Caracteristicile de proiectare și principiile de funcționare ale stabilizatorilor de tensiune. Stabilizator de tensiune: pentru ce este? Cum arată un stabilizator?

Cei mai importanți parametri ai stabilizatorului sunt coeficientul de stabilizare Kst, rezistența de ieșire Rout și coeficientul acțiune utilă η.

Coeficientul de stabilizare determinată din expresie K st = [∆u in / u in] / [∆u out / u out]

Unde intri, iesi- constante la intrarea, respectiv iesirea stabilizatorului; ∆uin- Schimbare tu in; ∆uout- Schimbare tu afară, corespunzătoare modificării intrării ∆u.

Prin urmare, coeficient de stabilizare este raportul dintre modificarea relativă la intrare și modificarea relativă corespunzătoare la ieșirea stabilizatorului.

Cu cât coeficientul de stabilizare este mai mare, cu atât ieșirea se modifică mai puțin atunci când se modifică intrarea. Pentru cei mai simpli stabilizatori, valoarea lui Kst este de unități, în timp ce pentru cei mai complexe este de sute și mii.

Rezistența la ieșire a stabilizatorului este determinată de expresie Rut = | ∆u out / ∆i out |

unde ∆uout este modificarea constantei la ieșirea stabilizatorului; ∆iout - modificarea curentului constant de ieșire al stabilizatorului, care a provocat o modificare a tensiunii de ieșire.

Rezistența de ieșire a stabilizatorului este o valoare similară cu rezistența de ieșire a unui redresor cu filtru. Cu cât rezistența de ieșire este mai mică, cu atât ieșirea se modifică mai puțin atunci când curentul de sarcină se modifică. Pentru cei mai simpli stabilizatori, valoarea lui R out este de unități de Ohm, iar pentru cei mai avansati, este de sutimi și miimi de Ohm. Trebuie remarcat faptul că stabilizatorul reduce de obicei drastic ondulația de tensiune.

Eficiența stabilizatorului η st este raportul dintre puterea furnizată la sarcina P n și puterea consumată de la sursa de intrare R în: η st = R n / R în

În mod tradițional, stabilizatorii sunt împărțiți în parametrii și compensatori.

Videoclip interesant despre stabilizatorii de tensiune:

Stabilizatori parametrici

Sunt cele mai simple dispozitive în care se realizează mici modificări ale ieșirii prin utilizarea dispozitivelor electronice cu două terminale, caracterizate printr-o neliniaritate pronunțată a caracteristicii curent-tensiune. Să luăm în considerare circuitul unui stabilizator parametric bazat pe o diodă zener (Fig. 2.82).

Să analizăm acest circuit (Fig. 2.82, a), pentru care mai întâi îl transformăm folosind teorema generatorului echivalent (Fig. 2.82, b). Să analizăm grafic funcționarea circuitului prin trasarea liniilor de sarcină pe caracteristica curent-tensiune a diodei Zener pentru diferite valori ale tensiunii echivalente corespunzătoare diferitelor valori ale intrării (Fig. 2.82, c).
Din constructii grafice Este evident că, cu o modificare semnificativă a echivalentului u e (cu ∆u e), și, prin urmare, intrarea u in, ieșirea se modifică cu o cantitate nesemnificativă ∆u out.

Mai mult, cu cât rezistența diferențială a diodei Zener este mai mică (adică, cu cât caracteristica diodei Zener este mai orizontală), cu atât ∆u out este mai mic.

Să determinăm principalii parametri ai unui astfel de stabilizator, pentru care în circuitul original înlocuim dioda zener cu un circuit echivalent și introducem în circuitul de intrare (Fig. 2.82, d) o sursă de tensiune corespunzătoare unei modificări a intrării ∆u intrare (linie punctată în diagramă): R out = r d || R 0 ≈ r d, deoarece 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) Deoarece de obicei R n >> r d Prin urmare, K st ≈ u out / u in · [ (r d + R 0) / r d ]

De obicei, stabilizatorii parametrici sunt utilizați pentru sarcini de la câteva unități la zeci de miliamperi. Ele sunt cel mai adesea folosite ca surse de referință în stabilizatorii de tensiune de compensare.

Stabilizatori compensatori

Sunt sisteme de control automat închise. Elementele caracteristice ale unui stabilizator compensator sunt o sursă de referință (de referință) (RS), un element de comparare și amplificare (CAE) și un element de reglare (RE).

Este util să rețineți că OOS acoperă două etape - pe amplificatorul operațional și pe tranzistor. Schema luată în considerare este un exemplu convingător care demonstrează avantajul negativului general părere comparativ cu cel local.

Principalul dezavantaj al stabilizatorilor cu reglare continuă eficiența este scăzută, deoarece în elementul de reglare are loc un consum semnificativ de energie, deoarece întreaga sarcină trece prin acesta, iar căderea peste acesta este egală cu diferența dintre tensiunile de intrare și de ieșire ale stabilizatorului.

La sfârșitul anilor 60 au început să producă circuite integrate stabilizatori compensatori cu reglare continuă (seria K142EN). Această serie include stabilizatori cu o tensiune de ieșire fixă, cu o tensiune de ieșire reglabilă și tensiuni bipolare și de intrare și ieșire. În cazurile în care este necesară trecerea unui curent prin sarcină care depășește valorile maxime admise ale stabilizatorilor integrati, microcircuitul este completat cu tranzistori de control extern.

Unii parametri ai stabilizatorilor integrali sunt prezentați în tabel. 2.1, iar opțiunea de conectare a elementelor externe la stabilizatorul K142EN1 este prezentată în Fig. 2,85.


