Konštrukčné vlastnosti a princíp činnosti stabilizátorov napätia. Stabilizátor napätia: na čo slúži?Ako vyzerá stabilizátor?

Najdôležitejšími parametrami stabilizátora sú stabilizačný koeficient Kst, výstupný odpor Rout a koeficient užitočná akcia η.

Stabilizačný koeficient určené z výrazu K st = [∆u dnu / u dnu] / [ ∆u von / u von]

Kde si dnu, ty von- konštanty na vstupe a výstupe stabilizátora; ∆uin- zmeniť si v; ∆uout- zmeniť si vonku, čo zodpovedá zmene vstupu ∆u.

teda stabilizačný koeficient je pomer relatívnej zmeny na vstupe k zodpovedajúcej relatívnej zmene na výstupe stabilizátora.

Čím väčší je stabilizačný koeficient, tým menej sa mení výstup pri zmene vstupu. Pri najjednoduchších stabilizátoroch je hodnota Kst v jednotkách, pri zložitejších sú to stovky a tisíce.

Výstupný odpor stabilizátora je určený výrazom Rout = | ∆u výstup / ∆i výstup |

kde ∆uout je zmena konštanty na výstupe stabilizátora; ∆iout - zmena konštantného výstupného prúdu stabilizátora, ktorá spôsobila zmenu výstupného napätia.

Výstupný odpor stabilizátora je hodnota podobná výstupnému odporu usmerňovača s filtrom. Čím nižší je výstupný odpor, tým menej sa mení výstup pri zmene záťažového prúdu. Pre najjednoduchšie stabilizátory je hodnota R out jednotky Ohm a pre pokročilejšie sú to stotiny a tisíciny Ohmu. Treba poznamenať, že stabilizátor zvyčajne prudko znižuje zvlnenie napätia.

Účinnosť stabilizátora η st je pomer výkonu dodaného do záťaže P n k výkonu spotrebovaného zo vstupného zdroja. Rin: nst = Rn/Rin

Tradične sa stabilizátory delia na parametrické a kompenzačné.

Zaujímavé video o stabilizátoroch napätia:

Parametrické stabilizátory

Sú to najjednoduchšie zariadenia, v ktorých sa malé zmeny vo výstupe dosahujú použitím elektronických zariadení s dvoma svorkami, ktoré sa vyznačujú výraznou nelinearitou charakteristiky prúdového napätia. Uvažujme obvod parametrického stabilizátora na báze zenerovej diódy (obr. 2.82).

Analyzujme tento obvod (obr. 2.82, a), pre ktorý ho najprv transformujeme pomocou ekvivalentnej generátorovej vety (obr. 2.82, b). Poďme graficky analyzovať činnosť obvodu vynesením záťažových čiar na charakteristiku prúdového napätia zenerovej diódy pre rôzne hodnoty ekvivalentného napätia zodpovedajúce rôznym hodnotám vstupu (obr. 2.82, c).
Od grafické konštrukcie Je zrejmé, že pri výraznej zmene ekvivalentu u e (o ∆u e), a teda vstupu u in, sa výstup zmení o nevýznamnú hodnotu ∆u out.

Navyše, čím nižší je diferenciálny odpor zenerovej diódy (t.j. čím horizontálnejšia je charakteristika zenerovej diódy), tým menší je výstup ∆u.

Určme hlavné parametre takého stabilizátora, pre ktorý v pôvodnom zapojení nahradíme zenerovu diódu ekvivalentným obvodom a zavedieme do vstupného obvodu (obr. 2.82, d) zdroj napätia zodpovedajúci zmene vstupu ∆u. vstup (bodkovaná čiara v diagrame): R out = r d || R 0 ≈ r d, pretože 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) Pretože zvyčajne R n >> r d Preto, K st ≈ u von / u in · [ (r d + R 0) / r d ]

Typicky sa parametrické stabilizátory používajú pre záťaže od niekoľkých jednotiek do desiatok miliampérov. Najčastejšie sa používajú ako referenčné zdroje v kompenzačných stabilizátoroch napätia.

Kompenzačné stabilizátory

Sú to uzavreté automatické riadiace systémy. Charakteristickými prvkami kompenzačného stabilizátora sú referenčný (referenčný) zdroj (RS), porovnávací a zosilňovací prvok (CAE) a regulačný prvok (RE).

Je užitočné poznamenať, že OOS pokrýva dva stupne - na operačnom zosilňovači a na tranzistore. Posudzovaná schéma je presvedčivým príkladom, ktorý demonštruje výhodu všeobecného negatívu spätná väzba v porovnaní s miestnym.

Hlavná nevýhoda stabilizátorov s plynulou reguláciouúčinnosť je nízka, pretože v regulačnom prvku dochádza k významnej spotrebe energie, pretože ním prechádza celé zaťaženie a pokles na ňom sa rovná rozdielu medzi vstupným a výstupným napätím stabilizátora.

Koncom 60. rokov sa začali vyrábať integrované obvody kompenzačné stabilizátory s plynulou reguláciou (séria K142EN). Táto séria zahŕňa stabilizátory s pevným výstupným napätím, s nastaviteľným výstupným napätím a bipolárnym a vstupným a výstupným napätím. V prípadoch, keď je potrebné preniesť cez záťaž prúd, ktorý presahuje maximálne prípustné hodnoty integrovaných stabilizátorov, je mikroobvod doplnený externými riadiacimi tranzistormi.

Niektoré parametre integrálnych stabilizátorov sú uvedené v tabuľke. 2.1 a možnosť pripojenia externých prvkov k stabilizátoru K142EN1 je na obr. 2,85.


