Caratteristiche di progettazione e principio di funzionamento degli stabilizzatori di tensione. Stabilizzatore di tensione: a cosa serve Che aspetto ha uno stabilizzatore?

I parametri più importanti dello stabilizzatore sono il coefficiente di stabilizzazione Kst, la resistenza di uscita Rout e il coefficiente azione utile η.

Coefficiente di stabilizzazione determinato dall'espressione K m = [∆u dentro / u dentro] / [∆u fuori / u fuori]

Dove sei dentro, sei fuori- costanti rispettivamente all'ingresso e all'uscita dello stabilizzatore; ∆uin- modifica sei dentro; ∆uout- modifica sei fuori, corrispondente alla variazione dell'ingresso ∆u.

Così, coefficiente di stabilizzazioneè il rapporto tra la variazione relativa all'ingresso e la corrispondente variazione relativa all'uscita dello stabilizzatore.

Maggiore è il coefficiente di stabilizzazione, minore è la variazione dell’output al variare dell’input. Per gli stabilizzatori più semplici il valore di Kst è di unità, mentre per quelli più complessi è di centinaia e migliaia.

Resistenza di uscita dello stabilizzatoreè determinato dall'espressione Rotta = | ∆u fuori / ∆i fuori |

dove ∆uout è la variazione della costante all'uscita dello stabilizzatore; ∆iout - variazione della corrente di uscita costante dello stabilizzatore, che ha causato una variazione della tensione di uscita.

La resistenza di uscita dello stabilizzatore è un valore simile alla resistenza di uscita di un raddrizzatore con filtro. Minore è la resistenza di uscita, minore sarà la variazione dell'uscita al variare della corrente di carico. Per gli stabilizzatori più semplici, il valore di R out è di unità di Ohm, mentre per quelli più avanzati è di centesimi e millesimi di Ohm. Va notato che lo stabilizzatore di solito riduce drasticamente l'ondulazione di tensione.

L'efficienza dello stabilizzatore η st è il rapporto tra la potenza fornita al carico P n e la potenza consumata dalla sorgente di ingresso R in: η st = R n / R in

Tradizionalmente, gli stabilizzatori sono divisi in parametrici e compensativi.

Video interessante sugli stabilizzatori di tensione:

Stabilizzatori parametrici

Sono i dispositivi più semplici in cui si ottengono piccole variazioni di potenza mediante l'utilizzo di dispositivi elettronici a due terminali, caratterizzati da una marcata non linearità della caratteristica corrente-tensione. Consideriamo il circuito di uno stabilizzatore parametrico basato su un diodo zener (Fig. 2.82).

Analizziamo questo circuito (Fig. 2.82, a), per il quale lo trasformiamo prima utilizzando il teorema del generatore equivalente (Fig. 2.82, b). Analizziamo graficamente il funzionamento del circuito tracciando le linee di carico sulla caratteristica corrente-tensione del diodo zener per diversi valori della tensione equivalente corrispondenti a diversi valori dell'ingresso (Fig. 2.82, c).
Da costruzioni graficheÈ ovvio che con una variazione significativa dell'equivalente u e (di ∆u e), e quindi dell'input u in, l'output cambia di una quantità insignificante ∆u out.

Inoltre, quanto più bassa è la resistenza differenziale del diodo zener (cioè quanto più orizzontale è la caratteristica del diodo zener), tanto minore è il ∆u in uscita.

Determiniamo i parametri principali di un tale stabilizzatore, per il quale nel circuito originale sostituiamo il diodo zener con un circuito equivalente e introduciamo nel circuito di ingresso (Fig. 2.82, d) una sorgente di tensione corrispondente a una variazione nell'ingresso ∆u input (linea tratteggiata nel diagramma): R fuori = r d || R 0 ≈ r d, Perché R 0 >> r d η st = (u fuori · I n) / (u dentro · I dentro) = (u fuori · I n) / [ u dentro (I n + I dentro) ].

K st = (∆u in / u in) : (∆u out / u out) Poiché solitamente R n >> r d Pertanto, K st ≈ u fuori / u dentro · [ (r d + R 0) / r d ]

In genere, gli stabilizzatori parametrici vengono utilizzati per carichi da diverse unità a decine di milliampere. Sono spesso utilizzati come fonti di riferimento negli stabilizzatori di tensione di compensazione.

Stabilizzatori compensativi

Sono sistemi di controllo automatico chiusi. Gli elementi caratteristici di uno stabilizzatore compensatore sono una sorgente di riferimento (riferimento) (RS), un elemento di confronto e amplificazione (CAE) e un elemento di regolazione (RE).

È utile notare che l'OOS copre due fasi: sull'amplificatore operazionale e sul transistor. Lo schema in esame è un esempio convincente che dimostra il vantaggio del negativo generale feedback rispetto a quello locale.

Il principale svantaggio degli stabilizzatori con regolazione continua l'efficienza è bassa, poiché nell'elemento di regolazione si verifica un consumo energetico significativo, poiché l'intero carico lo attraversa e la caduta su di esso è uguale alla differenza tra le tensioni di ingresso e di uscita dello stabilizzatore.

Alla fine degli anni '60 iniziarono a produrre circuiti integrati stabilizzatori compensatori a regolazione continua (serie K142EN). Questa serie comprende stabilizzatori con tensione di uscita fissa, con tensione di uscita regolabile e tensioni bipolari e di ingresso e uscita. Nei casi in cui è necessario far passare una corrente attraverso il carico che supera i valori massimi consentiti degli stabilizzatori integrati, il microcircuito viene integrato con transistor di controllo esterni.

