Стабилизатор напряжения это: Стабилизаторы напряжения. Виды и устройство. Особенности

Стабилизаторы напряжения. Виды и устройство. Особенности

Многие люди знают, что такое перебои и скачки напряжения в электрической сети. Одно дело, когда от этого просто мигают лампочки, и могут сгореть. А другое дело, когда от перепадов напряжения сгорит стиральная машина или холодильник. Это существенно ударит по семейному бюджету. Импортная бытовая техника не рассчитана на такие скачки напряжения, которые часто происходят в отечественных сетях. Чтобы защитить себя от риска возникновения неисправностей в домашних бытовых устройствах, необходимо обзавестись стабилизатором напряжения, который выбирается по суммарной мощности устройств, которые будут работать в вашей домашней сети.

Стабилизаторы напряжения – это приборы, которые выравнивают величину напряжения питания до тех параметров, которые соответствуют стандартным значениям, а также очищают напряжение от высокочастотных помех. Вид стабилизатора определяет тип основного встроенного механизма, который выполняет функции стабилизатора.

Стабилизаторы напряжения делятся на два основных вида:

1. Накапливающие.
2. Корректирующие.

Первый вид стабилизаторов в настоящее время не используется, так как они имеют большие размеры. Ранее они использовались в сфере производства, а не в бытовых условиях. Стабилизаторы напряжения накапливающего действия функционируют с помощью накопления электрической энергии в емкости, и далее получают от этой емкости необходимый электрический ток с нужными параметрами. По аналогичному принципу работают источники бесперебойного питания.

Корректирующие стабилизаторы напряжения чаще всего включают в себя блок управления. Он реагирует на перепады напряжения в одну или другую сторону, и при этом подключает соответствующую обмотку трансформатора. Корректирующие стабилизаторы нашли широкое применение в бытовых условиях.

Они в свою очередь разделяются на несколько видов:

• Релейные.
• Электронные (тиристорные).
• Феррорезонансные.
• Электромеханические.
• Инверторные.
• Линейные.

Конструктивные особенности и работа

Корректирующий тип стабилизаторов стал наиболее популярным в быту.

Релейные стабилизаторы напряжения

Стали наиболее популярными, ввиду их невысокой стоимости и качества работы. Основным достоинством релейных стабилизаторов является их быстродействие. Они очень быстро срабатывают при изменениях напряжения, и возвращают его величину в стандартные пределы, осуществляя этим защиту бытовых устройств.

Из недостатков можно отметить, что при срабатывании реле возникает резкий скачок напряжения величиной 5-15 вольт, в зависимости от фирмы изготовителя. Для бытовой техники такой скачок не окажет негативного влияния, однако освещение при этом будет мигать заметно. Поэтому при работе релейного стабилизатора иногда наблюдается моргание ламп накаливания, в то время, как энергосберегающие и люминесцентные лампы на это не реагируют.

Как и в других видах стабилизатора, основным элементом релейной модели является силовой трансформатор и блок управления на полупроводниковых элементах. Электронный блок стабилизатора выполнен в виде мощного микроконтроллера, который анализирует напряжение на входе и выходе. В результате он вырабатывает сигналы управления для силовых реле или ключей. Микроконтроллер при создании напряжения управления учитывает время срабатывания силовых реле и ключей. Это дает возможность выполнять коммутацию цепей без их разрыва. В итоге форма графика выходного напряжения становится идентичной входной форме напряжения.

Электронные стабилизаторы напряжения

Тиристорные стабилизаторы работают по принципу, который основан на автоматической коммутации разных обмоток трансформатора силовыми ключами в виде тиристоров. Такой принцип похож на действие релейных приборов. Отличие релейных стабилизаторов состоит в том, что у них нет механических контактов, имеется большее количество ступеней выравнивания напряжения и высокая точность работы 2-5%.

Электронные приборы не создают шума в доме, так как отсутствуют механические реле. Их заменяют электронные ключи. Тиристорные стабилизаторы работают с большим КПД.

При практическом применении электронные модели показали себя чувствительными устройствами, на которые отрицательно влияет перегрев. Отечественные производители выпускают чаще всего именно такой вид стабилизаторов.

Самым серьезным недостатком тиристорных моделей является их высокая стоимость. Гарантийный срок работы практически всех видов стабилизаторов находится в пределах 1-3 лет, в зависимости от фирмы изготовителя.

Феррорезонансные 

Их действие основывается на изменении величины индуктивности катушек, имеющих металлический сердечник, при изменении тока. Последовательно с первичной обмоткой трансформатора подключают емкость С1. Она совместно с первичной обмоткой образует резонансный контур, который настроен на частоту сети, равную 50 герц.

Величина конденсатора зависит от мощности трансформатора. При мощности трансформатора до 60 ватт, конденсатор применяют величиной до 12 мкФ. Чтобы создать значительную мощность стабилизатора, используют дроссель насыщения.

При небольшом сетевом напряжении по дросселю проходит малый ток, и индуктивность дросселя большая. Основная часть тока протекает по параллельно подключенному конденсатору. При этом суммарное сопротивление этой цепи имеет емкостный тип.

Конденсатор компенсирует некоторую часть индуктивного сопротивления катушки трансформатора. При этом ток катушки повышается. Выходное напряжение трансформатора также увеличивается. Это характерно для эффекта резонанса напряжений.

При увеличении напряжения, ток дросселя также повышается, а его индуктивность падает. Величина емкости рассчитывается так, чтобы в контуре дроссель – конденсатор наступил резонанс, при котором сопротивление этого контура было бы наибольшим, а ток, приходящий из сети питания на трансформатор – наименьшим.

При увеличении напряжения сети увеличивается сопротивление контура до момента резонанса. Это дает возможность стабилизироваться напряжению на трансформаторе при больших перепадах напряжения.

Достоинством феррорезонансных приборов является надежность и простота. Недостатком является значительная зависимость напряжения на выходе прибора от частоты тока и искажение формы напряжения. Также, стабилизаторы с насыщенными сердечниками катушек обладают большим магнитным рассеянием. Это отрицательно влияет на функционирование окружающих устройств и на человека.

Электромеханические стабилизаторы напряжения

Принцип действия такого прибора довольно простой. Щетки из графита при перепадах напряжения передвигаются по катушке трансформатора, тем самым регулируется и подстраивается выходное напряжение.

