Mnoho ľudí vie, čo sú výpadky prúdu a prepätia. Jedna vec je, keď žiarovky z tohto bliknú a môžu vyhorieť. A ďalšia vec je, keď práčka alebo chladnička vyhorí z prepätia. To výrazne zasiahne rodinný rozpočet. Dovážané domáce spotrebiče nie sú určené na také napäťové rázy, ktoré sa často vyskytujú v domácich sieťach. Aby ste sa chránili pred rizikom porúch v domácich spotrebičoch, potrebujete stabilizátor napätia, ktorý sa vyberá podľa celkového výkonu zariadení, ktoré budú fungovať vo vašej domácej sieti.

Odrody

Stabilizátory napätia sú zariadenia, ktoré vyrovnávajú napájacie napätie s parametrami, ktoré zodpovedajú štandardným hodnotám, a tiež čistia napätie od vysokofrekvenčného rušenia. Typ stabilizátora určuje typ hlavného vstavaného mechanizmu, ktorý funguje ako stabilizátor.

Stabilizátory napätia sú rozdelené do dvoch hlavných typov:

1. Hromadí sa.
2. Opravné.

Prvý typ stabilizátorov sa v súčasnosti nepoužíva, pretože sú veľké. Predtým sa používali vo výrobe, a nie v domácom prostredí. Kumulatívne stabilizátory napätia funguje tak, že akumuluje elektrickú energiu v kontajneri a potom z neho prijíma požadovaný elektrický prúd s požadovanými parametrami. Na podobnom princípe fungujú aj zdroje neprerušiteľného napájania.

Korekčné stabilizátory k napätiam najčastejšie patrí riadiaca jednotka. Reaguje na poklesy napätia v jednom alebo druhom smere a súčasne spája zodpovedajúce vinutie transformátora. V domácich podmienkach sa široko používajú nápravné stabilizátory.

Na druhej strane sú rozdelené do niekoľkých typov:

• Relé.
• Elektronický (tyristor).
• Ferorezonant.
• Elektromechanické.
• Invertor.
• Lineárne.

Funkcie dizajnu a práca

Korekčný typ stabilizátorov sa stal najobľúbenejším v každodennom živote.

Reléové stabilizátory napätia

Stali sa najobľúbenejšími kvôli nízkym nákladom a kvalite práce. Hlavnou výhodou reléových stabilizátorov je ich rýchlosť. Veľmi rýchlo reagujú na zmeny napätia a vracajú jeho hodnotu na štandardné limity, čím chránia zariadenia v domácnosti.

Z nedostatkov je možné poznamenať, že keď je relé spustené, v závislosti od výrobcu dôjde k prudkému skoku napätia o 5-15 voltov. V prípade domácich spotrebičov takýto skok nebude mať negatívny vplyv, osvetlenie však bude výrazne blikať. Preto keď je stabilizátor relé v prevádzke, niekedy dochádza k blikaniu, zatiaľ čo naň nereagujú.

Rovnako ako u iných typov stabilizátorov je hlavným prvkom reléového modelu riadiaca jednotka na polovodičových prvkoch. Elektronický blok stabilizátora je vyrobený vo forme výkonného mikrokontroléra, ktorý analyzuje napätie na vstupe a výstupe. V dôsledku toho generuje riadiace signály pre výkonové relé alebo spínače. Mikrokontrolér pri vytváraní riadiaceho napätia berie do úvahy čas odozvy výkonových relé a spínačov. To umožňuje vykonávať spínacie obvody bez ich prerušenia. Výsledkom je, že tvar grafu výstupného napätia sa stáva identickým s tvarom vstupného napätia.

Elektronické regulátory napätia

Tyristorové stabilizátory pracujú podľa princípu, ktorý je založený na automatickom prepínaní rôznych vinutí transformátora výkonovými spínačmi vo forme. Tento princíp je podobný prevádzke reléových zariadení. Rozdiel medzi reléovými stabilizátormi je v tom, že nemajú mechanické kontakty, existuje väčší počet krokov na vyrovnanie napätia a vysoká presnosť prevádzky 2-5%.

Elektronické spotrebiče v domácnosti nevytvárajú hluk, pretože neexistujú žiadne mechanické relé. Nahrádzajú ich elektronické kľúče. Tyristorové stabilizátory pracujú s vysokou účinnosťou.

V praktickej aplikácii sa elektronické modely ukázali ako citlivé zariadenia, ktoré sú negatívne ovplyvnené prehriatím. Domáci výrobcovia najčastejšie vyrábajú práve tento typ stabilizátorov.

Najzávažnejšou nevýhodou tyristorových modelov sú ich vysoké náklady. Záručná doba na takmer všetky typy stabilizátorov je 1-3 roky, v závislosti od výrobcu.

Ferorezonant

Ich pôsobenie je založené na zmene veľkosti indukčnosti cievok s kovovým jadrom, keď sa zmení prúd. Kapacita C1 je zapojená do série s primárnym vinutím transformátora. Spolu s primárnym vinutím tvorí rezonančný obvod, ktorý je naladený na sieťovú frekvenciu 50 hertzov.

Veľkosť kondenzátora závisí od výkonu transformátora. S výkonom transformátora až 60 wattov sa používa kondenzátor s hodnotou až 12 μF. Na vytvorenie významného stabilizačného výkonu sa používa saturačná tlmivka.

Pri nízkom sieťovom napätí preteká tlmivkou malý prúd a indukčnosť tlmivky je veľká. Hlavná časť prúdu preteká paralelne zapojeným kondenzátorom. V tomto prípade je celkový odpor tohto obvodu kapacitného typu.

Kondenzátor kompenzuje časť indukčnej reaktancie cievky transformátora. To zvyšuje prúd cievky. Zvyšuje sa aj výstupné napätie transformátora. Toto je charakteristické pre efekt napäťovej rezonancie.

So zvyšujúcim sa napätím stúpa aj prúd induktora a jeho indukčnosť klesá. Hodnota kapacity sa vypočíta tak, aby v obvode induktor-kondenzátor nastala rezonancia, pri ktorej by bol odpor tohto obvodu najväčší a prúd prichádzajúci zo zdroja energie do transformátora bol najmenší.

S nárastom sieťového napätia sa odpor obvodu zvyšuje až do okamihu rezonancie. To umožňuje stabilizovať napätie na transformátore pri veľkých poklesoch napätia.

Výhodou ferorezonančných zariadení je spoľahlivosť a jednoduchosť. Nevýhodou je výrazná závislosť napätia na výstupe zariadenia na frekvencii prúdu a skreslení priebehu napätia. Stabilizátory s jadrom nasýtených cievok majú tiež vysoký magnetický rozptyl. To negatívne ovplyvňuje fungovanie okolitých zariadení a osoby.

Elektromechanické stabilizátory napätia

Princíp činnosti takéhoto zariadenia je dosť jednoduchý. Pri poklese napätia sa grafitové kefy pohybujú po cievke transformátora, čím regulujú a upravujú výstupné napätie.

V prvých príkladoch elektromechanických stabilizátorov bola na pohyb kefami použitá ručná metóda (spínač). Užívateľ musel neustále monitorovať hodnoty indikátora napätia.

V nových modeloch zariadení túto funkciu vykonáva automaticky malý motor, ktorý v prípade poklesu napätia pohybuje kefou po vinutí transformátora.

Výhody takýchto stabilizátorov sú jednoduchosť a spoľahlivosť zariadenia, zvýšená účinnosť. Medzi nedostatky je možné poznamenať nízku rýchlosť odozvy počas poklesu napätia, ako aj rýchle opotrebovanie mechanických častí. Elektromechanická forma stabilizátora preto vyžaduje neustálu údržbu vo forme ovládania a výmeny kefiek.

Stabilizátory napätia meniča

Konvertujú jednosmerný prúd na striedavý prúd a vykonávajú aj opačnú činnosť, tj prevádzajú striedavý prúd na jednosmerný prúd pomocou mikrokontroléra a kryštálového oscilátora.

Medzi výhody invertorových stabilizátorov možno rozlíšiť nízky hluk počas prevádzky zariadenia, kompaktné rozmery a široký rozsah vstupných prevádzkových napätí, ktoré sa pohybujú od 115 do 290 voltov.

Nevýhodou konštrukcií meničov sú ich vysoké náklady, na rozdiel od mnohých iných typov stabilizátorov.

Lineárne

Vyrobené vo forme deliča napätia. Na vstup takéhoto zariadenia je aplikované nestabilné napätie a vyrovnané napätie vychádza zo spodného ramena rozdeľovača. Zarovnanie sa vykonáva zmenou odporu ramena deliča napätia. V tomto prípade je hodnota odporu udržiavaná na takej hodnote, pri ktorej bolo výstupné napätie zariadenia v určitých medziach.

Pri významnom pomere hodnôt výstupného a vstupného napätia má lineárny stabilizátor zníženú účinnosť, pretože značná časť výkonu sa na ladiacom prvku odvádza do tepla. Preto je regulátor napätia zvyčajne namontovaný na chladiči, aby umožňoval odvod tepla.

Výhodou lineárneho zariadenia je absencia rušenia, jednoduchosť dizajnu a malý počet dielov. Nevýhodou je nízka účinnosť, vysoká tvorba tepla.

Na čo si dať pozor pri výbere stabilizátora

• Spôsob montáže ... Môže byť namontovaný na stenu, s horizontálnou alebo vertikálnou inštaláciou (pre stacionárne spotrebiče). Je možné ho nainštalovať vedľa zariadenia, pre ktoré bol zakúpený.
• Presnosť práce,vstupné a výstupné napätie... Táto charakteristika závisí predovšetkým od parametrov vstupného napätia. Je lepšie zvoliť najnižšiu mieru presnosti zariadenia od 1 do 3%pri napätí 220 voltov.
• Výkon stabilizátora je vybraný nielen výkonom pripojeného elektrického zariadenia. K tejto hodnote sa pridáva aj určitá výkonová rezerva. Pri celom byte by sa táto marža mala pohybovať do 30%.
• Fázy napájania (jednofázová alebo trojfázová sieť).

• Výkon (doba odozvy na poklesy napätia), v milisekundách.

• Ochrana stabilizátora ... Drahé zariadenia sú najčastejšie vybavené ochrannými systémami, ktoré chránia stabilizátor pred skratom, náhlymi zmenami napätia a inými negatívnymi javmi.
• rozmery zariadenie a jeho hluk počas prevádzky.
• cena... Profesionáli neodporúčajú kupovať lacné čínske falzifikáty, pretože by ste nemali šetriť na kvalite stabilizátora. Kvalitné zariadenie nemusí byť lacné. Je lepšie si kúpiť domáci model alebo zariadenie európskej výroby.
• Záručná doba hrá veľkú úlohu pri výbere akéhokoľvek zariadenia. Ak je zariadenie čínske, je nepravdepodobné, že naň bude existovať akákoľvek záruka. V prípade poruchy alebo závady je možné stabilizátory zakúpené v špecializovaných maloobchodných predajniach počas záručnej doby bezplatne vymeniť.

Najväčšie ťažkosti zvyčajne spôsobujú výber zariadenia, jeho výkon. Okrem aktívnej zložky energie, ktorú spotrebúvajú zariadenia pre domácnosť, niektoré z nich majú. Zobrazí sa, ak je k dispozícii (ak má zariadenie výkonný elektromotor). Keď sa spustí, prúd sa niekoľkokrát zvýši. Ak si vyberiete stabilizátor bez toho, aby ste vzali do úvahy túto zložku jalového výkonu, nemusí sa pri štartovaní zariadenia s elektromotorom vyrovnať s vysokým zaťažením.

Ďalším faktorom, ktorý výrazne ovplyvňuje výber regulátora, je transformačný pomer, ktorý je nulový, ak regulátor pracuje za ideálnych podmienok. To znamená, že na vstup je privádzaných presne 220 voltov a spotrebiteľovi vychádza presne rovnaká hodnota. A ak má regulátor vyrovnať napätie, výkon sa zníži.

Regulátor napätia

Regulátor napätia- menič elektrickej energie, ktorý umožňuje získať výstupné napätie, ktoré je v stanovených medziach s výrazne veľkými výkyvmi vstupného napätia a odporu záťaže.

Podľa typu výstupného napätia sú stabilizátory rozdelené na DC a AC stabilizátory. Typ zdroja napájania (DC alebo AC) je obvykle rovnaký ako výstupné napätie, aj keď sú možné výnimky.

DC stabilizátory

Lineárny stabilizátor mikroobvod KR1170EN8

Lineárny stabilizátor

Lineárny stabilizátor je delič napätia, ktorého vstup je napájaný vstupným (nestabilným) napätím a výstupné (stabilizované) napätie je odstránené zo spodného ramena deliča. Stabilizácia sa vykonáva zmenou odporu jedného z deliacich ramien: odpor sa neustále udržuje tak, aby napätie na výstupe stabilizátora bolo v určených medziach. Pri veľkom pomere vstupných / výstupných napätí má lineárny stabilizátor nízku účinnosť, pretože väčšina výkonu P rac = (U in - U out) * I t sa rozptýli vo forme tepla na regulačný prvok. Preto musí byť regulačný prvok schopný odvádzať dostatočný výkon, to znamená, že musí byť inštalovaný na radiátor požadovanej oblasti. Výhodou lineárneho regulátora je jednoduchosť, žiadne rušenie a málo použitých dielov.

V závislosti od umiestnenia prvku s premenlivým odporom sú lineárne stabilizátory rozdelené do dvoch typov:

• Konzistentné: ovládací prvok je zapojený do série so záťažou.
• Paralelne: ovládací prvok je zapojený paralelne so záťažou.

V závislosti od metódy stabilizácie:

• Parametrické: v takom stabilizátore sa používa časť charakteristiky I - V zariadenia, ktorá má veľkú strmosť.
• Kompenzačné: má spätnú väzbu. V ňom je napätie na výstupe stabilizátora porovnané s referenčným a z rozdielu medzi nimi je vytvorený riadiaci signál pre regulačný prvok.

Paralelný parametrický stabilizátor na zenerovej dióde

Používa sa na stabilizáciu napätia v slaboprúdových obvodoch, pretože pre normálnu prevádzku obvodu musí prúd cez Zenerovu diódu D1 niekoľkokrát (3-10) prekročiť prúd v stabilizovanom zaťažení R L. Tento lineárny obvod regulátora sa často používa ako referencia napätia v zložitejších obvodoch regulátora. Aby sa znížila nestabilita výstupného napätia spôsobená zmenami vstupného napätia, namiesto neho sa používa odpor R V. Toto opatrenie však neznižuje nestabilitu výstupného napätia spôsobenú zmenou odporu záťaže.

Bipolárny tranzistorový regulátor série

U out = U z - U be.

V skutočnosti ide o paralelný parametrický stabilizátor na zenerovej dióde diskutovaný vyššie, pripojený k vstupu sledovača emitora. Nemá žiadne spätnoväzbové slučky na kompenzáciu zmien výstupného napätia.

Jeho výstupné napätie je menšie ako stabilizačné napätie zenerovej diódy o hodnotu U be, ktorá je prakticky nezávislá od množstva prúdu pretekajúceho prechodom p-n, a pre zariadenia na báze kremíka je približne 0,6V. Závislosť U be na veľkosti prúdu a teploty zhoršuje stabilitu výstupného napätia v porovnaní s paralelným parametrickým stabilizátorom založeným na zenerovej dióde.

Sledovač emitora (zosilňovač prúdu) vám umožňuje zvýšiť maximálny výstupný prúd stabilizátora v porovnaní s paralelným parametrickým stabilizátorom na zenerovej dióde faktorom β (kde β je prúdový zisk tejto inštancie tranzistora) . Ak to nestačí, použije sa kompozitný tranzistor.

Pri absencii zaťažovacieho odporu (alebo pri záťažových prúdoch rozsahu mikroampérov) sa výstupné napätie takého stabilizátora (napätie otvoreného obvodu) zvýši o 0,6 V, pretože U sa v rozsahu mikroprúdov blíži nule. Na prekonanie tejto funkcie je na výstup stabilizátora pripojený predradný záťažový odpor, ktorý poskytuje záťažový prúd niekoľko mA.

Stabilizátor sériovej kompenzácie pomocou operačného zosilňovača

Časť výstupného napätia U odobratá z potenciometra R2 sa porovná s referenčným napätím U z na zenerovej dióde D1. Rozdiel napätia je zosilnený operačným zosilňovačom U1 a privádzaný do základne regulačného tranzistora zapojeného podľa obvodu sledovača emitora. Pre stabilnú prevádzku obvodu by fázový posun slučky mal byť blízko 180 ° + n * 360 °. Pretože časť výstupného napätia U out je privádzaná na invertujúci vstup operačného zosilňovača U1, operačný zosilňovač U1 posunie fázu o 180 °, regulačný tranzistor sa zapne podľa obvodu sledovača emitora, ktorý fázu neposunie . Fázový posun slučky je 180 °, podmienka fázovej stability je splnená.

Referenčné napätie Uz je prakticky nezávislé od veľkosti prúdu pretekajúceho zenerovou diódou a je rovnaké ako stabilizačné napätie zenerovej diódy. Na zvýšenie stability pri zmenách v Uin sa používa namiesto rezistora R V.

V tomto stabilizátore je operačný zosilňovač skutočne zapojený do neinvertujúceho obvodu zosilňovača (s sledovačom emitora na zvýšenie výstupného prúdu). Pomer odporov v spätnoväzbovej slučke určuje jeho zosilnenie, ktoré určuje, koľkokrát bude výstupné napätie vyššie ako vstupné napätie (t.j. referenčné napätie aplikované na neinvertujúci vstup operačného zosilňovača). Pretože zisk neinvertujúceho zosilňovača je vždy väčší ako jednota, hodnota referenčného napätia (stabilizačné napätie zenerovej diódy) musí byť zvolená menšia ako požadované minimálne výstupné napätie.

Nestabilita výstupného napätia takéhoto stabilizátora je takmer úplne určená nestabilitou referenčného napätia v dôsledku veľkého zosilnenia slučky moderných operačných zosilňovačov ( G openloop = 10 5 ÷ 10 6).

Aby sa eliminoval vplyv nestability vstupného napätia na prevádzkový režim samotného operačného zosilňovača, môže byť napájaný stabilizovaným napätím (z ďalších parametrických stabilizátorov na zenerovej dióde).

Pulzný stabilizátor

V spínacom regulátore je prúd z nestabilizovaného externého zdroja dodávaný do pamäťového zariadenia (zvyčajne kondenzátora alebo tlmivky) v krátkych impulzoch; v tomto prípade sa ukladá energia, ktorá sa potom uvoľňuje do záťaže vo forme elektrickej energie, ale v prípade tlmivky už s iným napätím. Stabilizácia sa vykonáva riadením trvania impulzov a prestávok medzi nimi - modulácia šírky impulzov. Spínací regulátor v porovnaní s lineárnym má výrazne vyššiu účinnosť. Nevýhodou spínacieho regulátora je prítomnosť impulzného šumu vo výstupnom napätí.

Na rozdiel od lineárneho regulátora môže spínací regulátor prevádzať vstupné napätie ľubovoľným spôsobom (v závislosti od obvodu regulátora):

• Dole nižšie
• Zvyšovanie stabilizátor: výstupné stabilizované napätie vždy vyššie vstup a má rovnakú polaritu.
• Buck-Buck stabilizátor: výstupné napätie je stabilizované, môže byť ako vyššie a nižšie vstup a má rovnakú polaritu. Takýto stabilizátor sa používa v prípadoch, keď sa vstupné napätie mierne líši od požadovaného a môže sa meniť, pričom hodnota je vyššia aj nižšia ako požadovaná.
• Invertovanie stabilizátor: výstupné stabilizované napätie má opačnú polaritu vzhľadom na vstup, absolútna hodnota výstupného napätia môže byť ľubovoľná.

Stabilizátory striedavého napätia

Ferorezonančné stabilizátory

Počas sovietskej éry sa rozšírili ferorezonančné stabilizátory napätia pre domácnosť. Cez ne boli spravidla pripojené televízory. V televízoroch prvých generácií sa používali sieťové zdroje s lineárnymi stabilizátormi napätia (a v niektorých obvodoch boli úplne napájané neregulovaným napätím), ktoré nie vždy zvládali výkyvy napätia v sieti, najmä vo vidieckych oblastiach, ktoré si vyžadovali predbežnú stabilizáciu napätia. . S príchodom televízorov 4UPITST a USTsT, ktoré disponovali spínacími zdrojmi, potreba dodatočnej stabilizácie sieťového napätia zmizla.

Ferorezonančný stabilizátor sa skladá z dvoch tlmiviek: s nenasýteným jadrom (s magnetickou medzerou) a nasýteným jadrom, ako aj z kondenzátora. Zvláštnosťou charakteristiky I - V nasýteného induktora je, že napätie na ňom sa mení len málo, keď sa prúd cez neho mení. Výberom parametrov tlmiviek a kondenzátorov je možné zaistiť stabilizáciu napätia, keď sa vstupné napätie zmení v pomerne širokom rozsahu, ale malá odchýlka vo frekvencii napájacej siete výrazne ovplyvnila vlastnosti stabilizátora.

Moderné stabilizátory

V súčasnosti sú hlavnými typmi stabilizátorov tieto:

• elektrodynamické servo (mechanické)
• statický (elektronicky prepínateľný)
• relé
• kompenzácia (elektronická hladká)

Modely sa vyrábajú v jednofázových (220/230 V) aj trojfázových (380/400 V) verziách, ich výkon sa pohybuje od niekoľko stoviek wattov po niekoľko megawattov. Trojfázové modely sa vyrábajú v dvoch modifikáciách: s nezávislým nastavením pre každú fázu alebo s nastavením pre priemerné fázové napätie na vstupe stabilizátora.

Vyrobené modely sa líšia aj prípustným rozsahom vstupného napätia, ktoré môže byť napríklad nasledovné: ± 15%, ± 20%, ± 25%, ± 30%, -25% / + 15%, -35% / + 15% alebo -45% / + 15%. Čím širší je rozsah (najmä v negatívnom smere), tým väčšie sú rozmery stabilizátora a tým vyššie sú jeho náklady na rovnaký výstupný výkon.

Dôležitou charakteristikou regulátora napätia je jeho rýchlosť, to znamená, že čím vyššie sú otáčky, tým rýchlejšie bude regulátor reagovať na zmeny vstupného napätia. Rýchlosť je časový úsek (milisekundy), počas ktorého je regulátor schopný zmeniť napätie o jeden volt. Rôzne typy stabilizátorov majú rôznu rýchlosť odozvy, napríklad pre elektrodynamické je rýchlosť 12 ... 18 ms / V, statické stabilizátory poskytnú 2 ms / V, ale pre elektronický typ kompenzácie je tento parameter 0,75 ms. / V.

Ďalším dôležitým parametrom je presnosť stabilizácie výstupného napätia. Podľa GOST 13109-97 je maximálna prípustná odchýlka napájacieho napätia ± 10% nominálnej hodnoty. Presnosť moderných regulátorov napätia sa pohybuje od 1% do 8%. Presnosť 8% je dostatočná na zabezpečenie správneho fungovania prevažnej väčšiny domácich a priemyselných elektrických spotrebičov. Prísnejšie požiadavky (1%) sú zvyčajne kladené na napájanie komplexných zariadení (lekárske, špičkové a podobné). Dôležitým spotrebiteľským parametrom je schopnosť stabilizátora pracovať pri deklarovanom výkone v celom rozsahu vstupného napätia, ale nie všetky stabilizátory tomuto parametru zodpovedajú. Niektoré stabilizátory vydržia desaťnásobné preťaženie, pri kúpe takéhoto stabilizátora nie je potrebná rezerva chodu.

pozri tiež

• Mikroobvody radu 78xx - séria bežných lineárnych regulátorov

Literatúra

• Veresov G.P. Napájanie elektronických zariadení pre domácnosť. - M.: Rádio a komunikácia, 1983.- 128 s.
• V.V. Kitaev a ďalší Napájanie komunikačných zariadení. - M.: Communication, 1975.- 328 s. - 24 000 kópií
• V.G. Kostikov Parfenov E.M. Shakhnov V.A. Zdroje napájania elektronických zariadení. Obvod a dizajn: Učebnica pre univerzity. - 2. - M.: Hotline - Telecom, 2001. - 344 s. - 3000 kópií. -ISBN 5-93517-052-3
• Shtilman V.I. Mikroelektronické stabilizátory napätia. - Kyjev: Technika, 1976.

Odkazy

• Stabilizátory. Výrobcovia. Popis. (Ako udržať svoj domov a spotrebiče pred prepätím a ako si vybrať ten správny stabilizátor, ktorý vám s tým pomôže)
• Stabilizátor napätia pre domácnosť (Prečo potrebujete stabilizátor napätia pre domácnosť, ako si ho vybrať, typy stabilizátorov)
• GOST R 52907-2008 "Zdroje energie pre rádiové elektronické zariadenia. Pojmy a definície"

Stabilizátor napätia je zariadenie, na ktorého vstup je napätie dodávané s nestabilnými alebo nevhodnými parametrami pre spotrebiteľa elektrickej energie. Na výstupe stabilizátora má napätie už potrebné (stabilné) parametre, ktoré umožňujú dodávať elektrickú energiu spotrebiteľom náchylným na zmeny napätia. Ako funguje regulátor napätia a na čo slúži?

Stabilizácia jednosmerného napätia je potrebná, ak je vstupné napätie pre spotrebiteľa príliš nízke alebo vysoké. Keď prechádza nosným zariadením, stáva sa väčším alebo menším na požadovanú hodnotu. V prípade potreby môže byť stabilizačný obvod navrhnutý tak, aby výstupné napätie malo opačnú polaritu ako vstupné napätie.

Lineárne

Lineárny regulátor je delič, ktorý je napájaný nestabilným napätím. Ukazuje sa, že je už vyrovnaný, so stabilnými vlastnosťami. Princípom činnosti je neustále meniť odpor, aby sa na výstupe udržalo konštantné napätie.

Výhody:

• Jednoduchý dizajn s niekoľkými detailmi;
• Pri prevádzke nie sú pozorované žiadne interferencie.

Nevýhody:

• Pri veľkom rozdiele vstupného a výstupného napätia poskytuje lineárny menič prúdu slabú účinnosť, pretože väčšina generovaného výkonu sa premieňa na teplo a rozptýli sa v regulátore odporu. Preto je nevyhnutné nainštalovať ovládacie zariadenie na radiátor dostatočnej veľkosti.

Parametrické so zenerovou diódou, paralelné

Plynové výbojky a polovodičové zenerove diódy sú vhodné pre obvod zariadenia na stabilizáciu prúdu, v ktorom je ovládací prvok umiestnený rovnobežne so zaťaženou vetvou.

Zenerovou diódou musí prechádzať prúd, ktorý je 3 až 10 -násobkom prúdu v R L. Preto je mechanizmus vhodný na vyrovnanie napätia iba v slaboprúdových mechanizmoch. Obvykle sa používa ako súčasť prúdových meničov so zložitejšou výplňou.

Séria s bipolárnym tranzistorom

Princíp činnosti regulátora napätia je možné vidieť na schéme zariadenia.

Je vidieť, že kombinuje dva prvky:

1. Už známy paralelný parametrický stabilizátor na zenerovej dióde;
2. Bipolárny tranzistor, ktorý zvyšuje prúd konštantnou rýchlosťou. Hovorí sa mu tiež sledovateľ emitorov.

Výstupné napätie je určené vzorcom: Uout = Uz - Ube. Uz je napätie podporované zenerovou diódou. Je takmer nezávislý na prúde pretekajúcom zenerovou diódou. Ube - rozdiel medzi výstupným napätím a napätím stabilizovaným Zenerovou diódou. Je takmer nezávislý na prúde dodávanom do križovatky pn. Rozdiel však závisí od povahy látky (pre kremík Ube - 0,6 V, pre germánium - 0,25 V). Je to kvôli komparatívnej nezávislosti týchto hodnôt, že výstupné napätie je stabilné.

Pri prechode trojvrstvovým tranzistorom sa napätie na výstupe stabilizátora zvyšuje. Ak použitie jedného tranzistora nespĺňa potreby spotrebiteľa energie, použije sa návrh niekoľkých tranzistorov na zvýšenie prúdu na požadovanú hodnotu.

Sériová kompenzácia na operačnom zosilňovači

Kompenzačné prostriedky so spätnou väzbou. V tomto stabilizátore je výstupné napätie vždy porovnané s tým, čo sa považuje za štandard. Rozdiel medzi nimi je potrebný na vytvorenie a prenos signálu do mechanizmu, ktorý riadi napätie.

Časť výstupného napätia Uout je odstránená z odporu R2, ktorý je porovnaný s Uz (referenčné napätie) na zenerovej dióde, označenej na diagrame ako D1. Výsledný rozdiel prechádza operačným zosilňovačom (na diagrame U1) a je prenášaný do riadiaceho tranzistora.

Stabilná prevádzka je zaistená fázovým posunom slučky, ktorý sa blíži 180 ° + n * 360 °. Pretože časť výstupného napätia je dodávaná do zosilňovača, tento posúva fázu o uhol sklonu. Tranzistor zapojený v obvode zosilňovača prúdu nespôsobuje fázový posun. V tomto prípade zostane posun slučky rovný 180 °.

Pulz

Elektrický prúd s nestabilnými parametrami je dodávaný pomocou krátkych impulzov do úložného zariadenia stabilizátora (svoju úlohu hrá indukčná cievka alebo kondenzátor). Uložená elektrická energia následne prejde do záťaže s rôznymi parametrami. Existujú dve možnosti stabilizácie:

1. Ovládaním trvania impulzov a prestávok medzi nimi ( princíp modulácie šírky impulzov);
2. Porovnaním výstupného napätia s minimálnymi a maximálnymi prípustnými hodnotami. Ak je vyššia ako maximum, disk prestane ukladať energiu a vybíja sa. Potom sa napätie na výstupe stane menším ako minimum. V takom prípade disk začne pracovať ( princíp dvojpolohového riadenia).

V závislosti od obvodu môže ekvalizér impulzného prúdu prevádzať napätie na dosiahnutie rôznych výsledkov. Preto sa rozlišujú jeho odrody:

• Dole(napätie na výstupe je menšie ako na vstupe, ale s rovnakou polaritou);
• Zvyšovanie(napätie na výstupe je vyššie ako na vstupe, ale s rovnakou polaritou);
• Posilnenie(napätie na pine môže byť vyššie alebo nižšie ako na vstupe, ale polarita je rovnaká). Zariadenie sa používa, keď sú U na vstupe a výstupe veľmi odlišné, ale na vstupe sú možné nežiaduce odchýlky nahor alebo nadol;
• Invertovanie(napätie na výstupe je väčšie alebo menšie ako napätie na vstupe, polarita je opačná).

Výhody:

• Nízke energetické straty.

Nevýhody:

• Pulzný šum na výstupe.

Stabilizátory striedavého napätia

Stabilizátor striedavého napätia je navrhnutý tak, aby udržal na výstupe konštantný prúd bez ohľadu na to, aké parametre má na vstupe. Výstupné napätie by mal opísať ideálna sínusoida aj pri prudkých skokoch, pádoch alebo dokonca pri zlomení na vstupe. Existujú akumulačné a korekčné stabilizačné zariadenia.

Stabilizátory-akumulátory

Ide o zariadenia, ktoré najskôr skladujú elektrickú energiu zo zdroja prichádzajúceho prúdu. Potom sa energia generuje znova, ale s konštantnými charakteristikami je prúd smerovaný na výstup.

Systém motor-generátor

Princípom činnosti je premena elektrickej energie na kinetickú energiu pomocou elektrického motora. Potom ho generátor prevedie späť z kinetického na elektrický, ale prúd už má špecifické a konštantné charakteristiky.

Kľúčovým prvkom systému je zotrvačník, ktorý uchováva kinetickú energiu a stabilizuje výstupné napätie. Zotrvačník je pevne spojený s pohyblivými časťami motora a generátora. Je veľmi masívny a má veľkú zotrvačnú rýchlosť, ktorá závisí iba od fázovej frekvencie. Pretože je rýchlosť zotrvačníka relatívne konštantná, napätie zostáva konštantné aj pri výrazných poklesoch a rázoch na vstupe.

Systém motorgenerátora je vhodný pre trojfázové napätie. Dnes sa používa iba na strategických miestach. Predtým sa používa na napájanie vysokorýchlostných elektronických počítačov.

Ferorezonant

Zariadenie obsahuje:

• Indukčná cievka s nasýteným jadrom;
• Induktor s nenasýteným jadrom (vo vnútri je magnetická medzera);
• Kondenzátor.

Pretože cievka s nasýteným jadrom má konštantné napätie bez ohľadu na prúd, ktorý ním preteká, výberom charakteristík druhej cievky a kondenzátora je možné dosiahnuť stabilizáciu napätia v požadovaných medziach.

Princíp činnosti výsledného mechanizmu možno porovnať s hojdačkou, ktorú je ťažké náhle zastaviť alebo prinútiť kývať vyššou rýchlosťou. Dokonca nie je potrebné zakaždým tlačiť švih, pretože oscilačný pohyb je zotrvačný proces. Preto sú prípustné silné poklesy a prerušenia napätia. Frekvenciu oscilácie je tiež ťažké zmeniť, pretože systém má svoju vlastnú frekvenciu v ustálenom stave.

Ferorezonančné stabilizátory boli v sovietskych časoch obľúbené. Slúžili na dodávku elektriny do televízií.

Invertor

Obvod stabilizátora meniča obsahuje:

• Vstupné filtre;
• Usmerňovač so zariadením, ktoré mení účinník;
• Kondenzátory;
• Mikrokontrolér;
• Menič napätia (DC na AC).

Princíp činnosti je založený na dvoch procesoch:

1. Prichádzajúci striedavý prúd sa pri prechode cez korektor a usmerňovač najskôr premení na jednosmerný prúd. Energia je uložená v kondenzátoroch;
2. Jednosmerný prúd sa potom prevedie na striedavý výstup. Z kondenzátora prúd prechádza do meniča, ktorý transformuje prúd na striedavý prúd, ale s nezmenenými parametrami.

Príklad (princíp činnosti stabilizátora napätia 220 V): vstupné napätie je menšie alebo vyššie ako 220 V, jeho tvar nezodpovedá sínusoide. Po prechode usmerňovačom a korektorom sa prúd stáva konštantným, priebeh napätia je ideálna sínusoida. Po prechode meničom sa na výstup rúti striedavý sínusový prúd s frekvenciou 50 Hz a napätím 220V.

Vzhľadom na vysokú účinnosť mechanizmu (účinnosť sa blíži 100%) sa takýto stabilizátor používa na drahé lekárske a športové potreby.

UPS

Zdroje neprerušiteľného napájania sú svojou konštrukciou a princípom podobné zariadeniam prevádzajúcim meniče. Podobnosť končí skutočnosťou, že k akumulácii elektriny nedochádza v kondenzátore, ale v batérii, z ktorej prúd vychádza s parametrami potrebnými pre spotrebiteľa.

UPS sú potrebné na napájanie výpočtových zariadení, pretože nielen stabilizujú napätie, ale tiež vylučujú zlyhanie programov počas núdzového vypnutia. Príklad: ak dôjde k prerušeniu napätia, akumulovaná energia v batérii stačí na správne vypnutie počítača. Všetky údaje budú uložené a počítačová „náplň“ zostane nedotknutá.

Opravné

K nápravným stabilizátorom patria meniče napätia, ktoré ho menia kvôli dodatočnému potenciálu, ktorý nestačil na získanie hodnoty potrebnej pre spotrebiteľa.

Elektromagnetické

Ďalší názov je feromagnetický. Líši sa od ferorezonanta v neprítomnosti kondenzátora, nižšieho výkonu a väčších rozmerov.

Ak je lineárny reaktor (na diagrame L1) zapojený do série s odporom Rh a nelineárny reaktor L2 je zapojený paralelne s Rh, potom bez ohľadu na to, ako sa zmení vstupné napätie, bude výstup konštantný. Je to spôsobené prevádzkou druhého reaktora v režime nasýtenia, a preto sa napätie na ňom nemení s meniacim sa prúdom. Preto meniace sa napätie na vstupe neovplyvňuje hodnotu na výstupe. Redistribuuje sa iba medzi L1 a L2. Prírastok od vstupnej hodnoty ide úplne do L1.

Elektromechanické a elektrodynamické

Ide o dva typy stabilizátorov, ktoré sú svojou konštrukciou podobné a predstavujú posilňovací transformátor. V nich sa napätie prevádza pohybom uzla, ktorý zbiera prúd na vstupe pozdĺž vinutia transformátora. V dôsledku toho sa stabilizačný koeficient jemne zmení na hodnotu, ktorá je potrebná pre výstupné napätie.

V elektromechanickom nivelačnom zariadení je ovládanie realizované kefami, ktoré sa rýchlo opotrebujú, pretože sú pohyblivými prvkami. Je možné znížiť opotrebovanie elektrodynamického analógu, v ktorom sú kefy nahradené valčekom.

Toto sú jediné prúdové meniče, ktoré nielenže zaisťujú jeho plynulú transformáciu, ale tiež z nej tvoria sínusoidu. Na záver je hodnota relatívne konštantná, maximálna odchýlka od nominálnej hodnoty nepresahuje 3%. Táto dodávka energie je optimálna pre domáce a priemyselné spotrebiče.

Výhody:

• Široký rozsah vstupného napätia (130-260 V);
• Žiadne rušenie výstupu;
• Schopnosť preťaženia až 200% na pol sekundy;
• Tichá prevádzka (ak nie je preťaženie);
• Vynikajúca odolnosť proti hluku.

Nevýhody:

• Nemôže byť použitý v chladnom počasí (dizajn môže fungovať iba s krátkymi slabými mrazmi a do 40 stupňov Celzia);
• Nízka rýchlosť stabilizácie (problém je vyriešený pridaním počtu kefiek).

Medzi výhody elektrodynamického analógu patrí jeho schopnosť pracovať pri negatívnych teplotách (nie viac ako 15 stupňov pod nulou). Ďalšie plus: dizajn odolá preťaženiu o 200% až 120 sekúnd.

Relé

Princíp činnosti reléového stabilizátora napätia je podobný činnosti iných prevodníkov autotransformátora s krokom nastavenia zapínaním / vypínaním jednotlivých vinutí výkonového automatického transformátora pomocou elektromechanických relé. Preto je zdvíhanie a znižovanie výstupného napätia paralelným procesom zdvíhania a spúšťania na vstupe nosného zariadenia.

Zvláštnosťou reléového prevodníka je, že zobrazená hodnota sa vždy zmení v rámci jedného kroku. Napríklad rozsah prijateľných hodnôt je nastavený od 215 do 220 voltov. To znamená, že napätie sa v tomto rámci bude neustále meniť, zatiaľ čo na vstupe môže byť tento rozsah 200-230 voltov. Krokový výkyv závisí od počtu vinutí: čím viac ich je, tým menší je rozsah a tým rovnomernejšie bude napätie na výstupe.

Z toho môžeme usúdiť, že vysokokvalitný stabilizátor nemôže na obrazovke zobrazovať iba 220 voltov. Ak sa hodnota nezmení, môžeme konštatovať, že LED diódy sú umiestnené presne v tvare čísla „220“ a nemôžu zobrazovať žiadne iné číslo. To robia bezohľadní výrobcovia, aby znížili náklady na meniče striedavého prúdu.

Výhody:

• Vysokorýchlostná stabilizácia;
• Malá veľkosť;
• Veľký rozsah vstupného napätia (od 140 do 270 voltov);
• Nízka náchylnosť na zmeny vstupného napätia;
• Preťaženie 110% na 4 sekundy;
• Tichá práca;
• Schopnosť pracovať od -20 do +40 stupňov Celzia.

Nevýhody:

• Stupňovitá (nie plynulá) stabilizácia (svetlo bliká s veľkým rozsahom krokov);
• Stabilizačná rýchlosť závisí od presnosti výstupného napätia: čím je napätie presnejšie, tým sú otáčky nižšie.

Elektronické

Ak potrebujete previesť prúd s nestabilnými parametrami, dávajte pozor na elektronický stabilizátor. Elektronické zariadenie stabilizátora napätia 220 voltov je analógom reléového prevodníka. Rozdiel medzi nimi spočíva iba v metóde zmeny vinutí transformátora zahrnutých v zaťaženom obvode.

V tomto prevedení dochádza k prepínaniu nie kvôli prítomnosti relé, ale kvôli triakom alebo tyristorom. Pretože neexistujú žiadne mechanické časti, životnosť zariadenia sa dramaticky zvyšuje. V kombinácii s prijateľnými nákladmi je táto možnosť optimálna pre domáce spotrebiče. V opačnom prípade sú výhody a nevýhody rovnaké ako tie, ktoré sú uvedené pre reléový menič.

Hybrid

V roku 2012 sa v predaji objavil nový typ stabilizátora - hybrid. Jedná sa o elektromechanické zariadenie, ktorého konštrukcia navyše obsahuje dva reléové meniče.

Hlavný prvok je elektromechanický. Reléové prvky sú zahrnuté v práci iba vtedy, ak tieto už nemôžu na výstupe vydávať 220 voltov. K tomu dôjde, ak je prichádzajúce napätie buď príliš nízke, alebo príliš vysoké. Elektromechanický menič pracuje pri 144-256 V. A relé sa zapne, keď hodnota klesne pod 144V alebo stúpne nad 256V. Maximálny rozsah je 105-280 voltov.

Hybridné meniče sú vhodné pre nepretržité napájanie spotrebiteľov elektrickej energie v súkromnom dome, byte, kancelárii alebo dokonca v obchode.

Kvalita a životnosť elektrických spotrebičov závisí od parametrov dodávanej energie. Pri ostrých rázoch, zlomoch alebo poklesoch napätia zariadenie zlyhá. Tomu možno odolať iba neprerušeným napájaním s napätím dohodnutej hodnoty. To vám umožní získať stabilizátory napätia, bez ktorých je moderný život nemožný.

Najdôležitejšími parametrami stabilizátora sú stabilizačný koeficient K st, výstupný odpor R out a účinnosť η.

Stabilizačný faktor určené z výrazu K st = [inu vstup / u vstup] / [∆u výstup / u výstup]

kde si dnu, von- konštanty na vstupe a výstupe stabilizátora; V- zmena ty v; Vypadni- zmena si von zodpovedajúce zmene v ∆u v.

Preto stabilizačný faktor je pomer relatívnej zmeny na vstupe k zodpovedajúcej relatívnej zmene na výstupe stabilizátora.

Čím väčší je stabilizačný faktor, tým menej sa výstup zmení, keď sa zmení vstup. Pre najjednoduchšie stabilizátory je hodnota K st jednota a pre zložitejšie stovky a tisíce.

Výstupná impedancia stabilizátora definovaný výrazom R out = | Outu von / outi out |

kde ∆u out je zmena konštanty na výstupe stabilizátora; ∆i out - zmena konštantného výstupného prúdu stabilizátora, ktorá spôsobila zmenu výstupného napätia.

Výstupná impedancia stabilizátora je rovnaká ako výstupná impedancia usmerňovača s filtrom. Čím nižší je výstupný odpor, tým menej sa výstup zmení pri zmene zaťažovacieho prúdu. V najjednoduchších stabilizátoroch je hodnota R out jednotkami Ohm a v pokročilejších stovkách a tisícinách Ohmov. Treba poznamenať, že regulátor zvyčajne drasticky znižuje zvlnenie napätia.

Účinnosť stabilizátora η st je pomer energie dodanej k záťaži P n k energii spotrebovanej zo vstupného zdroja. R v: η st = R n / R v

Stabilizátory sa tradične delia na parametrické a kompenzačné.

Zaujímavé video o stabilizátoroch napätia:

Parametrické stabilizátory

Sú to najjednoduchšie zariadenia, v ktorých sa malé zmeny výstupu dosahujú používaním elektronických zariadení s dvoma výstupmi, ktoré sa vyznačujú výraznou nelinearitou charakteristiky prúdového napätia. Uvažujme diagram parametrického stabilizátora na základe zenerovej diódy (obr. 2.82).

Analyzujme tento obvod (obr. 2.82, a), pre ktorý ho najskôr transformujeme pomocou ekvivalentnej generátorovej vety (obr. 2.82, b). Analyzujme graficky činnosť obvodu na základe charakteristiky prúdového napätia záťažových čiar zenerovej diódy pre rôzne hodnoty ekvivalentného napätia zodpovedajúce rôznym hodnotám vstupu (obr. 2.82, c).
Z grafických konštrukcií je zrejmé, že pri výraznej zmene ekvivalentu u e (o ∆u e), a teda o vstupe u v, sa výstup zmení o nevýznamné množstvo ∆u out.

Navyše, čím menší je diferenciálny odpor zenerovej diódy (to znamená, že čím horizontálnejšie odchádzajú charakteristiky zenerovej diódy), tým menej je ∆u out.

Určíme hlavné parametre takého stabilizátora, za ktorý v pôvodnom obvode nahradíme Zenerovu diódu ekvivalentným obvodom a zavedieme do vstupného obvodu (obr. 2.82, d) zdroj napätia zodpovedajúci zmene vstupu ∆u v (bodkovaná čiara na diagrame): R out = r d || R 0 ≈ r d, od R 0 >> r d η st = (u out · I n) / (u in · I in) = (u out · I n) / [u in (I n + I in)].

K st = (∆u in / u in): (outu out / u out) Pretože zvyčajne R n >> r d V dôsledku toho K st ≈ u out / u in · [(r d + R 0) / r d]

Parametrické stabilizátory sa spravidla používajú na zaťaženie od niekoľkých jednotiek do desiatok miliampérov. Najčastejšie sa používajú ako referenčný zdroj v stabilizátoroch kompenzačného napätia.

Stabilizátory kompenzácie

Sú to automatické riadiace systémy s uzavretou slučkou. Charakteristickými prvkami kompenzačného stabilizátora sú referenčný (referenčný) zdroj (ION), porovnávací a zosilňovací prvok (MSE) a regulačný prvok (RE).

Je užitočné poznamenať, že OOS pokrýva dva stupne - operačný zosilňovač a tranzistor. Uvažovaná schéma je presvedčivým príkladom demonštrujúcim výhodu všeobecnej negatívnej spätnej väzby oproti miestnej.

Hlavná nevýhoda stabilizátorov s plynulou reguláciou je nízka účinnosť, pretože v regulačnom prvku prebieha značná spotreba energie, pretože ním prechádza celé zaťaženie a jeho pokles sa rovná rozdielu medzi vstupným a výstupným napätím stabilizátora.

Koncom 60. rokov začali vyrábať integrované obvody kompenzačných stabilizátorov s plynulou reguláciou (séria K142EN). Táto séria obsahuje stabilizátory s pevným výstupným napätím, nastaviteľným výstupným napätím a bipolárnym a vstupným a výstupným napätím. V prípadoch, keď je potrebné prejsť prúdom cez záťaž, ktorá presahuje maximálne prípustné hodnoty integrálnych stabilizátorov, je mikroobvod doplnený o vonkajšie regulačné tranzistory.

Niektoré parametre integrálnych stabilizátorov sú uvedené v tabuľke. 2.1, a možnosť pripojenia externých prvkov k stabilizátoru K142EN1 je znázornená na obr. 2,85.


Rezistor R je určený na ovládanie prúdovej ochrany a R 1 sa používa na reguláciu výstupného napätia. Mikroobvody K142UN5, EH6, EH8 sú funkčne kompletné stabilizátory s pevným výstupným napätím, ale nevyžadujú pripojenie externých prvkov.

Impulzné stabilizátory sú v súčasnosti rozšírené nie menej ako kontinuálne stabilizátory.

Vzhľadom na použitie kľúčového režimu prevádzky výkonových prvkov takýchto stabilizátorov, dokonca aj s výrazným rozdielom úrovní vstupného a výstupného napätia môžete dosiahnuť účinnosť rovnajúcu sa 70 - 80%, zatiaľ čo pre kontinuálne stabilizátory je to 30 - 50%.

V výkonovom prvku, ktorý pracuje v kľúčovom režime, je priemerný stratený výkon v ňom počas spínacieho obdobia oveľa menší ako v kontinuálnom stabilizátore, pretože aj keď je v uzavretom stave prúd pretekajúci výkonovým prvkom maximálny, pokles naprieč je blízko nuly a v otvorenom stave je prúd, ktorý ním preteká, rovný nule, aj keď je maximálny. V oboch prípadoch je teda stratový výkon zanedbateľný a blíži sa nule.

Malé straty v silových prvkoch vedú k zníženiu alebo dokonca k odstráneniu chladiacich radiátorov, čo výrazne znižuje hmotnosť a rozmery. Okrem toho použitie spínacieho stabilizátora umožňuje v niektorých prípadoch vylúčiť z obvodu výkonový transformátor pracujúci na frekvencii 50 Hz, čo tiež zlepšuje výkon stabilizátorov.

Medzi nevýhody prepínania napájacích zdrojov patrí prítomnosť zvlnenia výstupného napätia.

Zvážte prepínací sériový regulátor

Kľúč S je periodicky zapínaný a vypínaný riadiacim obvodom (CS) v závislosti od hodnoty záťaže. výstup sa upraví zmenou pomeru t on / t off, kde t on, t off sú trvanie časových intervalov, v ktorých je spínač v zapnutom a vypnutom stave. Čím vyšší je tento pomer, tým vyšší je výkon.

Ako kľúč S sa často používa bipolárny tranzistor alebo tranzistor s efektom poľa.

Dióda zaisťuje tok prúdu induktora, keď je spínač vypnutý, a preto vylučuje výskyt nebezpečných rázov na spínači v okamihu prepnutia. LC filter znižuje zvlnenie výstupu.

Ďalšie zaujímavé video o stabilizátoroch:

Mnoho ľudí zažilo náhle prepätie, v dôsledku ktorého zlyhajú všetky domáce spotrebiče v dome. Je možné im nejako zabrániť a chrániť drahé zariadenia pred poruchami? V tomto článku budeme analyzovať, čo sú a ako fungujú.

Moderné elektrické siete bohužiaľ neposkytujú do zásuvky konštantné napätie. V závislosti od miesta bydliska, počtu predplatiteľov a výkonu zariadení na jednej linke sa napätie môže výrazne líšiť od 180 do 240 voltov.

Moderný stabilizátor vyzerá takto

Väčšina dnešnej elektroniky je však k takýmto experimentom extrémne negatívna, pretože limit pre ňu vyskočí až na + -10 voltov. Napríklad televízor alebo počítač sa môžu jednoducho vypnúť, ak napätie klesne na 210, čo sa stáva často, obzvlášť večer.

Nie je potrebné počítať s tým, že v najbližších rokoch dôjde k modernizácii energetických sietí. Preto sa občania musia nezávisle starať o „vyrovnávanie“ napätia a ochranu energetických sietí. Všetko, čo musíte urobiť, je kúpiť stabilizátor.

Čo to je

Stabilizátor je zariadenie, ktoré vyrovnáva napätie v sieti dodaním potrebných 220 voltov do zariadenia. Väčšina moderných nízkonákladových stabilizátorov pracuje v rozsahu + -10% požadovaného indikátora, to znamená „vyrovnávacích“ nárazov v rozmedzí od 200 do 240 voltov. Ak zažívate vážnejší pokles, potom musíte vybrať drahšie zariadenie - niektoré modely sú schopné „vytiahnuť“ linku zo 180 voltov.

Moderné stabilizátory napätia sú to malé zariadenia, ktoré fungujú úplne ticho a nehučia ako ich „predkovia“ zo ZSSR. Môžu pracovať na 220 a 380 voltoch (treba vybrať pri nákupe).

Okrem poklesu napätia „kvalitné“ stabilizátory „čistia“ vedenie aj od odpadkových impulzov, rušenia a preťaženia. Odporúčame vám určite používať tieto zariadenia v každodennom živote, inštalovať ich pri vchode do bytu alebo prinajmenšom na každom dôležitom domácom spotrebiči (kotol, pracovný počítač atď.). Stále je však lepšie neriskovať drahé zariadenie, ale kúpiť si normálne vyrovnávacie zariadenie.

Teraz, keď to viešZamyslite sa nad tým, koľko peňazí vám môže ušetriť. V byte zároveň pracuje veľké množstvo zariadení - práčka, počítač, televízor, umývačka riadu, nabíja sa telefón atď. Ak dôjde k skoku, všetko toto môže zlyhať a poškodiť sa uskutoční v desiatkach alebo dokonca stovkách tisíc rubľov. Je takmer nemožné dokázať na súde, že dôvodom poruchy zariadenia bol výpadok prúdu, preto budete musieť za opravy zaplatiť a kúpiť si nový zo svojich peňazí.

Princíp činnosti stabilizátora

Druhy stabilizátorov

V súčasnosti existujú tri typy stabilizátorov, ktoré sa navzájom líšia podľa princípu zarovnania:

1. Digitálne.
2. Relé.
3. Servopohony.

Najpraktickejšie, najpohodlnejšie a najspoľahlivejšie sú digitálne alebo elektronické zariadenia. Fungujú vďaka prítomnosti tyristorových spínačov. Hlavnou výhodou týchto systémov je minimálna doba odozvy, absolútna bezhlučnosť a malé rozmery. Nevýhodou je cena, spravidla sú o 30-50% drahšie ako ostatné zariadenia.

Reléové systémy patria do stredného cenového segmentu. Fungujú tak, že spínajú výkonové relé, zapínajú a vypínajú zodpovedajúce vinutia na transformátore. Reléové stabilizátory napätia pre domácnosť sú považované za optimálne. Hlavnými výhodami zariadenia sú dostupné ceny a rýchla odozva. Mínus - krátka životnosť. Bežné relé môže vydržať asi 40-50 000 prepnutí, po ktorých sa kontakty opotrebujú a začnú sa lepiť. Ak máte pomerne stabilnú sieť, reléový systém bude pre vás fungovať niekoľko rokov. Ak sa však zlyhania vyskytnú niekoľkokrát denne, potom môže zlyhať jeden a pol až dva roky.

Zariadenia servopohonu majú nízke náklady a fungujú tak, že zmenia počet závitov transformátora. K ich prepnutiu dochádza v dôsledku pohybu serva, ktoré prepína kontakt, ako na reostatu. Hlavnou výhodou týchto systémov je ich dostupná cena. Temnejšou stránkou je nízka spoľahlivosť a dlhá doba odozvy.

Ako si vybrať ten pravý

Teraz už vieš,pre domov. Zvážme, ako vybrať správne zariadenia.

Najprv musíte určiť, koľko zariadení bude fungovať súčasne. Ak ste napríklad v kuchyni, zapnite rýchlovarnú kanvicu, mikrovlnnú rúru a umývačku riadu. V hale je TV a počítač, v kúpeľni je práčka. V byte súčasne funguje chladnička a samostatný vykurovací kotol bez vypnutia - tieto zariadenia spotrebúvajú aj 200 - 300 wattov.

Podľa pasu môžete zistiť výkon zariadení. Nezabudnite však, že výrobcovia uvádzajú aktívny výkon, nie skutočný výkon.

Spôsob montáže stabilizátora po merači

Pozor:pre správny výpočet je potrebné poznať celkovú kapacitu zariadenia, a nie jeho prevádzkový režim. Chladnička počas prevádzky spotrebuje 100 wattov za hodinu, ale na naštartovanie motora potrebuje 300-500 wattov reaktívnej energie. Preto vždy berte zariadenie s rezervou.

Napríklad spotreba vášho bytu je 2 000 wattov. Toto je veľmi skutočný údaj pre klasický „kus kopecka“ s modernou technológiou, ktorý nie je vybavený výkonnými spotrebičmi, akými sú kotol, elektrická rúra a varná doska. Ak chcete zohľadniť plný výkon, pridajte 20%. Mali by ste tiež pochopiť, že ak sa sieť prehne o 20 voltov, transformátor stratí 20% svojho výkonu. V dôsledku toho celkové zásoby dosiahnu 30-40%a budete si musieť kúpiť stabilizátor s kapacitou 2 000 * 0,4 + 2 000 = 2 800 wattov.

To sú všetky informácie, o ktorých potrebujete vedieť regulátor napätia: čo to je a teraz vieš, ako to funguje. Zostáva zistiť, ako ho správne pripojiť. Odporúča sa nainštalovať ho bezprostredne za merač pred elektrický panel, aj keď ho možno zavesiť aj samostatne na požadované vedenia. Zariadenie musí byť uzemnené, aby v prípade problémov vybíjalo prúd a chránilo vaše zariadenie. Na pripojenie je lepšie pozvať skúseného elektrikára.