Alcuni parametri degli stabilizzatori integrali sono riportati nella tabella. 2.1, e la possibilità di collegare elementi esterni allo stabilizzatore K142EN1 è mostrata in Fig. 2,85.


Il resistore R è progettato per attivare la protezione corrente e R 1 serve per regolare la tensione di uscita. I microcircuiti K142UN5, EH6, EH8 sono stabilizzatori funzionalmente completi con una tensione di uscita fissa, ma non richiedono il collegamento di elementi esterni.

Gli stabilizzatori a commutazione non sono ora meno diffusi degli stabilizzatori continui.

Grazie all'utilizzo della modalità operativa chiave degli elementi di potenza di tali stabilizzatori, anche con una differenza significativa nei livelli delle tensioni di ingresso e di uscita puoi ottenere un rendimento del 70 - 80%, mentre per gli stabilizzanti continui è del 30 - 50%.

In un elemento di potenza che funziona in modalità di commutazione, la potenza media dissipata al suo interno durante il periodo di commutazione è significativamente inferiore rispetto a uno stabilizzatore continuo, poiché sebbene nello stato chiuso la corrente che scorre attraverso l'elemento di potenza sia massima, la caduta su di esso è vicina a zero, e nello stato aperto la corrente che lo attraversa è zero, sebbene massima. Pertanto, in entrambi i casi la dissipazione di potenza è trascurabile e prossima allo zero.

Piccole perdite in elementi di potere portare ad una riduzione o addirittura all'eliminazione dei radiatori di raffreddamento, che riduce significativamente gli indicatori di peso e dimensioni. Inoltre, l'utilizzo di uno stabilizzatore di impulsi consente, in alcuni casi, di escludere dal circuito un trasformatore di potenza funzionante a una frequenza di 50 Hz, migliorando anche le prestazioni degli stabilizzatori.

Gli svantaggi degli alimentatori a commutazione includono presenza di ondulazione della tensione in uscita.

Consideriamo un regolatore in serie a commutazione

Il tasto S viene periodicamente attivato e disattivato dal circuito di controllo (CS) in base al valore del carico. l'uscita viene regolata modificando il rapporto t on / t off, dove t on, t off - la durata dei periodi di tempo durante i quali la chiave si trova rispettivamente negli stati on e off. Maggiore è questo rapporto, maggiore sarà la produzione.

Un transistor bipolare o ad effetto di campo viene spesso utilizzato come interruttore S.

Il diodo garantisce il flusso della corrente nell'induttore quando l'interruttore è spento e, quindi, elimina la comparsa di pericolose sovratensioni sulla chiave al momento della commutazione. Un filtro LC riduce l'ondulazione in uscita.

Un altro video interessante sugli stabilizzatori:

La tensione stabile non danneggerà l'apparecchiatura

Ogni anno, durante l'inverno e l'estate, la nostra rete elettrica inizia a funzionare in modo intermittente, anche se non si avverte. In inverno - durante il periodo di utilizzo attivo di apparecchi elettrici e mezzi per il riscaldamento aggiuntivo. In estate - durante il periodo delle piogge e dei temporali. Durante tali periodi si verificano regolarmente sbalzi di tensione. Nonostante la tensione nelle nostre prese sia di 220 volt e la frequenza di 50 Hz, la situazione reale non sempre corrisponde alla norma. Una tensione stabile determina direttamente la durata dei tuoi elettrodomestici. Questo è il motivo per cui gli stabilizzatori di tensione sono estremamente popolari. Sono dispositivi elettronico-meccanici che convertono l'energia elettrica, in modo che l'output soddisfi tutti gli standard. Tuttavia non basta andare a comprare uno stabilizzatore, bisogna prima decidere sulla scelta dell'apparecchio adatto. In questo articolo parleremo di quali parametri prestare attenzione.

La tua tensione è stabile?

È molto semplice determinare se la tensione nella stanza è stabile. Basta notare quanto spesso lampeggia la lampada della tua lampada. Se il battito delle palpebre è quasi impossibile da notare, allora è tutto in ordine. Se è presente, allora è il momento di pensare a uno stabilizzatore. Puoi anche controllare tu stesso la tensione nella presa utilizzando un multimetro. Se la tensione aumenta troppo bruscamente, il 70-80% dell'apparecchiatura potrebbe guastarsi. Nonostante molti dispositivi moderni abbiano fusibili integrati, non possono far fronte a un tale carico.

Foto: www.stabilizator-iek.ru

Principali criteri di selezione

Valore della tensione

Innanzitutto, devi decidere per quanti dispositivi funzionerà lo stabilizzatore di tensione. Sarà, ad esempio, una caldaia per il riscaldamento a gas o un'intera casa di campagna. È importante scoprire quali valori di tensione ha la tua rete, il suo valore nominale e massimo.

Il più popolare è uno stabilizzatore monofase (220 V): viene solitamente utilizzato negli appartamenti cittadini. Esistono anche dispositivi trifase (380 V): vengono utilizzati nei reparti di produzione e sono progettati per carichi pesanti. Ma se si prevede di installare lo stabilizzatore in una casa di campagna, la rete può essere monofase o trifase. Esistono diversi modi per determinarlo.

• Se vivessi in una zona residenziale, andresti nell'appartamento due o tre; se il contatore elettrico ha un led lampeggiante; se l'interruttore automatico del quadro elettrico è ad una o due chiavi si utilizza una rete monofase.
• Se ci fossero almeno quattro vite in gioco; se sullo strumento ci sono tre LED lampeggianti; se l'interruttore automatico nel quadro è a tre o quattro tasti si ha accesso ad una rete bifase.