Rezistorul R este proiectat pentru a declanșa protecția curentului, iar R 1 este pentru a regla tensiunea de ieșire. Microcircuitele K142UN5, EH6, EH8 sunt stabilizatoare complete din punct de vedere funcțional, cu o tensiune de ieșire fixă, dar nu necesită conectarea elementelor externe.

Stabilizatorii de comutare nu sunt acum mai puțin răspândiți decât stabilizatorii continui.

Datorită utilizării modului de funcționare cheie al elementelor de putere ale unor astfel de stabilizatori, chiar și cu o diferență semnificativă a nivelurilor tensiunilor de intrare și ieșire poti obtine o eficienta de 70 - 80%, în timp ce pentru stabilizatorii continui este de 30 - 50%.

Într-un element de putere care funcționează în modul de comutare, puterea medie disipată în acesta în timpul perioadei de comutare este semnificativ mai mică decât într-un stabilizator continuu, deoarece, deși în stare închisă, curentul care curge prin elementul de putere este maxim, scăderea peste acesta este apropiată. la zero, iar în stare deschisă curentul care circulă prin el este zero, deși maxim. Astfel, în ambele cazuri puterea disipată este neglijabilă și aproape de zero.

Mici pierderi în elemente de putere duce la reducerea sau chiar eliminarea radiatoarelor de răcire, ceea ce reduce semnificativ indicatorii de greutate și dimensiune. În plus, utilizarea unui stabilizator de impulsuri permite, în unele cazuri, excluderea unui transformator de putere care funcționează la o frecvență de 50 Hz din circuit, ceea ce îmbunătățește și performanța stabilizatorilor.

Dezavantajele comutării surselor de alimentare includ prezența ondulației tensiunii de ieșire.

Luați în considerare un regulator în serie cu comutare

Tasta S este pornită și oprită periodic de circuitul de comandă (CS) în funcție de valoarea sarcinii. ieșirea este ajustată prin modificarea raportului t on / t off, unde t on, t off - durata perioadelor de timp în care cheia se află în stările pornit și, respectiv, oprit. Cu cât acest raport este mai mare, cu atât este mai mare producția.

Un tranzistor bipolar sau cu efect de câmp este adesea folosit ca comutator S.

Dioda asigură fluxul de curent inductor atunci când întrerupătorul este oprit și, prin urmare, elimină apariția unor supratensiuni periculoase pe cheie în momentul comutării. Un filtru LC reduce ondulația de ieșire.

Un alt videoclip interesant despre stabilizatori:

Tensiunea stabilă nu va dăuna echipamentului

În fiecare an, iarna și vara, rețeaua noastră electrică începe să funcționeze intermitent, chiar dacă nu se simte. Iarna - în perioada de utilizare activă a aparatelor electrice și a mijloacelor de încălzire suplimentară. Vara - în perioada de ploi și furtuni. În astfel de perioade, surplusurile de putere apar în mod regulat. În ciuda faptului că tensiunea în prizele noastre ar trebui să fie de 220 de volți și frecvența ar trebui să fie de 50 Hz, situația reală nu corespunde întotdeauna normei. O tensiune stabilă determină în mod direct cât timp vă vor rezista aparatele electrice. Acesta este motivul pentru care stabilizatorii de tensiune sunt extrem de populari. Sunt dispozitive electronice-mecanice care convertesc energia electrică, astfel încât ieșirea să îndeplinească toate standardele. Cu toate acestea, nu este suficient să mergeți să cumpărați un stabilizator; mai întâi trebuie să vă decideți asupra alegerii unui dispozitiv potrivit. În acest articol vom vorbi despre ce parametri să acordăm atenție.

Tensiunea ta este stabilă?

Este foarte ușor să determinați dacă tensiunea din cameră este stabilă. Este suficient să observi cât de des clipește lampa din lampă. Dacă clipirea este aproape imposibil de observat, atunci totul este în ordine. Dacă este prezent, atunci este timpul să ne gândim la un stabilizator. De asemenea, puteți verifica singur tensiunea din priză folosind un multimetru. Dacă tensiunea crește prea puternic, 70-80% din echipament se poate defecta. În ciuda faptului că multe dispozitive moderne au siguranțe încorporate, ele nu pot face față unei astfel de sarcini.

Foto: www.stabilizator-iek.ru

Principalele criterii de selecție

Valoarea tensiunii

În primul rând, trebuie să decideți pentru câte dispozitive va funcționa stabilizatorul de tensiune. Va fi, de exemplu, un cazan de încălzire pe gaz sau o casă de țară întreagă. Este important să aflați ce valori de tensiune are rețeaua dvs., nominale și maxime.

Cel mai popular este un stabilizator monofazat (220 V) - este de obicei folosit în apartamentele din oraș. Există și dispozitive trifazate (380 V) - sunt utilizate în magazinele de producție și sunt proiectate pentru sarcini grele. Dar dacă stabilizatorul este planificat să fie instalat într-o casă de țară, atunci rețeaua poate fi fie monofazată, fie trifazată. Există mai multe moduri de a determina acest lucru.

• Dacă locuiai într-un fir care merge la apartamentul doi sau trei; dacă contorul de energie electrică are un LED intermitent; dacă comutatorul automat din tabloul electric este cu una sau două chei, utilizați o rețea monofazată.
• Dacă ar fi cel puțin patru vieți în fir; dacă există trei LED-uri care clipesc pe contor; dacă comutatorul automat din panou este cu trei sau patru taste, aveți acces la o rețea în două faze.

