Что такое стабилизатор напряжения

Введение

Современные электросети, к сожалению, не обеспечивают постоянное напряжение в розетке. В зависимости от места проживания, количества абонентов и мощности устройств на одной линии напряжение может сильно колебаться в пределах от 180 до 240 вольт.

Что такое стабилизатор напряженияСовременный стабилизатор выглядит так

Но большинство нынешней электроники крайне негативно относится к подобным экспериментам, поскольку предел для нее скачки до +-10 вольт. К примеру, телевизор или компьютер может просто выключаться, если напряжение упадет до 210, что происходит достаточно часто, особенно в вечернее время.

Рассчитывать на то, что в ближайшие годы электросети будут модернизированы, не приходится. Поэтому гражданам нужно самостоятельно позаботиться о “выравнивании” напряжения и защите электросетей. Все, что для этого нужно – приобрести стабилизатор.

Что такое байпас

Многих людей интересует вопрос: байпас в стабилизаторе что это такое? Байпасом называют оперативный переключатель режима работы прибора. Он может быть ручным и автоматическим, внешним и внутренним. В его функциональные «обязанности» входит не допускать перегрузку мощности СН, реагировать на запылённость окружающей атмосферы, выбирать щадящий режим работы при резком снижении входного напряжения. Всё это способствует безопасной работе стабилизатора и запитанных от него потребителей.

Что такое стабилизатор напряжения Управление байпасом

При выборе СН опираются на его технические характеристики. Не последнюю роль играет ценовой фактор. Купить требуемый прибор или устройство можно, не выходя из помещения, в интернет магазине.

Байпас в трубопроводных магистралях

Что такое стабилизатор напряжения
Виды байпаса Байпас — обводной трубопровод технологических установок, применяющийся для транспортировки различных сред (жидкости, газа) параллельно запорной и регулирующей арматуре. Одна из основных целей установки подобного трубопровода — проведение ремонтных работ без прекращения подачи воды, пара, газа или другого транспортируемого вещества, а также заполнение коллекторов.

Помимо этого, байпас часто используется для ускорения опорожнения или заполнения трубопровода перед ремонтом, например связанным с установкой нового теплоизоляционного слоя.

Байпас, установленный параллельно счётчику воды на входах систем водоснабжения промышленных предприятий и многоэтажных домов, позволяет значительно увеличить расход воды при возникновении чрезвычайной ситуации (тушении пожара).

Зачем нужны стабилизаторы напряжения и его важность

Все электрические устройства спроектированы и изготовлены для работы с максимальной эффективностью с типичным источником питания, который известен как номинальное рабочее напряжение. В зависимости от расчетного безопасного предела эксплуатации рабочий диапазон (с оптимальной эффективностью) электрического устройства может быть ограничен до ± 5%, ± 10% или более.

Из-за многих проблем источник входного напряжения, которое мы получаем, всегда имеет тенденцию колебаться, что приводит к постоянно меняющемуся источнику входного напряжения. Это изменяющееся напряжение является основным фактором, способствующим снижению эффективности устройства, а также увеличению частоты его отказов.

Рис. 2 — Проблемы из-за колебаний напряжения

Принцип работы симисторных стабилизаторов

Работа симисторных стабилизаторов похожа на работу релейных устройств. Отличие составляет узел переключения обмоток трансформатора.  Вместо реле у  симисторных устройств переключение обмоток происходит мощными симисторами или тиристорами. Контроллер управляют работой симисторов.

Симисторное управление обмотками не имеет контактов, поэтому отсутствуют щелчки. Автотрансформатор намотан медным проводом. Эти стабилизаторы могут работать с пониженным напряжением от 90 В и высоким напряжением до 300 В. Точность регулировки напряжения может достичь 2%, что не вызывает моргание ламп.

Однако ЭДС самоиндукции во время переключения симисторами также имеет место, как и у релейных устройств. Лучший дизайн интерьера квартиры на заказ. Так как симисторные ключи очень чувствительны к перегрузкам, им необходимо иметь запас по мощности. Такие устройства стабилизаторов напряжения имеют тяжелый температурный режим.