Rezistor R je určený na spustenie prúdovej ochrany a R1 je na reguláciu výstupného napätia. Mikroobvody K142UN5, EH6, EH8 sú funkčne kompletné stabilizátory s pevným výstupným napätím, ktoré však nevyžadujú pripojenie externých prvkov.

Spínacie stabilizátory sú teraz nemenej rozšírené ako kontinuálne stabilizátory.

Vďaka použitiu kľúčového prevádzkového režimu výkonových prvkov takýchto stabilizátorov aj pri výraznom rozdiele úrovní vstupného a výstupného napätia môžete dosiahnuť účinnosť 70 - 80%, pričom u kontinuálnych stabilizátorov je to 30 - 50 %.

Vo výkonovom prvku pracujúcom v spínacom režime je priemerný výkon rozptýlený v ňom počas spínacej periódy výrazne menší ako v kontinuálnom stabilizátore, pretože hoci v zatvorenom stave je prúd pretekajúci výkonovým prvkom maximálny, pokles na ňom je blízky. na nulu a v otvorenom stave je ním pretekajúci prúd nulový, aj keď maximálny. V oboch prípadoch je teda strata výkonu zanedbateľná a blízka nule.

Malé straty v silových prvkov viesť k zníženiu alebo dokonca eliminácii chladiacich radiátorov, čo výrazne znižuje ukazovatele hmotnosti a veľkosti. Okrem toho použitie impulzného stabilizátora umožňuje v niektorých prípadoch vylúčiť výkonový transformátor pracujúci pri frekvencii 50 Hz z obvodu, čo tiež zlepšuje výkon stabilizátorov.

Medzi nevýhody spínaných zdrojov patrí prítomnosť zvlnenia výstupného napätia.

Zvážte spínací sériový regulátor

Kľúč S je periodicky zapínaný a vypínaný riadiacim obvodom (CS) v závislosti od hodnoty na záťaži. výstup sa upravuje zmenou pomeru t on / t off, kde t on, t off - trvanie časových úsekov, počas ktorých je kľúč v zapnutom a vypnutom stave. Čím väčší je tento pomer, tým väčší je výstup.

Ako prepínač S sa často používa bipolárny alebo poľný tranzistor.

Dióda zabezpečuje tok indukčného prúdu pri vypnutom spínači a tým eliminuje výskyt nebezpečných prepätí na kľúči v čase spínania. LC filter znižuje výstupné zvlnenie.

Ďalšie zaujímavé video o stabilizátoroch:

Stabilné napätie nepoškodí zariadenie

Každý rok počas zimy a leta naša elektrická sieť začne prerušovane fungovať, aj keď to nie je cítiť. V zime - počas obdobia aktívneho používania elektrických spotrebičov a prostriedkov na dodatočné vykurovanie. V lete - v období dažďov a búrok. Počas takýchto období pravidelne dochádza k prepätiu. Napriek tomu, že napätie v našich zásuvkách by malo byť 220 voltov a frekvencia by mala byť 50 Hz, skutočný stav nie vždy zodpovedá norme. Stabilné napätie priamo určuje, ako dlho vám vaše elektrospotrebiče vydržia. Stabilizátory napätia sú preto mimoriadne obľúbené. Sú to elektronicko-mechanické zariadenia, ktoré premieňajú elektrickú energiu tak, aby výstup spĺňal všetky normy. Nestačí však len ísť a kúpiť si stabilizátor, najprv sa musíte rozhodnúť pre výber vhodného zariadenia. V tomto článku si povieme, na aké parametre si dať pozor.

Je vaše napätie stabilné?

Je veľmi jednoduché určiť, či je napätie v miestnosti stabilné. Stačí si všimnúť, ako často lampa vo vašej lampe bliká. Ak je blikanie takmer nemožné si všimnúť, potom je všetko v poriadku. Ak je prítomný, potom je čas premýšľať o stabilizátore. Napätie v zásuvke môžete skontrolovať aj sami pomocou multimetra. Ak dôjde k príliš prudkému nárastu napätia, 70 – 80 % zariadenia môže zlyhať. Napriek tomu, že mnohé moderné zariadenia majú zabudované poistky, nedokážu si s takouto záťažou poradiť.

Foto: www.stabilizator-iek.ru

Hlavné výberové kritériá

Hodnota napätia

Najprv sa musíte rozhodnúť, pre koľko zariadení bude stabilizátor napätia fungovať. Bude to napríklad jeden plynový vykurovací kotol alebo celý vidiecky dom. Je dôležité zistiť, aké hodnoty napätia má vaša sieť, jej nominálne a maximálne.

Najpopulárnejší je jednofázový (220 V) stabilizátor - zvyčajne sa používa v mestských bytoch. Existujú aj trojfázové (380 V) zariadenia - používajú sa vo výrobných prevádzkach a sú určené pre veľké zaťaženie. Ak sa však plánuje inštalácia stabilizátora vo vidieckom dome, potom môže byť sieť jednofázová alebo trojfázová. Existuje niekoľko spôsobov, ako to určiť.

• Ak ste bývali v drôte, chodili ste do bytu dva alebo tri; ak má elektromer jednu blikajúcu LED; ak je automatický spínač v elektrickom paneli jedno- alebo dvojkľúčový, používate jednofázovú sieť.
• Keby boli v drôte aspoň štyri životy; ak sú na merači tri blikajúce LED diódy; ak je automatický spínač v paneli troj- alebo štvorkľúčový, máte prístup k dvojfázovej sieti.

Typy stabilizátorov napätia

Existuje niekoľko typov stabilizátorov. Zložitosť výroby zariadenia a jeho konečná cena závisí od typu.