Tipi di stabilizzatori di tensione

Esistono diversi tipi di stabilizzatori. La complessità di produzione del dispositivo e il suo costo finale dipendono dal tipo.

• Stabilizzatore del relè. Oggi è il tipo più popolare nella Federazione Russa, nonostante il suo prezzo basso. Possono essere classificati come stabilizzatori automatici del trasformatore. Grazie ai relè di potenza elettromeccanici, mediante la regolazione graduale della rete, commuta l'avvolgimento dell'autotrasformatore. Un aumento o una diminuzione della tensione di uscita in tale dispositivo avviene in modo sincrono con la tensione di ingresso. Uno dei principali vantaggi di un tale dispositivo è l'elevato tasso di stabilizzazione della tensione (circa 20 ms).
• Stabilizzatore di tensione a gradini quasi simile al relè. In esso, la transizione del trasformatore avviene utilizzando tiristori e triac. Questo è proprio il motivo per cui dispositivi di questo tipo sono coperti da una lunga garanzia da parte dei produttori, fino a 10 anni. Ciò è facilitato anche dall'assenza di parti meccaniche e, di conseguenza, di usura.
• Stabilizzatore elettromeccanicoè un trasformatore di aumento di tensione. La regolazione avviene tramite contatto a spazzola rotante. Determinano i parametri del gruppo spazzole specifiche dispositivi - come velocità di elaborazione, cali e picchi di tensione. Gli stabilizzatori elettromeccanici monofase per la casa sono, di regola, un'unità a spazzola singola con una potenza di tremila volt-ampere. Gli stabilizzatori costituiti da due spazzole non sono molto apprezzati a causa del loro costo elevato. Periodicamente le spazzole dovranno essere cambiate e allo stesso tempo il trasformatore stesso dovrà essere pulito, ma questo non è molto difficile da fare a casa. A un costo relativamente basso, i dispositivi elettromeccanici mostrano un'elevata precisione di stabilizzazione e una regolazione regolare della tensione. È accettabile l'uso in condizioni in cui la tensione cambia periodicamente e unilateralmente. Ideale per connettersi a computer personale, attrezzature domestiche, per ufficio. Tali stabilizzatori non possono essere collegati alle saldatrici, poiché la loro struttura non consente loro di rispondere a picchi estremamente rapidi di alimentazione. Il rapporto qualità/prezzo è il migliore.
• Considerato più affidabile stabilizzatori elettrodinamici- una delle varietà di elettromeccanico. Al posto delle spazzole, sono integrati dei rulli, grazie ai quali la loro usura è quasi eliminata. Tuttavia, insieme all’affidabilità, è aumentato anche il prezzo.
• Relativamente recentemente è stato introdotto un altro tipo di stabilizzatore: ibrido o, come viene anche chiamato, combinato. La differenza è che oltre all'elettromeccanica viene aggiunta una parte relè. Inizia il suo lavoro quando la tensione nella rete scende o sale a valori anomali. Ad esempio, se la tensione di rete "fluttua" nell'intervallo da 144 a 256 V, lo stabilizzatore ibrido funziona in modo simile a quello elettromeccanico. Ma non appena la tensione supera questi valori entro i limiti di 105-280 V, il dispositivo ibrido la riporta allo stato normale con un errore del ±10%.
• Stabilizzatori a doppia conversione- dispositivi piuttosto costosi, ma hanno una serie di caratteristiche molto interessanti. Tali stabilizzatori devono essere utilizzati insieme a dispositivi altamente sensibili la cui potenza varia da 1 a 30 kW. Hanno una connessione veloce e sono quasi silenziosi durante il funzionamento. Hanno un ampio intervallo di tensione di uscita e un errore minimo. Il funzionamento di tale dispositivo dipende dal carico esistente sull'apparecchiatura elettrica. L'intervallo di tensione inferiore aumenta da 118 V a 160 V quando i carichi elettrici aumentano rispettivamente del 50% o del 70%.
• Nuova linea nell'elenco degli stabilizzatori: si tratta di dispositivi con modulazione dell'ampiezza dell'impulso. Il principio del loro funzionamento è regolare la tensione mediante la modulazione sopra menzionata. Cioè, i filtri analogici situati all'ingresso e all'uscita della rete del dispositivo equalizzano stabilmente tutte le interferenze nella rete. Molto veloce, la precisione di regolazione non è inferiore al 99%. Questo stabilizzatore aiuta in caso di forti sbalzi di tensione, ad esempio durante i lavori di saldatura. Di norma, tali dispositivi sono di piccole dimensioni e hanno un peso minimo. Ciò è spiegato dal fatto che non contengono trasformatori pesanti e di grandi dimensioni. Ma il loro prezzo non è piccolo. Ci sono alcuni inconvenienti: la soglia superiore all'ingresso dello stabilizzatore non supera i 245 V.
• Stabilizzatore di tensione elettromagnetica- questo è quello la cui tensione di uscita è regolata regolando i flussi magnetici. La magnetizzazione avviene a causa di un regolatore a semiconduttore. Questo tipo presenta molti svantaggi, come ronzio durante il funzionamento, intervallo ristretto della tensione di ingresso, elevata sensibilità quando si passa alle frequenze di rete di 50 Hz.

Foto: electro.lg.ua

Cosa hai bisogno di sapere

Quasi la prima cosa che devi decidere è il tipo di connessione dello stabilizzatore. Puoi collegarlo direttamente alla rete dal quadro elettrico per proteggere tutte le apparecchiature. Oppure è possibile collegare in modo permanente gli elettrodomestici direttamente allo stabilizzatore: il dispositivo è semplicemente collegato a una presa.