Что такое стабилизатор напряжения
Схема работы симисторного стабилизатора

Поэтому симисторы ставятся на радиаторы с принудительным охлаждением вентиляторами. Работа этого вида устройства осуществляется по заводской программе, которая имеет неприятность ошибаться при эксплуатации.

В этом случае поможет только заводской ремонт. Стоимость таких стабилизаторов, на мой взгляд, завышена. Существуют симисторные стабилизаторы марки Volter с высокой степенью точности. Принцип работы этих стабилизаторов напряжения осуществляется по двухступенчатой системе. Первая ступень регулирует выходное напряжение грубо, а вторая степень имеет точную регулировку выходного напряжения.

Что такое стабилизатор напряжения
Схема работы двухступеньчатого стабилизатора Volter

Один контроллер управляет двумя ступенями. По сути это два стабилизатора в одном корпусе. Обмотки обеих ступеней намотаны на одном трансформаторе.  При 12 ключах двух ступеней стабилизатор имеет 36 уровней регулировки выходного напряжения, чем и достигается высокая точность выходного напряжения.

Возможности релейного стабилизатора напряжения с цифровым дисплеем

Применение релейного стабилизатора напряжения в быту обычно преследует цель предотвратить резкие скачки напряжения, способные вызвать выход из строя компьютеров и бытовой техники, а также избыточное нагревание кабелей и инциденты короткого замыкания. Устройство приводит поступающее на него напряжение к усредненному значению 220 вольт. Оно совместимо с самыми разными типами техники: электрическими плитами, холодильниками, морозильными камерами. Цифровые приборы обладают большим быстродействием и меньшей погрешностью, чем другие варианты стабилизационных устройств. Релейный прибор реагирует за 5-7 миллисекунд, независимо от того, насколько показатель на входе увеличился, по сравнению с прежним. Погрешность аппарата составляет около 8% в обе стороны.

Популярные статьи  Датчик движения 12 вольт

Важно! Работа при напряжении, повышенном хотя бы на 20 вольт, по сравнению с номиналом, уменьшает срок эксплуатации техники в 4 раза (в случае некоторых устройств, например, экономичных лампочек, еще сильнее)

Как правильно выбрать

Теперь вы знаете, зачем нужен стабилизатор напряжения для дома. Рассмотрим, как правильно выбирать устройства.

Первым делом вам нужно определить, какое количество устройств одновременно будет работать. К примеру, если вы на кухне, то включаете электрочайник, микроволновку и посудомойку. В зале – это телевизор и компьютер, в ванной стиралка. При этом в квартире не выключаясь работает холодильник и котел индивидуального отопления – эти устройства также потребляют 200-300 ватт.

Узнать мощность устройств можно по паспорту. Но обязательно учитывайте, что производители указывают активную мощность, а не реальную.

Что такое стабилизатор напряженияСпособ монтажа стабилизатора после счетчика

К примеру, потребление вашей квартиры составляет 2000 ватт. Это вполне реальная цифра для классической “двушки” с современной техникой, причем не оборудованной мощными потребителями типа бойлера, электродуховки и варочной поверхности. Чтобы учесть полную мощность, нужно добавить 20%. Также вы должны понимать, что если сеть просаживается на 20 вольт, то трансформатор теряет 20% своей мощности. В итоге суммарный запас достигнет 30-40%, и вам нужно будет приобретать стабилизатор мощностью 2000*0,4+2000=2800-ваттное устройство.

Это вся необходимая информация про стабилизатор напряжения: что это такое и как он работает вы теперь знаете. Осталось разобраться, как же его правильно подключить. Устанавливать его рекомендуется сразу за счетчиком, до электрического щитка, хотя можно цеплять и отдельно на нужные линии. Устройство необходимо заземлять, чтобы в случае проблем оно увело ток и защитило вашу технику. Для подключения лучше пригласить опытного электрика.

