Стабилизатор напряжения выбрать: Как выбрать стабилизатор напряжения? Основные рекомендации по выбору.

Содержание

Как правильно подобрать стабилизатор напряжения

Автор: Voltmarket

Время прочтения: 5 мин

В какой части Украины Вы бы ни жили, везде имеет место одна и та же проблема — нестабильная работа централизованной сети. Это приводит к постоянным колебаниям напряжения. К сожалению, многие не в курсе опасности, которую представляет нестабильное электропитание и принимают этот факт как должное. На самом деле, немалая часть поломок электроприборов, например компрессора холодильника, связана именно с некачественной электроэнергией, на работу с которой техника попросту не рассчитана. Вся сертифицированная в Украине бытовая техника гарантированно работает под напряжением 220В с отклонением до 10%.  Производитель не может отвечать за исправность электроприбора, на который подается, например, 190 или 250 вольт. Следовательно, Вы должны позаботиться о защите бытовой техники от некачественной электроэнергии. Именно на этом и специализируется магазин стабильного электропитания «Вольтмаркет».

Самым популярным средством борьбы с некачественной электроэнергией являются стабилизаторы напряжения. Стабилизатор напряжения — это устройство, которое принимает на входе опасную нестабильную электроэнергию, а на выходе выдает качественный безопасный сигнал, пригодный для работы бытовой техники и электроники. Рынок Украины полон самых разнообразных отечественных и импортных моделей. От выбора может закружиться голова, однако, мы выделим основные критерии, определившись с которыми масштабы поиска сузятся с сотен стабилизаторов напряжения до единиц.

Как выбрать стабилизатор напряжения - основные критерии выбора

1.Количество фаз

Первое, на что стоит обратить внимание при выборе стабилизатора напряжения — это тип нагрузки. Вся домашняя бытовая техника — телевизор, компьютер, холодильник — работают от однофазной сети 220В.

Соответственно, если Вы выбираете стабилизатор напряжения для дома, то сужайте поиск до однофазных моделей. Специально для промышленного оборудования в каталоге интернет-магазина «Вольтмаркет» Вы сможете найти трехфазные стабилизаторы.

2. Мощность

Мощность стабилизатора напряжения — это крайне важный критерий. Если выбрать слишком слабую модель, то устройство будет регулярно «уходить в защиту» при превышении максимально допустимого тока. А купив излишне мощный стабилизатор напряжения, Вы банально переплатите за ненужные характеристики. Обычно, для квартир и небольших частных домов выбирают модели из среднего сегмента, такие как ЭЛЕКС АМПЕР 12-1/40 v2.0 или Укртехнология OPTIMUM 9000. Интернет-магазин «Вольтмаркет» осуществляет все стадии обслуживания своих клиентов: от консультации по выбору оборудования до подключения и настройки. Поэтому, если Вы не знаете, на какую мощность рассчитывать при выборе стабилизатора, обратитесь к нашим специалистам.

3. Тип стабилизации

Все особенности работы стабилизатора напряжения зависят от применяемого типа стабилизации.

Самые популярные из них — это релейный, электронный и сервоприводный. Каждый обладает достоинствами и недостатками, взвесив которые Вы сможете легко и правильно выбрать стабилизатор.

  • Электронные стабилизаторы напряжения являются самыми распространенными в нашей стране. Их принцип работы основан на ступенчатом тороидальном трансформаторе с множеством обмоток (ступеней), которые коммутируются полупроводниковыми тиристорами. В зависимости от выбранной ступени меняется коэффициент трансформации и, соответственно, выходное напряжения. К достоинствам данного типа стабилизаторов напряжения можно отнести отсутствие подвижных деталей, что делает их крайне надежными, практически бесшумную работу и высокую скорость реакции. Электронный стабилизатор реагирует на сетевые колебания в течение 20 миллисекунд, выдавая на выходе чистый сигнал. К минусам можно отнести ступенчатый принцип регулировки. Выходное напряжение меняется не плавно,а скачкообразно с разницей в одну ступень, которая, в зависимости от точности конкретной модели, в среднем составляет 5-10В.
    Этот недостаток никак не воспринимается холодильником и прочей бытовой техникой, отчего электронные стабилизаторы напряжения — крайне популярный выбор для дома и квартиры.
  • Релейные стабилизаторы работают по тому же принципу, что и электронные, поэтому по большей части имеют те же достоинства и недостатки. Разница лишь в том, что коммутацию ступеней трансформатора производят не тиристоры, а электромагнитные реле, которые имеют меньше (но,тем не менее, тоже крайне большой) ресурс работы и издают характерный щелчок при каждом переключении. Их достоинством является самая низкая цена среди всех остальных типов, однако они постепенно уступают место электронным моделям.
  • Сервоприводные, они же электромеханические стабилизаторы напряжения являются достойным конкурентом электронным моделям. Подробная информация поможет выбрать нужный. Особенностью сервопривода является то, что вместо ступени он коммутирует при помощи скользящего контакта каждый виток трансформатора. Как результат — максимально плавная регулировка напряжения и высокая точность выходного сигнала.
    Выбранные стабилизаторы отлично подходят для сетей, которым характерно стабильно завышенное или заниженное напряжение без резких перепадов, так как сервопривод не может мгновенно подстроиться под резкое изменение входного сигнала, как это делают электронные и релейные аналоги. Это происходит ввиду того, что при сильных колебаниях сетевого напряжения сервоприводу может потребоваться целая секунда, и даже больше, чтобы установить токопроводящий контакт в требуемое положение. Другим недостатком данных стабилизаторов является звук, издаваемый сервоприводом в момент вращения, поэтому их желательно подключать в отдельном помещении, например в котельной.

  • Также существуют электронные бесступенчатые стабилизаторы, которые благодаря различным дополнительным схемам способны осуществлять стабилизацию электронного типа с высокой скоростью срабатывания, но без характерных для ступеней “шагов” регулирования. Основным недостатком данного типа стабилизаторов является высокая цена, отчего их затмили более дешевые аналоги, упомянутые выше.

4. Характеристики

С мощностью мы уже довольно легко определились, однако количество характеристик у отдельно взятого стабилизатора напряжения очень велико. Не стоит этого пугаться, ведь при выборе особо важными являются буквально несколько из них.

  • Точность стабилизации

Как выбрать нужный аппарат опираясь на данный параметр? Ответ - легко! Именно он определяет, насколько выходное напряжение может отклоняться от требуемых 220В (или 380В в случае с трехфазными моделями). Стабильно высокой точностью обладают сервоприводные модели, у которых данный показатель обычно составляет 1-3%. Это просто отличный выбор для самых чувствительных электроприборов, однако домашняя бытовая техника, такая как холодильник или газовый котел, допускают отклонения до 10%, что и объясняет огромную популярность электронных стабилизаторов. Модели электронного типа в зависимости от количества ступеней стабилизации чаще всего обладают точностью 2,5-7%, чего вполне достаточно.

Некоторые флагманские электронные стабилизаторы напряжения, например ЭЛЕКС ГЕРЦ 36-1/40 v3.0 благодаря наличию 36 ступеней достигают точности 1%, догнав, и уверенно обогнав сервоприводные аналоги.

  • Рабочий диапазон стабилизации

Стабилизаторы напряжения не могут обеспечивать выход 220В при абсолютно любом номинале на входе. У каждой модели есть свой допустимый рабочий диапазон, на который следует обращать внимание. В наличии нашего интернет-магазина также есть особые стабилизаторы со сдвинутым в ту или иную сторону рабочим диапазоном, рассчитанные на сети, для которых характерны либо сильнейшие просадки, либо регулярные скачки напряжения. При выходе за рабочий диапазон, стабилизатор чаще всего отключает нагрузку и сообщает об аварии, поэтому данная характеристика является крайне важной при выборе конкретной модели.

  • Прочие особенности и функции стабилизаторов

Каждый стабилизатор напряжения индивидуален. Поэтому, определившись с критично важными характеристиками, Вы вышли на финишную прямую и дальнейший выбор зависит от Ваших индивидуальных предпочтений в дизайне корпуса, типе монтажа, органах управления, функционале меню и так далее.

О том как выбрать стабилизатор напряжения для газового котла читайте рекомендации в нашей статье.

При покупке стабилизатора напряжения в интернет-магазине «Вольтмаркет», Вам не стоит волноваться за подключение и настройку устройства, с этим Вам с радостью помогут наши квалифицированные специалисты. Если Вы хотите разобраться как выбрать стабилизатор напряжения, лучше всего посетите одну из наших торговых точек в Киеве или Днепре, чтобы лично ознакомиться с функционалом интересующих моделей и получить ответы на все интересующие Вас вопросы.

Как выбрать стабилизатор напряжения?

Как выбрать стабилизатор напряжения?

Прежде чем выбрать стабилизатор напряжения переменного тока, нужно понять, что это за электротехнический аппарат, для чего он нужен. Принцип действия устройства основан на работе автотрансформатора. В зависимости от того, повышенное или пониженное напряжение в линии электропередач, автотрансформатор при помощи платы управления понижает или повышает выходное напряжение до 220 В в однофазном аппарате и до 380 В в трёхфазном, с точностью от 0,5 % до 7 %.

Повышение или понижение параметров напряжения происходит благодаря включению определенной обмотки у трансформатора с помощью коммутационных ключей у электронных стабилизаторов или установки обмотки трансформатора токосъёмного контактора у электромеханического стабилизатора.

Аппарат приводит к стандартному значению напряжение (220 В или 380 В) только от стационарной линии электропередач, с определённой погрешностью. В сетевом проводе частота тока равна 50 Гц, а форма напряжения представлена в виде волны (чистая синусоида). Стабилизатор переменного тока защищает технику от короткого замыкания, а некоторые модели — и от последствий грозы. Стабилизатор напряжения нельзя устанавливать в цепи после бытового электрогенератора.

На выходе у бензинового или дизельного генератора форма напряжения только приближена к синусоиде, но она имеет пилообразные всплески, частота может отличаться от 50 Гц (от 48 до 52 Гц), напряжение — варьировать в определённом диапазоне.

Ток от генератора можно подавать практически на все электроприборы напрямую, за исключением котлов отопления, циркуляционных насосов системы отопления, дорогой аудио- и видеотехники и другой аппаратуры, у которой высокие требования к качеству напряжения. Перед такими приборами можно поставить ИБП оn-line типа, который за счёт двойного преобразования формирует на выходе чистую синусоиду. Если установить стабилизатор напряжения после генератора, то он рано или поздно сломается и перестанет исправлять напряжение, поступающее от электрогенератора. Ток от генератора нужно заводить в дом в обход или после стабилизатора, либо через байпас.

Исключение — инверторные генераторы, с их помощью получают переменный ток, который сравним по качеству с током от стационарной сети. После него не нужны стабилизация или исправление формы напряжения.

Существует только одна модель стабилизатора, который может менять форму напряжения от генератора и стабилизировать напряжение после электрогенератора, — аппарат серии СДП-1/1-3-220.

Он сделан на основе ИБП оn-line типа и идеально стабилизирует ток как от генератора, так и от стационарной сети, кроме стабилизации напряжения, он не пропускает высокочастотные импульсы.

К стабилизатору нельзя подключать сварочный аппарат. Если в вашей электрической сети напряжение отличается от 220 В, но нужно работать со сварочным аппаратом, то можно применить ЛАТР — электромеханический автотрансформатор. Следует вручную установить необходимое значение напряжения, но при этом следить, чтобы в сети оно не менялось, иначе будет изменяться и на выходе после ЛАТР, что может привести к поломке техники, подключённой к автотрансформатору.

Первым шагом при выборе стабилизатора является определение количества фаз. Если к дому подходит 2 провода (фаза, нейтраль) — это признак однофазной сети, если 4 провода (три фазы, одна нейтраль) — трёхфазной сети. Соответственно, на однофазную сеть нужно устанавливать однофазный прибор, на трёхфазную — трёхфазный стабилизатор переменного тока.

Если вы хотите защитить все электрические приборы в доме, то стабилизаторы устанавливают сразу после счётчика электроэнергии и автоматов защиты по току. Если нет потребности в стабилизации напряжения во всём помещении, то можно приобрести аппараты небольшой мощности перед телевизором, котлом отопления, насосом, холодильником или микроволновой печи. Очень часто в частные дома заведена трёхфазная сеть с напряжением 380 В, а по дому разведены три фазы по 220 В, тогда рационально установить 3 однофазных стабилизатора. Если нужно защитить трёхфазный электроприбор (котёл, двигатель, станок), то лучше использовать 1 трёхфазный прибор или 3 однофазных стабилизатора на коммутационной стойке с БКС (блоком контроля сети). Качественные трёхфазные стабилизаторы в одном корпусе изготавливают итальянская фирма Ortea под ТМ Orion и Orion Plus, российская компания «Штиль» выпускает приборы, рассчитанные на небольшую мощность (3600, 6000 и 9000 ВА, серия R-3). Трёхфазный стабилизатор в одном блоке содержит три однофазных, по сути, это 3 однофазных аппарата. Российские производители Progress, Lider, «Штиль» выпускают трёхфазную технику по следующей схеме: три однофазных стабилизатора, объединённых общим блоком или стойкой.

После того, как определено количество фаз, нужно выбрать необходимую мощность. Оптимальный вариант: покупатель знает, какая мощность должна быть у прибора, например, известна общая разрешённая мощность подключения дома к магистральной линии электропередач.

Второй вариант определения мощности: исходя из силы тока входных автоматов. Силу тока в амперах нужно умножить на 220 В, и получим мощность в Вт. В трёхфазной сети мощность следует умножить на 3, получится суммарная трёхфазная мощность.