Tipuri de stabilizatori de tensiune

Există mai multe tipuri de stabilizatori. Complexitatea producției dispozitivului și costul final al acestuia depind de tip.

• Stabilizator releu. Astăzi, este cel mai popular tip din Federația Rusă, în ciuda prețului său scăzut. Pot fi clasificate ca stabilizatoare automate de transformatoare. Datorită releelor ​​de putere electromecanice, prin reglarea treptată a rețelei, comută înfășurarea autotransformatorului. O creștere sau scădere a tensiunii de ieșire într-un astfel de dispozitiv are loc sincron cu tensiunea de intrare. Unul dintre principalele merite ale unui astfel de dispozitiv este rata mare de stabilizare a tensiunii (aproximativ 20 ms).
• Stabilizator de tensiune în trepte aproape similar cu releul. În acesta, tranziția transformatorului are loc folosind tiristoare și triace. Tocmai de aceea dispozitivele de acest tip sunt acoperite de o garanție lungă de la producători - până la 10 ani. Acest lucru este facilitat și de absența pieselor mecanice și, în consecință, de uzură.
• Stabilizator electromecanic este un transformator de creștere a tensiunii. Reglarea are loc cu ajutorul unei perii de contact rotative. Parametrii ansamblului periei determină specificații dispozitive - cum ar fi viteza de procesare, scăderi și supratensiuni. Stabilizatorii electromecanici monofazați pentru casă sunt, de regulă, o unitate cu o singură perie cu o putere de trei mii de volți-amperi. Stabilizatorii din două perii nu sunt foarte populari datorită costului lor ridicat. Periodic, periile vor trebui schimbate și, în același timp, transformatorul în sine va trebui curățat, dar acest lucru nu este foarte greu de făcut acasă. La un cost relativ scăzut, dispozitivele electromecanice prezintă o precizie ridicată de stabilizare și o reglare lină a tensiunii. Este acceptabilă utilizarea în condiții în care tensiunea se modifică periodic și unilateral. Ideal pentru conectarea la calculatoare personale, uz casnic, echipamente de birou. Astfel de stabilizatori nu pot fi conectați la aparatele de sudură, deoarece designul lor nu le permite să răspundă la supratensiuni extrem de rapide ale sursei de alimentare. Raportul pret/calitate este cel mai bun.
• Considerat mai fiabil stabilizatori electrodinamici- una dintre soiurile de electromecanic. În loc de perii, în ele sunt încorporate role, datorită cărora uzura lor este aproape eliminată. Cu toate acestea, împreună cu fiabilitatea, prețul a crescut și el.
• Relativ recent, a fost introdus un alt tip de stabilizator - hibrid sau, cum se mai spune, combinate. Diferența este că, pe lângă electromecanică, se adaugă o parte de releu. Își începe lucrul atunci când tensiunea din rețea scade sau crește la valori anormale. De exemplu, dacă tensiunea rețelei „plutește” în intervalul de la 144 la 256 V, atunci stabilizatorul hibrid funcționează similar cu unul electromecanic. Dar de îndată ce tensiunea depășește aceste valori în limitele de 105-280 V, dispozitivul hibrid revine la normal cu o eroare de ±10%.
• Stabilizatori cu dublă conversie- dispozitive destul de scumpe, dar au o serie de caracteristici foarte atractive. Astfel de stabilizatori trebuie utilizați împreună cu dispozitive foarte sensibile a căror putere variază de la 1 la 30 kW. Au o conexiune rapidă și sunt aproape silențioase în timpul funcționării. Au o gamă largă de tensiune de ieșire și o eroare minimă. Funcționarea unui astfel de dispozitiv depinde de sarcina existentă pe echipamentul electric. Gama de tensiune inferioară crește de la 118 V la 160 V atunci când sarcinile electrice cresc cu 50% sau, respectiv, 70%.
• Linie nouăîn lista stabilizatorilor - acestea sunt dispozitive cu modulare a lățimii impulsului. Principiul funcționării lor este reglarea tensiunii prin modulația menționată mai sus. Adică, filtrele analogice situate la intrarea și ieșirea în rețea a dispozitivului egalizează stabil toate interferențele din rețea. Foarte rapid, precizia de reglare nu este mai mică de 99%. Acest stabilizator ajută la supratensiuni puternice, de exemplu, în timpul lucrărilor de sudare. De regulă, astfel de dispozitive sunt de dimensiuni mici și au o greutate minimă. Acest lucru se explică prin faptul că nu conțin transformatoare grele și mari. Dar prețul lor nu este mic. Există unele dezavantaje - pragul superior la intrarea stabilizatorului nu depășește 245 V.
• Stabilizator electromagnetic de tensiune- acesta este cel a cărui tensiune de ieșire este reglată prin reglarea fluxurilor magnetice. Magnetizarea are loc datorită unui regulator semiconductor. Acest tip are multe dezavantaje - cum ar fi zumzetul în timpul funcționării, interval îngust de tensiune de intrare, sensibilitate ridicată la comutarea la frecvențele de rețea de 50 Hz.

Foto: electro.lg.ua

Ce trebuie sa stii

Aproape primul lucru pe care trebuie să îl decideți este tipul de conexiune a stabilizatorului. Îl poți conecta direct la rețea la tabloul electric pentru a proteja toate echipamentele. Sau este posibil să conectați permanent electrocasnicele direct la stabilizator - dispozitivul este pur și simplu conectat la o priză.

Dacă aveți o rețea trifazată, dar toate dispozitivele sunt monofazate, atunci trebuie să luați trei convertoare monofazate. Dar dacă o astfel de rețea are cel puțin un dispozitiv trifazat, atunci convertorul ar trebui să fie doar trifazat. Această regulă este relevantă pentru stabilizarea tuturor aparatelor electrice din casă, și nu individual pentru unul.