Преимущества и недостатки

К числу главных преимуществ использования такой техники следует отнести:

  • достаточно большой диапазон показателей входа (некоторые модели работают и с пониженными значениями от 90 вольт);
  • компактные габариты устройств, возможность подобрать прибор для монтажа на стену;
  • высокую скорость коррекции показателей;
  • бесшумность работы;
  • невысокий порог восприимчивости к изменениям данных на входе.

Устройство обладает недостатками:

  1. Корректно работать оно способно при температуре окружающей среды, вписывающейся в рамки от -20 до +40 градусов по Цельсию. Если требуется стабилизация сети в условиях зимних морозов, потребуется позаботиться о создании нужного температурного режима.
  2. Коррекция показателей электротока осуществляется ступенчатым образом. Из-за этого возможны непродолжительные скачки в сети.
  3. Бракованное реле может срабатывать некорректным образом.

Важно! Выбор недостаточно мощной модели может инициировать перебои в сети или аварийную ситуацию. Общий (суммарный) мощностной показатель всех предметов электротехники в доме должен составлять не более, чем 0,5 от мощности стабилизирующего устройства

Методы переключения в байпас

Переключение стабилизатора в режим байпаса можно осуществить внешним и внутренним переключателем. Они в свою очередь могут быть механическими или электронными.

Внешние устанавливаются по желанию потребителя. Использовать их очень удобно, если возникает потребность полностью обесточить и изъять устройство, например, для ремонта.

Самое простое внешнее переключение осуществляется встраиваемым в электрический щиток трёх позиционным кулачковым переключателем. Это механическое устройство позволяет одним щелчком производить переключение режима работы стабилизатора. Иногда регуляторы электроэнергии помещают в специально изготовленные для них шкафы. Их размещают в помещениях потребителя или на электрической опоре, рядом с участком. Такие шкафы могут изначально оснащаться внешними переключателями электронного или механического типа.

Внешним переключателем можно дополнить сеть стабилизатора любого типа, независимо от комплектации.

Механический способ

Встроенный механический переключатель работает аналогично внешнему. Переключение осуществляется тумблером или рукояткой. Такими переключателями оборудуют регуляторы мощностью от 3 кВА. Стабилизаторы меньшей мощности обычно изготавливают переносными, и оснащают обходными розетками. Режимы работы переключателей и розеток обозначают как «Стабилизация» и «Байпас».

Механические переключатели просты и надёжны. Поэтому уже давно и успешно используются в электрических схемах.

Отключение режима байпас производится в обратной последовательности.

Электронный способ

Электронное переключение осуществляется двумя способами – ручным и автоматически.

В ручном режиме, при нажатии на кнопку «Байпас», электрический сигнал поступает на реле или полупроводники. И уже ими включается режим обхода стабилизатора. При таком варианте переключения следует руководствоваться рекомендациями для механического способа.

В автоматическом режиме электронный способ переключения в режим байпас осуществляется процессором с помощью реле либо полупроводников. Автоматически электричество может запускаться в обход регулятора по двум причинам — это критические ситуации либо стабильное напряжение на протяжении длительного времени. В обоих случаях стабилизатор контролирует входящее напряжение.

Устройства моделей с регулятором

Для холодильного оборудования востребованным является регулируемый стабилизатор напряжения. Схема его подразумевает возможность настройки прибора перед началом использования. В данном случае это помогает в устранении высокочастотных помех. В свою очередь электромагнитное поле проблем для резисторов не представляет.

Конденсаторы также включаются в регулируемый стабилизатор напряжения. Схема его не обходится без транзисторных мостов, которые соединяются между собой по коллекторной цепочке. Непосредственно регуляторы могут устанавливаться различных модификаций. Многое в данном случае зависит от предельного напряжения. Дополнительно учитывается тип трансформатора, который имеется в стабилизаторе.

Стабилизированный источник питания 12В / 30А

Представляем мощный стабилизированный блок питания на 12 В. Он построен на микросхеме стабилизатора LM7812 и транзисторах TIP2955, что обеспечивает ток до 30 А. Каждый транзистор может давать ток до 5 А, соответственно 6 транзисторов обеспечат ток до 30 А. Можно изменением количества транзисторов и получить желаемое значение тока. Микросхема выдает ток около 800 мА.