Третий способ: вычислить суммарную мощность всей бытовой техники в помещении. При подсчёте учитывается фактор пусковых токов. Пусковые токи дает техника, в составе которой есть электрический двигатель, насос или компрессор. Двигатель при запуске потребляет мощность в 2-6 раз больше номинальной, следовательно, мощность этих электроприборов нужно считать с учетом пусковых токов. Пусковые токи длятся не более секунды, но они существенно влияют на нагрузку, и пренебрегать ими при выборе стабилизатора ни в коем случае нельзя.

Краткий перечень электроприборов, у которых есть пусковые токи:

  • холодильник (примерно 1 кВт при запуске, номинальная мощность — 200–300 Вт) — рекомендуются стабилизаторы Штиль R1200, Progress 1500T;
  • микроволновая печь (1,6 — 2 кВт) — можно установить Progress 2000T, Штиль R2000;
  • стиральная, посудомоечная машины (2,5 кВт) — стабилизатор мощностью 3000 ВА;
  • глубинные насосы, насосные станции (2,5 — 3 кВт) — подойдет стабилизатор мощностью 5000 ВА;
  • телевизор, кинескопный тип (300 Вт) — Штиль R600;
  • телевизор ЖК (250 — 300 Вт) — Штиль R400 или R600;
  • аудио- и видеотехника — высокоточные стабилизаторы «Штиль» серии SPT, Progress серии L, SL;
  • котлы отопления (150-200 Вт) — быстродействующие стабилизаторы на симисторах Штиль R400ST, R600ST и R1200SPT.

Следующий шаг при выборе стабилизатора — уточнение проблемы с напряжением в магистральной сети.

Если отклонение параметров от нормы небольшое (входящее напряжение находится в границах 155 — 260 В), то устанавливают базовые стабилизаторы «Штиль» R серии, Progress T серии, Lider W-30, Volter — Ш серии. Когда напряжение слишком низкое или высокое, то следует рассмотреть аппараты специализированных серий: Progress TR (Псков), Lider W-50, Volter ШН или Ш.

Если наблюдается мерцание света, или в помещении много дорогой и требовательной к качеству напряжения техники, то нужно рассматривать стабилизаторы напряжения с высокой точностью работы и небольшой погрешностью: Progress серий L или SL, Lider серий SQ или SQ-I, Volter серий ПТ или ПТТ.

Если в доме установлено большое количество техники с пусковыми токами: глубинные насосы, холодильники, мойка Kohler и т.д., то рекомендуем рассмотреть стабилизаторы, выдерживающие большие перегрузки по пусковым токам. К таким аппаратам относят устройства Progress серий L, SL и SL-20, в которых установлено 2 трансформатора, благодаря чему они могут выдерживать перегрузку в размере 400 %.

Все серии украинских стабилизаторов Volter имеют возможность выдерживать перегрузку до 300 %. Стабилизаторы, изготовленные на заводе Varcon (Москва), могут кратковременно работать с перегрузкой, превышающей номинальную мощность в 7 раз.

После того, как были описаны алгоритмы подбора мощности стабилизатора напряжения, приведены примеры подбора моделей аппаратов, нужно определиться, где он будет установлен: в отапливаемом, неотапливаемом помещении или на улице. При температуре ниже нуля могут работать украинские стабилизаторы Volter (до −40 ˚С), итальянские однофазные стабилизаторы Vega (до −25 ˚С), трёхфазные итальянские аппараты Orion и Orion Plus (до −25 ˚С).

Если требуется установить аппарат на улице, то лучше приобрести металлический шкаф с вентиляционными отверстиями. Однако внутрь не должны попасть пыль и вода. Лучше всего установить в шкафу стабилизаторы Volter, они лучше других работают в сложных климатических условиях. Остальные производители качественной техники изготавливают стабилизаторы для работы при температуре выше нуля, но их можно устанавливать в неотапливаемом помещении.

Если вы уезжаете зимой с дачи, то стабилизатор лучше отключить и утеплить непыльным теплоизоляционным материалом, чтобы вентиляторы не забились пылью. Когда вы будете приезжать на дачу в зимний период, то сначала нужно просушить и прогреть помещение, а затем включить аппарат. Если вы включаете обогревательные приборы, то лучше включать электропитание через байпас, а после прогрева переключить байпас на работу через стабилизатор напряжения.

Есть второй способ эксплуатации стабилизаторов при температуре ниже нуля, не приспособленных для этого: аппарат должен всегда находиться под нагрузкой и в помещении с минимальной циркуляцией воздуха. Элементная база и трансформатор будут прогревать воздух внутри стабилизатора напряжения, также рядом со стабилизатором можно разместить небольшой нагревательный элемент или мощную лампу накаливания.

Какой тип стабилизатора напряжения выбрать? Есть два типа аппаратов: электромеханические и электронные, у каждого типа есть свои плюсы и минусы.

Принцип работы электромеханических аппаратов заключается в перемещении токосъёмного контактора по обмотке автотрансформатора. Достоинства данного типа агрегатов:

  • высокая точность работы (+/- 0,5 %),
  • плавность стабилизации,
  • надёжность,
  • работа при температуре ниже 0 ˚С,
  • выдерживают перегрузку до 200 % от номинальной мощности.

Их недостатки:

  • меньшая скорость срабатывания по сравнению с электронными стабилизаторами,
  • износ токосъёмных контакторов (периодически их нужно будет менять, но замену можно произвести быстро и недорого).

Также «слабым звеном» электромеханического стабилизатора является сервопривод (электромотор). Его замена не затруднительна, и ломается он крайне редко. Надёжные электромеханические стабилизаторы выпускает итальянская компания Ortea под торговыми марками Vega, Orion и Orion Plus.

Электронные стабилизаторы напряжения переменного тока

Обмотки автотрансформатора включаются и выключаются с помощью полупроводниковых элементов симисторов или тиристоров, у более дешёвых моделей — с помощью электронных реле. Их достоинства: высокая скорость срабатывания за счет работы полупроводниковых ключей, долговечность ключей, в конструкции нет механических узлов, испытывающих износ. Недостатки: ступенчатая стабилизация, чувствительность к условиям работы полупроводниковых элементов.

По принципу установки можно выделить три типа стабилизаторов: напольные; напольные с возможностью крепления на стену; напольные с возможностью установки на коммутационную стойку или на стену.

К стабилизаторам можно приобрести дополнительные аксессуары: байпас, коммутационную стойку и БКС. Байпас — это устройство, с помощью которого можно переключать переменный ток: он идёт через стабилизатор напряжения или в обход, ток переключается с помощью ручного тумблера на байпасе. Данное устройство нужно применять, когда требуется пустить ток в обход стабилизатора при электроснабжении от генератора.

Второй пример: работа со сварочным аппаратом. В этом случае байпас даёт возможность проводить какие-либо работы с стабилизатором, профилактический ТО, ремонт или замену проводки без коммутации. Коммутационные стойки применяют для трёхфазной сети, они обеспечивают удобство монтажа 3 стабилизаторов (каждый на свою фазу, у стойки общая клеммная колодка). Есть 4 вида стоек:

  • пустая — для монтажа и коммутации;
  • с байпасом;
  • с байпасом и БКС;
  • с БКС без байпаса. БКС — блок контроля сети, который отключает все стабилизаторы, если прекращается электроснабжение на одной фазе, или если параметры напряжения выходят за границы стабилизации. БКС нужен, когда к трёхфазному стабилизатору подключают трёхфазную нагрузку в 380 В: станок, насос, печку. Для этого вида аппаратуры требуется постоянное питания по всем трём фазам, прерывание снабжения хотя бы на одной из фаз исключено. Для частных домов, к которым подводятся три фазы, но внутри дома разводка выполнена по однофазной схеме, установка БКС не требуется. Залогом долгой работы стабилизатора напряжения являются следующие условия:
  • соответствие температурного режима окружающей среды,
  • работа без перегрузок по мощности,
  • правильно подобранный тип стабилизатора (соответствует условиям параметров напряжения в стационарной электросети).

Главный показатель качества и надёжности — оптимальная цена стабилизатора напряжения. Если показатели работы аппарата указаны высокие, но при этом он отличается низкой стоимостью, то значит произведен в Китае, даже если в графе «Производитель» указана другая страна. Китайские стабилизаторы заказывают российские компании, и их поставляют исключительно в СНГ, требований по качеству нет, кроме одного: минимально возможная цена. Качественную технику для стабилизации напряжения выпускают в России, Италии и Украине, дешёвую — в Китае. В других странах нет заводов по производству стабилизаторов, есть лишь торговые марки, которые там зарегистрированы. Качественный стабилизатор напряжения переменного тока — это основной элемент безопасности вашего дома, электрической техники, залог спокойной и комфортной жизни. Не экономьте на безопасности!


Стабилизатор напряжения 220в для дачи - какой выбрать | Стабилизаторы напряжения для дома – отзывы, какой лучше

Стабилизатором напряжения называется электронное устройство, преобразующее электроэнергию и поддерживающее в электросети определенный уровень напряжения. Его устанавливают при больших перепадах входного напряжения для защиты домашнего электрооборудования: повышенное напряжение стабилизатор понижает до 220-230 V, пониженное - повышает до оптимальных значений и отключает питание, если напряжение в сети меньше 160 V или больше 255 V.

Стабилизатором напряжения называется электронное устройство, преобразующее электроэнергию и поддерживающее в электросети определенный уровень напряжения. Его устанавливают при больших перепадах входного напряжения для защиты домашнего электрооборудования: повышенное напряжение стабилизатор понижает до 220-230 V, пониженное - повышает до оптимальных значений и отключает питание, если напряжение в сети меньше 160 V или больше 255 V.

О правилах выбора стабилизатора напряжения для дома - в нашей статье.

Как подобрать стабилизатор напряжения для частного дома?

Поиски устройства стоит начать с изучения видов бытовых стабилизаторов.

Электронные

Такие приборы состоят из силового и управляющего блока. В силовом блоке располагаются два соединенных параллельно тиристора, если устройство однофазное, или шесть тиристоров, если стабилизатор трехфазный.

Режимов управления два: фазно-импульсный (проводимость меняется ~100 р. /с) и с пропуском периодов, когда включение тиристоров происходит в определенное время.

Пример такого устройства - хороший бытовой электронный стабилизатор "Ресанта" модели АСН-500/1-Ц. Прибор однофазный, мощность на выходе - 0,5 кВт, защита корпуса от пыли и влаги класса IP20 (негерметичный). Диапазон стабилизируемого напряжения - 140-260 V. Его преимущества:

  • терпимость к перегрузкам;
  • сохранение мощности в процессе стабилизации;
  • тихая работа;
  • регулирование без задержек.


Какой стабилизатор напряжения выбрать для частного дома с однофазным электроснабжением? Тот, который справится с защитой не только бытовой техники вроде чайника, СВЧ-печи и холодильника, но и с защитой отопительного котла.

Релейный (ступенчатый)

В таком приборе трансформаторные обмотки переключаются автоматически благодаря работе реле. Силовые реле находятся в плате или в корпусе устройства. Стабилизатор измеряет входное и выходное напряжение и включает реле, которое понижает/повышает его до 220 V.

Выбирая стабилизатор напряжения на 220 V для дачи или дома, стоит рассмотреть модель Rucelf SRW.II-6000-L. За работой этого однофазного пятикиловаттного релейного стабилизатора с токовой защитой можно следить на LCD-мониторе. Прибор отличается высокой точностью выходного напряжения - 3,5%, весит ~12 кг, рассчитан на диапазон входного напряжения 130-270 V. Минимальное входное напряжение - 100 V, максимальное - 300 V, мощность - 5 кВт.

Преимущества релейных стабилизаторов:

  • небольшой корпус и малый вес;
  • широкий диапазон рабочих температур - от -20 до +45*С;
  • не нагреваются при искажениях напряжения в сети;
  • продолжительное время безаварийной работы - 10+ лет.

Перед тем, как выбрать стабилизатор напряжения релейного типа для квартиры или дома с постоянным проживанием, стоит помнить, что при переключении с обмотки на обмотку сила света в лампах накаливания может резко меняться.

Электромеханический

В первой обмотке трансформатора такого стабилизатора присутствует автотрансформатор. Напряжение регулируется поворотными щеточными контактами, которыми управляет сервопривод.

Если вы остановили свой выбор на стабилизаторе напряжения с электромеханическим принципом работы, то в большинстве случаев подойдет настенная бытовая модель Rucelf SDW-10000-D мощностью 10 кВт. Регулирует входное напряжение от 155 до 255 V, повышает/понижает его до 220 V с точностью ~1,5%, отключает нагрузку при напряжении 150-260 V. Можно прикрепить этот компактный прибор рядом с электрощитком и использовать круглыми сутками без остановки.


Преимущества электромеханических стабилизаторов:

  • терпимость к перегрузкам;
  • широкий диапазон стабилизируемого напряжения;
  • нечувствительность к входным помехам.

Минусы таких устройств: низкая скорость стабилизации, сравнительно шумная работа, чувствительность к низким температурам.

Какой стабилизатор напряжения 220 V выбрать для дачи?