• Stabilizátor relé. Dnes je to najobľúbenejší typ v Ruskej federácii aj napriek nízkej cene. Možno klasifikovať ako automatické stabilizátory transformátorov. Vďaka elektromechanickým výkonovým relé, postupnou reguláciou siete spína vinutie autotransformátora. Zvýšenie alebo zníženie výstupného napätia v takomto zariadení nastáva synchrónne so vstupným napätím. Jednou z hlavných predností takéhoto zariadenia je vysoká miera stabilizácie napätia (asi 20 ms).
• Krokový stabilizátor napätia takmer podobné relé. V ňom dochádza k prechodu transformátora pomocou tyristorov a triakov. Práve preto sa na zariadenia tohto typu vzťahuje dlhá záruka od výrobcov – až 10 rokov. To je tiež uľahčené absenciou mechanických častí a tým aj opotrebovaním.
• Elektromechanický stabilizátor je transformátor na zvýšenie napätia. Nastavenie prebieha pomocou rotačného kontaktu kefy. Určujú parametre zostavy kefy technické údaje zariadenia - ako je rýchlosť spracovania, poklesy a prepätia napätia. Jednofázové elektromechanické stabilizátory pre domácnosť sú spravidla jednokefovou jednotkou s výkonom 3000 voltampérov. Stabilizátory vyrobené z dvoch kefiek nie sú veľmi obľúbené kvôli ich vysokým nákladom. Pravidelne sa budú musieť meniť kefy a zároveň sa bude musieť vyčistiť samotný transformátor, ale to nie je príliš ťažké urobiť doma. Pri relatívne nízkej cene vykazujú elektromechanické zariadenia vysokú presnosť stabilizácie a plynulú reguláciu napätia. Je prijateľné používať v podmienkach, kde sa napätie mení periodicky a jednostranne. Ideálne na pripojenie k osobné počítače, vybavenie domácnosti, kancelárie. Takéto stabilizátory nie je možné pripojiť k zváracím strojom, pretože ich konštrukcia im neumožňuje reagovať na extrémne rýchle prepätia v napájacom zdroji. Pomer cena/kvalita je najlepší.
• Považuje sa za spoľahlivejšie elektrodynamické stabilizátory- jedna z odrôd elektromechanických. Namiesto kief sú v nich zabudované valčeky, vďaka čomu je ich opotrebovanie takmer vylúčené. Spolu so spoľahlivosťou však rástla aj cena.
• Relatívne nedávno bol predstavený iný typ stabilizátora - Hybrid alebo, ako sa to tiež nazýva, kombinované. Rozdiel je v tom, že okrem elektromechaniky je pridaná reléová časť. Začína svoju prácu, keď napätie v sieti klesne alebo stúpne na abnormálne hodnoty. Ak napríklad sieťové napätie „pláva“ v rozsahu od 144 do 256 V, potom hybridný stabilizátor funguje podobne ako elektromechanický. Akonáhle však napätie prekročí tieto hodnoty v rámci limitov 105-280 V, hybridné zariadenie ho vráti do normálu s chybou ±10%.
• Stabilizátory dvojitej konverzie- pomerne drahé zariadenia, ale majú množstvo veľmi atraktívnych funkcií. Takéto stabilizátory sa musia používať v spojení s vysoko citlivými zariadeniami, ktorých výkon sa pohybuje od 1 do 30 kW. Majú rýchle pripojenie a počas prevádzky sú takmer tiché. Majú široký rozsah výstupného napätia a minimálnu chybu. Prevádzka takéhoto zariadenia závisí od existujúceho zaťaženia elektrického zariadenia. Nižší rozsah napätia sa zvýši zo 118 V na 160 V, keď sa elektrické zaťaženie zvýši o 50 % alebo 70 %.
• Nový riadok v zozname stabilizátorov - ide o zariadenia s pulznou šírkovou moduláciou. Princípom ich činnosti je regulácia napätia vyššie spomínanou moduláciou. To znamená, že analógové filtre umiestnené na sieťovom vstupe a výstupe zariadenia stabilne vyrovnávajú všetko rušenie v sieti. Veľmi rýchle, presnosť nastavenia nie je nižšia ako 99%. Tento stabilizátor pomáha pri silných prepätiach, napríklad pri zváracích prácach. Takéto zariadenia sú spravidla malé a majú minimálnu hmotnosť. Vysvetľuje to skutočnosť, že neobsahujú ťažké a veľké transformátory. Ich cena ale nie je malá. Existujú určité nevýhody - horný prah na vstupe stabilizátora nepresahuje 245 V.
• Elektromagnetický stabilizátor napätia- to je ten, ktorého výstupné napätie je regulované reguláciou magnetických tokov. Magnetizácia nastáva v dôsledku polovodičového regulátora. Tento typ má veľa nevýhod - ako brum počas prevádzky, úzky rozsah vstupného napätia, vysoká citlivosť pri prepínaní na sieťové frekvencie 50 Hz.

Foto: electro.lg.ua

Čo potrebuješ vedieť

Takmer prvá vec, ktorú musíte rozhodnúť, je typ pripojenia stabilizátora. Môžete ho pripojiť priamo k sieti na elektrickom paneli, aby ste ochránili všetky zariadenia. Alebo je možné natrvalo pripojiť domáce spotrebiče priamo k stabilizátoru - zariadenie sa jednoducho zapojí do zásuvky.

