Стабилизатор напряжения и тока: Астраханский государственный технический университет — Лекции — Электропитание устройств и систем телекоммуникаций

Стабилизаторы тока. Виды и устройство. Работа и применение

Стабилизаторы тока предназначены для стабилизации тока на нагрузке. Напряжение на нагрузке зависит от его сопротивления. Стабилизаторы необходимы для функционирования различных электронных приборов, например газоразрядные лампы.

Для качественного заряда аккумуляторов также необходимы стабилизаторы тока. Они используются в микросхемах для настройки тока каскадов преобразования и усиления. В микросхемах они играют роль генератора тока. В электрических цепях всегда есть разного рода помехи. Они отрицательно влияют на действие приборов и электрических устройств. С такой проблемой легко справляются стабилизаторы.

Виды стабилизаторов тока

Отличительной чертой стабилизаторов тока является их значительное выходное сопротивление. Это дает возможность исключить влияние напряжения на входе, и сопротивления нагрузки, на значение тока на выходе устройства. Стабилизаторы тока поддерживают выходной ток в определенных пределах, меняя при этом напряжение таким образом, что ток, протекающий по нагрузке, остается постоянным.

Стабилизаторы тока на резисторе

В элементарном случае генератором тока может быть схема, состоящая из блока питания и сопротивления. Подобная схема часто используется для подключения светодиода, выполняющего функцию индикатора.

Из недостатков такой схемы можно отметить необходимость использования высоковольтного источника. Только при таком условии можно использовать резистор, имеющий высокое сопротивление, и получить хорошую стабильность тока. На сопротивлении рассеивается мощность P = I ² х R.

Стабилизаторы на транзисторах

Значительно лучше функционируют стабилизаторы тока, собранные на транзисторах.

Можно выполнить настройку падения напряжения таким образом, что оно будет очень маленьким. Это дает возможность снижения потерь при хорошей стабильности тока на выходе. На выходе транзистора сопротивление очень большое. Такая схема применяется для подключения светодиодов или зарядки аккумуляторных батарей малой мощности.

Напряжение на транзисторе определяется стабилитроном VD1. R2 играет роль датчика тока и обуславливает ток на выходе стабилизатора. При увеличении тока падение напряжения на этом резисторе становится больше. Напряжение поступает на эмиттер транзистора. В итоге напряжение на переходе база-эмиттер, которое равно разности напряжения базы и эмиттерного напряжения, снижается, и ток возвращается к заданной величине.

Схема токового зеркала

Аналогично функционируют генераторы тока. Популярной схемой таких генераторов является «токовое зеркало», в которой вместо стабилитрона применяется биполярный транзистор, а точнее, эмиттерный переход. Вместо сопротивления R2 применяется сопротивление эмиттера.

Стабилизаторы тока на полевике

Схема с применением полевых транзисторов более простая.

Нагрузочный ток проходит через R1. Ток в цепи: «+» источника напряжения, сток-затвор VТ1, нагрузочное сопротивление, отрицательный полюс источника – очень незначительный, так как сток-затвор имеет смещение в обратную сторону.

Напряжение на R1 положительное: слева «-», справа напряжение равно напряжению правого плеча сопротивления. Поэтому напряжение затвора относительно истока минусовое. При снижении нагрузочного сопротивления, ток повышается. Поэтому напряжение затвора по сравнению с истоком имеет еще большую разницу. Вследствие этого транзистор закрывается сильнее.

При большем закрытии транзистора нагрузочный ток снизится, и возвратится к начальной величине.

Устройства на микросхеме

В прошлых схемах имеются элементы сравнения и регулировки. Аналогичная структура схемы применяется при проектировании устройств, выравнивающих напряжение. Отличие устройств, стабилизирующих ток и напряжение, заключается в том, что в цепь обратной связи сигнал приходит от датчика тока, который подключен к цепи нагрузочного тока. Поэтому для создания стабилизаторов тока используют популярные микросхемы 142 ЕН 5 или LМ 317.

Здесь роль датчика тока играет сопротивление R1, на котором стабилизатор поддерживает постоянное напряжение и нагрузочный ток. Величина сопротивления датчика значительно ниже, чем нагрузочное сопротивление. Снижение напряжения на датчике влияет на напряжение выхода стабилизатора. Подобная схема хорошо сочетается с зарядными устройствами, светодиодами.

Импульсный стабилизатор

Высокий КПД имеют импульсные стабилизаторы, выполненные на основе ключей. Они способны при незначительном напряжении входа создавать высокое напряжение на потребителе. Такая схема собрана на микросхеме МАХ 771.

Сопротивления R1 и R2 играют роль делителей напряжения на выходе микросхемы. Если напряжение на выходе микросхемы становится выше опорного значения, то микросхема снижает выходное напряжение, и наоборот.

Если схему изменить таким образом, чтобы микросхема реагировала и регулировала ток на выходе, то получится стабилизированный источник тока.

При падении напряжения на R3 ниже 1,5 В, схема работает в качестве стабилизатора напряжения. Как только нагрузочный ток повышается до определенного уровня, то на резисторе R3 падение напряжения становится больше, и схема действует как стабилизатор тока.

Сопротивление R8 подключается по схеме тогда, когда напряжение становится выше 16,5 В. Сопротивление R3 задает ток. Отрицательным моментом этой схемы можно отметить значительное падение напряжения на токоизмерительном сопротивлении R3. Эту проблему можно решить путем подключения операционного усилителя для усиления сигнала с сопротивления R3.

Устройство и принцип действия

На нестабильность нагрузочного тока влияет значение сопротивления и напряжения на входе. Пример: в котором сопротивление нагрузки постоянно, а напряжение на входе повышается. Ток нагрузки при этом также возрастает.

В результате этого повысится ток и напряжение на сопротивлениях R1 и R2. Напряжение стабилитрона станет равным сумме напряжений сопротивлений R1, R2 и на переходе VT1 база-эмиттер: Uvd1=UR1+UR2+UVT1(б/э)

Напряжение на VD1 не меняется при меняющемся входном напряжении. Вследствие этого ток на переходе база-эмиттер снизится, и повысится сопротивление между клеммами эмиттер-коллектор. Сила тока на переходе коллектор-эмиттере и нагрузочное сопротивление станет снижаться, то есть переходить к первоначальной величине. Так выполняется выравнивание тока и поддержание его на одном уровне.

Стабилизатор для светодиодов

Изготовить такое устройство самостоятельно можно с применением микросхемы LМ 317. Для этого останется только подобрать резистор. Питание для стабилизатора целесообразно применять следующее:

• Блок от принтера на 32 В.
• Блок от ноутбука на 19 В.
• Любой блок питания на 12 В.

Достоинством такого устройства является низкая стоимость, простота конструкции, повышенная надежность. Сложную схему нет смысла собирать самостоятельно, проще ее приобрести.

Похожие темы:

Схемы стабилизаторов напряжения и тока

  Стабилизированные источники питания необходимы для обеспечения независимости параметров электронного устройства от изменений питающего напряжения. Практически в любой современной аппаратуре имеется стабилизатор напряжения, а то и несколько. В таких устройствах часто применяются операционные усилители ( ОУ ), с помощью которых решить эту задачу просто и эффективно с точностью регулировки и стабильности в диапазоне 0,01…0,5 %, причём ОУ легко встраивать в традиционные стабилизаторы напряжения и тока.
Простейший стабилизатор напряжения представляет собой усилитель постоянного тока, на вход которого подано постоянное напряжение стабилитрона или часть его. Нагрузочная способность такого стабилизатора определяется силой максимального выходного тока ОУ.
Следящие стабилизаторы, как правило, работают на принципе сравнения опорного и выходного напряжений, усиления их разности и управления электропроводностью регулирующего транзистора.

   Стабилизатор по схеме Рис.1 выдаёт напряжение Uвых большее, чем опорное напряжение стабилитрона VD1, а стабилизатор Рис.2 – меньшее. Стабилизаторы питаются от одного источника. С помощью эмиттерного повторителя VT2 увеличивают ток нагрузки, в нашем примере – до 100 мА, но можно и более с составным повторителем на мощном транзисторе.

Транзистор VT1 защищает выходной транзистор VT2 от перегрузок по току, причём датчиком тока служит резистор R8 небольшого сопротивления, включённый в цепь эмиттера транзистора VT2. Когда падение напряжения на нём превысит Uб-э=0,6 В, откроется транзистор VT1 и зашунтирует эмиттерный переход транзистора VT2. При токах нагрузки до 10…15 мА резисторы R7, R8 и транзисторы VT1, VT2 можно не ставить. Отметим, что в стабилитронах по схемам на

Рис.1, 2 входное напряжение не должно превышать максимально допустимой суммы напряжений питания.

    На Рис.3а приведена схема подобного стабилизатора в котором ОУ включён таким образом, что он сам питается стабилизированным напряжением. Здесь дополнительно включены несколько элементов, улучшающих работу стабилизатора напряжения. Потенциал выхода ОУ DA1 смещён в сторону положительного напряжения с помощью стабилитрона VD3 и транзистора VT1. Выходной эмиттерный повторитель – составной ( VT2, VT3 ), а к базе защитного транзистора VT4 подключён делитель R4R5, что позволяет создать “падающую” характеристику ограничения тока перегрузки. Ток короткого замыкания не превышает 0,3 А.

Термокомпенсированный источник опорного напряжения выполнен на микросхеме К101КТ1А (DA2). Выходное напряжение стабилизатора, равное +15В, изменяется всего на 0,0002 % при изменении входного напряжения в пределах 19…30 В; при изменении тока нагрузки от нуля до номинального выходное напряжение падает лишь на 0,001%. В этом стабилизаторе подавление пульсаций входного напряжения частотой 100 Гц составляет 120 дБ. К достоинствам стабилизатора следует отнести также и то, что в отсутствии нагрузки потребляемый ток составляет около 10 мА. При скачкообразном изменении тока нагрузки выходное напряжение устанавливается с погрешностью 0,1% за время не более 5 мкс.

Практически нулевые пульсации напряжения на выходе может обеспечить стабилизатор по схеме Рис.4. Если движок переменного резистора R1 находится в верхнем (по схеме) положении, амплитуда пульсаций максимальна. По мере перемещения движка вниз амплитуда будет уменьшаться, так как напряжение пульсаций, поданное на инвертирующий вход ОУ через конденсатор С2, в противофазе складывается с выходным напряжением пульсаций. Примерно в среднем положении движка резистора R1 пульсации будут компенсированы.

В случае необходимости получения отрицательного выходного напряжения необходимо в качестве повторителя применить p-n-p транзистор, а также заземлить положительную шину питания ОУ. Но можно поступить по-другому, если в аппаратуре требуются стабилизированные напряжения разной полярности.

   На Рис.5 приведены две упрощённые схемы соединения стабилизаторов для получения выходных напряжения разного знака. В первом случае входная и выходная цепи имеют общую шину. Пусть, например, имеются только положительные стабилизаторы. Тогда в стабилизаторе по второй схеме можно применить, если оба канала по входным цепям гальванически развязаны, чтобы можно было заземлять положительный полюс нижнего (по схеме) стабилизатора. Источником опорного напряжения для одного из каналов служит стабилитрон, а для второго – выходное напряжение первого стабилизатора. Для этого необходимо включить делитель из двух резисторов между выводами +Uст и -Uст стабилизаторов и подвести напряжение средней точки делителя к неинвертирующему входу ОУ второго стабилизатора, заземлив инвертирующий вход ОУ. Тогда выходные напряжения двух стабилизаторов ( несимметричные в общем случае ) связаны и регулирование напряжений осуществляется одним переменным резистором.

В случае если необходимо иметь два питающих напряжения с заземлённой средней точкой, то можно применить активный делитель на ОУ с повторителями для увеличения нагрузочной способности (Рис. 6). Если R1=R2, то равны и выходные напряжения относительно заземлённой средней точки. Через выходные транзисторы VT1 и VT2 протекают полные токи нагрузки, а падение напряжения на участках коллектор – эмиттер равны половине входного напряжения. Это надо иметь в виду при выборе радиаторов охлаждения.

Ключевые стабилизаторы напряжения зарекомендовали себя наилучшим образом с точки зрения экономичности, так как КПД таких устройств всегда высокий. Несмотря на их сложность по сравнению с линейными стабилизаторами, только за счёт уменьшения размеров теплоотводящего радиатора проходного транзистора ключевой стабилизатор позволяет уменьшить габариты регулируемого мощного источника питания в два – три раза. Недостаток ключевых стабилизаторов заключается в повышении уровня помех. Однако рациональное конструирование, и когда весь блок выполнен в виде экранированного модуля с расположенной непосредственно на теплоотводе мощного транзистора платой управления, позволяет свести помехи к минимуму. Устранить “пролезание” высокочастотных помех в нестабилизированный источник первичного питания и нагрузку можно путём включения последовательно радиочастотных дросселей, рассчитанный на постоянный ток 1…3 А. В ключевых стабилизаторах напряжения с успехом применяются интегральные компараторы.

   На Рис. 7 приведена схема релейного стабилизатора на базе

микросхемы К554СА2. Здесь компаратор DA1 работает от источников напряжения +12 и -6 В. Эта комбинация образована подключением вывода 11 положительного питания DA1 к эмиттеру транзистора VT1 (+18 В), вывода 2 – к стабилитрону VD6 (примерно +6 В), вывода 6 отрицательного питания – к нулевому потенциалу общей шины. Опорное напряжение стабилизатора формируется диодами VD3 – VD5, оно равно +4,5 В. Это напряжение подаётся на инвертирующий вход компаратора DA1, включённого по схеме детектора уровня с гистерезисной характеристикой из-за положительной обратной связи по цепи R5, R3. Цепь отрицательной обратной связи замыкается через усилительный транзистор VT2, ключевой элемент на транзисторах VT3, VT4 и фильтр L1C7. Глубину отрицательной обратной связи по выходному напряжению регулируют переменным резистором R4, в результате оно изменяется в пределах 4…20 В при минимальном входном нестабилизированном напряжении +23 В и максимальном – до +60 В с применением элементов, рассчитанных на такое напряжение. В то же время переменная составляющая выходного напряжения ( пульсации ) проходят без ослабления через конденсатор С4, поэтому регулирование выходного напряжения не приводит к пропорциональному изменению пульсаций.
Данный стабилизатор напряжения относится к числу автогенерирующих, когда в зависимости от входного напряжения и тока нагрузки, разряжающего накопительный конденсатор C7, автоматически меняется как период автоколебаний, так и время включённого состояния транзисторов VT3, VT4. Усилитель управления на компараторе DA1 и транзисторе VT2 открывает ключевой элемент в тот момент, когда потенциал инвертирующего входа станет меньше, чем потенциал неинвертирующего (опорного) входа. В этот момент напряжение на нагрузке падает несколько ниже заданного уровня стабилизации, т.е пульсирует. После включения транзисторов VT3, VT4 ток через дроссель L1 нарастает, его индуктивность и конденсатор С7 запасает энергию, так что потенциал инвертирующего входа повышается. Благодаря действию усилителя управления ключевой элемент закрывается. Затем фильтр L1C7 отдаёт некоторую часть запасённой энергии в нагрузку, причём полярность напряжения на дросселе L1 меняется и цепь питания замыкается через диод VD7. Как только напряжение на конденсаторе С7 станет ниже опорного на величину гистерезиса, вновь включаются транзисторы VT3, VT4. Далее циклы повторяются.

В качестве дросселя L1 можно применить дроссели фильтров промышленного изготовления, например из серий Д8, Д5 – плоские и др., среди которых выбирают типономинал с требуемой индуктивностью, рассчитанный на ток подмагничивания не менее ожидаемого тока нагрузки и пригодный к использованию на частотах до 50 кГц.
Диод VD7 должен быть обязательно быстродействующим с большим допустимым импульсным током, не менее удвоенного значения тока нагрузки. В стабилизаторе по схеме на Рис. 7, где ток нагрузки 2 А, возможна замена его на диоды КД212Б, КД217А и некоторые другие. Конденсатор С7 из ряда К53 или танталовый типов К52-7А, К52-9, К52-10, С9 – ёмкостью не менее 15,…2,2 мкФ.

Большая потребность в стабилизаторах для питания аппаратуры привела к необходимости разработки и производства специальных линейных микросхем – стабилизаторах напряжения. В интегральном исполнении преобладают последовательные регуляторы с непрерывным или импульсным режимом управления. Стабилизаторы строятся как для положительных так и для отрицательных напряжений питания. Выходное напряжение может быть регулируемым или фиксированным, например +5 В для питания блоков с цифровыми микросхемами или ±15 В для питания аналоговых микросхем. К данной группе из выпускаемых стабилизаторов относятся категория регулируемых стабилизаторов КР142ЕН1 и К142ЕН2.

   На базе микросхем КР142ЕН1,2 можно создавать стабилизаторы отрицательных напряжений Рис. 8. При этом стабилитрон VD1 смещает уровень напряжения на выводе 8 относительно входного напряжения. Базовый ток транзистора VT1 не должен превышать максимально допустимого тока стабилизатора, иначе следует применить составной транзистор.

   Широкие возможности микросхем КР142ЕН1,2 позволяют создавать на их основе релейные стабилизаторы напряжения (Рис. 9). В таком стабилизаторе опорное напряжение установлено делителем R4R5, а амплитуда пульсаций выходного напряжения на нагрузке задаётся делителем R2R3. Следует также иметь в виду, что ток нагрузки не может изменяться в широких пределах, обычно не более чем в два раза от номинального значения. Преимуществом релейных стабилизаторов является высокий КПД.

Также следует рассмотреть ещё один класс стабилизаторов – стабилизаторов тока, преобразующих напряжение в ток независимо от изменения напряжения нагрузки. Мощные источники тока предусматривают подключение к ОУ усилительных транзисторов.

   На Рис.10 дана схема источника тока, а на Рис. 11 – схема приёмника тока. В обоих устройствах сила тока зависит от напряжения Uвх и номинала резистора R1, чем меньше входной ток ОУ и тем меньше ток управления первого (после ОУ) транзистора, который выбран поэтому полевым. Ток нагрузки может достигать 100 мА.

   Схема простого мощного источника тока для зарядки устройства показана на Рис. 12. Здесь R4 – токоизмерительный проволочный резистор. Номинальное значение тока нагрузки Iн =ΔU/R4=5 A устанавливается примерно при среднем положении движка резистора R1. При зарядке автомобильной аккумуляторной батареи напряжение Uвх ≥ 18 В без учёта пульсаций выпрямленного переменного напряжения. В таком устройстве следует применять ОУ с диапазоном входного напряжения вплоть до напряжения положительного питания. Такими возможностями обладают ОУ К553УД2, К153УД2, К153УД6, а также КР140УД18.
Более подробно по данной тематике можно найти в источнике:

“В ПОМОЩЬ РАДИОЛЮБИТЕЛЮ” выпуск 91, МОСКВА издательство ДОСААФ СССР, 1985 стр. 39-53

Похожее

стабилизаторы напряжения и тока — это… Что такое стабилизаторы напряжения и тока?

стабилизаторы напряжения и тока

стабилиза́торы напряже́ния и то́ка

устройства для автоматического поддержания постоянства электрического напряжения на входах приёмников электрической энергии (стабилизатор напряжения) или силы тока в их цепях (стабилизатор тока) независимо от колебаний напряжения в питающей сети и величины нагрузки.

Для стабилизации переменного напряжения обычно используют ферромагнитные стабилизаторы, действие которых основано на явлении магнитного насыщения ферромагнитных сердечников трансформаторов или дросселей. Для стабилизации постоянного напряжения обычно служат электронные стабилизаторы (преимущественно на полупроводниковых приборах), в которых стабилизация осуществляется методом регулирования по отклонению от установленного уровня напряжения. Стабилизация тока – как правило, постоянного – осуществляется либо при помощи электронных приборов с резко выраженной нелинейностью вольт-амперной характеристики, либо электронными усилителями с отрицательной обратной связью по току. При постоянной нагрузке ток в ней может быть стабилизирован также посредством стабилизатора напряжения.

Энциклопедия «Техника». — М.: Росмэн. 2006.

.

• срок службы
• стабилитрон

Смотреть что такое «стабилизаторы напряжения и тока» в других словарях:

• Стабилизатор напряжения — У этого термина существуют и другие значения, см. Стабилизатор. Стабилизатор напряжения преобразователь электрической энергии, позволяющий получить на выходе напряжение, находящееся в заданных пределах при значительно больших колебаниях входного… …   Википедия

• Импульсный стабилизатор напряжения — Импульсный стабилизатор напряжения  это стабилизатор напряжения, в котором регулирующий элемент работает в ключевом режиме[1], то есть большую часть времени он находится либо в режиме отсечки, когда его сопротивление максимально, либо в… …   Википедия

• Инверторы напряжения — Инверторы напряжения  инвертором напряжения (по зарубежной терминологии DC/AC converter) называют устройство, преобразующие электрическую энергию источника напряжения постоянного тока в электрическую энергию переменного тока. Инверторы… …   Википедия

• Источник опорного напряжения — Источник, или генератор, опорного напряжения (ИОН)  базовый электронный узел, поддерживающий на своём выходе высокостабильное постоянное электрическое напряжение. ИОН применяются для задания величины выходного напряжения стабилизированных… …   Википедия

• Регулятор напряжения — …   Википедия

• Аналоговая интегральная схема — Аналоговая интегральная (микро)схема (АИС, АИМС) ИМС, входные и выходные сигналы которой изменяются по закону непрерывной функции (т.е. являются аналоговыми сигналами)[1]. Содержание 1 История 2 Назначение …   Википедия

• Интегральная схема — Запрос «БИС» перенаправляется сюда; см. также другие значения. Современные интегральные микросхемы, предназначенные для поверхностного монтажа Интегральная (микро)схема ( …   Википедия

• Вторичный источник электропитания — Пром …   Википедия

• Операционный усилитель — Содержание 1 История 2 Обозначения 3 …   Википедия

• Блок питания — Промышленные БП Siemens SITOP Power 24 В постоянного тока в качестве вторичного источника электропитания средств автоматизации технологических процессов. Блок питания (БП) устройство, предназначенное для формирования напряжения, необходимого… …   Википедия

Нужен стабилизатор тока? Используйте стабилизатор напряжения!

Добавлено 9 ноября 2020 в 03:11

Сохранить или поделиться

В данной статье показано, как линейные стабилизаторы напряжения могут быть полезны и в приложениях стабилизации тока.

Линейные стабилизаторы напряжения, также (несколько неточно) называемые LDO, являются одними из наиболее распространенных электронных компонентов. Например, LM7805 приобрел почти легендарный статус и непременно был бы включен в зал славы интегральных микросхем, если бы такой зал существовал. В примечании к применению от Texas Instruments хорошо сказано: микросхемы линейных стабилизаторов «настолько просты в использовании», что они настолько «надежны» и «недороги», что обычно являются одними из самых дешевых компонентов в проекте.

Действительно, линейные стабилизаторы удобны, эффективны и универсальны. И на самом деле они могут быть даже более универсальными, чем вы думаете. Схемы линейных стабилизаторов построены на использовании отрицательной обратной связи, как показано на следующей диаграмме, взятой из того же примечания к применению:

Рисунок 1 – Схема линейного стабилизатора напряжения

Отрицательная обратная связь – очень полезная вещь, особенно в сочетании с источником фиксированного тока, как в случае со стабилизатором напряжения LT3085 от Linear Tech. На следующей диаграмме показана внутренняя структура этого устройства.

Рисунок 2 – Схема взята из технического описания LT3085

В предыдущей статье (исследование преобразователя напряжения в ток) мы исследовали использование отрицательной обратной связи в преобразователях напряжения в ток, которые могут точно контролировать яркость светодиода. Если вы знакомы с этими методами, для вас не будет сюрпризом, что для получения стабилизированного тока мы можем использовать стабилизатор напряжения, такой как LT3085.

В данной статье мы рассмотрим простой светодиодный драйвер на базе LT3085.

Линейный стабилизатор против операционного усилителя

Прежде чем мы проанализируем саму схему, мы должны обсудить преимущества подхода с линейным стабилизатором для получения стабилизированного тока. Методы с операционным усилителем, представленные в предыдущих статьях, несомненно, эффективны, так зачем возиться с новым методом?

Вот некоторые моменты, которые следует учитывать:

• Большинство операционных усилителей не рассчитано на высокий выходной ток, поэтому схема на основе линейного стабилизатора позволяет избежать ограничений по выходному току типовых операционных усилителей.
• Микросхема стабилизатора имеют защиту от перегрева.
• Линейные стабилизаторы обеспечивают бо́льшую устойчивость к большим входным напряжениям и высокой рассеиваемой мощности.
• Возможно, вы сможете найти один компонент, который подойдет практически для всех ваших требований по стабилизации напряжения и получения тока. Моим наименее любимым аспектом проектирования схем/печатных плат является создание запасов новых компонентов, поэтому я стараюсь использовать детали, которые могут пригодиться для будущих проектов.

LT3085 как стабилизатор напряжения

Давайте вкратце рассмотрим работу стабилизации напряжения LT3085. Эта информация поможет нам понять реализацию источника тока.

Ниже типовая конфигурация стабилизатора напряжения:

Рисунок 3 – Схема взята из технического описания LT3085

Источник тока (10 мкА) создает напряжение на R_настр. Это напряжение появляется на неинвертирующем входе усилителя. Действие отрицательной обратной связи гарантирует, что напряжение на инвертирующем входе равно напряжению на неинвертирующем входе; другими словами, выходное напряжение равно напряжению на R_настр. Выходной конденсатор необходим для обеспечения стабильности, а транзистор, подключенный к выходу усилителя, будет выглядеть очень знакомым, если вы читали мою статью «Как буферизовать выход операционного усилителя для получения более высокого тока».

От напряжения к току

Назначение стабилизатора напряжения – обеспечить неизменное выходное напряжение независимо от сопротивления нагрузки. Другими словами, идеальный стабилизатор будет выдавать напряжение, которое (например) равно 3,3 В при подключении к нагрузке 100 кОм и ровно 3,3 В при подключении к нагрузке 5 Ом. Что, конечно, меняется, так это ток нагрузки, который полностью определяется сопротивлением нагрузки (потому что напряжение на нагрузке не изменяется).

Что же произойдет, если мы дадим идеальному стабилизатору напряжения фиксированное сопротивление нагрузки? Если напряжение нагрузки не меняется и сопротивление нагрузки не меняется, и если закон Ома всё еще действует, то ток тоже не изменится.

Вуаля: источник тока.

На следующей диаграмме показано, как использовать LT3085 для решения задач, связанных с управлением светодиодами.

Рисунок 4 – Схема взята из технического описания LT3085

Вот как это работает:

• Внутренний источник тока посылает 10 мкА через R1, генерируя напряжение, которое будет равно выходному напряжению (т.е. напряжению на R2).
• Это выходное напряжение постоянно (потому что сопротивление R1 и значение силы тока внутреннего источника тока постоянны).
• Это постоянное выходное напряжение будет создавать неизменный ток через R2, потому что сопротивление R2 постоянно.
• Инвертирующий вход усилителя не выдает ток, поэтому почти весь ток R2 идет от положительного источника питания через транзистор, подключенный к выходу усилителя. (Я говорю «почти», потому что ток эмиттера биполярного транзистора представляет собой сумму тока базы и тока коллектора, но ток базы намного меньше тока коллектора.)
• Светодиод включен последовательно с коллектором биполярного транзистора, и поэтому ток через светодиод фиксирован и (почти) равен току, протекающему через R2.

Ток через светодиод можно изменить, изменив значение R1 или R2; как показано в следующем уравнении, ток через светодиод – это просто значение силы тока внутреннего источника тока, умноженное на отношение R1 к R2.

\[I_{LED}=\frac{((10 \ мкА)\times R1)}{R2}=10 \ мкА \times \frac{R1}{R2}\]

Я бы назвал это довольно удобной схемой: процесс проектирования чрезвычайно прост, и требуется лишь несколько компонентов. Если вы замените один из резисторов потенциометром, результатом станет высокоточный светодиодный драйвер с регулируемым током с широким диапазоном входных напряжений и защитой от перегрева, который может обеспечивать ток до 500 мА.

И, конечно, эта схема не ограничивается светодиодами; вы могли бы так же легко использовать ее, скажем, с резистивным нагревательным элементом. Это позволит вам, несмотря на колебания напряжения питания, генерировать постоянное тепло (потому что P = I²R).

Заключение

Мы обсудили простой, но высокопроизводительный источник тока на базе микросхемы стабилизатора напряжения от Linear Tech. Я предполагаю, что аналогичные схемы на стабилизаторах доступны и у других производителей.

Мне нравится всегда включать моделирование SPICE в статьи, но в данном случае это казалось действительно ненужным. Однако прежде чем я написал статью, я проверил, что в LTspice действительно есть компонент LT3085 (в папке «[PowerProducts]«). Поэтому, если вы захотите исследовать эту схему дальше, то сможете легко это сделать.

Оригинал статьи:

Теги

LED / СветодиодLED драйвер / Светодиодный драйверЛинейный стабилизаторСтабилизатор напряженияСтабилизатор токаСтабилизация токаСхемотехника

Сохранить или поделиться

Стабилизаторы напряжения | Глоссарий от БАСТИОН

Сеть и Подключение

Централизованное подключение стабилизатора
Подключение мощного стабилизатора сразу после домового или квартирного счетчика электроэнергии.

Нейтральный (нулевой) проводник
Общая точка соединенных в звезду фазных обмоток (элементов) электрооборудования. Провод, подключенный к этой точке, также называется нейтралью.

Фазное напряжение
Напряжение между фазой и нейтралью (нулем). По отношению к нулю на всех трёх фазах напряжение 220 В и называется фазным. Оно действует между любой из трёх фаз и нейтралью (нулём).

 

 

 

 

 

 

Фаза
Проводник, находящийся под напряжением относительно другого, общего проводника земли и нейтрали; (нуля), соединенного с массой, корпусом электротехнического устройства (электрогенератора, электрического трансформатора и др.)

Однофазное подключение
Подключение стабилизатора к одной фазе 220 В и нулю.

Линейное напряжение
Напряжение 380 В, действующее в трехфазной сети между любыми из трёх фаз, называется линейным.

Перекос фаз
При  трехфазном напряжении существуют три фазных напряжения по 220 В. Однофазных потребителей можно подключать к любой фазе и нулю. Это делается так, чтобы потребление по каждой фазе было примерно одинаковым, иначе возможен перекос фаз.

Реле напряжения, блок контроля фаз
Реле, которое в случае перекоса фаз автоматически переключает нагрузку на незагруженную фазу.

«Жёсткая» фазировка
В однофазной сети обязательное подключение прибора конкретным проводником к фазе источника тока.

Автоматическая фазировка на выходе
Привязка фазы к конкретному проводнику на выходе стабилизатора вне зависимости от того, сделана ли «жёсткая» фазировка при подключении стабилизатора к источнику тока или нет.

Заземление («Земля»)
“Защитное заземление” защищает человеческое тело от того, чтобы на нем не появилось опасное напряжение, и через человека не пошёл электрический ток. Например, в случае случайного присоединения фазового проводника к токопроводящему заземленному корпусу прибора образующийся потенциал приведет к срабатыванию вводного автомата защиты и отключению электропитания. 

Байпас
Автоматический или ручной переключатель, позволяющий в случае аварии стабилизатора или ИБП осуществить питание нагрузки напрямую от сети.

Качество электроэнергии, 7 категорий проблем электропитания, перепад (скачок, всплеск) напряжения
Для однозначного определения проблем электропитания были введены международные стандарты IEEE Standard 1159-1995 и IEEE Standard 1100-1999, которые их классифицировали и исключили разночтения. Таким образом, появилось 7 категорий проблем электропитания, определяющие качество сети:

1.  Переходные процессы
1. Импульсные процессы – удар молнии, неисправность заземления, электростатический разряд и т.п. Основной способ борьбы – устройство антистатического заземления.
2. Колебательные  процессы – многократные отклонения значения величины напряжения и тока связанные с отключением реактивной или индуктивной нагрузки (например мощный электродвигатель). Если двигатель отключить, то до своей остановки он сам станет дополнительным питающим генератором электроэнергии, подключенным к системе электропитания и значительно изменяющим ее параметры.
2. Перебои – полное отсутствие электропитания от 0,5 периодов до 2 минут. 
3.  Провалы напряжения (просадки напряжения). Это кратковременное (до 1 минуты) уменьшение амплитуды напряжения, связанное с включением мощных нагрузок.
4. Всплески напряжения (перенапряжения). Антипод просадки, явление, при котором в сети действует повышенное напряжение. Возникают при массовом отключении потребителей от сети, рассчитанной на высокую нагрузку.
5. Искажения синусоидальной формы напряжения. Отсутствие чистой синусоиды напряжения приводит к мерцанию света, перегреву сердечников трансформаторов, что ведет к снижению мощности, передаваемой в нагрузку. Так же могут быть помехи связи, зависание компьютеров, порча мониторов и жестких дисков.
6. Флуктуации напряжения. Флуктуация напряжения возникает при подключении нагрузки с нестабильным потреблением тока. Напряжение сети «плавает» в приделах 95-105%.
7. Вариации частоты. Нарушение частоты напряжения электропитания может возникать при подключении автономных генераторов при высокой нагрузке на них. Вариации частоты приводят к нестабильной работе электродвигателей, их перегреву, шумности и повышенному износу.

Синусоидальная форма напряжения, “чистая” синусоида
В генераторах переменного тока получают ЭДС (электродвижущую силу), изменяющуюся во времени по закону синуса, что позволяет производить точный расчет электрических цепей, где все токи и напряжения являются синусоидальными функциями времени. Синусоидальная форма напряжения («чистый» синус) говорит о высоком качестве напряжения и отсутствии 7 категорий проблем электропитания.

Выходная мощность
Выходная мощность, это мощность, которую отдает стабилизатор в подключенную нагрузку. 

Рабочий диапазон входного напряжения
Рабочий диапазон входного напряжения, это напряжение при котором стабилизатор обеспечивает заявленную мощность и номинальное выходное напряжение  в соответствии с требованиями ГОСТа — от 187 вольт до 242 вольт переменного тока. Некоторые стабилизаторы напряжения имеют расширенный диапазон входного напряжения, который может составлять от 90 до 300 вольт. 

Предельный диапазон входного напряжения
Диапазон входного напряжения, при котором стабилизатор может работать, но не обеспечивать выходную мощность и номинальное  напряжение. 

Защита

Короткое замыкание (КЗ)
Это любое незапланированное, нештатное соединение электрических проводников с разным потенциалом, например, фазы и ноля, при котором образуются разрушительные токи, несущие угрозу работоспособности оборудования и жизни человека.

Тройная защита от перегрузки
Защита по току, защита по напряжению и защита по температуре, примененная в стабилизаторах производства компании БАСТИОН.

Автоматический выключатель (автомат)
Защитный автомат произведет автоматическое отключение, если фазный провод попадает на защитный (заземляющий) проводник,  что равносильно короткому замыканию (то есть максимально возможному току в схеме), что приведет к срабатыванию  электромагнитной защиты.

Класс защиты (IP — Ingress Protection)
Международный электротехнический стандарт степени защищенности приборов от проникновения  в них частей тела, пыли, предметов, случайного контакта (первая цифра от 0 до 6) и влаги, воды, капель, струй и т.п. (вторая цифра от 0 до 8)

Типы и схемы стабилизации

Быстродействие, время стабилизации, время реакции
Быстродействие  состоит из двух параметров – времени реакции на возникшие изменения во внешней питающей сети и времени стабилизации выходного напряжения прибора до значения, лежащего в диапазоне номинального напряжения.

Точность стабилизации
Точность стабилизации определяется как максимальное отклонение в % от номинального выходного напряжения стабилизатора. Чем меньше значение точности, тем лучше.

Бестрансформаторная схема
Принцип работы стабилизатора основан на регулировании выходного напряжения путем широтно-импульсной модуляции (ШИМ). На входе и на выходе прибора имеются аналоговые фильтры, эффективно сглаживающие импульсные помехи в сети. 
Принцип широтно-импульсной модуляции дает возможность корректировать выходной сигнал. Для потребителей очень важным является качество выходного напряжения, а именно обеспечение строгой синусоидальности питающего напряжения. В данном приборе корректировку осуществляет микропроцессор, который постоянно анализирует выходной сигнал и добивается его наилучшего совпадения с синусоидой. Следует отметить, что отсутствие трансформатора, снижает защищенность аппаратуры в случае отказа или экстренной ситуации в сети или с самим устройством.

Двойное преобразование напряжения
Фазоинверторный стабилизатор напряжения
Инверторный стабилизатор
Двойное преобразование напряжения (double conversion) — это преобразование входного переменного напряжения 220 вольт в постоянное, которое за тем посредством инвертора, снова преобразуется в переменное напряжения 220 вольт. По схеме двойного преобразования электроэнергии построен инверторный стабилизатор, в котором, в отличие от дискретных стабилизаторов отсутствует автотрансформатор. Данный тип стабилизаторов обеспечивает практически идеальное выходное напряжение, на качество которого практически ничто не влияет. Главным его недостатком является цена. 

Однофазный стабилизатор напряжения
Стабилизатор напряжения, имеющий однофазное подключение 220 вольт.

Трехфазный стабилизатор напряжения (трёхфазное подключение)
Простейшей схемой трёхфазного стабилизатора напряжения является подключение соответствующим образом трёх однофазных стабилизаторов и получение на выходе трёхфазного тока 380 вольт. С учетом того, что однофазные устройства редко бывают по мощности больше 15 квт, результирующая конструкция из 3-х стабилизаторов мощностью 15 кВт каждый, будет значительно меньше 60 квт, что обычно достаточно для обслуживания индивидуального жилого дома. Дополненная блоком контроля фаз и байпасом, такая система будет характеризоваться хорошей надежностью и функциональностью.

Электромеханический стабилизатор
Устройства этого класса осуществляют нормализацию параметров тока последовательной активацией или отключением витков автотрансформатора с помощью регулирующего электромеханического шагового сервопривода (электродвигателя).
Высокое качество напряжения на выходе сервоприводного устройства стабилизации реализуется за счёт плавности и равномерности нормализации с погрешностью в рамках всего 1-3%, а также отсутствия искажений токовой синусоиды.

Феррорезонансный стабилизатор
Электромагнит­ные стабилизаторы напряжения, в которых используют резонанс­ные контуры, называют феррорезонансными. Их применяют в ка­честве маломощных стабилизаторов переменного напряжения и как опорные (эталонные) источники напряжения. Чаще всего их выпол­няют на одном сердечнике из трансформаторной стали Ш-образной формы с тремя стержнями. 

Стабилизация напряжения вольтодобавочного типа
К вольтодобавочным устройствам регулируемого напряжения могут быть отнесены индукционные регуляторы, автотрансформаторы плавно регулируемого напряжения, вольтодобавочные  трансформаторы и линейные регуляторы, являющиеся наиболее приемлемыми аппаратами для регулирования напряжения в распределительных сетях потребителей.

Дискретное (ступенчатое) регулирование
Ступени регулирования
Дискретный (электронный) стабилизатор
Дискретный способ стабилизации напряжения осуществляется за счёт выбора обмотки автотрансформатора (ступени регулирования) с напряжением наиболее соответствующим номинальному и включении соответствующего силового ключа (электронного или релейного), что позволяет до минимума сократить время срабатывания ключа. Основным недостатком являются скачки выходного напряжения, сохранение искажений в выходном сигнале и небольшая точность стабилизации. Дискретные стабилизаторы отличаются небольшой ценой, надежностью и  массовостью.

Стабилизация напряжения релейного типа
Релейный стабилизатор
Дискретный стабилизатор напряжения, у которого в качестве электронных ключей переключения обмоток автотрансформатора используются электромеханические реле.

Тиристорный стабилизатор (симисторный стабилизатор)
Дискретный стабилизатор напряжения, у которого в качестве электронных ключей переключения обмоток автотрансформатора используются тиристоры (симисторы).

Конструкция и Элементная база

Автотрансформатор
Это вариант трансформатора, в котором первичная и вторичная обмотки соединены напрямую. За счёт чего у них не только магнитная связь, но и электрическая. Обмотка автотрансформатора имеет несколько выводов (как минимум 3), подключаясь к которым, можно получать разные электрические напряжения.

Микропроцессорное управление
Посредством команд микропроцессора осуществляется управление работой электронных ключей автотрансформатора.

Симисторные ключи (тиристорные ключи)
Силовые электронные элементы, позволяющие осуществлять переключение между обмотками автотрансформатора с большой силой тока.

Сервопривод
Управляющий механизм, обеспечивающий совершение определенных механических действий посредством работы электропривода.

Сальниковые вводы (гермовводы)
Отверстия с резиновыми уплотнениями, зажимаемыми накидной гайкой, обеспечивающие герметичный ввод проводов в корпус прибора.

Гальваническая развязка
Передача энергии или информационного сигнала между электрическими цепями, не имеющими непосредственного электрического контакта между ними за счет электромагнитной индукции.

Устройство сопряжения
Устройство, устраняющее проблемы с некачественным (или отсутствующим) заземлением, которые порождают  паразитные токи, наводки. Позволяет адаптировать автоматику газового котла для работы с автономными генераторами и со старыми сетями без заземления.

Нагрузка и мощность

Нагрузка (полезная нагрузка)
Приборы и оборудование, подключаемые к стабилизатору.

Номинальная нагрузка (выходная мощность)
Разрешенная производителем мощность подключаемой нагрузки, при которой стабилизатор работает без перегрузки.

Активная нагрузка  (активная мощность)
Приборы, не имеющие в своем составе катушек индуктивности и емкостей (лампы накаливания, электроплиты, утюги, обогреватели и т.п.). Для таких приборов активная и полная мощности совпадают.

Реактивная нагрузка (реактивная мощность)
Это часть энергии, которая в процессе работы электроприбора накапливается в катушках индуктивности и емкостях и не совершает полезной работы, но которая учитывается в полной мощности прибора в виде реактивной составляющей (в дополнение к активной составляющей).

Полная мощность
Сумма активной и реактивной мощности.

Перегрузочная мощность (максимальная мощность, запас мощности, перегрузочная способность, перегрузка)
Перегрузочная мощность это выходная мощность прибора, превышающая номинальную мощность и которую он может кратковременно развивать  без ущерба для своей работоспособности в период действия перегрузки. Обычно такая работа связана с появлением высоких пусковых токов подключенного оборудования в первоначальный момент накопления энергии в катушках индуктивности или емкостях. Затраченная на это мощность называется реактивной. О параметрах перегрузочной мощности (её значении и времени действия) производитель обычно информирует отдельно.

Пусковые токи оборудования (Перегрузка)
Кратковременное увеличение потребляемой мощности оборудования. Появление пусковых токов объясняется накоплением дополнительной энергии в  катушках индуктивности или емкостях в виде реактивной составляющей мощности.

Коэффициент мощности (сos(φ))    
Безразмерная физическая величина, характеризующая потребителя переменного электрического тока;с точки зрения наличия в нагрузке реактивной составляющей. Коэффициент мощности показывает, насколько сдвигается по фазе; переменный ток, протекающий через нагрузку, относительно приложенного к ней напряжения. Численно коэффициент мощности равен косинусу этого фазового сдвига.

φ =90⁰, сos(φ)=0 — нагрузка полностью реактивная.

φ =45⁰, сos(φ)=0.71 — нагрузка имеет реактивную и активную составляющую. 

φ =0⁰, сos(φ)=1 — нагрузка полностью активная. 

Значение коэффициента мощности	Высокое	Хорошее	Удовлетворительное	Низкое	Неудовлетворительное
сos(φ)	0,95…1	0,8…0,95	0,65…0,8	0,5…0,65	0…0,5

 

Корректор мощности на входе
Коррекция реактивной составляющей полной мощности потребления устройства выполняется путём включения в цепь реактивного элемента, производящего обратное действие. Например, для компенсации действия электродвигателя переменного тока, обладающего высокой индуктивной реактивной составляющей полной мощности, параллельно цепи питания включается конденсатор.

Коэффициент полезного действия (КПД)
В замкнутой электроцепи, при протекании зарядов по проводникам, осуществляется сопротивление полной и полезной нагрузки работы электричества. Их соотношение определяет коэффициент полезного действия (другими словами это отношение полезного тепла к полному). Как правило, КПД это безразмерный коэффициент от 0 до 1, чем он выше, тем эффективнее будет работать устройство и меньше будут потери электричества.

Собственная потребляемая мощность, холостой ход
Каждый стабилизатор тратит энергию на работу собственной электроники и нагрев силовых элементов даже при отсутствии полезной нагрузки (на холостом ходу). Самый простой способ оценить собственную потребляемую мощность это произвести расчёт по коэффициенту полезного действия (КПД), который обычно указан в техпаспорте. Достаточно мощность устройства умножить на процент потерь (от 100% нужно отнять значение КПД).  Так, прибору мощностью 1000Вт с КПД 97% для работы без нагрузки понадобится 30 Вт в час (100%-97%=3% и  1000Вт*3%=30Вт).

Асинхронный двигатель
Наиболее распространённый в бытовой технике двигатель переменного тока, обладающий высокими пусковыми токами. Долговечность его работы в основном зависит от качества питающего напряжения.

Форм фактор

Конвекционное (конвективное) охлаждение
Корпус прибора, выполненный по конвекционной схеме, обеспечивает безвентиляторное охлаждение силовых элементов за счет естественной циркуляции воздуха (конвекции) внутри прибора.

Навесной стабилизатор
Стабилизатор с возможностью крепления на вертикальные поверхности.

Напольный стабилизатор
Стабилизатор, устанавливаемый непосредственно на полу.

Стоечный (Rack) стабилизатор
Стабилизатор, устанавливаемый в специализированную 19 дюймовую Rack-стойку, используемую для подключения блоков различного оборудования.

Стабилизаторы напряжения и тока: классификация и основные параметры

Зачастую сглаживающих фильтров недостаточно для надёжного энергоснабжения телекоммуникационных и мобильных систем. Чтобы минимизировать влияние отрицательных факторов таких как колебания напряжений или частоты сети, применяются устройства под названием стабилизатор.

Для начала рассмотрим что же такое стабилизатор – это прибор, который предназначен для автоматического поддержания напряжения или тока на нагрузке с определённой точностью и уменьшения влияния дестабилизирующих факторов.

Выделим следующие дестабилизирующие факторы, которые отрицательно влияют на изменение напряжения или тока на нагрузке:

1. колебания напряжения питания;
2. частота тока питающей сети;
3. температура окружающей среды;
4. изменение потребляемой мощности на нагрузке.

На рисунке 1 представлена структурная схема работы устройства. На вход поступает дестабилизированное напряжение, с выхода получаем стабилизированное.

Рисунок 1 — структурная схема работы стабилизатора

Главным предназначением стабилизатора является ослабление выше перечисленных факторов.

Классификация

Стабилизирующие устройства можно разделить в зависимости от вида напряжения или тока протекающего через него на стабилизаторы переменного и постоянного тока или напряжения. И также их можно подразделить по типу: параметрические и компенсационные.

Параметрические стабилизаторы строятся на основе таких нелинейных элементов, как транзисторы, стабилитроны и стабисторы и т. п. Это обусловлено тем, что благодаря их характеристикам (вольт-амперных, ампер-вольтовых, ом-градусных, вебер-амперных, вольт-секундных и др.) ток или напряжения могут быть стабилизированы на определённом уровне. Более подробно будут рассмотрены в следующих статьях.

Компенсационные стабилизаторы – это устройство, которое выполнено в виде системы автоматического регулирования, или другим словом содержит цепь отрицательной обратной связи. За счёт изменения параметров регулирующего элемента посредством воздействия на него сигнала обратной связи и происходит стабилизация напряжения. Схема и принцип действия более подробно будут рассмотрены в следующих статьях.

Стабилизация тока или напряжения происходит при помощи регулирующего элемента (РЭ), который, в свою очередь, может быть расположен относительно нагрузки последовательно или параллельно. Следовательно стабилизаторы можно подразделить на схемы с последовательным включением регулирующего элемента и на схемы с параллельным включением регулирующего элемента. Пример схем с вариантом включения РЭ представлен на рисунке 2.

Рисунок 2 — Последовательное и параллельное включение регулирующего элемента

При последовательном соединении регулирующего элемента с нагрузкой, регулирование напряжения на выходе происходит за счёт изменения сопротивления в регулирующем элементе. Выходное напряжение при таком соединении будет равно U_вых=U_вх+ΔU_рэ.

При параллельном соединении регулирующего элемента с нагрузкой, регулировка напряжения на выходе достигается за счёт изменения тока, протекающего через регулирующий элемент. В свою очередь, стабилизация напряжения на выходе осуществляется за счёт изменения напряжения на балластном резисторе R_б. Ток на балластном резисторе можно найти исходя из первого закона Кирхгофа: сумма сходящихся токов в одном узле равна нулю. Следовательно ток на R_б  будет равен I_б=I_рэ+I_н. Главное преимущество параллельного соединения заключается в устойчивости к перегрузкам по току и выдерживание короткого замыкания в цепи нагрузки.

Для определения какой следует применить стабилизатор стоит исходить из требований, предъявляемых к качеству питающих напряжений.

Основные параметры

Основные параметры, по которым оцениваются рассматриваемые устройства следующие: качественные, массогабаритные и энергетические. По данным параметрам можно судить о массе и удельном объёме устройства.

Качественные параметры стабилизаторов постоянного напряжения:

Коэффициент стабилизации по входному напряжению – это отношение номинального и относительного изменения напряжения на входе и выходе устройства при неизменном токе нагрузки.

где U_вх, U_вых – номинальное значение напряжения на входе и на выходе;

ΔU_вх, ΔU_вых – относительно изменение напряжения на входе и на выходе.

Внутреннее сопротивление стабилизатора – это отношение изменения выходного напряжения к изменению тока нагрузки при неизменном входном напряжении.

Качество стабилизации – это отношение изменения напряжения на выходе к номинальному значению на выходе. Измеряется в процентах.

Коэффициент сглаживания пульсаций – это отношение амплитуд пульсаций и номинальных напряжения на входе и выходе устройства.

Температурный коэффициент – это отношения изменения напряжения на выходе устройства от изменения температуры окружающей среды при неизменном входном напряжении и тока нагрузки.

Качественные параметры стабилизаторов постоянного тока:

Коэффициент стабилизации тока по входному напряжению – это отношение номинальных и относительных изменений напряжения на входе и тока на выходе устройства при неизменном сопротивлении нагрузки.

Где U_вх, I_н – номинальное значение входного напряжения и тока нагрузки;

ΔU_вх, Δ I_н – относительно изменение входного напряжения и тока нагрузки.

Коэффициент стабилизации при изменении сопротивления нагрузки – это отношение номинального значения сопротивления и тока нагрузки к их изменению, при постоянном входном напряжении.

Где R_н, ΔR_н – номинальное сопротивление нагрузки и его изменение;

r_i – внутреннее сопротивление

Коэффициент пульсаций по току – это отношение амплитуды пульсаций тока к номинальному значению тока на выходе устройства.

Где Iн~ — амплитуда пульсаций тока в нагрузке

Качество стабилизации – это отношение изменения тока на выходе к номинальному значению на выходе. Измеряется в процентах.

Температурный коэффициент – это отношения изменения тока на выходе устройства от изменения температуры окружающей среды.

Массогабаритные параметры характеризуются следующими параметрами: удельный объём P_вых/V_ст, Вт/дм3, и удельная массам устройства P_вых/G_ст, Вт/кг, где V_ст это объём, а G_ст это масса устройства.

К энергетическим параметрам можно отнести нижеперечисленное.

Коэффициент полезного действия – это отношение активной мощности, на выходе к потребляемой мощности от сети.

Не стоит забывать про мощность, которая рассеивается на регулирующем элементе, это тоже немаловажный параметр.

Резюмируя всё выше написанное, нами была рассмотрена основная информация о видах и характеристиках стабилизаторов. Для более глубокого изучения воспользуйтесь соответствующей литературой. Для более надёжного закрепления материала в будущем ниже будут размещены вопросы и задачи для самопроверки.

Стабилизаторы постоянного напряжения и тока

4.4. Стабилизаторы постоянного напряжения и тока

 

Для питания низковольтных устройств широко используются полупроводниковые стабилизаторы постоянного напряжения. Стабилизаторы делятся на два основных класса: параллельного и последовательного типов. Наибольшее распространение получили стабилизаторы последовательного типа.

К основным параметрам стабилизаторов напряжения относятся: выходное сопротивление, коэффициент стабилизации, коэффициент полезного действия стабилизатора.

Выходное сопротивление стабилизатора напряжения равно отношению изменения выходного напряжения к соответствующему изменению тока нагрузки.

Коэффициент стабилизации равен отношению относительного изменения входного напряжения к относительному изменению выходного напряжения:

Коэффициент полезного действия – это отношение номинальной мощности в нагрузке к номинальной входной мощности.

На рисунке 4.18 приведена схема параметрического стабилизатора постоянного напряжения. Рассмотрим случай идеального стабилитрона. Рабочая ветвь вольтамперной характеристики идеального стабилитрона может быть представлена в виде двух отрезков прямых. Дифференциальное сопротивление такого стабилитрона равно бесконечности при напряжениях меньших напряжения стабилизации и равно нулю при напряжении равном напряжению стабилизации. На рисунке 4.19а показана зависимость выходного напряжения параметрического стабилизатора напряжения с идеальным стабилитроном от напряжения, подаваемого на вход стабилизатора. На рисунке 4.19б показана зависимость выходного напряжения этого же стабилизатора от силы тока нагрузки. Пунктиром показана зависимость выходного напряжения этого стабилизатора от тока нагрузки при отключенном стабилитроне.

На рисунке 4.20 приведена схема компенсационного стабилизатора постоянного напряжения. Рассмотрим принцип работы этого стабилизатора напряжения как системы автоматического регулирования. Учтем, что при входных напряжениях, которые больше напряжения стабилизации стабилитрона VD1, напряжение на стабилитроне не зависит от входного напряжения. Нестабильность выходного напряжения может быть обусловлена как изменением сопротивления нагрузки, так и изменением входного напряжения.

Предположим, что сопротивление нагрузки не изменяется, а входное напряжение увеличивается (уменьшается). Если бы никаких изменений с транзистором VT1 не происходило, то напряжение на нагрузке R_н увеличилось (уменьшилось) бы. Напряжение на стабилитроне равно сумме напряжения на переходе база-эмиттер транзистора и напряжения на нагрузке.  При увеличении   напряжения на нагрузке напряжение база-эмиттер транзистора уменьшается.  В результате ток коллектора транзистора уменьшается и напряжение на нагрузке уменьшается, стремясь к своему первоначальному значению (никогда его не достигая).

Теперь рассмотрим случай, когда входное напряжение неизменно, а изменяется сопротивление нагрузки. Пусть сопротивление нагрузки уменьшается. Если бы при этом не происходило никаких изменений с транзистором, то напряжение на нагрузке уменьшилось бы. Уменьшение напряжения на нагрузке при неизменном напряжении на стабилитроне приведет к увеличению напряжения база-эмиттер транзистора VT1, в результате чего увеличится ток коллектора и напряжение на нагрузке тоже будет увеличиваться. Своего первоначального значения напряжение на нагрузке, конечно, не достигнет.

На рисунке 4.21 приведена схема компенсационного стабилизатора постоянного напряжения, в котором имеется возможность плавно регулировать величину выходного напряжения. Однако в таком стабилизаторе напряжения выходное напряжения будет изменяться при изменении сопротивления нагрузки. Это обусловлено тем, что при изменении сопротивления нагрузки изменяется сила тока, протекающего через верхнюю часть переменного резистора R2. Существенно уменьшить влияние сопротивления нагрузки на выходное напряжение позволяет стабилизатор, собранный по схеме рисунка 4.22.

 Стабилизатор, собранный по схеме рисунка 4.23, имеет электронный предохранитель, ток срабатывания которого регулируется резистором R2. После устранения короткого замыкания в нагрузке, или перегрузки по току предохранитель возвращают в рабочее состояние с помощью кнопки Sb1. Светодиод HL1 является индикатором срабатывания предохранителя.  Если ток нагрузки превысит номинальный ток срабатывания предохранителя, то начнет увеличиваться напряжение между коллектором и эмиттером транзистора VT2. Транзистор VT1 начнет открываться, закрывая транзистор VT2. Транзисторы VT1, VT2 будут переходить из одного состояния в другое лавинообразно, подгоняя друг друга. При срабатывании электронного предохранителя ток короткого замыкания в нагрузке  очень мал, так как он протекает через резисторы R5, R8, а транзистор VT2 закрыт. Наличие конденсатора С1 позволяет нажимать кнопку Sb1 даже при коротком замыкании в нагрузке. Резистор R1 обеспечивает разрядку конденсатора C1. При отсутствии электронного предохранителя и коротком замыкании в нагрузке очень велика вероятность выхода из строя транзисторов VT3, VT4.

Имеется достаточно широкий ассортимент микросхемных стабилизаторов напряжения. На рисунке 4.24а приведена схема стабилизатора напряжения на микросхеме КР142ЕН12А. Микросхемы КР142ЕН12А и КР142ЕН12Б представляют собой регулируемые стабилизаторы напряжения компенсационного типа с защитой от короткого замыкания. Масса микросхемы не более 2,5г. Вид микросхемы показан на рисунке 4.24б. Внешний делитель напряжения на резисторах R1, R2 позволяет регулировать выходное напряжение от 1,3 до 37В. Максимально допустимое входное напряжение 45В, выходное напряжение 37В, ток нагрузки 1А. Максимальная мощность, рассеиваемая микросхемой без теплоотвода, при температуре окружающей среды от -10°С до +40°С равна 1Вт. Мощность, рассеиваемая микросхемой с теплоотводом, не должна превышать 10 Вт. Микросхема имеет защиту от перегрузки по выходному току.

На рисунке 4.25 показана схема стабилизатора тока на биполярном транзисторе, а на рисунке 4.26 – на полевом транзисторе. Резистор R3 и стабилитрон VD1 образуют параметрический стабилизатор постоянного напряжения.

Рассмотрим принцип работы стабилизатора тока. К нестабильности тока через нагрузку может приводить как изменение сопротивления нагрузки, так и изменение входного напряжения. Предположим, что сопротивление нагрузки остается неизменным, а увеличивается входное напряжение. Если бы никаких изменений не происходило с транзистором, то ток через R_н увеличился бы. В результате этого увеличится ток, протекающий через резисторы R1, R2, а, следовательно, и напряжение на этих резисторах. Напряжение на стабилитроне равно сумме напряжений на резисторах R1, R2 и на переходе база-эмиттер транзистора (переход база-эмиттер транзистора включен в прямом направлении). Напряжение на стабилитроне при изменении входного напряжения остается практически неизменным, значит, напряжение на переходе база-эмиттер транзистора уменьшится и увеличится сопротивление между выводами эмиттер-коллектор транзистора. Ток, протекающий через коллектор-эмиттер транзистора и резистор нагрузки, будет уменьшаться, стремясь к своему первоначальному значению. Таким образом, будет обеспечиваться стабилизация тока.

Пусть теперь остается неизменным входное напряжение, а увеличивается  сопротивление нагрузки. Если бы никаких изменений в этом случае не происходило с транзистором, то ток нагрузки уменьшился бы. При уменьшении тока нагрузки уменьшится ток, протекающий через резисторы R1, R2 и напряжение на этих резисторах уменьшится. В результате увеличится напряжение между базой и эмиттером транзистора и ток коллектора транзистора увеличится. Ток нагрузки будет стремиться к своему первоначальному значению, никогда его не достигая. Для увеличения стабильности тока в качестве транзистора VT1 используют составной транзистор.

Очень простыми получаются стабилизаторы постоянного тока с использованием полевых транзисторов (рис. 4.26). Ток нагрузки протекает через резистор R1. Ток, протекающий в цепи: плюс источника, сток-затвор полевого транзистора, резистор Rн, минус источника питания, очень мал, так как переход сток – затвор транзистора смещен в обратном направлении. Напряжение на резисторе R1 имеет полярность плюс слева, минус справа. Потенциал затвора равен потенциалу правого вывода резистора R1, следовательно, потенциал затвора относительно истока будет отрицательным. При уменьшении сопротивления нагрузки ток через резистор R1 стремится увеличиться, в результате чего потенциал затвора относительно истока становится более отрицательным и транзистор закрывается в большей степени. При большем закрытии транзистора VT1 ток через нагрузку уменьшается, стремясь к своему первоначальному значению.

 

Что такое стабилизатор напряжения и как он работает? Типы стабилизаторов

Что такое стабилизатор напряжения и зачем он нам? Работа, типы и применение стабилизатора

Введение в стабилизатор:

Внедрение технологии микропроцессорных микросхем и силовых электронных устройств в конструкцию интеллектуальных стабилизаторов напряжения переменного тока (или автоматических регуляторов напряжения (AVR)) привело к -качественное, стабильное электроснабжение при значительных и продолжительных отклонениях сетевого напряжения.

В качестве усовершенствования традиционных стабилизаторов напряжения релейного типа в современных инновационных стабилизаторах используются высокопроизводительные цифровые схемы управления и полупроводниковые схемы управления, которые исключают регулировку потенциометра и позволяют пользователю устанавливать требования к напряжению с помощью клавиатуры с возможностью запуска и остановки выхода.

Это также привело к тому, что время срабатывания стабилизаторов или чувствительность стабилизаторов стали намного меньше, обычно менее нескольких миллисекунд, кроме того, это можно регулировать с помощью переменной настройки.В настоящее время стабилизаторы стали оптимизированным решением для питания многих электронных устройств, чувствительных к колебаниям напряжения, и они нашли работу со многими устройствами, такими как станки с ЧПУ, кондиционеры, телевизоры, медицинское оборудование, компьютеры, телекоммуникационное оборудование и т. Д.

Что такое стабилизатор напряжения?

Это электрический прибор, который разработан для подачи постоянного напряжения на нагрузку на своих выходных клеммах независимо от изменений входного или входящего напряжения питания.Он защищает оборудование или машину от перенапряжения, пониженного напряжения и других скачков напряжения.

Также называется автоматический регулятор напряжения (АРН) . Стабилизаторы напряжения предпочтительны для дорогостоящего и драгоценного электрического оборудования, поскольку они защищают его от вредных колебаний низкого / высокого напряжения. Некоторое из этого оборудования — кондиционеры, офсетные печатные машины, лабораторное оборудование, промышленные машины и медицинское оборудование.

Стабилизаторы напряжения регулируют колебания входного напряжения до того, как оно может быть подано на нагрузку (или оборудование, чувствительное к колебаниям напряжения).Выходное напряжение стабилизатора будет оставаться в диапазоне 220 В или 230 В в случае однофазного питания и 380 В или 400 В в случае трехфазного питания в пределах заданного диапазона колебаний входного напряжения. Это регулирование осуществляется с помощью понижающих и повышающих операций, выполняемых внутренней схемой.

На современном рынке доступно огромное количество разнообразных автоматических регуляторов напряжения. Это могут быть одно- или трехфазные блоки в зависимости от типа применения и необходимой мощности (кВА).Трехфазные стабилизаторы выпускаются в двух версиях: модели со сбалансированной нагрузкой и модели с несбалансированной нагрузкой.

Они доступны либо в виде отдельных блоков для бытовых приборов, либо в виде больших стабилизаторов для целых приборов в определенном месте, например, во всем доме. Кроме того, это могут быть стабилизаторы аналогового или цифрового типа.

Распространенные типы стабилизаторов напряжения включают стабилизаторы с ручным управлением или с переключением, автоматические стабилизаторы релейного типа, твердотельные или статические стабилизаторы и стабилизаторы с сервоуправлением.В дополнение к функции стабилизации большинство стабилизаторов имеют дополнительные функции, такие как отсечка низкого напряжения на входе / выходе, отсечка высокого напряжения на входе / выходе, отсечка при перегрузке, возможность запуска и остановки выхода, ручной / автоматический запуск, отображение отсечки напряжения, переключение при нулевом напряжении. и др.

Зачем нужны стабилизаторы напряжения?

Как правило, каждое электрическое оборудование или устройство рассчитано на широкий диапазон входного напряжения. В зависимости от чувствительности рабочий диапазон оборудования ограничен определенными значениями, например, одно оборудование может выдерживать ± 10 процентов номинального напряжения, а другое — ± 5 процентов или меньше.

Колебания напряжения (повышение или понижение величины номинального напряжения) довольно часто встречаются во многих областях, особенно на оконечных линиях. Наиболее частые причины колебаний напряжения — это освещение, неисправности электрооборудования, неисправная проводка и периодическое отключение устройства. Эти колебания приводят к поломке электрического оборудования или приборов.

Результатом длительного перенапряжения

• Необратимое повреждение оборудования
• Повреждение изоляции обмоток
• Нежелательное прерывание нагрузки
• Повышенные потери в кабелях и сопутствующем оборудовании
• Снижение срока службы устройства

Длительное понижение напряжения приведет к

• Неисправность оборудования
• Более длительные периоды работы (как в случае резистивных нагревателей)
• Снижение производительности оборудования
• Вытягивание больших токов, которые в дальнейшем приводят к перегреву
• Ошибки вычислений
• Пониженная частота вращения двигателей

Таким образом, стабильность и точность напряжения определяют правильную работу оборудования.Таким образом, стабилизаторы напряжения гарантируют, что колебания напряжения на входящем источнике питания не повлияют на нагрузку или электрический прибор.

Как работает стабилизатор напряжения?

Основной принцип работы стабилизатора напряжения для выполнения операций понижения и повышения

В стабилизаторе напряжения коррекция напряжения при повышенном и пониженном напряжении выполняется посредством двух основных операций, а именно: b oost и понижающих операций . Эти операции могут выполняться вручную с помощью переключателей или автоматически с помощью электронных схем.В условиях пониженного напряжения режим повышения напряжения увеличивает напряжение до номинального уровня, в то время как понижающий режим снижает уровень напряжения во время состояния повышенного напряжения.

Концепция стабилизации включает в себя добавление или вычитание напряжения от сети. Для выполнения такой задачи в стабилизаторе используется трансформатор, который в различных конфигурациях соединен с переключающими реле. В некоторых стабилизаторах используется трансформатор с отводами на обмотке для обеспечения различных коррекций напряжения, в то время как в сервостабилизаторах используется автотрансформатор для обеспечения широкого диапазона коррекции.

Чтобы понять эту концепцию, давайте рассмотрим простой понижающий трансформатор с номиналом 230 / 12В, и его связь с этими операциями приведена ниже.

На рисунке выше показана конфигурация повышения, в которой полярность вторичной обмотки ориентирована таким образом, что ее напряжение добавляется непосредственно к первичному напряжению. Следовательно, в случае пониженного напряжения трансформатор (будь то переключение ответвлений или автотрансформатор) переключается с помощью реле или твердотельных переключателей, так что к входному напряжению добавляются дополнительные вольт.

На приведенном выше рисунке трансформатор подключен в компенсирующей конфигурации, в которой полярность вторичной катушки ориентирована таким образом, что ее напряжение вычитается из первичного напряжения. Схема переключения переключает соединение с нагрузкой в ​​эту конфигурацию во время состояния перенапряжения.

На рисунке выше показан двухступенчатый стабилизатор напряжения, в котором используются два реле для обеспечения постоянного переменного тока на нагрузку во время перенапряжения и в условиях напряжения. Путем переключения реле могут выполняться операции понижения и повышения напряжения для двух конкретных колебаний напряжения (одно находится под напряжением, например, 195 В, а другое — при повышенном напряжении, например, 245 В).

В случае стабилизаторов ответвительного трансформаторного типа, различные ответвления переключаются в зависимости от требуемой величины повышающего или понижающего напряжения. Но в случае стабилизаторов автотрансформаторного типа двигатели (серводвигатели) используются вместе со скользящим контактом для получения повышающего или понижающего напряжения от автотрансформатора, поскольку он содержит только одну обмотку.

Типы стабилизаторов напряжения

Стабилизаторы напряжения стали неотъемлемой частью многих бытовых, промышленных и коммерческих электроприборов.Раньше использовались ручные или переключаемые стабилизаторы напряжения для повышения или понижения входящего напряжения, чтобы обеспечить выходное напряжение в желаемом диапазоне. В таких стабилизаторах используются электромеханические реле в качестве переключающих устройств.

Позже, дополнительная электронная схема автоматизирует процесс стабилизации, и на свет появились автоматические регуляторы напряжения переключателей ответвлений. Другой популярный тип стабилизатора напряжения — сервостабилизатор, в котором коррекция напряжения осуществляется непрерывно без какого-либо переключателя.Обсудим три основных типа стабилизаторов напряжения.

Стабилизаторы напряжения релейного типа

В стабилизаторах напряжения этого типа регулирование напряжения осуществляется переключением реле таким образом, чтобы одно из нескольких ответвлений трансформатора подключалось к нагрузке (как описано выше) независимо от того, он предназначен для работы в режиме наддува или противодействия. На рисунке ниже показана внутренняя схема стабилизатора релейного типа.

Он имеет электронную схему и набор реле помимо трансформатора (который может быть тороидальным или трансформатором с железным сердечником с отводами на его вторичной обмотке).Электронная схема включает схему выпрямителя, операционный усилитель, микроконтроллер и другие крошечные компоненты.

Электронная схема сравнивает выходное напряжение с эталонным значением, обеспечиваемым встроенным источником эталонного напряжения. Всякий раз, когда напряжение повышается или опускается ниже эталонного значения, схема управления переключает соответствующее реле для подключения к выходу требуемого ответвления.

Эти стабилизаторы обычно изменяют напряжение при колебаниях входного напряжения от ± 15 процентов до ± 6 процентов с точностью выходного напряжения от ± 5 до ± 10 процентов.Этот тип стабилизаторов наиболее часто используется для низкоуровневых бытовых приборов в жилых, коммерческих и промышленных помещениях, поскольку они имеют небольшой вес и низкую стоимость. Однако они страдают рядом ограничений, таких как низкая скорость коррекции напряжения, меньшая долговечность, меньшая надежность, прерывание цепи питания во время регулирования и неспособность выдерживать высокие скачки напряжения.

Стабилизаторы напряжения с сервоуправлением

Их просто называют сервостабилизаторами (работа с сервомеханизмом, который также известен как отрицательная обратная связь), и из названия следует, что он использует серводвигатель для коррекции напряжения.Они в основном используются для обеспечения высокой точности выходного напряжения, обычно ± 1% при изменении входного напряжения до ± 50%. На рисунке ниже показана внутренняя схема сервостабилизатора, который включает в себя серводвигатель, автотрансформатор, повышающий трансформатор, драйвер двигателя и схему управления в качестве основных компонентов.

В этом стабилизаторе один конец первичной обмотки понижающего повышающего трансформатора подключен к фиксированному отводу автотрансформатора, а другой конец подключен к подвижному рычагу, который управляется серводвигателем.Вторичная обмотка понижающего повышающего трансформатора подключена последовательно к входящему источнику питания, который является не чем иным, как выходом стабилизатора.

Электронная схема управления обнаруживает провал и рост напряжения путем сравнения входного сигнала со встроенным источником опорного напряжения. Когда схема обнаруживает ошибку, она приводит в действие двигатель, который, в свою очередь, перемещает рычаг автотрансформатора. Он может питать первичную обмотку повышающего трансформатора, так что напряжение на вторичной обмотке должно быть желаемым выходным напряжением.Большинство сервостабилизаторов используют встроенный микроконтроллер или процессор для схемы управления для достижения интеллектуального управления.

Эти стабилизаторы могут быть однофазными, трехфазными сбалансированными или трехфазными несимметричными. В однофазном типе серводвигатель, соединенный с регулируемым трансформатором, обеспечивает коррекцию напряжения. В случае трехфазного симметричного типа серводвигатель соединен с тремя автотрансформаторами, так что стабилизированный выход обеспечивается во время колебаний путем регулировки выхода трансформаторов.В несбалансированном типе сервостабилизаторов три независимых серводвигателя соединены с тремя автотрансформаторами и имеют три отдельные цепи управления.

Сервостабилизаторы имеют ряд преимуществ по сравнению со стабилизаторами релейного типа. Некоторые из них — более высокая скорость коррекции, высокая точность стабилизированного выхода, способность выдерживать броски тока и высокая надежность. Однако они требуют периодического обслуживания из-за наличия двигателей.

Стабилизаторы статического напряжения

Как следует из названия, стабилизатор статического напряжения не имеет движущихся частей, как механизм серводвигателя в случае сервостабилизаторов.Он использует схему силового электронного преобразователя для стабилизации напряжения, а не вариацию в случае обычных стабилизаторов. С помощью этих стабилизаторов можно добиться большей точности и отличного регулирования напряжения по сравнению с сервостабилизаторами, и обычно регулирование составляет ± 1 процент.

По сути, он состоит из повышающего трансформатора, преобразователя мощности IGBT (или преобразователя переменного тока в переменный) и микроконтроллера, микропроцессора или контроллера на базе DSP. Преобразователь IGBT, управляемый микропроцессором, генерирует соответствующее количество напряжения с помощью метода широтно-импульсной модуляции, и это напряжение подается на первичную обмотку повышающего трансформатора.Преобразователь IGBT вырабатывает напряжение таким образом, чтобы оно могло быть синфазным или сдвинутым на 180 градусов по фазе входящего линейного напряжения, чтобы выполнять сложение и вычитание напряжений во время колебаний.

Каждый раз, когда микропроцессор обнаруживает провал напряжения, он отправляет импульсы ШИМ на преобразователь IGBT, так что он генерирует напряжение, равное величине отклонения от номинального значения. Этот выход находится в фазе с входящим питанием и подается на первичную обмотку повышающего трансформатора.Поскольку вторичная обмотка подключена к входящей линии, индуцированное напряжение будет добавлено к входящему источнику питания, и это скорректированное напряжение будет подаваться на нагрузку.

Точно так же повышение напряжения заставляет схему микропроцессора посылать импульсы ШИМ таким образом, что преобразователь выводит напряжение с отклоненной величиной, которое на 180 градусов не совпадает по фазе с входящим напряжением. Это напряжение на вторичной обмотке понижающего вольтодобавочного трансформатора вычитается из входного напряжения, так что выполняется понижающая операция.

Эти стабилизаторы очень популярны по сравнению со стабилизаторами с переключением ответвлений и сервоуправляемыми стабилизаторами из-за большого количества преимуществ, таких как компактный размер, очень быстрая скорость коррекции, отличное регулирование напряжения, отсутствие обслуживания из-за отсутствия движущихся частей, высокий КПД и высокий КПД. надежность.

Разница между стабилизатором напряжения и регулятором напряжения

Здесь возникает серьезный, но сбивающий с толку вопрос: в чем именно разница (я) между стабилизатором и регулятором ? Хорошо.. Оба выполняют одно и то же действие, которое заключается в стабилизации напряжения, но основная разница между стабилизатором напряжения и регулятором напряжения составляет :

Стабилизатор напряжения: Это устройство или схема, которые предназначены для подачи постоянного напряжения на выход без изменений. по входящему напряжению.

Регулятор напряжения: Это устройство или схема, предназначенная для подачи постоянного напряжения на выход без изменения тока нагрузки.

Как выбрать стабилизатор напряжения правильного размера?

Прежде всего, необходимо учесть несколько факторов, прежде чем покупать стабилизатор напряжения для прибора.Эти факторы включают в себя мощность, требуемую для устройства, уровень колебаний напряжения, которые возникают в зоне установки, тип устройства, тип стабилизатора, рабочий диапазон стабилизатора (на который стабилизатор подает правильное напряжение), отключение по перенапряжению / пониженному напряжению, тип схема управления, тип монтажа и другие факторы. Здесь мы привели основные шаги, которые следует учитывать перед покупкой стабилизатора для вашего приложения.

• Проверьте номинальную мощность устройства, которое вы собираетесь использовать со стабилизатором, наблюдая за деталями паспортной таблички (вот образцы: паспортная табличка трансформатора, паспортная табличка MCB, паспортная табличка конденсатора и т. Д.) Или из руководства пользователя продукта.
• Поскольку стабилизаторы рассчитаны на кВА (как и у трансформатора, рассчитанные на кВА, а не на кВт), также можно рассчитать мощность, просто умножив напряжение прибора на максимальный номинальный ток.
• Рекомендуется добавить запас прочности к номиналу стабилизатора, обычно 20-25 процентов. Это может быть полезно для будущих планов по добавлению дополнительных устройств к выходу стабилизатора.
• Если прибор рассчитан в ваттах, учитывайте коэффициент мощности при расчете номинальной мощности стабилизатора в кВА.Напротив, если стабилизаторы рассчитаны в кВт, а не в кВА, умножьте коэффициент мощности на произведение напряжения и тока.

ниже — это действующий и решенный пример, что , как выбрать стабилизатор напряжения надлежащего размера для вашего электрического прибора (ов)

Предположим, если прибор (кондиционер или холодильник) рассчитан на 1 кВА. Следовательно, безопасный запас в 20 процентов составляет 200 Вт. Прибавив эти ватты к фактической мощности, мы получим мощность 1200 ВА. Поэтому для устройства предпочтительнее стабилизатор на 1,2 кВА или 1200 ВА.Для домашних нужд предпочтительны стабилизаторы от 200 ВА до 10 кВА. А для коммерческих и промышленных применений используются одно- и трехфазные стабилизаторы большой мощности.

Надеемся, что представленная информация будет информативной и полезной для читателя. Мы хотим, чтобы читатели выразили свое мнение по этой теме и ответили на этот простой вопрос — какова цель функции связи RS232 / RS485 в современных стабилизаторах напряжения — в разделе комментариев ниже.

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

Применение стабилизаторов напряжения стало необходимостью для каждого дома.Теперь доступны разные типы стабилизаторов напряжения с разным функционалом и работой. Последние достижения в области технологий, такие как микропроцессорные микросхемы и силовые электронные устройства, изменили наш взгляд на стабилизатор напряжения. Теперь они полностью автоматические, интеллектуальные и снабжены множеством дополнительных функций. Они также обладают сверхбыстрой реакцией на колебания напряжения и позволяют пользователям дистанционно регулировать требования к напряжению, включая функцию пуска / останова для выхода.

Что такое стабилизатор напряжения?

Стабилизатор напряжения — это электрическое устройство, которое используется для обеспечения постоянного выходного напряжения на нагрузке на ее выходных клеммах независимо от любых изменений / колебаний на входе, то есть входящем питании.

Основная цель стабилизатора напряжения — защитить электрические / электронные устройства (например, кондиционер, холодильник, телевизор и т. Д.) От возможных повреждений из-за скачков / колебаний напряжения, перенапряжения и пониженного напряжения.

Рис. 1. Различные типы стабилизаторов напряжения

Стабилизатор напряжения также известен как AVR (автоматический регулятор напряжения). Использование стабилизатора напряжения не ограничивается домашним / офисным оборудованием, на которое подается питание извне. Даже корабли, у которых есть собственное внутреннее устройство энергоснабжения в виде дизельных генераторов, сильно зависят от этих АРН в плане безопасности своего оборудования.

Мы можем видеть различные типы стабилизаторов напряжения, доступные на рынке.Как аналоговые, так и цифровые автоматические стабилизаторы напряжения доступны от многих производителей. Благодаря растущей конкуренции и растущему вниманию к устройствам безопасности. Эти стабилизаторы напряжения могут быть однофазными (выход 220–230 вольт) или трехфазными (выход 380/400 вольт) в зависимости от типа приложения. Регулировка желаемого стабилизированного выхода осуществляется методом понижающего и повышающего напряжения в соответствии с его внутренней схемой. Трехфазные стабилизаторы напряжения доступны в двух разных моделях i.е. Модели сбалансированной нагрузки и модели несбалансированной нагрузки.

Они также доступны в различных номиналах и диапазонах кВА. Стабилизатор напряжения нормального диапазона может обеспечить стабилизированное выходное напряжение 200-240 вольт с повышающим понижающим напряжением 20-35 вольт от источника входного напряжения в диапазоне от 180 до 270 вольт. Принимая во внимание, что стабилизатор напряжения широкого диапазона может обеспечить стабилизированное выходное напряжение 190-240 вольт с повышающим понижающим напряжением 50-55 вольт при входном напряжении от 140 до 300 вольт.

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

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

Стабилизаторы напряжения — это устройства с очень высокой энергоэффективностью (с КПД 95-98%). Они потребляют очень мало энергии, которая обычно составляет от 2 до 5% от максимальной нагрузки.

Зачем нужны стабилизаторы напряжения? — Его важность

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

Из-за многих проблем входное напряжение, которое мы получаем, всегда имеет тенденцию к колебаниям, что приводит к постоянно меняющимся входным напряжениям. Это изменяющееся напряжение является основным фактором, способствующим снижению эффективности устройства, а также увеличению частоты его отказов.

Рис. 2 — Проблемы из-за колебаний напряжения

Помните, нет ничего важнее для электрического / электронного устройства, чем фильтрованная, защищенная и стабильная подача питания.Правильный и стабильный источник напряжения очень необходим для того, чтобы устройство выполняло свои функции наиболее оптимальным образом. Это стабилизатор напряжения, который гарантирует, что устройство получит желаемое и стабилизированное напряжение независимо от того, насколько велики колебания. Таким образом, стабилизатор напряжения — очень эффективное решение для всех, кто хочет получить оптимальную производительность и защитить свои устройства от этих непредсказуемых колебаний напряжения, скачков напряжения и шума, присутствующих в источнике питания.

Как и ИБП, стабилизаторы напряжения также используются для защиты электрического и электронного оборудования.Колебания напряжения очень распространены независимо от того, где вы живете. Колебания напряжения могут быть вызваны различными причинами, такими как электрические неисправности, неисправная проводка, молнии, короткие замыкания и т. Д. Эти колебания могут иметь форму повышенного или пониженного напряжения.

Влияние постоянного / повторяющегося перенапряжения на бытовую технику

• Это может привести к необратимому повреждению подключенного устройства.
• Это может привести к повреждению изоляции обмотки.
• Это может привести к ненужному отключению нагрузки.
• Это может привести к перегреву кабеля или устройства.
• Это может сократить срок службы устройства.

Влияние постоянного / повторяющегося пониженного напряжения на бытовую технику

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

Как работает стабилизатор напряжения? — Принцип работы понижающего и повышающего режима

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

Рис. 3 — Основная функция стабилизатора напряжения

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

Стабилизация напряжения включает добавление или вычитание напряжения из первичного источника напряжения. Для выполнения этой функции в стабилизаторах напряжения используется трансформатор, который подключается к переключающим реле в различных требуемых конфигурациях. В некоторых стабилизаторах напряжения используется трансформатор, имеющий различные ответвления на обмотке для обеспечения различных корректировок напряжения, в то время как несколько стабилизаторов напряжения (например, серво стабилизатор напряжения) содержат автотрансформатор для обеспечения желаемого диапазона коррекции.

Как работают функции понижения и повышения в стабилизаторе напряжения

Чтобы лучше понять обе концепции, мы разделим их на отдельные функции.

Понижающая функция в стабилизаторе напряжения

Рис. 4 — Принципиальная схема понижающей функции в стабилизаторе напряжения

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

Рис. 5 — Вычитание напряжения в понижающей функции стабилизатора напряжения

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

Функция повышения в стабилизаторе напряжения

Рис. 6 — Принципиальная схема функции повышения в стабилизаторе напряжения

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

Рис. 7 — Сумма напряжения в функции повышения стабилизатора напряжения

Как автоматически работает конфигурация понижающего и повышающего напряжения?

Вот пример стабилизатора напряжения 02 ступени. В этом стабилизаторе напряжения используются реле 02 (реле 1 и реле 2) для обеспечения стабилизированного источника питания переменного тока для нагрузки во время повышенного и пониженного напряжения.

Рис. 8 — Принципиальная схема для автоматической функции понижения и повышения в стабилизаторе напряжения

На принципиальной схеме двухступенчатого стабилизатора напряжения (изображенного выше) реле 1 и реле 2 используются для обеспечения конфигураций понижающего и повышающего напряжения при различных обстоятельствах колебания напряжения, например, при повышенном и пониженном напряжении. Например — Предположим, что вход переменного тока — 230 В переменного тока, а требуемый выход — также постоянный 230 В переменного тока. Теперь, если у вас есть +/- 25 Вольт понижающая и повышающая стабилизация, это означает, что ваш стабилизатор напряжения может обеспечить вам постоянное желаемое напряжение (230 вольт) в диапазоне от 205 вольт (пониженное напряжение) до 255 вольт (повышенное напряжение) входного источника переменного тока. .

В стабилизаторах напряжения, в которых используются ответвительные трансформаторы, точки ответвления выбираются на основе требуемой величины напряжения для понижения или повышения. В этом случае у нас есть разные диапазоны напряжения на выбор. Принимая во внимание, что в стабилизаторах напряжения, которые используют автотрансформаторы, серводвигатели вместе со скользящими контактами используются для получения необходимого количества напряжения для понижения или повышения. Скользящий контакт необходим, поскольку автотрансформаторы имеют только одну обмотку.

Различные типы стабилизаторов напряжения

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

Стабилизаторы напряжения можно условно разделить на три типа.Это:

• Стабилизаторы напряжения релейного типа
• Стабилизаторы напряжения на основе сервоприводов
• Стабилизаторы статического напряжения

Стабилизаторы напряжения релейного типа

В стабилизаторах напряжения релейного типа напряжение регулируется переключающими реле. Реле используются для подключения вторичного трансформатора (ов) в различных конфигурациях для достижения функции Buck & Boost.

Как работает стабилизатор напряжения релейного типа?

Фиг.9 — Внутренний вид стабилизатора напряжения релейного типа

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

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

Стабилизаторы напряжения релейного типа обычно стабилизируют входные колебания на уровне ± 15% с точностью на выходе от ± 5% до ± 10%.

Использование / преимущества стабилизаторов напряжения релейного типа

Этот стабилизатор в основном используется для приборов / оборудования малой мощности в жилых / коммерческих / промышленных помещениях.

• Стоят дешевле.
• Они компактны по размеру.

Ограничения стабилизаторов напряжения релейного типа

• Их реакция на колебания напряжения немного медленна по сравнению с другими типами стабилизаторов напряжения
• Они менее долговечны
• Они менее надежны
• Они не способны выдерживать высокие скачки напряжения, поскольку их предел допуска колебаний меньше.
• Во время стабилизации напряжения, изменение тракта питания может привести к незначительному прерыванию подачи питания.

Стабилизаторы напряжения на основе сервоприводов

В стабилизаторах напряжения на основе сервоприводов регулирование напряжения осуществляется с помощью серводвигателя. Они также известны как сервостабилизаторы. Это системы с замкнутым контуром.

Как работает стабилизатор напряжения на сервоприводе?

В системе с замкнутым контуром отрицательная обратная связь (также известная как подача ошибок) гарантируется с выхода, чтобы система могла гарантировать, что желаемый выход был достигнут.Это делается путем сравнения выходных и входных сигналов. Если в случае, если желаемый выход больше / ниже требуемого значения, то сигнал ошибки (Выходное значение — Входное значение) будет получен регулятором источника входного сигнала. Затем этот регулятор снова будет генерировать сигнал (положительный или отрицательный в зависимости от достигнутого выходного значения) и подавать его на исполнительные механизмы, чтобы привести выход к точному значению.

Благодаря свойству замкнутого контура, стабилизаторы напряжения на основе сервоприводов используются в устройствах / оборудовании, которые очень чувствительны и нуждаются в точном входном источнике питания (± 01%) для выполнения намеченных функций.

Рис. 10 — Внутренний вид стабилизатора напряжения на сервоприводе

На приведенном выше рисунке показано, как стабилизатор напряжения на сервоприводе выглядит изнутри. Он имеет серводвигатель, автотрансформатор, понижающий и повышающий трансформатор, двигатель, электронную плату и другие вспомогательные компоненты.

В стабилизаторе напряжения на основе сервопривода один конец первичной обмотки понижающего и повышающего трансформатора (ответвлений) подключен к фиксированному ответвлению автотрансформатора, а другой конец первичной обмотки соединен с подвижным рычагом. который управляется серводвигателем.Один конец вторичной катушки понижающего и повышающего трансформатора подключен к входному источнику питания, а другой конец — к выходу стабилизатора напряжения.

Рис. 11- Принципиальная схема стабилизатора напряжения на сервоприводе

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

По мере движения плеча автотрансформатора входное напряжение первичной обмотки понижающего и повышающего трансформатора изменится на требуемое выходное напряжение. Серводвигатель будет продолжать вращаться до тех пор, пока разница между значением опорного напряжения и выходным сигналом стабилизатора не станет равной нулю. Этот полный процесс происходит за миллисекунды. Сегодняшние стабилизаторы напряжения на базе сервоприводов поставляются со схемой управления на базе микроконтроллера / микропроцессора, чтобы обеспечить интеллектуальное управление для пользователей.

Различные типы стабилизаторов напряжения на основе сервоприводов

Различные типы стабилизаторов напряжения на основе сервоприводов: серводвигатель, подключенный к регулируемому трансформатору.

Трехфазные стабилизаторы напряжения сбалансированного типа на сервоприводах

В трехфазных стабилизаторах напряжения сбалансированного типа на сервоприводах стабилизация напряжения достигается с помощью серводвигателя, подключенного к автотрансформаторам 03 и общей цепи управления. Мощность автотрансформаторов варьируется для достижения стабилизации.

Трехфазные несимметричные стабилизаторы напряжения на сервоприводе

В трехфазных несимметричных сервоприводах стабилизаторы напряжения стабилизация напряжения достигается с помощью серводвигателя, подключенного к 03 автотрансформаторам и 03 независимым цепям управления (по одной для каждой автотрансформатор).

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

Использование / преимущества стабилизатора напряжения с сервоприводом

• Они быстро реагируют на колебания напряжения.
• Имеют высокую точность стабилизации напряжения.
• Очень надежны.
• Выдерживают скачки высокого напряжения.

Ограничения серво стабилизатора напряжения

• Они нуждаются в периодическом обслуживании.
• Чтобы устранить ошибку, серводвигатель необходимо выровнять. Для регулировки серводвигателя нужны умелые руки.

Стабилизаторы статического напряжения

Рис. 13 — Стабилизаторы статического напряжения

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

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

Рис. 14 — Внутренний вид стабилизатора статического напряжения

Как работает стабилизатор статического напряжения?

Микроконтроллер / микропроцессор управляет преобразователем мощности IGBT для генерирования необходимого уровня напряжения с использованием метода «широтно-импульсной модуляции».В методе «широтно-импульсной модуляции» в импульсных преобразователях мощности используется силовой полупроводниковый переключатель (например, MOSFET) для управления трансформатором с заданным выходным напряжением. Это генерируемое напряжение затем подается на первичную обмотку понижающего и повышающего трансформатора. Преобразователь мощности IGBT также контролирует фазу напряжения. Он может генерировать напряжение, которое может быть синфазным или сдвинутым по фазе на 180 градусов по отношению к входному источнику питания, что, в свою очередь, позволяет ему контролировать, должно ли напряжение добавляться или вычитаться в зависимости от повышения или понижения уровня входного источника питания.

Рис. 15. Принципиальная схема статического стабилизатора напряжения

Как только микропроцессор обнаруживает падение уровня напряжения, он посылает сигнал широтно-импульсной модуляции на преобразователь мощности IGBT. Преобразователь мощности IGBT соответственно генерирует напряжение, аналогичное разнице напряжений, на которую снизился входной источник питания. Это генерируемое напряжение синфазно с входным источником питания. Затем это напряжение подается на первичную обмотку понижающего и повышающего трансформатора.Поскольку вторичная катушка понижающего и повышающего трансформатора подключена к входному источнику питания, наведенное во вторичной катушке напряжение будет добавлено к входному источнику питания. Таким образом, на нагрузку будет подаваться стабилизированное повышенное напряжение.

Аналогичным образом, как только микропроцессор обнаруживает повышение уровня напряжения, он отправляет сигнал широтно-импульсной модуляции на преобразователь мощности IGBT. Преобразователь мощности IGBT соответственно генерирует напряжение, аналогичное разнице напряжений, на которую снизился входной источник питания.Но на этот раз генерируемое напряжение будет сдвинуто по фазе на 180 градусов по отношению к входному источнику питания. Затем это напряжение подается на первичную обмотку понижающего и повышающего трансформатора. Поскольку вторичная катушка понижающего и повышающего трансформатора подключена к входному источнику питания, напряжение, наведенное во вторичной катушке, теперь будет вычитаться из входного источника питания. Таким образом, на нагрузку будет подаваться стабилизированное пониженное напряжение.

Использование / преимущества статических стабилизаторов напряжения

• Они очень компактны по размеру.
• Они очень быстро реагируют на колебания напряжения.
• Обладают очень высокой точностью стабилизации напряжения.
• Поскольку движущаяся часть отсутствует, обслуживание практически не требуется.
• Они очень надежные.
• Их КПД очень высок.

Ограничения статического стабилизатора напряжения

Они дороги по сравнению со своими аналогами.

В чем разница между стабилизатором напряжения и регулятором напряжения?

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

Стабилизатор напряжения — это устройство, которое подает постоянное напряжение на выход без каких-либо изменений входящего напряжения. В свою очередь, регулятор напряжения

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

Как выбрать лучший стабилизатор напряжения для дома? Руководство по покупке

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

Различные факторы, которые играют важную роль при выборе стабилизатора напряжения

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

• Требования к мощности устройства (или группы устройств)
• Тип устройства
• Уровень колебаний напряжения в вашем районе
• Тип стабилизатора напряжения
• Рабочий диапазон стабилизатора напряжения, который вам нужен
• Отключение при повышенном / пониженном напряжении
• Тип стабилизации / цепи управления
• Тип крепления для ваш стабилизатор напряжения

Пошаговое руководство по выбору / покупке стабилизатора напряжения для вашего дома

Вот основные шаги, которые вы должны выполнить, чтобы выбрать лучший выпрямитель напряжения для вашего дома: —

• Проверьте номинальную мощность устройства, для которой вам нужен стабилизатор напряжения.Номинальная мощность указана на задней панели устройства в виде наклейки или паспортной таблички. Это будет в киловаттах (кВт). Обычно номинальная мощность стабилизатора напряжения указывается в кВА. Преобразуйте его в киловатт (кВт).

(кВт = кВА x коэффициент мощности)

• Рассмотрите возможность сохранения дополнительного запаса в 25–30% от номинальной мощности стабилизатора. Это даст вам дополнительную возможность добавить любое устройство в будущем.
• Проверьте предел допуска колебания напряжения. Если это соответствует вашим потребностям, вы готовы пойти дальше.
• Проверьте требования к монтажу и размер, который вам нужен.
• Вы можете запросить и сравнить дополнительные функции в одном ценовом диапазоне от разных производителей и моделей.

Практический пример для лучшего понимания

Предположим, вам нужен стабилизатор напряжения для вашего телевизора. Предположим, что мощность вашего телевизора составляет 1 кВА. Добавочная наценка 30% на 1 кВА составляет 300 Вт. Добавив и то, и другое, вы можете подумать о покупке стабилизатора напряжения 1,3 кВт (1300 Вт) для вашего телевизора.

Надеюсь, статья получилась информативной.Продолжайте учиться.
Прочтите о том, как выбрать батарею — метод и кратковременные / долгосрочные требования к питанию.

Ратна имеет степень бакалавра наук (информатика) и имеет опыт работы в сфере информационных технологий для мэйнфреймов в Великобритании. Она также является активным веб-дизайнером. Она является автором, редактором и основным партнером Electricalfundablog.

Стабилизатор напряжения с регулируемой токовой защитой. Регулируемый регулятор напряжения с регулируемым пределом выходного тока. Схема стабилизатора с регулируемым блоком питания

11

Простенькая по схеме, со средними параметрами, на транзисторах с высоким коэффициентом усиления.Он создавался для собственных нужд как лаборатория.
Часто приходилось ремонтировать или запускать разные схемы, для чего просто нужно было что-то запитать на 3В, 5В, 6В, 9В, 12В … И каждый раз я искал что-то подходящее. В ходу были блоки питания от калькуляторов, магнитофонов, батарейки, батарейки. Иногда радовался, что соответствующий источник не давал больших токов, что избавляло меня от лишних трат. Конечно сделал один-два транзисторных стабилизатора для решения этой проблемы, но результативный не удовлетворил.Где-то на второй волне вдохновения я родился с тем, чем хочу поделиться.
Еще используется при ремонте и пуске устройств, при соответствующем выходном напряжении конечно. А также при не совсем обычном применении — проверяйте стабилитроны, заряжая пальчиковые батарейки, просто как источник стабильного тока. В таких случаях крайне удобно иметь на выходе хотя бы вольтметр.

Простейший стабилизированный блок питания

Конденсаторы после двух интегральных схем служат в основном для.Уменьшите индуктивное воздействие интегратора и соответствующих излучателей на остальные компоненты печатной схемы. Поэтому их рекомендуется размещать возле встроенного радиатора.

Этот тип стабилизированного источника питания, только благодаря использованию двух вышеупомянутых интегральных схем, позволяет. Обеспечивают защиту от токов короткого замыкания. Не требуются дополнительные электронные компоненты для дальнейшей стабилизации выходного напряжения.

Схема

Устройство разработано для выходного напряжения 1… 12В и регулирование выходного тока в диапазоне 0,15 … 3А. Конечно, для хороших результатов я поставил транзисторы с коэффициентом усиления более 500 (снят с платы МЦ-31 телевизора, ОСТ), и составной регулятор, около 10000 (если счетчик не врет, я взял ТВ через модуль TPCS, растровая коррекция).
Наверное важно, чтобы он питал схему от автомобильного аккумулятора при съемке данных.
Далее поставил трансформатор и какие-то чудеса, типа 3А на 12В, стало невозможно.Напряжение на выходе выпрямителя упало. Кому еще интересно — ближе к схеме.

Это интегрированный линейный контроллер с контролем тока, который защищен от короткого замыкания и тока, температуры и максимального входного напряжения. Напряжение питания составляет 230 В переменного тока. При минимальном выходном напряжении источник питания может выдавать только выходной сигнал 1А, поскольку рассеиваемая мощность будет слишком высокой и, следовательно, потребуется слишком много теплоносителя.

Он в первую очередь предназначен для последовательного, а затем линейного, но также может использоваться в качестве контроллера переключения. Он имеет внутренний источник опорного напряжения, который можно использовать для операций настройки, в частности, опорное напряжение 15 В, которое подается через специальный вывод интегральной микросхемы.

Схема стабилизатора напряжения с регулируемым ограничением выходного тока

Итак, на X1 подается отрицательный источник напряжения, а на X2 берется напряжение, которое стабилизируется и ограничивается выходным током.Короче VT3 — регулирующий, VT4 — компаратор и усилитель сигнала ошибки регулятора напряжения, VT1 — компаратор и усилитель сигнала ошибки регулятора выходного тока, VT2 — датчик наличия ограничения выходного тока. За основу был взят распространенный вариант регулятора напряжения.

Integrated обеспечивает превосходные уровни управления линией и нагрузкой, то есть подавляет пульсации и шум входящего напряжения, а также поглощает изменения тока нагрузки, не создавая шума на выходном напряжении.Максимальный ток также может отличаться от указанного выше, изменяя лишь несколько значений.

Первая схема, то есть стабилизатор напряжения 7 В с максимальным напряжением 3 В, что меньше максимального напряжения входного тока 2А и защиты от короткого замыкания, выглядит так. Это актуально, если входное напряжение 35 В, если оно меньше, мощность не 56, а меньше.

Схема источника с фиксированной защитой по напряжению и току

Она немного изменена, чтобы выходное напряжение можно было изменять в максимально возможной степени, а блок стабилизатора можно было удалить.Добавлен R8 для включения работы схемы ограничения выходного тока на VT1. Добавлены R7 и VD3 для установки пределов изменения выходного напряжения. Конденсаторы С1 и С2 помогут снизить пульсации на выходе.

Вторая схема, а именно: стабилизатор напряжения 7В-7В с максимальным током 2А и защитой от короткого замыкания, выглядит так. Последняя схема представляет собой стабилизированный источник питания с минимальным напряжением 7 В и максимальным током 2 А с защитой, но с максимальным напряжением в зависимости от типа используемого стабилитрона, т.е.e ..

Давайте посмотрим сегодня, чтобы реализовать нашу первую схему. В этой статье мы видели, что его можно сравнить с легким, который заряжает и разряжает, и мы видели, что эту функцию можно использовать для выравнивания напряжения. Посмотрим подробно, что происходит.

Теперь позвольте мне пройти второй круг с пояснениями (см. Первую диаграмму). Когда на входе Х1 относительно общего провода отрицательное постоянное напряжение в пределах 9 … 15В, в цепи R2-VD2-R6-VD1 появится ток.На стабилитроне VD1 появится стабильное напряжение. Часть этого напряжения подается на базу VT4, которая в результате откроется. Его коллекторный ток откроет VT3. Коллекторный ток VT3 заряжает C2, и через делитель R9, R10 часть напряжения C2 (это выход) пойдет на эмиттер VT4. Это не позволит вырасти выходному напряжению более чем вдвое (Ubase VT4 — 0,6V). Удвоил потому что делитель R9, R10 на два. Поскольку напряжение на базе VT4 стабильно, выход также будет стабильным.Это рабочий режим. Транзисторы VT1, VT2 закрыты и не действуют.

Красный график — это выходное напряжение выпрямительного моста, а синий график — напряжение на конденсаторах, это то, что мы находим после конденсатора. Как только начинается первая полуволна, конденсатор заряжается сам с собой, что приводит к максимальному напряжению, когда полуволна падает, конденсатор начинает медленно разряжаться, но он может разряжаться очень мало, потому что снова есть другая половина волна, которая полностью перезаряжает конденсатор, доводя напряжение до максимального значения.

На практике переменное напряжение 12 В достигает пика, который достигает примерно 17 В, и это именно то значение, которое напряжение примет при настройке. Компонент имеет 3-контактный входной контакт 1, где всегда должно быть более высокое напряжение, чем выходное напряжение, заземляющий контакт 2, всегда соединенный с землей, то есть отрицательный, и выходной контакт 3, от которого должно быть отведено наше напряжение. желаемое значение.

Подключите нагрузку. Появится ток нагрузки. Он будет течь по цепочке R2, EQ VT3 и далее в нагрузку.R2 здесь работает как датчик тока. Пропорционально действующему на нем появляется напряжение. Это напряжение суммируется с частью напряжения, снимаемого R5 с VD2, и присоединяется к базовому переходу VT1 (R3 предназначен исключительно для ограничения базового тока VT1 во время перенапряжения и защиты, таким образом, VT1), и когда его становится достаточно для размыкания VT1, устройство переходит в режим ограничения выходного тока. Часть токоприемника VT4, ранее входившего в базу VT3, теперь проходит через переход база-эмиттер VT2 на коллектор VT1.
Из-за большого усиления транзисторов напряжение база-эмиттер VT1 будет поддерживаться на уровне около 0,6 В. Это означает, что напряжение на R2 не изменится, следовательно, и ток через него, а затем через нагрузку тоже. Для двигателя R5 можно выбрать ограничение по току от минимального до почти 3А.
Если режим ограничения тока открыт, VT2 также открыт, и он будет светить светодиод HL1 своим током коллектора. Следует понимать, что ограничение тока «имеет приоритет» над «стабильностью» выходного напряжения.

Этот контроллер является частью семейства контроллеров, где последние две цифры кода определяют выходное напряжение. Этот последний предел может быть значительно ниже, поскольку он зависит от различных факторов. Простой рассеивается в тепле, и мы уже видели в статье, что можем рассчитать это значение.

Следовательно, чтобы предотвратить слишком много тепла, в дополнение к радиатору, упомянутому ранее, мы можем уменьшить его мощность, и для этого у нас есть 2 альтернативы, или мы уменьшаем энергоснабжение, или мы должны довольствоваться потреблением меньшего Текущий.Это объясняет, почему декларируются эти 2А-максимы, они теоретические, то на практике они также зависят от того, сколько входного напряжения и насколько хорошо стабилизатор охлаждается.

На выходе прибора ставлю вольтметр, но когда мне нужно ограничение по определенному току, просто замыкаю выход тестером в режиме амперметра и с помощью R5 добиваюсь желаемого.

Детали

Схема простая, но все хорошее основано на транзисторах с большим коэффициентом усиления (более 500). А VT3 вообще составной.Букв в названиях транзисторов нет, но все должно подходить. У меня все на «Г». Главное — усиление и небольшая утечка. В справочнике пишут, что некоторые буквы «Ку» от 200, а у меня всего их больше 600. Изменения попали в группу А. Для VT3 нужен радиатор. Поставил то, что было и полез в футляр. Максимальную надежность обеспечивает только радиатор, рассчитанный на рассеивание мощности, равной входной U, умноженной на 3А, то есть 30 … 50Вт.
Думаю, мало кому понадобится 1В на 3А в течение длительного времени, так что можете смело ставить радиатор на 2… в 3 раза меньше.

VD2 и VD3 служат источниками напряжения 0,6 В. Могут использоваться другие кремниевые диоды. R4 — немного смещает порог при загорании светодиода. Если он горит, это означает, что выходной ток ограничен. R1 просто ограничивает ток светодиода. Возможны потенциометры с большим номиналом (2 … 3 раза). R8 можно уменьшить (где-то до 4к), если транзистору VT3 не хватает усиления.

Очевидно, на эту схему должно подаваться переменное напряжение от 12 до 24 В, поэтому, очевидно, ее нельзя напрямую подключать к 220 В, а нужно подключать через трансформатор.Благодаря трансформатору мы можем подключить нашу схему к сетевому напряжению, очевидно, подключив источник 220 В к домашней розетке, а выход 12 В — на вход нашей схемы. Затем мы можем добавить светодиод, указывающий, что наш блок питания включен и может быть подключен, и, возможно, вставить 2 винтовые клеммы, чтобы упростить подключение нашей схемы.

С печатной платой — как обычно в простых схемах, изготовленных в единственном экземпляре. Была плата за еще один регулируемый стабилизатор напряжения, параметры которого не устраивали.Ее превратили в макет и собрали на нем. эта схема. Резисторы использовал на 0,25 Вт (может и 0,125) — особых требований не вижу. На 3А (если их дает выпрямитель) — заводской провод R2 (2 Вт-а) будет на пределе и, вероятно, стоит поставить более мощный (5Вт). Электролиты — К50-16 на 16В.

Качественная электроэнергия может повлиять на работу системы, поэтому ее необходимо отрегулировать и стабилизировать, чтобы устранить все дефекты, которые могут повредить батареи. Мощность имеет решающее значение для максимизации производительности системы и устранения дефектов, которые могут распространяться в сетях, таких как задержки, гармоники, импульсы и перегрузки.Во всех схемах на печатных платах на самом деле есть конденсаторы, вносящие фазовые сдвиги, и индуктивности, которые вносят фазовые задержки, и есть вкладки, которые содержат их сотни.

Если нет составного транзистора — «придумываем» его из того, что есть. Начните с KT817 + KT315, с букв «B» и далее. (Если усиления VT3 недостаточно, я бы уменьшил R9 и R10 до 200 Ом, а R8 до 2 кОм).

Трансформатор, выпрямитель и конденсатор фильтра — ваши. Они не менее важны, но я хотел рассказать только о таком более-менее универсальном стабилизаторе.(У меня 10-ваттный транс при чередовании 10В / 1А, откуда-то блокирующий мост, снятый на 1А, и электролитный фильтр 4000 мкФ / 16В. Обидно, но все влезает в корпус. в фазе напряжение и ток должны компенсировать цепь, но на самом деле тепловые колебания могут создавать электромагнитные муфты, которые уходят от разработчиков и создают шум и шум в виде пиков напряжения и тока, которые могут перемещаться то или другое.

По этой причине мы пытаемся отрегулировать коэффициент мощности или фазовый угол между двумя носителями напряжения и тока, чтобы минимизировать его. Цепи коррекции коэффициента мощности являются фундаментальными, так как питание часто подается из общедоступной сети с уже высоким напряжением и током, а также имеет нарушения.

Следует отметить, что индикатор часового типа (на схеме не показан) с помощью переключателя может использоваться как вольтметр, так и как амперметр. В первом случае мы видим выходное напряжение, во втором — выходной ток.

Итого

Вышерасписанное устройство у меня работает в режиме «все в одном»: развитый (пусть и униполярный) блок питания, частотомер и генератор звуковой частоты (синус, квадрат, треугольник). Схемы взяты из журнала «Радио». (Они работают не совсем так, как хотелось бы. Во-первых, из-за того, что я сделал слишком много «несанкционированных» изменений — особенно в элементной базе — я поставил то, что у меня было.) Конечно, головка вольтметра может работать как индикатор частоты в частотомер. При использовании генератора — частотомер показывает частоту.Есть выходное переменное напряжение 6,3В и 10В, на всякий случай.

Тело, которое видно на фото, не ахти, повторюсь. И вообще: там все задумано как зеркальное отражение, но лицевую панель по ошибке гнули не в ту сторону. Расстроился и никак не украсил.

Следовательно, необходимо фильтровать и регулировать мощность перед ее использованием для регенерации литий-ионных аккумуляторных батарей, которые используются в самых современных электронных продуктах.Вокруг батарей имеется множество схем управления, которые сначала защищают их от чрезмерных значений напряжения и тока, а затем предотвращают сбои в работе, предотвращая дальнейшее распространение дефектов.

Аналоговый подход снижает энергоэффективность на 90% намного больше, чем цифровые контроллеры. На практике первая микросхема содержит усилитель с высоким входным сопротивлением, который измеряет разряд батареи и зарядный ток, а затем дифференциальный усилитель, измеряющий его мгновенное напряжение.

Файлы

Виктор Бабешко повторил дизайн, прислал свой вариант печатки и фото.
Файл в LayOut: ▼

Заметным недостатком предохранителей является их одноразовость, необходимость последующей ручной замены другим предохранителем, рассчитанным на такой же ток защиты. Часто, когда под рукой нет подходящего, используют предохранители на другой ток или тем более ставят самодельные (суррогатные) предохранители или просто массивные перемычки, что крайне негативно сказывается на надежности техники и небезопасно с точки зрения возгорания.
Обеспечивает автоматическую многоразовую защиту устройства и в то же время улучшает его работу за счет использования электронных предохранителей. Эти устройства можно разделить на два основных класса: первые из них самостоятельно ремонтируют цепь питания после устранения причин аварии, вторые — только после вмешательства человека. Известны также устройства с пассивной защитой — в аварийном режиме они лишь сигнализируют световым или звуковым сигналом о наличии опасной ситуации.
Для защиты электронных устройств от перегрузки по току, резистивные или полупроводниковые датчики тока обычно используются последовательно в цепи нагрузки.Как только падение напряжения на датчике тока превышает заданный уровень, срабатывает устройство безопасности, отключающее нагрузку от источника питания. Преимущество этого метода защиты в том, что величину срабатывания защиты по току можно легко изменить. Чаще всего это достигается с помощью датчика тока.
Еще один эффективный метод защиты нагрузки — ограничение тока через нее. Даже при коротком замыкании в цепи нагрузки, ни при каких обстоятельствах ток не может превышать указанный уровень и повреждать нагрузку.Для ограничения максимальной токовой нагрузки используют генераторы стабильного тока.
Простые схемы автоматической защиты Электронные устройства от сверхтоков показаны на рис. 5.1 и 5.2. Работа этого типа устройства (стабилизатор тока на основе полевого транзистора) подробно обсуждалась ранее в главе 5 (книга 2). Ток нагрузки при использовании такого ограничителя не может превышать начальный ток, протекающий через полевой транзистор. Величину этого тока можно установить подбором типа транзистора, например, для показанного в схеме транзистора типа КП302В максимальный ток через нагрузку не превышает 30… 50 мА. Увеличить значение этого тока можно при параллельном включении нескольких транзисторов.

Модуль принимает входное напряжение ± 25 В и может выдавать до 25 А благодаря сцене, образованной двумя МОСсетами в качестве защитного диода между коллектором и эмиттером.

Тема курса: Устройство стабилизатора напряжения. НАВИГАЦИОННЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ОБРАБОТКИ ЛЕЧЕНИЯ. Измените напряжение питания.

Введение Источники питания, использующие распределительную сеть для. Источником питания электронного оборудования являются электронные преобразователи переменного напряжения постоянного тока.Помимо конвертации, они почти всегда выполняются. стабилизация напряжения и защита от экстремальных значений токов и напряжений. Преобразование переменного напряжения постоянно осуществляется выпрямителями, стабилизаторами, схемами стабилизации и защиты и элементами защиты.

Рис. 5.1. Ограничение максимального тока нагрузки с помощью полевого транзистора

Рис. 5.6. Схема стабилизатора напряжения со звуковой индикацией перегрузки

Когда стабилизатор работает, ток нагрузки проходит через датчик тока R1, создавая на нем падение напряжения.Пока ток небольшой (при указанном значении этого резистора не более 0,3 А) транзистор VT1 закрыт. По мере увеличения потребления тока и соответственно увеличения напряжения на резисторе транзистор приближается к порогу открытия. Когда напряжение между базой и эмиттером транзистора VT1 достигает 0,7 В, он открывается и при дальнейшем увеличении тока переходит в состояние насыщения. Когда транзистор открыт, выпрямленное напряжение подается на устройство звуковой сигнализации и приводит его в действие.
Зуммер перегрузки на транзисторе VT1 можно встроить в любой другой источник питания.
Электронный предохранитель для цепей постоянного тока и одновременно стабилизатор напряжения могут быть выполнены по схеме, изображенной на рис. 5.7. На первых двух транзисторах (VT1 и VT2) собран стабилизатор напряжения по традиционной схеме, но параллельно стабилитрону VD1
Релейный каскад включения / выключения на транзисторах VT3 — VT5 с текущей датой на резисторе Rx. При превышении заданного значения тока emy в нагрузке этот каскад сработает и шунтирует степрон.Напряжение на выходе стабилизатора падает до незначительной величины.

Один источник питания обычно включает в себя все три типа узлов, некоторые из которых могут. повторить несколько раз. Возможны варианты с несколькими схемами питания. переменный ток. На рисунке 1 показаны два наиболее распространенных. ИНЖИР. 1а показана электросеть. трансформатор и единичное преобразование энергии. В данном случае напряжение сети.

В области здоровья и питания 2. В обоих вариантах помимо схемы питания присутствуют схемы управления, защиты и сигнализации.которые имеют разную сложность в зависимости от их назначения и требований. Во всех силовых устройствах в этом и заключается направление энергии от источника к потребителю. разъясняется и изучается последовательность дидактических размышлений. Однако, когда они разрабатываются, на выходе получаются данные и настроение потребителей. Это делается в обратном порядке — от потребителя к сети.

5.7. Электронный предохранитель — регулятор напряжения постоянного тока

Для разблокировки схемы защиты достаточно кратковременно нажать кнопку SB1.
Использование автоматических выключателей нагрузки может предотвратить разряд аккумуляторов или защитить источник питания от перегрузки. Для выполнения функций таймера и автоматического отключения нагрузки при коротком замыкании. Устройство показано на рис. 5.8.
Автоматический выключатель нагрузки работает следующим образом: при кратковременном нажатии кнопки SB1 конденсатор С1 заряжается от источника питания через резистор R1. В то же время к нему присоединяется ключ (ы) / SHO / 7 переключатель (DA1), обеспечивая тем самым включение силового транзистора VT1.Если переключатель SA1 разомкнут, устройство работает по схеме эпохи. Конденсатор С1 разряжается по цепи на -1 параллельных ему резисторов R3 и R2. При освобождении конденсатора С1 устройство автоматически отключится от источника. Когда переключатель SA1 замкнут, таймер не работает. Переключатель 7 блокируется подачей напряжения высокого уровня на управляющий вход (входы) через диод VD2 и резисторы R4, R5. Схема защиты источника питания от короткого замыкания в нагрузке выполнена на транзисторе VT2 и работает следующим образом.При работе устройства в штатном режиме транзистор VT2 закрыт и не влияет на работу других элементов схемы. При коротком замыкании в нагрузке ток через диод VD2 не протекает, транзистор VT2 подключается к конденсатору С1, на его базе происходит отпирающее смещение через резисторы R5 и R6. Конденсатор С1 разряжается, и прибор отключается. Резистор R4 ограничивает начальный импульсный ток, когда конденсатор C1 разряжен.

Например, для схемы рис.Проектирование должно быть в следующем порядке: — конструкция выходного фильтра; — конструкция стабилизатора; — Проектирование группы клапанов и сетевого фильтра. — трансформаторная конструкция; — Разработка схем управления, защиты и сигнализации. В свою очередь, каждый отдельный узел интегрированного блока питания выполнен в определенной последовательности: — индикация выходных данных, которые определяются потребителем, соседними узлами, источником питания. источник и окружающая среда; — выбор схематического решения; — Определяет режим работы элементов схемы и их расчет или выбор по каталогу.- Проверьте устойчивость к экстремальным условиям и разработайте соответствующую защиту.

Рис. 5.8. Схема выключателя автозагрузки — таймера

При общем сопротивлении резисторов R2 и R3 100 кОм таймер обеспечивает выдержку 1 с, при общем сопротивлении 200 кОм — 2 с, 300 кОм — 3 с и т. Д. До 33 секунд Увеличьте время воздействия на на один-два порядка за счет увеличения значений R2, R3 и C1.
Максимальный ток нагрузки определяется типом используемого транзистора VT1 и наличием радиатора.Неиспользуемые переключатели могут быть подключены параллельно с DA1.1 или использоваться в таких взаимно независимых схемах автоматического отключения нагрузки. Такое включение можно использовать в схемах резервирования функций для обеспечения повышенной надежности работы устройства: выход из строя одного из сопротивлений нагрузки не приведет к отключению или повреждению других каналов. Переключатель SA2 может быть включен при
малых (до 10 мА на ключ) токах нагрузки. На токи нагрузки до 40 мА можно исключить из схемы транзистор VT1.В этом случае все переключатели / SHO / 7-переключатель DA1 должны быть подключены параллельно.
Устройство работает в диапазоне питающих напряжений 5 … 15 В и даже при 4 В. Выключить прибор можно, нажав кнопку SB2. В выключенном состоянии он потребляет ток до долей-единиц мкА.
Известно, что в последовательно соединенной цепи элементы батареи, разряженные до напряжения ниже 1,1 В, превращаются от источника напряжения в своего рода дополнительную нагрузку для неразрядных элементов, вызывая резкое падение напряжения на выводах батареи.Помимо снижения энергоемкости аккумуляторной батареи в целом, это также может привести к «повреждению отдельных ее элементов».

Проектирование регуляторов напряжения со встроенными. Максимальный ток, который может потреблять эталонный источник выходной составляет 15 мА. Максимальная тепловая мощность всей интегральной схемы составляет 800 мВт. В соответствии с относительными относительными изменениями входного напряжения и его коэффициента пульсации определяется входное напряжение стабилизатора. Рассчитайте максимальную тепловую мощность в управляющий транзистор и установите его.выбирает его тип и способ охлаждения. Наконец, окончательный вариант схемы.

Цепи рассчитаны на схему защиты по току. Размеры цепей обратной связи по напряжению. Рассчитайте коэффициент стабилизатора напряжения стабилизатора. формула. Рассчитайте эффективность стабилизатора. Рассчитайте ток короткого замыкания. Рассчитайте средний коэффициент передачи входного делителя.

Рис. 5.9. Схема устройства автоматического отключения АКБ

Устройство, схема которого представлена ​​на рис.5.9, предотвращает слишком глубокую разрядку элементов в аккумуляторе. Он переключается между аккумулятором и нагрузкой. Принцип работы основан на управляющем напряжении на нагрузке. При его снижении до уровня 1,1 x pV (где n — количество ячеек в батарее), нагрузка и само устройство отключаются контактной группой реле, и ток через элементы батареи прекращается (если есть нет батареи в самой батарее). При нажатии кнопки SB1 к источнику тока подключаются и нагрузка, и само контрольное устройство.Напряжение на инвертирующем входе микросхемы DA1 (вывод 2)
определяется стабилитроном VD1 и составляет 3,9 В, а на неинвертирующем (вывод 3) — делителем напряжения на резисторах R1 и R2, а на нормальном Напряжение источника оно немного выше, чем на инвертирующем входе. В этом состоянии на выходе микросхемы присутствует высокий уровень напряжения — реле К1 включено, а его контакты К1.1 выходят из нагрузки, а контрольное устройство включено даже при отпускании кнопки включения.
Когда напряжение на аккумуляторе падает до такой степени, что его значение на неинвертирующем входе становится меньше 3.9 6, напряжение на выходе микросхемы станет низким, и реле будет обесточено путем разрыва цепи питания. Момент переключения зависит от напряжения на АКБ и сопротивления резистора R1, которое следует выбирать в соответствии с таблицей 5.1. Для ограничения тока базы транзистора между выводом микросхемы и базой следует включить резистор 1 … 10 / U / I.

Таблица 5.1. Сопротивление резистора R1 при разном напряжении АКБ

Данное устройство может давать ложные срабатывания, если к источнику питания подключена чрезмерно высокая нагрузка, при которой напряжение аккумулятора моментально «садится».В этом случае отключение нагрузки не означает, что элемент (ы) батареи разряжен до нижнего допустимого предела. Повышение помехозащищенности
/ устройство позволит подключать конденсаторы параллельно компаратору.
Зарядные устройства (зарядные устройства) обычно снабжены электронной защитой от короткого замыкания на выходе. Однако простые устройства памяти, состоящие из понижающего трансформатора и выпрямителя, все же годятся! В этом случае можно применить непринудительную электромеханическую защиту с помощью реле 1 или автоматических выключателей многократного действия (например, автоматические предохранители или АВМ в квартирных> электросчетчиках).Скорость срабатывания релейной защиты составляет примерно 0,1 секунды, а при использовании АВМ — 1 … 3 секунды.
Когда аккумулятор (или аккумулятор) подключается к выходу устройства, реле K1 срабатывает, и его контакты 11.1 подключают зарядное устройство (рис. 5.10).

Рис. 5.10. Схема устройства защиты зарядного устройства

В случае короткого замыкания выходное напряжение резко упадет, обмотка реле обесточится, что приведет к размыканию контактов и отключению АКБ от зарядного устройства.Повторное включение после устранения неполадок выполняется нажатием кнопки SB1. Конденсатор С1, заряженный до выходного напряжения зольного экрана, подключен к катушке реле. Резистор R1 ограничивает импульс тока при ошибочном включении, когда еще не устранен короткий тычок на выходе.
Резистор R2 ограничивает ток короткого замыкания. Его нельзя устанавливать, если диоды имеют запас по току. Следует помнить, что в этом случае выходное напряжение зарядного устройства должно быть больше на величину падения напряжения на резисторе 2 при номинальном токе зарядки.АВМ защищает при сверх-> узком токе, что не может выполнить релейная защита.
Автоматический предохранитель (или выключатель) включен последовательно с контактами реле. Сопротивление АВМ около 0,4 Ом. В этом случае резистор R2 включить нельзя.
Для автомобильного зарядного устройства необходимо подобрать реле на номинальное напряжение 12 В с допустимым током через контакты не менее 20 А. Этим условиям удовлетворяет реле РЭН-34 ХП4.500.030-01, контакты которых следует соединить параллельно.Для памяти с номинальным током до 1 А можно использовать реле РЭС-22 РФ4.523.023-05.
Схема тиристорно-транзисторной защиты источника питания от короткого замыкания представлена ​​на рис. 5.11. Схема работает следующим образом. В штатном режиме тиристор выключен, транзисторы устройства, подключенные по схеме Дарлингтона, находятся в состоянии насыщения, падение напряжения на них минимально (обычно несколько вольт). При возникновении короткого замыкания в нагрузке через управляющий переход тиристора VS1 начинает течь ток, он включается.Открытый тиристор шунтирует цепь управления составным транзистором, ток через который снижается до минимума.

Рис. 5.11. Схема защиты источника питания от короткого замыкания

Светодиод HL1 указывает на наличие короткого замыкания в нагрузке.
Схема предназначена для работы на больших токах; поэтому на самой схеме защиты падает довольно значительная часть питающего напряжения и, соответственно, рассеивается больше мощности.
Описанное ниже устройство может одновременно выполнять роль стабилизатора постоянного и переменного тока большой величины, защищать цепь нагрузки от короткого замыкания, играть роль регулируемой активной нагрузки с максимальным разбросом в сотни ГГ.
Основой стабилизатора тока является стабилизированная по току (двухполюсная) схема, представленная на рис. 5.12. Это модифицированный источник тока, описанный в работе. Ток через канал полевого транзистора VT1 определяется в основном напряжением U1 (рис. 5.12) и может быть вычислен из выражения: I = U1 / RM. Напряжение U1 составляет одну сотую напряжения + E, приложенного к двухполюсному контакту, и, поскольку резистивный делитель R1 / R2 обеспечивает прямо пропорциональную зависимость между значениями U1 и + E, такое же соотношение будет наблюдаться между током Ом I и напряжение + E.

Рис. 5.12. Стабилизатор тока двухполюсный на основе дифференциального усилителя и полевого транзистора

Эквивалентное сопротивление двухпортовой сети может быть предварительно записано как: R3 = E / l = ExRM / U1. В свою очередь, U1 = E * RM / (R1 + R2).
Следовательно, R3 = RM + (R1XRM / R2) или R3 = R | /, «Практическая схема узла активной нагрузки — стабилизированного постоянного тока — приведена в статье, а ниже на п. 5.13 показана возможность использования этой схемы для стабилизации переменного тока.

Рис. 5.13. Стабилизатор переменного (и постоянного) тока с регулируемым током нагрузки от мА до 8 А

Ток в цепи стабилизатора можно плавно регулировать поворотом ручки потенциометра R2 от нескольких мА до 8 А, а максимальный ток нагрузки можно дополнительно увеличить на порядок, используя вентиляторы и радиаторы, увеличивая количество параллельные полевые транзисторы.

Работа стабилизатора напряжения

и его важность

Стабилизатор напряжения очень распространен в холодильниках, кондиционерах, телевизорах, печном оборудовании, микропечи, музыкальных системах, стиральных машинах и т. Д.Основная цель использования стабилизаторов напряжения — защитить устройства от колебаний напряжения.

Это связано с тем, что каждый электроприбор предназначен для работы под определенным напряжением для обеспечения желаемой производительности.

Если это напряжение ниже или выше определенного значения, прибор может работать со сбоями, работать в худшем состоянии или даже выйти из строя.

В домашних и промышленных применениях обычно используются автоматические регуляторы напряжения для поддержания постоянного напряжения на конкретном оборудовании.Сообщите нам подробнее об этих стабилизаторах напряжения.

Что такое стабилизаторы напряжения?

Как следует из названия, стабилизатор напряжения стабилизирует или регулирует напряжение, если напряжение питания изменяется или колеблется в заданном диапазоне.

Это электрический прибор, который подает постоянное напряжение на нагрузку в условиях повышенного и пониженного напряжения. Это устройство определяет эти условия напряжения и, соответственно, доводит напряжение до желаемого диапазона.

Стабилизатор напряжения для холодильника

Стабилизатор напряжения позволяет регулировать напряжение питания нагрузки.Они не предназначены для обеспечения постоянного выходного напряжения; вместо этого он управляет нагрузкой или системой в допустимом диапазоне напряжений.

Внутренняя схема стабилизатора показана на рисунке ниже. Он состоит из автотрансформатора / трансформатора, выпрямительного блока, компараторов, схемы переключения и реле.

В современных стабилизаторах цифрового типа в качестве центрального блока управления используется микроконтроллер или микропроцессор.

Внутренняя схема стабилизатора

На современном рынке доступны различные типы стабилизаторов напряжения от различных производителей.Стабилизаторы поставляются с различным номиналом кВА для нормального диапазона (для получения выходного сигнала 200-240 В с повышающим понижающим напряжением 20-35 В для входного диапазона 180-270 В), а также с широким диапазоном (для получения выходного сигнала 190-240 В с повышением напряжения 50-55 В. -бук для входного диапазона 140-300В) приложений.

Они доступны в виде специальных стабилизаторов для различных домов, а также для промышленного оборудования, такого как кондиционеры, ЖК-телевизоры, холодильники, музыкальные системы, стиральные машины, а также доступны как единый большой блок для всех устройств.

Стабилизаторы потребляют очень мало энергии, обычно от 2 до 5% от максимальной нагрузки (т. Е. Номинальной мощности стабилизатора). Это устройства с высоким КПД, обычно от 95 до 98%.

Трехфазный стабилизатор

Это могут быть однофазные или трехфазные стабилизаторы напряжения. Как нецифровые, так и цифровые автоматические стабилизаторы напряжения доступны от известных производителей.

В современных стабилизаторах доступны некоторые дополнительные функции, в том числе защита от высокого напряжения, защита от перегрузки, переключение при нулевом напряжении, защита от изменения частоты, отображение отключения напряжения и т. Д.

Необходимость в стабилизаторах напряжения

Колебания напряжения — это не что иное, как изменение величины напряжения, которое обычно превышает или ниже диапазона установившегося напряжения, предписанного некоторыми стандартами.

В некоторых странах распределение электроэнергии составляет 230 вольт для однофазного и 415 вольт для трехфазного. В таком случае все электроприборы (особенно однофазные) рассчитаны на работу в диапазоне напряжений от 220 до 240В.

Допустимый диапазон напряжения в некоторых странах (также в Индии) составляет 220 ± 10 В в соответствии с электрическими стандартами.Кроме того, многие приборы могут выдерживать этот диапазон колебаний напряжения.

Но в большинстве случаев колебания напряжения довольно распространены и обычно находятся в диапазоне от 170 до 270 В. Эти колебания напряжения могут иметь серьезные отрицательные последствия для бытовых приборов.

• В случае осветительного оборудования низкое падение напряжения снижает световой поток (освещенность), что еще больше сокращает срок службы лампы.
• Двигатель переменного тока создает меньший крутящий момент и, следовательно, меньшую скорость при низком напряжении, и они развивают большую скорость, чем желательно при перенапряжении.Это снижает срок службы двигателя, а также вызывает повреждение изоляции под высоким напряжением.
• В случае индукционного нагрева низкое напряжение снижает тепловую мощность, что приводит к работе нагрузки при температурах, не соответствующих желаемым.
• При передаче по телевидению и радио падение напряжения снижает качество передачи, а также вызывает неисправность других электронных компонентов.
• Холодильники — это приборы с приводом от двигателя переменного тока, которые потребляют большие токи в условиях падения напряжения, что может привести к перегреву обмоток.

Чтобы преодолеть вышеупомянутые эффекты колебаний напряжения, необходимы стабилизаторы напряжения.

Основной принцип работы стабилизатора напряжения

Регулировка напряжения требуется для двух различных целей; повышенное напряжение и пониженное напряжение. Процесс увеличения напряжения из состояния пониженного напряжения называется операцией повышения напряжения, тогда как снижение напряжения из состояния повышенного напряжения называется операцией понижения.

Эти две основные операции необходимы для каждого стабилизатора напряжения.

Как обсуждалось выше, компоненты стабилизатора напряжения включают в себя трансформатор, реле и электронные схемы. Если стабилизатор определяет падение входящего напряжения, он включает электромагнитное реле, чтобы добавить больше напряжения от трансформатора, чтобы компенсировать потерю напряжения.

Когда входящее напряжение превышает нормальное значение, стабилизатор активирует другое электромагнитное реле, так что оно вычитает напряжение для поддержания нормального значения напряжения.

Boost Operation

Принцип работы Boost стабилизатора напряжения показан на рисунке ниже.

Здесь напряжение питания подается на трансформатор, который обычно является понижающим трансформатором. Этот трансформатор подключен таким образом, что вторичный выход добавляется к первичному питающему напряжению.

В случае низкого напряжения электронная схема в стабилизаторе переключает соответствующее реле, так что это дополнительное питание (входящее питание + вторичный выход трансформатора) подается на нагрузку.

Понижающий режим

Принцип понижающего действия стабилизатора напряжения показан на рисунке ниже.

В понижающем режиме вторичная обмотка понижающего трансформатора подключается таким образом, что вторичное выходное напряжение вычитается из входящего напряжения.

Следовательно, в случае повышения входящего напряжения электронная схема переключает реле, которое переключает вычитаемое напряжение питания (т.е. входящее напряжение — вторичное напряжение трансформатора) на цепь нагрузки.

При нормальном рабочем напряжении электронная схема полностью переключает нагрузку на входящее питание без напряжения трансформатора.

Эти понижающие, повышающие и нормальные операции одинаковы для всех стабилизаторов, независимо от того, являются ли они стабилизаторами нормального типа или с сервомеханизмом. Помимо этих двух основных операций, стабилизатор напряжения также выполняет операции отключения при понижении и повышении напряжения.

Работа стабилизатора напряжения

На рисунке ниже показана рабочая модель стабилизатора напряжения, которая содержит понижающий трансформатор (обычно с отводами на вторичной обмотке), выпрямитель, операционный усилитель / блок микроконтроллера и набор реле.

В этом случае операционные усилители настроены таким образом, чтобы они могли воспринимать различные заданные напряжения, такие как более низкое напряжение отключения, напряжение условия повышения, нормальное рабочее напряжение, более высокое напряжение отключения и рабочее напряжение понижающего напряжения.

Набор реле подключаются таким образом, что они отключают цепь нагрузки при повышении и понижении напряжения отключения, а также переключают понижающее и повышающее напряжения в цепи нагрузки.

Понижающий трансформатор с переключением ответвлений имеет разные ответвления вторичного напряжения, которые полезны для операционного усилителя для различных напряжений, а также для суммирования и вычитания напряжений для операций повышения и понижения соответственно.

Схема выпрямителя преобразует источник переменного тока в постоянный для питания всей электронной схемы управления, а также катушек реле.
Предположим, что это однофазный стабилизатор мощностью 1 кВА, который обеспечивает стабилизацию для диапазона напряжений от 200 до 245 с повышающим-понижающим напряжением 20-35 В для входного напряжения от 180 до 270 В.

Если входное питание, скажем, 195 В, тогда операционный усилитель запитывает катушку реле повышения напряжения, так что на нагрузку подается 195 + 25 = 220 В. Если входное напряжение составляет 260 В, соответствующий операционный усилитель запитывает катушку понижающего реле, так что на нагрузку подается 260-30 = 225 В.

Если входное напряжение ниже 180 В, соответствующий операционный усилитель переключает нижнюю обмотку реле отключения, так что нагрузка отключается от источника питания.

И если напряжение питания превышает 270 В, соответствующий операционный усилитель запитывает катушку реле с отсечкой верхнего уровня, и, следовательно, нагрузка отключается от источника питания.

Все эти значения являются приблизительными; он может отличаться в зависимости от приложения. Таким образом, стабилизатор работает в условиях разного напряжения.

Сервоуправляемые стабилизаторы напряжения

В случае автоматических стабилизаторов напряжения скорость коррекции напряжения очень низкая.Скоростная коррекция напряжения с большей точностью достигается с помощью сервоуправляемых стабилизаторов.

В стабилизаторах с сервоуправлением коррекция напряжения выполняется очень точно, т.е. ближе к значению базового напряжения.

Основные компоненты сервостабилизатора включают в себя бесступенчатый автотрансформатор с приводом от серводвигателя, повышающий трансформатор и полупроводниковую схему управления, как показано на рисунке ниже.

Стабилизатор с сервоуправлением

В этом стабилизаторе полупроводниковая схема управления определяет падение и повышение напряжения от заданного значения и, соответственно, управляет серводвигателем.

Первичная обмотка повышающего преобразователя подключена к моторизованному автотрансформатору, а его вторичная обмотка последовательно подключена к входящему источнику питания.

Когда двигатель управляет автотрансформатором, соответствующее напряжение подается на первичную обмотку повышающего трансформатора и, следовательно, соответствующее вторичное напряжение корректирует напряжение питания нагрузки.

Здесь компараторы (не что иное, как операционные усилители) в полупроводниковой цепи управления определяют изменения напряжения и активируют серводвигатель в желаемом месте, чтобы регулируемый трансформатор увеличивал или уменьшал выходное напряжение на нагрузке.

Когда схема управления обнаруживает, что выходное напряжение выше опорного напряжения, она подает положительный сигнал на контроллер серводвигателя, и, следовательно, рычаг вращается до тех пор, пока два напряжения не станут равными.

Если выходное напряжение падает ниже опорного значения, отрицательный сигнал поступает на серводвигатель, так что рычаг поворачивает контакт в другую сторону, чтобы уменьшить напряжение. Сервостабилизаторы могут производить регулировку мощности ± 0,5% с высоким КПД около 98%.

Как выбрать подходящий стабилизатор для домашних нужд?

Параметры стабилизатора напряжения зависят от номинальной мощности оборудования, для которого будет применяться стабилизация.Таким образом, при покупке стабилизатора напряжения в первую очередь следует учитывать мощность всех приборов (или конкретного прибора), на которые он будет подаваться. Такие номинальные мощности обычно указываются в ВА или кВА. А также нужно учитывать, одно это или трехфазное питание.

Номинальная мощность приборов обычно указывается на заводской табличке этого прибора; если номинальная мощность недоступна, просто рассчитайте произведение напряжения и тока этого оборудования, чтобы получить номинальную мощность.

Всегда рекомендуется учитывать истинное среднеквадратичное напряжение нагрузки.

Еще одним важным фактором является увеличение нагрузки в будущем. Таким образом, определение общей номинальной мощности требует возможного расширения в будущем, как правило, на 20% больше, чем фактическая потребляемая мощность, чтобы подключать нагрузки в течение длительного времени.

Для домашних нужд подходят стабилизаторы номинального напряжения 200 ВА, 300 ВА, 500 ВА, 1 КВА, 2 КВА, 3 КВА, 4 КВА, 5 КВА, 8 КВА и 10 КВА. Для промышленных и коммерческих целей требуются сервостабилизаторы высокой мощности.

Слово от Electronics Hub Team

Существует общее мнение, что современные светодиодные телевизоры, холодильники, кондиционеры и другие приборы имеют встроенную функцию стабилизации и, следовательно, не нуждаются в дополнительных стабилизаторах напряжения.

Однако они не могут повышать или понижать напряжение в таком большом диапазоне, как это могут сделать отдельные стабилизаторы напряжения. Поэтому команда Electronics Hub всегда рекомендует вам иметь стабилизатор напряжения для домашних или промышленных нужд, если у вас частые колебания напряжения в электричестве.

Авторы изображений

Guard — Руководство по покупке стабилизатора напряжения

Колебания напряжения в наших линиях электропередач — обычное явление и довольно высокие. Они повреждают ваши электрические приборы, такие как телевизор, холодильник, кондиционер и т. Д., И серьезно влияют на ваше ценное оборудование, даже оставляя его в необратимом состоянии. Правильно подобранный стабилизатор поможет вам решить эту проблему. Он предотвращает попадание нежелательных колебаний напряжения в электроприборы, тем самым делая их работу беспроблемной.Компания V-Guard, имеющая более чем тридцатилетний опыт работы в отрасли, предлагает серию стабилизаторов, тщательно разработанных для удовлетворения различных требований повседневной жизни. Наши стабилизаторы разработаны и изготовлены с использованием новейших технологий и строгих мер по обеспечению качества, чтобы защитить все типы ваших электроприборов от критических колебаний напряжения. Это никогда не будет вознаграждением, когда дело доходит до вашего ценного оборудования, вы шокируете поломки.

Для чего нужен стабилизатор напряжения? Как он защищает вашу технику?
Стабилизаторы (часто называемые автоматическими и безопасными регуляторами напряжения) — это статические устройства для стабилизации напряжения в сети перед подачей на подключенное оборудование.Он распознает колебания напряжения в сети и регулирует их внутренне, чтобы обеспечить постоянный диапазон выходного напряжения, если напряжение в сети низкое; ваш стабилизатор распознает это, повышает его до необходимого уровня напряжения, а затем подает питание на подключенное оборудование, чтобы оно работало без проблем. И наоборот, если в электросети появляется высокое напряжение.

В стабилизаторах это достигается за счет использования электронной схемы, которая изменяет требуемые отводы встроенного автотрансформатора с помощью высококачественных электромагнитных реле для генерирования желаемого напряжения.Если подаваемое напряжение выходит за пределы допустимого диапазона, механизм переключает требуемый ответвитель трансформатора, тем самым переводя напряжение питания в безопасный диапазон.

Таким образом, стабилизатор действует как надежная защита между вашим оборудованием и электросетью, непрерывно отслеживая и стабилизируя колебания напряжения, возникающие в электросети. Это гарантирует, что ваше ценное устройство будет получать постоянный стабилизированный диапазон напряжения на входе для бесперебойной работы и длительного срока службы.

Как выбрать стабилизатор подходящего размера для моего приложения?
Выбор правильного стабилизатора, подходящего для ваших приложений, имеет решающее значение. Ключевыми областями, которые следует рассматривать критически, являются характер, диапазон энергопотребления вашего приложения и уровень колебаний напряжения, которые наблюдаются в вашем районе. Вам необходимо знать номинал оборудования, которое необходимо защитить — номиналы обычно указываются как кВт , кВА или А .Вам также необходимо знать номинальное напряжение и частоту сети.

Вот несколько простых советов по выбору стабилизатора:

• Проверьте напряжение, ток и номинальную мощность устройства. Это написано на наклейке со спецификацией рядом с розеткой питания, в противном случае обратитесь к руководству пользователя.
• В Индии стандартное рабочее напряжение составляет 230 В переменного тока, 50 Гц.
• Чтобы получить максимальную мощность — умножьте «230 x Максимальный номинальный ток» всего оборудования, которое должно быть подключено к стабилизатору.Добавьте 20-25% запаса прочности, чтобы получить номинал стабилизатора. Если вы планируете добавить другие устройства позже, вы можете оставить для них буфер.
• Также следует учитывать импульсный ток, который протекает при включении устройства.
• Если стабилизатор напряжения также имеет номинальную мощность в ваттах, примите коэффициент мощности 0,8 (Вт = В * A * pf) .