Популярные статьи  Современные промышленные терморегуляторы

На его выходе установлен предохранитель в 1 А для защиты от больших переходных токов. Нужно обеспечить хороший теплоотвод от транзисторов и микросхемы. Когда ток через нагрузку большой, мощность рассеиваемая каждым транзистором также увеличивается, так что избыточное тепло может привести к пробою транзистора.

В этом случае для охлаждения потребуется очень большой радиатор или вентилятор. Резисторы 100 Ом используются для стабильности и предотвращения насыщения, т.к. коэффициенты усиления имеют некоторый разброс у одного и того же типа транзисторов. Диоды моста рассчитаны не менее, чем на 100 А.

Примечания

Наиболее затратным элементом всей конструкции, пожалуй, является входной трансформатор, Вместо него возможно использование двух последовательно соединенных батарей автомобиля. Напряжение на входе стабилизатора должно быть на несколько вольт выше требуемого на выходе (12В), чтобы он мог поддерживать стабильный выход. Если используется трансформатор, то диоды должны выдерживать достаточно большой пиковый прямой ток, обычно, 100А или более.

Через LM 7812 будет проходить не более 1 А, остальная часть обеспечивается транзисторами.Так как схема рассчитана на нагрузку до 30А, то шесть транзисторов соединены параллельно. Рассеиваемая каждым из них мощность – это 1/6 часть общей нагрузки, но все же необходимо обеспечить достаточный теплоотвод. Максимальный ток нагрузки приведет к максимальному рассеиванию, при этом потребуется крупногабаритный радиатор.

Для эффективного отвода тепла от радиатора, может быть хорошей идеей применение вентилятора или радиатора с водяным охлаждением. Если блок питания нагружен на максимальную нагрузку, а силовые транзисторы вышли из строя, то весь ток пройдет через микросхему, что приведет к катастрофическому результату. Для предотвращения пробоя микросхемы на ее выходе стоит предохранитель в 1 А. Нагрузка 400 МОм только для тестирования и не входит в окончательную схему.

Вычисления

Данная схема отличная демонстрация законов Кирхгофа. Входящая в узел сумма токов, должна быть равна сумме токов выходящих из этого узла, а сумма падений напряжений на всех ветвях, любого замкнутого контура цепи должна быть равна нулю. В нашей схеме, входное напряжение 24 вольт, из них 4В падения на R7 и 20 В на входе LM 7812, т.е 24 -4 -20 = 0. На выходе суммарный ток нагрузки 30А, регулятор поставляет 0.866А и 4.855А каждый из 6 транзисторов: 30 = 6 * 4.855 + 0.866.

Ток базы составляет около 138 мА на транзистор, чтобы получить ток коллектора около 4.86А коэффициент усиления по постоянному току для каждого транзистора должен быть не менее 35.

TIP2955 удовлетворяет этим требованиям. Падение напряжения на R7 = 100 Ом при максимальной нагрузке будет 4В. Рассеиваемая на нем мощность, вычисляется по формуле P= (4 * 4) / 100, т.е 0.16 Вт. Желательно, чтобы этот резистор был мощностью 0.5 Вт.

Входной ток микросхемы поступает через резистор в цепи эмиттера и переход Б-Э транзисторов. Еще раз применим законы Кирхгофа. Входной ток регулятора состоит из тока 871 мА, протекающего по цепи базы, и 40.3мА через R = 100 Ом. 871,18 = 40,3 + 830. 88. Входной ток стабилизатора всегда должен быть больше выходного. Мы видим, что он потребляет только около 5 мА и практически не должен греться.

Тестирование и ошибки

Во время первого испытании, не надо подключать нагрузку. Вначале измеряем вольтметром напряжение на выходе, оно должно быть 12 вольт, или не сильно отличающаяся величина. Затем подключаем сопротивление около100 Ом, 3 Вт в качестве нагрузки.Показания вольтметра не должны измениться. Если вы не видите 12 В, то, предварительно выключив питание, следует проверить корректность монтажа и качество пайки.