Se disponi di una rete trifase, ma tutti i dispositivi sono monofase, devi prendere tre convertitori monofase. Ma se almeno un dispositivo trifase è presente in una rete di questo tipo, il convertitore dovrebbe essere solo trifase. Questa regola è rilevante per stabilizzare tutti gli apparecchi elettrici della casa e non individualmente per uno.

Quando scegli uno stabilizzatore, devi immaginare quale sarà la potenza totale dei tuoi dispositivi ad esso collegata; la potenza del tuo dispositivo deriverà da questo parametro. Aggiungere il 20-30% al valore di uscita per evitare sovraccarichi anomali.

Per aiutarti a determinare più facilmente qual è la potenza totale dei tuoi dispositivi, puoi utilizzare la nostra tabella con valori approssimativi.

Per chiarire la potenza, fare riferimento alle istruzioni della propria attrezzatura.

I produttori più popolari

Oggi ci sono più di una dozzina di aziende russe e straniere che producono con successo stabilizzatori di tensione. Ogni prodotto differisce per design, prestazioni, tipo di alimentazione e metodo di stabilizzazione. Ogni azienda ha prodotti con parametri simili. Ma solo quando li utilizziamo nella pratica impariamo sia i pro che, sfortunatamente, i contro. Alcune aziende hanno già perso la loro quota di fiducia, ma le altre, grazie a prodotti di qualità, stanno cercando di mantenere il proprio marchio.

Ecco i produttori popolari tra i consumatori nel nostro paese:

Marchi russi - Poligono, Norma M, Stabvolt, Cascata;

Marche cinesi: Solby, Fnex, Sassino, Voltron, Voto;

Marche occidentali: Ortea, Orione.

I marchi stranieri, sebbene di qualità superiore, sono inferiori in termini di domanda rispetto ai prodotti cinesi e russi. La ragione dell'avversione dei consumatori russi risiede nei prezzi. Se il prodotto interno è abbastanza buono e molto più economico, perché pagare più del dovuto?

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Errori comuni dell'acquirente

• Se la tensione in casa è buona, non ha senso acquistare uno stabilizzatore per tutta la casa. È sufficiente acquistare un piccolo dispositivo, collegando ad esso solo dispositivi molto sensibili.
• Per non commettere errori quando si acquista uno stabilizzatore di tensione, è necessario conoscere tutti i criteri per la scelta di un dispositivo. Affrontando questo problema in modo responsabile, non ti pentirai della scelta che hai fatto.
• Consultare uno specialista o un elettrotecnico per un consiglio. L'installazione di alcuni tipi di stabilizzatori di tensione richiede una supervisione professionale.

Regolatore di tensione

Regolatore di tensione- un convertitore di energia elettrica che consente di ottenere una tensione di uscita entro i limiti specificati con fluttuazioni significativamente maggiori nella tensione di ingresso e nella resistenza di carico.

In base al tipo di tensione di uscita, gli stabilizzatori sono suddivisi in stabilizzatori DC e AC. In genere, il tipo di alimentazione (CA o CC) è lo stesso della tensione di uscita, sebbene possano applicarsi delle eccezioni.

Stabilizzatori CC

Chip stabilizzatore lineare KR1170EN8

Stabilizzatore lineare

Uno stabilizzatore lineare è un divisore di tensione, al cui ingresso viene fornita una tensione di ingresso (instabile) e la tensione di uscita (stabilizzata) viene rimossa dal braccio inferiore del divisore. La stabilizzazione viene effettuata modificando la resistenza di uno dei bracci del divisore: la resistenza viene mantenuta costantemente in modo che la tensione all'uscita dello stabilizzatore rientri nei limiti stabiliti. Con un elevato rapporto tra tensioni di ingresso/uscita, lo stabilizzatore lineare ha una bassa efficienza, poiché la maggior parte della potenza P diss = (U in - U out) * I t viene dissipata sotto forma di calore sull'elemento di controllo. Pertanto l'elemento di controllo deve essere in grado di dissipare una potenza sufficiente, cioè deve essere installato su un radiatore della superficie richiesta. Il vantaggio di uno stabilizzatore lineare è la sua semplicità, l'assenza di interferenze e il numero limitato di parti utilizzate.

A seconda della posizione dell'elemento con resistenza variabile, gli stabilizzatori lineari si dividono in due tipologie:

• Coerente: l'elemento di comando è collegato in serie al carico.
• Parallelo: l'elemento di comando è collegato in parallelo al carico.

A seconda del metodo di stabilizzazione:

• Parametrico: in tale stabilizzatore viene utilizzata una sezione della caratteristica corrente-tensione del dispositivo che ha una grande pendenza.
• Compensativo: ha un feedback. In esso, la tensione all'uscita dello stabilizzatore viene confrontata con quella di riferimento e dalla differenza tra loro si forma un segnale di controllo per l'elemento di regolazione.

Stabilizzatore parametrico parallelo su diodo zener

Viene utilizzato per stabilizzare la tensione nei circuiti a bassa corrente, poiché per operazione normale circuito, la corrente attraverso il diodo zener D1 dovrebbe essere diverse volte (3-10) superiore alla corrente nel carico stabilizzato R L. Spesso tale circuito stabilizzatore lineare viene utilizzato come sorgente di tensione di riferimento in circuiti stabilizzatori più complessi. Per ridurre l'instabilità della tensione di uscita causata da variazioni della tensione di ingresso, al posto del resistore viene utilizzato un resistore R V. Tuttavia, questa misura non riduce l'instabilità della tensione di uscita causata da variazioni nella resistenza del carico.