Ak máte trojfázovú sieť, ale všetky zariadenia sú jednofázové, musíte si vziať tri jednofázové meniče. Ale ak má takáto sieť aspoň jedno trojfázové zariadenie, potom by mal byť prevodník iba trojfázový. Toto pravidlo je relevantné pre stabilizáciu všetkých elektrických spotrebičov v dome, a nie individuálne pre jeden.

Pri výbere stabilizátora si musíte predstaviť, aký bude celkový výkon vašich zariadení k nemu pripojený, od tohto parametra sa bude odvíjať výkon vášho zariadenia. Pridajte 20-30% k výstupnej hodnote, aby ste zabránili abnormálnemu preťaženiu.

Aby ste mohli ľahšie určiť, aký je celkový výkon vašich zariadení, môžete použiť našu tabuľku s približnými hodnotami.

Ak chcete objasniť napájanie, pozrite si pokyny pre vaše zariadenie.

Najpopulárnejší výrobcovia

Dnes existuje viac ako tucet ruských a zahraničných spoločností, ktoré úspešne vyrábajú stabilizátory napätia. Každý produkt sa líši dizajnom, výkonom, typom výkonu a spôsobom stabilizácie. Každá firma má produkty s podobnými parametrami. Ale až pri ich používaní v praxi sa dozvieme o plusoch a, žiaľ, aj o mínusoch. Niektoré firmy už o kvótu dôvery prišli, no zvyšok sa vďaka kvalitným produktom snaží udržať si svoju značku.

Tu sú výrobcovia, ktorí sú populárni medzi spotrebiteľmi v našej krajine:

Ruské značky - Polygón, Norma M, Stabvolt, Cascade;

Čínske značky: Solby, Fnex, Sassin, Voltron, Voto;

Západné značky: Ortea, Orion.

Zahraničné značky, aj keď sú kvalitnejšie, sú z hľadiska dopytu nižšie ako čínske a ruské výrobky. Dôvod nevôle ruských spotrebiteľov spočíva v cenách. Ak je domáci produkt celkom dobrý a oveľa lacnejší, tak prečo preplácať?

Foto: www.elvs.su

Bežné chyby kupujúcich

• Ak je napätie vo vašom dome dobré, potom nemá zmysel kupovať stabilizátor pre celý dom. Stačí si kúpiť malé zariadenie a pripojiť k nemu iba veľmi citlivé zariadenia.
• Aby ste sa pri kúpe stabilizátora napätia nedopustili chyby, musíte poznať všetky kritériá na výber zariadenia. Ak k tejto otázke pristúpite zodpovedne, nebudete ľutovať svoju voľbu.
• Poraďte sa s odborníkom alebo elektrotechnikom. Inštalácia určitých typov stabilizátorov napätia vyžaduje odborný dohľad.

Regulátor napätia

Regulátor napätia- menič elektrickej energie, ktorý umožňuje získať výstupné napätie, ktoré je v stanovených medziach s výrazne väčšími výkyvmi vstupného napätia a odporu záťaže.

Podľa typu výstupného napätia sa stabilizátory delia na jednosmerné a striedavé. Typ napájania (AC alebo DC) je zvyčajne rovnaký ako výstupné napätie, aj keď môžu platiť výnimky.

DC stabilizátory

Čip lineárneho stabilizátora KR1170EN8

Lineárny stabilizátor

Lineárny stabilizátor je delič napätia, ktorého vstup je napájaný vstupným (nestabilným) napätím a výstupné (stabilizované) napätie je odvádzané zo spodného ramena deliča. Stabilizácia sa vykonáva zmenou odporu jedného z deliacich ramien: odpor sa neustále udržiava tak, aby napätie na výstupe stabilizátora bolo v rámci stanovených limitov. Pri veľkom pomere vstupných/výstupných napätí má lineárny stabilizátor nízku účinnosť, keďže väčšina výkonu P diss = (U in - U out) * I t sa odvádza ako teplo na riadiacom prvku. Preto musí byť ovládací prvok schopný odvádzať dostatočný výkon, t.j. musí byť inštalovaný na radiátore požadovanej plochy. Výhodou lineárneho stabilizátora je jeho jednoduchosť, absencia rušenia a malý počet použitých dielov.

V závislosti od umiestnenia prvku s premenlivým odporom sú lineárne stabilizátory rozdelené do dvoch typov:

• Konzistentné: ovládací prvok je zapojený do série so záťažou.
• Paralelné: ovládací prvok je zapojený paralelne so záťažou.

V závislosti od spôsobu stabilizácie:

• Parametrický: v takomto stabilizátore sa používa časť charakteristiky prúdového napätia zariadenia, ktorá má veľkú strmosť.
• Kompenzačné: má spätnú väzbu. V ňom sa napätie na výstupe stabilizátora porovnáva s referenčným a z rozdielu medzi nimi sa vytvára riadiaci signál pre regulačný prvok.

Paralelný parametrický stabilizátor na zenerovej dióde

Používa sa na stabilizáciu napätia v slaboprúdových obvodoch, keďže pre normálna operácia obvod, prúd cez zenerovu diódu D1 by mal byť niekoľkonásobne (3-10) vyšší ako prúd v stabilizovanej záťaži R L. Často sa takýto obvod lineárneho regulátora používa ako zdroj referenčného napätia v zložitejších obvodoch stabilizátora. Na zníženie nestability výstupného napätia spôsobenej zmenami vstupného napätia sa namiesto odporu R V používa. Toto opatrenie však neznižuje nestabilitu výstupného napätia spôsobenú zmenami odporu záťaže.

Sériový stabilizátor na báze bipolárneho tranzistora

U out = U z - U byť .

V podstate ide o paralelný parametrický stabilizátor na zenerovej dióde diskutovaný vyššie, pripojený k vstupu emitorového sledovača. Nemá spätnoväzbové obvody na kompenzáciu zmien výstupného napätia.