Самое главное знать характер нагрузки, подключенной к стабилизатору.Сначала вы должны записать мощность (или ватты) для всех устройств, которые будут подключены к стабилизатору. Сумма потребляемой мощности (или ватт) даст вам нагрузку на стабилизатор в ваттах. Но большинство размеров стабилизаторов указаны в ВА (вольт-ампер) или кВА (киловольт-ампер, что равно 1000 вольт-ампер). Хотя, чтобы получить фактическую ВА (или вольт-ампер) из ватт (Вт), вам нужно будет выполнить некоторые измерения, но чтобы дать приблизительное приближение, вы можете увеличить значение ватт на 20%, чтобы получить приблизительный размер ВА, который вам может понадобиться. .

Так, например, если сумма ватт, подключенных к вашему стабилизатору, равна 1000, вы можете взять стабилизатор на 1200 ВА или 1,2 кВА. (Обратите внимание, что 20% подходит для жилых систем и может не работать в промышленности, если у вас плохой коэффициент мощности).

Обычно стабилизатор имеет разные рабочие диапазоны (рабочий диапазон — это диапазон напряжения, в котором стабилизатор работает / стабилизирует входное напряжение электросети и обеспечивает желаемое выходное напряжение). Важно выбрать стабилизатор, соответствующий колебаниям напряжения в вашем районе.

Составьте представление об уровне перепадов напряжения, типичных для вашего местоположения. (Например, области очень низкого / высокого напряжения, области среднего высокого / низкого напряжения и т. Д.). Вы должны выбрать рабочий диапазон ваших стабилизаторов, который будет соответствовать требованиям вашего местоположения. Например, вам может потребоваться выбрать стабилизатор с широким рабочим диапазоном, если в вашем регионе очень низкие / высокие колебания напряжения.

Какие характерные особенности вам следует искать в стабилизаторе напряжения?

а.Монтаж
Поскольку стабилизатор напряжения работает с электроэнергией, всегда существует риск намокания или повреждения стабилизатора при размещении на земле или в небезопасном месте. Вот почему большинство стабилизаторов можно закрепить на стене или разместить на более высоком уровне, чтобы не только защитить их от любых повреждений, но и защитить вашу семью, особенно маленьких детей, от риска поражения электрическим током.

г. Показатели
Индикаторы показывают напряжение, отрегулированное для подачи питания на прибор.Новые модели также оснащены светодиодными индикаторами.

г. Системы с выдержкой времени
Эта функция позволяет использовать интервал времени, чтобы встроенный компрессор (в случае холодильника или кондиционера и т. Д.) Получил достаточно времени для балансировки текущего потока, когда происходит кратковременное отключение электроэнергии.

г. Оцифрованное
Чтобы сделать работу стабилизатора более точной и надежной, многие новейшие модели оцифрованы.В этих новых моделях интересно то, что они не только оцифрованы, но и адаптируются к различным устройствам. Так что все, что вам нужно сделать, это перенести стабилизатор с одного устройства на другое, чтобы он заработал. Большинство из них также подключаются и адаптируются к генераторам, если они установлены.

e. Защита от перегрузки
Функция защиты от перегрузки полностью отключает выход стабилизатора в случае короткого замыкания или любого вида перегорания из-за перегрузки.

На большинство наших стабилизаторов предоставляется гарантия 3–5 лет, поэтому вы можете дольше пользоваться надежной и достаточной защитой своих приборов. Всегда не забывайте выбирать стабилизатор, специально созданный для вашей бытовой техники. Надеемся, вы примете правильное решение.

Есть ли в современных холодильниках / кондиционерах встроенная стабилизация напряжения?
Современные приборы (в основном холодильники и кондиционеры) имеют больший диапазон напряжения для работы, т.е.е. Если раньше холодильники хорошо работали только в диапазоне 200-240В, то теперь у них более широкий диапазон 170-290В. Холодильник поставляется со встроенным отсечкой высокого и низкого напряжения, но не имеет встроенных стабилизаторов напряжения . Использование стабилизатора напряжения с такими приборами может не потребоваться, если напряжение в вашем районе не поднимается или опускается намного выше или ниже предела, в котором может работать прибор.

Существуют ли разные стабилизаторы для разных приборов?
Стабилизаторы напряжения оптимально спроектированы в зависимости от устройства, для которого они будут использоваться.Они классифицируются на основе лимита энергии и характеристик конкретного прибора. Каждый прибор в нашем доме имеет определенный лимит энергии. Принимая во внимание эти конкретные ограничения, разрабатываются соответствующие стабилизаторы. Различные типы стабилизаторов:

а. Стабилизатор кондиционера
б. Цифровой стабилизатор (LCD TV / LED TV / Музыкальные системы)
c. Стабилизатор для холодильников
d.Стабилизаторы для ЭЛТ-телевизоров, музыкальных систем
е. Стабилизаторы для стиральной машины, беговой дорожки, духовки
f. Основные стабилизаторы

Щелкните здесь, чтобы просмотреть наш ассортимент стабилизаторов напряжения, классифицированных в соответствии с типом использования и оборудованием.

Как выбрать стабилизатор, соответствующий вашим потребностям?
Прежде всего, вам необходимо рассчитать общую мощность, потребляемую вашей техникой при подключении к стабилизатору, особенно при включении.Важно понимать мощность, потребляемую при включении устройств, подключенных к стабилизатору, потому что эти устройства или устройство будут потреблять вдвое больше энергии при запуске, чем во время работы.

Вот таблица, в которой указаны требования к мощности некоторых широко используемых электроприборов.

, 5 ТОНН AC / 800 ВА

Подкатегория	Модель	Мощность, ВА	Рабочий диапазон	Приборы
Стабилизатор для AC	ВГ 400	2700	170В — 270В	AC До 1.5 тонн переменного тока или 18 000 британских тепловых единиц / час.
	ВГ 500	3350	170В — 270В	AC до 2 тонн или 24 000 британских тепловых единиц / час.
	VS 400	2700	170В — 280В	переменного тока до 1,5 тонн переменного тока или 18000 британских тепловых единиц / час.
	VS 500	3350	170В — 280В	AC до 2 тонн или 24 000 британских тепловых единиц / час.
	VND 400	3000	150В-285В	AC до 1,5 тонны или 18 000 БТЕ / час.
	VND 500	3700	150В-285В	AC до 2 тонн или 24 000 британских тепловых единиц / час.
	VND 400 Цифровой	2800	150V-290V	AC до 1.5 тонн или 18 000 британских тепловых единиц / час.
	VD 400 Цифровой	2800	150V-290V	AC до 1,5 тонны или 18 000 БТЕ / час.
	VWR 400	3000	130В-300В	AC до 1,5 тонны или 18 000 БТЕ / час.
	VGB 500	3800	130В-300В	AC до 2 тонн или 24 000 британских тепловых единиц / час.
	VEW 400 Цифровой	3000	90В-300В	AC до 1,5 тонны или 18 000 БТЕ / час.
	VGX 400	3000	130В-300В	AC до 1,5 тонны или 18 000 БТЕ / час.
Цифровые стабилизаторы (LED / LCD TV)	Мини-кристалл	320	90В-290В	Один ЖК-телевизор До 81.3 см и DVD / DTH
	VG Кристалл	480	90В-290В	Один ЖК-телевизор / LED / 3D-телевизор до 107 см и домашний кинотеатр, DVD / DTH
	Кристалл Плюс	720	90В-290В	Один ЖК-телевизор / LED / 3D-телевизор до 117 см и домашний кинотеатр, DVD / DTH
	Digi 200	1380	140В-295В	LCD / LED / 3D / Plasma TV + DVD / DTH + Домашний кинотеатр или фотостат
Стабилизаторы для холодильников	ВГ 50	500	135V-280V	Один холодильник до 300 литров
	VGSD 50	500	130V-290V	Один холодильник до 300 л
	VGSJW 50	500	90В-260В	Один холодильник до 300 л
	VEW 50	500	90В-280В	Один холодильник до 300 л
	ВЭБ 50	500	70В-300В	Один холодильник до 300 л
	ВГ 100	1000	135V-280V	Одна морозильная камера до 4 А / холодильник до 600 литров
	ВГСД 100	1000	130V-290V	Одна морозильная камера до 4 А / холодильник до 600 литров
	VGSJW 100	1000	90В-260В	Одна морозильная камера до 4 А / холодильник до 600 литров
	ВГ 150	1500	150В-280В	Одна морозильная камера до 6 ампер / холодильник / воздухоохладитель / 0.ЦИФРОВОЙ ИБП
	VEW 150	1500	100–300 В	Одна морозильная камера до 6 А / Холодильник / Воздухоохладитель / 0,5 ТОНН переменного тока / ЦИФРОВОЙ ИБП 800 ВА
Стабилизаторы для ЭЛТ-телевизоров, музыкальных систем	VGD 20	200	90В-300В	Один телевизор 63 см или Один телевизор до 53 см + DVD / DTH
	ВГ 30	250	135V-290V	Один телевизор 73 см или один телевизор до 63 см + DVD / DTH и музыкальная система
	VGD 30	250	90V-300V	Один телевизор 73 см или один телевизор до 63 см + DVD / DTH и музыкальная система
Стабилизаторы для стиральных машин, беговых дорожек и духовок	ВМ 300	2000	150–280 В	Одна микроволновая печь / беговая дорожка / стиральная машина
	ВМ 500	3500	150–280 В	Одна микроволновая печь / беговая дорожка / стиральная машина
Стабилизаторы магистральные	VGMW 500 Цифровой	3700	90–300 В	Основная линия
	VGMW 200	1500	100 В — 300 В	Основная линия
	VGMW 300	2300	100 В — 300 В	Основная линия
	VGMEW 500	3800	70В — 280В	Основная линия
	VGMW 1000	7300	120–280 В	Основная линия

Артикул:
У вас могут возникнуть дополнительные вопросы о приобретении подходящего стабилизатора напряжения для вашего дома.Пожалуйста, посетите наш раздел часто задаваемых вопросов на сайте V-Guard, чтобы узнать больше. Если у вас возникнут дополнительные вопросы, напишите в нашу Службу поддержки клиентов.

Вот и все! Наше полное руководство по покупке стабилизатора напряжения. Мы уверены, что с его помощью вы сможете принять мудрое решение о покупке стабилизатора напряжения, который наилучшим образом соответствует вашим потребностям.

Различные типы стабилизаторов напряжения — для защиты вашей бытовой техники

Колебания напряжения вызывают временный или постоянный отказ нагрузки.Эти колебания напряжения также сокращают срок службы бытовой техники из-за нерегулируемого низкого или более высокого напряжения, чем предполагаемое напряжение, необходимое для нагрузки. Эти колебания напряжения возникают из-за внезапных изменений нагрузки или из-за неисправностей в энергосистеме. Значит, необходимо подавать на нагрузку стабильное напряжение, учитывая важность бытовой техники и необходимость ее защиты. Стабилизаторы напряжения используются для поддержания стабильного напряжения питания нагрузки, так что бытовая техника может быть защищена от повышенного и пониженного напряжения.

Что такое стабилизатор?

Стабилизатор — это вещь или устройство, используемое для поддержания чего-либо или количества в стабильном или стабильном состоянии. Существуют разные типы стабилизаторов в зависимости от количества, которое они используются для поддержания стабильности. Например, стабилизатор, используемый для поддержания стабильной величины напряжения в энергосистеме, называется стабилизатором напряжения.

Что такое стабилизатор?

Стабилизатор напряжения

Стабилизатор напряжения предназначен для поддержания стабильного уровня напряжения, чтобы обеспечить постоянную подачу напряжения, несмотря на любые колебания или изменения в подаче, с целью защиты бытовой техники.Обычно регуляторы напряжения используются для поддержания постоянного напряжения, и эти регуляторы напряжения, которые используются для обеспечения постоянного напряжения бытовой технике, называются стабилизаторами напряжения.

Стабилизатор напряжения

Существуют различные типы регуляторов напряжения, такие как электронные регуляторы напряжения, электромеханические регуляторы напряжения, автоматические регуляторы напряжения и активные регуляторы. Точно так же существуют различные типы стабилизаторов напряжения, такие как сервостабилизаторы напряжения, автоматические стабилизаторы напряжения, стабилизаторы напряжения переменного тока и стабилизаторы напряжения постоянного тока.

Работа стабилизатора напряжения

Работа стабилизатора напряжения может быть изучена путем рассмотрения различных типов стабилизаторов напряжения, таких как:

Стабилизаторы напряжения переменного тока

Эти стабилизаторы напряжения переменного тока подразделяются на различные типы, такие как напряжение переменного тока вращения катушки регуляторы, электромеханические регуляторы и трансформаторы постоянного напряжения.

1. Регуляторы переменного напряжения вращения катушки

Это старый тип регулятора напряжения, который использовался в 1920-х годах.Работает по принципу аналогично вариопаре. Он состоит из двух катушек возбуждения: одна катушка неподвижна, а другая может вращаться на оси, параллельной неподвижной катушке.

Регуляторы переменного напряжения вращения катушки

Постоянное напряжение может быть получено путем уравновешивания магнитных сил, действующих на подвижную катушку, что достигается расположением подвижной катушки перпендикулярно неподвижной катушке. Напряжение во вторичной катушке можно увеличивать или уменьшать, вращая катушку в том или ином направлении от центрального положения.

Механизм сервоуправления может использоваться для продвижения положения подвижной катушки для увеличения или уменьшения напряжения; при таком вращении катушки регуляторы переменного напряжения могут использоваться как автоматические стабилизаторы напряжения.

2. Электромеханические регуляторы

Электромеханические регуляторы напряжения, которые используются для регулирования напряжения в распределительных линиях переменного тока, также называемые стабилизаторами напряжения или переключателями ответвлений. Для выбора подходящего ответвления из нескольких ответвлений автотрансформатора в этих стабилизаторах напряжения используется работа сервомеханизма.

Электромеханические регуляторы

Если выходное напряжение выходит за рамки заданного значения, то для переключения ответвления используется сервомеханизм. Таким образом, изменяя коэффициент трансформации трансформатора, можно изменять вторичное напряжение для получения приемлемых значений выходного напряжения. Охота, которую можно определить как неспособность контроллера постоянно регулировать напряжение; это можно наблюдать в зоне нечувствительности, в которой контроллер не работает.

3. Трансформатор постоянного напряжения

Это тип насыщающего трансформатора, который используется в качестве стабилизатора напряжения; его также называют феррорезонансным трансформатором или феррорезонансным регулятором.В этих стабилизаторах напряжения используется бак-схема, состоящая из конденсатора для генерации почти постоянного среднего выходного напряжения с переменным входным током и высоковольтной резонансной обмотки. Благодаря магнитному насыщению участок вокруг вторичной обмотки используется для регулирования напряжения.

Трансформатор постоянного напряжения

Используется простой и надежный метод стабилизации источника переменного тока, который может быть обеспечен с помощью насыщающих трансформаторов. Из-за отсутствия активных компонентов подход с феррорезонансом является привлекательным методом, который полагается на характеристики насыщения прямоугольной петли цепи резервуара для поглощения изменений входного напряжения.

Стабилизаторы напряжения постоянного тока

Регуляторы серии

или шунтирующие регуляторы часто используются для регулирования напряжения источников постоянного тока. Опорное напряжение подается с помощью шунтирующего регулятора, такого как стабилитрон или трубка регулятора напряжения. Эти устройства стабилизации напряжения начинают проводить при заданном напряжении и проводят максимальный ток, чтобы удерживать заданное напряжение на клеммах. Избыточный ток отводится на землю, часто с помощью резистора малого номинала для рассеивания энергии. На рисунке показан стабилизатор постоянного напряжения с регулируемым напряжением на микросхеме LM317.

Стабилизаторы напряжения постоянного тока

Выход шунтирующего стабилизатора используется только для подачи стандартного опорного напряжения на электронное устройство, называемое стабилизатором напряжения, которое способно подавать гораздо большие токи в зависимости от потребности.

Автоматические стабилизаторы напряжения

Эти стабилизаторы напряжения используются в генераторных установках, аварийных источниках питания, нефтяных вышках и т. Д. Это электронное силовое устройство, используемое для обеспечения переменного напряжения, и это может быть сделано без изменения коэффициента мощности или фазового сдвига.Стабилизаторы напряжения больших размеров стационарно закреплены на распределенных линиях, а малые стабилизаторы напряжения используются для защиты бытовой техники от колебаний напряжения. Если напряжение источника питания меньше требуемого диапазона, то для повышения уровней напряжения используется повышающий трансформатор, и аналогично, если напряжение выше требуемого диапазона, оно понижается с помощью понижающего трансформатор.

Автоматические стабилизаторы напряжения

Практический пример автоматического стабилизатора напряжения можно увидеть в цепях питания, используемых для подачи питания на электронные и электронные схемы.Регулятор 7805 часто используется для обеспечения питания проектных комплектов на базе микроконтроллеров, поскольку микроконтроллеры работают от 5В. В этом стабилизаторе напряжения 7805 первые две цифры представляют собой положительный ряд, а последние две цифры представляют значение выходного напряжения регулятора напряжения.

Регулятор 7805

Развитие технологий привело к появлению множества новых трендовых стабилизаторов напряжения, которые автоматически регулируют уровни напряжения в требуемом диапазоне. В случае невозможности достижения этого требуемого диапазона напряжения, тогда источник питания будет автоматически отключен от нагрузки, чтобы защитить бытовую технику от нежелательных колебаний напряжения.Для получения дополнительной технической информации о стабилизаторах напряжения вы можете связаться с нами, разместив свои комментарии в разделе комментариев ниже.

Кредиты на фотографии:

• Регуляторы переменного напряжения вращения катушки от Writework
• Электромеханические регуляторы от wikimedia
• Автоматические стабилизаторы напряжения по щелчку мыши

Стабилизатор напряжения | Enerdoor | Фильтры электромагнитных помех и фильтры радиопомех

Стабилизатор напряжения — это электрическое устройство, которое подает постоянное напряжение на нагрузку на своих выходных клеммах, независимо от изменений входного или входящего напряжения питания.Он защищает оборудование или механизмы от перенапряжения, пониженного напряжения и других скачков напряжения. Они часто используются для дорогостоящего и дорогостоящего электрического оборудования, чтобы защитить его от вредных колебаний высокого / низкого напряжения и идеально подходят для промышленного и автоматизированного оборудования.

Электрооборудование рассчитано на широкий диапазон входного напряжения. В зависимости от чувствительности рабочий диапазон оборудования ограничен определенным значением, например, одно оборудование может выдерживать ± 10 процентов номинального напряжения, а другое — только ± 5 процентов или меньше.

Enerdoor специализируется на одно- и трехфазных стабилизаторах напряжения, которые регулируют напряжение через серию трансформаторов. Схема статического управления приводит в действие регулируемый автотрансформатор, который подает необходимое напряжение на последовательный трансформатор, чтобы довести напряжение сети до номинального значения.

Трехфазные стабилизаторы

доступны в двух версиях:
Модели FINSTT и FINSTC выполняют регулировку напряжения в среднем по трем фазам и подходят для линий со сбалансированным напряжением и для дисбаланса между фазами до 50%.Эти модели оснащены одной схемой стабилизации для обеспечения общего регулирования трехфазного тока и могут быть подключены к входной сети без нейтрали.

Модели FINSTTY и FINSTCY оснащены одной схемой стабилизации для каждой фазы и подходят для несимметричной сети с максимальным дисбалансом между фазами до 100%. Для правильной работы входная линия должна быть трехфазной + нейтраль. Регуляторы напряжения не преобразуют напряжение и поэтому имеют то же выходное напряжение, что и входное.Если входное и выходное напряжения различаются, требуется дополнительный изолирующий трансформатор или автотрансформатор.

Преимущества стабилизаторов напряжения Enerdoor:

• Защищает электрооборудование от вредных колебаний высокого / низкого напряжения
• При полной нагрузке КПД составляет от 96% для небольших моделей до 98% для более крупных.
• Усовершенствованная электронная схема управления обеспечивает быстрый отклик от 11 до 50 мс / вольт
• Обеспечивает истинное среднеквадратичное значение напряжения даже при сильных гармонических искажениях.