Stabilizzatore in serie basato su un transistor bipolare

U fuori = U z - U essere .

Essenzialmente, questo è lo stabilizzatore parametrico parallelo su un diodo zener discusso sopra, collegato all'ingresso dell'emettitore inseguitore. Non dispone di circuiti di feedback per compensare le variazioni della tensione di uscita.

La sua tensione di uscita è inferiore alla tensione di stabilizzazione del diodo Zener della quantità U be, che praticamente non dipende dall'entità della corrente che scorre attraverso giunzione p-n e per i dispositivi basati su silicio è di circa 0,6 V. La dipendenza di U dalla corrente e dalla temperatura peggiora la stabilità della tensione di uscita, rispetto ad uno stabilizzatore parametrico parallelo che utilizza un diodo zener.

L'emettitore inseguitore (amplificatore di corrente) consente di aumentare la corrente di uscita massima dello stabilizzatore, rispetto a uno stabilizzatore parametrico parallelo su un diodo zener, di β volte (dove β è il guadagno di corrente di una determinata istanza del transistor) . Se ciò non bastasse, viene utilizzato un transistor composito.

In assenza di resistenza di carico (o con correnti di carico nell'ordine dei microampere), la tensione di uscita di tale stabilizzatore (tensione a circuito aperto) aumenta di 0,6 V a causa del fatto che U nella regione della microcorrente diventa vicino allo zero. Per superare questa caratteristica, un resistore di carico di zavorra è collegato all'uscita dello stabilizzatore, fornendo una corrente di carico di diversi mA.

Regolatore di compensazione in serie che utilizza un amplificatore operazionale

Parte della tensione di uscita U prelevata dal potenziometro R2 viene confrontata con la tensione di riferimento U z sul diodo zener D1. La differenza di tensione viene amplificata dall'amplificatore operazionale U1 e fornita alla base di un transistor di controllo collegato secondo un circuito inseguitore di emettitore. Per un funzionamento stabile del circuito, lo sfasamento del circuito dovrebbe essere vicino a 180°+n*360°. Poiché parte della tensione di uscita U out viene fornita all'ingresso invertente dell'amplificatore operazionale U1, l'amplificatore operazionale U1 sposta la fase di 180°, il transistor di controllo è collegato secondo il circuito inseguitore di emettitore, che non sposta la fase. Lo sfasamento del circuito è di 180°, la condizione di stabilità di fase è soddisfatta.

La tensione di riferimento Uz è praticamente indipendente dalla corrente che scorre attraverso il diodo zener ed è pari alla tensione di stabilizzazione del diodo zener. Per aumentarne la stabilità quando Uin cambia, al posto del resistore viene utilizzato R V.

In questo stabilizzatore, l'amplificatore operazionale è effettivamente collegato come un amplificatore non invertente (con un inseguitore di emettitore per aumentare la corrente di uscita). Il rapporto tra i resistori nel circuito di retroazione ne determina il guadagno, che determina quante volte la tensione di uscita sarà superiore alla tensione di ingresso (ovvero il riferimento applicato all'ingresso non invertente dell'amplificatore operazionale). Poiché il guadagno di un amplificatore non invertente è sempre maggiore dell'unità, il valore della tensione di riferimento (tensione di regolazione del diodo zener) deve essere scelto inferiore alla tensione di uscita minima richiesta.

L'instabilità della tensione di uscita di un tale stabilizzatore è quasi completamente determinata dall'instabilità della tensione di riferimento, a causa dell'ampio guadagno del circuito dei moderni amplificatori operazionali ( G anello aperto = 10 5 ÷ 10 6).

Per eliminare l'influenza dell'instabilità della tensione di ingresso sulla modalità operativa dell'amplificatore operazionale stesso, può essere alimentato con una tensione stabilizzata (da stabilizzatori parametrici aggiuntivi sul diodo zener).

Stabilizzatore di commutazione

In uno stabilizzatore di impulsi, la corrente proviene da non stabilizzato fonte esterna fornito al dispositivo di accumulo (solitamente un condensatore o un induttore) in brevi impulsi; in questo caso viene immagazzinata energia che viene poi rilasciata al carico sotto forma di energia elettrica, ma, nel caso di un'induttanza, con una tensione diversa. La stabilizzazione viene effettuata controllando la durata degli impulsi e le pause tra di essi: modulazione dell'ampiezza dell'impulso. Uno stabilizzatore switching, rispetto a uno lineare, ha un'efficienza significativamente più elevata. Lo svantaggio di uno stabilizzatore di impulsi è la presenza di rumore impulsivo nella tensione di uscita.

A differenza di uno stabilizzatore lineare, stabilizzatore di impulsi può convertire la tensione di ingresso in modo arbitrario (a seconda del circuito stabilizzatore):

• Verso il basso sotto
• Potenziamento stabilizzatore: la tensione di uscita è sempre stabilizzata più alto ingresso e ha la stessa polarità.
• Sottosopra stabilizzatore: la tensione di uscita è stabilizzata, può essere come più alto, COSÌ sotto ingresso e ha la stessa polarità. Tale stabilizzatore viene utilizzato nei casi in cui la tensione di ingresso differisce leggermente da quella richiesta e può variare, assumendo un valore sia superiore che inferiore a quello richiesto.
• Inversione stabilizzatore: la tensione di uscita stabilizzata ha polarità inversa rispetto all'ingresso, il valore assoluto della tensione di uscita può essere qualsiasi.

