave-vaisselle, un téléphone en charge, etc. Si une surtension se produit, tout cela peut échouer et les dégâts sera porté à des dizaines, voire des centaines de milliers de roubles. Il est presque impossible de prouver devant un tribunal que la cause d'une panne d'équipement était une surtension, vous devrez donc payer les réparations et en acheter une nouvelle avec votre propre argent.

Le principe de fonctionnement du stabilisateur

Types de stabilisateurs

Il existe actuellement trois types de stabilisateurs, différant les uns des autres par le principe d'alignement :

1. Numérique.
2. Relais.
3. Piloté par servo.

Les appareils numériques ou électroniques sont considérés comme les plus pratiques, les plus pratiques et les plus fiables. Ils fonctionnent grâce à la présence d'interrupteurs à thyristors. Le principal avantage de tels systèmes est un temps de réponse minimal, un silence absolu et une petite taille. L’inconvénient est le prix : ils sont généralement 30 à 50 % plus chers que les autres appareils.

Les systèmes de relais appartiennent au segment de prix moyen. Ils fonctionnent en commutant des relais de puissance qui allument et éteignent les enroulements correspondants sur le transformateur.Stabilisateurs de tension à relais pour la maisonsont considérés comme optimaux. Les principaux avantages de l'appareil sont des prix abordables et une vitesse de réponse rapide. Inconvénient : durée de vie courte. Un relais conventionnel peut supporter environ 40 à 50 000 commutations, après quoi les contacts s'usent et commencent à coller. Si vous disposez d'un réseau assez stable, le système de relais fonctionnera pour vous pendant plusieurs années. Mais si les échecs surviennent plusieurs fois par jour, alors il peut échouer dans un an et demi à deux ans.

Les dispositifs de type servo sont peu coûteux et fonctionnent en modifiant le nombre de tours utilisés par le transformateur. Leur commutation se produit grâce au mouvement du servomoteur, qui commute le contact, comme sur un rhéostat. Le principal avantage de ces systèmes est leur prix abordable. L'inconvénient est une faible fiabilité et un temps de réponse long.

Comment choisir le bon

Maintenant tu sais,Pour la maison. Voyons comment choisir les bons appareils.

Tout d’abord, vous devez déterminer combien d’appareils fonctionneront simultanément. Par exemple, si vous êtes dans la cuisine, vous allumez la bouilloire électrique, le micro-ondes et le lave-vaisselle. Dans le salon il y a une télévision et un ordinateur, et dans la salle de bain il y a un lave-linge. Dans le même temps, un réfrigérateur et une chaudière individuelle fonctionnent dans l'appartement sans s'éteindre - ces appareils consomment également 200 à 300 watts.

Vous pouvez connaître la puissance des appareils à partir du passeport. Mais n’oubliez pas que les fabricants indiquent la puissance active et non la puissance réelle.

Méthode de montage du stabilisateur après le compteur

Attention:Pour un calcul correct, il faut connaître la puissance totale de l'installation, et non son mode de fonctionnement. Le réfrigérateur consomme 100 watts par heure lorsqu'il fonctionne, mais au démarrage, le moteur nécessite 300 à 500 watts d'énergie réactive. Par conséquent, prenez toujours l'appareil avec une réserve.

Par exemple, la consommation de votre appartement est de 2000 watts. Il s'agit d'un chiffre très réaliste pour une « pièce kopeck » classique dotée d'appareils modernes et non équipée de consommateurs puissants comme une chaudière, un four électrique et une plaque de cuisson. Pour tenir compte de la pleine puissance, vous devez ajouter 20 %. Il faut aussi comprendre que si le réseau chute de 20 volts, alors le transformateur perd 20 % de sa puissance. En conséquence, la réserve totale atteindra 30 à 40 % et vous devrez acheter un stabilisateur d'une puissance de 2 000 * 0,4 + 2 000 = appareil de 2 800 watts.

Ce sont toutes les informations dont vous avez besoin sur stabilisateur de tension : qu'est-ce que c'est ? et maintenant vous savez comment ça marche. Reste à savoir comment le connecter correctement. Il est recommandé de l'installer immédiatement derrière le compteur, avant le panneau électrique, bien que vous puissiez le fixer séparément aux lignes requises. L'appareil doit être mis à la terre afin qu'en cas de problème, il détourne le courant et protège votre équipement. Il est préférable d'inviter un électricien expérimenté pour effectuer le raccordement.