Jeho výstupné napätie je menšie ako stabilizačné napätie zenerovej diódy o hodnotu Ub, čo prakticky nezávisí od veľkosti prúdu pretekajúceho cez p-n križovatka a pre zariadenia na báze kremíka je približne 0,6 V. Závislosť U be od prúdu a teploty zhoršuje stabilitu výstupného napätia, v porovnaní s paralelným parametrickým stabilizátorom pomocou zenerovej diódy.

Emitorový sledovač (prúdový zosilňovač) umožňuje zvýšiť maximálny výstupný prúd stabilizátora v porovnaní s paralelným parametrickým stabilizátorom na zenerovej dióde o β krát (kde β je prúdové zosilnenie danej inštancie tranzistora) . Ak to nestačí, použije sa kompozitný tranzistor.

Pri absencii odporu záťaže (alebo pri záťažových prúdoch v rozsahu mikroampérov) sa výstupné napätie takéhoto stabilizátora (napätie naprázdno) zvýši o 0,6 V v dôsledku skutočnosti, že U v oblasti mikroprúdu sa blíži k nule. Na prekonanie tejto vlastnosti je k výstupu stabilizátora pripojený predradný zaťažovací odpor, ktorý poskytuje zaťažovací prúd niekoľko mA.

Sériový kompenzačný regulátor využívajúci operačný zosilňovač

Časť výstupného napätia U odobraného z potenciometra R2 sa porovnáva s referenčným napätím Uz na zenerovej dióde D1. Napäťový rozdiel je zosilnený operačným zosilňovačom U1 a privedený na bázu riadiaceho tranzistora zapojeného podľa emitorového sledovacieho obvodu. Pre stabilnú prevádzku obvodu by mal byť fázový posun slučky blízky 180°+n*360°. Keďže časť výstupného napätia U out je privedená na invertujúci vstup operačného zosilňovača U1, operačný zosilňovač U1 posunie fázu o 180°, riadiaci tranzistor je zapojený podľa obvodu emitorového sledovača, ktorý fázu neposúva. Fázový posun slučky je 180°, podmienka fázovej stability je splnená.

Referenčné napätie Uz je prakticky nezávislé od prúdu pretekajúceho zenerovou diódou a rovná sa stabilizačnému napätiu zenerovej diódy. Na zvýšenie jeho stability pri zmene Uin sa namiesto odporu R V používa.

V tomto stabilizátore je operačný zosilňovač skutočne zapojený ako neinvertujúci zosilňovač (s emitorovým sledovačom na zvýšenie výstupného prúdu). Pomer rezistorov v spätnoväzbovom obvode určuje jeho zosilnenie, ktoré určuje, koľkokrát bude výstupné napätie vyššie ako vstupné napätie (t. j. referencia aplikovaná na neinvertujúci vstup operačného zosilňovača). Keďže zosilnenie neinvertujúceho zosilňovača je vždy väčšie ako jedna, hodnotu referenčného napätia (regulačné napätie zenerovej diódy) je potrebné zvoliť menšiu ako požadované minimálne výstupné napätie.

Nestabilita výstupného napätia takéhoto stabilizátora je takmer úplne určená nestabilitou referenčného napätia v dôsledku veľkého zosilnenia slučky moderných operačných zosilňovačov ( G openloop = 10 5 ÷ 10 6).

Aby sa eliminoval vplyv nestability vstupného napätia na prevádzkový režim samotného operačného zosilňovača, môže byť napájaný stabilizovaným napätím (z dodatočných parametrických stabilizátorov na zenerovej dióde).

Spínací stabilizátor

V pulznom stabilizátore prúd z nestabilizovaného externý zdroj dodávané do pamäťového zariadenia (zvyčajne kondenzátor alebo induktor) v krátkych impulzoch; v tomto prípade sa akumuluje energia, ktorá sa potom uvoľní do záťaže vo forme elektrickej energie, ale v prípade tlmivky s iným napätím. Stabilizácia sa vykonáva riadením trvania impulzov a prestávok medzi nimi - modulácia šírky impulzov. Spínací stabilizátor má oproti lineárnemu výrazne vyššiu účinnosť. Nevýhodou pulzného stabilizátora je prítomnosť pulzného šumu vo výstupnom napätí.

Na rozdiel od lineárneho stabilizátora stabilizátor pulzu môže konvertovať vstupné napätie ľubovoľným spôsobom (v závislosti od obvodu stabilizátora):

• Smerom nadol nižšie
• Posilňovanie stabilizátor: výstupné napätie je vždy stabilizované vyššie vstup a má rovnakú polaritu.
• Hore dole stabilizátor: výstupné napätie je stabilizované, môže byť ako vyššie, takže nižšie vstup a má rovnakú polaritu. Takýto stabilizátor sa používa v prípadoch, keď sa vstupné napätie mierne líši od požadovaného a môže sa meniť, pričom má hodnotu vyššiu aj nižšiu, ako je požadované.
• Invertovanie stabilizátor: stabilizované výstupné napätie má opačnú polaritu vzhľadom na vstup, absolútna hodnota výstupného napätia môže byť ľubovoľná.

Stabilizátory striedavého napätia

Ferorezonančné stabilizátory

Počas sovietskej éry sa rozšírili ferorezonančné stabilizátory napätia pre domácnosť. Zvyčajne boli cez ne pripojené televízory. Používali sa prvé generácie televízorov sieťové bloky zdroje s lineárnymi stabilizátormi napätia (a niektoré obvody boli dokonca napájané nestabilizovaným napätím), ktoré nie vždy zvládali výkyvy sieťového napätia, najmä vo vidieckych oblastiach, ktoré si vyžadovali predbežnú stabilizáciu napätia. S príchodom televízorov 4UPICT a USCT, ktoré mali spínané zdroje, odpadla potreba dodatočnej stabilizácie sieťového napätia.

Ferorezonančný stabilizátor pozostáva z dvoch tlmiviek: s nenasýteným jadrom (s magnetickou medzerou) a nasýteným jadrom, ako aj z kondenzátora. Zvláštnosťou charakteristiky prúdového napätia nasýteného induktora je, že napätie na ňom sa mení len málo, keď sa mení prúd cez neho. Voľbou parametrov tlmiviek a kondenzátorov je možné zabezpečiť stabilizáciu napätia pri zmene vstupného napätia v pomerne širokom rozsahu, avšak mierna odchýlka frekvencie napájacej siete výrazne ovplyvnila charakteristiku stabilizátora.

Moderné stabilizátory

V súčasnosti sú hlavné typy stabilizátorov:

• elektrodynamický servopohon (mechanický)
• statický (elektronicky prepínateľný)
• relé
• kompenzácia (elektronické plynulé)

Modely sa vyrábajú v jednofázovej (220/230 V) aj trojfázovej (380/400 V) verzii, ich výkon sa pohybuje od niekoľkých stoviek wattov až po niekoľko megawattov. Trojfázové modely sú dostupné v dvoch modifikáciách: s nezávislým nastavením pre každú fázu alebo s nastavením pre priemerné fázové napätie na vstupe stabilizátora.

Vyrábané modely sa líšia aj prípustným rozsahom zmien vstupného napätia, ktorý môže byť napríklad: ±15%, ±20%, ±25%, ±30%, -25%/+15%, -35% /+15% alebo -45%/+15%. Čím širší je rozsah (najmä v negatívnom smere), tým väčšie sú rozmery stabilizátora a tým vyššie sú jeho náklady na rovnaký výstupný výkon.

Dôležitou charakteristikou stabilizátora napätia je jeho rýchlosť, to znamená, že čím vyššia je rýchlosť, tým rýchlejšie bude stabilizátor reagovať na zmeny vstupného napätia. Výkon je časový úsek (milisekundy), počas ktorého je stabilizátor schopný zmeniť napätie o jeden volt. U odlišné typy stabilizátory iná rýchlosť rýchlosť, napríklad elektrodynamické majú rýchlosť 12...18 ms/V, statické stabilizátory poskytnú 2 ms/V, ale pre elektronický, kompenzačný typ je tento parameter 0,75 ms/V.

Ďalším dôležitým parametrom je presnosť stabilizácie výstupného napätia. Podľa GOST 13109-97 je maximálna povolená odchýlka napájacieho napätia ±10% menovitého napätia. Presnosť moderných stabilizátorov napätia sa pohybuje od 1% do 8%. Presnosť 8% je dostatočná na zabezpečenie správnej prevádzky veľkej väčšiny domácich a priemyselných elektrických zariadení. Prísnejšie požiadavky (1%) sú zvyčajne kladené na napájanie zložitých zariadení (lekárske, high-tech atď.). Dôležitým spotrebiteľským parametrom je schopnosť stabilizátora pracovať na deklarovanom výkone v celom rozsahu vstupného napätia, no nie všetky stabilizátory tento parameter spĺňajú. Niektoré stabilizátory vydržia desaťnásobné preťaženie, pri kúpe takéhoto stabilizátora nie je potrebná výkonová rezerva.

pozri tiež

• Mikroobvody série 78xx - séria bežných lineárnych stabilizátorov

Literatúra

• Veresov G.P. Napájanie domácich rádioelektronických zariadení. - M.: Rozhlas a komunikácia, 1983. - 128 s.
• V.V. Kitaev a ďalší Napájanie komunikačných zariadení. - M.: Komunikácia, 1975. - 328 s. - 24 000 kópií.
• Kostikov V.G. Parfenov E.M. Shakhnov V.A. Napájacie zdroje elektronickými prostriedkami. Dizajn a dizajn obvodov: Učebnica pre univerzity. - 2. - M.: Hotline - Telecom, 2001. - 344 s. - 3000 kópií. - ISBN 5-93517-052-3
• Shtilman V. I. Mikroelektronické stabilizátory napätia. - Kyjev: Technológia, 1976.

Odkazy

• Stabilizátory. Výrobcovia. Popis. (Ako ochrániť svoj dom a zariadenie pred prepätím a ako si vybrať ten správny stabilizátor, ktorý vám s tým pomôže)
• Stabilizátor napätia pre domácnosť (Prečo je potrebný stabilizátor napätia pre domácnosť, ako si ho vybrať, typy stabilizátorov)
• GOST R 52907-2008 „Zdroje energie pre rádioelektronické zariadenia. Pojmy a definície"

Problémy s prepätím sa väčšinou vyskytujú vo vidieckych oblastiach, ale vyskytujú sa aj v mestách. V závislosti od dennej doby dokáže meniť indikátory aj v rozmedzí 20 wattov. Skoky sú často dôsledkom toho, že sused používa výkonné zariadenie - vyskytujú sa pri štartovaní zariadenia s motorom alebo výkonným kuchynským kotlom. Pri spustení výkonného zariadenia môže napätie klesnúť z 220 na 190 wattov za zlomok sekundy a potom sa vrátiť späť. Takéto náhle skoky môžu negatívne ovplyvniť domáce spotrebiče a osvetlenie, žiarovky sa kvôli tomu často vypália. Čo robiť v takýchto situáciách a porozprávame sa V tomto článku.