Один из читателей, получил на выходе 35 В, вместо стабилизированных 12 В. Это было вызвано коротким замыканием силового транзистора. Если есть КЗ любого из транзисторов, придется отпаять все 6 для проверки мультиметром переходов коллектор-эмиттер.

Обзор моделей

Что такое стабилизатор напряженияОбзор современных стабилизаторов для дома проще всего провести, ориентируясь на достоинства и недостатки нескольких фирменных образцов. Для этого выбраны модели, представляющие такие конкурирующие фирмы как «Ресанта», «Энергия», отечественная разработка «Штиль», а также бренд под названием Sven.

Рейтинг стабилизаторов для дома возглавляет модель от производителя «Ресанта», выпускающего изделия с прекрасным соотношением цены и качества. Приборы этой фирмы способны работать с нагрузкой различной величины (мощностью от десятков до сотен Ватт). В ассортименте «Ресанты» представлено множество однофазных моделей релейного типа, но нередко встречаются и образцы с двойным преобразованием напряжения (инверторы). Недостатков у этого бренда практически нет (кроме цены).

Вторую позицию в рейтинге занимает «Энергия» – многопрофильная компания, только недавно освоившая выпуск качественных стабилизаторов. Все модели этого производителя отличаются выверенным соотношением качества и цены и пользуются неизменным спросом у российского потребителя. К их достоинствам также относят широкий выбор различных исполнений.

Далее идет компания «Штиль», выпускающая бюджетные изделия и модели средней ценовой категории, а также образцы премиум класса. Особенно популярны электронные инверторы, не уступающие по своим возможностям современным источникам бесперебойного питания.

Методы переключения в байпас

Переключение стабилизатора в режим байпаса можно осуществить внешним и внутренним переключателем. Они в свою очередь могут быть механическими или электронными.

Внешние устанавливаются по желанию потребителя. Использовать их очень удобно, если возникает потребность полностью обесточить и изъять устройство, например, для ремонта.

Популярные статьи  Подозрение на воровство электроэнергии соседями

Самое простое внешнее переключение осуществляется встраиваемым в электрический щиток трёх позиционным кулачковым переключателем. Это механическое устройство позволяет одним щелчком производить переключение режима работы стабилизатора. Иногда регуляторы электроэнергии помещают в специально изготовленные для них шкафы. Их размещают в помещениях потребителя или на электрической опоре, рядом с участком. Такие шкафы могут изначально оснащаться внешними переключателями электронного или механического типа.

Внешним переключателем можно дополнить сеть стабилизатора любого типа, независимо от комплектации.

Механический способ

Встроенный механический переключатель работает аналогично внешнему. Переключение осуществляется тумблером или рукояткой. Такими переключателями оборудуют регуляторы мощностью от 3 кВА. Стабилизаторы меньшей мощности обычно изготавливают переносными, и оснащают обходными розетками. Режимы работы переключателей и розеток обозначают как «Стабилизация» и «Байпас».

Механические переключатели просты и надёжны. Поэтому уже давно и успешно используются в электрических схемах.

Отключение режима байпас производится в обратной последовательности.

Электронный способ

Электронное переключение осуществляется двумя способами – ручным и автоматически.

В ручном режиме, при нажатии на кнопку «Байпас», электрический сигнал поступает на реле или полупроводники. И уже ими включается режим обхода стабилизатора. При таком варианте переключения следует руководствоваться рекомендациями для механического способа.

В автоматическом режиме электронный способ переключения в режим байпас осуществляется процессором с помощью реле либо полупроводников. Автоматически электричество может запускаться в обход регулятора по двум причинам – это критические ситуации либо стабильное напряжение на протяжении длительного времени. В обоих случаях стабилизатор контролирует входящее напряжение.

Экстремальные ситуации могут быть вызваны перегрузкой или поломкой стабилизирующего устройства. Перегрузка обычно возникает из-за неисправности электроприборов либо подключения к домашней сети дополнительного мощного оборудования. При этом режим байпас включится, только если входящее напряжение соответствует норме. Если в этот момент напряжение внешней сети нестабильно, то стабилизатор просто отключит подачу электричества. Возвращение нормальных параметров (снижение нагрузки) автоматически вызовет переключение на режим стабилизации.

У некоторых регуляторов возможен автоматический перевод в обход, при стабильном напряжении подающей сети. В этой ситуации стабилизация электроэнергии не требуется. После переключения устройство контролирует параметры электрической энергии и включает режим стабилизации при необходимости.

Электронное переключение позволяет стабилизатору быстро реагировать в экстремальных ситуациях и исключает влияние человеческого фактора.

Использование режима «байпас» на практике

1. Если стабилизатор напряжения выйдет из строя, байпас позволит не остаться без электропитания. В таком случае нужно просто включить для стабилизатора режим «байпас» и напряжение будет подаваться в обход него без изменений. Если стабилизатор не поддерживает работу в транзитном режиме, придется вызывать электрика чтобы он перекинул провода и восстановил питание напрямую от сети.

Причем, в этом случае байпас может выполнять защитную функцию, контролируя выходное напряжение — если входное напряжение выйдет за пределы рабочего диапазона, он отключит нагрузку. В случае с электронным байпасом, подача напряжения на нагрузку возобновляется автоматически при нормализации сетевых параметров.

Электронный байпас позволяет задавать параметры рабочего диапазона входного напряжения. Кроме того, в зависимости от заданных настроек, при аварии он может: выводить на табло причину неисправности и отключать нагрузку, либо выводить причину неисправности и подавать напряжение на нагрузку непосредственно из сети.

Доступ к удаленному дисплею symmetra mw ii

  • Изображение
  • Текст

Эксплуатация

Система с внешним автоматическим

выключателем байпаса

Открытие экранов сводок с помощью внешнего автоматического выключателя байпаса

На экране Bypass Parallel System (Параллельная система байпаса) отображаются обзорные сведения о системе ИБП и автоматических выключателях. Здесь также показано состояние системы и поток мощности в системе, и предоставлен доступ к экранам Bypass Summary (Сводка по байпасу) и Operation (Режим работы). Функции экрана Operation (Режим работы) на внешнем автоматическом выключателе байпаса ограничены по сравнению с аналогичным экраном на ИБП.

1. Экраны Bypass Summary (Сводка по байпасу)

2. Экран Operation (Режим работы)

Доступ к удаленному дисплею Symmetra MW II

Чтобы открыть доступные только для чтения экраны дисплея, введите в адресной строке браузера IP-адрес дисплея Symmetra MW II. Настройка ИБП Symmetra MW II или его дисплея с помощью удаленного дисплея не поддерживается.

990–1377F–028

9

Что такое стабилизатор напряжения

Схема стабилизатора напряжения 12 вольт для светодиодов в авто собственными руками на базе LM2940CT-12.0

Что такое стабилизатор напряжения Схема LM2940CT-12.0

Также для сборки качественного стабилизатора напряжения на автомобиль используют схему LM2940CT-12.0. В качестве корпуса используем абсолютно любой материал, за исключением древесины. Если в машине планируется установить свыше 10 светодиодных ламп, тогда к стабилизатору желательно прикрепить ещё и алюминиевый радиатор.

Возможно, некоторые уже имели опыт работы с таким оборудованием, и скажут, что нет никакой необходимости использовать дополнительные детали — сразу напрямую подключаем светодиоды и наслаждаемся работой. Так сделать можно, но в таком случае лампочки будут постоянно находиться в неблагоприятных условиях, а потому скоро сгорят.

Достоинства всех приведенных схем стабилизатора напряжения 12В собственными руками  — простота сборки. Чтобы собрать стабилизатор, не нужно обладать какими-то особыми умениями и навыками. Но если предоставленные картинки вызывают только недоумение, тогда своими руками не следует пытаться собрать схему.

Оцените статью
Добавить комментарии

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: