Konstrukcijske značilnosti in načela delovanja napetostnih stabilizatorjev. Stabilizator napetosti: za kaj je? Kako izgleda stabilizator?

Najpomembnejši parametri stabilizatorja so stabilizacijski koeficient Kst, izhodni upor Rout in koeficient koristno dejanje η.

Stabilizacijski koeficient določeno iz izraza K st = [∆u noter / u noter] / [∆u out / u out]

Kje ti notri, ti ven- konstante na vhodu in izhodu stabilizatorja; ∆uin- sprememba ti noter; ∆uout- sprememba ti ven, ki ustreza spremembi vnosa ∆u.

torej stabilizacijski koeficient je razmerje relativne spremembe na vhodu in ustrezne relativne spremembe na izhodu stabilizatorja.

Večji kot je stabilizacijski koeficient, manj se spremeni izhod, ko se spremeni vhod. Pri najpreprostejših stabilizatorjih je vrednost Kst v enotah, pri bolj zapletenih pa v stotinah in tisočih.

Izhodni upor stabilizatorja je določen z izrazom Pot = | ∆u ven / ∆i ven |

kjer je ∆uout sprememba konstante na izhodu stabilizatorja; ∆iout - sprememba konstantnega izhodnega toka stabilizatorja, ki je povzročila spremembo izhodne napetosti.

Izhodni upor stabilizatorja je vrednost, podobna izhodnemu uporu usmernika s filtrom. Manjši kot je izhodni upor, manj se spremeni izhod, ko se spremeni obremenitveni tok. Pri najpreprostejših stabilizatorjih je vrednost R out enota Ohm, pri naprednejših pa stotinke in tisočinke Ohma. Treba je opozoriti, da stabilizator običajno močno zmanjša napetostno valovanje.

Učinkovitost stabilizatorja η st je razmerje med močjo, ki se dovaja obremenitvi P n, in močjo, porabljeno iz vhodnega vira R in: η st = R n / R in

Tradicionalno so stabilizatorji razdeljeni na parametrične in kompenzacijske.

Zanimiv video o stabilizatorjih napetosti:

Parametrični stabilizatorji

So najenostavnejše naprave, pri katerih se majhne spremembe v izhodu dosežejo z uporabo elektronskih naprav z dvema priključkoma, za katere je značilna izrazita nelinearnost tokovno-napetostne karakteristike. Razmislimo o vezju parametričnega stabilizatorja, ki temelji na zener diodi (slika 2.82).

Analizirajmo to vezje (sl. 2.82, a), za katerega ga najprej transformiramo z uporabo izreka o ekvivalentnem generatorju (sl. 2.82, b). Grafično analizirajmo delovanje vezja z risanjem bremenskih linij na tokovno-napetostno karakteristiko zener diode za različne vrednosti ekvivalentne napetosti, ki ustrezajo različnim vrednostim vhoda (slika 2.82, c).
Od grafične konstrukcije Očitno je, da se pri pomembni spremembi ekvivalenta u e (za ∆u e) in s tem vložka u in, izhod spremeni za nepomembno količino ∆u out.

Poleg tega nižja kot je diferencialna upornost zener diode (tj. bolj kot je horizontalna karakteristika zener diode), manj je ∆u ven.

Določimo glavne parametre takšnega stabilizatorja, za katerega v prvotnem vezju nadomestimo zener diodo z enakovrednim vezjem in v vhodno vezje (sl. 2.82, d) vnesemo vir napetosti, ki ustreza spremembi vhoda ∆u vnos (črtkana črta v diagramu): R ven = r d || R 0 ≈ r d, Ker R 0 >> r d η st = (u ven · I n) / (u in · I in) = (u ven · I n) / [ u in (I n + I in) ].

K st = (∆u noter / u in) : (∆u out / u out) Ker je običajno R n >> r d Zato je K st ≈ u ven / u noter · [ (r d + R 0) / r d ]

Običajno se parametrični stabilizatorji uporabljajo za obremenitve od več enot do deset miliamperov. Najpogosteje se uporabljajo kot referenčni viri v kompenzacijskih napetostnih stabilizatorjih.

Kompenzacijski stabilizatorji

So zaprti avtomatski krmilni sistemi. Značilni elementi kompenzacijskega stabilizatorja so referenčni (referenčni) vir (RS), primerjalni in ojačevalni element (CAE) in regulacijski element (RE).

Koristno je omeniti, da OOS zajema dve stopnji - na operacijskem ojačevalniku in na tranzistorju. Obravnavana shema je prepričljiv primer, ki dokazuje prednost splošnega negativa povratne informacije v primerjavi z lokalnim.

Glavna pomanjkljivost stabilizatorjev z zvezno regulacijo učinkovitost je nizka, saj pride do znatne porabe energije v regulacijskem elementu, saj celotno breme prehaja skozi njega, padec na njem pa je enak razliki med vhodno in izhodno napetostjo stabilizatorja.

Konec 60. let so začeli proizvajati integrirana vezja kompenzacijski stabilizatorji z zvezno regulacijo (serija K142EN). Ta serija vključuje stabilizatorje s fiksno izhodno napetostjo, z nastavljivo izhodno napetostjo ter bipolarno in vhodno ter izhodno napetostjo. V primerih, ko je treba skozi obremenitev prenesti tok, ki presega največje dovoljene vrednosti integriranih stabilizatorjev, je mikrovezje dopolnjeno z zunanjimi krmilnimi tranzistorji.