Stabilizzatori di tensione CA

Stabilizzatori ferrorisonanti

Durante l'era sovietica si diffusero gli stabilizzatori di tensione ferrorisonanti domestici. Di solito i televisori venivano collegati tramite loro. Le prime generazioni di televisori utilizzati blocchi di rete alimentatori con stabilizzatori di tensione lineari (e alcuni circuiti erano addirittura alimentati da tensione non stabilizzata), che non sempre facevano fronte alle fluttuazioni della tensione di rete, soprattutto nelle zone rurali, che richiedevano una stabilizzazione preliminare della tensione. Con l'avvento dei televisori 4UPICT e USCT, dotati di alimentatori a commutazione, è scomparsa la necessità di un'ulteriore stabilizzazione della tensione di rete.

Lo stabilizzatore ferrorisonante è costituito da due induttanze: con un nucleo insaturo (avente un traferro magnetico) e uno saturo, oltre a un condensatore. La particolarità della caratteristica corrente-tensione di un induttore saturo è che la tensione ai suoi capi cambia poco quando cambia la corrente che lo attraversa. Selezionando i parametri di induttanze e condensatori, è possibile garantire la stabilizzazione della tensione quando la tensione di ingresso cambia in un intervallo sufficientemente ampio, ma una leggera deviazione della frequenza della rete di alimentazione ha influenzato notevolmente le caratteristiche dello stabilizzatore.

Stabilizzatori moderni

Attualmente, i principali tipi di stabilizzatori sono:

• servoazionamento elettrodinamico (meccanico)
• statico (commutabile elettronico)
• relè
• compensazione (liscio elettronico)

I modelli sono prodotti sia nella versione monofase (220/230 V) che trifase (380/400 V), la loro potenza varia da diverse centinaia di watt a diversi megawatt. I modelli trifase sono disponibili in due modifiche: con regolazione indipendente per ciascuna fase o con regolazione per la tensione di fase media all'ingresso dello stabilizzatore.

I modelli prodotti differiscono anche nell'intervallo consentito di variazioni della tensione di ingresso, che può essere, ad esempio, il seguente: ±15%, ±20%, ±25%, ±30%, -25%/+15%, -35% /+15% o -45%/+15%. Più ampio è il range (soprattutto in direzione negativa), maggiore è la dimensione dello stabilizzatore e maggiore è il suo costo a parità di potenza di uscita.

Una caratteristica importante di uno stabilizzatore di tensione è la sua velocità, ovvero maggiore è la velocità, più velocemente lo stabilizzatore risponderà alle variazioni della tensione di ingresso. La prestazione è il periodo di tempo (millisecondi) durante il quale lo stabilizzatore è in grado di modificare la tensione di un volt. U tipi diversi stabilizzatori velocità diversa velocità, ad esempio, quelli elettrodinamici hanno una velocità di 12...18 ms/V, gli stabilizzatori statici forniranno 2 ms/V, ma per il tipo elettronico con compensazione, questo parametro è 0,75 ms/V.

Un altro parametro importante è la precisione della stabilizzazione della tensione di uscita. Secondo GOST 13109-97, la deviazione massima consentita della tensione di alimentazione è ±10% rispetto a quella nominale. La precisione dei moderni stabilizzatori di tensione varia dall'1% all'8%. Una precisione dell'8% è sufficiente per garantire il corretto funzionamento della stragrande maggioranza delle apparecchiature elettriche domestiche e industriali. Requisiti più severi (1%) vengono solitamente imposti per l'alimentazione di apparecchiature complesse (mediche, high-tech, ecc.). Un parametro importante per il consumatore è la capacità dello stabilizzatore di funzionare alla potenza dichiarata sull'intero intervallo di tensione di ingresso, ma non tutti gli stabilizzatori soddisfano questo parametro. Alcuni stabilizzatori possono sopportare sovraccarichi dieci volte superiori, quando si acquista uno stabilizzatore di questo tipo non è necessaria una riserva di carica.

Guarda anche

• Microcircuiti della serie 78xx: una serie di stabilizzatori lineari comuni

Letteratura

• Veresov G.P. Alimentazione di apparecchiature radioelettroniche domestiche. - M.: Radio e comunicazione, 1983. - 128 p.
• V.V. Kitaev e altri Alimentazione per dispositivi di comunicazione. - M.: Comunicazione, 1975. - 328 p. - 24.000 copie.
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• Shtilman V.I. Stabilizzatori di tensione microelettronici. - Kiev: Tecnologia, 1976.

Collegamenti

• Stabilizzatori. Produttori. Descrizione. (Come proteggere la tua casa e le tue apparecchiature dagli sbalzi di tensione e come scegliere lo stabilizzatore giusto che ti aiuterà in questo)
• Stabilizzatore di tensione per la casa (Perché è necessario uno stabilizzatore di tensione per la casa, come sceglierlo, tipi di stabilizzatori)
• GOST R 52907-2008 “Fonti di energia per apparecchiature radioelettroniche. Termini e definizioni"

Nella maggior parte dei casi, i problemi legati agli sbalzi di corrente si verificano nelle zone rurali, ma si verificano anche nelle città. A seconda dell'ora del giorno, può modificare gli indicatori anche entro 20 watt. I salti sono spesso una conseguenza dell'utilizzo di attrezzature potenti da parte di un vicino: si verificano quando si avvia l'attrezzatura con un motore o una potente caldaia da cucina. Quando si avviano apparecchiature potenti, la tensione può scendere da 220 a 190 watt in una frazione di secondo, per poi tornare indietro. Tali salti improvvisi possono avere effetti negativi sugli elettrodomestici e sull'illuminazione, a causa di ciò spesso le lampadine si bruciano. Cosa fare in tali situazioni e parleremo In questo articolo.