Atunci când alegeți un stabilizator, trebuie să vă imaginați ce putere totală a dispozitivelor dvs. va fi conectată la acesta; puterea dispozitivului dvs. va proveni din acest parametru. Adăugați 20-30% la valoarea de ieșire pentru a preveni supraîncărcarea anormală.

Pentru a vă fi mai ușor să determinați care este puterea totală a dispozitivelor dvs., puteți utiliza tabelul nostru cu valori aproximative.

Pentru a clarifica puterea, vă rugăm să consultați instrucțiunile pentru echipamentul dumneavoastră.

Cei mai populari producatori

Astăzi există mai mult de o duzină de companii rusești și străine care produc cu succes stabilizatori de tensiune. Fiecare produs diferă în ceea ce privește designul, performanța, tipul de putere și metoda de stabilizare. Fiecare companie are produse cu parametri similari. Dar numai atunci când le folosim în practică aflăm atât despre avantajele cât și, din păcate, despre dezavantaje. Unele companii și-au pierdut deja cota de încredere, dar restul, datorită produselor de calitate, încearcă să-și mențină brandul.

Iată producătorii care sunt populari în rândul consumatorilor din țara noastră:

mărci rusești - Poligon, Norma M, Stabvolt, Cascadă;

Marci chinezesti: Solby, Fnex, Sassin, Voltron, Voto;

Branduri occidentale: Ortea, Orion.

Mărcile străine, deși de calitate superioară, sunt inferioare din punct de vedere al cererii față de produsele chinezești și rusești. Motivul antipatiei consumatorilor ruși constă în prețuri. Dacă produsul intern este destul de bun și mult mai ieftin, atunci de ce să plătiți în plus?

Foto: www.elvs.su

Greșeli obișnuite ale cumpărătorului

• Dacă tensiunea din casa ta este bună, atunci nu are rost să cumperi un stabilizator pentru toată casa. Este suficient să cumpărați un dispozitiv mic, conectând la acesta doar dispozitive foarte sensibile.
• Pentru a nu greși atunci când cumpărați un stabilizator de tensiune, trebuie să cunoașteți toate criteriile pentru alegerea unui dispozitiv. Abordând această problemă în mod responsabil, nu veți regreta alegerea făcută.
• Consultați un specialist sau un electrician pentru sfaturi. Instalarea anumitor tipuri de stabilizatoare de tensiune necesită supraveghere profesională.

Regulator de voltaj

Regulator de voltaj- un convertor de energie electrică care vă permite să obțineți o tensiune de ieșire care este în limitele specificate, cu fluctuații semnificativ mai mari ale tensiunii de intrare și ale rezistenței de sarcină.

În funcție de tipul tensiunii de ieșire, stabilizatorii sunt împărțiți în stabilizatori DC și AC. De obicei, tipul de putere (AC sau DC) este același cu tensiunea de ieșire, deși se pot aplica excepții.

Stabilizatori DC

Cip stabilizator liniar KR1170EN8

Stabilizator liniar

Un stabilizator liniar este un divizor de tensiune, a cărui intrare este alimentată cu o tensiune de intrare (instabilă), iar tensiunea de ieșire (stabilizată) este îndepărtată din brațul inferior al divizorului. Stabilizarea se realizează prin schimbarea rezistenței unuia dintre brațele divizorului: rezistența este menținută în mod constant, astfel încât tensiunea la ieșirea stabilizatorului să fie în limitele stabilite. Cu un raport mare de tensiuni de intrare/ieșire, stabilizatorul liniar are o eficiență scăzută, deoarece cea mai mare parte a puterii P diss = (U in - U out) * I t este disipată sub formă de căldură pe elementul de control. Prin urmare, elementul de control trebuie să poată disipa suficientă putere, adică trebuie instalat pe un radiator din zona necesară. Avantajul unui stabilizator liniar este simplitatea sa, lipsa de interferență și un număr mic de piese utilizate.

În funcție de locația elementului cu rezistență variabilă, stabilizatorii liniari sunt împărțiți în două tipuri:

• Consistent: elementul de control este conectat în serie cu sarcina.
• Paralel: elementul de control este conectat în paralel cu sarcina.

În funcție de metoda de stabilizare:

• Parametric: într-un astfel de stabilizator, se utilizează o secțiune a caracteristicii curent-tensiune a dispozitivului care are o abruptă mare.
• Compensatorie: are feedback. În ea, tensiunea de la ieșirea stabilizatorului este comparată cu cea de referință, iar din diferența dintre ele se formează un semnal de control pentru elementul de reglare.

Stabilizator parametric paralel pe dioda zener

Este folosit pentru a stabiliza tensiunea în circuitele cu curent scăzut, deoarece pt operatie normala circuit, curentul prin dioda Zener D1 ar trebui să fie de câteva ori (3-10) mai mare decât curentul în sarcina stabilizată R L. Adesea, un astfel de circuit regulator liniar este utilizat ca sursă de tensiune de referință în circuitele stabilizatoare mai complexe. Pentru a reduce instabilitatea tensiunii de ieșire cauzată de modificările tensiunii de intrare, în locul unui rezistor se folosește R V. Cu toate acestea, această măsură nu reduce instabilitatea tensiunii de ieșire cauzată de modificările rezistenței la sarcină.

Stabilizator de serie bazat pe un tranzistor bipolar

U out = U z - U fi .

În esență, acesta este stabilizatorul parametric paralel pe o diodă zener discutată mai sus, conectată la intrarea emițătorului urmăritor. Nu are circuite de feedback pentru a compensa modificările tensiunii de ieșire.

Tensiunea sa de ieșire este mai mică decât tensiunea de stabilizare a diodei Zener cu cantitatea U be, care practic nu depinde de mărimea curentului care trece prin joncțiune p-n, iar pentru dispozitivele pe bază de siliciu este de aproximativ 0,6 V. Dependența lui U de curent și temperatură înrăutățește stabilitatea tensiunii de ieșire, în comparație cu un stabilizator parametric paralel care utilizează o diodă Zener.

Urmatorul emițătorului (amplificatorul de curent) vă permite să creșteți curentul maxim de ieșire al stabilizatorului, în comparație cu un stabilizator parametric paralel pe o diodă zener, de β ori (unde β este câștigul de curent al unei anumite instanțe a tranzistorului) . Dacă acest lucru nu este suficient, se folosește un tranzistor compozit.

În absența rezistenței de sarcină (sau la curenții de sarcină în intervalul de microamperi), tensiunea de ieșire a unui astfel de stabilizator (tensiune în circuit deschis) crește cu 0,6 V datorită faptului că U în regiunea microcurentului devine aproape de zero. Pentru a depăși această caracteristică, un rezistor de sarcină de balast este conectat la ieșirea stabilizatorului, furnizând un curent de sarcină de câțiva mA.

Regulator de compensare în serie folosind un amplificator operațional

O parte din tensiunea de ieșire U out luată de la potențiometrul R2 este comparată cu tensiunea de referință Uz de pe dioda Zener D1. Diferența de tensiune este amplificată de amplificatorul operațional U1 și alimentată la baza unui tranzistor de control conectat conform unui circuit urmăritor emițător. Pentru o funcționare stabilă a circuitului, defazarea buclei ar trebui să fie aproape de 180°+n*360°. Deoarece o parte din tensiunea de ieșire U out este furnizată la intrarea inversoare a amplificatorului operațional U1, amplificatorul operațional U1 schimbă faza cu 180°, tranzistorul de control este conectat conform circuitului urmăritor al emițătorului, care nu schimbă faza. Schimbarea de fază a buclei este de 180°, condiția de stabilitate a fazei este îndeplinită.

Tensiunea de referință Uz este practic independentă de curentul care trece prin dioda zener și este egală cu tensiunea de stabilizare a diodei zener. Pentru a-i crește stabilitatea atunci când Uin se schimbă, în loc de un rezistor se folosește R V.

În acest stabilizator, amplificatorul operațional este de fapt conectat ca un amplificator non-inversător (cu un emițător adept pentru a crește curentul de ieșire). Raportul rezistențelor din circuitul de feedback determină câștigul acestuia, care determină de câte ori tensiunea de ieșire va fi mai mare decât tensiunea de intrare (adică referința aplicată la intrarea neinversoare a amplificatorului operațional). Deoarece câștigul unui amplificator neinversător este întotdeauna mai mare decât unitatea, valoarea tensiunii de referință (tensiunea de reglare a diodei zener) trebuie aleasă mai mică decât tensiunea de ieșire minimă necesară.

Instabilitatea tensiunii de ieșire a unui astfel de stabilizator este determinată aproape complet de instabilitatea tensiunii de referință, datorită câștigului mare al buclei amplificatoarelor operaționale moderne ( G openloop = 10 5 ÷ 10 6).

Pentru a elimina influența instabilității tensiunii de intrare asupra modului de funcționare al amplificatorului operațional în sine, acesta poate fi alimentat cu o tensiune stabilizată (de la stabilizatori parametrici suplimentari pe dioda zener).

Stabilizator de comutare

Într-un stabilizator de impuls, curentul de la nestabilizat sursă externă furnizat dispozitivului de stocare (de obicei un condensator sau inductor) în impulsuri scurte; în acest caz, se înmagazinează energie, care este apoi eliberată la sarcină sub formă de energie electrică, dar, în cazul unui șoc, cu o tensiune diferită. Stabilizarea se realizează prin controlul duratei impulsurilor și pauzelor dintre ele - modularea lățimii impulsurilor. Un stabilizator de comutare, în comparație cu unul liniar, are o eficiență semnificativ mai mare. Dezavantajul unui stabilizator de impuls este prezența zgomotului de impuls în tensiunea de ieșire.

Spre deosebire de un stabilizator liniar, stabilizator de puls poate converti tensiunea de intrare într-un mod arbitrar (în funcție de circuitul stabilizator):

• În jos de mai jos
• Amplificare stabilizator: tensiunea de ieșire este întotdeauna stabilizată superior intrare și are aceeași polaritate.
• Sus jos stabilizator: tensiunea de ieșire este stabilizată, poate fi ca superior, asa de de mai jos intrare și are aceeași polaritate. Un astfel de stabilizator este utilizat în cazurile în care tensiunea de intrare diferă ușor de cea necesară și poate varia, luând o valoare atât mai mare, cât și mai mică decât cea cerută.
• Inversarea stabilizator: tensiunea de ieșire stabilizată are polaritate inversă față de intrare, valoarea absolută a tensiunii de ieșire poate fi oricare.

Stabilizatoare de tensiune AC

Stabilizatori ferrorezonanți

În timpul erei sovietice, stabilizatorii de tensiune ferorezonanți de uz casnic s-au răspândit pe scară largă. De obicei, televizoarele erau conectate prin ele. Primele generații de televizoare utilizate blocuri de rețea surse cu stabilizatoare de tensiune liniare (iar unele circuite erau alimentate chiar cu tensiune nestabilizată), care nu făceau întotdeauna față fluctuațiilor tensiunii rețelei, în special în zonele rurale, care necesitau stabilizarea prealabilă a tensiunii. Odată cu apariția televizoarelor 4UPICT și USCT, care aveau surse de alimentare comutatoare, nevoia de stabilizare suplimentară a tensiunii rețelei a dispărut.

Stabilizatorul ferorezonant este format din două șocuri: cu un miez nesaturat (având un spațiu magnetic) și unul saturat, precum și un condensator. Particularitatea caracteristicii curent-tensiune a unui inductor saturat este că tensiunea peste el se modifică puțin atunci când curentul prin acesta se modifică. Prin selectarea parametrilor bobinelor și condensatorilor, este posibil să se asigure stabilizarea tensiunii atunci când tensiunea de intrare se modifică într-un interval destul de larg, dar o ușoară abatere a frecvenței rețelei de alimentare a influențat foarte mult caracteristicile stabilizatorului.

Stabilizatori moderni

În prezent, principalele tipuri de stabilizatori sunt:

• servomotor electrodinamic (mecanic)
• static (comutabil electronic)
• releu
• compensare (netedă electronică)

Modelele sunt produse atât în ​​versiuni monofazate (220/230 V) cât și trifazate (380/400 V), puterea lor variază de la câteva sute de wați la câțiva megawați. Modelele trifazate sunt disponibile în două modificări: cu reglare independentă pentru fiecare fază sau cu reglare pentru tensiunea medie de fază la intrarea stabilizatorului.

Modelele fabricate diferă, de asemenea, în intervalul permis de modificări ale tensiunii de intrare, care pot fi, de exemplu, următoarele: ±15%, ±20%, ±25%, ±30%, -25%/+15%, -35% /+15% sau -45%/+15%. Cu cât gama este mai largă (în special în direcția negativă), cu atât dimensiunile stabilizatorului sunt mai mari și costul acestuia pentru aceeași putere de ieșire este mai mare.

O caracteristică importantă a unui stabilizator de tensiune este viteza acestuia, adică cu cât viteza este mai mare, cu atât stabilizatorul va răspunde mai rapid la modificările tensiunii de intrare. Performanța este perioada de timp (milisecunde) în care stabilizatorul este capabil să modifice tensiunea cu un volt. U tipuri diferite stabilizatori viteză diferită viteza, de exemplu, cele electrodinamice au viteza de 12...18 ms/V, stabilizatorii statici vor oferi 2 ms/V, dar pentru electronice, de tip compensare, acest parametru este de 0,75 ms/V.

Un alt parametru important este acuratețea stabilizării tensiunii de ieșire. Conform GOST 13109-97, abaterea maximă admisă a tensiunii de alimentare este de ±10% din cea nominală. Precizia stabilizatorilor moderni de tensiune variază de la 1% la 8%. O precizie de 8% este suficientă pentru a asigura funcționarea corectă a marii majorități a echipamentelor electrice de uz casnic și industrial. De obicei, sunt impuse cerințe mai stricte (1%) pentru alimentarea echipamentelor complexe (medicale, high-tech etc.). Un parametru important de consum este capacitatea stabilizatorului de a funcționa la puterea declarată pe întregul interval de tensiune de intrare, dar nu toți stabilizatorii îndeplinesc acest parametru. Unii stabilizatori pot rezista la suprasarcini de zece ori; atunci când achiziționați un astfel de stabilizator, nu este necesară o rezervă de putere.

Vezi si

• Microcircuite seria 78xx - o serie de stabilizatori liniari obișnuiți

Literatură

• Veresov G.P. Alimentarea cu energie a echipamentelor radio-electronice de uz casnic. - M.: Radio și comunicare, 1983. - 128 p.
• V.V. Kitaev și alții Alimentare pentru dispozitive de comunicație. - M.: Comunicare, 1975. - 328 p. - 24.000 de exemplare.
• Kostikov V.G. Parfenov E.M. Shakhnov V.A. Surse de alimentare mijloace electronice. Proiectare și proiectare circuite: manual pentru universități. - 2. - M.: Hotline - Telecom, 2001. - 344 p. - 3000 de exemplare. - ISBN 5-93517-052-3
• Shtilman V. I. Stabilizatori microelectronici de tensiune. - Kiev: Tehnologie, 1976.

Legături

• Stabilizatoare. Producătorii. Descriere. (Cum să vă protejați casa și echipamentul de supratensiuni și cum să alegeți stabilizatorul potrivit care vă va ajuta în acest sens)
• Stabilizator de tensiune pentru casă (De ce este necesar un stabilizator de tensiune pentru casă, cum să-l alegi, tipuri de stabilizatori)
• GOST R 52907-2008 „Surse de energie pentru echipamente radio-electronice. Termeni și definiții"

În cea mai mare parte, problemele cu supratensiunile apar în zonele rurale, dar apar și în orașe. În funcție de ora din zi, poate schimba indicatorii chiar și în 20 de wați. Salturile sunt adesea o consecință a unui vecin care utilizează echipamente puternice - ele apar la pornirea echipamentului cu un motor sau un cazan puternic de bucătărie. La pornirea unui echipament puternic, tensiunea poate scădea de la 220 la 190 de wați într-o fracțiune de secundă și apoi se poate întoarce înapoi. Astfel de salturi bruște pot afecta negativ aparatele de uz casnic și iluminatul; becurile se ard adesea din această cauză. Ce să faci în astfel de situații și vom vorbiÎn acest articol.

Standardele actuale prevăd abateri cu ±10%. Pe baza acesteia, tensiunea minimă poate fi de 198 V, iar cea maximă de 242 V, adică diferența dintre punctele extreme poate ajunge la 44 V. Acest lucru este destul de mult și se observă prin clipirea lămpilor și funcționarea motoarelor electrice. . De regulă, acest lucru nu se observă în funcționarea electronicelor, deoarece folosesc în principal surse de alimentare comutatoare care au o gamă destul de largă de tensiune de intrare și își mențin parametrii de putere la același nivel.

Cu toate acestea, există multe dispozitive în casă care nu pot tolera astfel de fluctuații de tensiune. Un număr mare de aparate electrocasnice au programatori care eșuează, a căror înlocuire costă o sumă mare. Și dacă îți imaginezi pentru o clipă că toată casa va eșua becuri LED, în acest caz va trebui să plătiți și o sumă decentă pentru o înlocuire.

Cum să te protejezi?

Pe baza celor de mai sus, apare o întrebare complet logică - cum să te protejezi? Ce poate fi folosit pentru a vă asigura că tensiunea din rețea este întotdeauna la 220 V și nu sare în sus și în jos? Din fericire, vă puteți proteja echipamentul de supratensiuni. Cel mai într-un mod simplu este utilizarea unui stabilizator de tensiune de 220 V AC. Dispozitivul vine în diverse opțiuni de alimentare, iar principiul său de funcționare este destul de simplu.

În esență, un stabilizator de tensiune nu este altceva decât un transformator. Sistemul de control folosește un releu pentru a transmite tensiunea corespunzătoare la ieșire. Ca urmare, tensiunea crește sau scade. Totul se întâmplă destul de repede, de obicei în 4 ms. În cele mai ieftine soluții, răspunsul este puțin subestimat, astfel încât tensiunea de ieșire poate avea și o anumită gamă diferențială, dar este mică, de exemplu, de la 215 la 240 V. Modelele ieftine nu sunt ideale, dar în orice caz sunt mai sigure decât să scadă sub 198 V sau să se ridice peste 242 V.

Top 3 cei mai buni stabilizatori de tensiune pentru acasă

Mai jos veți găsi primii trei stabilizatori de tensiune care au câștigat cea mai mare popularitate pe piață.

Stabilizator de tensiune LVT ASN-350 C

Conceput pentru a proteja dispozitivele sensibile de supratensiuni, cum ar fi lămpile de iluminat și multe altele. Furnizează stabil 220 V. În plus, această sursă de alimentare stabilă protejează dispozitivul conectat de creșterile sau scăderile bruște ale tensiunii rețelei (mai mult de 275 V sau mai puțin de 155 V) oprirea sursei de alimentare.

Caracteristicile tehnice ale LVT ASN-350 C:

• tensiune de intrare: 155V - 270V;
• tensiune de ieșire: 220 V (+/-10%);
• frecventa de iesire: 50Hz;
• putere de iesire: 350 V;
• greutate: 2 kg;
• dimensiuni: 125 x 80 x 192 mm.

Stabilizator DIA-N SN-3000-m

Caracterizat printr-o putere de 3000 W, destinată uzului casnic. Funcționează cu succes cu:

• echipamente audio/video;
• computer sau laptop;
• dispozitive periferice (copiator, fax) și aparate electrocasnice.

Oferă tensiune stabilă Alimentare 220 V atunci când tensiunea rețelei se schimbă de la 150 V la 280 V. Dacă intervalul de curent de intrare depășește 150-280 V, stabilizatorul oprește automat furnizarea de energie.

Caracteristicile tehnice ale DIA-N SN-3000-m:

• tensiune de alimentare de intrare: 150 V - 280 V;
• putere maxima: 3000 W;
• tensiune de ieșire: 220V (+10%, - 10%);
• frecventa de iesire: 50Hz;
• timp de reactie:<1 сек;
• greutate: 8 kg;
• numărul de prize de rețea, ieșiri: 1.

Stabilizator de tensiune Elex Hybrid 9-1/40A v2.0

Mulți oameni au experimentat supratensiuni bruște de putere, în urma cărora toate aparatele de uz casnic din casă se defectează. Este posibil să le preveniți cumva și să protejați dispozitivele scumpe de deteriorare? În acest articol ne vom uita, ce sunt și cum funcționează.

Rețelele electrice moderne, din păcate, nu oferă tensiune constantă la priză. În funcție de locul de reședință, numărul de abonați și puterea dispozitivelor pe o linie, tensiunea poate varia foarte mult de la 180 la 240 de volți.

Un stabilizator modern arată așa

Dar majoritatea electronicelor de astăzi au o atitudine extrem de negativă față de astfel de experimente, deoarece limita pentru aceasta sare la +-10 volți. De exemplu, un televizor sau computer se poate opri pur și simplu dacă tensiunea scade la 210, ceea ce se întâmplă destul de des, mai ales seara.

Nu există niciun motiv să contam pe modernizarea rețelelor electrice în următorii ani. Prin urmare, cetățenii trebuie să aibă grijă în mod independent de „egalizarea” tensiunii și de protejarea rețelelor electrice. Tot ce trebuie să faceți este să cumpărați un stabilizator.

Ce este

Un stabilizator este un dispozitiv care egalizează tensiunea din rețea, furnizând 220 de volți necesari dispozitivului. Majoritatea stabilizatorilor moderni și ieftini funcționează în intervalul de +-10% din valoarea dorită, adică creșteri „uniformizate” în intervalul de la 200 la 240 de volți. Dacă întâmpinați o tasare mai gravă, atunci trebuie să selectați un dispozitiv mai scump - unele modele sunt capabile să „tragă” o linie de la 180 de volți.

Stabilizatoare de tensiune moderne Acestea sunt dispozitive mici care funcționează complet în tăcere și nu bâzâie, precum „strămoșii” lor din URSS. Acestea pot funcționa pe rețele de 220 și 380 de volți (trebuie selectate la cumpărare).

Pe lângă căderea de tensiune, stabilizatorii de înaltă calitate „curăță” linia de impulsuri nedorite, interferențe și suprasarcini. Vă recomandăm să utilizați cu siguranță astfel de dispozitive în locuința dumneavoastră, instalându-le la intrarea în apartament sau, cel puțin, pe fiecare aparat electrocasnic important (cazan, calculator de lucru etc.). Dar este mai bine să nu riscați echipamente scumpe, ci să cumpărați un dispozitiv normal de nivelare.

Acum că știigândește-te la câți bani te poate economisi. În același timp, în apartament funcționează o cantitate mare de echipamente - o mașină de spălat, un computer, un televizor, o mașină de spălat vase, un telefon se încarcă etc. Dacă apare o supratensiune, atunci toate acestea pot eșua și deteriorarea. va fi cauzat la zeci, sau chiar sute de mii de ruble. Este aproape imposibil să se dovedească în instanță că cauza defecțiunii echipamentului a fost o supratensiune, asa ca va trebui sa platesti reparatii si sa cumperi una noua din banii tai.

Principiul de funcționare al stabilizatorului

Tipuri de stabilizatori

În prezent, există trei tipuri de stabilizatori, care diferă unul de celălalt prin principiul alinierei:

1. Digital.
2. Releu.
3. Acționat servo.

Dispozitivele digitale sau electronice sunt considerate cele mai practice, convenabile și fiabile. Ele funcționează datorită prezenței întrerupătoarelor cu tiristoare. Principalul avantaj al unor astfel de sisteme este timpul de răspuns minim, zgomotul absolut și dimensiunea mică. Dezavantajul este prețul; de obicei sunt cu 30-50% mai scumpe decât alte dispozitive.

Sistemele de relee aparțin segmentului de preț mediu. Acestea funcționează prin comutarea releelor ​​de putere care pornesc și opresc înfășurările corespunzătoare ale transformatorului.Stabilizatoare de tensiune releu pentru casasunt considerate optime. Principalele avantaje ale dispozitivului sunt prețurile accesibile și viteza de răspuns rapidă. Dezavantaj: durata de viata scurta. Un releu convențional poate rezista la aproximativ 40-50 de mii de comutări, după care contactele se uzează și încep să se lipească. Dacă aveți o rețea destul de stabilă, atunci sistemul de relee va funcționa pentru dvs. timp de câțiva ani. Dar dacă eșecurile au loc de mai multe ori pe zi, atunci poate eșua în un an și jumătate până la doi ani.

Dispozitivele de tip servo au costuri reduse și funcționează prin modificarea numărului de spire utilizate de transformator. Comutarea lor are loc datorită mișcării servomotorului, care comută contactul, ca pe un reostat. Principalul avantaj al acestor sisteme este prețul lor accesibil. Dezavantajul este fiabilitatea scăzută și timpul lung de răspuns.

Cum să-l alegi pe cel potrivit

Acum știi,pentru acasa. Să vedem cum să alegem dispozitivele potrivite.

În primul rând, trebuie să determinați câte dispozitive vor funcționa simultan. De exemplu, dacă ești în bucătărie, pornești fierbătorul electric, cuptorul cu microunde și mașina de spălat vase. În living există un televizor și un computer, iar în baie este o mașină de spălat. În același timp, un frigider și un cazan individual de încălzire funcționează în apartament fără a se opri - aceste dispozitive consumă și 200-300 de wați.

Puteți afla puterea dispozitivelor din pașaport. Dar asigurați-vă că rețineți că producătorii indică putere activă, nu putere reală.

Metoda de montare a stabilizatorului după contor

Atenţie:Pentru un calcul corect, trebuie să cunoașteți puterea totală a instalației și nu modul de funcționare. Frigiderul consumă 100 de wați pe oră când funcționează, dar la pornire, motorul necesită 300-500 de wați de energie reactivă. Prin urmare, luați întotdeauna aparatul cu rezervă.

De exemplu, consumul apartamentului tău este de 2000 de wați. Aceasta este o cifră foarte realistă pentru o „piesă kopeck” clasică cu aparate moderne și care nu este echipată cu consumatori puternici, cum ar fi un cazan, un cuptor electric și o plită. Pentru a ține cont de puterea maximă, trebuie să adăugați 20%. De asemenea, trebuie să înțelegeți că dacă rețeaua scade cu 20 de volți, atunci transformatorul își pierde 20% din putere. Ca urmare, rezerva totală va ajunge la 30-40% și va trebui să achiziționați un stabilizator cu o putere de 2000 * 0,4 + 2000 = dispozitiv de 2800 de wați.

Acestea sunt toate informațiile despre care aveți nevoie stabilizator de tensiune: ce este? și acum știi cum funcționează. Rămâne să vă dați seama cum să-l conectați corect. Este recomandat sa-l instalati imediat in spatele contorului, inaintea tabloului electric, desi il puteti atasa separat la liniile necesare. Aparatul trebuie să fie împământat astfel încât în ​​caz de probleme să devieze curentul și să vă protejeze echipamentul. Este mai bine să invitați un electrician cu experiență pentru a realiza conexiunea.