Nekateri parametri integralnih stabilizatorjev so podani v tabeli. 2.1, možnost priključitve zunanjih elementov na stabilizator K142EN1 pa je prikazana na sl. 2,85.


Upor R je zasnovan za sprožitev tokovne zaščite, R 1 pa za regulacijo izhodne napetosti. Mikrovezja K142UN5, EH6, EH8 so funkcionalno popolni stabilizatorji s fiksno izhodno napetostjo, vendar ne zahtevajo povezovanja zunanjih elementov.

Preklopni stabilizatorji zdaj niso nič manj razširjeni kot zvezni stabilizatorji.

Zahvaljujoč uporabi ključnega načina delovanja napajalnih elementov takšnih stabilizatorjev, tudi s pomembno razliko v ravneh vhodne in izhodne napetosti lahko dobite učinkovitost 70 - 80%, pri kontinuiranih stabilizatorjih pa 30 - 50 %.

V močnostnem elementu, ki deluje v preklopnem načinu, je povprečna moč, ki se v njem izgubi v preklopnem obdobju, bistveno manjša kot v neprekinjenem stabilizatorju, saj čeprav je v zaprtem stanju tok, ki teče skozi močnostni element, največji, je padec na njem blizu na nič, v odprtem stanju pa je tok, ki teče skozenj, enak nič, čeprav največji. Tako je v obeh primerih disipacija moči zanemarljiva in blizu ničle.

Majhne izgube v močnostni elementi vodi do zmanjšanja ali celo odprave hladilnih radiatorjev, kar bistveno zmanjša kazalnike teže in velikosti. Poleg tega uporaba impulznega stabilizatorja v nekaterih primerih omogoča izključitev močnostnega transformatorja, ki deluje pri frekvenci 50 Hz, iz vezja, kar prav tako izboljša delovanje stabilizatorjev.

Slabosti stikalnih napajalnikov vključujejo prisotnost valovanja izhodne napetosti.

Razmislite o preklopnem serijskem regulatorju

Ključ S občasno vklopi in izklopi krmilno vezje (CS), odvisno od vrednosti obremenitve. izhod se prilagodi s spreminjanjem razmerja t on / t off, kjer t on, t off - trajanje časovnih obdobij, v katerih je ključ v stanju vklopa oziroma izklopljenega stanja. Večje kot je to razmerje, večja je proizvodnja.

Kot stikalo S se pogosto uporablja bipolarni tranzistor ali tranzistor z učinkom polja.

Dioda zagotavlja pretok induktorskega toka, ko je stikalo izklopljeno in s tem odpravlja pojav nevarnih prenapetosti na ključu v času preklopa. LC filter zmanjša izhodno valovanje.

Še en zanimiv video o stabilizatorjih:

Stabilna napetost ne bo škodovala opremi

Vsako leto v zimskem in poletnem času začne naše elektroenergetsko omrežje delovati s prekinitvami, čeprav se tega ne čuti. Pozimi - v obdobju aktivne uporabe električnih naprav in sredstev za dodatno ogrevanje. Poleti - med deževjem in nevihtami. V takšnih obdobjih se redno pojavljajo sunki električne energije. Kljub temu, da bi morala biti napetost v naših vtičnicah 220 voltov in frekvenca 50 Hz, dejansko stanje ne ustreza vedno normi. Stabilna napetost neposredno določa, kako dolgo vam bodo zdržali vaši električni aparati. Zato so napetostni stabilizatorji izjemno priljubljeni. So elektronsko-mehanske naprave, ki pretvarjajo električno energijo, tako da izhod ustreza vsem standardom. Vendar pa ni dovolj, da samo kupite stabilizator, ampak se morate najprej odločiti za izbiro ustrezne naprave. V tem članku bomo govorili o tem, na katere parametre je treba biti pozoren.

Je vaša napetost stabilna?

Zelo enostavno je ugotoviti, ali je napetost v prostoru stabilna. Dovolj je, da opazite, kako pogosto lučka v vaši svetilki utripa. Če je utripanja skoraj nemogoče opaziti, potem je vse v redu. Če je prisoten, potem je čas, da razmislite o stabilizatorju. Napetost v vtičnici lahko preverite tudi sami z multimetrom. Če napetost premočno skoči, lahko odpove 70-80% opreme. Kljub dejstvu, da imajo številne sodobne naprave vgrajene varovalke, se ne morejo spopasti s takšno obremenitvijo.

Fotografija: www.stabilizator-iek.ru

Glavna izbirna merila

Vrednost napetosti

Najprej se morate odločiti, za koliko naprav bo deloval stabilizator napetosti. Ali bo to na primer en plinski ogrevalni kotel ali celotna podeželska hiša. Pomembno je ugotoviti, kakšne vrednosti napetosti ima vaše omrežje, njegovo nominalno in največjo vrednost.

Najbolj priljubljen je enofazni (220 V) stabilizator - običajno se uporablja v mestnih stanovanjih. Obstajajo tudi trifazne (380 V) naprave - uporabljajo se v proizvodnih trgovinah in so zasnovane za velike obremenitve. Če pa je predvidena namestitev stabilizatorja v podeželski hiši, je lahko omrežje enofazno ali trifazno. To lahko ugotovite na več načinov.

• Če ste živeli v žici, ki gredo v stanovanje dva ali tri; če ima števec električne energije eno utripajočo LED diodo; če je avtomatsko stikalo v električni plošči eno- ali dvoključno, uporabljate enofazno omrežje.
• Če bi bila v žici vsaj štiri življenja; če na števcu utripajo tri LED diode; če je avtomatsko stikalo v plošči s tremi ali štirimi ključi, imate dostop do dvofaznega omrežja.

Vrste napetostnih stabilizatorjev

Obstaja več vrst stabilizatorjev. Kompleksnost izdelave naprave in njeni končni stroški so odvisni od vrste.

• Relejni stabilizator. Danes je to najbolj priljubljena vrsta v Ruski federaciji, kljub nizki ceni. Lahko jih uvrstimo med avtomatske stabilizatorje transformatorjev. Zahvaljujoč elektromehanskim močnostnim relejem, s postopno regulacijo omrežja preklopi navitje avtotransformatorja. Povečanje ali zmanjšanje izhodne napetosti v takšni napravi se pojavi sinhrono z vhodno napetostjo. Ena glavnih zaslug takšne naprave je visoka stopnja stabilizacije napetosti (približno 20 ms).
• Stopenjski stabilizator napetosti skoraj podoben releju. V njem se transformatorski prehod zgodi s pomočjo tiristorjev in triakov. Prav zato imajo tovrstne naprave dolgo garancijo proizvajalcev – do 10 let. K temu prispeva tudi odsotnost mehanskih delov in posledično obraba.
• Elektromehanski stabilizator je transformator za povečanje napetosti. Prilagoditev poteka z vrtljivim kontaktom krtače. Parametri sklopa ščetke določajo specifikacije naprave – kot so hitrost obdelave, padci in sunki napetosti. Enofazni elektromehanski stabilizatorji za dom so praviloma enota z eno krtačo z močjo tri tisoč volt-amperov. Stabilizatorji iz dveh ščetk niso zelo priljubljeni zaradi visokih stroškov. Občasno bo treba zamenjati ščetke, hkrati pa bo treba očistiti sam transformator, vendar tega ni težko narediti doma. Pri relativno nizkih stroških elektromehanske naprave kažejo visoko natančnost stabilizacije in gladko regulacijo napetosti. Sprejemljivo je uporabljati v pogojih, ko se napetost periodično in enostransko spreminja. Idealno za povezavo z osebni računalniki, gospodinjska, pisarniška oprema. Takšnih stabilizatorjev ni mogoče priključiti na varilne stroje, saj njihova zasnova ne omogoča, da se odzovejo na izjemno hitre sunke v napajalnem omrežju. Razmerje med ceno in kvaliteto je najboljše.
• Velja za bolj zanesljivega elektrodinamični stabilizatorji- ena od vrst elektromehanskih. Namesto krtač so vanje vgrajeni valji, zaradi česar je njihova obraba skoraj odpravljena. Vendar se je skupaj z zanesljivostjo povečala tudi cena.
• Relativno nedavno je bila uvedena druga vrsta stabilizatorja - hibrid ali, kot se tudi imenuje, kombinirano. Razlika je v tem, da je poleg elektromehanike dodan še relejni del. Svoje delo začne, ko napetost v omrežju pade ali naraste na nenormalne vrednosti. Na primer, če omrežna napetost "lebdi" v območju od 144 do 256 V, potem hibridni stabilizator deluje podobno kot elektromehanski. Toda takoj, ko napetost preseže te vrednosti v mejah 105-280 V, jo hibridna naprava vrne v normalno stanje z napako ±10%.
• Stabilizatorji dvojne pretvorbe- precej drage naprave, vendar imajo številne zelo privlačne lastnosti. Takšne stabilizatorje je treba uporabljati v povezavi z visoko občutljivimi napravami, katerih moč sega od 1 do 30 kW. Imajo hitro povezavo in so med delovanjem skoraj tihi. Imajo širok razpon izhodne napetosti in minimalno napako. Delovanje takšne naprave je odvisno od obstoječe obremenitve električne opreme. Nižje napetostno območje se poveča s 118 V na 160 V, ko se električne obremenitve povečajo za 50 % oziroma 70 %.
• Nova linija na seznamu stabilizatorjev - to so naprave z modulacijo širine impulza. Načelo njihovega delovanja je uravnavanje napetosti z zgoraj omenjeno modulacijo. To pomeni, da analogni filtri, ki se nahajajo na omrežnem vhodu in izhodu naprave, stabilno izravnajo vse motnje v omrežju. Zelo hitro, natančnost nastavitve ni nižja od 99%. Ta stabilizator pomaga pri močnih sunkih napetosti, na primer med varjenjem. Takšne naprave so praviloma majhne in imajo minimalno težo. To je razloženo z dejstvom, da ne vsebujejo težkih in velikih transformatorjev. A njihova cena ni majhna. Obstaja nekaj pomanjkljivosti - zgornji prag na vhodu stabilizatorja ne presega 245 V.
• Elektromagnetni stabilizator napetosti- to je tisti, katerega izhodna napetost je regulirana z regulacijo magnetnih tokov. Magnetizacija nastane zaradi polprevodniškega regulatorja. Ta vrsta ima veliko slabosti - kot so brnenje med delovanjem, ozko območje vhodne napetosti, visoka občutljivost pri preklopu na omrežne frekvence 50 Hz.

Fotografija: electro.lg.ua

Kaj morate vedeti

Skoraj prva stvar, o kateri se morate odločiti, je vrsta povezave stabilizatorja. Lahko ga priključite neposredno na omrežje na električni plošči, da zaščitite vso opremo. Ali pa je mogoče trajno priključiti gospodinjske aparate neposredno na stabilizator - napravo preprosto priključite na vtičnico.

Če imate trifazno omrežje, vendar so vse naprave enofazne, potem morate vzeti tri enofazne pretvornike. Če pa ima takšno omrežje vsaj eno trifazno napravo, mora biti pretvornik le trifazni. To pravilo je pomembno za stabilizacijo vseh električnih naprav v hiši in ne za eno posebej.

Pri izbiri stabilizatorja si morate predstavljati, kakšna bo skupna moč vaših naprav priključena nanj, iz tega parametra bo izhajala moč vaše naprave. Dodajte 20-30 % izhodni vrednosti, da preprečite nenormalno preobremenitev.

Da boste lažje ugotovili, kakšna je skupna moč vaših naprav, si lahko pomagate z našo tabelo s približnimi vrednostmi.

Za pojasnitev moči glejte navodila za vašo opremo.

Najbolj priljubljeni proizvajalci

Danes obstaja več kot ducat ruskih in tujih podjetij, ki uspešno proizvajajo stabilizatorje napetosti. Vsak izdelek se razlikuje po zasnovi, zmogljivosti, vrsti napajanja in načinu stabilizacije. Vsako podjetje ima izdelke s podobnimi parametri. A šele ob njihovi uporabi v praksi spoznamo tako prednosti kot, žal, tudi slabosti. Nekatera podjetja so že izgubila kvoto zaupanja, ostala pa se zaradi kakovostnih izdelkov trudijo ohraniti svojo blagovno znamko.

Tukaj so proizvajalci, ki so priljubljeni med potrošniki v naši državi:

Ruske znamke - Poligon, Norma M, Stabvolt, Kaskada;

Kitajske blagovne znamke: Solby, Fnex, Sassin, Voltron, Voto;

Zahodne znamke: Ortea, Orion.

Tuje blagovne znamke, čeprav višje kakovosti, so glede povpraševanja slabše od kitajskih in ruskih izdelkov. Razlog za nenaklonjenost ruskih potrošnikov je v cenah. Če je domači izdelek precej dober in veliko cenejši, zakaj potem preplačati?

Fotografija: www.elvs.su

Pogoste napake kupcev

• Če je napetost v vaši hiši dobra, potem nima smisla kupovati stabilizatorja za celotno hišo. Dovolj je, da kupite majhno napravo in nanjo povežete le zelo občutljive naprave.
• Da ne bi naredili napake pri nakupu stabilizatorja napetosti, morate poznati vsa merila za izbiro naprave. Če k temu vprašanju pristopite odgovorno, ne boste obžalovali svoje izbire.
• Za nasvet se obrnite na strokovnjaka ali elektrotehnika. Montaža določenih vrst napetostnih stabilizatorjev zahteva strokovni nadzor.

Regulator napetosti

Regulator napetosti- pretvornik električne energije, ki omogoča pridobitev izhodne napetosti v določenih mejah z bistveno večjimi nihanji vhodne napetosti in upora bremena.

Glede na vrsto izhodne napetosti delimo stabilizatorje na enosmerne in izmenične stabilizatorje. Običajno je vrsta napajanja (AC ali DC) enaka izhodni napetosti, čeprav lahko veljajo izjeme.

DC stabilizatorji

Čip linearnega stabilizatorja KR1170EN8

Linearni stabilizator

Linearni stabilizator je napetostni delilnik, katerega vhod se napaja z vhodno (nestabilno) napetostjo, izhodna (stabilizirana) napetost pa se odstrani iz spodnjega kraka delilnika. Stabilizacija se izvede s spreminjanjem upora ene od delilnih ročic: upor se stalno vzdržuje, tako da je napetost na izhodu stabilizatorja v določenih mejah. Z velikim razmerjem vhodnih/izhodnih napetosti ima linearni stabilizator nizko učinkovitost, saj se večina moči P diss = (U in - U out) * I t odvaja kot toplota na krmilnem elementu. Zato mora biti regulacijski element sposoben odvajati zadostno moč, to pomeni, da mora biti nameščen na radiatorju zahtevane površine. Prednost linearnega stabilizatorja je njegova preprostost, pomanjkanje motenj in majhno število uporabljenih delov.

Glede na lokacijo elementa s spremenljivo odpornostjo so linearni stabilizatorji razdeljeni na dve vrsti:

• Dosledno: krmilni element je zaporedno povezan z bremenom.
• Vzporedno: krmilni element je priključen vzporedno z bremenom.

Odvisno od metode stabilizacije:

• Parametrični: v takem stabilizatorju se uporablja del tokovno-napetostne karakteristike naprave, ki ima veliko strmino.
• Kompenzacijski: ima povratne informacije. V njem se napetost na izhodu stabilizatorja primerja z referenčno, iz razlike med njima pa se oblikuje krmilni signal za regulacijski element.

Paralelni parametrični stabilizator na zener diodi

Uporablja se za stabilizacijo napetosti v nizkotokovnih tokokrogih, saj za normalno delovanje vezje mora biti tok skozi zener diodo D1 večkrat (3-10) večji od toka v stabiliziranem bremenu R L. Pogosto se tako linearno stabilizatorsko vezje uporablja kot vir referenčne napetosti v bolj zapletenih stabilizatorskih vezjih. Za zmanjšanje nestabilnosti izhodne napetosti, ki jo povzročajo spremembe vhodne napetosti, se namesto upora uporablja R V. Vendar pa ta ukrep ne zmanjša nestabilnosti izhodne napetosti, ki jo povzročijo spremembe upora obremenitve.

Serijski stabilizator na osnovi bipolarnega tranzistorja

U ven = U z - U be .

V bistvu je to vzporedni parametrični stabilizator na zener diodi, ki je obravnavan zgoraj, povezan z vhodom sledilnika emiterja. Nima povratnih vezij za kompenzacijo sprememb izhodne napetosti.

Njegova izhodna napetost je manjša od stabilizacijske napetosti zener diode za količino U be, ki praktično ni odvisna od velikosti toka, ki teče skozi p-n spoj, za naprave na osnovi silicija pa približno 0,6 V. Odvisnost U be od toka in temperature poslabša stabilnost izhodne napetosti v primerjavi z vzporednim parametričnim stabilizatorjem z zener diodo.

Emiterski sledilnik (tokovni ojačevalnik) vam omogoča, da povečate največji izhodni tok stabilizatorja v primerjavi z vzporednim parametričnim stabilizatorjem na zener diodi za β-krat (kjer je β tokovni dobiček danega primerka tranzistorja) . Če to ni dovolj, se uporabi kompozitni tranzistor.

V odsotnosti obremenitvenega upora (ali pri obremenitvenih tokovih v območju mikroamperov) se izhodna napetost takega stabilizatorja (napetost odprtega tokokroga) poveča za 0,6 V zaradi dejstva, da U be v mikrotokovnem območju postane blizu nič. Da bi odpravili to lastnost, je na izhod stabilizatorja priključen balastni obremenitveni upor, ki zagotavlja obremenitveni tok več mA.

Serijski kompenzacijski regulator z uporabo operacijskega ojačevalnika

Del izhodne napetosti U iz potenciometra R2 se primerja z referenčno napetostjo U z na zener diodi D1. Napetostno razliko ojači operacijski ojačevalnik U1 in dovaja na osnovo krmilnega tranzistorja, ki je povezan v skladu z oddajnim sledilnim vezjem. Za stabilno delovanje vezja mora biti fazni premik zanke blizu 180°+n*360°. Ker se del izhodne napetosti U out dovaja na invertni vhod operacijskega ojačevalnika U1, operacijski ojačevalnik U1 premakne fazo za 180°, je krmilni tranzistor vezan po emiterskem sledilnem vezju, ki ne premakne faze. Fazni zamik zanke je 180°, pogoj fazne stabilnosti je izpolnjen.

Referenčna napetost Uz je praktično neodvisna od toka, ki teče skozi zener diodo in je enaka stabilizacijski napetosti zener diode. Za povečanje njegove stabilnosti pri spremembi Uin se namesto upora uporablja R V.

V tem stabilizatorju je operacijski ojačevalnik dejansko priključen kot neinvertirajući ojačevalnik (z emiterskim sledilnikom za povečanje izhodnega toka). Razmerje uporov v povratnem vezju določa njegovo ojačanje, ki določa, kolikokrat bo izhodna napetost višja od vhodne napetosti (tj. referenca, ki se uporablja za neinvertirajoči vhod operacijskega ojačevalnika). Ker je ojačanje neinvertirnega ojačevalnika vedno večje od enote, je treba vrednost referenčne napetosti (regulacijske napetosti zener diode) izbrati manjšo od zahtevane minimalne izhodne napetosti.

Nestabilnost izhodne napetosti takšnega stabilizatorja je skoraj v celoti določena z nestabilnostjo referenčne napetosti zaradi velikega ojačenja zanke sodobnih operacijskih ojačevalnikov ( G odprta zanka = 10 5 ÷ 10 6).

Da bi odpravili vpliv nestabilnosti vhodne napetosti na način delovanja samega op-amp, ga lahko napajamo s stabilizirano napetostjo (iz dodatnih parametričnih stabilizatorjev na zener diodi).

Preklopni stabilizator

V impulznem stabilizatorju je tok iz nestabiliziranega zunanji vir v kratkih impulzih se dovaja pomnilniški napravi (običajno kondenzatorju ali induktorju); v tem primeru se shranjuje energija, ki se nato preda bremenu v obliki električne energije, vendar v primeru dušilke z drugačno napetostjo. Stabilizacija se izvaja z nadzorom trajanja impulzov in premorov med njimi - modulacija širine impulza. Preklopni stabilizator ima v primerjavi z linearnim bistveno večjo učinkovitost. Pomanjkljivost impulznega stabilizatorja je prisotnost impulznega šuma v izhodni napetosti.

Za razliko od linearnega stabilizatorja, stabilizator impulza lahko pretvori vhodno napetost na poljuben način (odvisno od stabilizatorskega vezja):

• Navzdol spodaj
• Spodbujanje stabilizator: izhodna napetost je vedno stabilizirana višji vhod in ima enako polarnost.
• Gor, dol stabilizator: izhodna napetost je stabilizirana, lahko kot višji, torej spodaj vhod in ima enako polarnost. Tak stabilizator se uporablja v primerih, ko se vhodna napetost nekoliko razlikuje od zahtevane in se lahko spreminja, pri čemer je vrednost tako višja kot nižja od zahtevane.
• Obračanje stabilizator: stabilizirana izhodna napetost ima obratno polarnost glede na vhod, absolutna vrednost izhodne napetosti je lahko poljubna.