Gli standard attuali prevedono deviazioni entro il ±10%. Sulla base di ciò, la tensione minima può essere 198 V e quella massima 242 V, ovvero la differenza tra i punti estremi può raggiungere 44 V. Questo è parecchio e si nota dal lampeggiamento delle lampade e dal funzionamento dei motori elettrici . Di norma, ciò non è evidente nel funzionamento dell'elettronica, poiché utilizzano principalmente alimentatori a commutazione che hanno un intervallo di tensione di ingresso sufficientemente ampio e mantengono i parametri di potenza allo stesso livello.

Tuttavia, in casa ci sono molti apparecchi che non tollerano tali sbalzi di tensione. Molti elettrodomestici hanno programmatori guasti, la cui sostituzione costa molto. E se immagini per un momento che l'intera casa crollerà Lampadine a LED, in questo caso dovrai pagare anche una discreta cifra per la sostituzione.

Come proteggersi?

Sulla base di quanto sopra, sorge una domanda del tutto logica: come proteggersi? Cosa si può usare per garantire che la tensione nella rete sia sempre a 220 V e non salti su e giù? Fortunatamente, puoi proteggere la tua attrezzatura dagli sbalzi di tensione. Più in modo semplice prevede l'utilizzo di uno stabilizzatore di tensione CA da 220 V. Il dispositivo è disponibile in varie opzioni di alimentazione e il suo principio di funzionamento è abbastanza semplice.

In sostanza, uno stabilizzatore di tensione non è altro che un trasformatore. Il sistema di controllo utilizza un relè per trasmettere la tensione appropriata all'uscita. Di conseguenza, la tensione aumenta o diminuisce. Tutto avviene abbastanza rapidamente, di solito entro 4 ms. Nelle soluzioni più economiche la risposta è leggermente sottostimata, quindi la tensione di uscita può avere anche un certo intervallo differenziale, ma è piccolo, ad esempio da 215 a 240 V. I modelli economici non sono ideali, ma sono comunque più sicuri che scendere al di sotto di 198 V o salire al di sopra di 242 V .

I 3 migliori stabilizzatori di tensione per la casa

Di seguito troverai i primi tre stabilizzatori di tensione che hanno guadagnato maggiore popolarità sul mercato.

Stabilizzatore di tensione LVT ASN-350 C

Progettato per proteggere i dispositivi sensibili dagli sbalzi di tensione, come lampade di illuminazione e molti altri. Fornisce stabilmente 220 V. Inoltre, questo alimentatore stabile protegge il dispositivo collegato da improvvisi aumenti o diminuzioni della tensione di rete (più di 275 V o meno di 155 V) interrompendo l'alimentazione.

Caratteristiche tecniche dell'LVT ASN-350 C:

• tensione in ingresso: 155 V - 270 V;
• tensione di uscita: 220 V (+/-10%);
• frequenza di uscita: 50Hz;
• potenza in uscita: 350 V;
• peso: 2kg;
• dimensioni: 125 x 80 x 192 mm.

Stabilizzatore DIA-N SN-3000-m

Caratterizzato da una potenza di 3000 W, destinato all'uso domestico. Funziona con successo con:

• apparecchiature audio/video;
• computer o laptop;
• periferiche (fotocopiatrice, fax) ed elettrodomestici.

Fornisce tensione stabile Alimentazione a 220 V quando la tensione di rete cambia da 150 V a 280 V. Se l'intervallo di corrente in ingresso supera 150-280 V, lo stabilizzatore interrompe automaticamente l'erogazione di energia.

Caratteristiche tecniche del DIA-N SN-3000-m:

• tensione di alimentazione in ingresso: 150 V - 280 V;
• potenza massima: 3000 W;
• tensione di uscita: 220 V (+10%, - 10%);
• frequenza di uscita: 50Hz;
• tempo di reazione:<1 сек;
• peso: 8kg;
• numero di prese di rete, uscite: 1.

Stabilizzatore di tensione Elex Hybrid 9-1/40A v2.0

Molte persone hanno sperimentato improvvisi sbalzi di corrente, a seguito dei quali tutti gli elettrodomestici della casa si guastano. È possibile prevenirli in qualche modo e proteggere i dispositivi costosi da eventuali danni? In questo articolo vedremo, cosa sono e come funzionano.

Le moderne reti elettriche, purtroppo, non forniscono una tensione costante alla presa. A seconda del luogo di residenza, del numero di abbonati e della potenza dei dispositivi su una linea, la tensione può variare notevolmente da 180 a 240 volt.

Uno stabilizzatore moderno si presenta così

Ma la maggior parte dell'elettronica odierna ha un atteggiamento estremamente negativo nei confronti di tali esperimenti, poiché il limite salta a +-10 volt. Ad esempio, una TV o un computer potrebbero semplicemente spegnersi se la tensione scende a 210, cosa che accade abbastanza spesso, soprattutto la sera.

Non c’è motivo di contare su un ammodernamento delle reti elettriche nei prossimi anni. Pertanto, i cittadini devono occuparsi autonomamente di “equalizzare” la tensione e proteggere le reti elettriche. Tutto quello che devi fare è acquistare uno stabilizzatore.

Cos'è

Uno stabilizzatore è un dispositivo che equalizza la tensione nella rete, fornendo al dispositivo i 220 volt necessari. La maggior parte dei moderni stabilizzatori economici funzionano nell'intervallo +-10% del valore desiderato, ovvero "uniformando" i picchi nell'intervallo da 200 a 240 volt. Se si verifica un cedimento più grave, è necessario selezionare un dispositivo più costoso: alcuni modelli sono in grado di "tirare" una linea da 180 volt.