Просматривая характеристики приборов, стоит обращать внимание на такие параметры:

  • Фазность. Большинство бытовых устройств предназначено для однофазной сети 220 V. Трехфазные нужны, если на участке работает высокопроизводительный насос или мощная электрическая печь.
  • Мощность. Чтобы рассчитать мощность стабилизатора, необходимо суммировать мощности всех находящихся в доме электроприборов (указаны в техпаспортах или на корпусах) и умножить получившееся значение на 3 или 5, чтобы оставался запас.
  • Диапазон стабилизируемого напряжения. Для частного дома, дачи или загородного коттеджа подойдут приборы с диапазоном 120-270 V.
  • Особенности установки. Устройства бывают настенными и напольными. В любом случае для работы вентиляторов охлаждения вокруг прибора должно оставаться свободное пространство.
  • Наличие дисплея. Средние по цене и дорогостоящие устройства обычно оборудованы информационным дисплеем, показывающим параметры работы: нагрузку, входное/выходное напряжение, информацию о поломке.

Важно! Стабилизатор прослужит дольше, и не будет раздражать владельцев дома регулярным обесточиванием сети, если подключать к нему устройства, для которых действительно важно постоянство входного напряжения. К таковым относятся телевизоры, компьютеры, телефоны, лампы, холодильники. Бытовой технике с ТЭНами стабилизатор не нужен - она хорошо переносит нестабильное напряжение. Устройства с большим пусковым током (например, мощные насосы) подключать к нему тоже бессмысленно: устройство обесточит сеть.

Как выбрать стабилизатор напряжения для котла отопления?

 

Вступление

Практически все производители газовых, жидкотопливных и электрических котлов отопления рекомендуют использовать стабилизаторы напряжения в схеме подключения котла. С чем это связано и как выбрать стабилизатор для котла в этой статье.

О качестве электропитания

Согласно государственному стандарту напряжение в электрической сети должно быть 230 Вольт с допустимыми отклонениями в 10% (207─253 В) и частотой 50 Гц с допустимыми отклонениями 0,2 Гц. Смотри ГОСТ 29322-2014.

Именно на эти значения напряжения электропитания рассчитаны все бытовые электроприборы, включая котлы отопления. Блок электропитания, управления и автоматики котла обеспечит стабильную работу котла только при напряжении электропитания приближенного к норме.

К сожалению качество электропитания, а под качеством подразумевается стабильность его параметров, в некоторых районах оставляет желать лучшего. Наблюдаются скачки напряжения с его падением до 145 В и взлётам до 260 В. Такие скачки негативно сказываются на работе автоматики котла и как следствие приводят к выходу котлов из строя.

Именно пор этому, производители котлов отопления рекомендуют использовать стабилизаторы напряжения в схеме подключения котла. Особенно актуальная данная рекомендация для владельцев газовых котлов.

Связано это с наличием у котлов современного электронного управления розжигом, горением топлива, движением теплоносителя. А работа любого их электронных элементов важны не только для работоспособности котла, но и безопасности дома.

Задачи, выполняемые стабилизатором напряжения

Основных задач, которые может выполнить стабилизатор для котла отопления три:

Во-первых, поддерживает напряжение цепи в нормативных пределах. Например, стабилизатор напряжения РЕСАНТА ACH-3000 рассчитан на входное напряжение 140-260 Вольт со стабилизацией его на выходе до 220±8%.

Во-вторых, стабилизатор имеет функцию защитного отключения при выходе параметров входа за технические характеристики агрегата. Например, напряжение рабочей сети упало до 100 Вольт. При таком напряжении стабилизатор отключит электропитание котла, а после появления допустимого напряжения, восстановит свою работу, чаще, автоматически.

В-третьих, многие стабилизаторы имеют функционал защиты от молний. То есть защищают котёл от импульсных всплесков или скачков, связанных с ударом молнии в электропроводку.

Как выбрать стабилизатор для котла

Выбираются стабилизаторы напряжения по таким параметрам:

  • Допустимой мощности;
  • Наличию защитного отключения;
  • Способу монтажа;
  • Габаритам;
  • Принцип работы;
  • Производителю.

По мощности

Мощность стабилизатора или его вольтамперная характеристика (ВА) подбирается по совокупной мощности всех подключаемых к нему электроприборов с запасом в 30%.  Например, у вас установлен котле отопления на 3 кВт. К такому котлу нужен стабилизатор с параметром номинальной мощности 5 кВт.

Способ монтажа

Здесь выбор простой, настенный или напольный монтаж.

Габариты

На самом деле современные стабилизаторы не компактны и не требуют много места для установки. Например, стабилизатор РЕСАНТА ACH-5000 имеет габариты 260×155×310 мм.

Принцип работы

В зависимости от используемой схемы и принципов стабилизации напряжения, стабилизаторы подразделяются на:

  • Релейные;
  • Электромеханические;
  • Тиристорные;
  • Феррорезонансные.

Не углубляясь в технические особенности. Отмечу, что самым востребованным типом стабилизатора напряжения является релейный (ступенчатый) стабилизатор. Причин этого несколько:

  • Они практически бесшумные;
  • Имеют малые габариты;
  • Работают в большом диапазоне входного напряжения;
  • Имеют высокую скорость стабилизации напряжения;
  • Надёжны из-за простоты конструкции.

Производитель

Фирма производитель стабилизатора напряжения относим к субъективным факторам выбора. Хвалить или ругать фирмы производителя в задачи статьи не входит. Для информации есть вот такой рейтинг производителей стабилизаторов напряжения 2019 год.

Вывод

Практически все производители котлов отопления. особенно газовых, рекомендуют в схеме подключения использовать стабилизатор напряжения. Выбрать стабилизатор для котла отопления нужно по параметрам вашей электросети, типу стабилизатора (популярны релейные) и расчётной нагрузке с запасом для релейных стабилизаторов в 30%.

©obotoplenii.ru

Еще статьи

 

Как выбирать стабилизаторы напряжения

ЗАКАЗАТЬ

Если Вам некогда (или просто лень:) читать данный объёмный текст, мы всегда с радостью поможем Вам подобрать стабилизатор напряжения, полностью отвечающий Вашим запросам.

Для правильного выбора модели стабилизатора необходимо определить сумму мощностей всех потребителей, нуждающихся одновременно в снабжении электроэнергией (Вт).

 

Бытовые электроприборы

Электроинструмент

потребитель

мощность

потребитель

мощность

фен для волос

450-2000

дрель

400-800

утюг

500-2000

перфоратор

600-1400

электроплита

1100-6000

электроточило

300-1100

тостер

600-1500

дисковая пила

750-1600

кофеварка

800-1500

электрорубанок

400-1000

обогреватель

1000-2400

электролобзик

250-700

гриль

1200-2000

шлифовальная машина

650-2200

пылесос

400-2000

Электроприборы

радио

50-250

компрессор

750-2800

телевизор

100-400

водяной насос

500-900

холодильник

150-600

циркулярная пила

1800-2100

духовка

1000-2000

кондиционер

1000-3000

СВЧ-печь

1500-2000

электромоторы

550-3000

компьютер

400-750

вентиляторы

750-1700

электрочайник

1000-2000

сенокосилка

1800-2100

электролампы

20-250

насос высокого давления

2000-2900

бойлер

1200-1500

стиральная машина

1800-3000

проточный водонагреватель

5000-6000

 

 

Необходимо также учитывать, что электромоторы нуждаются в момент запуска в более высокой мощности, затем во время работы их мощность равна номинальной.

Мощность стабилизатора при использовании асинхронных двигателей, компрессоров, насосов должна превышать в 3-4 раза мощность потребителей.

Пример: в стационарном режиме работают холодильник (мощностью 600Вт), телевизор (400Вт), кондиционер (1000Вт), радио (100Вт), электрические лампы (200Вт).

Суммарная мощность составляет: 600+400+1000+100+200=2300 (Вт).

Одновременно со стационарными электроприборами могут подключаться утюг (1000Вт), пылесос (800Вт), электрочайник (1000Вт). В этом случае общая нагрузка может увеличиваться на 800-2800 Вт.

Максимальная суммарная мощность составит 2300+2800=5100 (Вт).

Умножаем полученную сумму на коэффициент, учитывающий изменение напряжения в сети. Значения коэффициента приведены в таблице.

 

Напряжение

130

150

170

210

220

230

250

270

Коэффициент

1,69

1,47

1,29

1,05

1,00

1,05

1,29

1,47

 

Например, напряжение в сети 170 В, значение коэффициента при этом напряжении равно 1,29.

5100x1,29=6579 (Вт). Таким образом, при одновременном включении вышеперечисленных приборов, вам необходим стабилизатор мощностью не менее 7 кВт.

 

Предлагаем вам алгоритм для самостоятельного предварительного подбора.

1. Какой лучше электронный или электромеханический?

Электромеханические имеют небольшую стоимость, но требуют периодического сервисного обслуживания. При непрерывной работе раз в 2 года, а то и раз в год нужно вызывать специалиста для чистки рабочих контактов. При стирании трущихся частей - менять их. А при выходе из строя механических элементов встает вопрос о покупке нового стабилизатора.

Однако эти стабилизаторы напряжения имеют и преимущество. При выравнивании напряжения они делают это плавно, так что нет ни малейшего мигания ламп накаливания. Плавно... А преимущество ли это? Конечно, это комфортно. Но что будет, если скачек напряжения будет резким и высоким. В этом случае любое промедление убийственно для потребителей.

Для производств такие стабилизаторы непригодны, так как они "боятся" пыли. Стабилизаторы напряжения на электронных ключах не нуждаются в сервисном обслуживании. Раз в 5 лет нужно почистить вентилятор охлаждения. (Кстати, стабилизаторы Volter вентиляторов не имеют. Гарантированный заводом срок службы таких стабилизаторов 10 лет при непрерывной работе).

При изменении напряжения электронные стабилизаторы реагируют мгновенно (стабилизаторы напряжения Volter: 20 мс), чем и спасают электрооборудование и технику.

Плохи стабилизаторы напряжения на электронных ключах тем, что они дороже.

Выводы:

- электромеханические стабилизаторы напряжения лучше использовать, где потребители сравнительно недорогие и включаются редко, например, в гараже или небольшом дачном домике;

- стабилизаторы напряжения на электронных ключах следует устанавливать на дорогостоящие потребители или там, где требуется непрерывная работа и качественная защита потребителей.

2. Трехфазные и однофазные стабилизаторы напряжения

Если Ваш дом имеет однофазный ввод, то тут нечего думать. Надо ставить однофазный стабилизатор. При трехфазном питании дома есть варианты. Вы можете защитить все потребители, установив трехфазный стабилизатор (три блока Volter), а можете сэкономить, защитив только одну или две фазы из трех, перебросив на них нужные потребители.

3. Выбор по мощности:

Напрасно специалисты твердят о подсчете мощности потребителей, суммированию активной, реактивной мощности - оставьте эти сложные расчеты.

Для выбора мощности достаточно посмотреть на номинал вводного автомата Вашего дома (обычно он расположен рядом с прибором учета). Стабилизаторы напряжения тоже имеют защитный автомат.

Остается выбрать такой стабилизатор, у которого номинал защитного автомата совпадает с номиналом Вашего вводного автомата и все!

Пример: Ваш вводной автомат имеет номинал 50А. Следовательно, Вам нужен стабилизатор на 11кВт, т.е. СНПТО-11, если Вы выбрали стабилизаторы напряжения Volter (смотри прайс). Теперь, даже если Вы не потребляете такой мощности в настоящее время, за 10 - 15 лет Вы наверняка добавите потребителей. Стабилизаторы, подобранные под выделенную мощность не будут Вас ограничивать.

4. Выбор по точности и диапазону:

Такой выбор в большом ассортименте имеют только стабилизаторы напряжения Volter. Наиболее распространенные представлены в прайсе, остальные можно узнать при консультации с менеджером или в сервисном центре Volter.

Итак, при установке стабилизатора в доме, где колебания напряжения небольшие, выбирают стабилизаторы со средними характеристиками - с маркировкой "у" (узкий) или "пт" (повышенной точности). Например, СНПТО-11у или СНПТО-11пт - последний точнее, но дороже.

Если колебания напряжения сильные, выбирают стабилизаторы с широким диапазоном - с маркировкой "ш" (широкий), СНПТО-11ш.

Для спортивных тренажеров и медицинского оборудования выбирают высокую точность - с маркировкой "птт" или "пттт".

Не поверите, но встречаются места, где напряжение вечером падает ниже 100В! В этой, казалось безвыходной ситуации, Volter предлагает стабилизаторы напряжения с маркировкой "ПТш" или "ПТшн". Это стабилизаторы со смещенным диапазоном входного напряжения в меньшую сторону: от 100В до 250В и от 90В до 245В соответственно.

Также, стабилизаторы напряжения Volter есть и со смещенным диапазоном напряжения в большую сторону с маркировкой "ПТс" и "ПТшс". Верхний предел последнего 305В!

Какой бы ни была маркировка, все стабилизаторы напряжения Volter выравнивают напряжение до 220В (до 380В в трехфазной сети).

5. Выбор по другим характеристикам

В зависимости от места установки следует подумать о таких характеристиках как бесшумность и компактность.

Зачастую в частных домах и квартирах электрощит находится в непосредственной близости от зоны отдыха (от гостиной или спальни). В этом случае устанавливать блоки с принудительной вентиляцией недопустимо - вентиляторы будут постоянно гудеть. Кстати, электромеханические стабилизаторы тоже издают звуки, похожие на то, как скребется кошка.

Иногда только из-за этого покупатели склоняются к марке Volter.

Также стоит обратить внимание и на компактность приборов. Обычно коридоры, где расположены электрощиты, небольшой ширины. Неудобно устанавливать блоки с широкими, объемными корпусами.

Заметьте, что у блоков Volter, какая бы мощность не была, корпус всегда имеет небольшую ширину, что делает его удобным при расположении вдоль стены. В достаточно узком коридоре можно удачно расположить 3 блока СНПТО-27, что будет соответствовать мощности 81кВт.