Stabilizatorji izmenične napetosti

Feroresonančni stabilizatorji

V času Sovjetske zveze so postali gospodinjski feroresonančni stabilizatorji napetosti zelo razširjeni. Običajno so bili prek njih povezani televizorji. Uporabljene prve generacije televizorjev omrežni bloki napajalniki z linearnimi stabilizatorji napetosti (nekatera vezja so bila celo napajana z nestabilizirano napetostjo), ki niso vedno kos nihanjem omrežne napetosti, zlasti na podeželju, kjer je bila potrebna predhodna stabilizacija napetosti. S prihodom televizorjev 4UPICT in USCT, ki so imeli stikalne napajalnike, je potreba po dodatni stabilizaciji omrežne napetosti izginila.

Feroresonančni stabilizator je sestavljen iz dveh dušilk: z nenasičenim jedrom (z magnetno režo) in nasičenega, pa tudi kondenzatorja. Posebnost tokovno-napetostne karakteristike nasičenega induktorja je, da se napetost na njej malo spremeni, ko se spremeni tok skozi njo. Z izbiro parametrov dušilk in kondenzatorjev je mogoče zagotoviti stabilizacijo napetosti, ko se vhodna napetost spreminja v precej širokem območju, vendar je rahlo odstopanje frekvence napajalnega omrežja močno vplivalo na značilnosti stabilizatorja.

Sodobni stabilizatorji

Trenutno so glavne vrste stabilizatorjev:

• elektrodinamični servo pogon (mehanski)
• statični (elektronski preklop)
• rele
• kompenzacija (elektronska gladka)

Modeli se proizvajajo v enofazni (220/230 V) in trifazni (380/400 V) različici, njihova moč sega od nekaj sto vatov do nekaj megavatov. Trifazni modeli so na voljo v dveh različicah: z neodvisno nastavitvijo za vsako fazo ali s prilagoditvijo povprečne fazne napetosti na vhodu stabilizatorja.

Proizvedeni modeli se razlikujejo tudi po dovoljenem razponu sprememb vhodne napetosti, ki je lahko na primer: ±15%, ±20%, ±25%, ±30%, -25%/+15%, -35% /+15 % ali -45 %/+15 %. Čim širši je razpon (predvsem v negativni smeri), tem večje so dimenzije stabilizatorja in višji so njegovi stroški za enako izhodno moč.

Pomembna značilnost napetostnega stabilizatorja je njegova hitrost, to je, večja kot je hitrost, hitreje se bo stabilizator odzval na spremembe vhodne napetosti. Zmogljivost je časovno obdobje (v milisekundah), v katerem lahko stabilizator spremeni napetost za en volt. U različni tipi stabilizatorji drugačna hitrost hitrost, na primer, elektrodinamični imajo hitrost 12 ... 18 ms / V, statični stabilizatorji bodo zagotovili 2 ms / V, toda za elektronski, kompenzacijski tip je ta parameter 0,75 ms / V.

Drug pomemben parameter je natančnost stabilizacije izhodne napetosti. V skladu z GOST 13109-97 je največje dovoljeno odstopanje napajalne napetosti ±10% nazivne. Natančnost sodobnih stabilizatorjev napetosti se giblje od 1% do 8%. Natančnost 8% zadostuje za pravilno delovanje velike večine gospodinjske in industrijske električne opreme. Za napajanje kompleksne opreme (medicinske, visokotehnološke itd.) so običajno naložene strožje zahteve (1%). Pomemben potrošniški parameter je sposobnost stabilizatorja, da deluje pri deklarirani moči v celotnem območju vhodne napetosti, vendar vsi stabilizatorji ne izpolnjujejo tega parametra. Nekateri stabilizatorji lahko prenesejo desetkratne preobremenitve, pri nakupu takšnega stabilizatorja rezerva moči ni potrebna.

Poglej tudi

• Mikrovezja serije 78xx - serija običajnih linearnih stabilizatorjev

Literatura

• Veresov G.P. Napajanje gospodinjske radioelektronske opreme. - M .: Radio in komunikacije, 1983. - 128 str.
• V.V. Kitaev in drugi Napajanje komunikacijskih naprav. - M .: Komunikacija, 1975. - 328 str. - 24.000 izvodov.
• Kostikov V.G. Parfenov E.M. Shakhnov V.A. Napajalniki elektronskih sredstev. Oblikovanje in načrtovanje vezij: Učbenik za univerze. - 2. - M .: Hotline - Telecom, 2001. - 344 str. - 3000 izvodov. - ISBN 5-93517-052-3
• Štilman V. I. Mikroelektronski stabilizatorji napetosti. - Kijev: Tehnologija, 1976.

Povezave

• Stabilizatorji. Proizvajalci. Opis. (Kako zaščititi dom in opremo pred prenapetostjo in kako izbrati pravi stabilizator, ki vam bo pri tem pomagal)
• Stabilizator napetosti za dom (Zakaj je potreben stabilizator napetosti za dom, kako ga izbrati, vrste stabilizatorjev)
• GOST R 52907-2008 "Viri energije za radioelektronsko opremo. Izrazi in definicije"

Večinoma se težave z napetostnimi sunki pojavljajo na podeželju, pojavljajo pa se tudi v mestih. Odvisno od časa dneva lahko spremeni indikatorje v celo 20 vatov. Skoki so pogosto posledica sosedove uporabe močne opreme - pojavijo se pri zagonu opreme z motorjem ali močnim kuhinjskim kotlom. Pri zagonu močne opreme lahko napetost pade z 220 na 190 vatov v delčku sekunde in se nato vrne nazaj. Takšni nenadni skoki lahko negativno vplivajo na gospodinjske aparate in razsvetljavo, zaradi tega pogosto pregorijo žarnice. Kaj storiti v takih situacijah in se bomo pogovorili V tem članku.

Trenutni standardi predvidevajo odstopanja znotraj ±10 %. Na podlagi tega je lahko najmanjša napetost 198 V in največja 242 V, to pomeni, da lahko razlika med skrajnima točkama doseže 44 V. To je precej in je opazno po utripanju svetilk in delovanju elektromotorjev . Pri delovanju elektronike to praviloma ni opazno, saj uporabljajo predvsem stikalne napajalnike, ki imajo precej širok razpon vhodne napetosti in ohranjajo svoje parametre moči na enaki ravni.

Vendar pa je v domu veliko naprav, ki ne morejo prenesti takšnih nihanj napetosti. Veliko gospodinjskih aparatov ima odpovedane programerje, katerih zamenjava stane velike vsote. In če si za trenutek predstavljate, da bo cela hiša propadla LED žarnice, v tem primeru boste morali plačati tudi spodoben znesek za zamenjavo.

Kako se zaščititi?

Na podlagi navedenega se postavlja povsem logično vprašanje – kako se zaščititi? S čim zagotoviti, da je napetost v omrežju vedno 220 V in ne skače gor in dol? Na srečo lahko svojo opremo zaščitite pred prenapetostjo. Večina na preprost način je uporaba stabilizatorja izmenične napetosti 220 V. Naprava je na voljo v različnih močeh, njen princip delovanja pa je precej preprost.

V bistvu stabilizator napetosti ni nič drugega kot transformator. Krmilni sistem uporablja rele za prenos ustrezne napetosti na izhod. Posledično se napetost poveča ali zmanjša. Vse se zgodi precej hitro, običajno v 4 ms. Pri najcenejših rešitvah je odziv nekoliko podcenjen, zato ima lahko izhodna napetost tudi določen diferenčni razpon, vendar je majhen, na primer od 215 do 240 V. Poceni modeli niso idealni, a so v vsakem primeru varnejši kot pade pod 198 V ali se dvigne nad 242 V.

Top 3 najboljši stabilizatorji napetosti za dom

Spodaj boste našli tri najboljše napetostne stabilizatorje, ki so pridobili največjo priljubljenost na trgu.

Stabilizator napetosti LVT ASN-350 C

Zasnovan za zaščito občutljivih naprav pred napetostnimi sunki, kot so svetilke in mnoge druge. Stabilno napaja 220 V. Poleg tega to stabilno napajanje ščiti priključeno napravo pred nenadnimi zvišanji ali padci omrežne napetosti (več kot 275 V ali manj kot 155 V) zaustavitev napajanja.

Tehnične značilnosti LVT ASN-350 C:

• vhodna napetost: 155V - 270V;
• izhodna napetost: 220 V (+/-10%);
• izhodna frekvenca: 50Hz;
• izhodna moč: 350 V;
• teža: 2 kg;
• dimenzije: 125 x 80 x 192 mm.

Stabilizator DIA-N SN-3000-m

Odlikuje ga moč 3000 W, namenjena za domačo uporabo. Uspešno deluje z:

• avdio/video oprema;
• računalnik ali prenosnik;
• periferne naprave (kopirni stroj, faks) in gospodinjski aparati.

Prispeva stabilna napetost Napajanje 220 V, ko se omrežna napetost spremeni s 150 V na 280 V. Če obseg vhodnega toka preseže 150-280 V, stabilizator samodejno preneha z napajanjem.

Tehnične lastnosti DIA-N SN-3000-m:

• vhodna napajalna napetost: 150 V - 280 V;
• največja moč: 3000 W;
• izhodna napetost: 220V (+10%, - 10%);
• izhodna frekvenca: 50Hz;
• reakcijski čas:<1 сек;
• teža: 8 kg;
• število omrežnih vtičnic, izhodov: 1.

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

Veliko ljudi je doživelo nenadne prenapetosti električne energije, zaradi katerih so odpovedali vsi gospodinjski aparati v hiši. Ali jih je mogoče nekako preprečiti in zaščititi drage naprave pred poškodbami? V tem članku si bomo ogledali, kaj so in kako delujejo.

Sodobna električna omrežja na žalost ne zagotavljajo stalne napetosti na izhodu. Odvisno od kraja bivanja, števila naročnikov in moči naprav na eni liniji se lahko napetost močno razlikuje od 180 do 240 voltov.

Sodobni stabilizator izgleda takole

Toda večina današnje elektronike ima do tovrstnih poskusov izjemno negativen odnos, saj meja za to skoči na +-10 voltov. Na primer, televizor ali računalnik se lahko preprosto izklopi, če napetost pade na 210, kar se zgodi precej pogosto, zlasti zvečer.

