Стабилизатор напряжения переменного тока: Стабилизаторы переменного напряжения | Статья

Опубликовано в Разное
/
3 Фев 1973

Содержание

Стабилизаторы напряжения Ресанта — Каталог

Оснащение на производстве и оборудование бытового пользования незащищены от поломок из-за внезапных скачков напряжения и кратковременного отключения питания, что влечет за собой убытки и траты на восстановление. Для того чтобы обезопасить себя стоит купить стабилизатор напряжения, который способен производить выравнивание и поддержание напряжения в узких пределах. Стабилизатор напряжения – агрегат, защищающий оборудование и приборы электрической сети путем аккумулирования и распределения мощностей при нарушении хода питания от электросети.

Для получения консультации по стабилизаторам напряжения в Москве, их свойствам и условиям приобретения вы можете позвонить по телефону 8 (800) 100-73-84.

Какие бывают стабилизаторы напряжения?

Можно выделить пять групп стабилизаторов:

  • самый дешевый представитель стабилизаторов. Подобные приспособления не отличаются высокой точностью показателей и не склонны поддерживать высокое напряжение, поэтому применимы исключительно к приборам низкого напряжения;
  • сервоприводные. Характеризуются умением ровно перевести напряжение в необходимые показатели, а также высокоточными показаниями. Но с учетом наличия механических процессов внутри деталей склонны к частым поломкам, не способны быстро среагировать на изменение подаваемой мощности;
  • симисторные. Обладают быстрой реакцией на изменение напряжения, достаточно хорошо поддерживают высокие мощности, но не обладают точностью показаний;
  • инверторные. Обладают компактными габаритными размерами, быстрой реакцией на изменения напряжения. Они отличаются долговечностью и приемлемой стоимостью;
  • феррорезонансные – представлены по приемлемым ценам на рынке. Обладают отменной точностью показаний, долго удерживают постоянную мощность, но имеют объемные габариты.

Как выбирать стабилизатор напряжения?

При выборе необходимо учитывать определенные параметры:

  • уровень входного напряжения от минимального до предельно возможного;
  • требуемая точность стабилизации;
  • способность к перегрузкам;
  • защита от коротких замыканий;
  • схема контроля напряжения на входе;
  • способность автоматического включения/выключения;
  • наличие дополнительных фильтров импульсов.

Если у вас возникли сложности с выбором, обратитесь к нашим консультантам по телефону 8 (800) 100-73-84.

Где купить стабилизатор напряжения?

На нашем сайте представлен широкий выбор стабилизаторов напряжения различных типов с максимальной мощностью до 150 КВт. У нас вы можете приобрести понравившуюся модель с учетом всех пожеланий. Цена на стабилизаторы напряжения зависит от типа и параметров прибора.

Обращайтесь к нам – мы поможем вам подобрать то, что вы ищете по невысокой стоимости.

Военно-техническая подготовка

1.8. Стабилизаторы

Стабилизатор напряжения

— электромеханическое или электрическое (электронное) устройство, имеющее вход и выход по напряжению, предназначенное для поддержания выходного напряжения в узких пределах, при существенном изменении входного напряжения и выходного тока нагрузки.


1.8.1. Стабилизатор постоянного тока.

Линейный стабилизатор

Линейный стабилизатор представляет собой делитель напряжения, на вход которого подаётся входное (нестабильное) напряжение, а выходное (стабилизированное) напряжение снимается с нижнего плеча делителя. Стабилизация осуществляется путём изменения сопротивления одного из плеч делителя: сопротивление постоянно поддерживается таким, чтобы напряжение на выходе стабилизатора находилось в установленных пределах. При большом отношении величин входного/выходного напряжений линейный стабилизатор имеет низкий КПД, так как большая часть мощности Pрасс = (Uin — Uout) * It рассеивается в виде тепла на регулирующем элементе. Поэтому регулирующий элемент должен иметь возможность рассеивать достаточную мощность, то есть должен быть установлен на радиатор нужной площади. Преимущество линейного стабилизатора — простота, отсутствие помех и небольшое количество используемых деталей.

В зависимости от расположения элемента с изменяемым сопротивлением:

Последовательный : регулирующий элемент включен последовательно с нагрузкой.

Параллельный : регулирующий элемент включен параллельно нагрузке.

В зависимости от способа стабилизации:

Параметрический : в таком стабилизаторе используется участок ВАХ прибора, имеющий большую крутизну.

Компенсационный : имеет обратную связь. В нём напряжение на выходе стабилизатора сравнивается с эталонным, из разницы между ними формируется управляющий сигнал для регулирующего элемента.

Параллельный параметрический стабилизатор на стабилитроне

Рис 1.

Применяется для стабилизации напряжения в слаботочных схемах, так как для нормальной работы схемы ток через стабилитрон D1 должен в несколько раз (3-10) превышать ток в стабилизируемой нагрузке RL. Часто такая схема линейного стабилизатора применяется как источник опорного напряжения в более сложных схемах стабилизаторов. Для снижения нестабильности выходного напряжения, вызванной изменениями входного напряжения, вместо резистора RV применяется источник тока. Однако эта мера не уменьшает нестабильность выходного напряжения, вызванную изменением сопротивления нагрузки.

Последовательный стабилизатор на биполярном транзисторе

Рис 2.

Uout = Uz — Ube.

По сути, это рассмотренный выше параллельный параметрический стабилизатор на стабилитроне, подключённый ко входу эмиттерного повторителя. В нём нет цепей обратной связи, обеспечивающих компенсацию изменений выходного напряжения.

Его выходное напряжение меньше напряжения стабилизации стабилитрона на величину Ube, которая практически не зависит от величины тока, протекающего через p-n переход, и для приборов на основе кремния приблизительно составляет 0,6В. Зависимость Ube от величины тока и температуры ухудшает стабильность выходного напряжения, по сравнению с параллельным параметрическим стабилизатором на стабилитроне.

Эмиттерный повторитель (усилитель тока) позволяет увеличить максимальный выходной ток стабилизатора, по сравнению с параллельным параметрическим стабилизатором на стабилитроне, в β раз (где β — коэффициент усиления по току данного экземпляра транзистора). Если этого недостаточно, применяется составной транзистор.

При отсутствии сопротивления нагрузки (или при токах нагрузки микроамперного диапазона), выходное напряжение такого стабилизатора (напряжение холостого хода) возрастает на 0,6В за счёт того, что Ube в области микротоков становится близким к нулю. Для преодоления этой особенности, к выходу стабилизатора подключают балластный нагрузочный резистор, обеспечивающий ток нагрузки в несколько мА.

Последовательный компенсационный стабилизатор с применением операционного усилителя

Рис 3.

Часть выходного напряжения Uout, снимаемая с потенциометра R2, сравнивается с опорным напряжением Uz на стабилитроне D1. Разность напряжений усиливается операционным усилителем U1 и подаётся на базу регулирующего транзистора, включенного по схеме эмиттерного повторителя. Для устойчивой работы схемы петлевой сдвиг фазы должен быть близок к 180°+n*360°. Так как часть выходного напряжения Uout подаётся на инвертирующий вход операционного усилителя U1, то операционный усилитель U1 сдвигает фазу на 180°, регулирующий транзистор включен по схеме эмиттерного повторителя, который фазу не сдвигает. Петлевой сдвиг фазы равен 180°, условие устойчивости по фазе соблюдается.

Опорное напряжение Uz практически не зависит от величины тока, протекающего через стабилитрон, и равно напряжению стабилизации стабилитрона. Для повышения его стабильности при изменениях Uin, вместо резистора RV применяется источник тока.

В данном стабилизаторе, операционный усилитель фактически включён по схеме неинвертирующего усилителя (с эмиттерным повторителем, для увеличения выходного тока). Соотношение резисторов в цепи обратной связи задают его коэффициент усиления, который определяет, во сколько раз выходное напряжение будет выше входного (то есть опорного, поданного на неинвертирующий вход ОУ). Поскольку коэффициент усиления неинвертирующего усилителя всегда больше единицы, величина опорного напряжения Uz (напряжение стабилизации стабилитрона) должна быть выбрана

меньше , чем Uout.

Нестабильность выходного напряжения такого стабилизатора практически полностью определяется нестабильностью опорного напряжения, за счёт большого коэффициента петлевого усиления современных ОУ ( G openloop = 105 ÷ 106).

Для исключения влияния нестабильности входного напряжения на режим работы самого ОУ, он может запитываться стабилизированным напряжением (от дополнительных параметрических стабилизаторов на стабилитроне).

Импульсный стабилизатор

В импульсном стабилизаторе ток от нестабилизированного внешнего источника подаётся на накопитель (обычно конденсатор или дроссель) короткими импульсами; при этом запасается энергия, которая затем высвобождается в нагрузку в виде электрической энергии, но, в случае дросселя, уже с другим напряжением. Стабилизация осуществляется за счёт управления длительностью импульсов и пауз между ними — широтно-импульсной модуляции. Импульсный стабилизатор, по сравнению с линейным, обладает значительно более высоким КПД. Недостатком импульсного стабилизатора является наличие импульсных помех в выходном напряжении.

В отличие от линейного стабилизатора, импульсный стабилизатор может преобразовывать входное напряжение произвольным образом (зависит от схемы стабилизатора):

Понижающий стабилизатор : выходное стабилизированное напряжение всегда ниже входного и имеет ту же полярность.

Повышающий стабилизатор : выходное стабилизированное напряжение всегда выше входного и имеет ту же полярность.

Повышающе-понижающий стабилизатор : выходное напряжение стабилизировано, может быть как выше, так и ниже входного и имеет ту же полярность. Такой стабилизатор применяется в случаях, когда входное напряжение незначительно отличается от требуемого и может изменяться, принимая значение как выше, так и ниже необходимого.

Инвертирующий стабилизатор

: выходное стабилизированное напряжение имеет обратную полярность относительно входного, абсолютное значение выходного напряжения может быть любым.


1.8.2. Стабилизатор переменного тока.

Ферромагнитные стабилизаторы

Во времена СССР получили широкое распространение бытовые феррорезонансные стабилизаторы напряжения. Обычно через них подключали телевизоры. В телевизорах первых поколений применялись сетевые блоки питания с линейными стабилизаторами напряжения (а некоторые цепи и вовсе питались нестабилизированным напряжением), которые не всегда справлялись с колебаниями напряжения сети, особенно в сельской местности, что требовало предварительной стабилизации напряжения. С появлением телевизоров 4УПИЦТ и УСЦТ, имевших импульсные блоки питания, необходимость в дополнительной стабилизации напряжения сети отпала.

Феррорезонансный стабилизатор состоит из двух дросселей: с ненасыщаемым сердечником (имеющим магнитный зазор) и насыщенным, а также конденсатора. Особенность ВАХ насыщенного дросселя в том, что напряжение на нём мало изменяется при изменении тока через него. Подбором параметров дросселей и конденсаторов можно обеспечить стабилизацию напряжения при изменении входного напряжения в достаточно широких пределах, но незначительное отклонение частоты питающей сети очень сильно влияло на характеристики стабилизатора.

Электромеханические стабилизаторы напряжения

Регулировка напряжения в электромеханических (электродинамических) стабилизаторах осуществляется автоматически, путём перемещения токосъёмного узла по обмотке трансформатора, что обеспечивает плавное изменение коэффициента его трансформации до достижения заданной величины выходного напряжения.

Это единственный тип стабилизаторов, обеспечивающий плавную регулировку напряжения не внося при этом искажений в форму синусоиды. Стабилизаторы этого типа обладают достаточно высокой точностью удержания выходного напряжения (2..3 %) и обеспечивают наиболее комфортный режим питания бытовой техники. Они успешно используются как в быту так и на производствах.

Однако, существует несколько ограничений области их применения: первое — невозможность работы при отрицательных температурах (в силу наличия открытых токоведущих поверхностей и опасности короткого замыкания из-за выпадения конденсата). Кроме этого, электромеханические стабилизаторы обладают сравнительно узким диапазоном входных напряжений (как правило, 150—260 Вольт) и невысокой скоростью регулировки, ограниченной скоростью перемещения сервоприводом токосъёмного узла.

В качестве токосъёмного элемента используются графитовые щётки или ролики с графитовым напылением. Роликовый токосъёмный узел менее капризен по отношению к запылению, однако требует проведения профилактических работ направленных на предотвращение заклинивания, поэтому такая конструкция используется, как правило, в промышленных стабилизаторах, а щёточный узел устанавливается в бытовых моделях. Скорость износа токосъёмных элементов обоих типов примерно одинакова и, в зависимости от интенсивности использования, через 7-11 лет требуется его замена.

Электронные стабилизаторы напряжения

Делятся на ступенчатые и непрерывного действия. Электронные ступенчатые стабилизаторы регулируют напряжение, переключая обмотки специального трансформатора посредством электронных ключей. Ключи управляются процессором по специальной программе.

В настоящее время существует два типа электронных стабилизаторов напряжения: с полупроводниковыми и релейными ключами. Последние было бы правильнее отнести к электронно-механическим, так как реле является электромеханическим элементом.

Стабилизаторы имеют большое быстродействие, поэтому применяются в комплексе с дорогостоящим оборудованием, требующем защиты от всех аномалий сети. Их также используют в жилых домах и на производствах. К преимуществам электронных стабилизаторов напряжения можно отнести их возможность работы при отрицательных температурах окружающей среды.

Электронные стабилизаторы непрерывного действия регулируют напряжение, изменяя либо сопротивление регулирующего элемента, как правило — транзистора, либо включая и выключая регулирующий элемент с высокой частотой (десятки килогерц), и управляя временем включенного и выключенного состояния регулирующего элемента (чаще всего IGBT транзистор). Такой метод регулирования называется ШИМ (широтно-импульсная модуляция). Стабилизаторы, использующие высокочастотную ШИМ, на данный момент являются наиболее совершенной реализацией стабилизатора переменного напряжения, и при правильном исполнении ближе всего к понятию «идеальный стабилизатор». В отличие от стабилизаторов инверторного типа, в них не происходит предварительного преобразования переменного напряжения в постоянное, а преобразованию подвергается непосредственно входное переменное напряжение, что обеспечивает им высокий КПД и приемлемую стоимость.

Стабилизатор напряжения переменного тока

Приступая к выбору стабилизатора напряжения переменного тока, следует первоначально ознакомиться с его назначением. Функционирование устройства базируется на принципе работы автотрансформатора. То есть, этот модуль отвечает за стабилизацию параметров входного напряжения, корректируя всплески или провалы электротока. Выполняет это автотрансформатор при помощи специальной платы управления, давая на выходе напряжение в пределах 220 В для однофазных потребителей и 380 В для трёхфазных, с возможными незначительными колебаниями от 0,5 % до 7 %.

Чтобы повысить либо повысить значение на выходе автотрансформатор задействует определенную обмотку, активация которой происходит при посредстве коммутационных ключей – для электронных стабилизаторов либо подключения к обмотке модуля токосъёмного контактора – для электромеханических стабилизаторов.

Следует понимать, что стабилизатор не вырабатывает напряжение, а корректирует параметры, получаемые от стационарной энергопитающей линии, приводя их к оптимальному значению — 220 В либо 380 В. При этом, в зависимости от модели, допускается некоторая погрешность. Частота электротока в сетевом проводе равна 50 Гц, дополнительно к стабилизации некоторые модели и исправляют форму напряжения, придавая волне чистую синусоиду. Благодаря таким качествам стабилизирующее устройство считается эффективной защитой техники от возможных рисков короткого замыкания, грозовых разрядов или понижения напряжения. Подобные приборы нельзя использовать в цепи, устанавливая после бытового генератора энергии.

Это обусловлено тем, что дизельный генератор или бензиновый на выходе также дают напряжение, приближенное к синусоиде. Однако его форма обладает пилообразными всплесками, с колебаниями частоты – от 48 до 52 Гц. В сравнении с обычными генераторами наиболее качественную энергию производят инверторные бензиновые генераторы, параметры вырабатываемого напряжения которых практически идентичны с выдаваемыми основной сетью. Но благодаря этому, в сочетании с инверторными генераторами использовать стабилизатор напряжения не имеет смысла.

Начинать выбор стабилизатора переменного напряжения необходимо с определения фазности устройства. Если проводка в доме выполнена только двужильным проводом («нуль» и «фаза»), то все нагрузки в нем относятся к однофазным. То есть подбирается стабилизатор с соответствующим количеством фаз. Трехфазная сеть монтируется с помощью четырех жил, и в этом случае следует приобретать стабилизатор напряжения для трехфазной нагрузки.

Планируя полную защиту абсолютно всей техники в доме, устанавливать стабилизатор нужно сразу после электросчетчика и отключающих защитных автоматов. В случае необходимости обеспечить сохранность только одному или группе приборов, то стабилизатор переменного тока подключается в сеть непосредственно перед ними. Либо используется розеточный тип устройств, к которому и подключаются холодильник, микроволновая печь, котел отопления либо телевизор.

На следующем этапе производится расчет мощности стабилизатора. Оптимальный вариант: обратиться к профессиональному консультанту. Если считать самому, то следует сложить сумму всех мощностей защищаемых потребителей, использовать коэффициент для импульсной техники и увеличить полученный результат на 20-30%, чтобы получить запас мощности стабилизирующего прибора.

Подсчитать мощность стабилизатора для всего дома намного проще. Для этого достаточно определить силу тока автоматов отключения, после который и монтируется прибор. Полученный итог переводится в Вт (для трехфазных нагрузок результат увеличивается втрое).

Выполняя установку стабилизатора, необходимо соблюдать некоторые требования:

  • Для уличного размещения используются специальные металлические шкафы, оснащенные вентиляционными решетками ли отверстиями. Это необходимо, чтобы защитить прибор от загрязненной или влажной атмосферы. Существуют модели стабилизаторов, которые уже адаптированы к сложным условиям эксплуатации, не реагирующие даже на минусовые температуры.
  • В случае необходимости консервации стабилизатора напряжения, к примеру, покидая дачу на зимний период, обязательно отключите агрегат и дополнительно укройте его несыпучим теплоизоляционным материалом, дабы избежать загрязнения вентиляторов пылью. Если же в течение зимы вы снова посетите дачный домик и Вам понадобится стабилизатор, то рекомендуется первоначально прогреть помещение, чтобы в нем снизился уровень влажности, и только после этого активировать аппарат. Когда обогрев помещений осуществляется с помощью электронагревательного оборудования, то электроснабжение включается сразу через байпас, а при достижении оптимальной комнатной температуры байпас переключается на функционирование через стабилизирующее устройство.

Стабилизаторы напряжения | Глоссарий от БАСТИОН

Сеть и Подключение

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

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

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

 

 

 

 

 

 

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Защита

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

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

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

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

Типы и схемы стабилизации

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Конструкция и Элементная база

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

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

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

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

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

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

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

Нагрузка и мощность

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

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

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

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

Полная мощность
Сумма активной и реактивной мощности.

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

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

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

φ =90, сos(φ)=0 — нагрузка полностью реактивная.

φ =45, сos(φ)=0.71 — нагрузка имеет реактивную и активную составляющую. 

φ =0, сos(φ)=1 — нагрузка полностью активная

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

 

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

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

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

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

Форм фактор

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

Навесной стабилизатор
Стабилизатор с возможностью крепления на вертикальные поверхности.

Напольный стабилизатор
Стабилизатор, устанавливаемый непосредственно на полу.

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

Принцип работы стабилизатора напряжения | Русэлт

Стабилизатор напряжения – устройство, преобразующее электроэнергию с неустойчивыми характеристиками, которые не подходят для устройств энергопотребления. На выходе поступает напряжение с заданными стабильными параметрами, которыми снабжаются потребители энергии.

Разновидности устройств

Прежде всего стоит разобраться, какие бывают разновидности устройств. Стабилизатор напряжения купить можно разный, например:

  • Постоянного напряжения;
  • Переменного напряжения.

Стабилизаторы постоянного напряжения

Они необходимы, если значение поступающего тока мало или наоборот слишком велико для электропотребителя. Проходя через устройство, напряжение преобразуется до заданного уровня. В свою очередь они делятся на:

  • Линейный стабилизатор. Принцип функционирования основан на непрерывном изменении сопротивления для осуществления стабильного показателя на выходе. Простая конструкция устройства с минимальным количеством деталей работает без помех;
  • Импульсный. С помощь коротких импульсов нестабильный ток накапливается на катушке или в конденсаторе. В последствии накопленная электроэнергия поступает на выход с заданными параметрами. Если жена выходе показатель превышает возможное допустимое значение, то накопитель сбрасывает напряжение, переставая аккумулировать энергию, тем самым позволяя на выходе подавать напряжение с меньшим значением.

Стабилизаторы переменного напряжения

Устройство, которые поддерживает выход тока с заданными характеристиками, вне зависимости от того, какие показатели были на входе. Они бывают:

  • Накопительные. Этот стабилизатор напряжения купить необходимо, если для применения достаточно накопления электроэнергии в системе, с последующим преобразованием и выдачи на выходе тока со стабильными параметрами;
  • Корректирующие. Стабилизатор напряжения, преобразующий энергию за счет добавления потенциала, которого не хватает для получения необходимых параметров.

Качество и долговременность работы таких устройств зависит от скачков напряжения и других параметров подаваемой энергии. И только благодаря стабилизаторам напряжения возможно бесперебойное электроснабжение с заданными параметрами.

Стабилизатор АСН-60 KVA 3- фазный

Описание:

Стабилизатор напряжения РЕСАНТА АСН-60000/3-ЭМ электромеханического типа предназначен для выравнивания входного напряжения и защиты приборов от перепадов напряжения с суммарной мощностью до 60 кВт. Работает с напряжением 380В с точностью до +/-2%. Устройство оснащено фильтрами сетевых помех, предотвращающими искажение частотной синусоиды, микропроцессорным управлением и стрелочной индикацией, отображающей параметры напряжения. Превышение пределов поддерживаемого входного напряжения автоматически отключает подачу питания. Прочный корпус защищает внутренние узлы аппарата от повреждений. Прибор может обеспечивать стабильным питанием частные дома, производственные и офисные здания.

Данный стабилизатор обеспечивает самую точную регулировку напряжения (погрешность до 2%) за счет считывания напряжения с каждого витка катушки. Номинальная мощность при входящем напряжении 190В составляет 60000Вт. Количество фаз = 3. Размещение напольное, есть транспортировочные колеса.

Системы защиты:
— Защита от выхода напряжения за пределы рабочего диапазона стабилизатора (рабочий диапазон стабилизатора от 240 до 430 В).
— Термозащита (тепловая защита) позволяет выключиться стабилизатору при превышении его мощности нагрузки над мощностью самого устройства.

Преимущества:
— Встроенные фильтры входных и выходных частотных помех.
— Автоматическое отключение питания при превышении предельного значения напряжения.
— Широкий диапазон поддерживаемого входного напряжения.
— При кратковременных перегрузках прибор не выключается.
— Автоматическое включение при выравнивании напряжения в пределах рабочего диапазона.
— Микропроцессорное управление.
— Компактные габариты.
— Высокая скорость срабатывания защиты.

Основные характеристики:

kpd_ klass_zashchity tip seriya4 tip_napryazheniya razmeshchenie skorost_stabilizatsii_v_s okhlazhdenie1 vlazhnost_vozdukha_ tochnost_stabilizatsii_ vykhodnoe_napryazhenie_v rabochaya_temperatura chastota_gts zashchita brand seriya moshchnost_vt strana_brenda strana_proizvodstva
КПД, % 97
Класс защиты IP20
Тип двигателя Электромеханический
Серия АСН
Тип напряжения Трехфазное (380 В)
Размещение Напольное
Скорость стабилизации, В/с 10
Посмотреть все характеристики

Чтобы купить стабилизатор АСН-60 KVA 3- фазный просто добавьте товар в корзину и оформите заказ, выбрав предпочитаемый способ оплаты и доставки. После оформления заказа наш менеджер свяжется с вами для подтверждения.

Характеристики:

КПД, % 97
Класс защиты IP20
Тип двигателя Электромеханический
Серия АСН
Тип напряжения Трехфазное (380 В)
Размещение Напольное
Скорость стабилизации, В/с 10
Охлаждение Естественное
Влажность воздуха, % 80
Точность стабилизации, % 2
Выходное напряжение, В 216 — 224
Рабочая температура, °C 5 — 40
Частота, Гц 50
Защита от короткого замыкания, от перегрева, от повышенного напряжения
Бренд Ресанта
Серия АСН
Мощность, Вт 60000
Страна бренда Латвия
Страна производства Китай

Категории: Электромеханического типа Стабилизаторы трёхфазные Стабилизаторы напряжения Стабилизаторы напряжения Ресанта

Стабилизаторы переменного напряжения PROGRESS



Сертификат
официального
дилера

Изготовитель:ООО «Энергия», г. Псков, Россия     
Производство:с 2006 года
Ассортимент:11 серий, 160 моделей
(1-но и 3-х фазных) от 1 до 240 кВА

Экспресс подбор по предназначению

Недорогой стабилизатор Progress серии «T» прост в установке, нетребователен в эксплуатации — классический вариант универсального применения. Предназначен для работы в электросетях со средними по величине перепадами напряжения и стандартным оборудованием.


входной диапазон 130 ÷ 275 вольт
точность стабилизации 5%
мощность 3 — 150 кВА


Модификация стабилизатора напряжения Progress серии «T» со сниженной стоимостью. Качество регулирования повышено до 2,5%, но, правда, за счёт сужения входного диапазона, при этом режим работы выходных ключей менее интенсивный, что заметно сказывается на их ресурсе работы.


входной диапазон 150 ÷ 275 вольт
точность стабилизации 2,5%
мощность 3 — 240 кВА


Стабилизаторы Progress серии «TRb» имеют усовершенствованную схемотехнику регулирования специально для защиты от высокого или низкого напряжения в сети, при этом точность стабилизации на выходе в рабочем диапазоне при 100% нагрузке составляет 3%.


входной диапазон 120 ÷ 305 вольт
точность стабилизации 3%
мощность 3 — 36 кВА


Стабилизаторы Progress серии «TR a» отличаются от «TRb» единственно тем, что в них входной диапазон сдвинут в нижнюю часть специально для работы в электросетях с просадками сети до 100 вольт. Например, в посёлках с активным строительством, но маломощной трансформаторной подстанцией.


входной диапазон 100 ÷ 260 вольт
точность стабилизации 5%
мощность 3 — 36 кВА


Профессиональные высокоточные стабилизаторы напряжения Progress серии «L» с вольт-добавочной схемой регулирования предназначены для электроснабжения критичных бытовых, офисных и промышленных объектов, требующих качественной и стабильной электроэнергии.


входной диапазон 107 ÷ 275 вольт
точность стабилизации 1,5%
мощность 3 — 150 кВА

Прецизионный стабилизатор Progress серии «SL» разработан для самого важного и ответственного электрооборудования бытового, офисного и промышленного назначения, требующего исключительного стабильного напряжения с неискажённой формой синусоиды.


входной диапазон 105 ÷ 280 вольт
точность стабилизации 0,9%
мощность 3 — 150 кВА


Модификация стабилизаторов Progress серии «SL», в которой за счёт сужения входного диапазона немного повышена точность стабилизации напряжения и снижена стоимость.


входной диапазон 150 ÷ 275 вольт
точность стабилизации 0,8%
мощность 3 — 240 кВА


Промышленное исполнение стабилизаторов Progress серии «T» для нагрузок с коэффициентом нелинейных искажений (КНИ) до 50%: станки с ЧПУ, частотные регуляторы, инверторы, плазменные и лазерные комплексы.

Промышленная модификация стабилизаторов напряжения Progress серии «T-20» для нагрузок с КНИ от 20 до 50 процентов: частотно-регулируемый привод, выпрямители, станки с ЧПУ, комплексы плазменной и лазерной обработки.

Промышленная модификация стабилизатора напряжения Progress серии «L» для нагрузок с КНИ до 50%, т.е. настолько искажающих форму напряжения, что она становится практически прямоугольной (меандр).

Специальные стабилизаторы Progress серии «G», оснащённые дополнительным трансформатором гальванической развязки нагрузки от входной электрической сети.


Электрические характеристики стабилизаторов PROGRESS


Серии «T» и «T*»

модификации:
«T», «T*»
«T-20», «T-20*»

150 ÷ 260
180 ÷ 250

130 ÷ 275
150 ÷ 275

5%
2,5%

Серия «TR»модификации:
«TR (a)»
«TR (b)»

120 ÷ 245
142 ÷ 288

100 ÷ 260
120 ÷ 305

3%

Серии «L» и «L*»130 ÷ 260107 ÷ 2751,5%
Серия «SL»модификации:
«SL»
«SL-20»

125 ÷ 270
180 ÷ 250

105 ÷ 280
150 ÷ 275

0,9%
0,8%

Серия «G»150 ÷ 260130 ÷ 2753%
Серии «T*», «T-20*», «L*» — для нагрузок с КНИ (THD) от 20% до 50%


Что такое регулятор напряжения

01.07.2020 | Автор Maker.io Staff

Все электронные устройства предназначены для работы с заданной номинальной мощностью, т. Е. Напряжением и током. В то время как потребление тока является динамическим и зависит от нагрузки устройства, напряжение питания является фиксированным и идеально постоянным для правильного функционирования устройства. Регулятор напряжения отвечает за поддержание этого идеального напряжения, необходимого для устройства.Ваш ноутбук, настенное зарядное устройство и кофеварка оснащены регуляторами напряжения.

В этом блоге мы более подробно рассмотрим концепцию регулятора напряжения и его различные типы, а также подробно остановимся на общих микросхемах стабилизаторов напряжения и их общих применениях!

Что такое регулятор напряжения?

Блок питания электронного устройства преобразует входящую мощность в требуемый тип (AC-DC или DC-AC) и желаемые характеристики напряжения / тока. Регулятор напряжения — это компонент блока питания, который обеспечивает стабильную подачу постоянного напряжения во всех рабочих условиях.Он регулирует напряжение при колебаниях мощности и колебаниях нагрузки. Он может регулировать как переменное, так и постоянное напряжение.

SMPS и настенное зарядное устройство — оба имеют встроенный регулятор напряжения (Источник изображения: TDK Lambda (слева) и Triad Magnetics (справа))

Регулятор напряжения обычно принимает более высокое входное напряжение и излучает более низкое, более стабильное выходное напряжение. Их вторичное использование также заключается в защите схемы от скачков напряжения, которые потенциально могут повредить / поджарить их.

Различные типы регуляторов напряжения

Регуляторы напряжения, используемые в низковольтных электронных устройствах, обычно представляют собой интегральные схемы. Центры распределения электроэнергии, обеспечивающие электропитание переменного тока бытовым и промышленным потребителям, используют более сложные и механически большие регуляторы напряжения, которые поддерживают номинальное напряжение 110 В (стандарты бытовой техники США) независимо от потребностей потребления в данной местности.

Исходя из физической конструкции, регуляторы напряжения можно встретить в интегральных схемах, электромеханических устройствах или твердотельных автоматических регуляторах.Наиболее распространенные классификации активных регуляторов напряжения (которые используют усилительные компоненты, такие как транзисторы или операционные усилители) — это линейные и импульсные регуляторы.

Линейные регуляторы — это простые транзисторные устройства, обычно упакованные в виде ИС. В их внутренней схеме используются дифференциальные усилители для управления выходным напряжением относительно опорного напряжения. Линейные регуляторы напряжения могут иметь фиксированный выход или иметь регулируемое управление. Обычно им требуется входной ток, сопоставимый с выходным током.

Импульсные регуляторы переключают последовательно включенное / выключенное устройство на высокой частоте, изменяя рабочий цикл напряжения, передаваемого на выходе. Их общие топологии — это понижающая, повышающая и понижающая-повышающая. Понижающие преобразователи более эффективны при понижении напряжения и по-прежнему способны повышать выходной ток. Повышающие преобразователи, такие как TPS6125 от Texas Instruments (TI), могут повышать выходное напряжение до уровня, превышающего входное.

Понижающий-повышающий преобразователь Adafruit со встроенным TPS63060 от TI и схемой импульсного регулятора (источник изображения: Adafruit Industries (слева) и DigiKey SchemeIt (справа))

Микросхемы линейного регулятора напряжения

Наиболее распространенные линейные регуляторы постоянного напряжения постоянного тока ИС , используемые в электронных схемах, представляют собой серии 78XX и 79XX для положительного и отрицательного выходного напряжения соответственно.XX обозначает выходное напряжение в диапазоне от 2,5 В до 35 В и может выдерживать ток до 2 А. Доступны в корпусах для поверхностного монтажа, ТО-3 и ТО-220. У них есть три соединительных контакта, вход, общий GND и выходной контакт. Модули регулятора напряжения также доступны в продаже.

Другая упаковка для семейства 7805 IC.

STMicroelectronics LM7805 дает напряжение +5 В на выходе и клемме GND, в то время как TI LM7912 дает -12 В.Отрицательные напряжения являются лишь относительной точкой отсчета по отношению к клемме GND.

Линейные регуляторы напряжения — это недорогие и простые в использовании ИС с очень низким уровнем электромагнитных помех и быстрым откликом на колебания напряжения. Хотя они полезны для простых приложений, их использование имеет несколько недостатков.

  • ИС 78XX и 79XX могут обеспечивать постоянное и номинальное выходное напряжение только в том случае, если входное напряжение не менее 2,5 В или больше выходного. Например, вы не можете получить выход 9 В от микросхемы LM7809, если она питается от литий-ионной батареи 9 В.
  • Падение напряжения происходит из-за того, что эти ИС, по сути, ведут себя как псевдорезисторы и выделяют дополнительную входную мощность батареи в виде тепла. Это неэффективно, и тепло необходимо отводить с помощью радиаторов или вентиляторов. Высоковольтные сильноточные ИС нуждаются в больших радиаторах или постоянном использовании вентилятора для обеспечения стабильного температурного диапазона. Высокое входное напряжение для низких выходов, например, вход 24 В для LM7805, имеет очень низкий КПД — 20%.

TI’s LM317 — это линейный регулируемый стабилизатор напряжения постоянного тока , который позволяет изменять выходное напряжение на основе принципа внешнего делителя напряжения R1 / R2 с использованием резисторов.Он прост в использовании и требует двух резисторов, как показано на рисунке. Он может обеспечивать ток до 1,5 А в диапазоне положительного напряжения от 1,25 В до 37 В. Другие варианты семейства LM317 IC, LM317L и LM317M, обеспечивают ток 100 мА и 500 мА соответственно.

Схема семейства микросхем

LM317 (Источник изображения: Техническое описание продукта Texas Instruments)

Применение регуляторов напряжения

  • Положительные и отрицательные регуляторы напряжения могут использоваться вместе для питания датчиков, операционных усилителей и других электронных модулей, которым требуются оба напряжения.
  • Все распространенные платы разработки микроконтроллеров, такие как платы Arduino и Raspberry Pi, могут получать питание от выхода LM7805 на вывод 5 В. Платы Arduino также имеют встроенный стабилизатор напряжения с малым падением напряжения, такой как NCP1117S от On Semiconductor, для регулирования мощности, поступающей от цилиндрического разъема или Vin.

LM7805 с внешним питанием Arduino (Источник изображения: Maker.io)

Регуляторы напряжения — один из важнейших компонентов электронной схемы.Они несут ответственность за его безопасное и стабильное функционирование. Стабилизаторы сверхвысокого напряжения используют схемы силовой электроники с высокой номинальной мощностью в промышленных установках на тяжелой технике.

Типы регуляторов напряжения

и принцип работы | Статья

.

СТАТЬЯ

Получайте ценные ресурсы прямо на ваш почтовый ящик — рассылается раз в месяц

Мы ценим вашу конфиденциальность


Как работает регулятор напряжения?

Стабилизатор напряжения — это схема, которая создает и поддерживает фиксированное выходное напряжение независимо от изменений входного напряжения или условий нагрузки.

Регуляторы напряжения (VR) поддерживают напряжение источника питания в диапазоне, совместимом с другими электрическими компонентами. Хотя регуляторы напряжения чаще всего используются для преобразования мощности постоянного / постоянного тока, некоторые из них также могут выполнять преобразование мощности переменного / переменного или переменного / постоянного тока. В этой статье речь пойдет о регуляторах постоянного / постоянного напряжения.

Типы регуляторов напряжения: линейные и импульсные

Существует два основных типа регуляторов напряжения: линейные и импульсные. Оба типа регулируют напряжение в системе, но линейные регуляторы работают с низким КПД, а импульсные регуляторы работают с высоким КПД.В высокоэффективных импульсных регуляторах большая часть входной мощности передается на выход без рассеивания.

Линейные регуляторы

В линейном стабилизаторе напряжения используется устройство активного прохода (например, BJT или MOSFET), которое управляется операционным усилителем с высоким коэффициентом усиления. Чтобы поддерживать постоянное выходное напряжение, линейный регулятор регулирует сопротивление проходного устройства, сравнивая внутреннее опорное напряжение с дискретизированным выходным напряжением, а затем сбрасывая ошибку до нуля.

Линейные регуляторы — это понижающие преобразователи, поэтому по определению выходное напряжение всегда ниже входного. Однако у этих регуляторов есть несколько преимуществ: они, как правило, просты в конструкции, надежны, экономичны и обладают низким уровнем шума, а также малыми колебаниями выходного напряжения.

Линейные регуляторы, такие как MP2018, требуют только входной и выходной конденсаторы для работы (см. Рисунок 1) . Их простота и надежность делают их интуитивно понятными и простыми устройствами для инженеров, а зачастую и очень рентабельными.

Рисунок 1: Линейный регулятор MP2018

Импульсные регуляторы

Схема импульсного регулятора обычно более сложна в разработке, чем линейный регулятор, и требует выбора значений внешних компонентов, настройки контуров управления для обеспечения стабильности и тщательного проектирования компоновки.

Импульсные регуляторы

могут быть понижающими преобразователями, повышающими преобразователями или их комбинацией, что делает их более универсальными, чем линейный регулятор.

Преимущества импульсных регуляторов включают то, что они высокоэффективны, имеют лучшие тепловые характеристики и могут поддерживать более высокие токи и более широкие приложения VIN / VOUT.Они могут достичь эффективности более 95% в зависимости от требований приложения. В отличие от линейных регуляторов, для импульсной системы питания могут потребоваться дополнительные внешние компоненты, такие как катушки индуктивности, конденсаторы, полевые транзисторы или резисторы обратной связи. HF920 является примером импульсного стабилизатора, который обеспечивает высокую надежность и эффективное регулирование мощности (см. Рисунок 2) .

Рисунок 2: Импульсный регулятор HF920

Ограничения регуляторов напряжения

Одним из основных недостатков линейных регуляторов является то, что они могут быть неэффективными, поскольку в определенных случаях использования они рассеивают большое количество энергии.Падение напряжения линейного регулятора сравнимо с падением напряжения на резисторе. Например, при входном напряжении 5 В и выходном напряжении 3 В между клеммами возникает падение на 2 В, а эффективность ограничивается 3 В / 5 В (60%). Это означает, что линейные регуляторы лучше всего подходят для приложений с более низкими дифференциалами VIN / VOUT.

Важно учитывать расчетную рассеиваемую мощность линейного регулятора в приложении, поскольку использование более высоких входных напряжений приводит к высокому рассеиванию мощности, которое может привести к перегреву и повреждению компонентов.

Еще одним ограничением линейных регуляторов напряжения является то, что они способны только к понижающему (понижающему) преобразованию, в отличие от импульсных регуляторов, которые также предлагают повышающее (повышающее) и понижающее-повышающее преобразование.

Импульсные регуляторы

очень эффективны, но некоторые недостатки включают то, что они, как правило, менее рентабельны, чем линейные регуляторы, больше по размеру, более сложны и могут создавать больше шума, если их внешние компоненты не выбраны тщательно. Шум может быть очень важным для конкретного приложения, поскольку шум может повлиять на работу и производительность схемы, а также на характеристики электромагнитных помех.

Топологии импульсного регулятора

: понижающий, повышающий, линейный, LDO и регулируемый

Существуют различные топологии линейных и импульсных регуляторов. Линейные регуляторы часто используют топологию с малым падением напряжения (LDO). Для импульсных регуляторов существует три распространенных топологии: понижающие преобразователи, повышающие преобразователи и понижающие-повышающие преобразователи. Каждая топология описана ниже:

Регуляторы LDO

Одной из популярных топологий линейных регуляторов является стабилизатор с малым падением напряжения (LDO).Линейные регуляторы обычно требуют, чтобы входное напряжение было как минимум на 2 В выше выходного напряжения. Тем не менее, стабилизатор LDO разработан для работы с очень небольшой разницей напряжения между входными и выходными клеммами, иногда до 100 мВ.

Понижающие и повышающие преобразователи

Понижающие преобразователи

(также называемые понижающими преобразователями) принимают большее входное напряжение и производят более низкое выходное напряжение. И наоборот, повышающие преобразователи (также называемые повышающими преобразователями) принимают более низкое входное напряжение и производят более высокое выходное напряжение.

Пониженно-повышающие преобразователи

Понижающий-повышающий преобразователь — это одноступенчатый преобразователь, который сочетает в себе функции понижающего и повышающего преобразователя для регулирования выхода в широком диапазоне входных напряжений, которые могут быть больше или меньше выходного напряжения.

Управление регулятором напряжения

Четыре основных компонента линейного регулятора — это проходной транзистор, усилитель ошибки, опорное напряжение и цепь обратной связи резистора. Один из входов усилителя ошибки установлен двумя резисторами (R1 и R2) для контроля процентного значения выходного напряжения.Другой вход — это стабильное опорное напряжение (VREF). Если дискретизированное выходное напряжение изменяется относительно VREF, усилитель ошибки изменяет сопротивление проходного транзистора для поддержания постоянного выходного напряжения (VOUT).

Для работы линейных регуляторов

обычно требуется только внешний входной и выходной конденсатор, что упрощает их внедрение.

С другой стороны, импульсный стабилизатор требует большего количества компонентов для создания цепи. Силовой каскад переключается между VIN и землей для создания пакетов заряда для доставки на выход.Подобно линейному регулятору, есть операционный усилитель, который производит выборку выходного постоянного напряжения из цепи обратной связи и сравнивает его с внутренним опорным напряжением. Затем сигнал ошибки усиливается, компенсируется и фильтруется. Этот сигнал используется для модуляции рабочего цикла ШИМ, чтобы вернуть выход в режим регулирования. Например, если ток нагрузки быстро увеличивается и вызывает падение выходного напряжения, контур управления увеличивает рабочий цикл ШИМ, чтобы обеспечить больший заряд нагрузки и вернуть шину в режим регулирования.

Применения линейного регулятора и импульсного регулятора

Линейные регуляторы

часто используются в приложениях, которые чувствительны к затратам, чувствительны к шуму, слаботочны или ограничены по месту. Некоторые примеры включают бытовую электронику, такую ​​как наушники, носимые устройства и устройства Интернета вещей (IoT). Например, в таких приложениях, как слуховой аппарат, можно использовать линейный регулятор, поскольку в них нет переключающего элемента, который мог бы создавать нежелательный шум и влиять на работу устройства.

Более того, если проектировщики в основном заинтересованы в создании недорогого приложения, им не нужно так беспокоиться о рассеивании мощности, и они могут полагаться на линейный регулятор.

Импульсные регуляторы полезны для более общих приложений и особенно полезны в приложениях, требующих эффективности и производительности, таких как потребительские, промышленные, корпоративные и автомобильные приложения (см. Рисунок 3) . Например, если приложение требует большого понижающего решения, лучше подходит импульсный стабилизатор, так как линейный регулятор может создавать большое рассеивание мощности, которое может повредить другие электрические компоненты.

Рисунок 3: Понижающий регулятор MPQ4430-AEC1

Каковы основные параметры микросхемы регулятора напряжения?

Некоторые из основных параметров, которые следует учитывать при использовании регулятора напряжения, — это входное напряжение, выходное напряжение и выходной ток. Эти параметры используются для определения того, какая топология VR совместима с ИС пользователя.

Другие параметры, включая ток покоя, частоту коммутации, тепловое сопротивление и напряжение обратной связи, могут иметь значение в зависимости от приложения.

Ток покоя важен, когда приоритетом является эффективность в режимах малой нагрузки или ожидания. Если рассматривать частоту коммутации как параметр, максимальное увеличение частоты коммутации приводит к меньшим системным решениям.

Кроме того, термическое сопротивление имеет решающее значение для отвода тепла от устройства и его рассеивания по системе. Если контроллер включает в себя внутренний полевой МОП-транзистор, то все потери (проводящие и динамические) рассеиваются в корпусе и должны учитываться при расчете максимальной температуры ИС.

Напряжение обратной связи — еще один важный параметр, который необходимо изучить, поскольку он определяет минимальное выходное напряжение, которое может поддерживать регулятор напряжения. Стандартно смотреть на параметры опорного напряжения. Это ограничивает нижнее выходное напряжение, точность которого влияет на точность регулирования выходного напряжения.

Как правильно выбрать регулятор напряжения

Чтобы выбрать подходящий регулятор напряжения, разработчик должен сначала понять их ключевые параметры, такие как V IN , V OUT , I OUT , системные приоритеты (например,г. эффективность, производительность, стоимость), а также любые дополнительные ключевые функции, такие как индикация хорошего энергопотребления (PG) или включение управления.

После того, как разработчик определил эти требования, используйте таблицу параметрического поиска, чтобы найти лучшее устройство, отвечающее желаемым требованиям. Таблица параметрического поиска — ценный инструмент для дизайнеров, поскольку она предлагает различные функции и пакеты, доступные для соответствия требуемым параметрам для вашего приложения.

Каждое устройство MPS поставляется с таблицей данных, в которой подробно описано, какие внешние компоненты необходимы и как рассчитать их значения для достижения эффективной, стабильной и высокопроизводительной конструкции.Таблицу данных можно использовать для расчета таких значений компонентов, как выходная емкость, выходная индуктивность, сопротивление обратной связи и другие ключевые компоненты системы. Кроме того, вы можете использовать инструменты моделирования, такие как программное обеспечение DC / DC Designer или MPSmart, ознакомиться с примечаниями к применению или задать вопросы в местном FAE.

MPS предлагает множество эффективных, компактных линейных и импульсных стабилизаторов напряжения, включая семейство HF500-x, семейство MP171x, MP20056, MP28310, MPQ4572-AEC1 и MPQ2013-AEC1.

Список литературы

Глоссарий по электронике

_________________________

Вам это показалось интересным? Получайте ценные ресурсы прямо на свой почтовый ящик — рассылайте их раз в месяц!

Получить техническую поддержку

Ac Voltage — обзор

Инверторный привод SPWM

Когда асинхронный двигатель приводится в действие от идеального источника переменного напряжения, его нормальная рабочая скорость менее чем на 5% ниже синхронной скорости, которая определяется частотой источника переменного тока и количество полюсов двигателя.С помощью инвертора с синусоидальной модуляцией (SPWM), показанного на рис. 30.17, частоту питания двигателя можно легко отрегулировать для переменной скорости. Уравнение (30.18) подразумевает, что, если номинальный поток в воздушном зазоре должен поддерживаться на его номинальном значении на всех скоростях, напряжение питания двигателя В 1 должно изменяться пропорционально частоте f 1 , когда падение напряжения на сопротивлении статора можно считать незначительным. Блок-схема рис.30.18A показано, как частота f 1 и выходное напряжение В 1 инвертора SPWM пропорционально регулируются с заданием скорости. Сигнал задания скорости обычно проходит через фильтр, который позволяет только постепенное изменение частоты f 1 . Этот тип управления широко известен как инверторный привод V-f . Регулирование входного напряжения статора В 1 в зависимости от частоты f 1 легко осуществляется внутри инвертора путем модуляции переключателей T1-T6.Однако на низкой скорости, когда входное напряжение В, , , 1, низкое, большая часть входного напряжения может падать на импедансе статора, что приводит к уменьшению магнитного потока в воздушном зазоре и потере крутящего момента.

Рис. 30.17. Привод V-f с инвертором SPWM.

Рис. 30.18. (A) Входной опорный фильтр и генерация опорного напряжения и частоты для инверторного привода V-f и (B) компенсация напряжения на низкой скорости.

Компенсация падения сопротивления статора, как показано на рис.30.18B, часто используется. Однако, если двигатель становится слегка нагруженным на низкой скорости, магнитный поток в воздушном зазоре может превысить номинальное значение, что приведет к перегреву двигателя.

Из эквивалентной схемы на рис. 30.13 и без учета индуктивности рассеяния ротора развиваемый крутящий момент T и ток ротора I 2 даются как

(30,24) I2 = E1sω1R2′ω1 = λmR2 ′ sω1A

и

(30,25) T = 3pR2′ωrI2′2Nm

, где s ω 1 — частота скольжения, которая также является частотой напряжений и токов в роторе.Уравнение (30.24) подразумевает, что, ограничивая скольжение и , ток ротора может быть ограничен, что, в свою очередь, ограничивает развиваемый крутящий момент по формуле. (30,25). Следовательно, привод с ограничением скольжения также является приводом с ограничением крутящего момента. Обратите внимание, что это верно только в устойчивом состоянии. Система регулирования скорости с таким ограничителем скольжения показана на рис. 30.19. В этой схеме скорость двигателя измеряется и добавляется к ошибке ограниченной скорости (или скорости ограниченного скольжения) для получения частоты (или задания скорости для привода V-f ).

Рис. 30.19. Замкнутый регулятор скорости с внутренним контуром скольжения.

Однако многие приложения контроллера Vf представляют собой схемы с разомкнутым контуром, в которых любое требуемое изменение V 1 проходит через ограничитель рампы (или фильтр), так что внезапные изменения скорости скольжения ω r исключаются, тем самым позволяя двигателю следить за изменением частоты питания без превышения предельных значений тока и крутящего момента ротора.

Из приведенного выше анализа очевидно, что инверторный привод V-f по существу работает во всех четырех квадрантах, при этом скорость ротора немного падает с нагрузкой и развивает полный крутящий момент при той же скорости скольжения на всех скоростях. Это предполагает, что входное напряжение статора правильно скомпенсировано, так что двигатель работает с постоянным (или номинальным) магнитным потоком в воздушном зазоре на всех скоростях. Двигатель может работать со скоростью выше базовой, поддерживая постоянным входное напряжение В 1 , увеличивая при этом частоту статора выше базовой, чтобы двигатель работал на скоростях, превышающих базовую скорость.Поток в воздушном зазоре и, следовательно, максимальный развиваемый крутящий момент теперь падают со скоростью, что приводит к характеристике постоянной мощности. На рис. 30.20 показаны T-ω характеристики такого частотно-регулируемого привода для различных рабочих частот. На этом рисунке полностью изображена характеристика T-ω для базовой скорости с указанием максимального развиваемого крутящего момента T max и номинального крутящего момента. Ниже базовой скорости сохраняется отношение V1-f1, чтобы поток в воздушном зазоре оставался постоянным.Скорость выше базовой, V 1 остается постоянной, а f 1 увеличивается с увеличением скорости, тем самым ослабляя поток в воздушном зазоре. Прямое движение в квадранте 1 происходит с последовательностью выходных напряжений инвертора a-b-c, тогда как обратное движение в квадранте 3 происходит с последовательностью a-b-c. Рекуперативное торможение при движении вперед происходит путем регулировки входной частоты f 1 таким образом, чтобы двигатель работал в квадранте 2 (квадрант 4 для обратного торможения) с желаемой характеристикой торможения.

Рис. 30.20. Типичные характеристики T-ω привода V-f с входной частотой f 1 и напряжением В 1 ниже и выше базовой скорости.