6. Выбор по сервису

Пожалуй, это не самое главное, если Вы сами разбираетесь в электротехнике. Если же Вы специализируетесь в других областях, лучше доверить специалистам не только выбор, но и установку изделий.

Казалось бы, что произвести монтаж может любой сертифицированный электрик. Однако в случае со стабилизаторами многие таблицы расчетов сечений проводов не подходят. Вычисление характеристик усложняется из-за процессов трансформации. Электрик, не сталкивающийся раньше с подобными аппаратами, может просто ошибиться и неправильно подобрать те или иные материалы.

Самое оптимальное будет, если Вы привлечете для установки аппаратов специалистов организации, которая их и продает. Некоторые фирмы предоставляют такую возможность, некоторые нет.

Обычно установка обходится в 10 - 15% от стоимости изделия.

Сервис Volter имеет бесплатную услугу - замену блоков при неподходящих характеристиках на другие. Специалисты сервиса привозят другие блоки, сами снимают и сами ставят. Вам остается только доплатить или получить разницу в стоимости модификаций.

7. Выбор по цене

Чем дороже, тем лучше. Поэтому при покупке таких важных вещей, как стабилизаторы напряжения для дома, не стоит экономить. Хорошие дорогие аппараты не раз окупятся своей надежностью и грамотной работой. По данному поводу посмотрите: стабилизатор напряжения для газового котла и как купить стабилизатор напряжения для дома – эти материалы могут быть полезны.

Нам доверили решение проблем электропитания такие компании:

 

Выбираем стабилизатор напряжения для холодильника

09-03-2013

Необходимость использования стабилизаторов напряжения для организации электропитания холодильников

Изучение необходимости применения стабилизатора напряжения для питания холодильника начнем с проблемы качества работы наших электросетей. Качество электрического питания, подаваемого в наши дома, часто остаётся неудовлетворительным. Во многих городах и населённых пунктах наблюдаются существенные отклонения в параметрах работы электрической сети. Это может быть как повышенное напряжение, пониженное напряжение, так и существенные колебания напряжения. Убедиться в этом не сложно, достаточно использовать самый простой вольтметр.

Многие электрические приборы и оборудование чувствительны к качеству электропитания, отклонения в параметрах электрической сети могут стать причиной плохой работы некоторых приборов или их порчи. К таким приборам относятся и холодильники.

Устройство современных холодильников достаточно сложное. В целях улучшения эффективности работы и снижения потребления электроэнергии используются электронные системы управления. Электроника, конечно, требует качественного электропитания, колебания напряжения могут привести к ошибкам в работе контроллеров.

Другим очень важным устройством в холодильнике является компрессор. Как правило, в современных холодильниках используются электродвигатели компрессоров, чувствительные к электрическому питанию. В случае колебаний напряжения происходит биение подвижных частей электродвигателя, его перегрев. Это приводит к существенному сокращению срока работы компрессора.

В случае пониженного напряжения в обмотках электродвигателя для выполнения той же работы будет подниматься сила тока. А повышение силы тока требует использования обмоток проводников большего сечения. При существенном увеличении силы тока происходит перегрев обмоток, расплавление изоляционного покрытия и сгорание электродвигателя.

Холодильник — очень важный прибор в доме, некачественное электропитание может быстро вывести его из строя. Чтобы избежать дорого ремонта и неприятностей с хранением продуктов, необходимо использовать стабилизатор напряжения.

Выбор стабилизатора сетевого напряжения для холодильника

Что нужно знать при выборе правильного стабилизатора напряжения для холодильника?

Стабилизатор напряжения для холодильного оборудования должен:

  • иметь необходимый запас по мощности, так как при каждом запуске компрессора холодильника возникают большие пусковые токи;
  • иметь большую кратковременную перегрузочную способность;
  • работать эффективно в широком диапазоне значений входящего напряжения;
  • обеспечивать полную мощность нагрузки при высоких и низких значениях входящего напряжения;
  • иметь достаточную скорость срабатывания при изменении значения напряжения, чтобы уберечь тонкую и чувствительную электронику;
  • иметь возможность круглосуточной работы, ведь холодильник работает постоянно;
  • иметь высокую надёжность работы, обеспеченную несколькими уровнями электронной защиты.

Для определения необходимой электрической мощности стабилизатора напряжения для холодильника нужно значение номинальной мощности холодильного прибора умножить на коэффициент «четыре» или «пять» в зависимости от модели. Такая мощность необходима для обеспечения полной мощности холодильника в момент пуска компрессора. Для определения полной мощности электрического прибора или оборудования необходимо суммировать активную и реактивную мощность. Более точное значение полной мощности холодильника с учётом пусковых токов может быть указано в паспорте холодильника.

Таблицы расчёта необходимой мощности устройства

Ниже приводим таблицу расчёта мощности стабилизатора напряжения для холодильников с компрессорами серии «ДХ» и «ФГ».

Наименование компрессора  холодильника Значение номинальной мощности компрессора холодильника Необходимые требования к стабилизатору напряжения
1 ДХ-1010 180 Вт требуется стабилизатор напряжения мощностью не менее 900 Вт
2 ДХ2-1010 160 Вт требуется стабилизатор напряжения мощностью не менее 800 Вт
3 ФГ-0,100 135 Вт требуется стабилизатор напряжения мощностью не менее 675 Вт
4 ФГ-0,225 150 Вт требуется стабилизатор напряжения мощностью не менее 750 Вт

Ниже приводим таблицу расчёта мощности стабилизатора напряжения для холодильников средних размеров различных торговых марок.

Наименование компрессора  холодильника Значение номинальной мощности компрессора холодильника Необходимые требования к стабилизатору напряжения
1 Саратов 264 135 Вт требуется стабилизатор напряжения мощностью не менее 670 Вт
2 Саратов 213 140 Вт требуется стабилизатор напряжения мощностью не менее 700 Вт
3 Indesit DF 5180 190 Вт требуется стабилизатор напряжения мощностью не менее 950 Вт
4 Ariston HF 4200 190 Вт требуется стабилизатор напряжения мощностью не менее 950 Вт
5 LG GA 499 170 Вт требуется стабилизатор напряжения мощностью не менее 680 Вт

Средняя мощность холодильников с одним компрессором колеблется от 140 до 190 Вт.

Средняя мощность больших холодильников с двумя компрессорами колеблется от 200 до 400 Вт.

Линейка стабилизаторов сетевого напряжения SKAT для холодильников

Компания БАСТИОН производит линейку стабилизаторов напряжения SKAT для бытовых приборов и электрического оборудования. Эти устройства рассчитаны на длительную работу в условиях российского качества электрического питания и спроектированы специально для питания приборов с электродвигателями.

Стабилизатор напряжения SKAT характеризуются:

  • значительным запасом мощности, способностью работы с пусковыми токами;
  • возможностью питания бытовых холодильников и холодильного оборудования;
  • высокой перегрузочной способностью;
  • большим диапазоном входящих напряжений;
  • полной мощностью допустимой нагрузки во всём диапазоне напряжений;
  • высокой скоростью стабилизации электрического сигнала;
  • высокой надёжностью работы и возможностью работы в круглосуточном режиме.

Таблица стабилизаторов напряжения SKAT для холодильников

Стабилизатор напряжения Максимальная мощность нагрузки и рекомендации по использованию
1 SKAT ST-1515 Максимальная мощность — 1515 ВА. Рекомендуется использовать как стабилизатор напряжения для холодильников и холодильного оборудования мощностью не более 200 Вт
2 SKAT ST-2525 Максимальная мощность — 2525 ВА. Рекомендуется использовать как стабилизатор напряжения для холодильников и холодильного оборудования мощностью не более 400 Вт

Специализированные стабилизаторы сетевого напряжения SKAT для питания холодильников и холодильного оборудования обеспечат надёжную защиту и эффективную работу питаемых устройств.

Читайте также по теме:

Товары из статьи


Тех. поддержка

Бастион в соц. сетях

Канал Бастион на YouTube

Как выбрать мощность стабилизатора напряжения?

Как выбрать мощность стабилизатора напряжения?

Для того, что правильно выбрать и купить стабилизатор напряжения для дома, дачного участка или в промышленных целях, в первую очередь, необходимо определить сумму мощностей всех устройств (потребителей), которые нуждаются в одновременном снабжении электроэнергией (Вт). В таблице № 1 приводятся мощности различных потребителей: бытовых электроприборов, электроинструментов и электроприборов.

Таблица №1

Бытовые электроприборы

Электроинструмент

потребитель

мощность

потребитель

мощность

бойлер

1200-1500

дисковая пила

750-1600

гриль

1200-2000

дрель

400-800

духовка

1000-2000

перфоратор

600-1400

компьютер

400-750

шлифовальная машина

650-2200

кофеварка

800-1500

электролобзик

250-700

обогреватель

1000-2400

Электрорубанок

400-1000

проточный водонагреватель

5000-6000

электроточило

300-1100

пылесос

400-2000

Электроприборы

радио

50-250

вентиляторы

750-1700

СВЧ-печь

1500-2000

водяной насос

500-900

телевизор

100-400

компрессор

750-2800

тостер

600-1500

кондиционер

1000-3000

утюг

500-2000

насос высокого давления

2000-2900

фен для волос

450-2000

сенокосилка

1800-2100

холодильник

150-600

стиральная машина

1800-3000

электролампы

20-250

циркулярная пила

1800-2100

электроплита

1100-6000

электромоторы

550-3000

электрочайник

1000-2000

 

 

Нужно также учитывать, что электромоторам в момент запуска требуется более высокая мощность, а во время обычной работы она равняется номинальной (указана в таблице).

Таким образом, мощность стабилизатора напряжения, который Вы хотите использовать на асинхронных двигателях, насосах и компрессорах, должна в 3-4 раза превышать мощность самих приборов.

Пример расчета мощности: в стационарном режиме работают кондиционер (1000Вт), холодильник (мощностью 600Вт), радио (100Вт), электрические лампы (200Вт) и телевизор (400Вт).

Суммарная мощность составляет: 1000+600+100+200+400=2300 (Вт).

Одновременно со стационарными электроприборами можно подключить электрочайник (1000Вт), пылесос (800Вт) и утюг (1000Вт). В таком случае общая нагрузка может увеличиться на 800-2800 Вт.

Максимальная суммарная мощность может составить: 2300+2800=5100 (Вт).

Полученную сумму умножаем на коэффициент, который учитывает изменение напряжения в сети. Все значения коэффициента приводятся в таблице №2.

Таблица №2

Напряжение

130

150

170

210

220

230

250

270

Коэффициент

1,69

1,47

1,29

1,05

1,00

1,05

1,29

1,47

К примеру, напряжение в сети составляет 170 В, а значение коэффициента при этом напряжении – 1,29.

Получается: 5100x1,29=6579 (Вт). Кроме того, нужно принимать во внимание, что для долговечной работы постоянная нагрузка на стабилизатор не должна превышать 75% от его номинальной мощности. Таким образом, если одновременно включить все вышеперечисленные устройства, то для комфортной работы и защиты оборудования Вам нужен стабилизатор напряжения с мощностью больше 8 кВт.

Специалисты Интернет-магазина сварочного оборудования, инструментов и другой техники помогут Вам определить необходимую мощность стабилизатора, а также ответят на все Ваши вопросы по поводу выбора стабилизатора напряжения.

Выбор подходящего регулятора мощности для конструкций с батарейным питанием

Я сталкивался с этой проблемой несколько раз в своих хобби-проектах, но мне уже надоело делать обоснованные предположения.

Я часто занимаюсь проектами с микроконтроллерами и часто хочу, чтобы они питались от липо-ячейки 3,7 В, заряжаемой стандартным кабелем Microusb. Это означает, что входное напряжение может варьироваться от 3,0 до 5,0 В, а мне нужно выходное напряжение 3,3 В. Что делать с тысячами регуляторов напряжения, отвечающих этим требованиям?

Я могу спрашивать о каждом конкретном проекте, чтобы найти подходящих регулирующих органов, но я бы предпочел иметь знания, которые мне нужны, чтобы найти нужных регулирующих органов самостоятельно.Я буду добавлять правки, когда найду больше ответов.

Редактировать1 :

Импульсный регулятор

- это единственный выбор, если вам нужно повысить напряжение. Они наиболее эффективны и выделяют меньше тепла, чем LDO, но производят шум, непригодный для использования с RF-приложениями, включая Bluetooth и Wi-Fi, и, как правило, дороже. Если вы хотите использовать это с RF, вам понадобится соответствующая фильтрация.

LDO - LDO дешевы и предпочтительны для РЧ приложений, потому что LDO не создают помех EMI.Как правило, они имеют низкий КПД, но КПД зависит от соотношения входного и выходного напряжения. Чем ближе они два, тем эффективнее будет результат. В приложениях с сильным током они могут выделять много тепла, поэтому может потребоваться надлежащее охлаждение.

Charge-pump - Подмножество импульсных регуляторов, для которых не требуется внешний индуктор. Как правило, они имеют худший КПД, чем импульсные стабилизаторы на основе индуктора, но лучше, чем LDO. Они также могут выводить только относительно небольшие количества тока.Их следует использовать, когда вам нужна более высокая эффективность, чем у LDO, но на плате мало места.

Hybrid - Есть несколько компаний, которые производят гибридные регуляторы Switching / ldo. Они обеспечивают эффективность импульсного регулятора с бесшумным выходом LDO. Обратной стороной является то, что они очень популярны и в большинстве случаев они не имеют большого выходного тока. Они по-прежнему выделяют тепло, как LDO.