Súčasné normy počítajú s odchýlkami v rozmedzí ±10 %. Na základe toho môže byť minimálne napätie 198 V a maximálne 242 V, to znamená, že rozdiel medzi krajnými bodmi môže dosiahnuť 44 V. To je dosť veľa a je to viditeľné pri blikaní žiaroviek a prevádzke elektromotorov. . Pri prevádzke elektroniky to spravidla nie je viditeľné, pretože používajú hlavne spínacie zdroje, ktoré majú pomerne široký rozsah vstupného napätia a udržiavajú svoje výkonové parametre na rovnakej úrovni.

V domácnosti je však veľa zariadení, ktoré takéto kolísanie napätia neznesú. Veľké množstvo domácich spotrebičov má zlyhané programátory, ktorých výmena stojí veľkú sumu. A ak si na chvíľu predstavíte, že zlyhá celý dom LED žiarovky, v tomto prípade budete musieť zaplatiť aj slušnú sumu za výmenu.

Ako sa chrániť?

Na základe vyššie uvedeného vzniká úplne logická otázka – ako sa chrániť? Čím sa dá zabezpečiť, aby napätie v sieti bolo vždy 220 V a neskákalo hore a dole? Našťastie môžete svoje zariadenie chrániť pred prepätím. Najviac jednoduchým spôsobom je použitie stabilizátora striedavého napätia 220 V. Prístroj je dodávaný v rôznych výkonových variantoch a jeho princíp činnosti je pomerne jednoduchý.

V podstate stabilizátor napätia nie je nič iné ako transformátor. Riadiaci systém pomocou relé prenáša príslušné napätie na výstup. V dôsledku toho sa napätie zvyšuje alebo znižuje. Všetko sa deje pomerne rýchlo, zvyčajne do 4 ms. V najlacnejších riešeniach je odozva mierne podhodnotená, takže výstupné napätie môže mať aj určitý rozdielový rozsah, ale je malý, napríklad od 215 do 240 V. Lacné modely nie sú ideálne, ale v každom prípade sú bezpečnejšie než pokles pod 198 V alebo nárast nad 242 V .

Top 3 najlepšie stabilizátory napätia pre domácnosť

Nižšie nájdete tri najlepšie stabilizátory napätia, ktoré si získali najväčšiu obľubu na trhu.

Stabilizátor napätia LVT ASN-350 C

Navrhnuté na ochranu citlivých zariadení pred prepätím, ako sú osvetľovacie lampy a mnoho ďalších. Stabilne dodáva 220 V. Tento stabilný zdroj navyše chráni pripojené zariadenie pred náhlym zvýšením alebo znížením sieťového napätia (viac ako 275 V alebo menej ako 155 V) zastavenie napájania.

Technické vlastnosti LVT ASN-350 C:

• vstupné napätie: 155V - 270V;
• výstupné napätie: 220 V (+/-10%);
• výstupná frekvencia: 50Hz;
• výstupný výkon: 350 V;
• hmotnosť: 2 kg;
• rozmery: 125 x 80 x 192 mm.

Stabilizátor DIA-N SN-3000-m

Vyznačuje sa výkonom 3000 W, určený pre domáce použitie. Úspešne spolupracuje s:

• audio/video zariadenia;
• počítač alebo laptop;
• periférne zariadenia (kopírka, fax) a domáce spotrebiče.

Poskytuje stabilné napätie Napájanie 220 V pri zmene sieťového napätia zo 150 V na 280 V. Ak rozsah vstupného prúdu prekročí 150-280 V, stabilizátor automaticky prestane napájať.

Technické vlastnosti DIA-N SN-3000-m:

• vstupné napájacie napätie: 150 V - 280 V;
• maximálny výkon: 3000 W;
• výstupné napätie: 220V (+10%, - 10%);
• výstupná frekvencia: 50Hz;
• reakčný čas:<1 сек;
• hmotnosť: 8 kg;
• počet sieťových zásuviek, výstupov: 1.

Stabilizátor napätia Elex Hybrid 9-1/40A v2.0

Mnoho ľudí zažilo náhle prepätia elektrickej energie, v dôsledku ktorých zlyhali všetky domáce spotrebiče v dome. Dá sa im nejako zabrániť a ochrániť drahé zariadenia pred poškodením? V tomto článku sa pozrieme na, čo sú a ako fungujú.

Moderné elektrické siete, bohužiaľ, neposkytujú konštantné napätie na výstupe. V závislosti od miesta bydliska, počtu účastníkov a výkonu zariadení na jednej linke sa napätie môže značne líšiť od 180 do 240 voltov.

Moderný stabilizátor vyzerá takto

No väčšina dnešnej elektroniky má k takýmto experimentom extrémne negatívny postoj, keďže hranica pre ňu vyskočí na +-10 voltov. Napríklad televízor alebo počítač sa môžu jednoducho vypnúť, ak napätie klesne na 210, čo sa stáva pomerne často, najmä večer.

Nie je dôvod počítať s modernizáciou energetických sietí v najbližších rokoch. Preto sa občania musia nezávisle postarať o „vyrovnanie“ napätia a ochranu energetických sietí. Všetko, čo musíte urobiť, je zakúpiť stabilizátor.

Čo to je

Stabilizátor je zariadenie, ktoré vyrovnáva napätie v sieti a dodáva zariadeniu potrebných 220 voltov. Väčšina moderných lacných stabilizátorov pracuje v rozsahu +-10% požadovanej hodnoty, to znamená „vyrovnanie“ prepätia v rozsahu od 200 do 240 voltov. Ak zaznamenáte vážnejšie poklesy, musíte si vybrať drahšie zariadenie - niektoré modely sú schopné „vytiahnuť“ vedenie zo 180 voltov.

Moderné stabilizátory napätia Sú to malé zariadenia, ktoré fungujú úplne ticho a nebzučia, ako ich „predkovia“ zo ZSSR. Môžu fungovať v sieťach 220 a 380 voltov (nutné vybrať pri kúpe).

Okrem poklesu napätia kvalitné stabilizátory „čistia“ vedenie od nevyžiadaných impulzov, rušenia a preťaženia. Odporúčame, aby ste takéto zariadenia určite používali vo svojej domácnosti, nainštalovali ich pri vchode do bytu alebo minimálne na každý dôležitý domáci spotrebič (kotol, pracovný počítač a pod.). Ale stále je lepšie neriskovať drahé vybavenie, ale kúpiť si normálne nivelačné zariadenie.

Teraz, keď už vietezamyslite sa nad tým, koľko peňazí vám to môže ušetriť. Zároveň v byte pracuje veľké množstvo zariadení - práčka, počítač, televízor, umývačka riadu, telefón sa nabíja atď. Ak dôjde k prepätiu, potom to všetko môže zlyhať a poškodenie bude spôsobená desiatkami alebo dokonca stovkami tisíc rubľov. Na súde je takmer nemožné dokázať, že príčinou poruchy zariadenia bol prepätie, takže budete musieť zaplatiť za opravy a kúpiť si nový z vlastných peňazí.

Princíp činnosti stabilizátora

Druhy stabilizátorov

V súčasnosti existujú tri typy stabilizátorov, ktoré sa navzájom líšia v princípe zarovnania:

1. digitálny.
2. Relé.
3. Poháňané servom.

Digitálne alebo elektronické zariadenia sa považujú za najpraktickejšie, najpohodlnejšie a najspoľahlivejšie. Fungujú vďaka prítomnosti tyristorových spínačov. Hlavnou výhodou takýchto systémov je minimálna doba odozvy, absolútna nehlučnosť a malé rozmery. Nevýhodou je cena, zvyčajne sú o 30-50% drahšie ako iné zariadenia.

Reléové systémy patria do stredného cenového segmentu. Fungujú tak, že spínajú výkonové relé, ktoré zapínajú a vypínajú príslušné vinutia na transformátore.Stabilizátory napätia relé pre domácnosťsa považujú za optimálne. Hlavnými výhodami zariadenia sú prijateľné ceny a rýchla odozva. Nevýhoda: krátka životnosť. Bežné relé môže vydržať približne 40 - 50 000 prepnutí, po ktorých sa kontakty opotrebujú a začnú sa lepiť. Ak máte pomerne stabilnú sieť, potom vám reléový systém bude fungovať niekoľko rokov. Ale ak dôjde k zlyhaniam niekoľkokrát za deň, potom môže zlyhať za jeden a pol až dva roky.

Zariadenia typu servo majú nízku cenu a fungujú na základe zmeny počtu závitov používaných transformátorom. K ich spínaniu dochádza v dôsledku pohybu servopohonu, ktorý spína kontakt ako na reostate. Hlavnou výhodou týchto systémov je ich prijateľná cena. Nevýhodou je nízka spoľahlivosť a dlhá doba odozvy.

Ako si vybrať ten správny

Teraz už vieš,pre domov. Pozrime sa, ako vybrať správne zariadenia.

Najprv musíte určiť, koľko zariadení bude fungovať súčasne. Ak ste napríklad v kuchyni, zapnete rýchlovarnú kanvicu, mikrovlnku a umývačku riadu. V obývacej izbe je TV a počítač, v kúpeľni je práčka. Súčasne v byte funguje chladnička a individuálny vykurovací kotol bez vypnutia - tieto zariadenia tiež spotrebúvajú 200 - 300 wattov.

Výkon zariadení môžete zistiť z pasu. Nezabudnite však, že výrobcovia uvádzajú aktívny výkon, nie skutočný výkon.

Spôsob montáže stabilizátora za merač

Pozor:Pre správny výpočet potrebujete poznať celkový výkon zariadenia a nie jeho prevádzkový režim. Chladnička pri prevádzke spotrebuje 100 wattov za hodinu, no pri štartovaní si motor vyžaduje 300 – 500 wattov reaktívnej energie. Prístroj preto berte vždy s rezervou.

Napríklad spotreba vášho bytu je 2000 wattov. Toto je veľmi realistický údaj pre klasický „kopeck“ s modernými spotrebičmi, ktorý nie je vybavený výkonnými spotrebičmi, ako je bojler, elektrická rúra a varná doska. Na započítanie plného výkonu je potrebné pridať 20 %. Musíte tiež pochopiť, že ak sieť klesne o 20 voltov, transformátor stratí 20% svojho výkonu. Výsledkom je, že celková rezerva dosiahne 30-40% a budete si musieť kúpiť stabilizátor s výkonom 2000 * 0,4 + 2000 = 2800-wattové zariadenie.

Toto sú všetky informácie, o ktorých potrebujete stabilizátor napätia: čo to je? a teraz viete, ako to funguje. Zostáva zistiť, ako ho správne pripojiť. Odporúča sa nainštalovať ho bezprostredne za elektromer, pred elektrický panel, aj keď ho môžete pripevniť samostatne k požadovaným vedeniam. Zariadenie musí byť uzemnené, aby v prípade problémov odviedlo prúd a chránilo vaše zariadenie. Na vykonanie pripojenia je lepšie pozvať skúseného elektrikára.