Стабилизатор напряжения 220В: однофазный, автоматический, импульсный и компенсационный

Компенсационные стабилизаторы напряжения.

Доброго всем времени суток! Сегодняшний мой пост продолжает рассказ о линейных стабилизаторах напряжения. Расскажу вам о компенсационных стабилизаторах напряжения (или сокращённо КСН).

Компенсационный стабилизатор напряжения, по сути, является устройством, в котором автоматически происходит регулирование выходной величины, то есть он поддерживает напряжение на нагрузке в заданных пределах при изменении входного напряжения и выходного тока. По сравнению с параметрическими компенсационные стабилизаторы отличаются большими выходными токами, меньшими выходными сопротивлениями, большими коэффициентами стабилизации.

Для сборки радиоэлектронного устройства можно преобрески DIY KIT набор по ссылке.

Компенсационные стабилизаторы бывают двух типов: параллельными и последовательными. Структурные схемы компенсационных стабилизаторов показаны ниже.


Компенсационный стабилизатор напряжения последовательного типа


Компенсационный стабилизатор напряжения параллельного типа

Основными элементами всех компенсационных стабилизаторов напряжения являются регулирующий элемент Р; источник опорного (эталонного) напряжения И; элемент сравнения ЭС; усилитель постоянного тока У.

Компенсационный стабилизатор последовательного типа

В стабилизаторах последовательного типа регулирующий элемент включён последовательно с источником входного напряжения U0 и нагрузкой RH. Если по некоторым причинам напряжение на выходе U1 отклонилось от своего номинального значения, то разность опорного и выходного напряжений изменяется. Это напряжение усиливается и воздействует на регулирующий элемент. При этом сопротивление регулирующего элемента автоматически меняется и напряжение U0 распределится между Р и RH таким образом, чтобы компенсировать произошедшие изменения напряжения на нагрузке.

Регулирующий элемент в компенсационных стабилизаторах напряжения выполняется, как правило, на транзисторах. Выбирая которые исходят из значений коэффициента передачи тока h21e, напряжения насыщения между коллектором и эмиттером UКЭнас.

Схемы элементов сравнения и усилители постоянного тока очень часто совмещают и выполняются на обычных усилителях, дифференциальных усилителях или операционных усилителях.

Рассмотрим схему компенсационного стабилизатора напряжения последовательного типа.


Схема простого компенсационного стабилизатора напряжения последовательного типа

В этой схеме транзистор VT1 выполняет функции регулирующего элемента, транзистор VT2 является одновременно сравнивающим и усилительным элементом, а стабилитрон VD1 используется в качестве источника опорного напряжения. Напряжение между базой и эмиттером транзистора VT2 равно разности напряжений UОП и UРЕГ. Если по какой-либо причине напряжение на нагрузке возрастает, то увеличивается напряжение UРЕГ, которое приложено в прямом направлении к эмиттерному переходу транзистора VT2. Вследствие этого возрастут эмиттерный и коллекторный токи данного транзистора. Проходя по сопротивлению R1, коллекторный ток транзистора VT2 создаст на нем падение напряжения, которое по своей полярности является обратным для эмиттерного перехода транзистора VT1. Эмиттерный и коллекторные токи этого транзистора уменьшатся, что приведёт к восстановлению номинального напряжения на нагрузке. Точно так же можно проследить изменения токов при уменьшении напряжения на нагрузке.

Ступенчатую регулировку выходного напряжения можно осуществить, используя опорное напряжение, снимаемое с цепочки последовательно включённых стабилитронов. Плавная регулировка обычно производится с помощью делителя напряжения R3, R4, R5, включённого в выходную цепь стабилизатора.

Если пренебречь падением напряжения на эмиттерном переходе транзистора VT2, то выходное напряжение стабилизатора

где R4’ и R4’’ соответственно верхняя и нижняя по схеме часть резистора R4.

Улучшение параметров стабилизатора

Схему простого компенсационного стабилизатора напряжения можно улучшить, заменив резистор R1, который осуществляет питание транзистора VT2, на схему стабилизатора тока. Такой способ питания позволяет существенно повысить стабильность работы усилителя постоянного тока.

В тех случаях, когда требуется высокая температурная стабильность Компенсационного стабилизатора напряжения и малый временной дрейф (особенно при низких выходных напряжениях), применяют схемы дифференциальных усилителей. Для повышения качества выходного напряжения в усилителях постоянного тока стабилизатора применяются операционные усилители, которые обладают большим коэффициентом усиления и малым температурным уходом. Питание операционного усилителя может осуществляться непосредственно от выходного напряжения стабилизатора.


Схема стабилизатора тока. Подключение выводов: 1 – к коллектору VT1, вывод 2 – к коллектору VT.


Схема дифференциального усилителя. Подключение выводов: 1 – к эмиттеру VT1, 2 – к базе VT1, 3 – к катоду стабилитрона VD1, 4 – к аноду стабилитрона VD1, 5 – к делителю напряжения.

Расчёт последовательного стабилизатора

Пример расчёта простого компенсационного стабилизатора напряжения последовательного типа

Начальные условия: входное напряжение U0 = 24 В, нестабильность входного напряжения ΔU0 = ± 2 В, максимальный ток нагрузки IНmax = 1,5 А, коэффициент стабилизации КСТ ≥ 10 3 . Предусмотреть плавную регулировку выходного напряжения в пределах от UНmin = 12 В до UНmax = 16 В.

1. Определим максимальное напряжение коллектор – эмиттер регулирующего транзистора VT1:

2. Определим максимальную мощность, рассеиваемую на транзисторе VT1:

3. По данным расчёта выбираем транзистор VT1, который удовлетворяет условиям:

Этим условиям удовлетворяет транзистор типа П216В с параметрами: UCEmax = 35 В, IC max = 7,5 А, PC max = 24 Вт, h21e = 30.

4. Для создания опорного напряжения UОП выберем стабилитрон типа Д814А с параметрами UСТ = 8 В, IСТ = 20 мА, rDIF = 6 Ом.

5. Определим максимальное напряжение коллектор – эмиттер усилительного транзистора VT2:

6. Исходя из условия UCE2max

8. Учитывая, что IR1 = IC(VT2) + IB(VT1), IB(VT1) = IHmax / (1 + h21e(VT1)) = 1,5/(1 + 30) ≈ 48 mA, определим сопротивление R1:

9. Определим сопротивления резисторов R3, R4, R5. Условимся считать, что если движок потенциометра R4 стоит в крайнем верхнем положении, то выходное напряжение стабилизатора имеет заданное по условию минимальное значение UНmin. В крайнем нижнем положении движка выходное напряжение максимально. Тогда можно записать уравнения

Компенсационный стабилизатор параллельного типа

В схеме параллельного стабилизатора при отклонении напряжения на выходе от номинального выделяется сигнал рассогласования, равный разности опорного и выходного напряжений. Далее он усиливается и воздействуя на регулирующий элемент, включённый параллельно нагрузке. Ток регулирующего элемента IP изменяется, на сопротивлении резистора R1 изменяется падение напряжения, а на напряжение на выходе U1 = U0 – IBXR1 = const остаётся стабильным.

Типовая схема компенсационного стабилизатора напряжения параллельного типа приведена ниже. В качестве гасящего устройства в этих стабилизаторах применяются резисторы (R1 на схеме) или при высоких требованиях с стабильности выходного напряжения стабилизатора применяется стабилизатор тока описанный выше, имеющий большое внутреннее сопротивление.


Схема простого компенсационного стабилизатора напряжения параллельного типа

В основном расчёт элементов компенсационного стабилизатора параллельного типа производится аналогично стабилизатору последовательного типа.

Стабилизаторы параллельного типа имеют невысокий КПД и применяются сравнительно редко, в случае стабилизации повышенных напряжений и токов, а также при переменных нагрузках в отличие от стабилизаторов последовательного типа. Их недостатком является то, что при возможном резком увеличении тока нагрузки (например, при коротком замыкании на выходе) к регулирующему элементу будет прикладываться повышенное напряжение, величина которого может превысить допустимое значение. Это обстоятельство необходимо учитывать при эксплуатации стабилизатора.

Теория это хорошо, но без практического применения это просто слова.Здесь можно всё сделать своими руками.

Выбор однофазного стабилизатора напряжения: особенности, виды, характеристики

Чтобы выбрать подходящий стабилизатор напряжения для защиты бытовой техники, сначала важно понять, сколько фаз в электросети вашего дома.

Существуют сети трехфазного и однофазного переменного тока. Трехфазные сети чаще всего используются в электроснабжении промышленных предприятий различных отраслей, реже для объектов бытового сектора, например, частных коттеджей, загородных домов с большим потреблением электроэнергии.

Электроснабжение большинства наших квартир и жилых домов реализовано однофазными электрическими сетями, то есть питающими линиями с одним фазным и нулевым рабочим проводниками, напряжение между которыми составляет 220 В.

К сожалению, далеко не всегда у нас в доме значение напряжения соответствует этому вольтажу. Многие из нас сталкивались с пониженным или повышенным напряжением – его недопустимыми колебаниями, которые являлись причиной поломки или выхода из строя бытовой техники.

В этой статье мы расскажем об однофазных стабилизаторах – устройствах, которые защитят вашу технику от таких негативных последствий. Мы постараемся подробно описать их типы, особенности работы, плюсы и минусы. Ну и, конечно же, посоветуем, как правильно выбрать подходящее устройство.

Особенности однофазных стабилизаторов напряжения

Любой современный стабилизатор напряжения является достаточно сложным высокотехнологичным устройством с автоматическим режимом работы, не требующим никаких вмешательств пользователя.

Как работают?

Однофазные стабилизаторы с трансформаторным преобразованием (релейные, тиристорные, симисторные) имеют общий алгоритм построения защиты нагрузки от некачественного напряжения. Входное напряжение сети поступает на электронную плату управления, где происходит его измерение и сравнение с номинальным значением. При возникновении его недопустимого отклонения блок управления подает сигнал на исполнительный элемент, который корректирует напряжение.

Принципиально по-другому работают стабилизаторы инверторного типа. Преобразование напряжения в них проходит в две стадии: сначала выпрямитель преобразует нестабильное переменное напряжение в постоянное, а затем инвертор снова создает из него переменное напряжение требуемого значения со стабильным синусом.

Читатели, знакомые с принципом действия источников бесперебойного питания (ИБП) топологии online, могут отметить схожесть их работы с инверторными стабилизаторами: постоянное двойное преобразование напряжения, полностью исключающее задержку стабилизации.

Где применяются?

Довольно широкое применение однофазные стабилизаторы нашли в быту, ведь в основном питание квартир и жилых домов однофазное. Кроме того, устройства также эффективно могут применяться для защиты однофазных нагрузок производственных, торговых, складских, офисных или административных помещений.

Сфера их применения во многом определятся выходной мощностью. Так, стабилизаторы мощность до 1000 ВА чаще всего используются локально, то есть для защиты одного или нескольких электроприборов. Для магистрального использования в быту и питания нагрузок с высокими пусковыми токами подойдут устройства мощностью 1500-10000 ВА.

Как показывает практика, для защиты электроприборов квартиры или частного дома в среднем бывает достаточно стабилизатора мощностью 5000 ВА, используемого в качестве магистрального. Для мощного однофазного оборудования промышленных предприятий предполагается использование устройств мощностью до 100 кВА.

Как подключаются?

Известно, что любая однофазная электрическая цепь состоит всего из двух рабочих проводников (фазного L и нулевого N) и одного защитного заземляющего (PE). Поэтому для подключения однофазного стабилизатора (если говорить о мощном устройстве) достаточно присоединить эти проводники питающей сети к его входными клеммам на корпусе, а защищаемый электроприбор подключить к выходным клеммам, разумеется, не забыв о проводнике заземления.

Подключение маломощных стабилизаторов к сети еще более простой процесс, который не требует каких-то специальных знаний и выполняется обычным включением вилки в розетку. Аналогичным штепсельным соединением подключается и защищаемый электроприбор – к розетке, расположенной на панели стабилизатора.

Очевидно, что все однофазные стабилизаторы предназначены для защиты однофазных электроприборов. Однако это не говорит об их возможности работы лишь в однофазных сетях. Существует множество примеров организации защиты однофазных электроприборов в трехфазных сетях с помощью однофазных стабилизаторов.

Устройства при этом могут работать как магистральные (коррекция и стабилизация напряжения всей сети дома), так и локальные (защита только некоторых электроприборов). Ограничением на использование однофазных стабилизаторов в трехфазной сети может быть только наличие хотя бы одной трехфазной техники (например, электроплиты). Для ее корректной защиты должен применяться только трехфазный стабилизатор.

Типы однофазных стабилизаторов напряжения

Один из важных факторов при выборе стабилизатора – это его тип. По внутреннему устройству и принципу работы различают несколько типов однофазных стабилизаторов напряжения.

Электромеханические стабилизаторы

Преобразование и коррекция напряжения в них выполняется автотрансформатором тороидальной формы. Поступающее на автотрансформатор напряжение сети контролируется электронной схемой, которая при его отклонении подает управляющий сигнал на электродвигатель (сервопривод).

Сервопривод – это электродвигатель, который приводит в движение токосъемные графитовые щетки: они скользят по виткам катушки автотрансформатора и снимают вторичное напряжение. Очевидно, что разное количество задействованных витков обмотки автотрансформатора при размещении щеток в определенных его сегментах даст разный коэффициент трансформации, понижая или повышая напряжение сети до значения нормы.

Рисунок 1 – Схема электромеханического стабилизатора напряжения

Высокая точность стабилизации (благодаря возможности снять напряжение с любого витка обмотки).

Стойкость к перегрузкам.

Подверженность к механическим поломкам и износу узла сервопривода, необходимость проведения регулярного обслуживания, замены токосъемных щеток.

Низкая скорость реагирования на отклонение напряжения в сети.

Релейные стабилизаторы

Преобразование напряжения в этих устройствах выполняется также автотрансформатором. Принципиальное их отличие от электромеханических состоит в способе передачи вторичного напряжения. В релейных стабилизаторах снятие вторичного напряжения выполняется не с витков катушки, а через выводы (отпайки от обмотки), каждому из которых соответствует свой коэффициент трансформации. На каждом таком выводе установлены силовые реле, которые переключают питание подключенных приборов на определенную секцию обмотки, в зависимости от уровня входного напряжения.

Рисунок 2 – Схема релейного стабилизатора напряжения

Отсутствие сервопривода и подвижной контактной системы.

Высокая скорость стабилизации.

Высокая надежность работы.

Широкий диапазон рабочих температур.

Низкая точность коррекции выходного напряжения.

Возможно кратковременное пропадание напряжения при переключении реле.

Электронные стабилизаторы

Принцип их работы во многом схож с релейными устройствами. Основным отличием между ними является способ коммутации выходного напряжения с отводов автотрансформатора. Применение электронных силовых ключей вместо реле и дало название стабилизаторам этого типа. В зависимости от используемых полупроводниковых ключей различают симисторные и тиристорные устройства.

Рисунок 3 – Схема электронного стабилизатора напряжения

Неплохая плавность регулирования на выходе (достигается увеличением количества силовых ключей – уменьшением диапазона напряжения ступеней).

Надежность в эксплуатации (полное отсутствие механических устройств и узлов исключает вероятность поломок и износа деталей).

Способность работать при отрицательной температуре.

Невысокая стойкость к перегрузкам (при значительном превышении мощности нагрузки возможен выход силовых ключей из строя).

Инверторные стабилизаторы

В настоящее время эти стабилизаторы по праву считаются наиболее совершенными. Используя передовой бестрансформаторный способ двойного преобразования напряжения, эти устройства превосходят аналоги других типов по всем техническим характеристикам.

Технология двойного преобразования предполагает две стадии преобразования переменного тока. Переменное напряжение сети, проходя через частотный фильтр, преобразуется выпрямителем в постоянное и скапливается на пластинах конденсаторов. Далее постоянное напряжение преобразуется инвертором в переменное с эталонным показателем напряжения, частотой и формой сигнала.

Используемая технология полностью исключает влияние негативных явлений в питающей сети на выходное напряжение, обеспечивая качественное электропитание, подходящее для любой нагрузки.

Рисунок 4 – Схема инверторного стабилизатора напряжения

Высокая точность стабилизации.

Идеальная синусоида на выходе даже при значительно модифицированной на входе.

Полное подавление коммутационных, импульсных и высокочастотных помех.

Широкий диапазон входного напряжения.

Более высокая стоимость по сравнению с другими типами устройств.

Характеристики однофазных стабилизаторов

Важнейший для любой нагрузки параметр. Это промежуток времени, в течение которого стабилизатор при колебаниях напряжения в сети откорректирует его значение на выходе до нормального. Лучшими показателями быстродействия обладают инверторные устройства, у которых полностью отсутствует время задержки реагирования на скачки напряжения (0 мс).

Диапазон рабочего напряжения

Не менее важная техническая характеристика, определяющая верхний и нижний пороги напряжения в сети, при которых возможна работа стабилизатора. Подбирается в соответствии с возможными отклонениями напряжения в сети.

Качественная характеристика, показывающая насколько точно устройство регулирует входное напряжение, то есть способность стабилизатора максимально приблизить значение выходного напряжения к номинальному.

Конструктивное исполнение и способ установки

Существуют устройства напольной и настенной установки, а также вертикального, горизонтального и универсального исполнения (Rack/Tower).

Наличие функций защитного отключения при выходе значения напряжения за пределы рабочего диапазона, возникновении токовых перегрузок в цепи питания нагрузки, недопустимого нагрева трансформатора и др.

Мониторинг и индикация

Функции, позволяющие отображать и анализировать работу стабилизатора, а также осуществлять удаленное управление, мониторинг процесса стабилизации. Стандартные средства индикации – светодиоды и/или ЖК-дисплей, отображающие текущий статус работы устройства и значения параметров стабилизации.

Для организации удаленного управления и мониторинга работы современные модели стабилизаторов могут быть оснащены различными коммуникационными интерфейсами, поддерживающими наиболее востребованные протоколы передачи данных.

Ее следует выбирать в соответствии с мощностью подключаемых электроприборов и с некоторым запасом. Только таким образом можно обеспечить качественную работу устройства. Выбор стабилизатора существенно завышенной мощности также нежелателен из-за необоснованно высоких финансовых расходов и неоправданно больших габаритных размеров устройств.

Вполне разумный и рекомендуемый производителями резерв по мощности составляет треть от суммарной мощности подключаемых устройств. Кроме этого, необходимо учитывать и характер нагрузки.

При наличии электроприборов с большой реактивной составляющей потребления, например, электродвигателей с высокими пусковыми токами, превышающими номинальные в несколько раз, резерв по мощности целесообразно увеличить.

Какой тип стабилизатора выбрать?

Правильный выбор однофазного стабилизатора напряжения предполагает руководствоваться типом устройства и необходимой мощностью. Эти факторы в свою очередь определяются видом нагрузки, характером проблем электрической сети (длительностью, величиной отклонения напряжения, частотой, искаженностью формы сигнала) и суммарной мощностью подключаемого оборудования.

Читайте также:  Защита от электромагнитного излучения: средства, способы и экранирующие материалы

Однофазный стабилизатор каждого из указанных типов имеет свои особенности технических характеристик, от которых зависят эффективность защиты и надежность эксплуатации подключенных электроприборов.

Применение электромеханических устройств возможно в сетях с продолжительными колебаниями напряжения (допустимо с большой амплитудой). Интенсивность режима работы сервопривода при кратковременных и частых скачках напряжения приводят к скорому износу щеток и сокращению его рабочего ресурса.

Кроме того, низкая скорость коррекции сервоприводных устройств при частых скачках напряжения не позволяет применять их для защиты чувствительной к питанию техники. Неплохим бюджетным решением будет использование сервоприводных стабилизаторов для защиты нетребовательной к питанию нагрузки, например, нагревательных или осветительных приборов.

Отличаясь гораздо большим быстродействием, устройства релейного типа более предпочтительны для применения в сетях с нестабильным напряжением. Однако ступенчатость и низкая точность коррекции также исключает возможность их использования для защиты требовательной к качеству электропитания нагрузки. Интенсивный режим работы в сетях с постоянными колебаниями напряжения, сопровождаемый частыми срабатываниями электромеханических реле способствует быстрому их износу и выходу из строя. Поэтому в сетях с плохими показателями качества электроэнергии от использования стабилизаторов этого типа стоит отказаться.

Надежную защиту способны обеспечить устройства электронного типа. Они выигрывают по показателях быстродействия и коммутационной стойкости у вышеперечисленных устройств и подойдут для работы в сетях с частыми колебаниями напряжения большой амплитуды для защиты практически любой техники. При покупке такого стабилизатора важно обращать внимание на количество полупроводниковых ключей в его схеме, определяющее количество ступеней переключения, а, следовательно, и точность стабилизации – приближенность значения выходного напряжения к номинальному.

Лучшая рекомендация для достижения максимально высокого уровня защиты и надежности эксплуатации любой нагрузки – это применение инверторных стабилизаторов. Превосходя аналоги других типов по всем техническим характеристикам, эти устройства гарантированно обеспечивают защиту самого ответственного оборудования, даже в сетях с крайне низким качеством напряжения. Устройства успешно справляются с эффективной защитой самого электрочувствительного оборудования – компьютеров и периферийных устройств, автоматики отопительных котлов, серверного, измерительного и медицинского оборудования.

Видеообзор инверторных стабилизаторов напряжения «Штиль»


Выбираем стабилизатор напряжения для частного дома

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

Виды стабилизаторов напряжения: краткий ликбез для домовладельца

Стабилизатор напряжения — это электронный или электромеханический прибор, преобразующий входную электрическую энергию и позволяющий поддерживать в сети напряжение в определенных пределах при больших изменениях входного напряжения и выходного тока нагрузки.

Таким образом, стабилизатор является неким переходником между источником тока и всем электрооборудованием в доме. Стабилизатор держит под постоянным контролем выходное напряжение и при необходимости регулирует его до оптимальных значений. Лучшие стабилизаторы напряжения для дома являются автоматическими и не требуют вмешательства человека в их работу.

Стабилизаторы напряжения (220 В) для дома бывают сетевыми и магистральными.

  • Сетевые рассчитаны на отдельные устройства и подключаются к обычной розетке.
  • Магистральные стабилизаторы используются для питания всех энергопотребляющих устройств в помещении, включая осветительные приборы. Они подключаются непосредственно к электромагистрали. Мощность этих приборов обычно превышает 4 кВт.

Бытовые стабилизаторы напряжения для дома решают две основные задачи:

  • понижение повышенного напряжения или, наоборот, повышение пониженного до значения 220–230 В;
  • отключение питания в случае значительных перепадов в сети: ниже 160 или выше 255 В;

Выбор стабилизатора напряжения для дома или дачи следует начинать с изучения типов стабилизаторов.

Релейные стабилизаторы (например, «Ресанта»)

Эти стабилизаторы, также называемые ступенчатыми, очень широко используются в быту. Они имеют довольно высокую точность регулирования и при этом относительно низкую цену. Принцип работы релейного стабилизатора основан на переключении обмоток трансформатора с помощью специального силового реле, работающего в автоматическом режиме. Реле могут быть расположены как в плате, так и в корпусе стабилизатора. В процессе работы анализируется напряжение на входе и на выходе, и при необходимости подается команда на включение определенного реле, отвечающего за повышение или понижение напряжения.

Преимущества релейных стабилизаторов:

  • небольшие габариты;
  • широкий диапазон регулирования входящего напряжения;
  • возможность длительной перегрузки (110 % от номинальной) и кратковременной двукратной (до 4 секунд);
  • широкий температурный режим, от –20 до +40° С;
  • низкая чувствительность к искажениям входного напряжения;
  • бесшумность;
  • длительный срок работы — до 10 лет.

Основной недостаток — именно ступенчатая стабилизация, поскольку при переходе с обмотки на обмотку может наблюдаться изменение освещенности в лампах накаливания.

Электронные (например, «Штиль»)

Эти стабилизаторы состоят из двух частей: силовой и управляющей. В силовой части однофазного стабилизатора находятся два параллельных тиристора (полупроводника с двумя устойчивыми состояниями), трехфазного — шесть, по два на каждую фазу. Управление ими может осуществляться в одном из двух режимов:

  • с пропуском периодов, при котором тиристоры включаются и выключаются в определенное время;
  • фазно-импульсный, когда изменение проводимости происходит в среднем сто раз за секунду.

Электронные стабилизаторы отличаются следующими преимуществами:

  • высокая точность регулирования напряжения;
  • сохранение мощности в режиме стабилизации;
  • отсутствие задержек, требующихся на регулирование;
  • бесшумность.

Среди недостатков можно отметить большие габариты, вес и высокую цену.

В частных домах и на даче для корректировки напряжения используют бытовые электронные стабилизаторы. С их помощью можно защитить отопительный котел и бытовые электроприборы, такие как холодильник, чайник, микроволновка.

Электромеханические стабилизаторы(например, ORTEA)

В устройствах этого типа в схему входит автотрансформатор, расположенный в первичной обмотке вольтдобавочного трансформатора. Регулирование электромеханических стабилизаторов осуществляется при помощи поворотного графитового щеточного контакта с сервоприводом. В зависимости от мощности и назначения их можно использовать в качестве сетевых или магистральных.

Главными преимуществами электромеханических стабилизаторов являются:

  • широкий диапазон входных напряжений (130–260 В);
  • работа без искажения выходного напряжения;
  • устойчивость к перегрузкам;
  • низкая чувствительность к входным помехам и искажениям напряжения, формы и частоты тока;

Недостатки стабилизаторов этого типа — неспособность работать в условиях низких температур и невысокая скорость стабилизации. При срабатывании сервопривода возникает характерный шум, длящийся, как правило, доли секунды. Чем выше мощность стабилизатора, тем большим шумом сопровождается его работа.

Как подобрать оборудование: ключевые характеристики

Практически все виды стабилизаторов пригодны для бытового использования. Чтобы окончательно определить, какой именно стабилизатор напряжения выбрать для частного дома, дачи или коттеджа, необходимо знать ключевые характеристики приборов и их соответствие конкретным потребностям.

Фазность

Стабилизаторы бывают однофазными и трехфазными. Обычные бытовые приборы работают от однофазной сети 220 В. В некоторых случаях требуется сеть 3х380 В для питания электрических печей, насосов или сварочных аппаратов. Для дома, где не предусмотрено использование такого оборудования, подойдет однофазный стабилизатор на 220 В.

Мощность

При выборе стабилизатора следует учитывать суммарную мощность подключаемых к нему приборов. Обычно суммарная мощность указывается в паспорте изделий. Нельзя забывать и о том, что приборы, имеющие электродвигатель, в момент запуска потребляют количество энергии, в несколько раз превосходящее их номинальную мощность. Поэтому итоговая допустимая для стабилизатора мощность должна превосходить суммарную в 3–5 раз, иначе при включении оборудования каждый раз будет срабатывать защита.

При выборе мощности необходимо учитывать характер нагрузки.

Активная нагрузка

Приборы, преобразующие электрическую энергию в освещение и тепло, такие как все лампы накаливания, утюги, электроплиты, нагреватели, — это приборы с активной нагрузкой. Единица измерения активной нагрузки — кВт, при выборе стабилизатора для таких приборов поправочные коэффициенты не требуются. Если суммарная активная мощность равна 1кВт, то достаточно будет установить стабилизатор с аналогичной мощностью.

Реактивная нагрузка

Так называемую реактивную мощность потребляют емкостные или индуктивные приборы, такие как электродвигатели или устройства с конденсаторными батареями. Полная мощность подобных устройств складывается из активной и реактивной и измеряется в кВА.

При выборе стабилизатора для приборов подобного типа из полной мощности выделяют активную, умножив полную мощность в кВА на значение косинуса фи, указываемое в паспорте устройства. Если этот показатель не указан, то за его среднее значение принимается 0,7.

Запас мощности

Для увеличения срока службы стабилизатора желательно предусмотреть запас мощности около 20%. Режим работы устройства будет при этом более щадящим, а при необходимости к нему можно будет подключить дополнительные приборы.

Диапазон стабилизируемого напряжения

На всех стабилизаторах указывается рабочий диапазон напряжения. Рабочий диапазон — это значение напряжения на входе, при котором стабилизатор способен корректировать выходное напряжение. Если напряжение на входе превышает это значение, стабилизатор отключит все приборы. Обычный рабочий диапазон для стабилизаторов, используемых для частных домов и коттеджей, — 130–270 В.

Чтобы определить необходимый рабочий диапазон бытового стабилизатора напряжения для дачи или дома, нужно проводить контрольные замеры входящего напряжения в сети в течение нескольких дней. Желательно делать это утром и вечером, когда нагрузка на сеть особенно велика, обязательно включив максимальное количество приборов-потребителей. Крайние значения, полученные по результатам замеров, и будут рекомендуемым рабочим диапазоном стабилизатора.

Обязательно нужно учесть, что по сути стабилизатор обладает двумя диапазонами. Первый тип — входное напряжение находится в пределах, при которых выходное напряжение составляет 220 В плюс-минус 5%. Второй тип — предельный диапазон, он возникает, когда входное напряжение значительно изменяется, а выходящее меняется в пределах 15–18%. Этот диапазон — последняя ступень перед отключением всех приборов. Долго работать в таком режиме стабилизатору вредно, но при кратковременных перепадах это вполне допустимо.

Точность стабилизации

Под точностью стабилизации понимают максимальное отличие в меньшую или большую сторону выходного вольтажа от номинала. Точность стабилизации выбранного аппарата не может быть меньше, чем требования к питающему напряжению каждого из подключенных к нему приборов. В том случае, если у этих приборов различные требования по напряжению, то необходимо взять за основу минимальное значение или подключить технику к разным стабилизаторам. Большинство бытовых электроприборов способно работать при точности стабилизации 220 В ± 5–7%. Однако осветительные приборы требуют точности не более 3%, поскольку недостаточная точность выходного напряжения приводит к изменению интенсивности освещения в случае перепадов во входной сети.

Способ установки

По способу установки все стабилизаторы делятся на настенные и напольные. При выборе места нельзя забывать, что стабилизатор при работе нагревается и его вентиляторы должны иметь возможность свободно работать. Вредное воздействие на стабилизатор оказывают влажность, пыль, высокая или низкая температура. Нельзя устанавливать его в сырых подвальных или чердачных помещениях.

Оптимальным местом для установки магистрального стабилизатора напряжения для дачи и дома будет точка рядом с распределительным щитком в коридоре или сухой кладовке.

Наличие информационного дисплея

Некоторые модели стабилизаторов оснащены информационным дисплеем, фиксирующим все показатели работы: входное и выходное напряжение, величина нагрузки, сообщение об аварии и причинах ее возникновения (в стабилизаторе, в сети, в нагрузке).

Чтобы не перегрузить стабилизатор, к нему рекомендуется подключать только те приборы, работа которых действительно требует постоянных значений напряжения:

  • телевизор;
  • компьютеры и оргтехника;
  • устройства связи;
  • холодильник;
  • осветительные приборы.

Бытовые нагревательные приборы, оборудованные ТЭНами, к стабилизатору подключать нецелесообразно, поскольку они могут функционировать и при нестабильном напряжении. Это же касается и приборов с высокими пусковыми токами (насосы, сварочные аппараты), которые при включении способны вызвать срабатывание защиты в стабилизаторе и обесточивание всей сети.

Обзор брендов бытовых стабилизаторов

ORTEA

Итальянская фирма, с 1969 года является одним из мировых лидеров в сфере производства стабилизаторов напряжения. Офисы компании имеются во всех крупных странах мира. В России ORTEA представлена 700 офисами в разных городах. В линейке продукции фирмы однофазные стабилизаторы серий GEMINI (20 кВА), VEGA (до 25 кВА), ANTARES (до 135 кВА) и трехфазные AQARIUS (до 60 кВА), ORION (до 250 кВА), ORION Plus (до 1250 кВА) и уникальный стабилизатор SIRUS New мощностью до 6000 кВА. Стабилизаторы компании могут работать при низких температурах. Гарантия на все модели — 2 года, при этом предоставляется 3 года бесплатного сервиса.

Одна из популярных моделей компании — ORTEA VEGA 1 . Однофазный электродинамический стабилизатор напряжения с входным диапазоном от 176 до 253 В. Время регулирования 16 мс/В, мощность нагрузки 1 кВА. Габариты аппарата 280х430х260 мм, вес 16 кг. Цена — 37 944 рубля.

«Бастион»

Российская компания «Бастион» производит более 300 серийных изделий, включая стабилизаторы напряжения. Отличительная черта компании — наличие собственного конструкторского бюро, что позволяет полностью осуществлять весь цикл производства, от разработки до выпуска. Предприятие имеет 68 патентов и авторских свидетельств на собственную продукцию. В России работает 6 фирменных магазинов и 56 сервисных центров компании. «Бастион» выпускает стабилизаторы серии Teplocom и Skat . На ряд приборов дается пожизненная гарантия.

Релейный стабилизатор «Бастион» Teplocom ST — 555 имеет мощность 0,555 кВт, диапазон входных напряжений 145–260 В, время регулирования до 20 мс, габариты 130х70х85, вес 1,8 кг. Цена — 3700 рублей. Этот стабилизатор подойдет для защиты газового котла в частном доме или коттедже.

«РЕСАНТА»(производятся в Китае)

По данным интернет-агентства MegaResearch, компания «Ресанта» в 2014–2015 гг. являлась лидером на рынке сварочного оборудования и стабилизаторов напряжения. Сервисные центры фирмы находятся во всех крупных городах страны. В ассортименте компании однофазные цифровые и электромеханические стабилизаторы серии АСН, стабилизаторы пониженного напряжения СПИ, бытовые однофазные серии С и трехфазные серии АСН различной мощности.

Релейный стабилизатор «Ресанта» АСН — 2000 Н/1-Ц Lux имеет мощность 1 кВА, диапазон входных напряжений 140—260 В. Время регулирования до 7 мс/В, размеры 206х133х230, вес 4 кг. Цена — 3500 рублей.

«Штиль»

Компания «Штиль» занимает одно из ведущих мест в производстве стабилизаторов. Основными направлениями деятельности компании является разработка и выпуск установок электропитания постоянного тока, инверторов, комбинированных источников питания переменного тока.

Стабилизаторы выпускаются в двух сериях: «Матрикс», мощностью от 0,5 кВА до 2 кВА, и инверторные стабилизаторы напряжения для дома «ИнСтаб». Преимуществами инверторных моделей являются безразрывное переключение, корректор коэффициента мощности и фильтрация входных помех. Кроме того, у них более широкий диапазон входного напряжения, а точность стабилизации не превышает 2%.

Инверторный стабилизатор «Штиль ИнСтаб 500» имеет мощность 0,5 кВА, диапазон входного напряжения от 90 до 310 В, время регулирования 0 мс/В. Размеры стабилизатора 237х142х71 мм, вес 2 кг. Цена — 6396 рублей.

Итак, по итогам нашего обзора можно сделать следующие выводы:

  • Для квартиры или частного дома лучше всего подойдет электронный стабилизатор, гарантирующий защиту всем дорогим электроприборам.
  • При небольших перепадах в сети и отсутствии особо ценной аппаратуры можно использовать электромеханический.
  • Для загородного дома или дачи, где может потребоваться насос или сварочный аппарат, — релейный.
  • Для питания современных отопительных котлов — только электронный стабилизатор.

При­о­бре­тая ста­би­ли­за­то­ры на­пря­же­ния — не важ­но, для ка­кой це­ли — сле­ду­ет по­за­бо­тить­ся о пра­виль­ном вы­бо­ре ти­па обо­ру­до­ва­ния, брен­да про­из­во­ди­те­ля, и, ко­неч­но, о вы­бо­ре ме­с­та по­куп­ки. Вы долж­ны быть уве­ре­ны, что про­да­вец вам всег­да ока­жет кон­суль­та­ци­он­ный и тех­ни­чес­кий сер­вис, обес­пе­чит опе­ра­тив­ную до­став­ку, не под­ве­дет с га­ран­ти­ей. Ведь на ко­ну сто­ит не толь­ко са­мо устройст­во, но и вся до­ро­гос­то­я­щая элек­тро­тех­ни­ка, под­клю­чен­ная к ста­би­ли­за­то­ру.

Компенсационный стабилизатор напряжения, расчёт стабилизатора напряжения

В статье расскажем про компенсационный стабилизатор напряжения, о расчёте стабилизатора напряжения. Предоставим практические советы конструкторам. Нарисуем схему стабилизатора.

При проектировании источников питания электронной аппаратуры предъявляются высокие требования к стабильности питающего напряжения. Как медленные, так и быстрые колебания (нестабильности и пульсации) напряжения питания существенно изменяют режимы и параметры работы радиоэлектронных схем. Причинами нестабильности могут быть колебания напряжения и частоты питающей сети, изменения нагрузки, пульсации выпрямленного напряжения, колебания влажности окружающей среды. Например, для питания измерительных устройств, работающих с точностью 0,1%, требуется стабильность напряжения питания не хуже 0,01%.

Читайте также:  Ретро проводка: что это такое и особенности открытого монтажа в деревянных домах

Компенсационный стабилизатор

Различают компенсационные стабилизаторы напряжения непрерывного и импульсного действия. Стабилизаторы напряжения непрерывного действия представляют собой систему автоматического регулирования, в которой фактическое значение выходного напряжения сравнивается с заданным значением эталонного (опорного) напряжения. Возникающий при этом сигнал рассогласования усиливается и должен воздействовать на регулирующий элемент стабилизатора таким образом, чтобы выходное напряжение стремилось вернуться к заданному уровню. В качестве источника опорного напряжения обычно используют параметрический стабилизатор, работающий с малыми токами нагрузки, представляющий собой цепочку, состоящую из резистора и стабилитрона. Это было рассмотрено в предыдущей статье Стабилизаторы напряжения, их расчёт.

В зависимости от способа включения регулирующего элемента различают компенсационные стабилизаторы последовательного и параллельного типов.

Структурная схема компенсационного стабилизатора последовательного типа представлена на рис. В этой схеме регулирующий элемент РЭ включен последовательно с нагрузкой и играет роль управляемого балластного сопротивления. Схему, состоящую из регулирующего элемента и сопротивления нагрузки можно представить как делитель напряжения, в котором определённая часть входного напряжения «падает» на сопротивлении нагрузки, а всё остальное напряжение – на регулирующем элементе. При этом, и все изменения входного напряжения отражаются не на нагрузке, а на регулирующем элементе.

Опорное стабилизированное напряжение формируется источником опорного напряжения ИОН. Схема сравнения СС сравнивает выходное напряжение с опорным напряжением Uоп. Разностный сигнал рассогласования Uн — Uоп, формируемый схемой сравнения СС, поступает на вход усилителя постоянного тока У, усиливается и воздействует на регулирующий элемент РЭ.

Если в нагрузке оказывается напряжение большее, чем опорное Uоп – имеет место положительный сигнал рассогласования (Uн — Uоп) > 0, тогда внутреннее сопротивление РЭ возрастает и падение напряжения Uрэ на нем увеличивается. Так как регулирующий элемент и нагрузка включены последовательно, то при увеличении Uрэ выходное напряжение уменьшается.

При уменьшении выходного напряжения , отрицательном сигнале рассогласования (Uн — Uоп)

Расчёт стабилизатора постоянного напряжения компенсационного типа и практические советы конструкторам

Как и ранее, я не пишу сложные формулы радиолюбительских расчётов, которые отбивают желание вообще становиться радиолюбителями. Они мной применяются только тогда, когда их использование действительно необходимо. Кроме того, если Вы научитесь понимать их физический смысл, то Вы самостоятельно сможете применять их на практике для расчётов цепей.

Расчёт стабилизированного блока питания мы будем проводить с использованием конкретной схемы, которую мы сначала изобразим, соблюдая правила построения схем, а потом рассчитаем на основе предъявляемых к ней требований.

1. Прежде всего, обратите внимание, на то, что большинство блоков питания имеет минус на массе, поэтому мы так же выполняя условие – «минус на массе» изменим полярности диодов и конденсаторов, а кроме того — тип проводимости транзисторов с p-n-p на n-p-n.

2. Для повышения коэффициента стабилизации компенсационного стабилизатора в качестве регулирующего элемента мы будем использовать составной транзистор. Использование составного транзистора увеличивает коэффициент стабилизации на величину коэффициента усиления по току дополнительного транзистора, и на порядок увеличивает нагрузочную способность стабилизатора напряжения. Поэтому (см. схему) к ранее изученному стабилизатору, мы добавим этот транзистор VT3. Считаем, что каждый добавленный таким образом транзистор увеличивает нагрузочную способность в 10…20 раз, но не забываем, что основная часть мощности на него и «приложится». Поэтому чем мощнее транзистор, тем лучше.

3. Ток через делитель Iдел состоящий из R1,R2,R3 выбирают обычно на порядок меньше (в 10 раз), чем ток, протекающий по цепи Rб, VD1. Увеличение или уменьшение тока делителя за счет снижения, или повышения сопротивлений R1,R2,R3 нецелесообразно, так как приводит к существенному уменьшению КПД, или чувствительности схемы к изменению выходного напряжения и его пульсациям.

4. Резистор R2 предназначен для регулировки стабилизированного напряжения в небольших пределах. Пределы регулировок выходного напряжения такого стабилизатора ограничены параметрами стабилитрона – минимальным и максимальным током стабилизации. Как это выглядит практически, я затрону в процессе расчётов.

5. Напряжение стабилизации дополнительного источника опорного напряжения, используемого для смещения транзистора регулирующего элемента должно не менее, чем в 1,5 раза превышать значение выходного напряжения стабилизатора. Иначе силовыми транзисторами VT2 и VT3 «нечем будет управлять» — напряжение на эмиттерах будет превышать базовое, и ни о какой стабилизации речи не будет.

6. Предыдущее условие накладывает ограничения на нагрузочные способности стабилизатора потому, что разница входного и выходного напряжения стабилизатора помноженная на выходной ток, будет «падать» в виде рассеиваемой мощности на силовых транзисторах. Поэтому необходимо выбирать транзисторы способные выдерживать такую мощность – повторяется правило — чем мощнее транзистор, тем лучше. Но чем мощнее транзистор, тем меньше у него коэффициент передачи.

Расчёт

Исходные данные (допустим, к разрабатываемому ИП предъявлены такие требования):

— среднее выходное напряжение стабилизатора – 12 вольт;

— максимальный ток нагрузки стабилизатора – 2 ампера;

— используется трансформатор достаточной мощности, с выходным напряжением 25 вольт.

При расчётах сложных схем, обычно идут «с конца к началу», поэтому, предлагаю начать с расчёта схем опорного напряжения и сравнения.

1. Выберем стабилитрон измерительного моста Стабилитрон VD1 выбирается со значением напряжения стабилизации, равном половине выходного напряжения стабилизатора:

12в / 2 = 6 вольт

При этом условии обеспечивается наилучшая стабилизация. Но стабилитрон на такое напряжение в рознице отсутствует, поэтому выбираем стабилитрон, максимально близкий по напряжению стабилизации – КС156А, у которого Uст = 5,6 вольт, Iст = 10 мА.

2. Найдём резистор :

На резисторе падает напряжение:

URб = Uвых – Uст = 12в – 5,6в = 6,4в

Зная падение напряжения и ток стабилизации, по закону Ома определяем сопротивление резистора:

Rб = URб / = 6,4в/0,01А = 640 Ом

Ближайшее значение сопротивления резистора по номинальному ряду — 620 Ом.

Мощность резистора находим из условия РRб = URб * Iст * 2 = 6,4в * 0,01А * 2 = 0,128 Вт

Если кто не знает, что в формуле обозначает цифра 2, поясню, это коэффициент запаса по мощности (чтобы резистор не грелся). Более подробно написано в статье Резистор . Ближайшее наибольшее значение мощности резистора по номинальному ряду – 0,125 Вт.

Таким образом, параметры Rб – 620 Ом на 0,125 Вт.

3. Определим возможные значения выходного напряжения стабилизатора, при которых стабилизация происходит.

Они ограничены предельными токами стабилитрона, стоящего в мостовой измерительной цепи.

а) Определим минимальное (регулируемое) напряжение стабилизации: По справочнику минимальный ток стабилизации КС156А = 3 мА, при этом токе значение выходного напряжения стабилизатора составит:

Uвых.min = Uст + (Iст.min * Rб) = 5,6 в + (0,003 * 620) = 7,46 вольт

б) Определим максимальное (регулируемое) напряжение стабилизации:

По справочнику максимальный предельный ток стабилизации КС156А = 55 мА. Это большой ток, при котором стабилитрон будет греться и нужны дополнительные меры защиты, поэтому ограничимся значением, в 2 раза превышающем номинальное — 20 мА. При этом токе значение выходного напряжения стабилизатора составит:

Uвых.max = Uст + (Iст.max * Rб) = 5,6 в + (0,02 * 620) = 18 вольт

Поскольку мощность прикладываемая к резистору возросла, для того, чтобы резистор не сгорел от большой прикладываемой мощности, его мощность следует увеличить до значения:

РRб = URб * Iст * 2 = 12,4 в * 0,02 А * 2 = 0,5 Вт

Если Вы хотите, чтобы Ваш стабилизатор выдавал 18 вольт, то мощность резистора необходимо увеличить, но если Вы делаете стабилизатор на фиксированное напряжение (в данном случае 12 вольт), то этого можно не делать, удовлетворившись расчётом, приведённым в пункте 2.

4. Рассчитаем делитель R1,R2,R3:

Нам известно, что на стабилитроне КС156А падает – 5,6 вольта. А ещё мы знаем (см. статью Биполярный транзистор), что в режиме стабилизации, транзистор VT1 находится в «рабочей точке», это означает, что на его переходе база-эмиттер «падает» напряжение 0,65 вольта. А это в свою очередь означает, что на базе должно быть всегда 5,6 + 0,65 = 6,25 вольта относительно корпуса стабилизатора. База соединена с «ползунком» среднего регулировочного резистора, значит, это напряжение 6,25 вольта всегда присутствует на его «ползунке».

Исходя из этого, можно составить, систему уравнений с тремя неизвестными, но это Вас только запутает, поэтому мы пойдем по более простому, но практичному пути.

При максимальном напряжении стабилизации Uвых.max = 18 вольт, ползунок находится в нижнем по схеме положении, ток стабилизации Iст.max = 0,02 A, а ток делителя R1,R2,R3 в 10 раз меньше: Iцепи = 0,002 А , следовательно:

R3 = 6,25 / Iцепи = 6,25 / 0,002 = 3,125 кОм;
R1 + R2 = (Uвых.max — UR3) / Iцепи = 11,75 / 0,002 = 5,875 кОм.

Суммарное сопротивление R1 + R2 + R3 = 5 875 + 3 125 = 9 кОм

При минимальном напряжении стабилизации Uвых.min = 7,46 вольта, ток делителя будет:

Iцепи = Uвых.min / (R1 + R2 + R3) = 7,46 / 9000 = 0,00083 А

найдем значение R1 = (Uвых.min – 6,25) / Iцепи = (7,46 – 6,25) / 0,00083 = 1,46 кОм,

отсюда значение R2 = 5,88 – 1,46 = 4,42 Ом,

округлим значения резисторов до значений номинального ряда: R1 = 1,5 кОм, R2 = 4,3 кОм (переменный), R3 = 3 кОм

5. Рассчитаем второй источник опорного напряжения и смещения VT2.

В качестве стабилитрона выбираем Д816А, у которого Uст = 22 вольта, Iст = 10 мА.

Выходное напряжение трансформатора после выпрямления и сглаживания фильтром = 25 вольт, тогда Rсм = (Uтр. — Uст) / Iст = 25 – 22 / 0,01А = 300 Ом.

Мощность резистора РRсм = URсм / Iст = 3 *0,01 = 0,03 Вт, ближайшая из номинального ряда — 0,125 Вт

Для стабильной работы цепи опорного напряжения Rсм VD2, необходимо, чтобы не оказывал на эту цепь шунтирующего действия. Поэтому ток должен быть не менее, чем в 2 раза меньше тока стабилитрона. Кроме того, на нём падает разность между входным и выходным напряжением: URк = Uтр. — Uвых. = 25 – 12 = 13 вольт,

отсюда: Rк = URк / (Iст/2) = 13 / 0,005 = 2,7 кОм.

Мощность РRк = URк * Iст / 2 = 13 *0,005 = 0,0325 Вт, ближайший 0,125 Вт.

6. Наконец дело дошло до транзисторов.

В качестве VT1 подойдёт транзистор КТ315Г. Он удовлетворяет требованиям:

— достаточно высокий коэффициент усиления (передачи) h21Э = 50…350;

— допустимое напряжение коллектор-эмиттер – 35 вольт.

В качестве VT2 подойдёт транзистор КТ815 с любым буквенным индексом. Коэффициент передачи h21Э = 40 – 70 , обеспечивает усиление тока резистора с 5 мА до 250 мА;

В качестве VT3 попробуем взять не то, что надо искать, а то, что есть — например КТ809А. Коэффициент передачи h21Э = 15…100 , что обеспечивает усиление тока с 250 мА до 3,7 А, но максимальный ток коллектора – 3 А это по справочнику – предел, нет «запаса прочности», поэтому ставим два транзистора в параллель. При выходном напряжении = 12 вольт и токе 2 ампера, на них должно падать 13 вольт, таким образом, общая мощность рассеивания транзисторов: РVT3 = UVT3 * I VT3 = 2 * 13 = 26 Вт.

Это вполне приемлемое значение. Для выравнивания мощностей на транзисторах придётся использовать два резистора в эмитерных цепях выходных транзисторов. 0,05…1 Ом с мощностью по 2 Вт.

7. Остался один резистор . Его расчет приведён в предыдущей статье Простейшие стабилизаторы напряжения. Rэ = 0,65 / 2 * 50 = 16 Ом,

где 0,65 – падение на переходе база-эмиттер, 2 – номинальный ток нагрузки = 2 ампер), 50 — усреднённое значение коэффициента передачи транзистора.

Рисуем схему нашего стабилизатора

Дополнения к статье

1. При выборе стабилитронов возможно последовательное их соединение, например два КС156А (по 5,6 вольта) можно соединить последовательно для получения стабилитрона на напряжение стабилизации 11,2 вольта;

2. Для возможности регулировки выходного напряжения в более широких пределах цепочку источника опорного напряжения R3, VD6 (см. схему) подключают не к выходу, а на вход стабилизатора с применением цепей сглаживания (по аналогии с R1, VD5 и С2). Естественно, необходимо пересчитать резистор R3. Как это делается описано в этой статье и предыдущей статье Простейшие стабилизаторы напряжения. В результате этого, входное напряжение ИОН не зависит от выходного напряжения, поэтому ток стабилизации номинальный и постоянен. Другой вариант расширения диапазона стабилизируемых напряжений — использование в качестве одного резистора Rб – галентного переключателя с несколькими резисторами;

3. Для повышения нагрузочных свойств стабилизатора, и как следствие повышения надёжности рекомендую вместо двух КТ809А поставить один составной КТ827А без резисторов R4 – R6.

4. Никогда не брезгуйте рассчитать мощность резисторов, иначе это может Вам выйти кучей сгоревших дорогих элементов;

5. В приведённой схеме стабилизатора имеется защита по первичной обмотке трансформатора, а во вторичных цепях защита отсутствует. В простейшем случае поставьте на выходе стабилизатора двух-трехватный предохранитель, но лучше сделать более интеллектуальную схему защиты;

6. В этой статье указаны простейшие правила и условия, соблюдение которых позволит проектировать и собирать действующие стабилизаторы. И тогда у Вас не будет возникать вопросов типа тех, на которых и существует половина интернет-Форумов: Я вместо конденсатора поставил резистор, а он как конденсатор работать не хочет!? Или: Почему резистор, предназначенный в схеме для выполнения одной функции, не выполняет другую функцию?

Расчёт с первого взгляда выглядит нудноватым, но это самый простейший расчёт. Поняв принципы работы и расчёта транзисторных каскадов, Вы сможете конструировать и рассчитывать более сложные схемы.

Тимеркаев Борис — 68-летний доктор физико-математических наук, профессор из России. Он является заведующим кафедрой общей физики в Казанском национальном исследовательском техническом университете имени А. Н. ТУПОЛЕВА — КАИ

Стабилизатор напряжения 220в

Бастион

Стабилизатор напряжения 220В для дома

Энергоснабжающие организации в России не всегда могут (или не желают) обеспечить надлежащую стабильность работы электросети. В большинстве населенных пунктов, особенно загородных, постоянные скачки напряжения — обычное дело. Поэтому приобретение такого устройства, как стабилизатор напряжения 220В для частного дома или дачи, цена которого не так высока, строго рекомендовано всеми производителями электронной и бытовой техники. А компания «Сервисный центр отопительного оборудования» дает возможность сделать это на весьма выгодных условиях.

Зачем нужен стабилизатор напряжения

Для энергетиков отклонение в 10% от стандартной величины напряжения (220 В) считается нормой. Однако производители газовых котлов не рекомендуют допускать таких перепадов. Это связано с чувствительностью электронного блока управления котла.

Если есть желание обеспечить сохранность оборудования, то лучше потратить немного денег и купить для квартиры, дачи или частного дома релейный или электронный импульсный (инверторный тиристорный или транзисторный) стабилизатор напряжения. Подключение этого устройства позволит сэкономить электроэнергию, причем значительно.

Преимущества сетевых стабилизаторов напряжения для газового котла от компании «Сервисный центр отопительного оборудования»

Автоматические стабилизаторы напряжения для газового котла, купить которые Вы можете в нашей компании, обладают рядом преимуществ. Среди них:

· высокая мощность нагрузки (до 555 Вт);

· управление устройством осуществляется с помощью производительного и надежного микропроцессора;

· наличие автоматической системы, отключающей запитанные устройства от сети в случае возникновения нештатных ситуаций;

· малые установочные габариты;

· удобство монтажа (настенный стабилизатор напряжения крепится на обычные саморезы или болты).

Стабилизаторы напряжения бывают:

· Линейные (постоянного тока), которые подразделяются на последовательные и параллельные, параметрические и компенсационные.

· Импульсные. Такие стабилизаторы подразделяются на понижающие, повышающие, инвертирующие.

· Ступенчатые регулируемые (электронные или цифровые стабилизаторы напряжения).

Также стабилизаторы напряжения бывают однофазные (1 ф) и трехфазные (3ф) до 15 кВт мощности. Последние в частных домах и квартирах не используются, такие мощности нужны для подключения промышленного оборудования.

Выбор стабилизатора напряжения

Так как сетевые стабилизаторы электрического напряжения бывают разные, нужно уметь правильно их выбирать. Можно делать это следующим образом, поэтапно рассматривая характеристики в описании:

· Мощность. Самый важный параметр. Обычно газовые котлы для дома имеют мощность не выше 500 Вт;

· Фирма-изготовитель. Лучше доверять только известным брендам, рекомендованных производителями котлов, например « Teplocom ». Экономия путем покупки дешевых китайских подделок неэффективна, стоимость ремонта вышедшего из строя газового котла слишком велика.

· Время отклика (в/сек). Этот параметр характеризует скорость реакции устройства на проседание или скачок напряжения в сети.

· Диапазон рабочих напряжений. Стабилизатор напряжения имеет определенные пороги входных напряжений (верхний и нижний). Если величина напряжения выйдет из допустимого диапазона, то стабилизатор отключит котел. Естественно, чем он шире, тем лучше. Рекомендуется сначала узнать, на какие значения отклоняется напряжение в Вашей электросети, а только затем покупать стабилизатор напряжения 220В для котла.

Читайте также:  Срок службы электросчетчика: когда нужно менять электросчетчик в квартире

· Вариант установки. Стабилизаторы напряжения бывают настенные и напольные. Последние отличаются большим габаритами и нужны только для промышленных котлов.

Также в параметрах может быть указан диапазон рабочих температур. Так как стабилизатор обычно расположен в отапливаемом помещении, то значение этого параметра не так важно.

Самостоятельно купить стабилизатор напряжения для газового котла человеку, плохо знакомому с электротехникой, достаточно сложно. Разобраться и выбрать подходящий для конкретной марки оборудования вариант Вам всегда помогут наши специалисты. Просто позвоните нам, Вас проконсультируют. Таким же образом Вы можете точно узнать, сколько стоит стабилизатор напряжения для дачи, дома или квартиры конкретной модели.

Купить стабилизатор напряжения 220В для дома (однофазный или 3-фазный) в компании «Сервисный центр отопительного оборудования» очень разумно. Мы не завышаем цен, не продаем низкокачественное оборудование. Обращайтесь – и останетесь довольны приобретением.

В связи с повышением курса евро просим узнавать актуальные цены по телефону 8-800-7000-442

Лучшие стабилизаторы напряжения

Стабилизатор напряжения – это нормализатор переменного тока в сети, который исправляет его характеристики при несоответствии нужным параметрам. В России речь чаще всего идет об уровне в 220В. Благодаря такой защите предотвращается выход электроприборов в доме из строя. Но чтобы она действительно была надежной, необходимо использовать только качественные и безопасные устройства. В этом рейтинге, составленном на основании отзывов покупателей, как раз и рассматриваются достоинства и недостатки лучших стабилизаторов напряжения.

Стабилизаторы напряжения для дома какой фирмы лучше выбрать

В этом ТОПе описываются достоинства и недостатки продукции от 5 конкурирующих между собой фирм. Здесь имеются компании, предлагающие и недорогие, и премиальные, и средние по цене варианты, в зависимости от их характеристик. Несмотря на разрыв в стоимости, каждая из представленных в рейтинге торговых марок заработала себе громкое имя в России и относится к лидерам согласно отзывам покупателей. Вот о каких брендах пойдет речь:

  • Ресанта – торговая марка предлагает устройства с хорошим сочетанием цены и качества. Они поддерживают работу как мелких, так и более мощных электроприборов, не давая им выходить из строя при скачках тока в сети. В большинстве случаев тут предлагаются однофазные агрегаты. В наличии у бренда есть и релейные модели, и варианты с двойным преобразованием энергии.
  • Энергия – история этой компании началась в 2000 году, в то время она поставляла на рынок оборудование других фирм, но со временем переквалифицировалась в производителя электротехнических устройств. На данный момент у нее есть собственный конструкторский отдел и заводы, расположенные в России и Китае. При создании продукции она руководствуется принципом обоснованности цены, безопасности использования товаров и их высокого качества.
  • Rucelf – это чуть ли не главный конкурент Ресанты, предлагающий лучшие стабилизаторы напряжения по соотношению цены и качества, которое здесь оптимально. Именно поэтому его товары и пользуются на рынке высоким спросом. Они безопасны и удобны в использовании, просты в монтаже и имеют приличный дизайн. Их применяют как регулярно, так и периодически. Торговая марка заботится о защите своих устройств от перегрева, перегрузок и посторонних шумов, поэтому срок службы изделий превышает 10 лет.
  • Штиль – под этим брендом выпускаются как бюджетные варианты, так и модели среднего диапазона, а также премиум-класса. Среди них особенно популярны устройства с двойным преобразованием, которые почти не уступают источникам бесперебойного питания. Тут доступно две группы: «ИнСтаб» и «ИнСтаб+», разработанные с применением инверторной технологии. С их помощью процесс регулировки происходит в несколько этапов, при этом в отзывах не наблюдается жалоб на время отклика, здесь оно минимально.
  • Sven – продукция фирмы может использоваться как в квартирах, так и в домах или офисах. Она имеет демократичные цены и в то же время достойное качество. На это указывает быстрое время переключения между обмотками максимум в 10 мс, длинные кабеля в среднем в 1.7 м, устойчивость к низким температурам до -40 градусов и высокому уровню влаги – до 80-90%. Тут имеются как настенные, так и напольные агрегаты, защищенные от импульсных помех, перегрузки, перегрева. Поэтому нисколько не странно, что срок их службы очень большой, в среднем, 10 лет.

Рейтинг лучших стабилизаторов напряжения

Прежде всего мы изучили отзывы покупателей и оценки экспертов, как положительные, так и негативные. Также был проведен ряд тестов, что и помогло выявить победителей.

Вот на какие характеристики мы обращали внимание при отборе лучших стабилизаторов напряжения:

  • Тип изделия – релейное, электромеханическое, инверторное;
  • Способ монтажа – напольный или настенный;
  • Уровень КПД и процент погрешности;
  • Тип охлаждения – естественное или принудительное;
  • Температурный режим работы;
  • Ориентированность на количество фаз и розеток;
  • Время переключения между обмотками;
  • Степень влажности в помещении;
  • Мощность;
  • Способ подачи информации о напряжении – цифровая индикация или обыкновенная;
  • Надежность защиты от перегрева, помех, повышенных нагрузок;
  • Вес и размеры;
  • Дизайн и цвет.

При составлении рейтинга мы также принимали во внимание срок службы устройств и длительность действия гарантии, соотношение цены и качества изделий, их доступность на рынке.

Лучшие релейные стабилизаторы напряжения

Такое устройство состоит из трансформатора и электрической схемы, управляющей им, что и обеспечивает приборы стабильным током. В отличие от классических моделей, здесь имеется реле, которое отвечает за переключение между обмотками. Этот элемент всегда размещается в закрытом корпусе для безопасности эксплуатации изделия. В раздел лучших релейных стабилизаторов напряжения были включены 4 наиболее надежных варианта.

Энергия Voltron

Это оборудование применяется для защиты техники от скачков напряжения в домах со старой проводкой или там, где она испытывает повышенные нагрузки. Он помогает защитить компьютеры, телевизоры, газовые котлы отопления, бойлеры и другие приборы от выхода из строя. Его КПД является одним из самых высоких в рейтинге, составляя не менее 98%. При этом очень удобно, что стабилизатор можно легко установить как на полу, так и на стене. Он отличается простотой подключения и эксплуатации, в частности, потому, что имеет беспрерывный режим работы.

Стабилизатор напряжения для дома «Энергия Voltron» имеет лучший диапазон регулировки в разрезе 105-265В, что делает его универсальным и подходящим для применения в совершенно разных условиях. Устройство защищено от перепадов напряжения и короткого замыкания, поэтому его использование целиком безопасно. Но все-таки длительная перегрузка здесь неприемлема, это может привести к выходу его из строя.

Достоинства:

  • Срок службы – около 10 лет;
  • Длительность действия гарантии – 12 месяцев;
  • Надежная защита от внешних воздействий;
  • Быстрое время переключения – ≤10 мс;
  • Хорошее охлаждение воздушно-конвекционного типа.

Недостатки:

Энергия Voltron практичен в применении, так как может использоваться при температуре от -30 до +40 градусов.

Ресанта ACH-500/1-Ц

Это один из самых недорогих стабилизаторов напряжения, но при этом он обеспечивает надежную защиту от скачков тока. Он достаточно легко подключается к сети с помощью довольно длинного кабеля, но использовать его можно только в однофазных сетях. Стабилизация осуществляется, по отзывам покупателей, с высокой точностью, погрешность здесь не превышает ± 8 %, что для невысокой цены просто подарок. Но больше всего тут удивляет скорость выравнивания напряжения, равная 25-35 мс. За это время с техникой вряд ли что-то может случиться.

Отдельно стоит отметить продуманность изделия, поскольку при превышении трансформатором температуры в 70 градусов срабатывает защита и подача электроэнергии прекращается. Таким образом, риск короткого замыкания и выхода техники из строя сведен практически к нулю. В отличие от предыдущей модели, стабилизатор выполнен только в напольном виде, повесить его на стену не получится. Немного не хватает здесь устойчивости к низким температурам, на которые Ресанта ACH-500/1-Ц просто не рассчитана.