Ток покоя - в приложениях с батарейным питанием вам нужно беспокоиться о величине тока, который регулятор использует для работы. Чем больше энергии он потребляет, тем меньше заряда аккумулятора остается для вашего устройства. LDO обычно имеют гораздо меньший ток покоя, чем импульсные регуляторы, но поскольку импульсные регуляторы имеют возможность повышать напряжение, когда входное напряжение падает ниже желаемого выходного напряжения, использование которого зависит от требований к напряжению ваших устройств.

Различные типы регуляторов напряжения и принцип работы

ОСНОВНЫЕ ЗНАНИЯ - РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ Различные типы регуляторов напряжения и принцип работы

Автор / Редактор: Эммануэль Одунладе / Erika Granath

Регуляторы напряжения - это интегральные схемы, предназначенные для регулирования напряжения на их входе до постоянного фиксированного напряжения на их выходе, независимо от изменений тока нагрузки или входного напряжения.

Связанные компании

Регулятор напряжения - это система, предназначенная для автоматического поддержания постоянного уровня напряжения.

(Источник: Adobe Stock)

Электронные конструкции / устройства обычно состоят из различных электронных компонентов, которые иногда работают на разных уровнях напряжения.Таким образом, для надежного удовлетворения требований к питанию конкретной конструкции или различных ее компонентов в блоке питания обычно используются регуляторы напряжения, чтобы регулировать напряжение в основном источнике до уровня, необходимого для различных секций устройства. .

При проектировании блока питания для любого устройства всегда приходится принимать массу решений. Одним из этих решений, хотя и трудным, является выбор регуляторов напряжения, поскольку они бывают разных «форм и размеров» с разными «прибамбасами», которые делают их отличным выбором при использовании в одной цепи, но катастрофой в другие схемы.

В результате выбор правильного регулятора для вашего проекта (и его ограничений) требует глубокого понимания возможных вариантов, и сегодняшняя статья будет посвящена именно этому. Мы оценим различные типы регуляторов напряжения, их принципы работы и определим, когда имеет смысл использовать один перед другим.

Типы регуляторов напряжения

Регуляторы напряжения можно разделить на категории в зависимости от различных факторов, таких как области применения, напряжения, при которых они работают, механизмы преобразования мощности и многое другое.

В этой статье мы сосредоточимся на активных регуляторах напряжения и классифицируем их на две широкие категории в зависимости от механизма, который они используют для регулирования. Эти две категории включают:

  • 1. Линейные регуляторы напряжения
  • 2. Импульсные регуляторы напряжения

1. Линейные регуляторы напряжения

Линейные регуляторы напряжения используют принцип делителей напряжения для преобразования напряжения на их входе в желаемое напряжение на выходе.В них используется контур обратной связи, который автоматически изменяет сопротивление в системе, чтобы противостоять влиянию изменений импеданса нагрузки и входного напряжения, и все это для обеспечения постоянного выходного напряжения.

Типичные реализации линейных регуляторов напряжения включают использование полевых транзисторов в качестве одной стороны делителя напряжения с петлей обратной связи, подключенной к затвору транзистора, управляя им по мере необходимости для обеспечения согласованности выходного напряжения.

Хотя такое использование транзисторов в качестве резисторов помогает упростить конструкцию и реализацию линейных регуляторов, оно в значительной степени способствует неэффективности, связанной с регуляторами.Причина этого в том, что транзисторы преобразуют избыточную электрическую энергию (разницу напряжений между входным и выходным напряжением) в тепло, что приводит к потере мощности в результате нагрева в транзисторах.

В ситуациях, когда напряжение на входе или ток нагрузки на выходе слишком высоки, регуляторы могут выделять тепло, которое может привести к его выходу из строя. Чтобы смягчить это, разработчики обычно используют радиаторы, размер которых определяется величиной тока (мощности), проходящего через регулятор.

Еще один момент, о котором стоит поговорить в отношении линейных регуляторов, - это необходимость в том, чтобы напряжение на входе было больше, чем напряжение на выходе, на минимальное значение, называемое напряжением падения. Это значение напряжения (обычно около 2 В) варьируется в зависимости от регулятора и иногда является серьезным источником беспокойства для разработчиков, работающих над маломощными приложениями, из-за потери мощности. Чтобы обойти это, используйте тип линейных регуляторов напряжения, называемых стабилизаторами LDO (с низким падением напряжения), поскольку они разработаны с возможностью работы с разницей всего 100 мВ между входным и выходным напряжением.

Некоторые популярные примеры линейных регуляторов напряжения включают регуляторы напряжения серии 78xx (например, L7805 (5 В), L7809 (9 В)).

Плюсы и минусы линейного регулятора напряжения LM7805

Плюсы

Некоторые преимущества линейных регуляторов напряжения включают:

  • 1. Простота и легкость в разработке и реализации
  • 2. Создает меньшее количество электромагнитных помех и шума
  • 3. Быстрое время отклика на изменения тока нагрузки или условий входного напряжения
  • 4.Низкие пульсации напряжения на выходе

Cons

К недостаткам линейных регуляторов напряжения относятся:

  • 1. Низкий КПД, поскольку большое количество электроэнергии расходуется на тепло
  • 2. Падение напряжения требования делают их плохим выбором для приложений с низким энергопотреблением.
  • 4. Низкий КПД, поскольку большое количество электроэнергии тратится впустую в виде тепла
  • 5. Требование падения напряжения делает их плохим выбором для приложений с низким энергопотреблением.
  • 6.Занимают больше места на печатных платах из-за потребности в радиаторах

2. Импульсные регуляторы напряжения

Хотя они имеют более сложную конструкцию и требуют для работы большего количества дополнительных компонентов, импульсные регуляторы напряжения являются сверхэффективными регуляторами, используемыми в различных сценариях где потеря мощности, как в линейных регуляторах, недопустима.

Механизм регулирования напряжения в импульсных регуляторах напряжения включает быстрое переключение элемента, последовательно соединенного с компонентом накопления энергии (конденсатором или катушкой индуктивности), для периодического прерывания протекания тока и преобразования напряжения из одного значения в другое.Как это делается, зависит от управляющего сигнала от механизма обратной связи, подобного тому, который используется в линейных регуляторах.

В отличие от линейных регуляторов напряжения переключающий элемент находится либо в полностью проводящем, либо в выключенном состоянии. Он не рассеивает мощность и позволяет регулятору достичь высокого уровня эффективности по сравнению с линейными регуляторами.

В базовой реализации импульсного стабилизатора напряжения используется «проходной транзистор», работающий либо в состоянии отсечки, либо в состоянии насыщения, в качестве переключающего элемента.Когда проходной транзистор находится в состоянии отсечки, через него не течет ток, как таковая мощность не рассеивается, но когда он находится в состоянии насыщения, на нем появляется незначительное падение напряжения, сопровождающееся рассеянием небольшого количества энергии. с максимальным током, передаваемым на нагрузку. В результате переключающего действия и экономии энергии во время отключения, КПД переключаемых регуляторов обычно составляет около 70%.

Управление на основе переключения и ШИМ дает довольно большую гибкость, что позволяет импульсным регуляторам напряжения работать в разных режимах и существовать в различных типах, в том числе: / Регуляторы повышающего переключения

1.Понижающие импульсные регуляторы напряжения

Понижающие импульсные регуляторы, также известные как понижающие регуляторы, преобразуют высокое напряжение на своих входных клеммах в более низкое напряжение на своих выходных клеммах. Эта операция аналогична работе линейных регуляторов, за исключением того факта, что понижающие регуляторы работают с более высокой степенью эффективности. Изображение, иллюстрирующее расположение компонентов понижающих регуляторов, приведено ниже.

2. Повышающие импульсные регуляторы напряжения

Повышающие импульсные регуляторы, также известные как повышающие регуляторы, могут преобразовывать низкое напряжение на входе в более высокое напряжение на выходе. Их конфигурация является одним из основных различий между линейными регуляторами и импульсными регуляторами, поскольку регулирование не происходит, если напряжение на входе линейных регуляторов напряжения больше, чем напряжение, требуемое на их выходе. Схема, иллюстрирующая повышающие импульсные регуляторы напряжения, представлена ​​ниже.

3. Понижающий / повышающий импульсный регулятор напряжения

Понижающий / повышающий стабилизатор объединяет характеристики двух регуляторов, указанных выше. Он может обеспечивать фиксированное выходное напряжение независимо от разницы (+ или -) между входным и выходным напряжениями.Они очень полезны в аккумуляторных приложениях, где напряжение на входе, которое может быть выше, чем выходное напряжение в начале, со временем снижается до уровня ниже выходного напряжения. Схема, иллюстрирующая импульсный стабилизатор понижающего / повышающего напряжения, представлена ​​ниже:

Плюсы и минусы

Минусы

Какими бы эффективными и совершенными ни казались импульсные регуляторы напряжения, они имеют недостатки, некоторые из которых включают:

  • 2. Требуется больше дополнительных компонентов
  • 4.Высокие уровни электромагнитных помех и генерации шума, которые могут повлиять на сертификацию продукта при неправильном управлении
  • 5. Высокая пульсация выходного напряжения
  • 6. Более медленное время восстановления переходных процессов по сравнению с линейными регуляторами

Плюсы

В зависимости от вашего Применение импульсных регуляторов может перевесить их недостатки. Вот некоторые из преимуществ:

  • 3. Они могут обеспечивать выходное напряжение, которое больше или меньше входного напряжения
  • 4.Подходит для приложений с низким энергопотреблением
  • 7. Они могут обеспечивать выходное напряжение, которое больше или меньше входного напряжения
  • 8. Подходит для приложений с низким энергопотреблением

Выбор правильного регулятора напряжения для вашего проекта

Выбор подходящего регулятора напряжения для вашего проекта обычно не является проблемой выбора между линейным или импульсным стабилизатором напряжения. Выбор между ними можно сделать, просто рассмотрев их плюсы и минусы и решив, какой из них лучше всего подходит вам.Однако необходимо проверить другие специфические свойства регулятора (переключающие или линейные), чтобы убедиться, что он идеально подходит для вашего проекта. Пять из этих основных свойств описаны ниже:

1. Выходное напряжение (или диапазон напряжений)

Это, вероятно, первое, на что следует обратить внимание в регуляторе. Убедитесь, что выходное напряжение (или диапазон напряжений) регулятора соответствует требуемому значению для вашего приложения. Для некоторых регуляторов могут потребоваться внешние компоненты для поддержания постоянного выходного напряжения на желаемом уровне напряжения.Все это необходимо подтвердить, прежде чем штамповать регулятор для вашего проекта.

2. Выходной ток

Стабилизаторы напряжения разработаны с учетом конкретных номинальных значений тока. Подключение их к нагрузке с требованиями по току, превышающими их номинальный ток, может привести к повреждению регулятора или неисправности нагрузки. Это еще более важно в случае линейных регуляторов напряжения, поскольку ток оказывает прямое влияние на потери мощности.

Всегда следите за тем, чтобы выбранный вами регулятор выдерживал предполагаемый ток нагрузки.

3. Диапазон входного напряжения

Это относится к допустимому диапазону входных напряжений, поддерживаемых регулятором. Обычно это указывается в техническом описании, и как разработчику важно убедиться, что возможное входное напряжение для вашего приложения находится в пределах этого диапазона. Одна из ошибок, которую допускают большинство молодых разработчиков, - это сосредоточиться только на максимальном входном напряжении, забывая, что входное напряжение ниже указанного минимального напряжения может привести к ошибкам регулирования, особенно в случае линейных регуляторов.Знание этих значений поможет вам оценить условия, при которых регулятор выйдет из строя либо из-за чрезмерного тепловыделения в случае линейных регуляторов, либо из-за неисправности в случае импульсных регуляторов.

4. Диапазон рабочих температур

В большинстве технических описаний диапазон рабочих температур определяется как температура окружающей среды (Ta) или температура перехода. Это диапазон температур, в котором регулятор функционирует должным образом. Говоря более конкретно, температура перехода обычно относится к максимальной рабочей температуре транзистора.Напротив, температура окружающей среды относится к температуре окружающей среды вокруг устройства. Оба значения важны, особенно для линейных регуляторов, поскольку они способствуют процессу выбора идеального радиатора для регулятора.

5. Падение напряжения

Это важно при выборе линейных регуляторов напряжения. Как объяснялось ранее, падение напряжения относится к величине, на которую входное напряжение должно быть больше, чем выходное напряжение, чтобы произошло регулирование.Хотя это может быть неважным фактором для большинства приложений, для приложений, в которых важны эффективность и низкое энергопотребление, имеет смысл использовать регуляторы напряжения с низким падением напряжения.

Другие факторы, такие как эффективность, размер корпуса, переходная характеристика и потенциальные электромагнитные помехи / шум, также должны быть приняты во внимание.

В заключение, простой способ решить, какой регулятор использовать, - это сначала решить, будет ли линейный или импульсный регулятор напряжения лучшим выбором, исходя из их плюсов и минусов.После этого уровня принятия решения можно будет провести дальнейшие исследования свойств регулятора, так как это может повлиять на вашу конструкцию. Какой бы ненужной ни была эта должная осмотрительность, она может иметь решающее значение для успеха вашего проекта.

(ID: 46489302)

Выберите правильный импульсный регулятор

Что вы узнаете:

  • Исследование схемы, фиксирующей тепловое движение графена и преобразующей его в ток.
  • Исследование объединения графена с нитридом бора, при котором электроны в графене должны отклоняться в своем движении в одном направлении, что приводит к протеканию тока.

Оказывается, графен - одно из удивительно универсальных элементарных веществ - вроде кремния - которое проявляется во многих обличьях и потенциально решает множество уникальных проблем? Только время покажет, но сейчас признаки благоприятные.

Во-первых, небольшая справка по графену. Это слой атомов углерода толщиной в один атом, расположенный в двухмерной гексагональной решетке. Таким образом, графен является самым тонким из известных материалов, но при этом невероятно прочным (примерно в 200 раз прочнее стали).Он отлично проводит тепло и электричество и обладает интересными светопоглощающими способностями. Материал был изолирован и охарактеризован в 2004 году Андре Геймом и Константином Новоселовым из Манчестерского университета, которые в 2010 году были удостоены Нобелевской премии по физике за свои исследования этого материала.

Теперь два не связанных между собой исследования показывают, как это может быть полезно при сборе энергии. Во-первых, группа физиков из Университета Арканзаса успешно разработала схему, способную улавливать тепловое движение графена и преобразовывать его в электрический ток. Идея сбора энергии из графена является спорным, поскольку он противопоставляет утверждение легендарный физик Ричард Фейнман о том, что тепловое движение атомов его известных, как броуновское движение - не может сделать работу.

Однако, по словам Пола Тибадо, профессора физики и ведущего исследователя, тепловое движение графена на самом деле вызывает переменный ток (ac) в цепи при комнатной температуре, что казалось невозможным. Его группа построила свою схему с двумя диодами для преобразования переменного тока в постоянный, таким образом позволяя току течь в обе стороны и обеспечивая отдельные пути через схему, чтобы получить пульсирующий постоянный ток, который выполняет работу на нагрузочном резисторе (рис.1) .

1. Этот набросок модели схемы с диаграммой энергетического барьера является упрощенным представлением глубинной физики, лежащей в основе принципа сбора на основе графена. (Источник: Университет Арканзаса)

Численное моделирование показывает, что система достигает теплового равновесия, а средние показатели тепла и работы, обеспечиваемые стохастической термодинамикой, имеют тенденцию быстро стремиться к нулю. Однако мощность рассеивается нагрузочным резистором, и его среднее время в точности равно мощности, подаваемой термостатом.Точная формула мощности аналогична формуле мощности шума Найквиста, за исключением того, что скорость изменения сопротивления диода значительно увеличивает выходную мощность, а движение графена сдвигает спектр мощности в сторону более низких частот.

По своему расположению графеновая пленка была установлена ​​на подставке так, чтобы наконечник сканирующего туннельного микроскопа (СТМ) мог приближаться к ней, при этом переход иглы СТМ с образцом был включен в схему, показанную (рис. 2) . Образец изолирован от земли и подключен к двум диодам; переход зонд-образец действует как конденсатор переменной емкости.Туннельный ток, ток диода 1 (D1C) и ток диода 2 (D2C) контролируются одновременно.

2. Показаны наборы данных сканирующего туннельного микроскопа (СТМ), полученные, когда игла туннелирует электроны. (а) Принципиальная схема, показывающая наконечник СТМ, образец, напряжение смещения, амперметры и расположение диодов. (б) Эскиз листа графена в волнистом состоянии и иллюстрации изменений формы графена. (c) Колебания высоты графена. (г) Туннельный ток СТМ в зависимости от времени для автономного и жесткого графена.(e) Стандартное отклонение туннельного тока от заданного тока для автономного и жесткого графена. (Источник: Университет Арканзаса)

Эта схема диодов используется для сбора энергии, но здесь она используется для изоляции индуцированного графеном тока от батареи, питающей электрически изолированный STM. На расстоянии зонд-образец 2 нм или меньше туннельные электроны преобладают над током; для больших расстояний преобладает ток смещения.

Очевидно, что эта работа включает в себя интенсивную и глубокую физику и объясняется в их статье «Флуктуационно-индуцированный ток от автономного графена», опубликованном в APS Physical Review E .Он находится за платным доступом, но также размещен здесь (здесь также есть короткая упрощенная видео-анимация).

Откровенно говоря, здесь требуется некоторый скачок веры, несмотря на полный анализ в опубликованной статье, тем более, что профессор Тибадо также продвигает свои исследования с оптимистическими заявлениями, такими как «Схема сбора энергии на основе графена может быть встроена в чип, чтобы обеспечить чистое, безграничное низковольтное питание для небольших устройств или датчиков ». Но вы никогда не знаете - и никогда не должны говорить никогда, когда речь идет о достижениях физики и технологий.

MIT’s Graphene Discovery

В ходе несвязанной разработки группа из лаборатории исследования материалов Массачусетского технологического института (MIT) придумала способ сбора высокочастотной энергии в диапазоне от микроволн до терагерцового диапазона. Анализ рассматривает физику и предполагаемые ограничения квантово-механического поведения графена, а также способы их преодоления. Они обнаружили, что, комбинируя графен с другим материалом - в данном случае нитридом бора - электроны в графене должны отклонять свое движение в одном направлении, таким образом, обеспечивая протекание тока.

Хотя предыдущие экспериментальные технологии могли преобразовывать терагерцовые волны в постоянный ток, они могли делать это только при ультрахолодных температурах, что, очевидно, ограничивает их практическое применение. Вместо этого ведущий исследователь Хироки Исобе начал исследование, чтобы выяснить, можно ли на квантовомеханическом уровне заставить собственные электроны материала течь в одном направлении, чтобы направить приходящие волны электромагнитной энергии в постоянный ток. Используемый материал должен быть свободен от примесей, чтобы электроны в нем текли, не рассеиваясь на неровностях материала, а графен был привлекательным материалом.

Но это было только отправной точкой. Чтобы направить электроны графена в одном направлении, необходимо «нарушить» симметрию, присущую материалу. Таким образом, электроны будут ощущать одинаковую силу во всех направлениях, а это означает, что любая поступающая энергия будет рассеиваться случайным образом. Другие экспериментировали с графеном, помещая его поверх слоя нитрида бора, так что силы между электронами графена были выбиты из равновесия: электроны, расположенные ближе к бору, ощущали одну силу, а электроны, находящиеся ближе к азоту, испытывали другое притяжение.

Это «перекосное рассеяние» может привести к протеканию полезного тока. Исследовательская группа представила терагерцевый выпрямитель, состоящий из небольшого квадрата графена, расположенного поверх слоя нитрида бора. Он был бы зажат внутри антенны, которая собирает и концентрирует окружающее терагерцовое излучение, усиливая его сигнал настолько, чтобы преобразовать его в постоянный ток (рис. 3) .

3. Схема выпрямителя на 2D материале. В этой установке выпрямленный постоянный ток обнаруживается поперек падающего электрического поля, что способствует снижению шума.Антенна прикреплена к обеим сторонам для сбора большей мощности излучения и повышения чувствительности. (Источник: Массачусетский технологический институт)

Команда подала патент на свою новую конструкцию «высокочастотного выпрямления», которая описана в их статье Science Advances «Высокочастотное выпрямление с помощью хиральных блоховских электронов». с дополнительными материалами. Чтобы понять, что это исключительно глубокий теоретический анализ (и я имею в виду углубленный, так как количество моделей, уравнений, частных производных и интегралов поразительно), нужно немного прочитать и то, и другое.На самом деле никакого устройства не было создано. Но не беспокойтесь - исследователи работают с физиками-экспериментаторами из Массачусетского технологического института, чтобы разработать физическое устройство, основанное на их понимании и анализе.

Выбор правильного LDO: помимо основных характеристик

Узнайте о некоторых из этих не столь очевидных спецификаций, которые можно найти в технических описаниях линейных регуляторов напряжения.

Вспомогательная информация

Статьи по теме

Внимание к деталям

Мировые производители ИС произвели поразительное изобилие линейных регуляторов напряжения - быстрый поиск с помощью Digi-Key показывает порядка десяти тысяч различных деталей.Этот широкий спектр вариантов может быть несколько проблематичным для любого, кто подвержен приступам нерешительности; В целом, однако, эта ситуация выгодна, поскольку позволяет нам найти LDO, который практически идеально подходит для конкретного приложения.

Однако вы не можете полностью настроить схему регулятора без понимания некоторых менее важных деталей работы LDO. Я с готовностью допускаю, что многие конструкции будут полностью функциональными, если вы выберете деталь, основанную только на диапазоне входного напряжения, выходном напряжении и максимальном токе нагрузки. Но ваш процесс выбора должен быть немного более сложным, если ваше приложение требует, например, низкого энергопотребления или высокой точности.

Прежде чем мы начнем, замечание о терминологии: правильный способ обозначения типа устройства, обсуждаемого в этой статье, - «линейный регулятор напряжения». Однако это довольно громоздкий термин, поэтому было бы неплохо прибегнуть к соответствующему инициализму, то есть LVR. К сожалению, этот инициализм никогда не используется. К лучшему или худшему, де-факто аббревиатурой «линейный регулятор напряжения» является LDO, что означает «малое падение напряжения», как в «линейном стабилизаторе напряжения с низким падением напряжения».Подобной терминологии не хватает точности, которую можно было бы ожидать от инженеров, но, по крайней мере, аббревиатура стала более подходящей из-за того, что в настоящее время практически все линейные регуляторы напряжения показывают падение напряжения, которое можно считать «низким».

Разве не весь ток течет на землю?

В наш век крошечных электронных виджетов, которые, как ожидается, будут работать в течение месяцев или даже лет от одной батареи, потребление энергии является серьезным делом. Таким образом, важно понимать, что ваш LDO потребляет некоторый ток в процессе преобразования входного напряжения в регулируемое выходное напряжение.Этот ток часто называют «током земли» - термин, который я считаю невероятно расплывчатым, учитывая, что ток всех видов имеет тенденцию возвращаться в заземляющий узел. Лучшим выбором является «земля - ​​, контакт , ток», то есть ток, который течет непосредственно от входной клеммы обратно к источнику питания через клемму заземления.

В любом случае вы должны учитывать ток заземления LDO в своем бюджете мощности, но это не очень просто, потому что на ток заземления влияет входное напряжение и ток нагрузки.Вот характеристики тока заземления для номера детали ADP3339 от Analog Devices:

Обратите внимание на три вещи:

  • Существует примерно трехкратное расхождение между «типичными» и «максимальными» характеристиками, и вы должны помнить об этом при планировании «ожидаемого» и «наихудшего» энергопотребления.
  • Ток заземления значительно увеличивается с током нагрузки; вам необходимо принять это во внимание, если в вашей конструкции предусмотрен режим пониженного энергопотребления, в котором регулятор выдает гораздо меньший ток, чем при нормальной работе.
  • Работа LDO в режиме отпускания может привести к увеличению тока заземления.

Вот еще один пример характеристик тока заземления, на этот раз в графической форме. Это взято из таблицы данных для серии LT3007 от Linear Tech.

Обратите внимание, как более высокое входное напряжение снижает ток заземления.

Тихий ток

Отдельная, но связанная спецификация - «ток покоя». Этот термин, в отличие от «ток заземления», довольно информативен - «покой» напоминает слово «тихий» и относится к состоянию бездействия, и, таким образом, ток покоя - это ток, потребляемый регулятором, когда он не подает ток нагрузки. .

Вот характеристики тока покоя для серии LT3007.

Обратите внимание, что ток покоя увеличивается с ростом температуры:

Некоторые авторы используют термин «ток покоя» как еще один термин для обозначения «тока заземления», но я думаю, что будет хорошей идеей сохранить различие, используемое в этой статье: «ток покоя» относится только к току заземления, потребляемому регулятором, когда он не подает ток нагрузки.

Линия и нагрузка

Я не могу легко представить себе ситуацию, в которой вам потребуется очень точное напряжение только для целей питания; интегральные схемы устойчивы к перепадам напряжения питания. Тем не менее, есть, конечно, времена, когда вы хотите, чтобы уменьшить стоимость или компоненту области с использованием существующего линейного регулятора в качестве опорного напряжения для преобразователя данных. В этом случае вам необходимо внимательно рассмотреть различные факторы, которые могут вызвать отклонение фактического выходного напряжения регулятора от ожидаемого выходного напряжения.

Неудивительно, что одним из источников неточности является начальная разница между номинальным V OUT регулятора и фактическим V OUT - например, фактическим выходом регулятора «2,5 В» при определенной комбинации входного напряжения и нагрузки. ток может быть от 2,45 В до 2,55 В. Чтобы свести к минимуму этот источник ошибки, вы можете измерить фактическое выходное напряжение и соответствующим образом изменить оборудование или прошивку, или вы можете просто выбрать высокоточный LDO (я видел детали с начальной точностью так хорошо, как 0.5%).

Однако, помимо начальной точности, необходимо учитывать регулирование линии и нагрузки. Регулирование линии относится к тому, насколько изменяется выходное напряжение в результате изменений входного напряжения, а регулирование нагрузки относится к тому, насколько изменяется выходное напряжение в результате изменений тока нагрузки. Как показано в следующих спецификациях для ADP3339, линейное регулирование может быть выражено в единицах мВ / В (т. Е. Милливольты изменения выхода на вольт изменения входного сигнала), а регулирование нагрузки может быть выражено в единицах мВ / А (т.е.е., милливольт изменения выходного сигнала на ампер изменения тока нагрузки).

Если у вас есть хотя бы общее представление о токе нагрузки и входном напряжении, вы можете использовать характеристики линии и регулирования нагрузки для более точного прогнозирования выходного напряжения регулятора. Кроме того, вы можете компенсировать изменения тока нагрузки, учитывая регулировку нагрузки в вашей прошивке. Например, если у вас есть микроконтроллер, который знает, когда ваша плата находится в состоянии низкого энергопотребления, он может изменить расчет, применяемый к результату аналого-цифрового преобразования, на основе ожидаемого потребления тока в этом конкретном состоянии.

Не сжигайте свой LDO

Некоторые другие важные, но легко упускаемые из виду характеристики в техническом описании линейного регулятора связаны с ограничениями температуры и тепловым сопротивлением:

Спроектировать схему, в которой LDO может перегреться, проще, чем вы думаете. Эта тема рассматривается в разделе «Тепловое проектирование с линейными регуляторами напряжения».

Заключение

Мы рассмотрели некоторые тонкости работы линейного регулятора.Не забывайте смотреть на ток заземления и ток покоя, когда вам нужно минимизировать энергопотребление. Если ваша система требует высокоточного напряжения, вам следует рассмотреть начальную точность, регулировку линии и регулировку нагрузки.

Учебное пособие и основы работы с регулятором напряжения

В основном существует два типа регуляторов напряжения: линейные и импульсные. Названия происходят от того, как они работают и как они достигают регулирования напряжения. Линейные регуляторы, как правило, немного дешевле в реализации, но они не так эффективны, как их более сложные варианты переключения.

Есть также несколько «дешевых и грязных» методов, которые используются в некоторых конструкциях. Ниже приводится краткое описание и пример каждого из них.

линейный

Проще всего представить себе линейный стабилизатор как активный последовательный резистор. Он будет изменять свое эффективное сопротивление, чтобы выходное напряжение оставалось неизменным. Достоинством такого дизайна является то, что он дешев, прост в реализации и обеспечивает относительно чистый результат. Обратной стороной является то, что регулятор рассеивает относительно большое количество энергии.

Если рассматривать линейный регулятор как последовательный резистор, можно понять, как он рассеивает мощность. Падение напряжения на регуляторе похоже на падение напряжения на резисторе: разница между входной и выходной сторонами. Таким образом, если номинальное напряжение 9 В поступает, а номинальное 5 В выходит, возникает номинальное падение напряжения на 4 В. Используя уравнение Power = Current * Voltage, вы можете увидеть, что даже ток 100 мА вызывает рассеивание тепла в 400 мВт. Это просто потеря мощности 400 мВт!

Типовая линейная схема

Большинство микросхем линейных регуляторов работают только сами с собой, с входным и выходным конденсаторами. Хотя вы должны следовать рекомендациям в таблице данных, значение, которое вы выбираете для этих ограничений, обычно не так уж и важно. Самый распространенный линейный регулятор - LM7805. Эта конструкция существует уже много лет и обычно находится в корпусе TO-220.

Выбор конденсаторов

Страница 22 спецификации Fairchild LM78xx показывает, что входной конденсатор должен быть не менее 0,33 мкФ, а выходной конденсатор - 0,1 мкФ. Многие люди предпочитают использовать гораздо большие значения. Однако это бывает редко.Так что возьмите пару керамических конденсаторов и готово!

Следите за входным напряжением

Имейте в виду, что линейным регуляторам, таким как серия LM78xx (где XX - выходное напряжение), для работы требуется примерно на 2 В на Vin больше, чем ожидаемый Vout. Например, на плате Arduino подача 5 вольт на Vin приведет лишь к примерно 3,5 вольт на узле 5V. Итак, чтобы использовать LM7805 для получения 5 В, вам понадобится источник как минимум 7 В. Если вы не используете регулятор Low Drop Out.

Регулятор с малым падением напряжения (LDO)

Существует один вариант линейного регулятора, который называется регулятором с малым падением напряжения или, чаще, LDO.Эти регуляторы предназначены для работы с входным напряжением, которое намного ближе к выходному напряжению по сравнению с традиционными линейными регуляторами.

LP2985 LDO [таблица] от Texas Instruments (National) - популярный LDO. Этот LDO подходит только для слаботочных приложений, так как он ограничен примерно 150 мА. Однако при использовании версии микросхемы на 5 В входное напряжение может составлять около 4,7 В и при этом оставаться в стабилизаторе, что отлично подходит для приложений с батарейным питанием!

При использовании LDO важно выбрать правильные значения ограничения, поскольку они гораздо более чувствительны к изменениям выходного сигнала по сравнению с их «более крупными» традиционными линейными аналогами.Например, в таблице данных LP2985 указано:

Как и любой стабилизатор с малым падением напряжения, LP2985 требует внешних конденсаторов для стабильности регулятора. Эти конденсаторы должны быть правильно выбраны для хорошей работы.

Дальше почти целая страница посвящена обсуждению, какие конденсаторы выбрать.

LDO

имеют преимущество перед традиционными линейными регуляторами, но они немного сложнее. По сути, они по-прежнему работают так же и могут сжигать довольно много энергии.Для экономии энергии существует схема стабилизатора совершенно другого типа.

Импульсные регуляторы

Пример схемы переключения

Ключ к пониманию того, как работает импульсный источник питания, основан на двух принципах: как работают транзисторы и как накапливать энергию в катушках индуктивности и конденсаторах.

Транзисторы

Теоретически, когда транзистор работает как переключатель, он не сбрасывает напряжение, в то время как, когда он включен, и блокирует весь ток, когда он выключен. .Если нет падения напряжения или тока, то энергия не расходуется в виде тепла. К сожалению, это происходит только в теории. На практике также наблюдается небольшое падение напряжения или протекание тока, что приводит к потере и энергии.

Катушки индуктивности и конденсаторы

Катушки индуктивности накапливают энергию в магнитном поле, когда в них протекает ток. Конденсаторы действительно работают как фильтры напряжения. Взглянув на схему ниже, обратите внимание, что в ИС помимо выходного конденсатора есть катушка индуктивности.

Катушки индуктивности не любят, когда их ток меняется, поэтому они стараются поддерживать ток неизменным. Конденсаторам не нравится, когда напряжение меняется, поэтому они используют свою энергию для поддержания постоянного напряжения.

Переключение

Когда транзистор включается, он заряжает катушку. Когда катушка достаточно заряжена, транзистор выключается. Затем катушка сбрасывает свою энергию в виде тока в нагрузку. Выходной конденсатор работает с катушкой индуктивности, чтобы поддерживать постоянное напряжение.Транзистор внутри ИС импульсного стабилизатора будет изменять частоту переключения (или рабочий цикл), чтобы также управлять выходным напряжением.

Эта связь - очень сложная операция, но она дает огромное преимущество. Несмотря на то, что реальные детали вызывают потерю некоторой энергии, импульсный источник питания очень эффективен. Компромиссы: 1) используемые компоненты немного больше, особенно катушка. 2) Расположение компонентов имеет решающее значение для минимизации электрических шумов.3) Правильный выбор компонентов также важен. Если в конструкции требуется определенная емкость или размер катушки, эти значения следует выбирать осторожно.

Бак и Буст

Есть несколько различных типов коммутирующих источников питания. Два самых важных, о которых следует знать, - это «резервное» предложение и «повышающее» предложение. «Понижающий» источник питания будет принимать большее напряжение и «понижать» его до более низкого выходного напряжения. Например, он может потреблять питание 7 В и создавать выход 5 В. А «форсажное» предложение работает в обратном направлении.Например, элемент батареи AA на 1,5 В может быть увеличен до 5 В.

Наконец, их можно объединить в «Boost-Buck», который делает и то, и другое. Возьмем пример, когда вам нужно 5 Вольт при питании от батареи 6 В (4 AA последовательно). Часть понижающего напряжения будет работать, пока батареи не разрядятся примерно до 5 В, а затем повышающая часть будет работать до тех пор, пока батареи не будут полностью разряжены.

Альтернативные «регуляторы»

При рассмотрении альтернатив регуляторам напряжения возникают три распространенных метода: 1) делитель напряжения, 2) стабилитрон и 3) использование без регулятора.Давайте посмотрим, как работает каждый из них.

Делитель напряжения

Новички в электронике часто спрашивают, могут ли они использовать делитель напряжения в качестве регулятора. Поначалу подход кажется простым - рассчитать резистор, обеспечивающий необходимый Vout.

Худший способ сделать регулировку напряжения!

Есть две проблемы с этим слишком простым пониманием. Во-первых, он не учитывает изменение Vin. По мере изменения Vin изменится и Vout. Что еще более важно, он делает неверное предположение, что нагрузка (или устройство, подключенное к Vout) имеет постоянный И очень низкий ток.Нагрузка параллельна Z2, что означает, что она является частью общего разделителя.

Практически невозможно рассчитать делитель для ИС, такой как микропроцессор, потому что он постоянно меняет свое текущее использование, что постоянно изменяет Vout. Так что никакого регулирования не происходит.

Есть никогда любые ситуации, когда делитель напряжения должен использоваться вместо регулятора.

Ознакомьтесь с этим видеоуроком AddOhms по делителям напряжения для получения дополнительной информации о том, как они работают.

Стабилитрон

Стабилитроны

уникальны, потому что они проводят ток как в прямом, так и в обратном направлении. Они проводят обратное при определенном напряжении.

Если напряжение источника превышает напряжение обратного пробоя стабилитрона, он проводит ток, поддерживая напряжение, воспринимаемое нагрузкой «в режиме стабилизации». Чтобы это работало, необходим последовательный резистор, обозначенный как R1. Это предохраняет стабилитрон от сгорания, когда он начинает проводить ток.Это также означает, что R1 сжигает энергию независимо от того, проводит стабилитрон или нет.

Стабилитроны

как регуляторы работают нормально, когда у вас очень маломощная цепь, питаемая от батареи. Однако, если вам нужно больше нескольких десятков мА тока, они, вероятно, не являются разумным решением. Иногда люди используют их с датчиками для защиты от скачков напряжения из-за повреждения датчика.

Без регулятора

Иногда обсуждается идея вообще не использовать регулятор.Или используется только конденсатор, чтобы сгладить шум в питании. Кто-то может возразить, что если напряжение остается выше минимума микросхемы и ниже максимального входного, то регулировать его не нужно. Во многих случаях это может быть правдой. Однако, если микросхема имеет какие-либо аналоговые функции, например, аналого-цифровой преобразователь, то этот метод становится очень проблематичным.

Типичный пример - проекты Arduino, работающие от 4 аккумуляторных батарей AA. Эти элементы имеют номинальное напряжение 1,2 В, поэтому 4 последовательно соединенных элемента дают 4.8В. Поскольку они не могут превышать это значение, может вообще не потребоваться использование регулятора. Однако, если был использован импульсный источник питания, можно было бы получить больше жизни из этих клеток.

Регуляторы напряжения поддерживают стабильный уровень напряжения, чтобы цепи могли работать предсказуемо. Выбор типа регулятора будет зависеть от того, как используется схема. Для большинства хобби-проектов я бы рекомендовал использовать относительно простой линейный стабилизатор и рассматривать LDO только при необходимости.Опции, такие как стабилитрон в качестве стабилизатора, могут быть хороши только для самых минимальных конструкций, особенно с учетом того, насколько дешевы детали серии LM78xx. .Делитель напряжения никогда не должен использоваться в качестве источника питания.

Вопросы о том, чем отличаются регуляторы или что выбрать для вашего приложения? Оставляйте комментарии ниже.

Стабилизатор напряжения

для LiPo аккумуляторов - использование, значение и работа_Greenway аккумулятор

Поскольку LiPo батареи становятся мировой тенденцией, люди стараются узнать о них как можно больше. И это включает в себя понимание их спецификации, химического состава клеток и правильного обращения с ними.Для этого нужно знать, как регулируется напряжение в литий-полимерных батареях. Существует система, которая может автоматически поддерживать постоянное напряжение внутри батареи, называемое регулятором напряжения. Во время зарядки аккумуляторов в зарядных устройствах есть регулятор напряжения, который обеспечивает пропускание только определенного напряжения.

Поскольку стабилизатор напряжения является важным компонентом зарядного устройства, вам необходимо получить как можно больше информации о нем. Итак, в этом руководстве мы обсудим использование регулятора напряжения, его значение и работу с литий-полимерными батареями.Давай начнем.

LiPo аккумулятор Какой регулятор использовать:

Система зарядки за последние полвека практически не изменилась. Он состоит из генератора, регулятора и соединительных проводов. Генератор переменного тока вырабатывает переменный ток, а регулятор регулирует создаваемое им зарядное напряжение. Очень важно поддерживать идеальное напряжение для LiPo-аккумулятора. Следовательно, вы должны знать, какой регулятор лучше всего подходит для вашей батареи.

В наши дни на рынке доступно множество регуляторов напряжения, поэтому сложно выбрать один.Если пренебречь стоимостью, есть много выдающихся цифр, на которых вам нужно сосредоточиться при покупке регулятора. Цифры указаны ниже.

Вы можете выбирать среди множества регуляторов, напряжение которых фиксировано, или регуляторов, напряжение которых можно регулировать в соответствии с требованиями. Регулируемое выходное напряжение кажется очень функциональным. Однако, если вы когда-нибудь забудете, что вам необходимо отрегулировать напряжение перед подключением LiPo-аккумулятора, батарея будет замкнута накоротко. Таким образом, стабилизатор напряжения - лучший выбор.

Есть много людей, которые считают, что обе системы одинаковы, но это не так. Для линейного регулятора обычно требуется минимум 3 вольта разницы между входным и выходным напряжениями. Регулятор с низким выходным напряжением или сверхнизким напряжением имеет разницу менее 1 В. Низкое напряжение гарантирует, что даже при низком питании выходная мощность будет сохраняться.

Каждая батарея LiPo имеет определенный диапазон тока в цепи. Поэтому, выбирая максимальный выходной ток для регулятора напряжения, убедитесь, что вы поддерживаете напряжение достаточно близко к максимальному пределу.Слегка нагруженные регуляторы приводят к проблемам со стабильностью и снижению производительности. Кроме того, убедитесь, что вы не выбрали слишком высокий рейтинг устройства. Это означает, что ток короткого замыкания будет высоким, что может привести к перегреву цепи, не осознавая последствий.

Точность регулятора напряжения зависит от схемы. Итак, убедитесь, что вы знаете все о схеме LiPo батареи, прежде чем принимать решение о напряжении. В общем случае допускается изменение напряжения на 5%, и это не будет большой проблемой.

Коэффициент отклонения источника питания является важным фактором при выборе лучшего стабилизатора напряжения для LiPo батарей. Способность схемы подавлять любые колебания напряжения питания должна быть высокой.

Помимо вышеперечисленных моментов, для выбора правильного регулятора напряжения также необходимо проверить другие показатели, такие как рассеиваемая мощность, стабильность, импеданс и некоторые меры безопасности.

Что является лучшим стабилизатором напряжения LiPo?

В настоящее время неограниченное количество устройств, включая кондиционеры, сотовые телефоны и даже электроинструменты, используют LiPo батареи.И во всех них регулятор напряжения играет главную роль. Итак, вам нужно выбрать лучшее, просмотрев спецификации в соответствии с характеристиками вашей батареи.

У нас есть три рекомендации, которые могут удовлетворить ваши требования. Если нет, вы всегда можете поискать его в Интернете.

  • Технология микрочипов MIC2877-5.25YFT-TR: обычно используется для таких устройств, как компоненты робототехники, медицинское оборудование, портативные компьютеры и т. Д. Из-за микросхемы импульсного регулятора.

  • ON Semiconductor NCV51198PDR2G: подходит для таких устройств, как видеокарты, телевизоры, компьютеры, принтеры и другие встроенные системы.

В большинстве случаев вам придется выбирать между линейным регулятором и импульсным регулятором для устройства. Несмотря на то, что линейные регуляторы имеют низкий выходной шум, быструю реакцию во время помех и другие особенности; когда нам нужна энергоэффективность, лучше подходят импульсные регуляторы.А когда требуемые уровни мощности превышают несколько ватт и при постоянном токе, импульсные стабилизаторы также будут дешевле.

Как работает регулятор напряжения?

Понять работу регулятора напряжения несложно. Вам просто нужно знать стандартное электронное оборудование и термины. Несмотря на то, что эти устройства широко используются, система работает одинаково для всех. Регулятор напряжения входит в состав всех систем электроснабжения; даже в твоей машине он есть.

Внутри регулятора напряжения генерируемое напряжение переменного тока преобразуется в напряжение постоянного тока.Затем напряжение подается на аккумулятор. Аккумуляторная система будет иметь указанное значение или номинальное напряжение, которое она может принимать без повреждения цепи. Вот где работает регулятор напряжения, поддерживая напряжение в соответствии с требованиями аккумуляторной системы. Напряжение будет регулироваться в пределах батареи. Например, в телефоне зарядное устройство выдает 120 В переменного тока, что слишком много для телефона. Таким образом, регулятор напряжения снизит напряжение до предела, допустим, 8 В переменного тока, который подходит для телефона.

Все оборудование, которое мы используем сегодня, имеет определенные требования к напряжению, например, компьютер с такими компонентами, как материнская плата, охлаждающий вентилятор, жесткий диск и т. Д. Все компоненты могут идеально функционировать при заданном напряжении, которое регулируется регулятором напряжения. Таким образом, батарея LiPo может обеспечивать постоянное напряжение для каждого компонента и работать лучше.

Регуляторы напряжения

IC

Рис. 2.3.1 Типовые блоки серии LM78xx

  • Изучив этот раздел, вы должны уметь:
  • Распознавать часто используемые I.C. Регуляторы напряжения.
  • По отношению к регуляторам напряжения серии 78xx:
  • • Выберите соответствующие компоненты развязки.
  • • Разберитесь с термином «отсев».
  • • Узнайте о возможных причинах отказа ИС и их предотвращении.
  • • Изучите методы производства положительных, отрицательных и двойных расходных материалов.

Линейка интегральных схем (I.C.) LM78Xxx

Наличие схем регулятора в I.C. form значительно упростил конструкцию источников питания, и с момента их появления разнообразие конструкций, их мощность и надежность постоянно улучшались. Стабилизаторы на интегральных схемах доступны с различными номинальными значениями тока и напряжения для шунтирующих или последовательных приложений, а также для полных типов с переключаемым режимом. В настоящее время довольно редко можно найти регуляторы в действительно дискретных формах, описанных в модулях блока питания с 2.1 по 2.3, но популярные типы регуляторов 78Xxx (где X указывает подтип, а xx представляет собой выходное напряжение) используют почти те же принципы с улучшенной схемой. , в интегрированном виде.

Существуют различные диапазоны, в нескольких типах корпусов, доступных от многих производителей компонентов, некоторые из которых показаны на рис. 2.4.1. Выбор пакета зависит от требований к пространству и производительности. Типичные диапазоны приведены в таблице 1.

Таблица 1
Диапазон Выходные напряжения (V OUT ) Максимальный ток Максимальное входное напряжение Типичное падение напряжения
LM78Lxx 5.0 В, 6,2 В, 8,2 В, 9,0 В, 12 В, 15 В 100 мА 35V В ВЫХ + 1,7 В
LM78Mxx 5В, 12В, 15В 500 мА 35V В ВЫХ + 2 В
LM78xx 5,0 В, 5,2 В, 6,0 В, 8,0 В, 8,5 В, 9,0 В, 12,0 В, 15,0 В, 18,0 В, 24,0 В 1A 35 или 40 В в зависимости от типа В ВЫХ + 2.5В

Падение напряжения

Одна из важных частей данных, опубликованных в технических паспортах линейных I.C. регуляторами напряжения питания устройства. В любом линейном регуляторе, построенном из дискретных компонентов или интегрированном, таком как серия 78, выходное напряжение поддерживается стабильным для различных протеканий тока за счет изменения сопротивления регулятора (фактически, путем изменения проводимости транзистора, как описано в модуле источников питания. 2.2).

По этой причине должны выполняться две вещи:

1.Выходное напряжение всегда должно быть ниже входного.

2. Чем больше разница между входным и выходным напряжениями (при одинаковом токе), тем больше мощности должно рассеиваться в цепи регулятора, поэтому тем сильнее она становится.

Падение напряжения для любого регулятора указывает минимально допустимую разницу между выходным и входным напряжениями, если выходной сигнал должен поддерживаться на правильном уровне. Например, если регулятор LM7805 должен обеспечивать на выходе 5 В, входное напряжение должно быть не ниже 5 В +2.5 В = 7,5 В.

Однако падение напряжения не является абсолютным значением, оно может варьироваться примерно на 1 В в зависимости от тока, потребляемого на выходе, и температуры, при которой работает регулятор. Поэтому кажется разумным обеспечить комфортный запас между минимально возможным входным напряжением и минимально допустимым напряжением (выходное напряжение + падение напряжения).

Максимальное входное напряжение, указанное в таблице 1, показывает, что существует значительная допустимая разница между максимальным и минимальным входным напряжением, однако следует помнить, что чем выше входное напряжение для данного выхода, тем больше мощности необходимо рассеять через регулятор.Слишком высокое входное напряжение и потери мощности плохо сказываются на сроке службы батарей в портативном оборудовании и плохо для надежности мощного оборудования, поскольку большее нагревание означает большую вероятность неисправностей.

Например, LM7805, подающий на нагрузку 1 А при 5 В, означает, что нагрузка потребляет 5 Вт. Если входное напряжение составляет 8 В, ток через регулятор по-прежнему составляет 1 А, что составляет 8 Вт; поэтому регулятор рассеивает 8 Вт - 5 Вт = 3 Вт. Однако, если входное напряжение составляет, например, 20 В, то избыточная мощность, которая должна рассеиваться регулятором, теперь составляет 20 В x 1 А = 20 Вт минус 5 Вт, потребляемые нагрузкой = 15 Вт.

В современном линейном I.C. Однако регуляторы, а также защита от перегрузки по току и защита от перенапряжения, как описано в модуле 2.3 блока питания, существуют дополнительные схемы термического отключения для предотвращения сбоя из-за перегрева, так что если мощность слишком велика, вместо того, чтобы разрушать ИС, выход будет упадет до 0 В, пока ИС не остынет.

Даже при более разумных входных напряжениях стабилизатор I.Cs. действительно выделяют значительное количество тепла, поэтому важно, чтобы избыточное тепло эффективно рассеивалось за счет использования соответствующих радиаторов.Критерии использования радиаторов те же, что и для силовых транзисторов, обсуждаемые в Модуле 5.1 усилителей.

Дополняет серию 78xx серия 79, которая предлагает I.Cs. для обычно используемых отрицательных напряжений питания в том же диапазоне характеристик, что и серия 78, но с отрицательным выходным напряжением.

Рис. 2.3.2 Базовая схема блока питания с использованием линейного регулятора 7805 I.C.

Уменьшение пульсаций переменного тока

На рис. 2.3.2 показан регулятор серии I.C. и его связи.Обратите внимание, что C1 и C2 намного меньше, чем в источнике питания дискретных компонентов. Большой накопительный конденсатор не требуется, так как регулирующее действие I.C. уменьшит амплитуду пульсаций переменного тока (в пределах максимального диапазона входного напряжения) до нескольких милливольт на выходе.

Обеспечение устойчивости

C2 больше не является традиционным фильтрующим конденсатором, но предназначен для улучшения переходной характеристики, защиты от внезапных изменений в сети или условиях нагрузки e.грамм. скачки. Использование этих конденсаторов с указанными значениями будет поляризованного танталового типа и, хотя это не является строго обязательным во всех схемах, рекомендуется для обеспечения максимальной стабильности, предотвращая любую тенденцию И. колебаться. Они должны быть установлены как можно ближе к регулятору, а I.C. заземляющее соединение должно быть подключено к 0 В как можно физически ближе к заземлению нагрузки. Эти проблемы лучше всего решить, если регулятор I.C. используется в качестве регулятора «точки нагрузки», а не (или как) главный регулятор для всей системы электропитания.

Надежность

Применение линейного регулятора I.Cs. значительно повысил надежность источников питания, но поскольку эти ИС часто расположены на подключаемых субпанелях с системой, существует опасность повреждения ИС регулятора. (а также с другими компонентами), если панели вставляются или удаляются, когда основной источник питания все еще находится под напряжением. Это может быть связано либо с тем, что система все еще подключена к электросети, либо потому, что конденсаторы основного источника питания не полностью разряжены.

Причина в том, что при отсоединении или подключении многоходовых разъемов нет гарантии, в каком порядке отдельные контакты подключаются или отключаются, и это может привести к неожиданному короткому замыканию или разомкнутой цепи, возникающим на мгновение во время процесса подключения или отключения.

Рис. 2.3.3 Защитный диод, используемый с 7805 и большими конденсаторами

Чтобы предотвратить эту возможность, можно разработать несколько дополнительных мер безопасности вокруг схемы регулятора для защиты I.С.

В некоторых схемах электролитические конденсаторы могут использоваться для C1 и C2 в качестве альтернативы использованию танталовых или полиэфирных конденсаторов, но в этом случае использование емкости будет значительно больше, 25 мкФ или более. Однако в схемах, где C2 составляет 100 мкФ или более, существует вероятность того, что, если вход закорочен на землю, временно (или постоянно из-за неисправности), что заряд на C2 вызовет протекание большого тока обратно в I.C. выходной терминал, повредив I.C. Чтобы предотвратить это, диод, такой как 1N4002, может быть подключен через I.C. как показано на рис. 2.3.3, так что, если в любой момент времени на входной клемме будет более низкий потенциал, чем на выходе, диод проведет любой заряд на выходной клемме на землю, вместо того, чтобы пропускать ток через I.C.

Рис. 2.3.4 Влияние разомкнутой цепи заземления на 7812 IC

Если коммутационная панель отключена, когда питание находится под напряжением, возможно, что заземление заземлено на I.C. может быть отключен на мгновение перед вводом, как показано на рис. 2.3.4. В таком случае выходная клемма может подняться до уровня напряжения нерегулируемого входа, что может вызвать повреждение компонентов, питаемых от регулятора. Также, если панель подключена к уже имеющемуся питанию, такая же ситуация с мгновенным размыканием цепи заземления, а затем повреждение I.C. похоже.

Так как регуляторы напряжения обычно питаются от основного источника питания, они могут быть восприимчивы к любым скачкам сетевого напряжения, а также к обратному току.м.ф. скачки напряжения от других частей схемы. Любые положительные всплески напряжения, превышающие максимально допустимое входное напряжение (около 35 В или 40 В), или любые отрицательные всплески выше -0,8 В, которые обладают достаточной энергией, чтобы вызвать протекание значительных токов, могут повредить ИС. Некоторая защита может быть обеспечена за счет использования конденсатора большой емкости на входной клемме и / или обеспечения минимизации вероятных причин переходных процессов за счет использования ограничителей переходных процессов на входе сети и предотвращения обратного тока.m.fs. как описано в модуле 3.2 теории переменного тока.

Двойные и отрицательные расходные материалы

Линейные стабилизаторы

I.C. могут также использоваться для обеспечения регулируемого отрицательного напряжения с помощью регуляторов серии LM79xx, доступных в том же диапазоне напряжений, что и серии 78xx, но с отрицательными выходами. Их можно использовать для регулирования шин отрицательного или двойного питания.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *