Стабилизатор напряжения как выбрать: Как выбрать стабилизатор напряжения (2018) | Стабилизаторы напряжения | Блог

Как выбрать стабилизатор напряжения (2018) | Стабилизаторы напряжения | Блог

Вместо привычного с детства числа 220 в маркировке современных электроприборов все чаще попадается 230. С недавних пор именно 230 В является стандартным напряжением в России и многих других странах. Впрочем, для большинства электроприборов разницы между 230 и 220 В нет никакой. Стандартом допускаются отклонения напряжения сети на ±10%, т.е. от 207 до 253 В. Производители бытовой техники ориентируются именно на эти показатели.

Однако в реальности напряжение в этих рамках удерживается не всегда. В новых микрорайонах, в деревнях и поселках часто к старой подстанции, рассчитанной на определенную нагрузку, подключается много новых потребителей. Это приводит к падению напряжения до 190 В и даже ниже, что бывает хорошо заметно по горящим в полнакала лампочкам. К сожалению, снижением яркости лампочек проблема не исчерпывается. Возрастают токи в обмотках электродвигателей насосов, холодильников, стиральных машин, посудомоек и пр. Это может привести к выходу двигателя из строя.

Бывает в сети и повышенное напряжение, также довольно частое в загородных домах – иногда подстанции намеренно подстраиваются на выдачу повышенного напряжения, чтобы на удаленных потребителях оно поднялось до нормального. При этом на потребителях, близких к подстанции, оно может быть около 250 В. Если при этом еще и нулевой провод окажется не заземлен, то из-за перекоса фаз напряжение может подняться еще выше – до 260 В и даже больше. Ну и не так уж редки случаи, когда электрики случайно подключают в щитке вместо нулевого провода – еще одну фазу, выдавая потребителям 400 В вместо 230. Повышенное напряжение вредно всем потребителям без исключения, поскольку ведет к увеличению выделения тепла, перегреву деталей, выходу их из строя и даже воспламенению.

Можно защитить все электроприборы в доме, установив во входном щитке реле напряжения, но это не решит проблему полностью – при выходе напряжения за установленные рамки оно просто обесточит потребителей. Чтобы защититься от длительных просадок или повышений напряжения, следует ставить стабилизатор.

Конечно, можно поставить мощный стабилизатор на входе в дом и защитить всю технику скопом, но это будет стоить весьма недешево. Тем более что особой надобности в этом и нет – различные электроприборы по-разному реагируют на повышенное или пониженное напряжение. Вполне возможно, что не всей вашей технике нужна защита стабилизатором.

Содержание

Защита электроприборов

Холодильники, морозильники и кондиционеры требуют защиты в первую очередь – пониженное напряжение в сети может стать причиной поломки компрессора и дорогостоящего ремонта.

Но еще одна особенность этой техники в том, что многие модели могут выйти из строя при быстром выключении-включении. Дело в том, что при выключении компрессора давление в системе выравнивается в течение некоторого времени (1-3 минуты). Если запустить компрессор раньше, его двигатель будет работать с повышенной нагрузкой (или вообще не сможет запуститься), что может привести к поломке. Современные холодильники и кондиционеры большей частью имеют встроенное реле задержки, но если у вас есть сомнения, или в руководстве указано, что перед повторным пуском следует выждать некоторое время, то стабилизатор обязательно должен иметь функцию задержки запуска минимум на 1 минуту.

Насосы, как погружные, так и поверхностные также требуют защиты от пониженного/повышенного напряжения и им тоже нужна задержка запуска. При пуске двигатель насоса в течение 1-2 секунд потребляет ток, в несколько раз превышающий номинальный. При этом обмотка двигателя нагревается. При обычном пуске излишки тепла снимаются прокачиваемой водой, но если напряжение в сети пропадает и появляется, то пусковые токи длятся дольше, а двигатель не успевает раскрутиться и прокачать воду. Контактирующая с насосом вода перегревается вплоть до закипания, что приводит к поломке насоса и перегоранию обмоток двигателя. Поэтому стабилизатор, защищающий насосы, должен также иметь задержку запуска в 5-10 секунд.

СВЧ-печь не выйдет из строя при падении напряжения, но эффективность её при этом снизится многократно. Если отвезенная на дачу «микроволновка» перестала греть, не спешите везти её в ремонт – возможно, дело в низком напряжении сети. Стабилизатор легко устранит эту проблему.

Электроника (компьютеры, современные телевизоры, аудиотехника), оснащенная импульсными блоками питания, пониженного напряжения не боится. Обычно это указывается в руководстве или прямо на блоке питания: «INPUT: 100-240 V». Так что, если ваша проблема состоит в пониженном напряжении, стабилизатор такой технике не нужен. Другое дело, если оно повышенное – при длительном воздействии напряжения от 240 В и выше, нагрузка (как тепловая, так и электрическая) на электронику БП сильно возрастает, что довольно быстро приводит к выходу его из строя.

Энергосберегающие лампы (как люминесцентные, так и светодиодные) к пониженному напряжению довольно лояльны, а вот повышенного не любят. Если всплески напряжения в вашей сети не редкость, то их лучше защитить стабилизатором. Тем более что потребляют они немного, и одного недорогого стабилизатора мощностью в 300-500 ВА хватит на освещение частного дома.

Нагревательным приборам, лампам накаливания, электрочайникам, утюгам и прочей подобной технике падения напряжения вообще не опасны – у них просто снизится эффективность. Повышенное напряжение может ускорить их износ, но в целом, напряжение, на 10-20% превышающее номинал, для большинства подобных приборов неопасно. Эти приборы можно включать в «проблемную» сеть без стабилизатора. Правда, это не относится ко многим современным моделям, оснащенным сложными электронными устройствами управления.

Определившись с тем, какие приборы следует защитить, следует определиться с характеристиками стабилизатора.

Характеристики стабилизаторов

Тип стабилизатора напряжения

Релейные стабилизаторы напряжения представляют собой трансформатор с несколькими отводами входной или выходной обмотки, коммутируемыми силовыми реле.

При нормальном входном напряжении трансформатор работает как разделительный – не повышая и не понижая напряжение. При выходе входного напряжения за установленные границы, электроника включает соответствующее реле, превращая трансформатор в понижающий или повышающий.

Преимущества релейных стабилизаторов:

– Низкая цена.

– Высокая перегрузочная способность – даже самые простые модели выдерживают 200% перегрузки в течение нескольких секунд. Модели же с мощными силовыми реле, рассчитанные на высокие пусковые токи, выдерживают непродолжительные десятикратные перегрузки.

– Малое время переключения – напряжение полностью стабилизируется через 20-100 мс после выхода его за нормальные границы.

Недостатки:

– Ступенчатость регулирования. Трансформатор имеет ограниченное число отводов на обмотке, поэтому изменять напряжение может только ступенчато – по 5, 10, а на недорогих моделях – по 20 вольт на одну ступень регулирования. В целом это для техники неопасно, но на граничных напряжениях частые переключения реле, сопровождающиеся мерцанием ламп накаливания, могут раздражать.

– Шумность. Реле при переключении щелкает довольно громко.

– Износ контактов реле. Основной недостаток этого вида стабилизаторов – опасность прогара или пригара контактов реле. Если в первом случае напряжение на выходе стабилизатора просто пропадет, то второй вариант намного неприятнее. Если пригар случится во время пониженного входного напряжения, то при возврате напряжения в норму, реле останется включенным. Трансформатор продолжит работать, как повышающий и напряжение на выходе станет повышенным! Спокойный за свою электротехнику владелец стабилизатора даже не будет подозревать, что именно в этот момент он сжигает её высоким напряжением. Поэтому не стоит выбирать релейный стабилизатор, если в сети случаются частые перепады напряжения – чем чаще реле срабатывает, тем быстрее снижается его ресурс.

Электромеханические (сервоприводные) стабилизаторы напряжения представляют собой тороидальный трансформатор с передвигающимся над внешней обмоткой токосъемником, контактирующим с обмоткой с помощью угольной щетки. При падении или превышении входного напряжения сервопривод перемещает токосъемник, нормализуя выходное.

Преимущества электромеханических стабилизаторов:

– Высокая перегрузочная способность – 200% перегрузки в течение 4-х секунд.

– Плавность регулирования.

– Высокая точность регулирования.

– Низкий уровень шума при регулировании.

Недостатки:

– Большое время переключения – токосъемник движется по обмоткам довольно медленно. Чем больше перепад напряжения, тем медленнее стабилизатор его отрабатывает. Это может привести к появлению импульсных помех на выходе стабилизатора, вызывающих сбои в работе электротехники.

– Износ токосъемника. Токосъемник желательно периодически смазывать графитовой смазкой. Но даже своевременная смазка не предотвращает полностью износа трущихся деталей.

– Высокая цена.

Инверторный стабилизатор сделан на основе инвертора – ток сначала выпрямляется, потом, с помощью инвертора, вновь преобразуется в переменный.

Это позволяет достичь высокой точности регулирования и позволяет добиться полного отсутствия возмущений на выходе. Благодаря отсутствию движущихся контактов, у них низкий уровень шума, ресурс выше и опасности пригара контактов они лишены.

Недостатки инверторных стабилизаторов:

– Недорогие инверторы дают на выходе не чистую синусоиду, а ступенчатую. Некоторые электронные приборы (измерительные приборы, газовые котлы, аудио- и видеотехника) могут начать сбоить или вообще откажутся работать с такой синусоидой.

– Низкая перегрузочная способность. Допускается перегрузка 25-50% от номинала, в течение 1-4 секунд. Для защиты приборов, имеющих высокий пусковой ток, стабилизатор такого типа потребуется брать с большим запасом по мощности.

– Высокая чувствительность к мощным импульсным помехам. Впрочем, в бытовых сетях такие помехи — явление маловероятное.

Ступенчатые электронные стабилизаторы конструктивно схожи с релейными, однако коммутирование обмоток в них производится не с помощью реле, а с помощью мощных полупроводниковых приборов.

Это позволяет добиться высочайшей скорости регулирования (5-40 мс на переключение) при достаточно низкой цене. Эти стабилизаторы тоже не имеют движущихся контактов, бесшумны и обладают высоким ресурсом.

Но свои недостатки есть и у этого вида стабилизаторов:

– Низкая перегрузочная способность. Допускается перегрузка 20-40% от номинала, и то весьма непродолжительное время.

– Ступенчатость регулирования.

– Высокая чувствительность к мощным импульсным помехам. Если в сети нередки сильные кратковременные всплески напряжения, прослужит такой стабилизатор недолго.

Необходимая полная выходная мощность стабилизатора рассчитывается исходя из мощностей всех подключенных к нему электроприборов. При подсчете полной мощности следует иметь в виду, что та мощность (в Ваттах), которая приводится в паспорте на электроприбор – это его активная мощность, т.е., выделяющаяся в виде тепла или света.

Нагревательные приборы и лампы накаливания имеют полную мощность, равную активной. Но некоторые потребители, содержащие в себе электродвигатели или трансформаторы, создают вдобавок к активной еще и реактивную нагрузку. Для определения их полной мощности следует активную мощность поделить на коэффициент мощности (cos(φ)), обычно указанный в паспорте на электроприбор. Если найти это значение не удается, можно воспользоваться таблицей:

Полные мощности всех потребителей следует сложить и добавить к получившейся сумме 30% — дело в том, что мощность стабилизатора приводится для напряжения 220В. При выходе напряжения за пределы нормального, мощность стабилизатора падает на 20-30%. Именно это падение и следует компенсировать.

Но это еще не все – теперь полную мощность каждого потребителя следует помножить на пусковой коэффициент, также взяв его из паспорта или из таблицы. Сумма получившихся чисел (не забываем про 30%) – это пусковая мощность, и перегрузочная способность стабилизатора должна её обеспечивать.

Например, нам следует защитить холодильник мощностью 150 Вт, погружной насос мощностью 500 Вт и линию освещения со светодиодными лампочками суммарной мощностью 500 Вт. Необходимая полная мощность в ВА будет равна:

  • 150/0,8=187,5
  • 500/0,7=714,3
  • 500/0,95=526,3

Суммируем полученные данные и прибавляем 30%. Итого 1857 ВА.

Пусковая мощность будет равна:

  • 187,5*3=562,5
  • 714,3*7=5000
  • 526,3*1,5=790

Также суммируем, прибавляем 30%, получается 8258 ВА. Таким образом, нам нужен стабилизатор на 3000 ВА, способный выдержать перегрузку в три раза больше (релейный с усиленными реле), либо стабилизатор на 4500 ВА, способный выдержать в два раза больше перегрузки (релейный или электромеханический), либо электронный (ступенчатый или инверторный) на 9000 ВА.

Если такой подбор выглядит слишком сложным, то можно просто сложить активные мощности электроприборов (в Ваттах) и подобрать стабилизатор также по активной выходной мощности. Но такой подбор будет грубее: во-первых, этот метод не учитывает индивидуальных особенностей электроприборов, во-вторых, все производители по-разному рассчитывают зависимость полной и активной мощностей. И здесь также следует быть уверенным, что перегрузочная способность стабилизатора поможет ему выдержать пусковую мощность потребителей.

Разъем для подключения нагрузки может быть в виде клемм, либо в виде розеток. Если стабилизатор планируется использовать для защиты какой-либо линии электропитания (например, осветительной) предпочтительнее разъем в виде клемм.

Если же защищать планируется отдельных потребителей, то удобнее подключать их напрямую в евророзетки (СЕЕ 7), обратите внимание, чтобы количество розеток соответствовало количеству потребителей.

Некоторые стабилизаторы оснащены компьютерными розетками IEC 320 C13 – как правило, эти стабилизаторы предназначены для защиты персональных компьютеров и учитывают низкий коэффициент мощности этого вида техники.

Задержка запуска, как указывалось выше, может потребоваться для защиты некоторых видов техники, не приемлющих частых включений-выключений: холодильников, кондиционеров, насосов и пр.

Варианты выбора стабилизаторов

Для защиты отдельного маломощного потребителя – газового котла или циркуляционного насоса – будет достаточно стабилизатора полной мощностью до 1000 ВА.

Для защиты электроприборов, наиболее сильно подверженных влиянию пониженного или повышенного напряжения, будет достаточно стабилизатора в 3000-6000 ВА.

С защитой всех домашних электроприборов справится мощный стабилизатор.

Для защиты компьютера и периферии удобно использовать специализированный стабилизатор с компьютерными розетками.

Релейные и электромеханические стабилизаторы обладают высокой перегрузочной способностью и хорошо подходят для защиты электроприборов с высокими пусковыми токами.

Стабилизаторы напряжения для дома и дачи: как выбрать, какой лучше

В современных частных домовладениях количество электроприборов увеличивается в соответствии с ростом потребностей хозяина. Холодильник, плита и духовой шкаф, телевизор, стиральная машина, пылесос, компьютеры, чайник — это ставшие уже привычными потребители электричества. А еще посудомоечная машина, мультиварка, хлебопечка, кофемашина — список пополняется с каждым днем. Нагрузка на электрические сети растет, особенно за чертой города, в дачных или коттеджных поселках, где перепады напряжения в сети являются обычным явлением. Защитить сложную и дорогую электронику от таких скачков поможет стабилизатор напряжения.


Локальные и общие стабилизаторыСтабилизаторы напряжения для дома и дачи: как выбрать, какой лучше

Если напряжение «гуляет» в небольших пределах и большая часть техники работает нормально, а проблемы есть только у какой-то части более чувствительной аппаратуры, имеет смысл поставить локальные стабилизаторы — на конкретные линии или на отдельные устройства.


По количеству фаз

Питание в доме может быть однофазным и трехфазным. С однофазными (на 220 В) все ясно: нужен однофазный стабилизатор. Если в доме/квартире три фазы, есть варианты:



  • Если есть аппаратура, которая подключается сразу к трем фазам, то стабилизатор напряжения для дома нужен трехфазный.
    Схема подключения стабилизатора к однофазной цепиСтабилизаторы напряжения для дома и дачи: как выбрать, какой лучше
  • Если аппаратура подключается только к одной из фаз, нужны однофазные стабилизаторы на каждую из фаз. Причем мощность их не обязательно должны быть одинаковой, так как нагрузка обычно распределена неравномерно.

На трехфазные цепи можно поставить три однофазныхСтабилизаторы напряжения для дома и дачи: как выбрать, какой лучше

Выбрать стабилизатор напряжения для дома или дачи по этому принципу несложно. Но определиться надо обязательно.

Выбор мощности

Чтобы выбрать стабилизатор напряжения для дома, первым делом надо рассчитать его мощность. Проще всего ее определить по автомату, который стоит на доме или линии. Например, входной автомат стоит на 40 А. Рассчитываем мощность: 40 А * 220 В = 8,8 КВа. Чтобы агрегат не работал на пределе возможностей, берут запас по мощности 20-30%. Для данного случая это будет 10-11 КВа.


Выбор мощности стабилизатора зависит от суммарной мощности сети или подключаемых к нему приборовСтабилизаторы напряжения для дома и дачи: как выбрать, какой лучше

Также рассчитывается мощность локального стабилизатора, который ставим на отдельный прибор. Но тут в расчет берем максимальный потребляемый ток (есть в характеристикам). Например, это 2,5 А. Далее считаем по описанному выше алгоритму. Но если в оборудовании есть мотор (холодильник, например), то надо учитывать пусковые токи, которые в разы превышают нормативные. В этом случае рассчитанные параметры умножают на 2 или 3.

При подборе мощности не путайте кВА с кВт. Если коротко, то 10 кВА при наличии на нагрузке емкостей и индуктивностей (то есть для реальных сетей практически всегда) не равны 10 кВт. Цифра реальной нагрузки меньше, а насколько меньше — зависит от коэффициента индуктивности (может также быть в характеристиках). Под конкретный прибор рассчитать все просто — надо умножить на коэффициент, а вот для сети все сложнее. Просто если видите цифру в кВА, берите запас порядка 15-20%. Примерно такова реактивная составляющая в среднем.

Точность стабилизации

Точность стабилизации показывает, насколько «ровным» будет напряжение на выходе. Приемлемым считается +-5%. С таким допуском нормально работает отечественная техника, а вот для импортной надо лучше стабилизированное напряжение. Итак, все стабилизаторы, которые имеют точность меньше +-5% — это замечательно, все что хуже — лучше не покупать.

Точность стабилизации — один из первых параметров, на которые надо обратить внимание.



Диапазон входного напряжения: предельный и рабочий

В характеристиках есть две строчки: предельный диапазон входного напряжения и рабочий. Это две разные характеристики, которые отображают разные параметры устройства. Предельный диапазон — это тот, при котором устройство будет хоть как-то корректировать напряжение. Оно не всегда вытянет его до нормы, но хотя-бы не отключится.


Предельный диапазон указывают не всегда, но есть рабочийСтабилизаторы напряжения для дома и дачи: как выбрать, какой лучше

Рабочий диапазон входного напряжения — это, как раз, тот разбег, при котором устройство должно выдавать заявленные параметры (с той самой точностью стабилизации).


Нагрузочная и перегрузочная способность

Очень важная характеристика, на которую надо обязательно обращать внимание. Нагрузочная способность показывает какую нагрузку может «потянуть» стабилизатор напряжения для дома при работе на нижней границе. Есть такие модели, которые выдают заявленную мощность на 220 В. То есть тогда, когда она совсем не нужна. А вот на нижнем пределе в 160 В могут работать только с половинной нагрузкой. Результат — работая при пониженном напряжении он может перегореть. Даже если вы взяли его с запасом мощности.


Нагрузочную и перегрузочную способность надо запрашивать дополнительно.
Обычно в технических характеристиках ее нетСтабилизаторы напряжения для дома и дачи: как выбрать, какой лучше

Перегрузочная способность не менее важна. Она показывает, как долго может он работать с превышением нагрузки. Параметр важен даже если оборудование вы брали с хорошим запасом по мощности. По этому параметру можно опосредованно определить качество деталей и качество сборки. Чем выше перегрузочная способность, тем более надежно оборудование.

Виды, плюсы, минусы

Стабилизаторы напряжения есть разных видов, делают их из компонентов разного типа — электромеханических, электронных. Часть из них имеет электро-механическое управление, часть-электронное. Чтобы правильно подобрать оборудование, надо иметь представление о достоинствах и недостатках.


Видов и типов стабилизаторов напряжения для дома много…Стабилизаторы напряжения для дома и дачи: как выбрать, какой лучше

Электронные (симисторные)

Собираются на симисторах или термисторах. Имеют несколько ступеней регулировки, которые подключаются/отключаются в зависимости от входного напряжения. Переключение может происходить при помощи электронного ключа (работает бесшумно, но это более дорогие модели) или электронного реле (при срабатывании есть звук).

К плюсам электронных стабилизаторов относят высокую скорость реакции (время включения одной ступени около 20 мсек). Электронные ключи срабатывают очень быстро, подключая нужное количество ступеней коррекции или отключая их. Второй положительный момент — тихая работа. Шуметь тут нечему — работает электроника.


Сравнение основных типов стабилизаторовСтабилизаторы напряжения для дома и дачи: как выбрать, какой лучше

Минусы тоже есть. Первый — низкая точность стабилизации. В этой категории вы не найдете моделей, который выдают напряжение с погрешностью менее 2-3%. Это просто невозможно, так как регулировка ступенчатая и погрешность довольно высока. Второй недостаток — высокая цена. Симисторы стоят немало, а их столько, сколько ступеней. То есть, чем больше ступеней и вше точность регулировки, тем дороже будет оборудование.


Электромеханические

Собираются на основе электромагнитной катушки, по которой бегает бегунок. Положение бегунка изменяется при помощи мотора или реле. Плюс электромеханического стабилизатора — невысокая цена и высокая точность стабилизации. Недостаток — низкое быстродействие — параметры меняются медленно. Второй минус — довольно громкая работа.

Аппараты с мотором работают тише, но корректировка происходит медленно. Среднее время реакции — 20 В за 0,5 секунды. При резких скачках аппарат просто не успевает изменять напряжение. Есть у стабилизаторов этого типа еще одна неприятность — перенапряжение. Возникает, в той ситуации, когда ранее упавшее напряжение резко приходит в норму. Стабилизатор не успевает среагировать, в результате на выходе имеем скачок, прием бывает он до 260 В, а это губительно для техники. Для того чтобы избежать подобной ситуации, на выходе ставят защиту по напряжению (автомат по напряжению), который просто отключает питание.


Электро-механические — недорогие, надежные, но с малой скоростью коррекцииСтабилизаторы напряжения для дома и дачи: как выбрать, какой лучше

Если электромеханический стабилизатор напряжения для дома собран на основе реле, время срабатывания меньше, но при работе они шумят, да и регулировка не плавная а ступенчатая. Это значит, что они имеют более низкую точность стабилизации. Зато нет перенапряжения и нет необходимости думать о дополнительной защите. Чтобы не путаться, эти устройства называют релейные стабилизаторы именно так они описаны в большинстве случаев.

Есть и еще один не самый приятный момент у электромеханических стабилизаторов напряжения для дома или квартиры: они быстрее изнашиваются, требуют регулярной профилактики (раз в пол года).

Феррорезонансные

Это самые громоздкие из стабилизаторов. Имеют малое время отклика, высокую надежность и стойкость к помехам. Коэффициент стабилизации средний (порядка 3-4%), что неплохо.


Ферро-резонансные стабилизаторы напряжения не слишком популярны из-за больших габаритов и массыСтабилизаторы напряжения для дома и дачи: как выбрать, какой лучше

Но на выходе напряжение имеет искаженную форму (не синусоида), работа зависит от изменений частоты в сети, отличается большой массой и габаритами. Обычно используется как первая ступень стабилизации, если одним устройством добиться нормального напряжения не получается.

Инверторные

Это один из видов электронных приборов, но его работа и внутреннее устройство очень сильно отличаются от описанных выше, потому эта группа рассматривается отдельно.


В инверторных стабилизаторах напряжения происходит двойное преобразование сначала переменный ток превращается в постоянный, затем обратно в переменный, который подается на корректор коэффициента мощности, где и происходит его стабилизация. В результате на выходе имеем идеальную синусоиду со стабильными параметрами.


Блок-схема инверторного стабилизатора напряженияСтабилизаторы напряжения для дома и дачи: как выбрать, какой лучше

Инверторный стабилизатор напряжения для дома это, пожалуй, лучший на сегодня выбор. Вот его плюсы:

  • Широкий рабочий диапазон стабилизации. Нормальный показатель — от 115-290 В.
  • Малое время отклика — задержка составляет несколько миллисекунд.
  • Высокая точность стабилизации: средние показатели в классе 0,5-1%.
  • На выходе идеальная синусоида, что важно для некоторых видов техники (газовых котлов, например, стиральных машин последнего поколения).
  • Подавление помех любого характера.
  • Небольшие размеры и масса.

По цене это не самое дорогое оборудование — стоят они примерно столько же, сколько и релейные и почти в два раза ниже электронных. При этом качество преобразования у инверторных агрегатов намного выше.


Российский производитель ШТИЛЬ выпускает инверторные стабилизаторы напряжения для дома и дачиСтабилизаторы напряжения для дома и дачи: как выбрать, какой лучше

Недостаток у этого оборудования один: при работе элементы сильно греются. Для охлаждения в корпус встраиваются вентиляторы, которые издают негромкое жужжание. Если стабилизатор напряжения выбираете для квартиры, ставят его обычно в коридоре, так что шум может быть слышен. В частных домах возможностей по выбору места установки больше, так что вполне реально найти такое, где шум мешать не будет.

Какой стабилизатор лучше

Говорить от том, что какой-то тип стабилизатора лучше, а какой-то хуже не имеет смысла. У каждого есть свои достоинства и недостатки, каждый в какой-то ситуации, под определенные требования — лучший выбор.

Давайте рассмотрим типичные ситуации, с которыми многие сталкиваются:



  • Скачки по питанию частые, резкие. Напряжение то падает, то становится выше требуемого. Для такой ситуации необходимо высокое быстродействие и отсутствие возможности перенапряжения. Такими свойствами обладают электронные и инверторные стабилизаторы.
  • Напряжение в сети часто понижается, до нормы практически не дотягивает. Тут важен широкий рабочий диапазон. Из недорогих моделей подходят электромеханические и релейные, из более дорогих все тот же инверторный.
    Чтобы проще было выбрать, какой стабилизатор напряжения лучшеСтабилизаторы напряжения для дома и дачи: как выбрать, какой лучше
  • Купили новую технику, а она не хочет работать, выдает ошибку по питанию. Лучший вариант тут — инверторный агрегат Он не только напряжение дотянет, но и синусоиду выдаст идеальную, а это для электроники важно.

Ситуаций на самом деле очень много. Но в любом случае подбирать тип стабилизатора напряжения для дома надо исходя их существующей проблемы. Далее уже в выбранной категории выбирать по параметрам.


Выбор производителя и цены

Самое непростое — выбрать производителя. Стазу стоит сказать, что китайские агрегаты лучше не рассматривать. Даже с теми, которые китайские только наполовину (с вынесенным в поднебесную производством и головным офисом в другой стране) надо быть очень аккуратными. Качество не всегда стабильно.


Советы по выбору стабилизатораСтабилизаторы напряжения для дома и дачи: как выбрать, какой лучше

Если вам не важна внешняя составляющая, обратите внимание на стабилизаторы российского или белорусского производства. Это Штиль и Лидер. Вполне приличные агрегаты, с не очень хорошим дизайном, но со стабильным качеством.

Если вам нужна идеальная аппаратура, ищите итальянские ORTEA. У них и качество сборки, и внешний вид на высоте. Также неплохие отзывы у РЕСАНТА. Их товар оценивают на 4-4,5 по пятибалльной шкале.

Разброс цен поражает, но типы оборудования тут собраны самые разные — от бюджетных релейных и электромеханических до супер-надежных электронных.

Какой стабилизатор напряжения выбрать для квартиры?| Статьи

14.05.2018

Качество электроэнергии у жителей городских квартир обычно выше, чем у владельцев частных домов и, тем более, дачников. Конечно, городские электросети тоже далеко не всегда идеальны, но встречающиеся в них колебания все же меньше, чем в сельской местности и частном секторе. Однако даже небольшие перепады питающего напряжения могут помешать нормальному функционированию современной бытовой техники и электроники. Поэтому стабилизатор напряжения часто необходим и в городских условиях.

В каком случае стабилизатор напряжения нужен в квартиру?

Если для частного дома и дачи стабилизатор нужен практически всегда, то с городскими квартирами все не так однозначно. Во-первых, удаленность многоквартирных домов от электростанций меньше, следовательно – критически низкие показатели напряжения встречаются реже, чем за городом. Во-вторых, сильные сетевые перепады в городе скорее исключение, чем правило.

Наличие колебаний напряжения легко определить «невооруженным глазом». Помехи в динамиках и на экранах видеовоспроизводящих устройств, мигание лампочек, изменение звука работы холодильника или стиральной машины явно дают понять, что необходим стабилизатор напряжения.

Но что, если подобных признаков не наблюдается – можно ли быть уверенным в отсутствии перепадов сетевого напряжения и безопасности своего оборудования? К сожалению, нет. Небольшие колебания в сети могут не проявляться зрительно, но медленно «подтачивать» электронную начинку современной бытовой техники, пагубно сказываясь на её долговечности и производительности.

Проверить свою электросеть на предмет качества поступающей из неё электроэнергии можно прибегнув к помощи электрика или самостоятельно. Достаточно, используя мультиметр, измерить напряжение в розетке во время минимального потребления (например, в разгар рабочего дня) и во время максимальной загрузки (утром, вечером или в выходные). Полученные данные следует сравнить с показателями допустимых отклонений, которые не должны превышать 10% от номинального напряжения:

  • для сетей 230 В – не менее 207 В и не более 253 В;
  • для сетей 220 В – не менее 198 и не более 242 В.

Если измеренное напряжение находится в установленных приделах – стабилизация не требуется, за исключением оборудования, нуждающегося в электропитании, качество которого превосходит существующие нормы (для бытового сектора такая техника – явное исключение). В случае скачков напряжения выше или ниже указанных норм, стоит задуматься о покупке стабилизатора. Потребность в нём будет расти вместе с увеличением отклонения напряжения от стандартного значения.

Какая техника нуждается в первоочередной стабилизации напряжения?

Перед покупкой стабилизатора необходимо решить, какое именно оборудование будет подключаться к устройству. При этом следует понимать, что одни виды бытовой техники более устойчивы к колебаниям сетевой электроэнергии, чем другие. Рассмотрим влияние качества электроснабжения на работу наиболее распространённых в городских квартирах электроприборов:

  • Холодильники. Современные модели отлично выполняют свои функции при изменениях напряжения в пределах 10%. В случае более существенных отклонений все-таки понадобиться стабилизатор напряжения для холодильника, иначе такое оборудование может уйти в защиту и отключиться. Если холодильник всё-таки запустится при пониженном или повышенном входном напряжении, то длительная работа в таких условиях чревата сокращением рабочего ресурса компрессора. Более старые модели холодильников реагируют даже на малейшие колебания сетевого напряжения, что слышно по изменению звука их работы. Сгоревший, вследствие сетевого перепада, электродвигатель является распространённой причиной их поломки.
  • Телевизоры. Изделия последних поколений стабильно работают при плавающем напряжении. Встроенные в них импульсные блоки питания выравнивают сетевой сигнал и поддерживают широкий диапазон входных значений вплоть до 110 В снизу и 260 В сверху. Однако, если провалы ниже указанного значения в городской квартире практически невозможны, то скачки напряжения выше 260 В могут встречаться. Поэтому в ряде случаев стабилизатор напряжения для телевизора потребуется.
  • ПК, ноутбуки и оргтехника. В современных ПК, ноутбуках и мониторах применяются импульсные блоки питания, схожие с телевизионными, поэтому в условиях небольших сетевых перепадов угрозы для таких устройств нет. Сильные скачки напряжения опасны для самого блока питания – он может выйти из строя. При наличии подобных явлений стоит позаботится о защите своего оборудования с помощью стабилизатора напряжения для ПК и оргтехники.
  • Утюг. Будет работать практически при любых сетевых показателях, но при низком напряжении устройство не сможет нагреться до нужной температуры, а при высоком – быстро перегреется.
  • Аудиотехника. Перепады напряжения в сети негативно воздействуют на качество звука. При небольших колебаниях для корректной работы достаточно сетевого фильтра. В случае сильных отклонений, улучшение звучания гарантирует только стабилизатор напряжения для аудиотехники.
  • Климатическое оборудование. Кондиционеры, вентиляторы, тепловые пушки, увлажнители воздуха зависимы от параметров питающего напряжения. Отклонения от номинальных значений отрицательно влияют на надёжность и долговечность их электродвигателей. Например, кондиционер в условиях нестабильного электропитания будет работать на пониженной мощности или выйдет из строя. Поэтому такое оборудование при наличии любых сетевых колебаниях следует использовать только со стабилизатором напряжения.
  • Пылесосы. Основным узлом любого пылесоса является компрессор, реализованный на базе чувствительного к качеству электроэнергии двигателя. Результатом скачков напряжения для пылесоса станет либо работа на неполную мощность, либо преждевременный выход из строя.
  • Стиральные машины. Автоматические и полуавтоматические модели имеют электродвигатель, поэтому любые отклонения в электросети крайне неблагоприятно скажутся на их работе и сроке службы. Кроме того, резкие скачки напряжения вызовут постоянные срабатывания защитной автоматики и затронут встроенные водонагреватели, которые не прогреют воду или выйдут из строя. Бесспорно, стабилизатор напряжения для стиральной машины требуется даже при минимальных отклонениях сетевого напряжения от установленных норм.
  • Посудомоечные машины. Принцип их работы и устройство во многом аналогичны стиральным машинам, соответственно, аналогичны и проблемы возникающие при колебаниях напряжения в электросети. Следовательно, для стабильной работы и продления срока эксплуатации, нужно обязательно подключать стабилизатор напряжения для посудомоечной машины. Он повысит качество её работы и продлит срок эксплуатации.
  • Микроволновые печи. При пониженном напряжении не смогут обеспечить заявленную мощность излучения. При значительном превышении номинального напряжения возможен выход из строя управляющей электроники и блока питания. Поэтому, чтобы не получить холодную пищу в горячей посуде, рекомендуется применять стабилизатор напряжения для микроволновой печи.
  • Энергосберегающие лампы. Очень чувствительны и быстро сгорают при частых перепадах напряжения (в тех случаях, когда обычные лампы просто мигают). Кроме того, при низком напряжении они могут вообще не включиться.
  • Светодиодные лампы. Практически не реагируют на перепады в сети и светят с одинаковой яркостью в широком диапазоне входного напряжения (границы допустимых значений зависят от качества встроенного регулятора тока).
  • Лампы накаливания. Обычные лампы устойчивее к сетевым колебаниям, чем энергосберегающие. Но при низком напряжении их свет заметно тускнеет, а при высоком становится ярче, что негативно сказывается на зрении человека, а также снижает срок службы лампы и вызывает перерасход электроэнергии.
  • Электрообогреватели. При просадке сетевого напряжения не смогут разогреться до необходимой температуры и не выполнят своих прямых функций. При повышенном напряжении модели, снабжённые автоматикой, отключатся, а более простые – могут перегреться и не только выйти из строя, но и стать причиной пожара.

Проанализировав вышесказанное, можно прийти к выводу, что вся бытовая техника в большей или меньшей степени зависит от качества питающего напряжения. Поэтому, если в электросети вашей квартиры наблюдаются какие-либо отклонения от установленных нормативных значений, целесообразно один раз потратиться на качественный и современный стабилизатор для бытовой техники, способный гарантировать корректное функционирование электроприборов.

Какой тип стабилизатора напряжения подходит для квартиры?

Сразу откинем технически устаревшие и непригодные для современного бытового использования феррорезонансные устройства. Остальные типы стабилизаторов рассмотрим подробнее:

  • Релейные. Принцип работы основан на переключении обмоток трансформатора специальными реле. Выбирается та обмотка, напряжение на которой имеет значение наиболее близкое к номинальному. Главные достоинства: доступная цена и достаточно высокая скорость срабатывания. Существенный недостаток – не лучшая точность стабилизации, которой может не хватить для чувствительных электронных компонентов современной бытовой техники. Дополнительное неудобство при бытовом использовании релейных стабилизаторов доставляет шум, сопровождающий каждое срабатывание реле.
  • Электромеханические. Осуществляют коррекцию напряжения за счёт перемещения по обмотке трансформатора специального контакта, приводимого в движение сервоприводом. Преимущества: повышенная (по сравнению с релейными аппаратами) точность стабилизации и низкая стоимость большинства моделей. Ряд серьёзных недостатков осложняет применение электромеханических стабилизаторов в городских квартирах. Речь идёт о низкой скорости срабатывания (за исключением некоторых дорогостоящих устройств), высоком уровне шума, ненадёжности механики и возможном искрении при работе. Кроме того, отдельных финансовых расходов потребуют периодическое обслуживание и замена изношенных токосъёмных контактов (графитовых щеток).
  • Симисторные и тиристорные. По принципу действия схожи с релейными, но переключение между обмотками трансформатора осуществляют максимально увеличивающие быстродействие и делающие работу устройства практически бесшумной полупроводниковые ключи: тиристоры и симисторы. Характеристики стабилизаторов данного типа превосходят многие аналоги. Такие устройства могут успешно применяться в городских квартирах, но и они не способны гарантировать необходимое для устойчивого функционирования различной электроники, полностью независящее от внешних сетевых условий безразрывное электропитание идеальной синусоидальной формы.
  • Инверторные. Инновационные стабилизаторы, конструктивно отличающиеся от всех вышеприведённых устройств. Их принцип работы, построенный на базе передовой технологии двойного преобразования энергии, не только нейтрализует все присущие стабилизаторам других типов недостатки, но и обеспечивает недоступные им технические характеристики.

Как определить мощность стабилизатора напряжения для бытовой техники в квартире?

Расчет мощности одинаков для всех типов стабилизаторов – суммируется мощность подключаемых потребителей и добавляется запас в 20-30%.

В таблице ниже приведены ориентировочные диапазоны мощностей (на основе каталогов отечественных торговых сетей) для самых распространённых в городских квартирах электроприборов.

Устройство

Диапазон мощностей, Вт

Пылесос

100 Вт – 2500 Вт

Холодильник

150 Вт – 600 Вт

Телевизор

50 Вт – 400 Вт

Системный блок ПК

200 Вт – 400 Вт

Ноутбук

20 Вт – 80 Вт

Стиральная машина

425 Вт – 3500 Вт

Обогреватель

800 Вт – 2500 Вт

Утюг

250 Вт – 3100 Вт

Кофемашина

500 Вт – 2300 Вт

Кондиционер

650 Вт – 2400 Вт

Микроволновая печь

600 Вт – 2000 Вт

Электроплита

1000 Вт – 10300 Вт

Фен

1000 Вт – 2500 Вт

Тостер

200 Вт – 1500 Вт

Чайник

650 Вт – 2400 Вт

Музыкальный центр

50 Вт – 500 Вт

Кухонная вытяжка

56 Вт – 8010 Вт

Мультиварка

500 Вт – 1600 Вт

Мощность отдельных моделей может отличаться от приведённых в таблице значений. Поэтому при подборе стабилизатора рекомендуем пользоваться данными актуальными конкретно для вашей бытовой техники, найти их можно в технических паспортах или на заводских этикетках.

Обратите внимание! Для устройства, имеющих в своём составе электродвигатели, характерны высокие пусковые токи. Примерами таких электроприборов из таблицы являются: пылесос, холодильник, стиральная машина, электродрель, кондиционер, электромясорубка. При расчёте общей мощности для подобных потребителей следует использовать не номинальное, а максимальное, пусковое значение мощности (обычно превышает штатное минимум в 3 раза). Некоторые производители для устройств, имеющих пусковые токи, сразу указывают максимальную мощность. Другие – приводят только номинальную, стараясь не привлекать внимание к неминуемым скачкам энергопотребления при пуске. Обязательно изучите техническую документацию любого оборудования на предмет наличия информации о потребляемой мощности в различных режимах работы. Стабилизатор следует выбирать по максимальному из возможных значений!

Также стоит обратить внимание и на точность стабилизации. Большая часть бытовой техники отлично работает со стабилизаторами, точность которых не превышает 7%. Но для устройств, работу которых регулирует автоматика (например, стиральная машина) или для устройств, в которых важен чистый звук и изображение, рекомендуется выбирать стабилизаторы с уровнем точности не более 5%.

Пример выбора стабилизатора напряжения для квартиры.

За основу возьмем среднестатистическую городскую квартиру, для неё возможны два решения:

  • установка стабилизатора для защиты отдельных бытовых приборов;
  • установка стабилизатора для централизованной защиты всей электросети.

В первом случае применяются небольшие стабилизаторы, включаемые в сеть через обычную розетку 220 В посредством вилки-шнура. От них запитываются единичные нагрузки, хотя возможно подключение и несколько электроприёмников – с использованием переходника.

Второй вариант реализуется на базе мощного стабилизатора и целесообразен для квартир с сильными колебаниями напряжения, которые опасны для всех видов бытовой техники. Мощный стабилизатор обладает крупными габаритами и в городской квартире может не хватить свободного пространства для его установки. В таком случае, питание потребителей следует организовать от отдельных менее мощных стабилизаторов. Если место для крупногабаритного устройства всё-таки нашлось, то настоятельно рекомендуем доверять его подключение только профессиональному-сертифицированному специалисту!

Итак, рассмотрим выбор стабилизатора на двух конкретных примерах:

Пример 1. Необходим стабилизатор для защиты современной стиральной машины, максимальная потребляемая мощность которой составляет 1900 Вт. Прибавляем к этому значению запас по мощности равный 30% и получаем итоговый показатель 2470 Вт. Таким образом, потребуется установка стабилизатора напряжения мощностью не менее 2500 Вт.

Пример 2. Стабилизатор выбирается для организации централизованной защиты. Пусть список и максимальная мощность подключаемого оборудования будет следующими:

  • телевизор — 100 Вт;
  • компьютер и ноутбук – 250 Вт + 40 Вт = 290 Вт;
  • микроволновка – 1000 Вт;
  • холодильник – 300 Вт;
  • пылесос – 600 Вт;
  • стиральная машина – 1900 Вт;
  • электроплитка – 5000 Вт;
  • освещение – 400 Вт;
  • утюг – 1400 Вт;
  • музыкальный центр – 50 Вт;
  • кухонная вытяжка – 230 Вт;
  • прочие электроприборы (бритва, миксер, роутер и т.п.) – 500 Вт.

Мы не включили в список кондиционер и обогреватель. Будем считать, что с обогревом квартиры справляется центральное отопление, а кондиционера просто нет. Суммарная мощность в нашем случае равна 11770 Вт. К этому значению добавим еще 30% запаса, учитывающего возможные перегрузки, и получим итоговый показатель 15301 Вт. Таким образом, для такой квартиры потребуется стабилизатор напряжения мощностью не менее 16 кВт.

И в первом и во втором примерах присутствует чувствительная техника, требующая повышенной точности стабилизации. Кроме того, необходим бесшумный стабилизатор, рассчитанный на долгосрочное использование без технического обслуживания. Указанным критериям в полной мере соответствуют только инверторные и симисторные/тиристорные модели. Стабилизаторы на основе полупроводниковых ключей обычно чуть дешевле, но инверторные устройства отличаются большей долговечностью, точностью и быстродействием. Это позволяет считать именно их эталоном защиты от большинства свойственным городским квартирам проблем электроснабжения.

Подробнее о стабилизаторах напряжения «Штиль» для бытовой техники в квартире.

Инверторные стабилизаторы напряжения «Штиль» для квартиры:

«стабилизатор напряжения 220в для дома какой лучше выбрать?» – Яндекс.Кью

Изменение показателей электрической сети отрицательно влияет на все оборудование. Вероятно, Вы замечали, что иногда свет ламп становится тусклым. Это явный признак того, что напряжение в сети пониженное. Наиболее опасны резкие скачки. Повышение напряжения на 10% сокращает срок службы приборов в 4 раза. Энергосберегающие лампы в таких условиях выходят из строя еще быстрее. Даже в наиболее благополучной Москве перепады в сети случаются часто. По данным Общества защиты прав потребителей по поводу сгоревшей бытовой техники фиксируется до 5 обращений в неделю.

Почему напряжение скачет?

Колебания в сети неизбежны, их вызывают изменения нагрузки. Так, резкое падение напряжения происходит во время пуска различных электроустановок. Например, вы включаете мощный электроприбор, и в квартире на короткое время тускнеет свет. Постепенное увеличение или уменьшение общей нагрузки тоже влияет на качество тока. Такие изменения могут происходить в одно и то же время суток. В жилых домах наибольшая нагрузка на сеть наблюдается вечером.
Кроме того, падение напряжения происходит из-за активного сопротивления в проводах. Чем длиннее линия, тем больше потери. По этой причине в деревнях, дачных поселках проблемы с электроэнергией не редкость.

Где необходимо стабильное напряжение?

На предприятиях стабилизаторы напряжения подключаются к высокочастотным генераторам, электронным микроскопам и измерительным приборам. В настоящее время покупка этих устройств для домашнего применения — вопрос личного выбора. А вот на производстве, в различных учреждениях и офисах они обязательны.

В электротехнике преобразователи напряжения подразделяются на несколько видов. В данном случае мы говорим о корректирующих стабилизаторах переменного тока. Они используются для регулирования сетевого напряжения, которое подается на холодильники, компьютеры, станки и прочую технику. Главная задача — привести ток в соответствие с нормальными показателями и тем самым создать условия для правильной эксплуатации электрооборудования. Таким образом, обеспечивается его исправная работа и долгий срок службы.

Чтобы понять, нужен ли Вам стабилизатор, необходимо произвести замеры с помощью тестера несколько раз в течение дня в будни и в выходные. Результат меньше 198 В или выше 242 В — критический, стабилизатор должен защищать всю сеть. Отклонение от нормы в 10% — электроприборы выдерживают, но при этом они быстрее изнашиваются. Чтобы не пришлось часто менять лампочки, напряжение не должно выходить за пределы 205-235 В. В противном случае, нужен общий стабилизатор. Если значение находится в пределах 210-230 В, разумно поставить защиту на один дорогостоящий прибор.

Коротко о видах

Защитное устройство включают в сеть так, что ток сначала проходит через него, а затем подается на остальную технику. Но у разных стабилизаторов, этот процесс происходит по-своему:

• Ферромагнитные – ток регулируется при помощи магнитного сердечника, обычно такие устройства применяются в частных домах и на дачах.

• Электромеханические – в них используются токосъемник и трансформатор, напряжение регулируется плавно. Точность поддержания составляет не более 3%, поэтому эти стабилизаторы подходят для измерительных приборов, музыкальной аппаратуры и т.д.

• Электронные – в них действуют электронные ключи. Как правило, обладают компактными габаритами и оснащаются цифровыми дисплеями, на которых отображаются показатели тока.

Принадлежность к определенному виду влияет на технические характеристики и на цену. В настоящее время наибольшее распространение получили модели электромеханического и электронного типа, которые применяют в быту и на производстве.

Подробнее в статье «Виды стабилизаторов и их отличия, устройства, функции»…

Что учесть при выборе стабилизатора напряжения?

В первую очередь, определяемся с количеством фаз. Для дома в однофазной сети нужен стабилизатор с рекомендуемым подключением на 220 В (однофазный стабилизатор), для трехфазной – 380 В (трехфазный стабилизатор). На основании сделанных в разное время суток замеров напряжения, определяем диапазон, на который должно быть рассчитано устройство (например, 160 – 230 В).

Самый ответственный момент – это подсчет суммарной потребляемой мощности всех приборов и техники, работающих от электросети. Приблизительные показатели представлены ниже:

кондиционер 1000 – 3000 Вт

компрессор 750 – 2800 Вт

дисковая пила, циркулярная пила 750 – 1600, 1800 – 2100 Вт

электромотор 550 – 3000 Вт

водяной насос, насос высокого давления 500 – 900, 2000 – 2900 Вт

дрель, перфоратор 400 – 800, 900 – 1400 Вт

электролобзик, электрорубанок 250 – 700, 400 – 1000 Вт

шлифмашинка 650 – 2200 Вт

телевизор 100 – 400 Вт

стиральная машина 1800 – 3000 Вт

фен, утюг 500 – 2000 Вт

тостер, кофеварка 700 – 1500 Вт

пылесос 400 – 2000 Вт

холодильник 150 – 600 Вт

духовка, микроволновка, электрочайник 1000 – 2000 Вт

компьютер 400 – 750 Вт

накопительный водонагреватель 1200 – 1500 Вт

проточный водонагреватель 5000 – 6000 Вт

обогреватель 1000 – 2400 Вт

электролампы 20 – 250 Вт

Более точную информацию о потребляемой мощности Вы найдете в инструкциях и технических паспортах используемой техники.

Теперь подсчитаем, какая мощность стабилизатора нужна для бытового использования. Например, чаще всего в квартире постоянно работают: холодильник (600 Вт)+ осветительные приборы (200 Вт)+ обогреватель (2400 Вт)+ компьютер (750 Вт).

Суммарная мощность всех потребителей составляет 3950 Вт.

Внимание! У электромоторов в момент запуска нагрузка на сеть увеличивается, поэтому необходимо использовать стабилизатор с небольшим запасом мощности. Это относится к холодильникам, стиральным машинам и другому оборудованию с высокими пусковыми токами. Поэтому нужно выбирать стабилизатор напряжения с запасом мощности не менее 20%.

Необходимо учитывать не только мощность стационарных электроприборов, но и тех, которые включаются периодически, например чайника, тостера или пылесоса. Допустим, одновременно с основной бытовой техникой могут работать утюг (2000 Вт)+ микроволновка (2000 Вт)+ телевизор (400 Вт)=4400 Вт. Поэтому к суммарной мощности нужно прибавить еще это значение. Таким образом, мы получим максимальное значение потребляемой мощности для всей электробытовой техники: 3950 Вт+4400 Вт=8350 Вт.

При выборе стабилизатора для предприятия схема расчета будет аналогичной, но необходимо учитывать следующее. Если Вы собираетесь подключать оборудование с асинхронными двигателями, компрессоры или насосы, мощность устройства должна быть в 3 раза выше номинальной.

После этого определяем коэффициент изменения напряжения в сети. Для этого нам понадобятся данные, которые Вы получили при замере входного напряжения. Сравниваем это значение с данными ниже:

Напряжение однофазной сети / Коэффициент отклонения

130 / 1,69

150 / 1,47

170 / 1,29

210 / 1,05

220 / 1

230 / 1,05

250 / 1,29

270 / 1,47

Определить коэффициент отклонения для трехфазной сети можно аналогичным образом, просто взять диапазон +/- 380 В.

Допустим, напряжение в сети составляет 150 В. Поэтому, коэффициент будет 1,47.

Умножаем максимальную суммарную мощность на коэффициент отклонения: 8350х1,47=12274,5 (Вт).

Значит, нужно покупать стабилизатор мощностью не менее 12 кВт. Подойдет, например, модель Ресанта АСН 12000/1 Ц или Ресанта АСН 12000/1-ЭМ.

И наконец, следует решить, какая точность стабилизации напряжения будет необходима. Погрешность регулирования выходного напряжения указывается в процентах. Чем выше процент, тем точность ниже. Но для большинства устройств это не играет решающей роли. Для дома допустимо 8-10%. Чтобы проверить, каким требованиям должно отвечать напряжение в сети, ознакомьтесь с инструкцией к бытовой технике. Если там указано 220±3%, то нужен стабилизатор с соответствующей характеристикой.

Подробнее в статье: «Технические характеристики стабилизаторов»…

Несколько полезных советов

• Качественный стабилизатор напряжения должен иметь систему защиты от перегрузки и короткого замыкания. Это является залогом долгой и бесперебойной работы. Некоторые модели могут быть оснащены системами самодиагностики и защиты от перегрева.

• При покупке обратите внимание на наличие гарантии. Как правило, у большинства устройств этот срок составляет 1 год. Компания Штиль дает 2 года гарантии на всю серии «Т» и на некоторые стабилизаторы из серии «R». Она действует, если на приборе нет механических повреждений и не вскрыта оболочка. В противном случае, бесплатному ремонту устройство не подлежит.

Подробнее в статье «Правила работы со стабилизаторами. Установка и ввод в эксплуатацию»..

• Стабилизатор устанавливают в соответствии с правилами, указанными в инструкции. Для подключения нужны качественные провода, а питающий кабель должен быть достаточно толстым.

Подробнее о расходных материалах в статье «Все, что нужно для стабилизаторов»…

Если у Вас возникли затруднения с выбором подходящего стабилизатора напряжения, обратитесь к менеджеру интернет-магазина «ВсеИнструменты.ру». Вам предложат необходимую информацию и помогут принять решение о покупке. У нас представлены стабилизаторы напряжения всех видов, с различными характеристиками и ценами. Вы обязательно найдете тот, который создаст надежную защиту для вашей техники.

Как выбрать стабилизатор напряжения? — Обзор

Стабилизатор напряжения — необходимое устройство, если вы пользуетесь электроникой в условиях очень нестабильной электросети. Во многих деревнях можно столкнуться с тем, что напряжение тока в розетке сильно варьируется и «скачет», а стабилизатор обезопасит ваши электроприборы, и они не пострадают от случайного повышения или понижения вольтажа.

В продаже представлены как профессиональные модели, так и модели для использования в быту, и нужно четко понимать разницу между ними, чтобы не переплатить за ненужные функции.

Следующая часть нашей статьи будет посвящена важным техническим характеристикам стабилизаторов напряжения, на которые нужно обратить внимание при выборе. Затем мы предложим вам выбрать из десяти отличных моделей, которые можно купить у магазинов в нашем каталоге.

Как выбрать стабилизатор напряжения?

Основные характеристики, на которые стоит обратить внимание

Тип

Типов стабилизаторов напряжения несколько, но в быту почти всегда используются два — релейные и электромеханические.

Релейные модели очень быстро срабатывают и имеют высокий КПД (о нем позже), благодаря чему и популярны в обычных условиях. Их недостаток — ступенчатая регулировка выходного напряжения, что в быту не слишком важно. Кроме того, релейные стабилизаторы обычно имеют широкий диапазон входного напряжения. Их вариант — электронные стабилизаторы, которые для переключения вольтажа используют более надежные полупроводники, а не реле. Стоят электронные модели заметно дороже.

Электромеханические стабилизаторы регулируют напряжение очень точно и отлично защищены от перегрузок, но срабатывают медленнее из-за своего механического устройства. Кроме того, они требуют бережного обслуживания из-за износа щеток. Такие модели используются для работы с большим количеством электроприборов и мощным оборудованием.

Полная мощность (ВА)

Полная мощность в Вольт∙Амперах складывается из реактивной (для нагрузки с входящими элементами индуктивности и конденсаторами (лампочки, утюги)) и активной (для нагрузки с резистивными элементами (бытовая техника)) мощностей стабилизатора.

Мощность стабилизатора всегда должна превышать мощность нагрузки хотя бы на 20% — чтобы на всякий случай был запас. Перед покупкой конкретной модели посчитайте максимальную активную и реактивную нагрузки в вашей сети и сопоставьте их с характеристиками выбранного стабилизатора.

Эффективная мощность (Вт)

Эффективная мощность определяет максимальную мощность нагрузки, которую стабилизатор может выдержать. Именно этот показатель должен быть выше, чем общий показатель мощности вашей сети. Эффективная мощность всегда ниже полной.

Тип входного напряжения

В большинстве случаев используются стабилизаторы для 220-вольтных однофазных сетей, но иногда требуется покупка специальной модели для 380-вольтной трехфазной сети — например, для использования в гараже. Трехфазные сети нужны для питания мощного оборудования с большой нагрузкой.

Рабочее и предельное напряжение

Чем больше диапазон рабочего напряжения стабилизатора, тем большие перепады он сможет спокойно выдержать. Выбирать конкретную модель нужно с учетом того, насколько стабильна электросеть там, где вы будете его использовать — проконсультируйтесь с местным электриком или представителями компании, которая занимается обеспечением электроэнергией.

Предельное напряжение выше рабочего, но стабилизатор не рассчитан на работу в таких условиях на протяжении долгих периодов времени — если предельное или близкое к нему напряжение держится долго, он быстро выйдет из строя.

Точность стабилизации

Чем точнее стабилизатор, тем ближе этот показатель к нулю. Для использования в квартире или на даче достаточно отклонения 5-8%, которое обеспечивают даже бюджетные модели. Бытовая техника, правда, гораздо лучше переживает отклонения в 2-5%. Высокоточные стабилизаторы (меньше 2%) нужны для работы медицинских приборов, профессиональной видео- и аудиотехники и прочего профессионального оборудования.

КПД

Коэффициент полезного действия определяет количество энергии, которое теряется при стабилизации. Чем он выше, тем меньше дополнительный расход энергии, и тем больше вы на ней сэкономите. КПД в 95% и выше — это вполне приемлемо.

Размещение

Стабилизаторы напряжения могут устанавливаться на пол или на стену. Первые чаще всего используются в быту, а вторые (с небольшим весом и компактными размерами) — например, для обеспечения безопасного питания котла в подвале, где ограничена площадь.

Существуют и универсальные модели, которые могут как работать, стоя на полу, так и работать, вися на стене. Крепления, как правило, поставляются в комплекте.

Охлаждение

Чаще всего стабилизаторы охлаждаются естественно (пассивно) — с помощью радиаторов внутри корпуса и вентиляционных отверстий на нем. Такая система охлаждения обеспечит более тихую работу, но может не справиться со своей задачей при высокой температуре окружающей среды.

Принудительное (активное) охлаждение обеспечивается вентиляторами. Такой тип охлаждения гораздо эффективнее, но дороже и приводит к более высокому уровню шума в работе стабилизатора.

Задержка запуска

Стабилизаторы с этой функцией нужны для работы с приборами, которые используют двигатели асинхронного типа. После внезапного отключения тока такие приборы должны полностью остановить свою работу, для чего на выходе стабилизатора полностью отключается подача напряжения.

Bypass

Режим bypass позволяет обойти стабилизацию и подключить электросеть напрямую. Это может помочь тогда, когда стабилизатор не требуется, когда он сломан или не может выполнять свою работу (например, в сильную жару).

Контроль и защита

Защитой от короткого замыкания, перегрева и повышенного напряжения оснащены практически все модели. Очень полезна и более редко встречающаяся защита от помех, но ее необходимость обусловлена параметрами конкретной электросети — опять-таки, по этому поводу лучше поговорить с местным электриком, который обязательно даст нужные советы.

Также обратите внимание на диапазоны влажности и температуры воздуха, в котором может штатно работать стабилизатор. В Беларуси это особенно важно — зимы у нас бывают весьма холодные, а летом температура и влажность на протяжении нескольких дней тоже могут держаться на высоком уровне.

Как выбрать стабилизатор напряжения?

Топ-10 стабилизаторов напряжения

Как выбрать стабилизатор напряжения?

Очень доступный вариант, который поможет обезопасить, к примеру, газовый котел.

Особенности:

  • тип стабилизатора: релейный
  • полная мощность: 2000 ВА
  • эффективная мощность: 1000 Вт
  • минимальное рабочее напряжение: 176 В
  • максимальное рабочее напряжение: 264 В
  • точность стабилизации: 5%
  • КПД: 95%
  • размещение: напольное
  • охлаждение: естественное
  • световые индикаторы
  • 4 розетки
  • защита от КЗ
  • защита от повышенного напряжения

Как выбрать стабилизатор напряжения?

Популярная бюджетная модель из Латвии.

Особенности:

  • тип стабилизатора: релейный
  • полная мощность: 1000 ВА
  • эффективная мощность: 750 Вт
  • минимальное рабочее напряжение: 140 В
  • максимальное рабочее напряжение: 260 В
  • точность стабилизации: 8%
  • КПД: 97%
  • размещение: напольное
  • охлаждение: естественное
  • цифровая индикация
  • 1 розетка
  • защита от КЗ
  • защита от перегрева
  • защита от помех
  • защита от повышенного напряжения
Как выбрать стабилизатор напряжения?

Отличный стабилизатор с высоким КПД для сетей с большой нагрузкой (много бытовой техники в доме).

Особенности:

  • тип стабилизатора: релейный
  • полная мощность: 12000 ВА
  • эффективная мощность: 10000 Вт
  • минимальное рабочее напряжение: 140 В
  • максимальное рабочее напряжение: 260 В
  • точность стабилизации: 3.5%
  • КПД: 98%
  • размещение: настенное
  • охлаждение: естественное
  • цифровая индикация
  • задержка запуска
  • bypass
  • защита от КЗ
  • защита от перегрева
  • защита от повышенного напряжения
  • защита от помех
Как выбрать стабилизатор напряжения?

Популярная «дачная» модель латвийской компании, но китайского производства.

Особенности:

  • тип стабилизатора: релейный
  • полная мощность: 5000 ВА
  • эффективная мощность: 4000 Вт
  • минимальное рабочее напряжение: 140 В
  • максимальное рабочее напряжение: 260 В
  • точность стабилизации: 8%
  • КПД: 97%
  • размещение: напольное
  • охлаждение: естественное
  • цифровая индикация
  • bypass
  • защита от КЗ
  • защита от перегрева
  • защита от повышенного напряжения
  • защита от помех
Как выбрать стабилизатор напряжения?

Среднебюджетный стабилизатор напряжения, которого вполне хватит на не слишком большую квартиру.

Особенности:

  • тип стабилизатора: релейный
  • полная мощность: 9000 ВА
  • эффективная мощность: 7000 Вт
  • минимальное рабочее напряжение: 140 В
  • максимальное рабочее напряжение: 260 В
  • точность стабилизации: 3.5%
  • КПД: 98%
  • размещение: настенное
  • охлаждение: естественное
  • цифровая индикация
  • задержка запуска
  • bypass
  • защита от КЗ
  • защита от перегрева
  • защита от повышенного напряжения
  • защита от помех
Как выбрать стабилизатор напряжения?

Еще одна недорогая «дачная» модель от проверенного производителя.

Особенности:

  • тип стабилизатора: релейный
  • полная мощность: 5000 ВА
  • эффективная мощность: 4000 Вт
  • минимальное рабочее напряжение: 140 В
  • максимальное рабочее напряжение: 260 В
  • точность стабилизации: 8%
  • размещение: настенное
  • охлаждение: естественное
  • цифровая индикация
  • задержка запуска
  • защита от КЗ
  • защита от перегрева
  • защита от повышенного напряжения
  • защита от помех
Как выбрать стабилизатор напряжения?

Дешевая модель для тех случаев, когда обезопасить от скачков напряжения нужно одно не слишком «прожорливое» устройство.

Особенности:

  • тип стабилизатора: релейный
  • полная мощность: 1000 ВА
  • эффективная мощность: 320 Вт
  • минимальное рабочее напряжение: 175 В
  • максимальное рабочее напряжение: 285 В
  • точность стабилизации: 10%
  • размещение: напольное
  • охлаждение: естественное
  • световые индикаторы
  • 2 розетки
  • защита от КЗ
  • защита от перегрева
  • защита от повышенного напряжения
  • защита от помех
Как выбрать стабилизатор напряжения?

Качественная и не слишком дорогая модель с высоким показателем эффефктивной мощности.

Особенности:

  • тип стабилизатора: релейный
  • полная мощность: 10000 ВА
  • эффективная мощность: 6700 Вт
  • минимальное рабочее напряжение: 140 В
  • максимальное рабочее напряжение: 275 В
  • размещение: настенное
  • охлаждение: принудительное
  • цифровая индикация
  • задержка запуска
  • защита от КЗ
  • защита от перегрева
  • защита от повышенного напряжения
  • защита от помех
Как выбрать стабилизатор напряжения?

Отличный вариант для установки в загородном доме без мощного электрооборудования.

Особенности:

  • тип стабилизатора: релейный
  • полная мощность: 10000 ВА
  • минимальное рабочее напряжение: 140 В
  • максимальное рабочее напряжение: 270 В
  • точность стабилизации: 8%
  • КПД: 95%
  • размещение: настенное
  • охлаждение: принудительное
  • цифровая индикация
  • задержка запуска
  • bypass
  • защита от КЗ
  • защита от перегрева
  • защита от повышенного напряжения
  • защита от помех
Как выбрать стабилизатор напряжения?

Мощная напольная модель для использования с электродвигателями и другим оборудованием.

Особенности:

  • тип стабилизатора: электромеханический
  • полная мощность: 20000 ВА
  • минимальное рабочее напряжение: 160 В
  • максимальное рабочее напряжение: 260 В
  • точность стабилизации: 3%
  • КПД: 97%
  • размещение: напольное
  • охлаждение: естественное
  • цифровая индикация
  • bypass
  • защита от КЗ
  • защита от повышенного напряжения
основные критерии, принцип работы, недостатки и преимущества Электронный стабилизатор напряжения картинка

06.05.2019

Электронные стабилизаторы напряжения широко используются в быту для защиты техники от перепадов напряжения. В отличие от релейных стабилизаторов, эти приборы не содержат механических или электромеханических компонентов, что дает им более лучшие технические возможности. Для преобразования напряжения в них применяются полупроводниковые элементы – тиристоры или симисторы.

В данной статье мы расскажем об электронных стабилизаторах, их особенностях, принципах работы и сферах применения, а также раскроем их недостатки и выделим достоинства.

Устройство и принцип действия электронного стабилизатора

Электронный стабилизатор обычно состоит из следующих компонентов:

  • измерителей входного и выходного напряжения;
  • управляющей микросхемы, которая анализирует данные от измерителей и при необходимости включает процесс преобразования напряжения;
  • трансформатора с возможностью переключения обмоток для регулировки напряжения;
  • блока электронных ключей (тиристоров или симисторов), который управляет переключением обмоток.

Структурная схема электронного стабилизатора картинка

Принцип действия электронного стабилизатора может быть описан следующим образом:

при изменении напряжения в питающей сети фиксируется разница между фактическим и номинальным его значением. Управляющий микропроцессор подает сигнал на включение определенного силового ключа, коммутирующего именно ту секцию обмотки трансформатора, коэффициент трансформации которой обеспечит наиболее приближенное к номиналу значение выходного напряжения.

Таким образом, принцип действия электронных стабилизаторов во многом схож с работой устройств релейного типа. Если в последних коммутация необходимых обмоток автотрансформатора осуществляется при помощи электромеханических реле, то в электронных устройствах вместо них используются отличающиеся гораздо более высоким быстродействием силовые полупроводниковые ключи — тиристоры или симисторы.

Также конструкция электронного стабилизатора предусматривает работу в режиме «байпас» – когда сетевое напряжение находится в пределах нормы, электричество направляется в обход трансформатора и непосредственно подается потребителю.

Таким образом, питание электроприборов через электронный стабилизатор напряжения осуществляется следующим образом:

  1. Если параметры электротока соответствуют нормативным, он проходит через байпас, не нагружая основные цепи стабилизатора.
  2. Если происходит падение или возрастание напряжения, измеритель на входе стабилизатора фиксирует это изменение.
  3. Управляющая микросхема стабилизатора отдает соответствующую команду и срабатывает блок электронных ключей.
  4. В цепь включаются обмотки трансформатора, которые осуществляют преобразование напряжений до нужного уровня.

В чем разница между симисторным и тиристорным стабилизатором?

Электронные стабилизаторы могут строиться на основе тиристоров или симисторов.

Принцип работы тиристора

Принцип работы симистора

Тиристор представляет собой полупроводниковый элемент, который позволяет управлять прохождением тока.

Он пропускает ток только в одном направлении и имеет два состояния — «открыто» или «закрыто». Ими можно управлять с помощью подачи импульса на один из входов.

В стабилизаторе тиристор используется для подключения обмотки трансформатора.

Симистор функционирует сходным c тиристором образом. Его название представляет собой сокращение от слов «симметричный тиристор».

Главное отличие от тиристора заключается в том, что симистор пропускает ток в двух направлениях. Поэтому в симисторном стабилизаторе при тех же параметрах можно использовать в два раза меньше электронных компонентов. Это делает его более компактным и надежным.

Достоинства и недостатки электронных стабилизаторов

Ниже представлены основные достоинства и недостатки электронных стабилизаторов по сравнению с релейными приборами. Они обусловлены, в первую очередь, строением и особенностями метода преобразования напряжения электронных стабилизаторов.

Достоинства

Недостатки

  1. Не имеют механических элементов, поэтому издают меньше шума при работе и считаются в целом более надежными.

  2. Реагируют на изменения параметров электросети быстрее.

  3. Имеют меньший шаг изменения при регулировке напряжения, что позволяет добиться более высокой точности стабилизации – от 5 до 10 %.

  4. Электронные ключи, в отличие от реле, весьма компактны, а значит, их количество можно увеличить без существенного увеличения размеров устройства.

  1. Выходное напряжение имеет форму, отличную от синусоидальной (трапециевидную или с другими искажениями, в зависимости от конкретной модели стабилизатора).

  2. Точности, которую дает ступенчатая регулировка напряжения, может оказаться недостаточно для питания устройств, чувствительных к качеству электроснабжения.

  3. Более высокая стоимость в сравнении с релейными моделями.

Сферы применения электронных стабилизаторов напряжения

Такие преимущества электронных стабилизаторов перед релейными устройствами, как более высокая скорость и точность регулирования напряжения, бесшумность в работе, надежность и длительность ресурса работы, благодаря отсутствию механических элементов коммутации, обеспечивают их широкое применение в домашних условиях для защиты бытовой нагрузки, не имеющей в своем составе электромоторов, например, телевизионной и кухонной техники, а также приборов освещения.

Серьезным ограничением области применения электронных стабилизаторов является отличие формы выходного напряжения от синусоидальной, а также недостаточно высокая точность стабилизации.

Крайне не рекомендуется подключать высокоточное чувствительное оборудование к электронным стабилизаторам. Например, определенные проблемы могут возникнуть при работе с:

  • устройствами, в составе которых есть электродвигатель (насосами, системами отопления) – выходное напряжение стабилизатора, имеющее неправильную форму кривой, может привести к выходу двигателя из строя;
  • профессиональным аудио- и видеооборудованием – помехи, создаваемые при ступенчатом переключении, отрицательно скажутся на качестве картинки и звука;
  • компьютерной техникой – точности, которую дает ступенчатая регулировка напряжения, может оказаться недостаточно.

Таким образом, полностью обеспечить электропитание загородного дома или коттеджа с помощью электронного стабилизатора не получится, поскольку через него нельзя будет запитать часть чувствительного оборудования с электродвигателями, например, насосы системы водоснабжения.

Подключение нагрузки к электронному стабилизатору картинка

Критерии выбора электронного стабилизатора

При выборе электронного стабилизатора следует руководствоваться следующими техническими характеристиками устройства.

Мощность стабилизатора

Одна из важнейших характеристик устройства независимо от его типа, которая определяется в соответствии с суммарной мощностью потребления подключаемой нагрузки.

Для активной нагрузки мощность стабилизатора рекомендуется выбирать с небольшим резервом в 20-30%, для нагрузок с высокой реактивной составляющей запас по мощности рекомендуется взять большим.

Скорость стабилизации напряжения

Не менее важный параметр стабилизатора. Время коррекции практически одинаково у всех моделей этого типа. По скорости стабилизации электронные стабилизаторы безусловно являются лидерами среди устройств, использующих для преобразования напряжения автотрансформатор.

Точность регулирования

Показатели данной характеристики во многом определяются количеством дискретных ступеней регулирования — установленных полупроводниковых ключей (мощных тиристоров или симисторов). Чем их в схеме больше, тем меньше проявляется ступенчатость регулирования и на выходе устройство будет способно выдавать напряжение со значением, более приближенным к номинальному.

Рабочий диапазон входного напряжения

Нижним и верхним его порогами определяются минимальное и максимальное напряжения питающей сети, при которых устройство сможет работать, сохраняя заявленную точность стабилизации, а также защитное срабатывание — отключение стабилизатора при выходе значений входного напряжения за пределы рабочего диапазона.

Диапазон допустимых температур эксплуатации

В стабилизаторах электронного типа отсутствуют механически коммутируемые контакты, поэтому устройства неплохо переносят резкие перепады температур окружающей среды. Выбор устройства необходимо делать в соответствии этой характеристики с условиями эксплуатации.

Тип исполнения корпуса

Требуемое исполнение зависит от площади, геометрии помещения, близости расположения отопительных и нагревательных приборов и т. д. По типу корпуса стабилизаторы можно разделить на:

  • навесные — с креплением на стену;
  • стоечные — предназначенные для установки в стандартные 19-дюймовые шкафы или стойки;
  • напольные — устанавливаемые на горизонтальную поверхность.

Средства индикации и мониторинга

Довольно востребованными опциями является возможность мониторинга состояния сети и параметров работы стабилизатора, реализованного выводом данных на ЖК-дисплей или светодиодов индикации. При необходимости организации удаленного мониторинга и управления следует учитывать наличие коммуникационных интерфейсов и используемых соответствующих протоколов передачи данных.

Инверторный стабилизатор напряжения как альтернатива электронным стабилизаторам

В связи с описанными выше недостатками электронные стабилизаторы постепенно уходят в прошлое. Они стоят дороже, чем релейные приборы, но при этом все равно не обеспечивают достаточной точности и качества выходного напряжения. В качестве альтернативы для бытового использования многие все чаще используют инверторные стабилизаторы. В них применяется более современный метод преобразования, который позволяет избавиться от недостатков, свойственных устройствам на симисторах и тиристорах.

В инверторном стабилизаторе напряжение, поступающий на вход, преобразуется в постоянное, а затем снова в переменное, но уже с нужными параметрами. Благодаря этому обеспечивается форма идеальной синусоиды и достигается высокая точность стабилизации (2 %).

Инверторные стабилизаторы работают практически бесшумно и имеют полный набор защит: от перегрузок, перегрева, коротких замыканий, аварий в сети. Они являются оптимальным вариантом, если нужно обеспечить питание дорогостоящих устройств, чувствительных к перебоям в электропитании — компьютерной техники, систем отопления, котлов с электронным управлением, систем безопасности загородного дома.

Купив инверторный стабилизатор, вы сможете обеспечить надежную подачу электроэнергии на все электроприборы, которые используются в доме: от мелкой бытовой техники до систем водоснабжения и отопления. Технические особенности инверторного стабилизатора делают его сферу применения намного шире, чем у электронных моделей.

Читайте также:

Модельный ряд инверторных стабилизаторов «Штиль»

мощность квартирного стабилизатора и как выбрать для бытовой техники 220В

Здесь речь пойдет о стабилизаторах напряжения в квартиру. Если же вы проживаете в частном доме (в коттедже, на даче), то ознакомьтесь лучше вот с этой статьей, так как электрическая сеть в загородной местности все-таки имеет свою специфику.

Прежде чем приступать к выбору конкретной модели, неплохо было бы задать себе вопрос: а нужен ли стабилизатор напряжения в квартире? Может, достаточно сетевого фильтра или реле напряжения?

Так нужен стабилизатор или нет?

Чтобы ответить на этот вопрос, достаточно померять напряжение в розетке в разное время суток. Особенно в вечернее, когда большинство жителей вашего дома приходят с работы и включают свои чайники, микроволновки и сварочные инверторы.

В соответствии с требованиями Международной электротехнической комиссии IEC 60038:2009 (ГОСТ 29322-2014), напряжение бытовой сети должно лежать в диапазоне 230В±10%. Но так как на данный момент во многих регионах до сих пор действуют устаревшие нормы (220В±10%), то фактически «разрешенным» является интервал 198…253 Вольта.

Для получения достоверной картины необходимо проводить замеры напряжения в течении длительного времени. Измерения обязательно должны попадать во все части суток — утро, день, вечер и ночь. Если есть возможность, лучше пригласить специалиста из компании, проводящей энергоаудит. Он установит специальное оборудование, которое соберет и проанализирует информацию за сутки.

В подавляющем большинстве случаев напряжение в квартире находится в допустимых пределах и в стабилизации не нуждается.

Однако, если результаты наблюдений показали наличие продолжительных периодов, когда напряжение превышает 253В или находится ниже 198В, то проблема действительно существует. Но не следует сразу же отправляться в магазин за стабилизатором.

Во-первых, имеет смысл написать жалобу в вашу местную энергоснабжающую организацию, сославшись на несоответствие напряжения стандартам (ГОСТ 29322-2014).

Во-вторых, конкретно ваша бытовая техника, возможно, совсем не критична к величине питающего напряжения.

Бытовая техника, которой все равно

Примерный перечень оборудования, которое без проблем переносит серьезные отклонения сетевого напряжения, представлен ниже.

  • Современные холодильники. Почему так можно узнать здесь.
  • Современные телевизоры. Об этом мы подробно говорили в этой статье.
  • Компьютеры и мониторы. Наличие собственного преобразователя напряжения (импульсного блока питания) сводит к минимуму влияние сетевого напряжения на их работоспособность. Подробнее тут.
  • Активная нагрузка: утюги, щипцы и фены, обогреватели, проточные водонагреватели, электроплиты, сушилки для обуви и т.п. Работать будет в любом случае, правда количество выделяемого тепла находится в квадратичной зависимости от напряжения.
  • Звуковоспроизводящая аппаратура: музыкальные центры, домашние кинотеатры, усилители, электрические звонки и прочее. Аудиофилы со мной, конечно же, не согласятся. На эту тему даже есть отдельная статья.
  • Светодиодные лампы. Благодаря встроенному в лампу драйверу тока, яркость свечения не зависит от питающего напряжения.

Приборы, чувствительные к питающему напряжению

А эта бытовая техника плохо реагирует на колебания напряжения в сети. В запущенных случаях возможен выход из строя.

  • Кондиционеры и пылесосы. В этих приборах стоят асинхронные двигатели, которые при пониженном напряжении* начинают жрать ток больше положенного, из-за чего обмотки двигателя сильно разогреваются. В таких случаях вся надежда ложится на тепловое реле. Если оно не обесточит схему, то из-за сильного перегрева возможна поломка. А если двигатель все-таки стартанет, то работать будет не на полную мощность.
  • Старые холодильники. Имеют точно такой же недостаток, как и кондиционеры. При низком напряжении в сети двигатель гудит и перегревается.
  • Древние телевизоры. От перепадов сетевого напряжения меняется размер растра и яркость изображения. Но таких телевизоров сейчас почти не осталось.
  • Люминесцентные и энергосберегающие лампы. При пониженном напряжении могут не зажжеться.
  • Лампы накаливания. Яркость свечения очень сильно зависит от величины напряжения в сети: снижение напряжения всего на 10% приводит к 25%-ому снижению яркости, а при 180 вольтах 60-ваттная лампочка превращается в 25-ваттную.
  • Микроволновые печки. При понижении напряжении питания мощность СВЧ-излучения падает настолько, что микроволновкой фактически становится невозможно пользоваться.
  • Стиральные машины. При понижении напряжении ниже критичного уровня, контроллер останавливает программу стирки и выводит соответствующую ошибку на индикатор. В старых стиралках «без мозгов» может сгореть двигатель.
  • Посудомоечные машины. При «неправильном» напряжении в розетке просто не включатся.
  • Навороченные бойлеры. Напичканные электроникой бойлеры просто отключаются при выходе напряжения за допустимые пределы.

*под «пониженным напряжением» понимается напряжение 180В или ниже.

Выбор стабилизатора

Если стабилизатор все-таки необходим, то прежде, чем отправляться в магазин следует хотя бы немного изучить матчасть. Не стоит полагаться на слащавых продавцов, которым, по сути, плевать, как оно потом будет работать. Гораздо надежнее будет самому во всем разобраться и сделать осознанный выбор. Ниже представлена вся необходимая информация о том, как выбрать стабилизатор напряжения для квартиры.

Итак, подбор конкретной модели квартирного стабилизатора напряжения можно разбить на три этапа — выбор типа устройства и количества фаз, а также нахождение минимально необходимой мощности. Остановимся на этих этапах подробнее.

Тип стабилизатора

Современные стабилизаторы бывают 4 типов*:

  1. Релейные. Наиболее дешевые приборы, имеющие ступенчатую регулировку. Явный недостаток только один — щелкает во время работы (подробнее см. здесь).
  2. Электромеханические (они же сервоприводные или «латерные»). Работают по принципу ЛАТРа, имеют плавную регулировку, но наименьшую скорость реакции. Требуют тех. обслуживания раз в год-полтора.
  3. Электронные (они же симисторные или тиристорные). Бесшумные и быстрые, но дорогие и не слишком надежные. Регулировка выходного напряжения — ступенчатая.
  4. Двойного преобразования. Наиболее дорогостоящие, но обладающие максимальной точностью стабилизации и фильтрации от входных помех. Подходит для лабораторного и медицинского оборудования. Применение в быту нецелесообразно.

*Раньше, в советские времена, были еще феррорезонансные стабилизаторы, но такую экзотику мы даже не будем рассматривать. Их время безвозвратно прошло.

Электромеханические стабилизаторы всем хороши: недорогие, свет не моргает во время переключения, надежные и простые как три копейки. Но я бы все равно не стал их рекомендовать, т.к. они требуют периодического обслуживания (замена токосъемных щеток), а это дополнительные временнЫе и финансовые затраты. В электродинамических стабилизаторах проблема износа графитовых щеток решена их заменой на износостойкий ролик, но и цена на устройства такого типа существенно возросла.

В стабилизаторах с двойным преобразованием выходное напряжение формируется схемой стабилизатора. Благодаря такому схемотехническому решению обеспечивается максимальная точность стабилизации — 1% и даже выше. У сетевых помех также нет шансов просочиться к защищаемой нагрузке. Отличные стабилизаторы, но цена… Покупать такой для дома — это все равно, что стрелять из пушки по воробьям.

Стабилизаторы электронного типа, в принципе, годятся для домашнего применения. Быстрые, бесшумные, не требуют никакого оперативного вмешательства. Но, на мой взгляд, пока все-таки дороговаты. Думаю, лучше подождать, пока мощные симисторы существенно подешевеют.

Исходя из своего опыта работы, могу сказать, что наиболее подходящим вариантом для квартирной техники является стабилизатор релейного типа. Качественные реле обеспечивают хорошую наработку на отказ и очень высокую скорость переключения (порядка 20 мс), что ничуть не хуже, чем у электронных стабилизаторов. Несомненный плюс стабилизаторов на реле — полное отсутствие каких-либо искажений входного синуса, что очень ценится аудиофилами и прочими эстетами.

При этом схемотехника релейных стабилизаторов проще, чем у электронных, так как исключаются дополнительные схемы защиты и теплоотвода нежных тиристоров/симисторов. В конечном итоге это положительным образом сказывается на надежности устройства в целом и его цене.

Чтобы не быть голословным, привожу сравнительную стоимость одного киловатта выходного (стабилизированного) напряжения для стабилизаторов разного типа:

Тип стабилизатора Стоимость киловатта
Релейный от 850 руб
Электромеханический от 1050 руб
Электронный от 3000 руб
Двойного преобразования от 5000 руб

Учитывая вышесказанное, вывод очевиден — идеальным вариантом для квартиры является релейный стабилизатор.

Количество фаз

С принципом действия определились, теперь надо решить, сколько должно быть фаз у стабилизатора напряжения 220В для квартиры.

Тут вообще все просто: для бытовой техники однозначно нужен однофазный стабилизатор. В нормальных квартирах просто не бывает трехфазных потребителей.

По правде говоря, в негазифицированных домах иногда можно увидеть большую мощную 4-х конфорочную плиту, рассчитанную на 3-фазное подключение. Под нее в квартиру делают отдельный вводной кабель и монтируют специальную нестандартную розетку на кухне. Но, понятное дело, такую электроплиту нет смысла питать стабилизированным напряжением.

Какая мощность нужна?

Итак, теперь самый главный вопрос: какой мощности покупать стабилизатор в квартиру?

В целом тут все очень индивидуально и зависит от вашей бытовой техники, ее мощности и количества. Если вы хотели бы поставить стабилизатор только на освещение, то хватит каких-нибудь 500-600 Вт. А если есть необходимость запитать через стабилизатор всю квартиру, то тут уже понадобится прибор мощностью 10-15 или даже 20 кВт.

Чтобы не переплачивать за лишние киловатты, придется немного потрудиться и произвести некоторые вычисления.

Алгоритм расчета мощности стабилизатора напряжения в квартиру следующий:

  1. Необходимо просуммировать номинальные мощности всех устройств в квартире. Точные значения мощности можно взять из паспорта к устройству или поискать на корпусе. Ориентировочные значения мощностей приведены в таблице 1 (см. ниже).
  2. Определить прибор, обладающий наибольшей пусковой мощностью (скорее им окажется кондиционер или электромясорубка). Вычислить для этого прибора разницу между пиковой и номинальной мощностью. Прибавить полученную разницу к значению, полученную в п.1.
  3. Полученное в предыдущем пункте значение необходимо умножить на 1.2.

Таблица 1. Приблизительные значения потребляемой мощности для современной бытовой техники.

Тип потребителя

Номинальная мощность, Вт

Пусковая мощность, Вт

Дрель электрическая

800

950

Угло-шлифовальная машина («болгарка»)

2200

2800

Перфоратор

1300

1600

Ленточно-шлифовальная машина (гриндер)

1000

1200

Пылесос

1400

1700

Холодильник

600

2000

Аппарат для приготовления мороженого (фризер)

1000

3500

Кипятильник, бойлер

500

1700

Кондиционер

1000

3500

Стиральная машина

1000

3500

Радиатор

1000

1200

Освещение

500

500

Электроплита

6000

6000

Электропечь

1500

1500

Микроволновая печь

800

1600

Теле- и аудио-техника

500

500

Электромясорубка

1000

до 7000

Если имеются взаимоисключающие устройства, которые никогда не будут включаться одновременно, то при расчете общей потребляемой мощности необходимо учитывать только один из них, — тот, у которого мощность больше.

Таким образом, чтобы рассчитать мощность стабилизатора, необходимую для любой квартиры, надо сделать всего три шага.

Пример расчета мощности

В качестве примера привожу расчеты мощности стабилизатора для моей собственной квартиры.

  1. Вычисляю суммарную номинальную мощность всех электрических приборов:
    Тип потребителя

    Номинальная мощность, Вт

    Пусковая мощность, Вт

    Все лампочки

    400

    400

    Телевизор Sony KDL-48W705C

    92

    92

    Настольный компьютер

    200

    200

    Apple MacBook Pro 13 MGX72

    65

    65

    Пылесос

    1800

    2180

    Болгарка Bosch GWS 13-125

    1300

    1690

    Перфоратор Bosch GBH 2-28

    880

    1090

    Холодильник Wirlpool ARC4020

    200

    1000

    Стиральная машина LG F1096TD

    2100

    3500

    Обогреватель

    1500

    1800

    Микроволновая печь

    800

    1600

    Утюг

    2200

    2600

    Итак, суммарная номинальная мощность всего электрического в моей квартире равна 10657 Вт.

    Как видите, перфоратор был исключен из расчетов, так как я совершенно точно уверен, что болгарка и перфоратор никогда не будут работать вместе. Так что из этих двух инструментов была оставлена только болгарка (как обладающая наибольшей мощностью).

  2. Теперь надо найти тот прибор, который обладает самой большой пусковой мощностью. В моем случае это стиральная машинка. Разница между номинальной и пусковой мощностью равна:

    3500 — 2100 = 1400 Вт

    Таким образом, максимальная потребляемая мощность всей бытовой техники составляет:

    10657 + 1400 = 12057 Вт

  3. Осталось найти необходимую мощность стабилизатора с учетом 20%-ного запаса:

    12057 · 1,2 = 14468 Вт (округляем до 15 кВт)

Как видите, даже для моей небольшой квартирки нужен как минимум 15-киловаттный стабилизатор напряжения. Поэтому люди, умеющие считать деньги, подключают через стабилизатор только то оборудование, для которого действительно критично питающее напряжение.

Внимание! Производители стабилизаторов, которым есть что скрывать, вместо активной мощности (Ватты, Вт) стараются на самом видном месте указать реактивную (Вольт·Амперы, ВА). Имейте в виду, что реактивная мощность всегда выше — иногда в три раза. Поэтому всегда уточняйте именно активную составляющую мощности, которую долговременно обеспечивает заинтересовавшая вас модель.

Готовые решения

Меня часто просят посоветовать какой-нибудь хороший стабилизатор напряжения в квартиру, поэтому привожу список надежных и проверенных временем моделей, которые с 90%-ной вероятностью вам подойдут.

Все стабилизаторы — релейного типа, кроме последнего (он электромеханический со щетками).

Все перечисленные стабилизаторы имеют функцию «BYPASS« — это когда вход соединяется с выходом напрямую, стабилизатор, по сути, вообще исключается из электрической цепи. Очень удобная вещь, если вам не требуется постоянная стабилизация напряжения. Или вы хотели бы временно подключить очень мощную нагрузку, которую ваш стабилизатор гарантированно не потянет (например, сварочный аппарат).

РЕСАНТА ACH-10000/1-Ц

РЕСАНТА ACH-10000/1-Ц — недорогой однофазный релейный стабилизатор на 10000 Вт. Представляет собой небольшой металлический ящик с ручками для переноски (ручки очень кстати, так как весит он под 20 кг).

Очень быстро реагирует на изменение напряжения в сети (скорость реакции всего 7 мс). Надежная модель, наблюдаю за двумя экземплярами вот уже третий год и никаких нареканий. Вся информация выводится на цифровой дисплей на передней панели. Единственное, что удручает, это громкие щелчки в момент переключения обмоток. Поэтому у изголовья кровати в спальне ставить не рекомендуется. Да и подсветка у экрана очень яркая, будет освещать спальню.

Есть точно такая же модель, только в навесном исполнении (РЕСАНТА ACH-10000Н/1-Ц), все характеристики совпадают, но стоит почти на тысячу дешевле. На фото ниже представлены сразу обе модификации.

Обе модели имеют встроенный сетевой фильтр для защиты от высокочастотных и импульсных помех. Имеется защита от короткого замыкания в нагрузке, а также от превышения мощности и перегрева.

Кстати, охлаждение сделано при помощи вмонтированного внутрь вентилятора, который включается под нагрузкой. Как и любые другие силовые приборы, эти не рекомендуется длительное время держать под 100%-ной нагрузкой, поэтому при выборе стабилизатора обязательно предусматривайте некоторый запас по мощности (процентов 20-30).

RUCELF SRWII-12000-L

RUCELF SRWII-12000-L — этот бытовой стабилизатор напряжения хорошо себя зарекомендовал из-за длительной бесперебойной работы. За время моей практики ни разу не слышал, чтобы эта модель сломалась.

В отличие от предыдущих моделей, имеет прочный корпус и приятный дизайн, поэтому хорошо вписывается в любую квартиру.

ЖК-экран, установленный спереди прибора, отображает не только входное и выходное напряжение, но и шкалу загрузки по мощности. Удобно контролировать параметры сети.

Многие предпочитают настенное крепление стабилизаторов, т.к. при этом он не занимает лишнее место в квартире, можно уложить всю проводку в кабель-каналы, дети не достают до кнопок и прочих органов управления. Крепеж этого прибора должен быть надежным, потому что весит этот ящик почти 25 кг. Вообще, большая масса релейного стабилизатора — это признак большой мощности.

REAL-EL WM-10/130-320V

REAL-EL WM-10/130-320V — настенный стабилизатор украинского производства, рассчитанный на серьезные колебания в электросети. На мой взгляд, является недооцененной моделью, и этим нужно пользоваться. Правда, сейчас уже трудно найти в продаже.

Имеет принудительное охлаждение, которое включается по мере необходимости (по умолчанию вентилятор не шумит). Легко справляется с повышенным напряжением (до 320 Вольт). Немного щелкает во время стабилизации, так что лучше всего устанавливать в коридоре.

Имеет встроенную защиту от перегрузки, повышенного напряжения, перегрева и импульсных помех. Отличный стабилизатор для бытовой техники.

Возможно, черный цвет корпуса для кого-то будет дополнительным плюсом. На рынке не так много стабилизаторов нестандартной расцветки.

ЭНЕРГИЯ АСН-15000

ЭНЕРГИЯ АСН-15000 — напольный однофазный релейный стабилизатор с широким диапазоном входных напряжений. Последние несколько лет производится на базе российского завода ЭТК Энергия.

Имеет несколько ступеней защиты: автомат от перегрузки, защита от перегрева (120°С), от повышенного напряжения (280В), от слишком низкого напряжения (120В). Есть встроенные вольтметры и амперметры.

Не искажает форму выходного напряжения. Имеет 5 ступеней регулировки. Немного шумный в моменты переключения.

Вход и выход выполнен в виде клемм, что намекает на стационарное размещение. Да его и не потаскаешь особо — масса прибора около 19 кг.

Требует надежного заземления. Конечно же, будет работать и без заземляющего проводника, но тогда необходимо обеспечить абсолютную недосягаемость стабилизатора от прикосновения (что на практике вряд ли достижимо).

SUNTEK СНЭТ 16000

SUNTEK СНЭТ 16000 — мощный релейный стабилизатор напряжения для бытовой техники. Способен работать на полную мощность уже от 140В на входе. В течении нескольких секунд выдерживает 50%-ную перегрузку, что очень важно при работе на потребителя с высокими пусковыми токами (пылесос, кондиционер, холодильник).

Имеет более высокую точность стабилизации по сравнению с вышеперечисленными моделями — порядка 5%. Встроенная система управления сама переключает способ охлаждения с естественной циркуляции на принудительный обдув.

С 25%-ным снижением мощности способен работать уже при 120 Вольтах. Дальнейшее уменьшение входного напряжения приводит к обесточиванию нагрузки, чтобы защитить ее от выхода из строя. Как и все релейные стабилизаторы совершенно не влияет на синусоидальность выходного напряжения.

Размещение возможно как напольное, так и навесное (настенное). Имеет клеммные колодки на входе и выходе. Без проблем переносит сильные броски напряжения от работающего рядом сварочного инвертора. Имеет варисторную защиту от высоковольтных импульсов (например, близкого разряда молнии).

Рассчитан на круглосуточную бесперебойную работу и показал прекрасную надежность.

SUNTEK СНЭТ 15000-ЭМ

SUNTEK СНЭТ 15000-ЭМ — напольный однофазный электромеханический стабилизатор. Обладает высоким КПД (более 97%), пониженным уровнем шума и повышенной перегрузочной способностью.

Здесь в полной мере реализуется главное достоинство всех электромеханических стабилизаторов — плавность регулировки. Так что можно забыть о скачкообразном изменении яркости светильников, которое неизбежно при использовании стабилизаторов со ступенчатой регулировкой (релейные, тиристорные).

Второе преимущество перед релейными — это высокая точность стабилизации, которая в данной модели достигает 2%.

Рабочий диапазон стабилизатора — от 140 до 270 Вольт. При эксплуатации в неполную мощность рабочий диапазон расширяется до 120-285В.

Ящик снабжен роликами, чтобы катать его с места на место. Поднять его далеко не каждому под силу (все-таки 54 кг живого веса!).

Отличная модель бытового стабилизатора напряжения 220 Вольт! Я бы всем его советовал, если бы не достаточно высокая стоимость и необходимость периодического обслуживания. Но если вас это не смущает, то берите и пользуйтесь. Не пожалеете.

Выводы

Итак, подведем краткие итоги.

  1. В подавляющем большинстве случаев напряжение сети укладывается в допустимые рамки и стабилизатор не нужен. И с вашей розеткой, наверняка, тоже все в порядке.
  2. Если с напряжением действительно беда, то берем однофазный релейный стабилизатор мощностью 10-15 кВт. В 90% случаев этого будет достаточно. Более точные расчеты можно сделать по приведенной выше методике.
  3. Если вас раздражают громкие щелкающие звуки и моргающий свет в моменты переключения стабилизатора, тогда вместо релейного покупаем электромеханический, у которого плавная регулировка.

Что такое регулятор напряжения? | ОРЕЛ

Регуляторы, крепление:
Регулятор напряжения и как он защищает вашу цепь

. Будь то ваш автомобиль, ноутбук или смартфон, каждое электронное устройство нуждается в защите от колебаний напряжения. В наши дни, когда устройства становятся более плотными, чем когда-либо, с такими чувствительными компонентами, как микропроцессоры и интегральные схемы (ИС), даже малейшее изменение напряжения может нанести ущерб вашей тщательно спроектированной схеме. Так, что может сделать чувствительный компонент, когда он требует защиты? Для поддержания стабильного и плавного напряжения от входа к выходу необходим регулятор.

регуляторы напряжения с первого взгляда

В мире электронных компонентов регулятор напряжения является одним из наиболее широко используемых, но что делает эта ИС? Он обеспечивает цепь с предсказуемым и фиксированным выходным напряжением в любое время, независимо от входного напряжения.

lm7805-linear-regulator

LM7805 — один из самых популярных линейных регуляторов напряжения. (Источник изображения)

Как регулятор напряжения решает эту задачу, в конечном итоге зависит от дизайнера.Некоторым напряжением можно управлять с помощью более простого стабилитрона, в то время как для других применений требуется усовершенствованная топология линейных или импульсных регуляторов. В конце концов, каждый регулятор напряжения имеет первичную и вторичную цель:

Primary: Для создания постоянного выходного напряжения цепи в ответ на изменения условий входного напряжения. Возможно, у вас есть 9 В, но если вы хотите только 5 В, то вам придется снизить его (Buck) с помощью регулятора напряжения.

Вторичный : Регуляторы напряжения также защищают ваши электронные схемы от любых возможных повреждений.Последнее, что вам нужно, это поджарить ваш микроконтроллер, потому что он не может справиться с резким скачком напряжения.

Когда дело доходит до добавления регулятора напряжения в вашу схему, вы обычно работаете с одним из двух типов — линейными регуляторами напряжения или импульсными регуляторами напряжения. Давайте посмотрим, как они оба работают.

Линейные регуляторы напряжения

Этот тип регулятора действует как делитель напряжения в вашей цепи и является типом регулятора, обычно используемого, когда вы разрабатываете маломощные и недорогие приложения.Благодаря линейному стабилизатору вы получите преимущество от силового транзистора (BJT или MOSFET), который играет роль переменного резистора, повышая и понижая выходное напряжение вашей цепи при изменении входного питания.

Независимо от того, какая нагрузка установлена ​​в вашей цепи, линейный регулятор напряжения всегда будет идти в ногу с тем, чтобы обеспечить вам постоянное и стабильное выходное напряжение. Например, 3-контактный линейный стабилизатор напряжения, такой как LM7805, обеспечивает постоянный выходной сигнал 5 Вольт на 1 А, если входное напряжение не превышает 36 Вольт.

lm705-linear-regulator

LM705 подключен последовательно для обеспечения стабильного выходного напряжения. (Источник изображения)

Недостаток этого типа регулятора в конечном итоге сводится к тому, как он функционирует. Поскольку он ведет себя как резистор для стабилизации напряжения, он теряет тонну энергии, превращая сопротивляемый ток в тепло. Вот почему линейные регуляторы напряжения идеально подходят для приложений, где требования к мощности низки, а разница между входным и выходным напряжениями минимальна.Давайте сравним две разные ситуации регулирования напряжения, чтобы увидеть, как складывается линейный регулятор:

С источником входного сигнала 10 В, который снижается до 5 В с помощью LM7805, вы в конечном итоге теряете 5 Вт и получаете только 50% эффективности от ваших усилий.

Возьмите тот же регулятор LM7805 и дайте ему 7-вольтный вход, понизив его до 5 вольт, и в итоге вы потеряете всего 2 ватта и достигните эффективности 71%.

Как видите, чем ниже исходные требования к входной мощности, тем эффективнее может быть линейный стабилизатор напряжения.При работе с этими регуляторами в вашей собственной цепи, вы обычно сталкиваетесь с двумя вариантами, будь то серия или шунт.

Регулятор напряжения серии

Этот традиционный регулятор имеет транзистор с стабилитроном, последовательно включенный с нагрузкой. Здесь регулятор использует как переменный элемент (в данном случае транзистор), увеличивая и уменьшая сопротивление в зависимости от переменного входного напряжения для обеспечения постоянного и постоянного выходного напряжения.

simple-series-regulator

Простая последовательная схема стабилизатора напряжения, обеспечивающая регулируемый выход постоянного тока.(Источник изображения)

Шунт Регулятор Напряжения

Это приложение работает аналогично последовательному стабилизатору напряжения, но не подключено последовательно. Все избыточное напряжение все еще посылается на землю через тот же процесс переменного сопротивления, который снова тратит энергию. Вы чаще всего увидите, что шунтирующие регуляторы используются в:

  • Прецизионные ограничители тока
  • Контроль напряжения
  • Источники питания с регулируемым напряжением
  • Усилители ошибок
  • Цепи источника и приемника тока
  • Импульсные источники питания низкого выходного напряжения
transistor-shunt-regulator

Шунтирующий регулятор напряжения не подключен последовательно, но все же передает избыточный ток на землю.(Источник изображения)

В целом, если вы работаете с маломощными и недорогими приложениями, где эффективность преобразования энергии не является основной задачей, то линейный стабилизатор напряжения будет вашим выбором. Вот некоторые заключительные преимущества и недостатки, о которых следует помнить, прежде чем выбирать линейный регулятор для своего следующего проекта:

Преимущества Недостатки
  • имеет меньшие электромагнитные помехи и шум, чем переключающие регуляторы
  • Очень энергоэффективный вариант, если разница между вашим входным и выходным напряжением велика
  • Имеет быстрое время отклика на изменения нагрузки или напряжения сети
  • Часто потребуется добавить радиатор для рассеивания всей потраченной энергии
  • Обеспечивает стабильное и стабильное низкое выходное напряжение, идеально подходит для приложений с низким энергопотреблением
  • У вас нет возможности получить выходное напряжение выше, чем ваш вход

Импульсные регуляторы напряжения

Импульсные регуляторы идеальны, когда у вас большая разница между входным и выходным напряжением.По сравнению с линейными регуляторами напряжения переключение выигрывает в эффективности преобразования мощности. Тем не менее, вся эта дополнительная эффективность также увеличивает сложность схемы.

Вы обнаружите, что переключающие регуляторы имеют совершенно иную внутреннюю схему, используя управляемый переключатель для регулирования напряжения. Вот почему он называется регулятором переключения.

Как работает регулятор переключения? Вместо того, чтобы постоянно сопротивляться входному напряжению и посылать его на землю в качестве поглотителя, переключающие регуляторы вместо этого сохраняют, а затем доставляют заряд небольшими частями к выходному напряжению на основе обратной связи.Подавая выходное напряжение обратно в коммутатор, регулятор получает постоянную проверку того, нужно ли ему увеличивать или уменьшать синхронизацию порций напряжения для вывода.

Switching-Regulator-Circuit

Импульсные регуляторы становятся немного сложнее. (Источник изображения)

Импульсный регулятор поддерживает уровень своего заряда с помощью транзистора, который включается, когда для его накопления требуется больше энергии, и выключается, когда он находится на требуемом выходном напряжении. Это помогает обеспечить гораздо более энергоэффективный метод управления уровнями выходного напряжения с помощью подобной дамбе системы, которая не просто сопротивляется потоку входного напряжения, но вместо этого реагирует на изменения напряжения и включает / выключает, как необходимо.

Есть некоторые недостатки этого процесса включения / выключения. Чем быстрее переключается ваш импульсный регулятор, тем больше времени он будет тратить на переход из проводящего в непроводящее состояние, что приводит к общему снижению эффективности преобразования. Вы также получите намного больше шума в вашей цепи с помощью переключающего регулятора, чем с линейным стабилизатором напряжения.

Однако, в отличие от линейных регуляторов напряжения, переключающие регуляторы намного более разнообразны в своих доступных приложениях.Эти регуляторы не просто понижают или повышают ваше напряжение, но также могут инвертировать его. Вот три метода, которыми известны переключающие регуляторы напряжения:

Повышение (повышение)

Этот метод обеспечивает более высокое регулируемое выходное напряжение путем повышения входного напряжения.

lm2577-switching-regulator-schematic

Эта схема повышает напряжение на входе 5 В до 12 В. (Источник изображения)

Bucking (Step-Down)

Этот метод создает более низкое регулируемое выходное напряжение на основе переменного входного напряжения, аналогично тому, как работает линейный регулятор.

buck-switching-regulator

Эта схема понижает входа 8-40 В до 5 В на его выходе. (Источник изображения)

Повышение / раскрутка (инвертор)

Этот метод является своего рода гибридом, предоставляя разработчику возможность повышать, понижать или инвертировать выходное напряжение по мере необходимости.

В целом, если вы работаете со сложной конструкцией, в которой важна эффективность преобразования мощности, а различия между входным и выходным напряжениями велики, то переключающие регуляторы — это то, что нужно.Вот некоторые заключительные преимущества и недостатки, о которых следует помнить, прежде чем выбирать этот регулятор для своего следующего проекта:

Преимущества Недостатки
  • Достигает гораздо более высокой эффективности преобразования энергии, чем линейные регуляторы, 85% +
  • Создает больше электромагнитных помех и шума, чем линейные регуляторы
  • Не требует добавления радиатора на вашу плату, экономя место
  • Требует больше сложности и дополнительных компонентов на вашем макете
  • Может легко справляться с приложениями питания, где существует широкий диапазон между входным и выходным напряжением
  • Дополнительные компоненты увеличивают общую стоимость проекта, не идеально подходят для недорогих или бюджетных проектов.

, оставаясь простым — стабилитрон

Многим разработчикам, возможно, не придется сталкиваться со сложностью линейных или импульсных стабилизаторов напряжения. В этих ситуациях мы можем положиться на еще более простое решение для регулирования напряжения с помощью стабилитрона. Один только этот компонент может в некоторых случаях обеспечить все необходимое регулирование напряжения, не требуя каких-либо специальных частей.

Стабилитрон выполняет свою работу, подавая все избыточное напряжение выше порогового значения на землю.Однако вся эта простота имеет ограниченные возможности, и вы обычно используете стабилитроны только в качестве регуляторов напряжения для приложений с очень низким энергопотреблением.

Какой регулятор вам нужен?

Все конструкции уникальны, и нет ни одного универсального регулятора, который бы удовлетворял потребности каждого инженера. Скорее, вы захотите оценить каждый новый проект в индивидуальном порядке и задать себе следующие вопросы:

  • Требует ли ваше проектное решение низкий уровень шума на выходе и низкие электромагнитные помехи? Если так, то линейных регуляторов — путь.
  • Требует ли ваша конструкция максимально быстрого реагирования на входные и выходные помехи? Линейные регуляторы снова выигрывают.
  • Есть ли у вашего дизайна строгие ограничения по стоимости, и вам нужно учитывать каждый доллар? Линейные регуляторы — это экономичный выбор.
  • Ваш проект работает на уровне мощности выше нескольких ватт? В этой ситуации переключающих регуляторов дешевле, поскольку они не требуют радиатора.
  • Требует ли ваша конструкция высокой эффективности преобразования энергии? Импульсные регуляторы — это путь, обеспечивающий эффективность на уровне 85% и более для повышающих и понижающих применений.
  • Ваше устройство работает исключительно от источника постоянного тока, и вам нужно увеличить выходное напряжение? Переключающие регуляторы справятся с этим.

Все еще не уверены, какого риэлтора выбрать? Вот некоторые другие детали, которые следует рассмотреть в разделе Как выбрать лучший регулятор напряжения для моей схемы? от силовой электроники.

Регуляторы, Mount Up

Какое бы устройство вы ни проектировали, ему потребуется серьезная защита от колебаний напряжения.Регуляторы напряжения — это идеальный инструмент для этой задачи, способный обеспечить стабильное выходное напряжение, чтобы обеспечить правильную работу схемы. Какой регулятор напряжения вам нужен, в конечном счете, зависит от требований вашей конструкции. Работа с маломощными и недорогими приложениями, где преобразование энергоэффективности не является проблемой? Линейные регуляторы могут быть способом пойти. Или, может быть, вы работаете над более сложным проектом, требующим напряжения, которые можно увеличивать или уменьшать по мере необходимости. Рассмотрите возможность переключения регуляторов, если это так.Какой бы регулятор вы ни выбрали, вы будете защищать свою цепь от опасностей этих напряжений в дикой природе.

Знаете ли вы, что Autodesk EAGLE включает в себя множество бесплатных библиотек стабилизаторов напряжения, готовых для использования в вашем следующем проекте? Попробуйте Autodesk EAGLE бесплатно сегодня!

,

Как выбрать эталон напряжения

Почему ссылки на напряжение?

Это аналоговый мир. Все электронные устройства должны каким-то образом взаимодействовать с «реальным» миром, будь то автомобиль, микроволновая печь или мобильный телефон. Для этого электроника должна иметь возможность отображать измерения в реальном мире (скорость, давление, длина, температура) в измеряемую величину в мире электроники (напряжение). Конечно, чтобы измерить напряжение, вам нужен стандарт для измерения.Этот стандарт является эталоном напряжения. Вопрос для любого дизайнера системы не нуждается ли он опорное напряжение, а, какой из них?

Ссылка

Напряжение просто, что-цепь или элемент цепи, что обеспечивает известный потенциал для тех пор, пока схема требует его. Это могут быть минуты, часы или годы. Если для продукта требуется информация о мире, такая как напряжение или ток батареи, энергопотребление, размер или характеристики сигнала или идентификация неисправности, соответствующий сигнал должен сравниваться со стандартом.Каждый компаратор, АЦП, ЦАП, или схема обнаружения должна быть опорным напряжением для того, чтобы выполнить свою работу (рисунок 1). Сравнивая интересующий сигнал с известным значением, можно точно определить любой сигнал.

Рисунок 1. Типичное использование опорного напряжения для АЦП

Справочные характеристики

ссылок напряжения во многих формах и предлагают различные функции, но в конце концов, точности и стабильности являются наиболее важными функциями опорного напряжения,, поскольку основные целью ссылки является предоставление известного выходного напряжения.Отклонение от этого известного значения является ошибкой. Спецификации эталона напряжения обычно предсказывают неопределенность эталона при определенных условиях, используя следующие определения.

Таблица 1. Технические характеристики высокопроизводительных опорных напряжений
Температурный коэффициент Начальная точность I S Архитектура V OUT Шум Напряжения * Long-Term Drift Пакет
LT1031 5ppm / ° C 0.05% 1,2 мА похороненный стабилитрон 10В 0,6 промилле 15 промилле / час H
LT1019 5ppm / ° C 0,05% 650 мкА запрещенная зона 2,5 В, 4,5 В, 5 В, 10 В 2,5 промилле SO-8, PDIP
LT1027 5ppm / ° C 0.05% 2,2 мА похороненный стабилитрон 0,6 промилле 20ppm / month SO-8, PDIP
LT1021 5ppm / ° C 0,05% 800 мкА похороненный стабилитрон 5В, 7В, 10В 0,6 промилле 15 промилле / час SO-8, PDIP, H
LTC6652 5ppm / ° C 0.05% 350 мкА запрещенная зона 1,25 В, 2,048 В, 2,5 В, 3 В, 3,3 В, 4,096 В, 5 В 2.1ppm 60ppm / √kHr MSOP
LT1236 5ppm / ° C 0,05% 800 мкА похороненный стабилитрон 5 В, 10 В 0.6ppm 20 промилле / час SO-8, PDIP
LT1461 3 ppm / ° C 0,04% 35 мкА запрещенная зона 2,5 В, 3 В, 3,3 В, 4,096 В, 5 В 8ppm 60ppm / √kHr СО-8
LT1009 15 ppm / ° C 0.2% 1,2 мА запрещенная зона 2,5 В 20 промилле / час МСОП-8, СО-8, Z
LT1389 20ppm / ° C 0,05% 700nA запрещенная зона 1,25 В, 2,5 В, 4,096 В, 5 В 20ppm СО-8
LT1634 10 промилле / ° C 0.05% 7 мкА запрещенная зона 1,25 В, 2,5 В, 4,096 В, 5 В 6ppm СО-8, МСОП-8, Z
LT1029 20ppm / ° C 0,20% 700 мкА запрещенная зона 20 промилле / час Z
LM399 1 ppm / ° C 2% 15 мА похороненный стабилитрон 1ppm 8ppm / √kHr H
LTZ1000 0.05 промилле / ° C 4% похороненный стабилитрон 7,2 В 0,17 промилле 2 мкВ / √кр H
* 0,1 Гц – 10 Гц, от пика до пика

Начальная точность

Дисперсия выходного напряжения, измеренная при данной температуре, обычно 25 ° C. Хотя начальное выходное напряжение может варьироваться от единицы к единице, если оно постоянное для данной единицы, его можно легко откалибровать.

Температурный дрейф

Эта спецификация является наиболее широко используется для оценки опорного напряжения производительности, как это показано изменение выходного напряжения при изменении температуры. Температурный дрейф вызван несовершенствами и нелинейностями в элементах схемы и часто является нелинейным в результате.

Для многих частей температурный дрейф, TC, указанный в ppm / ° C, является основным источником ошибок. Для деталей с постоянным смещением возможна калибровка. Распространенным заблуждением относительно температурного дрейфа является то, что оно является линейным.Это приводит к предположениям, таким как «деталь будет дрейфовать в меньшем количестве в меньшем температурном диапазоне». Часто верно обратное. TC обычно указывается с помощью «метода коробки», чтобы дать представление о вероятной ошибке во всем диапазоне рабочих температур. Это расчетное значение, основанное только на минимальных и максимальных значениях напряжения, и не учитывает температуры, при которых возникают эти экстремумы.

Для эталонов напряжения, которые являются очень линейными в указанном температурном диапазоне, или для тех, которые не были тщательно настроены, ошибка наихудшего случая может считаться пропорциональной температурному диапазону.Это связано с тем, что максимальное и минимальное выходное напряжение очень вероятно можно найти при максимальной и минимальной рабочих температурах. Однако для очень тщательно настроенных эталонов, часто определяемых по их очень низкому температурному дрейфу, нелинейный характер эталона может доминировать.

Например, задание, определенное как 100ppm / ° C, имеет тенденцию казаться довольно линейным в любом температурном диапазоне, поскольку дрейф из-за несовпадения компонентов полностью скрывает внутреннюю нелинейность. Напротив, температурный дрейф эталона, заданного как 5ppm / ° C, будет зависеть от нелинейностей.

Это можно легко увидеть в зависимости выходного напряжения от температуры на рисунке 2. Обратите внимание, что представлены две возможные температурные характеристики. Некомпенсированная запрещенная зона появляется в виде параболы с минимумами при экстремальных температурах и максимумами в середине. Температурно-компенсированная запрещенная зона, такая как LT1019, показанная здесь, выглядит как S-образная кривая с наибольшим наклоном вблизи центра температурного диапазона. В последнем случае нелинейность усугубляется, так что совокупная неопределенность по температуре уменьшается.

Рисунок 2. Характеристики эталонной температуры напряжения

Лучшее использование спецификации температурного дрейфа — это расчет максимальной суммарной погрешности в указанном температурном диапазоне. Как правило, нецелесообразно рассчитывать погрешности в неуказанных диапазонах температур, если только характеристики температурного дрейфа не поняты.

Долгосрочная стабильность

Это мера тенденции опорного напряжения меняется с течением времени, независимо от других переменных.Начальные сдвиги в значительной степени вызваны изменениями механического напряжения, обычно из-за разницы в скоростях расширения свинцовой рамы, матрицы и состава пресс-формы. Этот стрессовый эффект имеет тенденцию иметь большое начальное смещение, которое быстро уменьшается со временем. Начальный дрейф также включает в себя изменения электрических характеристик элементов схемы, в том числе установление характеристик устройства на атомном уровне. Долгосрочные сдвиги вызваны электрическими изменениями в элементах схемы, которые часто называют «старением».«Этот дрейф имеет тенденцию происходить с пониженной скоростью по сравнению с первоначальным дрейфом и дополнительно уменьшаться со временем. Поэтому его часто определяют как дрейф / √kHr. Опоры напряжения имеют тенденцию стареть быстрее при более высоких температурах.

Тепловой гистерезис

Эта часто пропускаемая спецификация также может быть основным источником ошибок. Он является механическим по своей природе и является результатом изменения напряжения в фильере из-за термоциклирования. Гистерезис можно наблюдать как изменение выходного напряжения при заданной температуре после большого температурного цикла.Он не зависит от температурного коэффициента и временного дрейфа и снижает эффективность начальной калибровки напряжения.

Большинство эталонов имеют тенденцию варьироваться вокруг номинального выходного напряжения во время последующих температурных циклов, поэтому термический гистерезис обычно ограничивается предсказуемым максимальным значением. Каждый производитель имеет свой собственный метод для указания этого параметра, поэтому типичные значения могут вводить в заблуждение. Данные о распределении, представленные в технических паспортах, таких как LT1790 и LTC6652, гораздо полезнее при оценке ошибки выходного напряжения.

Прочие технические характеристики

Дополнительные технические характеристики, которые могут быть важны, в зависимости от требований к применению, включают:

  • Voltage Noise
  • Линейное регулирование / PSRR
  • Регулировка нагрузки
  • Выходное напряжение
  • Диапазон поставок
  • Ток Питания

Типы ссылок

Два основных типа опорного напряжения являются шунта и серии. В таблице 2 приведен список серий линейных технологий и опорных напряжений шунта.

Таблица 2. Опорные напряжения доступны от Linear Technology
Тип часть Описание
Серия LT1019 Precision Bandgap
LT1021 прецизионный малошумный скрытый стабилитрон
LT1027 Прецизионный 5-вольтовый стабилитрон
LT1031 Точность Малошумный / Низкий дрейфовый стабилитрон 10 В
LT1236 прецизионный малошумный скрытый стабилитрон
LT1258 Micropower LDO Bandgap
LT1460 Micropower Precision Bandgap
LT1461 Micropower Ultra-Precision Bandgap
LT1790 Микропроцессорная полоса с малым выпадением
LT1798 Micropower LDO Bandgap
LT6650 Micropower 400mV / Регулируемая полоса пропускания
LTC6652 Precision Low Noise LDO Bandgap
Шунт LM129 Точность 6.9V похороненный стабилитрон
LM185 Micropower 1.2V / 2.5V Zener
LM399 Точность стабилитрона 7 В
LT1004 Micropower 1,2 В / 2,5 В с полосой пропускания
LT1009 Precision 2.5V Bandgap
LT1029 5V Bandgap
LT1034 Micropower Dual (1.2 В запрещенная зона / 7 В стабилитрон)
LT1389 Nanopower Precision Bandgap
LT1634 Micropower Precision Bandgap
LTZ1000 Сверхточный отапливаемый стабилитрон

Шунт Ссылки

Шунтирующий эталон представляет собой 2-контактный тип, обычно предназначенный для работы в определенном диапазоне токов.Хотя большинство шунтов относятся к типу запрещенной зоны и имеют различное напряжение, их можно продумать и так же просто использовать, как и стабилитрон.

Наиболее распространенная цепь связывает одну клемму задания с землей, а другую — с резистором. Оставшаяся клемма резистора затем подключается к источнику питания. По сути, это трехконтактная схема. Общая клемма задания / резистора является выходом. Резистор должен быть выбран таким образом, чтобы минимальный и максимальный токи через задание находились в указанном диапазоне во всем диапазоне питания и диапазоне тока нагрузки.Эти ссылки довольно легко конструировать при условии, что напряжение питания и ток нагрузки не сильно различаются. Если один или оба могут существенно измениться, тогда резистор должен быть выбран, чтобы учесть это отклонение, часто вынуждая схему рассеивать значительно больше энергии, чем требуется для номинального случая. В этом смысле он может функционировать как усилитель класса А.

Преимущества шунтирующих ссылок включают простую конструкцию, небольшие пакеты и хорошую стабильность в широком диапазоне токов и нагрузок.Кроме того, они легко проектируются как отрицательные опорные напряжения и могут использоваться с очень высокими напряжениями питания, поскольку внешний резистор удерживает большую часть потенциала, или очень низкими источниками питания, поскольку выходной сигнал может быть всего на несколько милливольт ниже поставка. Linear Technology предлагает шунтирующие продукты, включая LT1004, LT1009, LT1389, LT1634, LM399 и LTZ1000. Типичная шунтирующая схема показана на рисунке 3.

опорное напряжение

Рисунок 3. Шунт

Серия Ссылки

Ссылки серии

— это три (или более) оконечных устройства.Они больше похожи на регуляторы с низким уровнем отсева (LDO), поэтому они имеют много одинаковых преимуществ. В частности, они потребляют относительно фиксированную величину тока питания в широком диапазоне напряжений питания и проводят ток нагрузки только тогда, когда этого требует нагрузка. Это делает их идеальными для цепей с большими изменениями напряжения питания или тока нагрузки. Они особенно полезны в цепях с очень большими токами нагрузки, поскольку между опорным источником и источником питания отсутствует последовательный резистор.

Продукты линейки

, доступные от Linear Technology, включают в себя LT1460, LT1790, LT1461, LT1021, LT1236, LT1027, LTC6652, LT6660 и многие другие.Такие продукты, как LT1021 и LT1019, могут работать как в качестве шунта, так и в качестве эталонного напряжения. Последовательная эталонная схема показана на рисунке 4.

опорное напряжение

Рисунок 4. Серия

Опорные цепи

Существует много способов создания эталонной интегральной схемы напряжения. У каждого есть свои преимущества и недостатки.

Ссылка на стабилитроны

Эталон типа захороненного стабилитрона — это относительно простая конструкция. Стабилитрон (или лавинный) диод имеет предсказуемое обратное напряжение, которое является довольно постоянным по температуре и очень постоянным по времени.Эти диоды часто имеют очень низкий уровень шума и очень стабильны во времени, если их удерживать в небольшом температурном диапазоне, что делает их полезными в приложениях, где изменения эталонного напряжения должны быть как можно меньше.

Эту стабильность можно объяснить относительно небольшим количеством компонентов и площадью кристалла по сравнению с другими типами опорных цепей, а также тщательной конструкцией элемента Зенера. Тем не менее, относительно высокие отклонения в начальном напряжении и температурном дрейфе распространены.Дополнительная схема может быть добавлена ​​для компенсации этих недостатков или для обеспечения диапазона выходных напряжений. Как в шунтовых, так и в серийных образцах используются стабилитроны.

Устройства, такие как LT1021, LT1236 и LT1027, используют внутренние источники тока и усилители для регулирования напряжения Зенера и тока для повышения стабильности, а также для обеспечения различных выходных напряжений, таких как 5В, 7В и 10В. Эта дополнительная схема делает стабилитрон более совместимым с широким спектром применения, но требует некоторого дополнительного запаса питания и может вызвать дополнительную ошибку.

В качестве альтернативы, LM399 и LTZ1000 используют внутренние нагревательные элементы и дополнительные транзисторы для стабилизации температурного дрейфа стабилитрона, обеспечивая наилучшее сочетание температурной и временной стабильности. Кроме того, эти продукты на основе Zener имеют чрезвычайно низкий уровень шума, обеспечивая наилучшую производительность. LTZ1000 обладает температурным дрейфом 0,05 ppm / ° C, долговременной стабильностью 2 мкВ / √кч и шумом 1,2 мкВ P-P . Чтобы дать некоторую перспективу, в лабораторном приборе, общая неопределенность в опорном напряжении в LTZ1000 в связи с шумом и температурой будет только около 1.7ppm плюс фракция 1ppm в месяц из-за старения.

Bandgap References

Несмотря на то, что стабилитроны можно использовать для создания эталонов очень высокой производительности, им не хватает гибкости. В частности, они требуют напряжения питания выше 7 В и предлагают относительно небольшое выходное напряжение. Напротив, эталоны с запрещенной зоной могут создавать широкий спектр выходных напряжений с небольшим запасом питания — часто менее 100 мВ. Контрольные значения запрещенной зоны могут быть разработаны для обеспечения очень точных начальных выходных напряжений и низкотемпературного дрейфа, что устраняет необходимость в длительной калибровке при применении.

Работа с запрещенной зоной основана на базовой характеристике транзисторов с биполярным переходом. На рисунке 5 показана упрощенная версия схемы LT1004, базовая запрещенная зона. Можно показать, что несоответствующая пара транзисторов с биполярным переходом имеет разницу в V BE , которая пропорциональна температуре. Эта разница может быть использована для создания тока, который растет линейно с температурой. Когда этот ток пропускается через резистор и транзистор, изменение температуры напряжения базового эмиттера транзистора отменяет изменение напряжения на резисторе, если он имеет правильный размер.Хотя это подавление не является полностью линейным, оно может быть компенсировано дополнительными схемами для получения очень низкого температурного дрейфа.

Рисунок 5. Схема запрещенной зоны рассчитана на теоретически нулевой температурный коэффициент.

Математика позади основного зонного опорного напряжения интересен тем, что он сочетает в себе известные температурные коэффициенты с уникальными соотношением резисторов для получения опорного напряжения с теоретически нулевой температурный дрейф. На рисунке 5 показаны два транзистора, масштабированные таким образом, что площадь эмиттера Q10 в 10 раз больше, чем у Q11, в то время как Q12 и Q13 поддерживают токи своих коллекторов одинаковыми.Это создает известное напряжение между базами двух транзисторов:

, где k — постоянная Больцмана в Дж / Кельвин (1,38 × 10 -23 ), T — температура в Кельвинах (273 + T (° C)) и q — заряд электрона в кулонах (1,6×10 — 19 ). При 25 ° C kT / q имеет значение 25,7 мВ с положительным температурным коэффициентом 86 мкВ / ° C. ΔV BE — это напряжение, умноженное на ln (10) или 2,3, при напряжении 25 ° C, равном приблизительно 60 мВ, при температуре 0,2 мВ / ° C.

Применение этого напряжения к резистору 50 кОм, подключенному между основаниями, создает ток, который пропорционален температуре.Этот ток смещает диод Q14 с напряжением 25 ° C 575 мВ с температурным коэффициентом -2,2 мВ / ° C. Резисторы используются для создания падения напряжения с положительным tempcos, которые добавляются к напряжению В14 диода, создав тем самый потенциал опорного напряжения приблизительно 1.235V с теоретически 0mV ° / коэффициентом температурного С. Эти падения напряжения показаны на рисунке 5. Баланс цепи обеспечивает токи смещения и выходной привод.

Линейная технология

производит широкий спектр эталонов с запрещенной зоной, включая LT1460, небольшой и недорогой прецизионный эталонный ряд, LT1389, шунтирующий эталон сверхнизкой мощности, и LT1461 и LTC6652, которые являются очень высокоточными эталонами с низким дрейфом.Доступные выходные напряжения: 1,2 В, 1,25 В, 2,048 В, 2,5 В, 3,0 В, 3,3 В, 4,096 В, 4,5 В, 5 В и 10 В. Эти опорные напряжения могут подаваться в широком диапазоне источников питания и условий нагрузки с минимальными затратами напряжения и тока. Продукты могут быть очень точными, как с LT1461, LT1019, LTC6652 и LT1790; очень маленький, как у LT1790 и LT1460 (SOT23) или LT6660 в корпусе DFN 2 × 2 мм; или очень низкое энергопотребление, такое как LT1389, для которого требуется только 800 нА. В то время как эталоны Зенера часто имеют лучшую производительность с точки зрения шума и долгосрочной стабильности, новые эталоны с запрещенной зоной, такие как LTC6652, с пиковым шумом 2 промилле (0.1 Гц до 10 Гц) сокращают разрыв.

Дробная ссылка запрещенной зоны

Это ссылки, основанные на температурных характеристиках биполярных транзисторов, но с выходными напряжениями, которые могут составлять всего несколько милливольт. Они полезны для цепей с очень низким напряжением, особенно в компараторах, где пороговое значение должно быть меньше, чем обычное напряжение запрещенной зоны (приблизительно 1,2 В).

На рисунке 6 показана схема ядра от LM10, которая объединяет элементы, которые пропорциональны и обратно пропорциональны температуре, аналогично нормальному эталону запрещенной зоны, чтобы получить постоянный эталон 200 мВ.Дробная запрещенная зона обычно использует ΔV BE для генерации тока, который пропорционален температуре, и V BE для генерации тока, который обратно пропорционален. Они объединены в соответствующем соотношении в резисторном элементе для генерации температурно-инвариантного напряжения. Размер резистора может варьироваться для изменения опорного напряжения, не влияя на температурную характеристику. Это отличается от традиционной схемы запрещенной зоны в том, что дробная схема запрещенной зоны объединяет токи, в то время как традиционные схемы имеют тенденцию объединять напряжения, обычно напряжение базового эмиттера и I • R с противоположным TC.

Рисунок 6. Опорная цепь 200 мВ

Дробные запрещенные зоны, такие как схема LM10, также частично основаны на вычитании. LT6650 имеет ссылку 400mV этого типа, в сочетании с усилителем. Это позволяет опорное напряжение, чтобы быть изменено путем изменения коэффициента усиления усилителя, и дает буферизованный вывод. Любое выходное напряжение от 0,4 В до нескольких милливольт ниже напряжения питания может быть создано с помощью этой простой схемы. В более интегрированном решении, то LT6700 (рисунок 7) и LT6703 сочетают ссылку 400mV с компараторами, и могут быть использован в качестве мониторов напряжения или оконных компараторов.Справочник 400mV позволяет осуществлять мониторинг малых входных сигналов, что снижает сложность схем монитора и позволяет осуществлять мониторинг элементов схемы, работающие на очень низкие поставках, а также. Для больших порогов можно добавить простой резисторный делитель (рисунок 8). Каждый из этих продуктов доступен в небольшом корпусе (SOT23), потребляет мало энергии (менее 10 мкА) и работает в широком диапазоне напряжений (от 1,4 до 18 В). Кроме того, LT6700 доступен в упаковке DFN 2 мм × 3 мм, а LT6703 доступен в упаковке DFN 2 мм × 2 мм.

Рисунок 7. LT6700 позволяет сравнивать с пороговыми значениями до 400 мВ.

Рисунок 8. Более высокие пороги устанавливаются путем деления входного напряжения.

Выбор ссылки

Итак, теперь, со всеми этими опциями, как выбрать правильную ссылку для своего приложения? Вот несколько советов, которые могут сузить диапазон вариантов:

  • Напряжение питания очень высокое? Выберите шунт.
  • Напряжение питания или ток нагрузки широко варьируются? Выберите серию.
  • Требуется высокая энергоэффективность? Выберите серию.
  • Оцените свой реальный температурный диапазон. Линейная технология обеспечивает гарантированные характеристики и работу в различных температурных диапазонах, включая от 0 ° C до 70 ° C, от -40 ° C до 85 ° C и от -40 ° C до 125 ° C.
  • Будьте реалистичны в отношении требуемой точности. Важно понимать точность, требуемую приложением. Это поможет определить критические характеристики.Учитывая это требование, умножьте температурный дрейф на указанный температурный диапазон. Добавьте начальную погрешность, термический гистерезис и длительный дрейф в течение предполагаемого срока службы продукта. Удалите все термины, которые будут откалиброваны на заводе или периодически перекалиброваны. Это дает представление о полной точности. Для наиболее требовательных применений также могут быть добавлены шум, ошибки регулирования линии и нагрузки. Например, эталон с погрешностью начальной точности 0,1% (1000 ppm), дрейфом температуры 25 ppm / ° C выше –40 ° C до 85 ° C, тепловым гистерезисом 200 ppm, пиковым шумом 2 ppm и дрейфом времени 50 ppm / √kHr будет иметь общую неопределенность более 4300ppm на момент построения схемы.Эта неопределенность увеличивается на 50 частей на миллион в первые 1000 часов работы схемы. Начальная точность может быть откалибрована, уменьшив ошибку до 3300ppm + 50ppm • √ (t / 1000hours).
  • Каков реальный диапазон поставок? Какое максимальное ожидаемое напряжение питания? Будут ли возникать неисправности, такие как разряд батареи или скачки индуктивного питания в режиме горячей замены, которые должна выдерживать эталонная ИС? Это может значительно сократить количество жизнеспособных вариантов.
  • Сколько энергии может потреблять эталон? Ссылки обычно делятся на несколько категорий: более 1 мА, ~ 500 мкА, <300 мкА, <50 мкА, <10 мкА, <1 мкА.
  • Сколько тока нагрузки? Будет ли нагрузка потреблять значительный ток или производить ток, который должен опускаться эталон? Многие ссылки могут обеспечить только небольшие токи для нагрузки, и лишь немногие могут потреблять существенный ток. Спецификация регулирования нагрузки является хорошим руководством.
  • Сколько у вас места? Список литературы представлен в широком ассортименте, включая металлические банки, пластиковые пакеты (DIP, SOIC, SOT) и очень маленькие упаковки, в том числе LT6660 в DFN размером 2 × 2 мм.Широко распространено мнение, что ссылки на большие размеры упаковки имеют меньшую ошибку из-за механического напряжения, чем меньшие упаковки. Хотя это правда, что некоторые ссылки могут дать лучшую производительность в больших пакетах, есть свидетельства того, что разница в производительности не имеет непосредственного отношения к размеру пакета. Более вероятно, что поскольку меньшие кубики используются для продуктов, предлагаемых в меньших упаковках, должны быть достигнуты некоторые компромиссы производительности, чтобы соответствовать схеме на кристалле. Как правило, метод установки пакета имеет более существенное различие в производительности, чем фактический пакет — тщательное внимание к методам и местам монтажа может максимизировать производительность.Кроме того, устройства с меньшими размерами следов могут демонстрировать меньшую нагрузку при изгибе печатной платы по сравнению с устройствами с более высокими размерами следов. Это подробно обсуждается в примечании по применению AN82 «Понимание и применение ссылок на напряжение», доступном в Linear Technology.

Заключение

Linear Technology предлагает широкий спектр эталонных продуктов напряжения. К ним относятся как серии, так и шунты, разработанные с использованием стабилитронов, запрещенных зон и других типов. Справочные материалы доступны в нескольких классах производительности и температуры и почти во всех возможных типах упаковки.Продукция варьируется от высочайшей точности до небольших и недорогих альтернатив. Благодаря обширному арсеналу эталонных продуктов напряжения, эталонные напряжения Linear Technology отвечают потребностям практически любого применения.

См. Также примечание по применению Linear Technology AN82 «Понимание и применение ссылок на напряжение», доступное для загрузки здесь.

,
Понимание того, как работает регулятор напряжения

Регулятор напряжения генерирует фиксированное выходное напряжение заданной величины, которое остается постоянным независимо от изменений его входного напряжения или условий нагрузки. Существует два типа регуляторов напряжения: линейный и импульсный.

Линейный регулятор использует активное (BJT или MOSFET) проходное устройство (последовательное или шунтирующее), управляемое дифференциальным усилителем с высоким коэффициентом усиления. Он сравнивает выходное напряжение с точным опорным напряжением и регулирует проходное устройство для поддержания постоянного выходного напряжения.

Импульсный регулятор преобразует входное напряжение постоянного тока в коммутируемое напряжение, подаваемое на силовой переключатель MOSFET или BJT. Отфильтрованное выходное напряжение выключателя питания подается обратно в цепь, которая управляет временем включения и выключения питания, так что выходное напряжение остается постоянным независимо от изменений входного напряжения или тока нагрузки.

Каковы некоторые из топологий импульсного регулятора?

Существует три распространенные топологии: доллар (понижение), повышение (повышение) и усиление (повышение / понижение).Другие топологии включают топологии обратного хода, SEPIC, Cuk, двухтактный, прямой, полумостовой и полумостовой.

Как частота переключения влияет на конструкцию регулятора?

Более высокие частоты переключения означают, что регулятор напряжения может использовать меньшие катушки индуктивности и конденсаторы. Это также означает более высокие потери на переключение и больший шум в цепи.

Какие потери возникают при переключении регулятора?

Потери происходят в результате питания, необходимого для включения и выключения MOSFET, которые связаны с драйвером затвора MOSFET.Кроме того, потери мощности MOSFET возникают из-за того, что для переключения из состояния проводимости в состояние непроводимости требуется определенное время. Потери также связаны с энергией, необходимой для зарядки и разрядки емкости затвора MOSFET между пороговым напряжением и напряжением затвора.

Каковы обычные применения для линейных и импульсных регуляторов?

Рассеиваемая мощность линейного регулятора прямо пропорциональна его выходному току для данного входного и выходного напряжения, поэтому типичные КПД могут быть 50% или даже ниже.Используя оптимальные компоненты, импульсный регулятор может достичь эффективности в диапазоне 90%. Однако выходной шум от линейного регулятора намного ниже, чем у импульсного регулятора с такими же требованиями к выходному напряжению и току. Как правило, импульсный регулятор может управлять более высокими токовыми нагрузками, чем линейный регулятор.

Как переключающий регулятор управляет своим выходом?

Импульсные регуляторы требуют средства для изменения их выходного напряжения в ответ на изменения входного и выходного напряжения.Один из подходов заключается в использовании ШИМ, который управляет входом соответствующего выключателя питания, который контролирует время его включения и выключения (рабочий цикл). Во время работы отфильтрованное выходное напряжение регулятора подается обратно в ШИМ-контроллер для управления рабочим циклом. Если фильтруемый выход имеет тенденцию изменяться, обратная связь, применяемая к ШИМ-контроллеру, изменяет рабочий цикл для поддержания постоянного выходного напряжения.

Какие технические характеристики важны для ИС регулятора напряжения?

Среди основных параметров: входное напряжение, выходное напряжение и выходной ток.В зависимости от применения могут быть важны другие параметры, такие как пульсация выходного напряжения, переходная характеристика нагрузки, выходной шум и эффективность. Важными параметрами для линейного регулятора являются падение напряжения, PSRR (коэффициент подавления питания) и выходной шум.

Ссылки

Загрузить Средства проектирования управления питанием

ADIsimPower ™ Средство разработки регулятора напряжения

,

Основы электроники: регулятор напряжения

Electronics Fundamentals

Построение регулятора напряжения

Теория фона

: Как работает регулятор напряжения?


Название говорит само за себя: регулятор напряжения. Аккумулятор в вашем автомобиле, который заряжается от генератора, розетка в вашем доме, которая обеспечивает все необходимое электричество, сотовый телефон , который вы, вероятно, держите под рукой каждую минуту дня, когда все они требуют определенного напряжения для того, чтобы функция. Колеблющиеся выходы, которые скачут от ± 2 В, могут привести к неэффективной работе и даже к повреждению ваших зарядных устройств.Существует множество причин, по которым могут возникать колебания напряжения: состояние энергосистемы, выключение и включение других приборов, время суток, факторы окружающей среды и т. Д. В связи с необходимостью постоянного, постоянного напряжения, введите регулятор напряжения.

Регулятор напряжения — это интегральная схема (ИС), которая обеспечивает постоянное фиксированное выходное напряжение независимо от изменения нагрузки или входного напряжения. Это может быть сделано разными способами в зависимости от топологии схемы внутри, но с целью сохранения базовости этого проекта мы сосредоточимся в основном на линейном регуляторе.Линейный регулятор напряжения работает путем автоматической регулировки сопротивления через контур обратной связи, учитывая изменения как нагрузки, так и входа, сохраняя постоянным выходное напряжение.

ИС регулятора напряжения в упаковке ТО-220
Переключающие регуляторы, с другой стороны, такие как понижающий (понижающий), повышающий (повышающий) и понижающий повышающий (повышающий / понижающий), требуют еще нескольких компонентов, а также повышенной сложности как различные компоненты будут влиять на результат. Импульсные регуляторы намного более эффективны с точки зрения преобразования мощности, где эффективность играет большую роль, но линейные регуляторы работают очень хорошо в качестве регуляторов напряжения в низковольтных приложениях.

В зависимости от применения, регулятор напряжения может также нуждаться в большей фокусировке, улучшая другие параметры, такие как выходное пульсационное напряжение, переходная характеристика нагрузки, падение напряжения и выходной шум. Такие приложения, как аудиопроекты, более чувствительны к шуму и помехам, поэтому потребуется дополнительная фильтрация, особенно в переключающих регуляторах, где пульсации на выходе могут быть значительными. Большую часть информации, включая схемы, можно найти в техническом описании интегральной схемы регулятора напряжения, с которой вы работаете, в разделе «Замечания по применению».


Указание по применению регулятора 7805T
Afrotechmods также имеет информативное видео о работе с популярным стабилизатором напряжения LM317T для получения регулируемого выхода.


Проект

Набор регуляторов напряжения макета — отличный набор для пайки для любого новичка. Он выдает чистый 5 В постоянного тока с максимальным выходным током 500 мА. Он может принимать входное напряжение в диапазоне 6-18 В пост. Тока и имеет контакты, идеально подходящие по размеру для размещения на любом стандартном макете с 0.Интервал 1 дюйм.

Комплект включает в себя:

(1) Печатная плата
(1) Выключатель питания
(1) Разъем питания постоянного тока 2,1 мм
(1) Электролитический конденсатор 10 мкФ
(1) Монолитный конденсатор 0,1 мкФ
(1) Резистор 1 кОм
(1) Красный источник питания индикаторный светодиод
(1) Штыревые разъемы
(1) Руководство пользователя

Вам понадобится:
• Паяльник
• Припой
• Резцы
• Блок питания для настенного адаптера 6-18 В (Mean Well GS06U-3PIJ)


Комплект регулятора напряжения Solarbotics 34020
Направления:

1.Резистор и конденсатор 0,1 мкФ:
Снимите ленту и согните провода резистора, затем вставьте ее в положение, обозначенное R1. Припой с другой стороны и отрежь лишние провода. Сделайте то же самое для конденсатора 0,1 мкФ в положение C2. Неважно, каким образом эти детали установлены — они не поляризованы .

2. Регулятор напряжения и штекерный разъем:
Припаяйте регулятор напряжения в положение V-REG. Убедитесь, что сторона табуляции совпадает с жирной линией на символе — назад не будет работать! Затем отрежьте лишние провода.Зафиксируйте домкрат в положении B1 и припаяйте его на место.

Шаг 1 Шаг 2
3. 10 мкФ конденсатор и индикатор питания:
Установите 10 мкФ электролитический конденсатор в положение C1. Позиционирование имеет решающее значение. Удостоверьтесь, что более длинный провод идет в подушку, отмеченную (+). Убедитесь, что он находится в правильном положении, убедившись, что полоса на стороне конденсатора находится ближе всего к метке PWR. Сделайте то же самое со светодиодом; Чем длиннее лидерство идет в круглую площадку.Вы можете убедиться, что светодиод находится в правильном положении, отметив маленькую выемку на светодиоде на стороне символа светодиода с линией (около квадратной площадки).

4. Штырьки выключателя питания и макета:
Выключатель питания просто устанавливается в положение PWR. Булавки макета немного сложнее — они идут на нижней стороне и их труднее удерживать во время пайки. Осторожно припаяйте их как можно более прямыми руками или, если вы уверены, вставьте длинную сторону штифтов в макет, чтобы они совпали с отверстиями в печатной плате, а затем впаяйте их, пока макет удерживает все на одной линии.

Шаг 3 Шаг 4
5. Настройка силовых шин:
ЭТО ВАЖНО.
Если вы забудете это сделать, ваша доска не будет работать! Выберите, с какой стороны макета вы хотите установить вашу доску (в этом примере мы используем левую сторону). Обратите внимание на полярность направляющих «+» внизу и «-» вверху. Найдите, какой набор колодок на доске соответствует этому расположению, и положите шарик припоя на маленькие полумесяцы.

Если вы планируете изменить полярность питания на направляющих, вы можете установить номер детали SWT7 на контактные площадки между контактными площадками. Не кладите капли на колодки, если вы делаете это. Обратите внимание, что это не рекомендуемая модификация.

Подайте питание на плату любым источником питания постоянного тока 2,1 мм с номинальным напряжением 6-18 В — не превышайте максимальное значение 35 В постоянного тока! Регулятор мощности нагревается при питании свыше 12 В (это нормально). Если вы не хотите использовать его на макете, используйте контактные площадки с надписью «+ -» на конце, ближайшем к гнезду цилиндра, для регулируемой выходной мощности 5 В.


Шаг 5
SWT7 Установлен

Вопросы для обсуждения


1.Какое влияние окажут тепло и шум на выход цепи?
2. Как конденсаторы помогают отфильтровать проблемы помех?
3. Каковы некоторые преимущества и недостатки как линейных, так и импульсных регуляторов? ,
Стабилизатор напряжения как выбрать: Как выбрать стабилизатор напряжения (2018) | Стабилизаторы напряжения | Блог

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Scroll to top