Обратите внимание, что характеристики на рис. 30.20 основаны на модели двигателя за счет эквивалентной схемы в установившемся режиме. Такой привод страдает плохой реакцией крутящего момента во время переходного режима из-за зависящих от времени взаимодействий между потоками статора и ротора. На рис. 30.21 показан поток в воздушном зазоре машины во время ускорения с управлением V-f , полученный из динамической модели.Ясно, что поток в воздушном зазоре не остается постоянным во время динамической работы.

Рис. 30.21. Переходная характеристика крутящего момента, скорости, тока и магнитного потока в воздушном зазоре во время ускорения из состояния покоя с использованием инверторного привода V-f .

Регулятор переменного тока, регулируемая мощность, диммер

Описание

Универсальный регулятор переменного напряжения

417071,417072,417073,417074,417075,417082,417097,417183,417184,417185,417186,417201,417283,417284,417285,417286,417287,417288,417290,417291,417294,417308,417384,417385 417387,417388,417389,417391,417393,417403,417502,417503,417504,417505,417506,417507,417509,417511,417518,417618,417619,417620,417621,417622,417623,417627,417633,417634 417707,417708,417709,417712,417714,417721,417722,417788,417789,417790,417791,417793,417795,417802,417803,417973,417974,417976,417977,417978,417980,417984,41798175,4179, 418086,418087,418089,418090,418091,418092,418093,418094,418096,418097,418184,418189,418190,418192,418193,418194,418195,418196,418200,418201,418295,418300,418301,418302,41830 418304,418305,418309,418310,418385,418386,418388,418389,418393,418394,418395,418398,418399,418469,418470,418475,418476,418477,418478,418487,418488,418489,418418557556 418561,418562,418567,418568,418569,418570,418624,418625,418628,418633,418634,418635,418636,418637,418687,418688,418689,418693 , 418697,418698,418699,418700,418864,418865,418866,418867,418869,418870,418871,418872,418873,418874,418878,418879,418885,418886,418887,418888,418889,418890,418891,4188 , 418894,418902,418903,418909,418910,418911,418913,418914,418915,418916,418917,418918,418919,418920,418930,418931,418932,418933,418943,418944,418945,418946,418418947449189 , 418950,418951,418952,418953,418954,418955,418958,418959,418960,418961,418962,418963,418964,418965,418966,418967,418968,418969,418970,418971,418972,418973,418974,4189 , 418977,418978,418979,418980,418981,418982,418983,418984,418986,418987,418988,418989,418990,418991,418992,418993,419936,419942,419943,420020,420021,420024,420025,420091,420094 , 420095,420099,420150,420154,420156,420162,420214,420215,420220,420222,420224,420278,420279,420284,420286,420288,420289,420334,420335,420340,420343,420344,420345,420399,420399 , 420404,420405,420406,420427,420453,420455,420457,420458,420459,420593,420594,420595,420625,420626,420627,420660,420661,42070 1,420733,420734,420735,420763,420764,420765,420783,420795,420796,420797,420817,420831,420847,420863,420864,420883,420884,420898,420899,420923,420924,420925,420929,420944, 420945,420962,420963,420964,420967,420968,420969,420983,420984,420998,420999,421000,421002,421003,421007,421010,421013,421014,421015,421018,421028,421029,421035,421038,42 421043,421044,421051,421054,421062,421063,421067,421073,421082,421083,421085,421086,421092,421094,421098,421101,421106,421107,421108,421109,421113,421114,421120,421121 421132,421133,421134,421137,421138,421139,421140,421144,421145,421146,421149,425718,425719,425722,425723,425724,438099,438100,438101,438102,438103,438104,438105,438106,438 438108,438109,438110,438111,438112,438113,438114,438115,438116,438117,438118,438119,438120,438121,438122,438123,438124,438135,438136,438137,438138,438140,438,438147,438, 148 438150,438152,438153,438154,438156,438163,438164,438165,438166,438167,438168,438171,438174,438175,438177,438185,438186,438187,4381 88,438189,438190,438193,438195,438196,438198,438203,438204,438205,438206,438207,438208,438211,438213,438214,438216,438228,438229,438230,438231,438232,438233,438236,438238 438239,438241,438253,438254,438255,438256,438259,438261,438262,438264,438276,438277,438278,438279,438281,438283,438284,438286,438296,438297,438298,438299,4383004382302 438305,438307,438321,438323,438325,438327,438329,438331,438333,438334,438336,438348,438349,438350,438351,438352,438353,438354,438356,438357,438359,438370,438,4371,4372 438374,438375,438376,438377,438378,438379,438381,438394,438395,438396,438397,438398,438399,438400,438401,438402,438404,438413,438414,438415,438416,438417,438418438419 438429,438430,438431,438432,438433,438434,438435,438437,438445,438446,438447,438448,438449,438450,438452,438453,438460,438461,438462,438463,438465,438472,438,4383,438475 438492,438493,438494,438496,438497,438498,438499,438500,438501,438568,438569,438570,438571,438572,438573,438574,438575,438576,438 577,438578,438579,438580,438581,438582,438583,438584,438585,438586,438587,438588,438589,438590,438591,438592,438593,438595,438596,438597,438598,438599,438600,438601,438602, 438602 438603,438604,438605,438606,438607,438608,438609,438610,438611,438612,438613,438614,438615,438628,438629,438630,438634,438695,438696,438709,438710,438711,438,438712,438713 438716,438717,439043,439044,439046,439047,439048,439049,439142,439143,439144,439145,439146,439147,439148,439149,439150,439151,439153,439155,439397,439409,439410422, 439,421,4394 439423,439424,439433,439437,439438,439439,439440,439449,439453,439454,439455,439456,439464,439468,439469,439470,439471,439480,439483,439484,439485,439494,439497,439498 439509,439510,439518,439521,439522,439529,439532,439533,439648,439649,439652,439677,439678,439681,439706,439707,439710,439733,439734,439761,439762,439789,439,439890,418791 439819,439820,439844,439845,439846,439847,439869,439870,439871,439872,439899,439900,439901,439902,439929,439930,439931,439932,43 9951,439952,439953,439954,439973,439974,439975,439976,439994,439995,439996,439997,440018,440019,440020,440021,440028,440029,440030,440031,440035,440036,440037,440038,440039, 440054,440055,440056,440057

Обзор и технические характеристики

  • Улучшенный регулятор переменного тока с регулируемым выходом.
  • Универсальный регулятор напряжения ограничивает напряжение до 12,0–16,0 вольт для систем переменного тока (для систем постоянного тока требуется регулятор / выпрямитель).
  • Обостряет схему для устранения скачков напряжения, защиты от перегорания лампы и уменьшения мерцания и затемнения. • «Dial-a-Brightness» для галогенных и кварцевых ламп:
  • При настройке 14+ В переменного тока лампы будут приближаться к HID люменам (~ 70%), но срок службы лампы невелик (подходит для гонок). Срок службы лампы составляет около 25 часов.
  • При стандартной настройке около 13,8 В переменного тока лампы должны прослужить около 500 часов.
  • При минимальной настройке лампы не такие яркие, как HID (~ 30%), но служат более 1000 часов.
  • Разработано и изготовлено компанией Trail Tech.
Вес товаров 1 фунт.
Уход и чистка Очистите водой, химикаты могут повредить отделку
Гарантия 1 год гарантии

Арт.Стабилизатор напряжения 20А | Furman Power

Описание

Более 40 лет компания Furman является пионером в разработке продуктов питания переменного тока для самых требовательных профессионалов в области аудио, видео и телевещания. Хотя потребность в стабильном питании переменного тока не является чем-то новым, технология SPR-20i и ее уникальная реализация являются революционными.

Чрезвычайные требования к переменному току, встречающиеся в профессиональной аудио / видео арене, потребовали технологических разработок, намного превосходящих типичные продукты питания для домашних кинотеатров / аудиофилов.В студиях поломка живого звука и вещательного оборудования может быть недопустимой. Отказ оборудования или его плохая работа обходятся дорого. То же самое и с домашним кинотеатром сегодня. Наши технологии, основанные на решениях, обширный инженерный опыт и высокое качество сборки ответили на вызов сегодняшних поврежденных линий электропередач и привели к созданию SPR-20i.

В связи с сегодняшним хаотическим спросом на многие муниципальные энергетические объекты, напряжение переменного тока часто снижается, чтобы его можно было растянуть для удовлетворения избыточного спроса.Это оказывает существенное негативное влияние на производительность вашей системы. Усилители мощности и активные сабвуферы не могут полностью раскрыть свой потенциал. Даже относительно небольшое снижение напряжения переменного тока может нейтрализовать звуковое воздействие более совершенной системы. Не менее проблематичны и чрезмерно высокие линейные напряжения. Избыточное напряжение может привести к перегреву чувствительных цепей; снижают срок службы и надежность ламп проектора и вызывают отключение многих цепей. Благодаря эксклюзивной технологии стабилизации переменного напряжения SPR-20i, усилители мощности с ограниченным напряжением и активные сабвуферы работают на полную мощность.С SPR-20i домашние кинотеатры питаются постоянным, практически неизменным напряжением переменного тока. Это гарантирует безотказное обслуживание в любой среде, страдающей нестабильным питанием.

SPR-20i практически не выделяет тепла и не производит механических шумов, характерных для низкокачественных регуляторов напряжения переменного тока. Кроме того, наша полупроводниковая технология с переходом через ноль обеспечивает практически неограниченную подачу пикового тока, избегая ограничения тока, характерного для регуляторов переменного тока, которые преобразуют мощность переменного тока в постоянный ток, а затем синтезируют выходной сигнал переменного тока.

Помимо нестабильного напряжения, современные линии переменного тока подвержены высокочастотным и электромагнитным помехам. При подключении чувствительного оборудования к домашней розетке шум переменного тока проникает в критически важные компоненты вашей системы. Этот шум переменного тока маскирует сигналы низкого уровня и снижает производительность. Этот низкоуровневый контент имеет решающее значение, потому что он передает важные гармоники и атмосферу звука, а также глубину и четкость видео. Благодаря эксклюзивной технологии линейной фильтрации Furman телевизоры, проекторы, DVD-плееры и процессоры получают питание переменного тока с линейной фильтрацией.Это значительно снижает уровень шума, обеспечивая стабильную пиковую работу ваших критически важных компонентов независимо от условий нагрузки и времени суток.

Еще одна важная особенность — наша эксклюзивная серия многоступенчатой ​​защиты. Это подавление перенапряжения, практически не требующее обслуживания, обеспечивает максимально возможный уровень защиты от переменного тока, не жертвуя собой при серьезном нарушении перенапряжения. Ни поврежденного оборудования, ни сервисных звонков, ни простоев. Кроме того, наши цифровые измерители входного напряжения переменного тока, выходного напряжения и тока позволяют точно измерять как линию переменного тока, так и текущую нагрузку.Эти счетчики являются ценным активом при мониторинге систем, подключенных к потенциально плохим электросетям.

При использовании SPR-20i вы заметите гораздо более четкие, потрясающе сфокусированные звуковые и визуальные изображения из вашей системы. Видеопрезентация будет четкой, а цвета — реалистичными, с большей четкостью шкалы серого и черного, а также заметно улучшенной глубиной и четкостью. При установке с IT-Reference 15i или 20i домашние кинотеатры получат двойные преимущества Furman’s Stable Power и Discrete Symmetrical AC Filtering, обеспечивая производительность без компромиссов — без аналогов.

AN-CM-314 Автоматический регулятор напряжения AC-AC

Асинхронный конечный автомат ASM

AT Автотрансформатор

AVR Регулятор напряжения автоматический

BJT Транзистор биполярный

CMIC Конфигурируемая интегральная схема со смешанными сигналами

DO Цифровой выход

LUT Таблица поиска

MCU Блок микроконтроллера

Для получения сопутствующих документов и программного обеспечения посетите:

https: // www.dialog-semiconductor.com/products/greenpak

Загрузите наше бесплатное программное обеспечение GreenPAK ™ Designer [1], чтобы открыть файлы .gp [2] и просмотрите предлагаемую схему. Используйте инструменты разработки GreenPAK [3], чтобы закрепить дизайн в своем собственном индивидуальная ИС за считанные минуты. Dialog Semiconductor предоставляет полная библиотека заметок по применению [4] с примерами дизайна, а также объяснения функций и блоков в Dialog IC.

  1. Программное обеспечение GreenPAK Designer, загрузка программного обеспечения и руководство пользователя, Dialog Semiconductor
  2. AN-CM-314 AC-AC Automatic Voltage Regulator.gp, файл проекта GreenPAK, диалог Полупроводник
  3. Инструменты разработки GreenPAK, веб-страница инструментов разработки GreenPAK, Dialog Semiconductor
  4. Примечания по применению GreenPAK, веб-страница замечаний по применению GreenPAK, Dialog Semiconductor

Эта статья изначально была опубликована на сайте Embedded.

Автоматические регуляторы напряжения (АРН) используются для регулирования подаваемого напряжения. уровень за счет компенсации любых колебаний входящего напряжения. AVR также широко известны как стабилизаторы напряжения и находят применение во многих промышленные и бытовые применения. Например, AVR используются в генераторные установки на судах, в аварийных источниках питания и на нефтяных вышках для стабилизировать уровни напряжения при колебаниях потребляемой мощности.

Для энергокомпаний регулирование напряжения в распределительной сети это ключевая ответственность за определение качества поставляемой электроэнергии потребители. С этой целью коммунальные предприятия должны обеспечить надлежащие короткие и длинные срочного планирования, обслуживания энергетического оборудования и развертывания регуляторы на распределительных линиях. Однако это может быть сложной задачей, особенно в некоторых регионах мира. Во многих странах Южной Азии включая Пакистан, Индию и Бангладеш, система распределения электроэнергии хрупкая из-за проблем с кражей энергии и нехваткой электроэнергии, что может привести к периодам отключения нагрузки и другим нарушениям.В итоге конец пользователи могут столкнуться с проблемами колебаний напряжения в линии электропередач. Следовательно, чтобы обеспечить безопасность и правильную работу дорогостоящих устройств, таких как воздух кондиционеры, холодильники и телевизоры, использование небольших портативных AVR очень популярен. AVR — это простые в использовании устройства, которые обычно работают в предустановленный диапазон уровней напряжения (например, 150 — 240 В или 90 — 280 В).

Функционально, АРН обычно используют автотрансформатор с ответвлениями для поддержания переменного тока. выход в приемлемом диапазоне.Механизм обратной связи используется для управления положение ответвлений путем переключения соответствующих реле для регулирования выходное напряжение. Обычно он состоит из двух блоков: чувствительного блока и датчика. регулирующий блок. Задача сенсорного блока — определять вход и уровни выходного напряжения стабилизатора, тогда как регулирующий блок сохраняет выходное напряжение в допустимых заданных пределах.

Традиционно микросхемы операционных усилителей используются вместе с аналоговыми компараторами. для управления в схемах АРН на основе реле.Совсем недавно использование 8-битных микроконтроллеры (MCU) значительно увеличились в цифровом управлении имеющиеся в продаже AVR. Однако аналогичные функции и возможности могут достигается с помощью недорогого конфигурируемого интегрированного смешанного сигнала GreenPAK схемы (CMIC) от Dialog Semiconductor. Эта замена может быть выгодно с точки зрения снижения стоимости и требований к площади, и отсутствие необходимости явно запрограммировать MCU.

В этом примечании к применению мы объясняем, как можно использовать Dialog CMIC SLG46537V. разработать AVR.Общий дизайн системы и дизайн GPAK будут подробно описано. Чтобы проверить осуществимость и работоспособность этого AVR, мы также представляем экспериментальные результаты, полученные на прототипе.

Блок-схема

Рисунок 1: Блок-схема

Функциональная блок-схема предлагаемой конструкции АРН представлена ​​на Рисунок 1. Система по сути на основе механизма обратной связи.Напряжение переменного тока на выходе АРН равно при условии, чтобы уменьшить его до функциональных пределов постоянного тока SLG46537V CMIC. В зависимости от измеренного напряжения CMIC управляет соответствующими реле. выбрать подходящие обмотки отводов на автотрансформаторе.

Технические характеристики

Технические характеристики AVR зависят от конкретного приложения. В этом Примечание по приложению, наш AVR имеет следующие характеристики:

  • Диапазон входного напряжения от 125 В до 240 В.
  • Выходное напряжение регулируется в диапазоне от 200 В до 240 В.
  • Предусмотрены функции защиты от пониженного и повышенного напряжения. Когда Выходное напряжение АРН падает ниже 180 В (пониженное напряжение) или поднимается выше 255 В (перенапряжение) выходное питание отключено.
  • В конструкции АРН используются четыре электромеханических реле.
  • Для повышения напряжения используется автотрансформатор с нейтралью 0 В. подключение и четыре дополнительных отвода на 135 В, 174 В, 196 В и 220 В.
  • Форма и частота выходного сигнала не изменяются по сравнению с входным.
  • Конструкция АРН (контроллера) недорогая.
  • Светодиодные индикаторы используются для сигнализации нормального, повышенного или пониженного напряжения условия.

Обратите внимание, что эти спецификации произвольны. Данные спецификации могут легко настраивается в конфигурации CMIC в зависимости от фактического применение.

Функциональный дизайн

Рисунок 2: Предлагаемая конструкция АРН

На рисунке 2 показан предлагаемый функционал. конструкция AVR с использованием CMIC SLG46537V.

Регулировка мощности

Блок согласования мощности питает GreenPAK CMIC. Требуется живой AC в качестве входа и понижает его до 12 В, которое затем преобразуется в 5 В постоянного тока. используя подходящий регулятор напряжения IC.

Измерение напряжения переменного тока

Для измерения напряжения выходное переменное напряжение ( Live_out ) равно понижен и выпрямлен для получения низкого уровня постоянного напряжения с помощью диода и резистивный делитель сети. Впоследствии выходной фильтр (электролитический конденсатор) используется для минимизации пульсаций и получения постоянного плавного постоянного тока. Напряжение. Шунтирующий конденсатор также используется для фильтрации переходных процессов. Следовательно, получается фильтрованное постоянное напряжение ( Vsense ).К убедитесь, что уровни постоянного напряжения совместимы с CMIC, понижающий был использован коэффициент (приблизительно) 0,01 (т.е. 200 В переменного тока 2 В постоянного тока).

зеленый PAK

Используя Vsense и основанную на логике GreenPAK (Раздел 5), CMIC управляет необходимыми реле (через BJT) для срабатывания. Цифровые выходы CMIC также используются для переключения светодиодных индикаторов на проинформировать пользователя о нормальных условиях и условиях повышенного / пониженного напряжения AVR.Схема CMIC, показывающая соединения ввода-вывода, была предоставлено для справки.

Привод

Три электромеханических реле (RL1, RL2 и RL3) используются для переключения входное напряжение переменного тока ( Live_in ) соединение между 135 Отводы автотрансформатора В, 174 В, 196 В и 220 В. Четвертый электромеханическое реле (RL4) используется для отключения выхода АРН в случае, если условий пониженного или повышенного напряжения, что предотвращает повреждение подключенная нагрузка на выходе АРН.

Рисунок 3: Схема конструкции GreenPAK

На рисунке 3 показана схема Дизайн ГринПАК. Vsense подается на разные компараторы используя контакт 6. Аналоговые компараторы ACMP0 и ACMP1 используются для регулирования в нормальный рабочий диапазон AVR, тогда как ACMP2 и ACMP3 используются для Обнаружение повышенного и пониженного напряжения. Поскольку максимальная внутренняя ссылка из компараторов можно установить не больше 1.2 В используется коэффициент усиления 0,33 для обеспечения возможности сравнения выходного напряжения и правильной категоризации в разные диапазоны. Референс компараторов настроен на соответствие спецификации, изложенные в разделе 4.2. An блок асинхронного конечного автомата (ASM) используется для установки конечного состояния машина для регулирования напряжения.

Рисунок 4: Конечный автомат

На рисунке 4 изображены пять состояний, в которых используются.В каждом состоянии реле 1, 2 и 3 активируются с помощью ASM. выходы OUT3, OUT2 и OUT1 соответственно. Это позволяет выбрать соответствующие ответвления автотрансформатора и, следовательно, поворот автотрансформатора соотношение. Переход из состояния 0 в 4 вызывает ступенчатое уменьшение Коэффициент трансформации автотрансформатора. В таблице 1 показано соответствие каждое состояние к отношениям поворотов.

Таблица 1: Передаточные числа AT-разворотов, соответствующие каждому состоянию

Государство

0

1

2

3

4

AT передаточное число поворота

220/135 ≈ 1.63

196/135 ≈ 1,45

220/174 ≈ 1,26

196/174 ≈ 1,13

220/220 = 1

Регулировка напряжения достигается с помощью перехода между состояниями, который происходит, если Live_out больше верхнего предела (≈ 240 В переменного тока, установленного задание ACMP1) или ниже нижнего предела (≈ 200 В переменного тока, установленного ссылка ACMP0).Если какое-либо государство не производит желаемого регулируемого уровень выходного напряжения (200 В < Live_out <240 В), а изменение состояния (коэффициент трансформации автотрансформатора). В частности, если Live_out больше чем верхний предел, происходит переход в более высокое состояние. Переходы в более высокое состояние (снижение коэффициента трансформации автотрансформатора) продолжайте, пока не будет достигнут желаемый уровень напряжения. Аналогично для Live_out меньше нижнего лимита, переход в нижний состояние происходит.

Чтобы обеспечить электромеханический реле работают нормально, резкие переходы между состояниями контролируются с помощью задержки в обратной связи блока ASM. С этой целью выходы блока ASM OUT3, OUT4, OUT5, OUT6 и OUT7 подаются на блоки задержки DLY2, DLY3, DLY4, DLY5 и DLY6 соответственно. На рисунке 5 изображена конфигурация блока RAM ASM, где показано состояние каждого из двоичных выходов OUT0 — OUT7.

Рисунок 5: Блок RAM

Состояния сохраняются в течение заранее определенного периода времени tp (≈ 0.5 с) установить задержки. Переходы между состояниями происходят только в том случае, если Live_out остается вне желаемого диапазона по крайней мере в течение tp. Выходы задержек передаются обратно в различные LUT (и блоки AND) вместе с выходами ACMP0 и ACMP1, как показано на рисунке 4. Это гарантирует, что переходы между состояниями происходят только после истечения времени tp и Live_out вне желаемого диапазона. Конкретный переход состояния зависит от выходов ACMP0 и ACMP1. Например, если состояние 1 сохраняется для tp, переход в состояние 0 и состояние 2 невозможен.Если желаемый уровень напряжения был достигнут, состояние 1 сохраняется. В противном случае переход в Состояние 0 и Состояние 2 происходит в зависимости от того, больше ли Live_out верхнего предела или меньше нижнего предела.

Еще одна важная особенность предлагаемой конструкции GreenPAK — защита в условиях повышенного и пониженного напряжения. Компараторы ACMP2 и ACMP3 используются для условий повышенного и пониженного напряжения соответственно. В выход ACMP2 и инвертированный выход ACMP3 передаются в задержку блокирует DLY0 и DLY1 для обеспечения условий повышенного и пониженного напряжения не обнаруживаются ни для каких переходных процессов.Впоследствии выходы DLY0 и DLY1 подаются на блок LUT, который решает, нормальное ли это перенапряжение, или состояние пониженного напряжения. В нормальных условиях RLY4 находится под напряжением. а AVR регулирует напряжение. В противном случае регулирование невозможно и Поездки RLY4. Показания нормального, повышенного и пониженного напряжения условия также предоставляются пользователю.

Экспериментальное оборудование

Рисунок 6: Экспериментальная установка

На рисунке 6 показана экспериментальная установка. для прототипа.Variac используется для управления входным напряжением переменного тока. к AVR. AVR содержит автотрансформатор и печатную плату, на которой схема управления. Плата разработки GreenPAK подключается к печатной плате для управлять электромеханическими реле. Осциллограф используется для регистрации входные и выходные напряжения.

Рисунок 7: Схема печатной платы

На рисунке 7 показана электрическая схема печатной платы, на которой электромеханические реле, BJT и другие вспомогательные компоненты установлен.

Результаты осциллографа

На следующих рисунках показаны журналы осциллографа для экспериментов. Желтые и синие маркеры показывают входное и выходное напряжения соответственно.

Рисунок 8: Количественное экспериментальное резюме

На рисунке 8 изображены количественные сводка экспериментальных результатов для нормальной работы AVR. Входное напряжение изменяется в диапазоне напряжений (от низкого до высокого), а наблюдается соответствующее выходное напряжение.CMIC успешно управляет реле для изменения ответвлений автотрансформатора и, следовательно, передаточного отношения от 1,63 к 1 для регулирования напряжения.

Рисунок 9: Нормальная функциональность

На рисунке 9 показана нормальная функциональность. АРН, где успешно определен ответвитель для передаточного числа 1,63 и выбрал.

Рисунок 10: приближение к перенапряжению

Рисунок 11: Состояние перенапряжения

На рисунке 10 изображены вход и выход. формы волны напряжения при приближении к состоянию перенапряжения.Как есть формы волны аналогичны, так как ответвитель для коэффициента поворотов равен 1.

На рисунке 11 показан случай состояние перенапряжения. Видно, что выходное напряжение рухнуло поскольку АРН успешно отключил RL4 для защиты.

Рисунок 12: Приближение пониженного напряжения

Рисунок 13: Пониженное напряжение

На рисунке 12 изображены вход и выход. осциллограммы напряжения при приближении к пониженному напряжению.AVR выбирает ответвление для максимального передаточного числа (1,63) при этом условии.

На рисунке 13 показан случай состояние пониженного напряжения. Можно заметить, что выходное напряжение падает как RL4 сработал для защиты.

Обратите внимание, что нет изменения частоты или сдвига фазы на входе и выходное напряжение при регулировке АРН.

В этом примечании к приложению описывается использование CMIC GreenPAK SLG46537V как контроллер для AVR, которые популярны в жилых и промышленных помещениях. Приложения.CMIC может заменять дискретные компоненты и микроконтроллеры, которые в настоящее время используется в этих приложениях. Роль SLG46537V в был проиллюстрирован предлагаемый АРН и объяснена конструкция GreenPAK тщательно. Более того, подробности экспериментов на прототипе AVR были представлены для проверки предложенного дизайна. Делаем вывод, что SLG46537V предоставляет широкие возможности для использования в качестве контроллера, особенно в жилые AVR. Следовательно, блоки управления для АРН могут быть спроектированы с использованием SLG46537V, которые недороги и занимают меньше места на печатной плате.Более сложные контроллеры могут быть разработаны с использованием других CMIC, предлагаемых Диалог, особенно те, которые предлагают ASM с большим количеством состояний.

Furman P-1800 AR Заменяет Furman AR 1215

Регулятор линейного напряжения переменного тока AR-1215 на 15 ампер предназначен для защиты аудио, видео, компьютерного и другого электронного оборудования от проблем, вызванных скачками напряжения в сети переменного тока — провалами, отключениями или перенапряжениями, которые могут вызвать сбои в работе чувствительного цифрового оборудования, или, в крайнем случае, получить повреждение.

AR-1215 разработан для обеспечения стабильного, стабильного выходного напряжения 120 В переменного тока. Он принимает любое входное напряжение от 97 В до 141 В и преобразует его в постоянные 120 В, ± 5 В. Напряжения за пределами этого диапазона также могут быть преобразованы в полезные уровни, в зависимости от того, насколько они выходят за пределы диапазона. AR-1215 может выдерживать нагрузки до 15 ампер, пока входное напряжение превышает 124 вольт. Для напряжений ниже этого уровня его емкость должна быть снижена примерно до 0,15 ампер на вольт.

AR-1215 был разработан специально с учетом уникальных потребностей аудио и видео.Его технология во многом отличается от компьютерных регуляторов напряжения.

Например,
В AR-1215 не используется феррорезонансный трансформатор, который был бы тяжелым и громоздким, излучает сильное магнитное поле и был бы слишком чувствительным к частоте, чтобы его можно было использовать с генераторами. Вместо этого используется конструкция, основанная на тороидальном автоформере с восемью выводами. Тороидальная конструкция обеспечивает минимальную утечку паразитных магнитных полей.


Схема AR-1215 контролирует входящее линейное напряжение в каждом цикле, сравнивая его с очень точным эталонным напряжением с точностью до ± 0.15%. Если колебание напряжения требует выбора другого ответвления, новое ответвление переключается электронным способом точно в точке перехода через нуль, чтобы избежать искажения формы волны переменного тока. (Большинство коммерческих регуляторов напряжения, использующих многоотводные трансформаторы, переключают ответвления в неконтролируемое время, тем самым создавая скачки напряжения и часто создавая щелчки, которые могут просочиться в звук.) Гистерезис 1,5 В в схемах переключения позволяет избежать «дребезга». Конструкция не чувствительна к небольшим ошибкам в частоте сети, что делает их идеальными для использования с генераторами.

AR-1215 также имеет функцию стабилизации мощности, которая сама по себе является уникальной благодаря количеству, качеству и конфигурации используемых устройств подавления перенапряжения. К ним относятся MOV, высоковольтные индукторы и конденсаторы, а также прецизионные магнитные выключатели с высоким пусковым током. Эта уникальная комбинация может безопасно отводить большие выбросы, а также фильтровать слышимый высокочастотный шум.

Дополнительная функция, отключение при экстремальном напряжении, определяет опасно высокое или низкое напряжение и отключает выход до того, как будет нанесен какой-либо ущерб.Выход остается выключенным до тех пор, пока не будет устранено повышенное или пониженное напряжение, а светодиодный индикатор указывает на состояние отключения. Эта бесценная функция обеспечивает надежную защиту вашего оборудования от случайного подключения к неправильному сетевому напряжению (например, 220 В, когда ожидается 120 В — нередкая опасность в индустрии развлечений).

AR-1215 имеет восемь выходов на задней панели и один на передней панели. Все выходы регулируются, подавляются всплески и фильтруются от радиопомех с помощью 3-полюсного фильтра.Нет никаких органов управления, кроме автоматического выключателя / двухпозиционного переключателя. Гистограмма, состоящая из 10 светодиодов, показывает входное напряжение, в то время как другой светодиод указывает состояние «В процессе регулирования» (т. Е. Выходное напряжение находится в пределах ± 5 В от 120 В.) Устройство размещается в компактной стойке с одним пространством. монтажное шасси высотой 1,75 дюйма и глубиной 8 дюймов и весит всего 12 фунтов.

Характеристики

  • Обеспечивает стабильное напряжение 120 ± 5 В переменного тока, когда входное линейное напряжение составляет от 97 В до 141 В.
  • Восемь выходов на задней панели, одна на передней панели
  • Выходная мощность 15 А
  • Тороидальный автоформовщик с восемью выводами
  • 10- Светодиодная гистограмма Измеритель входного напряжения
  • Чрезвычайное перенапряжение / пониженное напряжение вызывает мгновенное отключение, защищая оборудование
  • Индикатор отключения при экстремальном напряжении Светодиод
  • Индикатор стабилизации выхода
  • Низкая паразитная утечка магнитного поля

В настоящее время в Центре обучения нет элементов, относящихся к этому конкретному продукту.

Оставить комментарий