Stabilizzatori di tensione moderni Si tratta di piccoli dispositivi che funzionano in modo completamente silenzioso e non ronzano, come i loro "antenati" dell'URSS. Possono funzionare su reti a 220 e 380 volt (devono essere selezionati al momento dell'acquisto).

Oltre alla caduta di tensione, gli stabilizzatori di alta qualità “puliscono” la linea da impulsi indesiderati, interferenze e sovraccarichi. Ti consigliamo di utilizzare sicuramente tali dispositivi nella tua casa, installandoli all'ingresso del tuo appartamento o, almeno, su ogni elettrodomestico importante (caldaia, computer da lavoro, ecc.). Ma è comunque meglio non rischiare attrezzature costose, ma acquistare un normale dispositivo di livellamento.

Ora che lo saipensa a quanti soldi puoi risparmiare. Allo stesso tempo, nell'appartamento funziona una grande quantità di apparecchiature: una lavatrice, un computer, una TV, una lavastoviglie, un telefono in carica, ecc. Se si verifica un'impennata, tutto ciò può fallire e il danno sarà causato a decine o addirittura centinaia di migliaia di rubli. È quasi impossibile dimostrare in tribunale che la causa del guasto dell'apparecchiatura sia stata una sovratensione, quindi dovrai pagare le riparazioni e comprarne uno nuovo con i tuoi soldi.

Il principio di funzionamento dello stabilizzatore

Tipi di stabilizzatori

Al momento, esistono tre tipi di stabilizzatori, che differiscono tra loro nel principio di allineamento:

1. Digitale.
2. Relè.
3. Servoazionato.

I dispositivi digitali o elettronici sono considerati i più pratici, convenienti e affidabili. Funzionano grazie alla presenza di interruttori a tiristori. Il vantaggio principale di tali sistemi è il tempo di risposta minimo, l'assoluta silenziosità e le dimensioni ridotte. Lo svantaggio è il prezzo: solitamente costano il 30-50% in più rispetto ad altri dispositivi.

I sistemi di relè appartengono al segmento dei prezzi medi. Funzionano commutando relè di potenza che accendono e spengono gli avvolgimenti corrispondenti sul trasformatore.Stabilizzatori di tensione a relè per la casasono considerati ottimali. I principali vantaggi del dispositivo sono i prezzi accessibili e la rapida velocità di risposta. Svantaggio: breve durata. Un relè convenzionale può sopportare circa 40-50mila commutazioni, dopodiché i contatti si consumano e iniziano ad attaccarsi. Se disponi di una rete abbastanza stabile, il sistema di relè funzionerà per te per diversi anni. Ma se i fallimenti si verificano più volte al giorno, quindi può fallire in un anno e mezzo o due.

I dispositivi di tipo servo sono economici e funzionano modificando il numero di spire utilizzate dal trasformatore. La loro commutazione avviene grazie al movimento del servoazionamento, che commuta il contatto, come in un reostato. Il vantaggio principale di questi sistemi è il loro prezzo accessibile. Lo svantaggio è la bassa affidabilità e i lunghi tempi di risposta.

Come scegliere quello giusto

Ora sai,per Casa. Diamo un'occhiata a come scegliere i dispositivi giusti.

Prima di tutto, devi determinare quanti dispositivi funzioneranno contemporaneamente. Ad esempio, se sei in cucina, accendi il bollitore elettrico, il microonde e la lavastoviglie. Nel soggiorno c'è la TV e il computer, mentre nel bagno c'è la lavatrice. Allo stesso tempo, un frigorifero e una caldaia per il riscaldamento individuale funzionano nell'appartamento senza spegnersi: anche questi dispositivi consumano 200-300 watt.

Puoi scoprire la potenza dei dispositivi dal passaporto. Ma assicurati di tenere presente che i produttori indicano la potenza attiva, non la potenza reale.

Metodo di montaggio dello stabilizzatore dopo il misuratore

Attenzione:Per un calcolo corretto è necessario conoscere la potenza totale dell'impianto e non la sua modalità operativa. Il frigorifero consuma 100 watt all'ora durante il funzionamento, ma all'avvio il motore richiede 300-500 watt di energia reattiva. Pertanto, portare sempre l'apparecchio con una riserva.

Ad esempio, il consumo del tuo appartamento è di 2000 watt. Questa è una cifra molto realistica per un classico "pezzo da un centesimo" con elettrodomestici moderni e non dotato di potenti utenze come boiler, forno elettrico e piano cottura. Per tenere conto della piena potenza, è necessario aggiungere il 20%. Devi anche capire che se la rete scende di 20 volt, il trasformatore perde il 20% della sua potenza. Di conseguenza, la riserva totale raggiungerà il 30-40% e sarà necessario acquistare uno stabilizzatore con una potenza di 2000 * 0,4 + 2000 = dispositivo da 2800 watt.

Queste sono tutte le informazioni di cui hai bisogno stabilizzatore di tensione: che cos'è? e ora sai come funziona. Resta da capire come collegarlo correttamente. Si consiglia di installarlo immediatamente dietro il contatore, prima del quadro elettrico, anche se è possibile collegarlo separatamente alle linee richieste. Il dispositivo deve essere collegato a terra in modo che in caso di problemi devii la corrente e protegga la vostra attrezzatura. È meglio invitare un elettricista esperto per effettuare il collegamento.