Ni razloga za računanje na posodobitev elektroenergetskih omrežij v prihodnjih letih. Zato morajo državljani samostojno poskrbeti za »izenačevanje« napetosti in zaščito električnih omrežij. Vse kar morate storiti je, da kupite stabilizator.

kaj je

Stabilizator je naprava, ki izenači napetost v omrežju in napravi potrebnih 220 voltov. Večina sodobnih poceni stabilizatorjev deluje v območju +-10% želene vrednosti, to je "izravnavanje" sunkov v območju od 200 do 240 voltov. Če pride do resnejšega pogrezanja, morate izbrati dražjo napravo - nekateri modeli lahko "vlečejo" napeljavo od 180 voltov.

Sodobni stabilizatorji napetosti To so majhne naprave, ki delujejo popolnoma tiho in ne brenčijo, kot njihovi "predniki" iz ZSSR. Delujejo lahko na omrežjih 220 in 380 voltov (izbrati ob nakupu).

Poleg padca napetosti visokokakovostni stabilizatorji "očistijo" linijo pred neželenimi impulzi, motnjami in preobremenitvami. Priporočamo, da tovrstne naprave vsekakor uporabljate v svojem domu, in sicer jih namestite na vhod v stanovanje ali vsaj na vse pomembne gospodinjske aparate (bojler, delovni računalnik ipd.). Vendar je še vedno bolje, da ne tvegate drage opreme, ampak kupite običajno izravnalno napravo.

Zdaj ko vešpomislite, koliko denarja vam lahko prihrani. Hkrati v stanovanju deluje velika količina opreme - pralni stroj, računalnik, TV, pomivalni stroj, telefon se polni itd. Če pride do prenapetosti, lahko vse to odpove in škoda bo povzročil na desetine ali celo stotine tisoč rubljev. Na sodišču je skoraj nemogoče dokazati, da je bil vzrok za okvaro opreme prenapetostna napetost, tako da boste morali plačati popravila in kupiti novega z lastnim denarjem.

Načelo delovanja stabilizatorja

Vrste stabilizatorjev

Trenutno obstajajo tri vrste stabilizatorjev, ki se med seboj razlikujejo po principu poravnave:

1. Digitalno.
2. Rele.
3. Servo pogon.

Digitalne ali elektronske naprave veljajo za najbolj praktične, priročne in zanesljive. Delujejo zaradi prisotnosti tiristorskih stikal. Glavna prednost takih sistemov je minimalen odzivni čas, absolutna brezšumnost in majhnost. Slaba stran je cena, običajno so 30-50% dražji od drugih naprav.

Relejni sistemi spadajo v srednji cenovni segment. Delujejo tako, da preklapljajo močnostne releje, ki vklapljajo in izklapljajo ustrezna navitja na transformatorju.Relejni stabilizatorji napetosti za domveljajo za optimalne. Glavni prednosti naprave sta dostopna cena in hitra odzivnost. Slabost: kratka življenjska doba. Običajni rele lahko prenese približno 40-50 tisoč preklopov, po katerih se kontakti obrabijo in začnejo lepiti. Če imate dokaj stabilno omrežje, vam bo relejni sistem deloval več let. Če pa se napake zgodijo večkrat na dan, potem lahko odpove v letu in pol do dveh letih.

Servo naprave so poceni in delujejo s spreminjanjem števila obratov, ki jih uporablja transformator. Njihovo preklapljanje se pojavi zaradi gibanja servo pogona, ki preklopi kontakt, kot na reostatu. Glavna prednost teh sistemov je dostopna cena. Slaba stran je nizka zanesljivost in dolg odzivni čas.

Kako izbrati pravega

Zdaj veš,za domov. Poglejmo, kako izbrati prave naprave.

Najprej morate določiti, koliko naprav bo delovalo hkrati. Na primer, če ste v kuhinji, vklopite električni kotliček, mikrovalovno pečico in pomivalni stroj. V dnevni sobi sta TV in računalnik, v kopalnici pa pralni stroj. Hkrati hladilnik in individualni ogrevalni kotel delujeta v stanovanju brez izklopa - te naprave porabijo tudi 200-300 vatov.

Moč naprav lahko ugotovite iz potnega lista. Vendar ne pozabite, da proizvajalci navajajo aktivno moč, ne dejanske moči.

Način montaže stabilizatorja po števcu

Pozor:Za pravilen izračun morate poznati skupno moč naprave in ne način delovanja. Hladilnik med delovanjem porabi 100 vatov na uro, pri zagonu pa motor porabi 300-500 vatov reaktivne energije. Zato napravo vedno vzemite z rezervo.

Na primer, poraba vašega stanovanja je 2000 vatov. To je zelo realna številka za klasično "kopejko" s sodobnimi aparati in ni opremljena z močnimi porabniki, kot so kotel, električna pečica in kuhalna plošča. Če želite upoštevati polno moč, morate dodati 20%. Prav tako morate razumeti, da če omrežje pade za 20 voltov, transformator izgubi 20% svoje moči. Posledično bo skupna rezerva dosegla 30-40%, zato boste morali kupiti stabilizator z močjo 2000 * 0,4 + 2000 = 2800-vatne naprave.

To so vse informacije, ki jih potrebujete Stabilizator napetosti: kaj je to? in zdaj veste, kako deluje. Še vedno je treba ugotoviti, kako ga pravilno povezati. Priporočljivo je, da ga namestite takoj za števcem, pred električno ploščo, lahko pa ga pritrdite ločeno na zahtevane vode. Naprava mora biti ozemljena, da bo v primeru težav preusmerila tok in zaščitila vašo opremo. Za povezavo je bolje povabiti izkušenega električarja.