В первых образцах электромеханических стабилизаторов для передвижения щеток использовался ручной способ (переключателем). Пользователь должен был постоянно контролировать показания индикатора напряжения.

В новых моделях приборов эта функция выполняется автоматически небольшим моторчиком, который при перепадах напряжения передвигает щетку по обмотке трансформатора.

Преимуществами таких стабилизаторов является простота и надежность устройства, повышенный КПД. Из недостатков можно отметить малое быстродействие при перепадах напряжения, а также быстрый износ механических деталей. Поэтому электромеханический вид стабилизатора требует постоянного обслуживания в виде контроля и замены щеток.

Инверторные стабилизаторы напряжения

Преобразуют постоянный ток в переменный, а также выполняют обратное действие, то есть, преобразуют переменный ток в постоянный с помощью микроконтроллера и кварцевого генератора.

Из достоинств инверторных стабилизаторов можно выделить малый шум при работе прибора, компактные размеры и широкий интервал входных рабочих напряжений, который колеблется в пределах 115-290 вольт.

Недостатком инверторных образцов является высокая стоимость, в отличие от многих других видов стабилизаторов.

Линейные

Выполнены в виде делителя напряжения. Нестабильное напряжение подается на вход такого устройства, а выровненное напряжение выходит с нижнего плеча делителя. Выравнивание выполняется изменением сопротивления плеча делителя напряжения. При этом величина сопротивления поддерживается такой величины, при которой выходное напряжение прибора было в определенных пределах.

При значительном отношении величин выходного и входного напряжений линейный стабилизатор обладает пониженным КПД, так как значительная часть мощности рассеивается в тепло на элементе настройки. Поэтому регулятор напряжения обычно монтируют на теплоотводящем радиаторе для возможности рассеивания тепла.

Достоинством линейного прибора является отсутствие помех, простота конструкции и малое число деталей. Недостатком является малый КПД, большое выделение тепла.

На что необходимо обратить внимание при выборе стабилизатора

Наибольшую трудность обычно вызывает при выборе прибора его мощность. Кроме активной составляющей мощности, которую расходуют бытовые устройства, некоторые из них обладают реактивной составляющей мощности. Она появляется при наличии индуктивности (если в устройстве имеется мощный электрический мотор). При его запуске ток повышается в несколько раз. Если выбрать стабилизатор без учета этой реактивной составляющей мощности, то он может не справиться с высокой нагрузкой при запуске устройства, имеющего электродвигатель.

Другим фактором, который значительно влияет на выбор стабилизатора, является коэффициент трансформации, который равен нулю, если стабилизатор функционирует в идеальных условиях. То есть, на вход поступает ровно 220 вольт, и выходит точно такая же величина к потребителю. А если стабилизатору приходится выравнивать напряжение, то мощность снижается.

Похожие темы:

• Бесперебойники — UPS. Виды и применение. Как выбрать
• Сетевые фильтры. Как выбрать. Устройство и виды. Применение
• Стабилизаторы тока. Виды и устройство. Работа и применение
• Блоки питания. Виды и работа. Особенности и применение
• ИБП для дома. Виды и параметры. Устройство и работа. Как выбрать
• Параметрические стабилизаторы. Работа и применение

Стабилизатор напряжения | это.

.. Что такое Стабилизатор напряжения?

У этого термина существуют и другие значения, см. Стабилизатор.

Стабилизатор напряжения — преобразователь электрической энергии, позволяющий получить на выходе напряжение, находящееся в заданных пределах при значительно больших колебаниях входного напряжения и сопротивления нагрузки.

По типу выходного напряжения стабилизаторы делятся на стабилизаторы постоянного тока и переменного тока. Как правило, тип питания (постоянный либо переменный ток) такой же, как и выходное напряжение, хотя возможны исключения.

Содержание 1 Стабилизаторы постоянного тока 1.1 Линейный стабилизатор 1.1.1 Параллельный параметрический стабилизатор на стабилитроне 1.1.2 Последовательный стабилизатор на биполярном транзисторе 1.1.3 Последовательный компенсационный стабилизатор с применением операционного усилителя 1.2 Импульсный стабилизатор 2 Стабилизаторы переменного напряжения 2. 1 Феррорезонансные стабилизаторы 2.2 Современные стабилизаторы 3 См. также 4 Литература 5 Ссылки 6 Примечания

Стабилизаторы постоянного тока

Микросхема линейного стабилизатора КР1170ЕН8

Линейный стабилизатор

Линейный стабилизатор представляет собой делитель напряжения, на вход которого подаётся входное (нестабильное) напряжение, а выходное (стабилизированное) напряжение снимается с нижнего плеча делителя. Стабилизация осуществляется путём изменения сопротивления одного из плеч делителя: сопротивление постоянно поддерживается таким, чтобы напряжение на выходе стабилизатора находилось в установленных пределах. При большом отношении величин входного/выходного напряжений линейный стабилизатор имеет низкий КПД, так как большая часть мощности P_расс

= (U_in — U_out) * I_t рассеивается в виде тепла на регулирующем элементе. Поэтому регулирующий элемент должен иметь возможность рассеивать достаточную мощность, т. е. должен быть установлен на радиатор нужной площади. Преимущество линейного стабилизатора — простота, отсутствие помех и небольшое количество используемых деталей.

В зависимости от расположения элемента с изменяемым сопротивлением линейные стабилизаторы делятся на два типа:

• Последовательный: регулирующий элемент включен последовательно с нагрузкой.
• Параллельный: регулирующий элемент включен параллельно нагрузке.

В зависимости от способа стабилизации:

• Параметрический: в таком стабилизаторе используется участок ВАХ прибора, имеющий большую крутизну.
• Компенсационный: имеет обратную связь. В нём напряжение на выходе стабилизатора сравнивается с эталонным, из разницы между ними формируется управляющий сигнал для регулирующего элемента.

Параллельный параметрический стабилизатор на стабилитроне

Применяется для стабилизации напряжения в слаботочных схемах, так как для нормальной работы схемы ток через стабилитрон D1 должен в несколько раз (3-10) превышать ток в стабилизируемой нагрузке R_L. Часто такая схема линейного стабилизатора применяется как источник опорного напряжения в более сложных схемах стабилизаторов. Для снижения нестабильности выходного напряжения, вызванной изменениями входного напряжения, вместо резистора R_V применяется источник тока. Однако эта мера не уменьшает нестабильность выходного напряжения, вызванную изменением сопротивления нагрузки.

Последовательный стабилизатор на биполярном транзисторе

U_out = U_z — U_be.

По сути, это рассмотренный выше параллельный параметрический стабилизатор на стабилитроне, подключённый ко входу эмиттерного повторителя. В нём нет цепей обратной связи, обеспечивающих компенсацию изменений выходного напряжения.

Его выходное напряжение меньше напряжения стабилизации стабилитрона на величину U_be, которая практически не зависит от величины тока, протекающего через p-n переход, и для приборов на основе кремния приблизительно составляет 0,6В. Зависимость U_be от величины тока и температуры ухудшает стабильность выходного напряжения, по сравнению с параллельным параметрическим стабилизатором на стабилитроне.

Эмиттерный повторитель (усилитель тока) позволяет увеличить максимальный выходной ток стабилизатора, по сравнению с параллельным параметрическим стабилизатором на стабилитроне, в β раз (где β — коэффициент усиления по току данного экземпляра транзистора). Если этого недостаточно, применяется составной транзистор.

При отсутствии сопротивления нагрузки (или при токах нагрузки микроамперного диапазона), выходное напряжение такого стабилизатора (напряжение холостого хода) возрастает на 0,6В за счёт того, что U_be в области микротоков становится близким к нулю. Для преодоления этой особенности, к выходу стабилизатора подключают балластный нагрузочный резистор, обеспечивающий ток нагрузки в несколько мА.

Последовательный компенсационный стабилизатор с применением операционного усилителя

Часть выходного напряжения U_out, снимаемая с потенциометра R2, сравнивается с опорным напряжением U_z на стабилитроне D1. Разность напряжений усиливается операционным усилителем U1 и подаётся на базу регулирующего транзистора, включенного по схеме эмиттерного повторителя^[1]. Для устойчивой работы схемы петлевой сдвиг фазы должен быть близок к 180°+n*360°. Так как часть выходного напряжения U_out подаётся на инвертирующий вход операционного усилителя U1, то операционный усилитель U1 сдвигает фазу на 180°, регулирующий транзистор включен по схеме эмиттерного повторителя, который фазу не сдвигает. Петлевой сдвиг фазы равен 180°, условие устойчивости по фазе соблюдается.

Опорное напряжение Uz практически не зависит от величины тока, протекающего через стабилитрон, и равно напряжению стабилизации стабилитрона. Для повышения его стабильности при изменениях Uin, вместо резистора R_V применяется источник тока.

В данном стабилизаторе, операционный усилитель фактически включён по схеме неинвертирующего усилителя (с эмиттерным повторителем, для увеличения выходного тока). Соотношение резисторов в цепи обратной связи задают его коэффициент усиления, который определяет, во сколько раз выходное напряжение будет выше входного (т.е. опорного, поданного на неинвертирующий вход ОУ). Поскольку коэффициент усиления неинвертирующего усилителя всегда больше единицы, величина опорного напряжения (напряжение стабилизации стабилитрона) должна быть выбрана меньше требуемого минимального выходного напряжения.

Нестабильность выходного напряжения такого стабилизатора практически полностью определяется нестабильностью опорного напряжения, за счёт большого коэффициента петлевого усиления современных ОУ (

G_openloop = 10⁵ ÷ 10⁶).

Для исключения влияния нестабильности входного напряжения на режим работы самого ОУ, он может запитываться стабилизированным напряжением (от дополнительных параметрических стабилизаторов на стабилитроне).

Импульсный стабилизатор

Основная статья: Импульсный стабилизатор напряжения

В импульсном стабилизаторе ток от нестабилизированного внешнего источника подаётся на накопитель (обычно конденсатор или дроссель) короткими импульсами; при этом запасается энергия, которая затем высвобождается в нагрузку в виде электрической энергии, но, в случае дросселя, уже с другим напряжением. Стабилизация осуществляется за счёт управления длительностью импульсов и пауз между ними — широтно-импульсной модуляции. Импульсный стабилизатор, по сравнению с линейным, обладает значительно более высоким КПД. Недостатком импульсного стабилизатора является наличие импульсных помех в выходном напряжении.

В отличие от линейного стабилизатора, импульсный стабилизатор может преобразовывать входное напряжение произвольным образом (зависит от схемы стабилизатора):

• Понижающий стабилизатор: выходное стабилизированное напряжение всегда ниже входного и имеет ту же полярность.
• Повышающий стабилизатор: выходное стабилизированное напряжение всегда выше входного и имеет ту же полярность.
• Повышающе-понижающий стабилизатор: выходное напряжение стабилизировано, может быть как выше, так и ниже входного и имеет ту же полярность. Такой стабилизатор применяется в случаях, когда входное напряжение незначительно отличается от требуемого и может изменяться, принимая значение как выше, так и ниже необходимого.
• Инвертирующий стабилизатор: выходное стабилизированное напряжение имеет обратную полярность относительно входного, абсолютное значение выходного напряжения может быть любым.

Стабилизаторы переменного напряжения

Основная статья: Стабилизаторы переменного напряжения

Феррорезонансные стабилизаторы

Во времена СССР получили широкое распространение бытовые феррорезонансные стабилизаторы напряжения. Обычно через них подключали телевизоры. В телевизорах первых поколений применялись сетевые блоки питания с линейными стабилизаторами напряжения (а в некоторые цепи и вовсе питались нестабилизированным напряжением), которые не всегда справлялись с колебаниями напряжения сети, особенно в сельской местности, что требовало предварительной стабилизации напряжения. С появлением телевизоров 4УПИЦТ и УСЦТ, имевших импульсные блоки питания, необходимость в дополнительной стабилизации напряжения сети отпала.

Феррорезонансный стабилизатор состоит из двух дросселей: с ненасыщаемым сердечником (имеющим магнитный зазор) и насыщенным, а также конденсатора. Особенность ВАХ насыщенного дросселя в том, что напряжение на нём мало изменяется при изменении тока через него. Подбором параметров дросселей и конденсаторов можно обеспечить стабилизацию напряжения при изменении входного напряжения в достаточно широких пределах, но незначительное отклонение частоты питающей сети очень сильно влияло на характеристики стабилизатора.

Современные стабилизаторы

В настоящее время основными типами стабилизаторов являются:

• электродинамические сервоприводные (механические)
• статические (электронные переключаемые)
• релейные
• компенсационные (электронные плавные)

Модели производятся как в однофазном (220/230 В), так и трёхфазном (380/400 В) исполнении, мощность их от нескольких сотен ватт до нескольких мегаватт. Трёхфазные модели выпускаются двух модификаций: с независимой регулировкой по каждой фазе или с регулировкой по среднефазному напряжению на входе стабилизатора.

Выпускаемые модели также различаются по допустимому диапазону изменения входного напряжения, который может быть, например, таким: ±15%, ±20%, ±25%, ±30%, -25%/+15%, -35%/+15% или -45%/+15%.

Чем шире диапазон (особенно в отрицательную сторону), тем больше габариты стабилизатора и выше его стоимость при той же выходной мощности.

Важной характеристикой стабилизатора напряжения является его быстродействие, то есть чем выше быстродействие, тем быстрее стабилизатор отреагирует на изменения входного напряжения. Быстродействие это промежуток времени (миллисекунды) за которое стабилизатор способен изменить напряжение на один вольт. У разного типа стабилизаторов разная скорость быстродействия, например у электродинамических быстродействие 12…18 мс/В, статические стабилизаторы обеспечат 2 мс/В, а вот у электронных, компенсационного типа этот параметр 0,75 мс/В.^{[источник не указан 943 дня]}

Ещё одним важным параметром является точность стабилизации выходного напряжения. Согласно ГОСТ 13109-97 предельно допустимое отклонение напряжения питания ±10% от номинального. Точность современных стабилизаторов напряжения колеблется в диапазоне от 1% до 8%. Точности в 8% вполне хватает для обеспечения исправной работы абсолютного большинства бытовой и промышленной электротехники.

Более жесткие требования (1%) обычно предъявляются для питания сложного оборудования (медицинское, высокотехнологичное и подобное). Важным потребительским параметром является способность стабилизатора работать на заявленной мощности во всем диапазоне входного напряжения, но далеко не все стабилизаторы соответствуют этому параметру. Некоторые стабилизаторы выдерживают десятикратные перегрузки, при покупке такого стабилизатора запас по мощности не требуется.

См. также

• Микросхемы серии 78xx — серия распространённых линейных стабилизаторов
• Регулятор мощности
• Инверторы напряжения

Литература

• Вересов Г.П. Электропитание бытовой радиоэлектронной аппаратуры. — М.: Радио и связь, 1983. — 128 с.
• В.В. Китаев и др Электропитание устройств связи. — М.: Связь, 1975. — 328 с. — 24 000 экз.
• Костиков В.Г. Парфенов Е.М. Шахнов В.А. Источники электропитания электронных средств. Схемотехника и конструирование: Учебник для ВУЗов.  — 2. — М.: Горячая линия — Телеком, 2001. — 344 с. — 3000 экз. — ISBN 5-93517-052-3
• Штильман В. И. Микроэлектронные стабилизаторы напряжения. — Киев: Технiка, 1976.

Ссылки

• Стабилизаторы. Изготовители. Описание. (Как сохранить свой дом и технику от скачков напряжения и как правильно выбрать стабилизатор, который вам в этом поможет)
• Стабилизатор напряжения для дома (Зачем необходим стабилизатор напряжения для дома, как его выбрать, типы стабилизаторов)
• ГОСТ Р 52907-2008 «Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Термины и определения»
• Пример схемы регулируемого стабилизатора напряжения/тока (30В/5А, с применением интегрального линейного стабилизатора LM317, ОУ и силового транзистора)

Примечания

1. ↑ Circuits. Op-Amps. Voltage Regulator

Стабилизаторы напряжения – необходимая защита ваших приборов |

Share This Post

Колебания напряжения могут быть явлением в Индии. Они могут навредить электроприборам, а иногда даже привести их в непоправимое состояние. Вот тут-то и появляются стабилизаторы напряжения. Они могут защитить ваши ценные электрические устройства от колебаний напряжения и действовать как механизм безопасности, значительно увеличивающий срок службы ваших устройств. Никто не хочет потерять свои дорогие холодильники, телевизоры или даже ноутбуки из-за скачка напряжения, когда мы платим хорошие деньги за продукты, которые используем. Мы обсудим важность стабилизаторов напряжения, как они работают и почему вы должны иметь их.

Что такое стабилизатор напряжения?

Стабилизатор напряжения представляет собой электрическое устройство, обеспечивающее подачу постоянного напряжения на электроприборы и электронику. Стабилизаторы напряжения могут распознавать колебания напряжения и регулировать их до постоянного выходного напряжения. Продолжительные периоды перенапряжения часто вызывают повреждения изоляции и сокращают общий срок службы приборов. Даже длительное пониженное напряжение имеет неблагоприятные последствия, поскольку они могут привести к перегреву электроприборов и снижению производительности.

Как они работают?

Стабилизаторы напряжения состоят из трех основных компонентов – печатной платы, встроенного трансформатора и мощных электромагнитных реле. Плата управляет встроенным трансформатором стабилизатора и регулирует напряжение с помощью мощных электромагнитных реле. Этот процесс известен как операции повышения и понижения. Когда стабилизатор напряжения обнаруживает низкое выходное напряжение, он использует повышающие операции для увеличения выходного напряжения до номинального уровня, в то время как понижающая операция снижает уровни напряжения в условиях перенапряжения.

Стабилизаторы напряжения разрабатываются в зависимости от прибора, для которого они будут использоваться. Их классифицируют исходя из лимита энергии и особенностей конкретного электроприбора. Большинство стабилизаторов с низким номиналом ВА можно использовать для таких устройств, как телевизоры, системы домашнего кинотеатра и компьютеры. Для мощных приборов, таких как кондиционеры, стиральные машины, духовки и беговые дорожки, часто требуются стабилизаторы с высоким номиналом ВА.

Как правильно выбрать стабилизатор?

Одним из важных факторов при выборе правильного стабилизатора является учет потребляемой мощности устройства. Обычно это указано на наклейке с техническими характеристиками рядом с розеткой питания, или вы также можете обратиться к руководству пользователя устройства. Сохраняйте запас прочности от 20 до 25 процентов, чтобы в будущем вы могли использовать дополнительные устройства. Вы также должны учитывать импульсный ток, который возникает при включении устройства.

Например, если электрическому прибору, такому как кондиционер, требуется мощность 1 кВА или 1000 ВА, оставьте запас прочности на уровне 20 процентов, что составит 200 Вт или 200 ВА. Добавьте это к фактической потребляемой мощности устройства, что даст вам в общей сложности 1200 кВА. Это означает, что для прибора подходит стабилизатор мощностью 1,2 кВА или 1200 ВА. Для приборов с низким энергопотреблением, таких как телевизоры, системы домашнего кинотеатра, обычно требуются стабилизаторы с номиналом от 200 ВА до 400 ВА.

Другие характеристики при выборе стабилизатора напряжения

Защита от перегрузки

Большинство современных стабилизаторов напряжения имеют функцию защиты от перегрузки, которая может обнаруживать короткие замыкания. Он полностью отключает электропитание стабилизатора, чтобы защитить подключенные устройства от повреждения.

Цифровые стабилизаторы

Стабилизаторы напряжения с цифровыми функциями обеспечивают большую гибкость и делают работу стабилизаторов более точной. Эта функция позволяет стабилизатору адаптироваться к различным устройствам, а это значит, что вам нужно всего лишь переключить стабилизатор с одного устройства на другое, чтобы он заработал.

Система задержки по времени

Эта функция полезна, если в вашем регионе часто случаются кратковременные отключения электроэнергии. Это создает задержку в подаче электроэнергии, чтобы встроенный компрессор кондиционера или холодильника получил достаточно времени, чтобы сбалансировать поток тока.

Индикаторы

Большинство стабилизаторов напряжения снабжены индикаторами, показывающими состояние питания и напряжения. Более новые модели также оснащены светодиодными дисплеями, которые в реальном времени показывают уровень входного и выходного напряжения, предоставляя пользователям больше информации.

Монтаж

Ищите стабилизаторы напряжения с кронштейнами для настенного монтажа, так как они снижают риск намокания или повреждения стабилизатора при размещении на земле или в любом другом небезопасном месте. Также настоятельно рекомендуется размещать стабилизаторы высоко над землей и в недоступном для детей месте.

Это большая часть того, что нужно знать перед покупкой стабилизатора напряжения. Эти небольшие устройства могут оказаться очень полезными для защиты ваших электрических устройств от колебаний напряжения. Если вы ищете лучшие стабилизаторы напряжения в стране в одном месте, то это магазин Reliance Digital. Не стесняйтесь посетить ближайший к вам магазин, и вы также можете ознакомиться со стабилизаторами в Интернете, посетив сайт www.reliancedigital.in.

Стабилизаторы напряженияСтабилизаторы напряжения ИндияЦены на стабилизаторы напряженияХарактеристики стабилизаторов напряженияРабота стабилизаторов напряжения

Что такое стабилизатор напряжения — зачем он нам нужен, как он работает, типы и области применения

Применение стабилизаторов напряжения стало необходимостью в каждом доме. В настоящее время доступны различные типы стабилизаторов напряжения с различной функциональностью и работой. Последние достижения в области технологий, такие как микропроцессорные микросхемы и силовые электронные устройства, изменили наше представление о стабилизаторе напряжения. Теперь они полностью автоматические, интеллектуальные и оснащены множеством дополнительных функций. Они также обладают сверхбыстрой реакцией на колебания напряжения и позволяют своим пользователям дистанционно регулировать требования к напряжению, включая функцию запуска/остановки для выхода.

Что такое стабилизатор напряжения?

Стабилизатор напряжения — это электрическое устройство, которое используется для обеспечения постоянного выходного напряжения нагрузки на его выходных клеммах независимо от любых изменений/колебаний на входе, т. е. входящего питания.

Основное назначение стабилизатора напряжения — защита электрических/электронных устройств (например, кондиционера, холодильника, телевизора и т. д.) от возможного повреждения из-за скачков/колебаний напряжения, перенапряжения и пониженного напряжения.

Рис.1 – Различные типы стабилизаторов напряжения

Стабилизатор напряжения также известен как АРН (автоматический регулятор напряжения). Использование стабилизатора напряжения не ограничивается только домашним/офисным оборудованием, которое получает электропитание извне. Даже корабли, у которых есть собственная внутренняя система электропитания в виде дизельных генераторов переменного тока, в значительной степени зависят от этих АРН для обеспечения безопасности своего оборудования.

Оказание первой помощи при электрошо…

Пожалуйста, включите JavaScript

Первая помощь при поражении электрическим током – причины, источники, степень тяжести

Мы можем видеть различные типы стабилизаторов напряжения, доступных на рынке. Как аналоговые, так и цифровые автоматические стабилизаторы напряжения доступны от очень многих производителей. Благодаря растущей конкуренции и повышению осведомленности об устройствах безопасности. Эти стабилизаторы напряжения могут быть однофазными (выход 220-230 вольт) или трехфазными (выход 380/400 вольт) в зависимости от типа применения. Регулировка желаемого стабилизированного выхода осуществляется методом понижения и повышения, выполняемым его внутренней схемой. Трехфазные стабилизаторы напряжения доступны в двух разных моделях: модели со сбалансированной нагрузкой и модели с несимметричной нагрузкой.

Они также доступны с разным номиналом KVA и диапазонами. Стабилизатор напряжения нормального диапазона может обеспечить стабилизированное выходное напряжение 200–240 вольт с повышающим напряжением 20–35 вольт при входном напряжении в диапазоне от 180 до 270 вольт. Принимая во внимание, что стабилизатор напряжения с широким диапазоном может обеспечить стабилизированное выходное напряжение 190–240 вольт с повышающим понижающим преобразователем на 50–55 вольт при входном напряжении в диапазоне от 140 до 300 вольт.

Они также доступны для широкого спектра применений, таких как специальный стабилизатор напряжения для небольших устройств, таких как телевизор, холодильник, микроволновая печь, до одного огромного устройства для всей бытовой техники.

В дополнение к своей основной функции стабилизации, стабилизаторы текущего напряжения имеют множество полезных дополнительных функций, таких как защита от перегрузки, переключение при нулевом напряжении, защита от изменения частоты, отображение отключения напряжения, возможность запуска и остановки выхода, ручной/автоматический запуск, отключение напряжения и т. д.

Стабилизаторы напряжения являются очень энергоэффективными устройствами (с КПД 95-98%). Они потребляют очень мало энергии, которая обычно составляет от 2 до 5% от максимальной нагрузки.

Зачем нужны стабилизаторы напряжения? — Его важность

Все электрические/электронные устройства спроектированы и изготовлены для работы с максимальной эффективностью при типичном напряжении питания, известном как номинальное рабочее напряжение. В зависимости от разработанного безопасного рабочего предела рабочий диапазон (с оптимальным КПД) электрического/электронного устройства может быть ограничен до ± 5 %, ± 10 % или более.

Из-за многих проблем входное напряжение, которое мы получаем, всегда имеет тенденцию колебаться, что приводит к постоянно меняющемуся входному напряжению. Это переменное напряжение является основным фактором, способствующим снижению эффективности устройства, а также увеличению частоты его отказов.

Рис. 2 – Проблемы из-за колебаний напряжения

Помните, что для электрического/электронного устройства нет ничего более важного, чем отфильтрованное, защищенное и стабильное питание. Правильная и стабилизированная подача напряжения очень необходима для того, чтобы устройство выполняло свои функции наиболее оптимальным образом. Это стабилизатор напряжения, который гарантирует, что устройство получит желаемое и стабилизированное напряжение независимо от того, насколько велики колебания. Таким образом, стабилизатор напряжения является очень эффективным решением для тех, кто хочет получить оптимальную производительность и защитить свои устройства от этих непредсказуемых колебаний напряжения, скачков напряжения и помех, присутствующих в источнике питания.

Как и ИБП, стабилизаторы напряжения также являются средством защиты электрического и электронного оборудования. Колебания напряжения очень распространены независимо от того, где вы живете. Могут быть различные причины колебаний напряжения, такие как электрические неисправности, неисправная проводка, молния, короткие замыкания и т. д. Эти колебания могут быть в форме перенапряжения или пониженного напряжения.

Последствия постоянного/периодического перенапряжения для бытовой техники

• Это может привести к необратимому повреждению подключенного устройства.
• Может повредить изоляцию обмотки.
• Может привести к ненужному прерыванию нагрузки
• Может привести к перегреву кабеля или устройства.
• Может сократить срок службы устройства.

Последствия постоянного/периодического падения напряжения на бытовую технику

• Может привести к неисправности оборудования.
• Это может привести к снижению эффективности устройства.
• В некоторых случаях устройству может потребоваться дополнительное время для выполнения той же функции.
• Может снизить производительность устройства.
• Это может привести к тому, что устройство будет потреблять большие токи, что может вызвать перегрев

Как работает стабилизатор напряжения? – Принцип работы функции понижения и повышения

Основная работа стабилизатора напряжения заключается в выполнении двух необходимых функций, т. е. функции понижения и повышения. Функция Buck and Boost — это не что иное, как регулирование постоянного напряжения в условиях перенапряжения и пониженного напряжения. Эта функция Buck and Boost может выполняться вручную с помощью селекторных переключателей или автоматически с помощью дополнительных электронных схем.

Рис. 3 – Основная функция стабилизатора напряжения

В условиях повышенного напряжения функция Buck выполняет необходимое снижение интенсивности напряжения. Точно так же в условиях пониженного напряжения функция Boost увеличивает интенсивность напряжения. Идея обеих функций в целом состоит в том, чтобы поддерживать одинаковое выходное напряжение.

Стабилизация напряжения включает добавление или вычитание напряжения из основного источника питания. Для выполнения этой функции стабилизаторы напряжения используют трансформатор, который подключается к переключающим реле в различных необходимых конфигурациях. Немногие из стабилизаторов напряжения используют трансформатор с различными ответвлениями на обмотке для обеспечения различных корректировок напряжения, в то время как некоторые стабилизаторы напряжения (например, сервостабилизаторы напряжения) содержат автотрансформатор для обеспечения желаемого диапазона коррекции.

Как работают функции Buck и Boost в стабилизаторе напряжения

Для лучшего понимания обеих концепций мы разделим их на отдельные функции.

Функция понижения напряжения в стабилизаторе напряжения

Рис. 4 – Принципиальная схема функции понижения напряжения в стабилизаторе напряжения

На приведенном выше рисунке показано подключение трансформатора в функции «Понижения». В функции Buck полярность вторичной обмотки трансформатора подключается таким образом, что приложенное к нагрузке напряжение является результатом вычитания напряжения первичной и вторичной обмотки.

Рис. 5 – Вычитание напряжения в понижающей функции стабилизатора напряжения

В стабилизаторе напряжения имеется схема переключения. Всякий раз, когда обнаруживается перенапряжение в первичном источнике питания, подключение нагрузки вручную/автоматически переключается в режим «понижающего» режима с помощью переключателей/реле.

Функция форсирования в стабилизаторе напряжения

Рис. 6 – Принципиальная схема функции форсирования в стабилизаторе напряжения

На приведенном выше рисунке показано подключение трансформатора в режиме «Boost». В функции Boost полярность вторичной обмотки трансформатора подключается таким образом, что приложенное к нагрузке напряжение является результатом сложения напряжения первичной и вторичной обмотки.

Рис. 7 – Добавление напряжения в функцию форсирования стабилизатора напряжения

Как автоматически работает конфигурация Buck and Boost?

Вот пример стабилизатора напряжения 02 Stage. Этот стабилизатор напряжения использует реле 02 (реле 1 и реле 2) для обеспечения стабилизированного питания переменного тока нагрузки в условиях повышенного и пониженного напряжения.

Рис. 8 – Принципиальная схема функции автоматического понижения и повышения напряжения в стабилизаторе напряжения

На принципиальной схеме стабилизатора напряжения 02 ступени (изображенного выше) реле 1 и реле 2 используются для обеспечения конфигураций понижения и повышения во время различных обстоятельств колебания напряжения, т. е. перенапряжения и пониженного напряжения. Например, предположим, что вход переменного тока составляет 230 вольт переменного тока, а требуемый выход также является постоянным 230 вольт переменного тока. Теперь, если у вас есть +/- 25 вольт Buck & Boost стабилизация, это означает, что ваш стабилизатор напряжения может обеспечить вам постоянное желаемое напряжение (230 вольт) между 205 вольт (пониженное напряжение) и 255 вольт (повышенное напряжение) входного источника переменного тока. .

В стабилизаторах напряжения, в которых используются трансформаторы с ответвлениями, точки ответвления выбираются на основе требуемой величины напряжения, которое должно быть понижено или повышено. В этом случае у нас есть разные диапазоны напряжения для выбора. Принимая во внимание, что в стабилизаторах напряжения, в которых используются автотрансформаторы, серводвигатели вместе со скользящими контактами используются для получения необходимого уровня напряжения, которое должно быть понижено или повышено. Скользящий контакт необходим, поскольку автотрансформаторы имеют только одну обмотку.

Различные типы стабилизаторов напряжения

Первоначально на рынке появились стабилизаторы напряжения с ручным/селекторным переключателем. В стабилизаторах этого типа используются электромеханические реле для выбора нужного напряжения. С развитием технологий появились дополнительные электронные схемы, а стабилизаторы напряжения стали автоматическими. Затем появился стабилизатор напряжения на основе сервопривода, который способен непрерывно стабилизировать напряжение без какого-либо ручного вмешательства. Теперь также доступны стабилизаторы напряжения на основе ИС/микроконтроллеров, которые также могут выполнять дополнительные функции.

Стабилизаторы напряжения можно разделить на три типа. К ним относятся:

• Стабилизаторы напряжения релейного типа
• Стабилизаторы напряжения с сервоприводом
• Статические стабилизаторы напряжения

Стабилизаторы напряжения релейного типа

В стабилизаторах напряжения релейного типа напряжение регулируется переключением реле. Реле используются для подключения вторичных трансформаторов в различных конфигурациях для реализации функции Buck & Boost.

Как работает стабилизатор напряжения релейного типа?

Рис. 9 – Внутренний вид стабилизатора напряжения релейного типа

На рисунке выше показано, как стабилизатор напряжения релейного типа выглядит изнутри. Он имеет трансформатор с ответвлениями, реле и электронную плату. Печатная плата содержит схему выпрямителя, усилитель, блок микроконтроллера и другие вспомогательные компоненты.

Электронная плата выполняет сравнение выходного напряжения с опорным источником напряжения. Как только он обнаруживает какое-либо повышение или понижение входного напряжения сверх опорного значения, он переключает соответствующее реле для подключения требуемого ответвления для функции Buck/Boost.

Стабилизаторы напряжения релейного типа обычно стабилизируют входные колебания в пределах ±15 % с выходной точностью от ±5 % до ±10 %.

Использование/преимущества стабилизаторов напряжения релейного типа

Этот стабилизатор в основном используется для приборов/оборудования с низким номиналом мощности в жилых/коммерческих/промышленных целях.

• Они стоят дешевле.
• Компактные размеры.

Ограничения стабилизаторов напряжения релейного типа

• Их реакция на колебания напряжения немного медленнее по сравнению со стабилизаторами напряжения других типов
• Менее долговечны
• Менее надежны
• Не выдерживают скачков напряжения, т.к. их предел устойчивости к колебаниям меньше.
• При стабилизации напряжения переход цепи питания может привести к незначительным перебоям в подаче электроэнергии.

Стабилизаторы напряжения с сервоприводом

В стабилизаторах напряжения с сервоприводом регулирование напряжения осуществляется с помощью серводвигателя. Они также известны как сервостабилизаторы. Это замкнутые системы.

Как работает стабилизатор напряжения на основе сервопривода?

В системе с замкнутым контуром гарантируется отрицательная обратная связь (также известная как подача ошибок) на выходе, чтобы система могла гарантировать достижение желаемого результата. Это делается путем сравнения выходного и входного сигналов. Если в случае, если требуемый выходной сигнал выше/ниже требуемого значения, то регулятор источника входного сигнала получит сигнал ошибки (Выходное значение — Входное значение). Затем этот регулятор снова генерирует сигнал (положительный или отрицательный в зависимости от достигнутого выходного значения) и подает его на приводы, чтобы привести выход к точному значению.

Благодаря свойству замкнутого контура стабилизаторы напряжения на основе сервоприводов используются для приборов/оборудования, которые очень чувствительны и нуждаются в точном входном питании (±01%) для выполнения предусмотренных функций.

Рис. 10 – Внутренний вид стабилизатора напряжения на основе сервопривода

На приведенном выше рисунке показано, как стабилизатор напряжения на основе сервопривода выглядит изнутри. Он имеет серводвигатель, автотрансформатор, понижающий и повышающий трансформатор (с ответвлениями), двигатель, электронную плату и другие вспомогательные компоненты.

В стабилизаторе напряжения на основе сервопривода один конец первичной обмотки понижающего и повышающего трансформатора (с ответвлениями) соединяется с фиксированным отводом автотрансформатора, а другой конец первичной обмотки соединяется с подвижным рычагом. которым управляет серводвигатель. Один конец вторичной обмотки понижающего и повышающего трансформатора подключен к входному источнику питания, а другой конец подключен к выходу стабилизатора напряжения.

Рис. 11- Принципиальная схема сервопривода стабилизатора напряжения

Электронная плата выполняет сравнение выходного напряжения с источником опорного напряжения. Как только он обнаруживает какое-либо повышение или понижение входного питания сверх опорного значения, он запускает двигатель, который дополнительно перемещает плечо на автотрансформаторе.

При перемещении рычага автотрансформатора входное напряжение на первичной обмотке понижающего и повышающего трансформатора изменится на требуемое выходное напряжение. Серводвигатель будет продолжать вращаться до тех пор, пока разница между значением опорного напряжения и выходным сигналом стабилизатора не станет равной нулю. Этот полный процесс происходит за миллисекунды. Современные стабилизаторы напряжения на основе сервоприводов поставляются со схемой управления на основе микроконтроллера/микропроцессора, чтобы обеспечить интеллектуальное управление пользователями.

Различные типы стабилизаторов напряжения с сервоприводом

Различные типы стабилизаторов напряжения с сервоприводом: –

Однофазные стабилизаторы напряжения с сервоприводом

серводвигатель, подключенный к переменному трансформатору.

Трехфазные балансные стабилизаторы напряжения с сервоприводом

В трехфазных балансных стабилизаторах напряжения с сервоприводом стабилизация напряжения достигается с помощью серводвигателя, подключенного к 03 автотрансформаторам и общей цепи управления. Выход автотрансформаторов варьируется для достижения стабилизации.

Трехфазные несимметричные стабилизаторы напряжения с сервоприводом

В трехфазных несимметричных стабилизаторах напряжения с сервоприводом стабилизация напряжения достигается с помощью серводвигателя, подключенного к 03 автотрансформаторам и 03 независимым схемам управления (по одной на каждую автотрансформатор).

Рис. 12 – Внутренний вид трехфазных несимметричных стабилизаторов напряжения с сервоприводом

Использование/преимущества стабилизатора напряжения с сервоприводом

• Быстро реагируют на колебания напряжения.
• Обладают высокой точностью стабилизации напряжения.
• Они очень надежны
• Они могут выдерживать скачки напряжения.

Ограничения стабилизатора напряжения на основе сервопривода

• Требуют периодического обслуживания.
• Для устранения ошибки серводвигатель необходимо выровнять. Выравнивание серводвигателя требует умелых рук.

Статические стабилизаторы напряжения

Рис. 13 – Статические стабилизаторы напряжения

Статический выпрямитель напряжения не имеет движущихся частей, как в случае стабилизаторов напряжения на основе сервоприводов. Он использует схему силового электронного преобразователя для стабилизации напряжения. Эти статические стабилизаторы напряжения имеют очень высокую точность, а стабилизация напряжения находится в пределах ±1%.

Статический стабилизатор напряжения содержит понижающий и повышающий трансформатор, силовой преобразователь на биполярном транзисторе с изолированным затвором (IGBT), микроконтроллер, микропроцессор и другие важные компоненты.

Рис. 14 – Статический стабилизатор напряжения, вид изнутри

Как работает статический стабилизатор напряжения?

Микроконтроллер/микропроцессор управляет силовым преобразователем IGBT для создания требуемого уровня напряжения с использованием метода широтно-импульсной модуляции. В методе «широтно-импульсной модуляции» преобразователи мощности с режимом переключения используют силовой полупроводниковый переключатель (например, полевой МОП-транзистор) для управления трансформатором для получения желаемого выходного напряжения. Затем это генерируемое напряжение подается на первичную обмотку трансформатора Buck & Boost. Преобразователь мощности IGBT также управляет фазой напряжения. Он может генерировать напряжение, которое может быть в фазе или на 180 градусов не в фазе с входным источником питания, что, в свою очередь, позволяет ему контролировать, должно ли напряжение добавляться или вычитаться в зависимости от повышения или падения уровня входного питания.

Рис. 15 – Принципиальная схема статического стабилизатора напряжения

Как только микропроцессор обнаруживает падение уровня напряжения, он посылает сигнал широтно-импульсной модуляции на преобразователь мощности IGBT. Преобразователь мощности IGBT соответственно генерирует напряжение, аналогичное разности напряжений, на которую уменьшилось входное питание. Это генерируемое напряжение находится в фазе с входным источником питания. Затем это напряжение подается на первичную обмотку понижающего и повышающего трансформатора. Поскольку вторичная обмотка понижающего и повышающего трансформатора подключена к входному источнику питания, напряжение, индуцируемое во вторичной обмотке, будет добавлено к входному источнику питания. И так стабилизированное повышенное напряжение потом будет подаваться на нагрузку.

Аналогичным образом, как только микропроцессор обнаруживает повышение уровня напряжения, он отправляет сигнал широтно-импульсной модуляции на преобразователь мощности IGBT. Преобразователь мощности IGBT соответственно генерирует напряжение, аналогичное разности напряжений, на которую уменьшилось входное питание. Но на этот раз генерируемое напряжение будет на 180 градусов не совпадать по фазе с входным источником питания. Затем это напряжение подается на первичную обмотку понижающего и повышающего трансформатора. Поскольку вторичная обмотка понижающего и повышающего трансформатора подключена к входному источнику питания, напряжение, индуцированное во вторичной обмотке, теперь будет вычтено из входного источника питания. Таким образом, на нагрузку будет подаваться стабилизированное пониженное напряжение.

Использование/преимущества статических стабилизаторов напряжения

• Они очень компактны по размеру.
• Очень быстро реагируют на колебания напряжения.
• Обладают очень высокой точностью стабилизации напряжения.
• Поскольку нет движущихся частей, он почти не требует обслуживания.
• Они очень надежны.
• Их эффективность очень высока.

Ограничения статического стабилизатора напряжения

Дорогостоящие по сравнению с аналогами

В чем разница между стабилизатором напряжения и регулятором напряжения?

Ну… оба звучат одинаково. Оба они выполняют одну и ту же функцию стабилизации напряжения. Однако то, как они это делают, приносит разницу. Основное функциональное различие между стабилизатором напряжения и регулятором напряжения заключается в следующем:

Стабилизатор напряжения представляет собой устройство, которое обеспечивает постоянное напряжение на выходе без каких-либо изменений входного напряжения. Принимая во внимание, что регулятор напряжения

представляет собой устройство, которое обеспечивает постоянное напряжение на выходе без каких-либо изменений тока нагрузки.

Как выбрать лучший стабилизатор напряжения для дома? Руководство по покупке

При покупке стабилизатора напряжения необходимо учитывать различные факторы. В противном случае вы можете столкнуться со стабилизатором напряжения, который может работать хуже или хуже. Чрезмерная производительность не повредит, но это будет стоить вам дополнительных денег. Так почему бы не выбрать такой стабилизатор напряжения, который удовлетворит ваши требования и сэкономит ваш карман.

Различные факторы, играющие важную роль при выборе стабилизатора напряжения

Различные факторы, которые играют жизненно важную роль и требуют рассмотрения перед выбором стабилизатора напряжения: –

• Требуемая мощность устройства (или группы устройств)
• Тип устройства
• Уровень колебаний напряжения в вашем регионе
• Тип стабилизатора напряжения
• Рабочий диапазон стабилизатора напряжения, который вам нужен
• Отсечка при повышенном/пониженном напряжении
• Тип стабилизации/цепи управления
• Тип крепления стабилизатора напряжения

Пошаговое руководство по выбору/покупке стабилизатора напряжения для дома

Ниже приведены основные шаги, которые необходимо выполнить, чтобы выбрать лучший выпрямитель напряжения для дома: –

• Проверить номинальная мощность прибора, для которого вам нужен стабилизатор напряжения.