Достоинства:

  • LED дисплей с крупными и четкими цифрами;
  • Простота управления посредством двух кнопок;
  • Легкость запитки электроприборов стабильным напряжением;
  • Автоматический предохранитель;
  • Низкое энергопотребление, что выгодно в финансовом плане.

Недостатки:

Являясь одним из лучших стабилизаторов напряжения для дома, Ресанта ACH-500/1-Ц имеет КПД на отметке 97%, что чуть ниже, чем у предыдущего варианта. Вместе с тем уровень его шума невысокий, поэтому даже в ночное время работа устройства не помешает.

Rucelf котёл-600

Этот релейный стабилизатор напряжения заслуживает внимания прежде всего в силу гибкости в своей работе. Он имеет 4 степени регулировки, что позволяет плавно исправлять параметры выходного тока. С его помощью можно защитить как мелкую, так и крупную бытовую технику. Здесь предотвращен риск короткого замыкания и перегрева трансформатора, хотя после длительной эксплуатации корпус все-таки становится теплым. Это может немного расстроить, поскольку охлаждение здесь естественное.

Rucelf котёл-600 – это однофазный стабилизатор, и на очень большую нагрузку он не рассчитан. Из других особенностей стоит отметить средний вес в 2.4 кг, защиту от грозы и молнии, увеличивающую срок службы устройства. Несмотря на высокое качество, вместе с ним предоставляется гарантия на год. Основной же «гордостью» этой модели является наиболее информативная цифровая индикация, сообщающая данные о входном и выходном напряжении в доступном виде.

Достоинства:

  • Выдерживает воздействие температуры до +45 градусов;
  • Простота крепления;
  • Небольшие размеры;
  • Быстрый отклик за 10 мс;
  • Точность стабилизации – до 8%;
  • Рассчитан на входное напряжение в пределах 150-250 В.

Недостатки:

  • Нет ножек, вешается только на стену;
  • Белый цвет корпуса.

Устройство выдерживает даже негативное воздействие уровня влаги до 80%, и это хорошо, учитывая, что в большинстве помещений данный показатель не превышает 65%.

Sven VR-L600

В нашем рейтинге это самый лучший стабилизатор напряжения 220В по соотношению цены и качества. Эта релейная модель с гибкими настройками легко переключается между определенными обмотками и обеспечивает нужные параметры электроэнергии, выдерживая их в пределах 184-285В, безопасных для работы как мелкой, так и крупной бытовой техники. На фоне других вариантов его выделяет защита не только от короткого замыкания и перегрева, но и от помех.

Sven VR-L600, несмотря на свою невысокую цену, выдерживает большие нагрузки, чем его конкуренты. Это можно объяснить поддержкой двухфазных сетей. Из других его преимуществ стоит выделить возможность работы без сбоев при влажности в диапазоне 10-90%, что является рекордным для ТОПа. Другие изделия он опережает и по весу, который не превышает 1.3 кг. Но не очень удобной у него может показаться квадратная форма и отсутствие возможности крепления конструкции к стене.

Достоинства:

  • Доступная цена;
  • Хорошее охлаждение;
  • Не очень сильно греется;
  • Темный цвет корпуса;
  • Надежная защита реле;
  • Срок службы не менее двух лет.

Недостатки:

  • Информация отображается светодиодными индикаторами;
  • Разброс в точности стабилизации от -14 до +10%.

Лучшие стабилизаторы напряжения с двойным преобразованием

Такие устройства широко известны, как инверторы, которые эффективны, в частности, потому, что позволяют накапливать электроэнергию для более стабильной работы приборов. Перед добавлением конкретного товара в рейтинг, мы изучили 10 различных товаров.

Штиль IS1000

Это лучший стабилизатор напряжения 220В для дома по точности работы, которая здесь составляет 98%. Соответственно, погрешность в нормализации питания не превышает 2%, что позволяет гарантировать надежную работу электроприборов даже высокой мощности. Тут имеется трансформатор удобной формы, плоский, который можно легко вешать на стену, правда, он белый и быстро загрязняется. Кстати, это одна из немногих моделей в рейтинге, у которой есть принудительное охлаждение, что увеличивает срок ее службы.

Штиль IS1000 интересен и тем, что может работать с двумя розетками, и это делает его универсальным. Но тут есть некоторые ограничения по температурному режиму эксплуатации – воздух не должен охлаждаться ниже, чем до +5°C, иначе он рискует выйти из строя. Среди других вариантов в ТОПе его выгодно выделяет и широкий диапазон входного фазного напряжения, в 90-310В, благодаря чему его можно использовать в совершенно разных сетях.

Достоинства:

  • Риск короткого замыкания почти полностью исключен;
  • Надежная защита от повышенного напряжения;
  • Не бывает помех;
  • Выдерживает перегрузку в течение 5-10 секунд;
  • Срок службы – до 20 лет;
  • Почти не греется.

Недостатки:

Лучшие электромеханические стабилизаторы напряжения

Такие изделия относятся к устройствам сервоприводного типа, они особенно актуальны в домах со старой проводкой и городах, где электросети уже давно не обновлялись. Это лидер среди всех видов подобных агрегатов по соотношению цены и качества. Эти нормализаторы состоят из микропроцессора, отвечающего за управление, автоматического трансформатора и электродвигателя. С их помощью напряжение регулируется более эффективно, что снижает негативное влияние на электроприборы.

Ресанта ACH-10000/1-ЭМ

Этот стабилизатор имеет немалые размеры, что может быть не очень удобным при постоянном использовании. Дело в том, что устройство предназначено только для установки на полу. Но если помещение просторное, то проблем с этим возникнуть не должно. Изделие удобно в транспортировке за счет широких ручек.

В отзывах о стабилизаторе напряжения Ресанта ACH-10000/1-ЭМ пишут только лучшее, в частности, отмечая его практичность. Его и вправду можно использовать в разных режимах работы, одним из которых здесь является bypass. При переходе в него коррекции тока в сети не происходит, амплитуда выравнивается до нужных показателей. Это очень актуально в случае применения в условиях высокой влажности, но если ее уровень превышает 80%, могут возникнуть сбои в работе. Но это происходит крайне редко, да и процент погрешности стабилизации тут составляет всего 2%.

Достоинства:

  • Отображение вольтметром и входного, и выходного напряжения;
  • Выдерживает температуру до -45 градусов;
  • Не требует монтажа на стене;
  • Выдерживает перепады нагрузок;
  • Откликается на изменения менее чем за 10 мс;
  • Поддерживает работу при напряжении 140-260 В.

Недостатки:

  • Вес в 25.5 кг;
  • Не хватает принудительного охлаждения.

Rucelf SdwII-12000-L

Это еще один достойный вариант, работающий на мощности в 10 000 Вт. В отличие от предыдущей модели, он может быть размещен на стене и при этом не будет занимать много места из-за тонкого корпуса. Из его особенностей стоит отметить высокий КПД на отметке 98% и погрешность корректировки до 1.5%. Он рассчитан на маломощные потребители техники, поскольку предназначен для использования в однофазных электрических сетях, но все равно выдерживает приличные нагрузки.

Достоинства:

  • Наличие bypass;
  • Надежная защита от негативного воздействия;
  • Гарантийный срок в 365 дней;
  • Может работать на морозе до -40°С;
  • Цифровая индикация;
  • Черный цвет корпуса.

Недостатки:

  • Высокая цена.
  • Немалый вес в 27.5 кг.

Какой стабилизатор напряжения лучше купить

Тем, кто хочет установить устройство в квартире или небольшом доме, скорее всего, будет достаточно однофазного варианта, а вот в большие коттеджи и цеха понадобятся уже трехфазные модели. В любом случае, номинальная их мощность в кВт должна быть выше на 10-15% совокупной мощности всей подключаемой бытовой техники.

Лучший показатель точности стабилизаторов напряжения – от 1.5 до 5%, а скорость реакции – от 10 до 20 мс. Если в помещении мало места, и вы планируете использовать нормализатор часто, лучше выбирать вариант с настенным монтажом, в противном случае подойдут и напольные конструкции.

Если по каким-либо причинам не удается осуществить установку нормализатора в доме или квартире и приходится монтировать его в техническом помещении или даже на улице, то важно, чтобы он выдерживал воздействие низких температур. В случае использования устройства в ванных комнатах, оно должно быть приспособлено для применения при влажности до 80-90%.

Выбор конкретной модели зависит в первую очередь от собственных потребностей:

  • Тем, кто хочет поддерживать работу мелкой бытовой техники, например, на даче, стоит обратить внимание на Энергию Voltron.
  • Для подключения ноутбука достаточно будет Ресанты ACH-500/1-Ц.
  • С электрическим котлом отлично справляется Rucelf-600.
  • Со стационарным компьютером можно использовать Sven VR-L600.
  • Холодильники и стиральные машинки будут стабильно работать со Штилем IS1000.
  • Различные тренажеры, запитанные от сети, могут применяться в сочетании с Ресантой ACH-10000/1-ЭМ.
  • Сварочные аппараты можно попробовать подключить к Rucelf Sdwii-12000-L.

В рейтинге описаны лучшие стабилизаторы напряжения с учетом различных потребностей, а потому перед выбором стоит определиться, зачем именно нужно это устройство в каждом отдельном случае.

Ссылка на основную публикацию