Как выбрать стабилизатор напряжения: Как выбрать стабилизатор напряжения (2018) | Стабилизаторы напряжения | Блог

14.05.2018

Качество электроэнергии у жителей городских квартир обычно выше, чем у владельцев частных домов и, тем более, дачников. Конечно, городские электросети тоже далеко не всегда идеальны, но встречающиеся в них колебания все же меньше, чем в сельской местности и частном секторе. Однако даже небольшие перепады питающего напряжения могут помешать нормальному функционированию современной бытовой техники и электроники. Поэтому стабилизатор напряжения часто необходим и в городских условиях.

В каком случае стабилизатор напряжения нужен в квартиру?

Если для частного дома и дачи стабилизатор нужен практически всегда, то с городскими квартирами все не так однозначно. Во-первых, удаленность многоквартирных домов от электростанций меньше, следовательно – критически низкие показатели напряжения встречаются реже, чем за городом. Во-вторых, сильные сетевые перепады в городе скорее исключение, чем правило.

Наличие колебаний напряжения легко определить «невооруженным глазом». Помехи в динамиках и на экранах видеовоспроизводящих устройств, мигание лампочек, изменение звука работы холодильника или стиральной машины явно дают понять, что необходим стабилизатор напряжения.

Но что, если подобных признаков не наблюдается – можно ли быть уверенным в отсутствии перепадов сетевого напряжения и безопасности своего оборудования? К сожалению, нет. Небольшие колебания в сети могут не проявляться зрительно, но медленно «подтачивать» электронную начинку современной бытовой техники, пагубно сказываясь на её долговечности и производительности.

Проверить свою электросеть на предмет качества поступающей из неё электроэнергии можно прибегнув к помощи электрика или самостоятельно. Достаточно, используя мультиметр, измерить напряжение в розетке во время минимального потребления (например, в разгар рабочего дня) и во время максимальной загрузки (утром, вечером или в выходные). Полученные данные следует сравнить с показателями допустимых отклонений, которые не должны превышать 10% от номинального напряжения:

• для сетей 230 В – не менее 207 В и не более 253 В;
• для сетей 220 В – не менее 198 и не более 242 В.

Если измеренное напряжение находится в установленных приделах – стабилизация не требуется, за исключением оборудования, нуждающегося в электропитании, качество которого превосходит существующие нормы (для бытового сектора такая техника – явное исключение). В случае скачков напряжения выше или ниже указанных норм, стоит задуматься о покупке стабилизатора. Потребность в нём будет расти вместе с увеличением отклонения напряжения от стандартного значения.

Какая техника нуждается в первоочередной стабилизации напряжения?

Перед покупкой стабилизатора необходимо решить, какое именно оборудование будет подключаться к устройству. При этом следует понимать, что одни виды бытовой техники более устойчивы к колебаниям сетевой электроэнергии, чем другие. Рассмотрим влияние качества электроснабжения на работу наиболее распространённых в городских квартирах электроприборов:

• Холодильники. Современные модели отлично выполняют свои функции при изменениях напряжения в пределах 10%. В случае более существенных отклонений все-таки понадобиться стабилизатор напряжения для холодильника, иначе такое оборудование может уйти в защиту и отключиться. Если холодильник всё-таки запустится при пониженном или повышенном входном напряжении, то длительная работа в таких условиях чревата сокращением рабочего ресурса компрессора. Более старые модели холодильников реагируют даже на малейшие колебания сетевого напряжения, что слышно по изменению звука их работы. Сгоревший, вследствие сетевого перепада, электродвигатель является распространённой причиной их поломки.
• Телевизоры. Изделия последних поколений стабильно работают при плавающем напряжении. Встроенные в них импульсные блоки питания выравнивают сетевой сигнал и поддерживают широкий диапазон входных значений вплоть до 110 В снизу и 260 В сверху. Однако, если провалы ниже указанного значения в городской квартире практически невозможны, то скачки напряжения выше 260 В могут встречаться. Поэтому в ряде случаев стабилизатор напряжения для телевизора потребуется.
• ПК, ноутбуки и оргтехника. В современных ПК, ноутбуках и мониторах применяются импульсные блоки питания, схожие с телевизионными, поэтому в условиях небольших сетевых перепадов угрозы для таких устройств нет. Сильные скачки напряжения опасны для самого блока питания – он может выйти из строя. При наличии подобных явлений стоит позаботится о защите своего оборудования с помощью стабилизатора напряжения для ПК и оргтехники.
• Утюг. Будет работать практически при любых сетевых показателях, но при низком напряжении устройство не сможет нагреться до нужной температуры, а при высоком – быстро перегреется.
• Аудиотехника. Перепады напряжения в сети негативно воздействуют на качество звука. При небольших колебаниях для корректной работы достаточно сетевого фильтра. В случае сильных отклонений, улучшение звучания гарантирует только стабилизатор напряжения для аудиотехники.
• Климатическое оборудование. Кондиционеры, вентиляторы, тепловые пушки, увлажнители воздуха зависимы от параметров питающего напряжения. Отклонения от номинальных значений отрицательно влияют на надёжность и долговечность их электродвигателей. Например, кондиционер в условиях нестабильного электропитания будет работать на пониженной мощности или выйдет из строя. Поэтому такое оборудование при наличии любых сетевых колебаниях следует использовать только со стабилизатором напряжения.
• Пылесосы. Основным узлом любого пылесоса является компрессор, реализованный на базе чувствительного к качеству электроэнергии двигателя. Результатом скачков напряжения для пылесоса станет либо работа на неполную мощность, либо преждевременный выход из строя.
• Стиральные машины. Автоматические и полуавтоматические модели имеют электродвигатель, поэтому любые отклонения в электросети крайне неблагоприятно скажутся на их работе и сроке службы. Кроме того, резкие скачки напряжения вызовут постоянные срабатывания защитной автоматики и затронут встроенные водонагреватели, которые не прогреют воду или выйдут из строя. Бесспорно, стабилизатор напряжения для стиральной машины требуется даже при минимальных отклонениях сетевого напряжения от установленных норм.
• Посудомоечные машины. Принцип их работы и устройство во многом аналогичны стиральным машинам, соответственно, аналогичны и проблемы возникающие при колебаниях напряжения в электросети. Следовательно, для стабильной работы и продления срока эксплуатации, нужно обязательно подключать стабилизатор напряжения для посудомоечной машины. Он повысит качество её работы и продлит срок эксплуатации.
• Микроволновые печи. При пониженном напряжении не смогут обеспечить заявленную мощность излучения. При значительном превышении номинального напряжения возможен выход из строя управляющей электроники и блока питания. Поэтому, чтобы не получить холодную пищу в горячей посуде, рекомендуется применять стабилизатор напряжения для микроволновой печи.
• Энергосберегающие лампы. Очень чувствительны и быстро сгорают при частых перепадах напряжения (в тех случаях, когда обычные лампы просто мигают). Кроме того, при низком напряжении они могут вообще не включиться.
• Светодиодные лампы. Практически не реагируют на перепады в сети и светят с одинаковой яркостью в широком диапазоне входного напряжения (границы допустимых значений зависят от качества встроенного регулятора тока).
• Лампы накаливания. Обычные лампы устойчивее к сетевым колебаниям, чем энергосберегающие. Но при низком напряжении их свет заметно тускнеет, а при высоком становится ярче, что негативно сказывается на зрении человека, а также снижает срок службы лампы и вызывает перерасход электроэнергии.
• Электрообогреватели. При просадке сетевого напряжения не смогут разогреться до необходимой температуры и не выполнят своих прямых функций. При повышенном напряжении модели, снабжённые автоматикой, отключатся, а более простые – могут перегреться и не только выйти из строя, но и стать причиной пожара.

Проанализировав вышесказанное, можно прийти к выводу, что вся бытовая техника в большей или меньшей степени зависит от качества питающего напряжения. Поэтому, если в электросети вашей квартиры наблюдаются какие-либо отклонения от установленных нормативных значений, целесообразно один раз потратиться на качественный и современный стабилизатор для бытовой техники, способный гарантировать корректное функционирование электроприборов.

Какой тип стабилизатора напряжения подходит для квартиры?

Сразу откинем технически устаревшие и непригодные для современного бытового использования феррорезонансные устройства. Остальные типы стабилизаторов рассмотрим подробнее:

• Релейные. Принцип работы основан на переключении обмоток трансформатора специальными реле. Выбирается та обмотка, напряжение на которой имеет значение наиболее близкое к номинальному. Главные достоинства: доступная цена и достаточно высокая скорость срабатывания. Существенный недостаток – не лучшая точность стабилизации, которой может не хватить для чувствительных электронных компонентов современной бытовой техники. Дополнительное неудобство при бытовом использовании релейных стабилизаторов доставляет шум, сопровождающий каждое срабатывание реле.
• Электромеханические. Осуществляют коррекцию напряжения за счёт перемещения по обмотке трансформатора специального контакта, приводимого в движение сервоприводом. Преимущества: повышенная (по сравнению с релейными аппаратами) точность стабилизации и низкая стоимость большинства моделей. Ряд серьёзных недостатков осложняет применение электромеханических стабилизаторов в городских квартирах. Речь идёт о низкой скорости срабатывания (за исключением некоторых дорогостоящих устройств), высоком уровне шума, ненадёжности механики и возможном искрении при работе. Кроме того, отдельных финансовых расходов потребуют периодическое обслуживание и замена изношенных токосъёмных контактов (графитовых щеток).
• Симисторные и тиристорные. По принципу действия схожи с релейными, но переключение между обмотками трансформатора осуществляют максимально увеличивающие быстродействие и делающие работу устройства практически бесшумной полупроводниковые ключи: тиристоры и симисторы. Характеристики стабилизаторов данного типа превосходят многие аналоги. Такие устройства могут успешно применяться в городских квартирах, но и они не способны гарантировать необходимое для устойчивого функционирования различной электроники, полностью независящее от внешних сетевых условий безразрывное электропитание идеальной синусоидальной формы.
• Инверторные. Инновационные стабилизаторы, конструктивно отличающиеся от всех вышеприведённых устройств. Их принцип работы, построенный на базе передовой технологии двойного преобразования энергии, не только нейтрализует все присущие стабилизаторам других типов недостатки, но и обеспечивает недоступные им технические характеристики.

Как определить мощность стабилизатора напряжения для бытовой техники в квартире?

Расчет мощности одинаков для всех типов стабилизаторов – суммируется мощность подключаемых потребителей и добавляется запас в 20-30%.

В таблице ниже приведены ориентировочные диапазоны мощностей (на основе каталогов отечественных торговых сетей) для самых распространённых в городских квартирах электроприборов.

Мощность отдельных моделей может отличаться от приведённых в таблице значений. Поэтому при подборе стабилизатора рекомендуем пользоваться данными актуальными конкретно для вашей бытовой техники, найти их можно в технических паспортах или на заводских этикетках.

Обратите внимание! Для устройства, имеющих в своём составе электродвигатели, характерны высокие пусковые токи. Примерами таких электроприборов из таблицы являются: пылесос, холодильник, стиральная машина, электродрель, кондиционер, электромясорубка. При расчёте общей мощности для подобных потребителей следует использовать не номинальное, а максимальное, пусковое значение мощности (обычно превышает штатное минимум в 3 раза). Некоторые производители для устройств, имеющих пусковые токи, сразу указывают максимальную мощность. Другие – приводят только номинальную, стараясь не привлекать внимание к неминуемым скачкам энергопотребления при пуске. Обязательно изучите техническую документацию любого оборудования на предмет наличия информации о потребляемой мощности в различных режимах работы. Стабилизатор следует выбирать по максимальному из возможных значений!

Также стоит обратить внимание и на точность стабилизации. Большая часть бытовой техники отлично работает со стабилизаторами, точность которых не превышает 7%. Но для устройств, работу которых регулирует автоматика (например, стиральная машина) или для устройств, в которых важен чистый звук и изображение, рекомендуется выбирать стабилизаторы с уровнем точности не более 5%.

Пример выбора стабилизатора напряжения для квартиры.

За основу возьмем среднестатистическую городскую квартиру, для неё возможны два решения:

• установка стабилизатора для защиты отдельных бытовых приборов;
• установка стабилизатора для централизованной защиты всей электросети.

В первом случае применяются небольшие стабилизаторы, включаемые в сеть через обычную розетку 220 В посредством вилки-шнура. От них запитываются единичные нагрузки, хотя возможно подключение и несколько электроприёмников – с использованием переходника.

Второй вариант реализуется на базе мощного стабилизатора и целесообразен для квартир с сильными колебаниями напряжения, которые опасны для всех видов бытовой техники. Мощный стабилизатор обладает крупными габаритами и в городской квартире может не хватить свободного пространства для его установки. В таком случае, питание потребителей следует организовать от отдельных менее мощных стабилизаторов. Если место для крупногабаритного устройства всё-таки нашлось, то настоятельно рекомендуем доверять его подключение только профессиональному-сертифицированному специалисту!

Итак, рассмотрим выбор стабилизатора на двух конкретных примерах:

Пример 1. Необходим стабилизатор для защиты современной стиральной машины, максимальная потребляемая мощность которой составляет 1900 Вт. Прибавляем к этому значению запас по мощности равный 30% и получаем итоговый показатель 2470 Вт. Таким образом, потребуется установка стабилизатора напряжения мощностью не менее 2500 Вт.

Пример 2. Стабилизатор выбирается для организации централизованной защиты. Пусть список и максимальная мощность подключаемого оборудования будет следующими:

• телевизор — 100 Вт;
• компьютер и ноутбук – 250 Вт + 40 Вт = 290 Вт;
• микроволновка – 1000 Вт;
• холодильник – 300 Вт;
• пылесос – 600 Вт;
• стиральная машина – 1900 Вт;
• электроплитка – 5000 Вт;
• освещение – 400 Вт;
• утюг – 1400 Вт;
• музыкальный центр – 50 Вт;
• кухонная вытяжка – 230 Вт;
• прочие электроприборы (бритва, миксер, роутер и т.п.) – 500 Вт.

Мы не включили в список кондиционер и обогреватель. Будем считать, что с обогревом квартиры справляется центральное отопление, а кондиционера просто нет. Суммарная мощность в нашем случае равна 11770 Вт. К этому значению добавим еще 30% запаса, учитывающего возможные перегрузки, и получим итоговый показатель 15301 Вт. Таким образом, для такой квартиры потребуется стабилизатор напряжения мощностью не менее 16 кВт.

И в первом и во втором примерах присутствует чувствительная техника, требующая повышенной точности стабилизации. Кроме того, необходим бесшумный стабилизатор, рассчитанный на долгосрочное использование без технического обслуживания. Указанным критериям в полной мере соответствуют только инверторные и симисторные/тиристорные модели. Стабилизаторы на основе полупроводниковых ключей обычно чуть дешевле, но инверторные устройства отличаются большей долговечностью, точностью и быстродействием. Это позволяет считать именно их эталоном защиты от большинства свойственным городским квартирам проблем электроснабжения.

Подробнее о стабилизаторах напряжения «Штиль» для бытовой техники в квартире.

Инверторные стабилизаторы напряжения «Штиль» для квартиры:

Как выбрать стабилизатор напряжения. Вольтра

Стабильные характеристики электросети являются залогом долгой и верной службы электроприборов. Наверняка все замечали, как освещение в комнате становится более тусклым или, наоборот, более ярким. Это признаки нестабильного напряжения в электросети. Наиболее опасны для техники резкие скачки напряжения: так, изменение этого параметра на 10% способно уменьшить срок службы электроприборов в 4 раза. Скачки напряжения случаются даже в мегалополисах, что уже говорить о более мелких городах, деревнях или дачных поселках. Ремонтные мастерские регулярно принимают технику, вышедшую из строя из-за скачков напряжения.

Почему же скачет напряжение? Изменение характеристик сети неизбежно – любое включение или выключение электроприбора уменьшает или повышает нагрузки на сеть. К примеру, при использовании сварки в гаражном кооперативе свет тускнеет в такт работе сварщика. На качество тока также влияет общая нагрузка в сет.К примеру, в жилых многоквартирных домах нагрузка на сеть заметно вырастает по вечерам, когда большинство людей находятся дома. Еще одна причина падения напряжения кроется в самих проводах: чем они длиннее, тем больше потерь происходит. По этой причине довольно часто страдают дачные поселки и деревни.

Кто покупает стабилизаторы напряжения? В первую очередь, основными покупателями являются предприятия, производства, офисы и различные учреждения – скачок напряжения не только грозит солидными растратами на ремонт или покупку всего оборудования, но и влияет на работоспособность всего производства. Трудно работать в офисе, если компьютеры выключается едва ли не каждые 10 минут. Кроме того, на предприятиях с точными и сложными приборами стабильное напряжение является обязательным фактором для работы. Покупка стабилизатора напряжения для дома – вопрос и личное дело каждого, и если в квартире без него еще можно обойтись, то в частном доме или на даче жизнь без стабилизатора становится слегка напряженной.

В электротехнике существует несколько видов преобразователей напряжения. В данном случае речь идет о корректирующих стабилизаторах переменного тока. Они призваны регулировать напряжение, которое подается на технику – холодильники, стиральные машины, компьютеры и прочее. Главной задачей стабилизаторов является приведения характеристик тока к стандартным (и самое главное – стабильным) показателям. Это обеспечит сохранить подключенное оборудование или технику и продлит срок их службы.

Если Вы задумались о покупке стабилизатора напряжения для дома, стоит понять наверняка, существует ли необходимость в его приобретении. Для этого необходимо с помощью тестера несколько раз в будний и выходной дни произвести замеры. Критическими показателями являются 198В и 242В – выход за эти пределы способен испортить технику, покупать стабилизатор стоит для защиты всей сети. В среднем электроприборы способны выдерживать колебания напряжения в пределах 10%, но срок их эксплуатации при этом сокращается. Лампочки начинают перегорать при выходе из диапазона 205-235В. Если напряжение колеблется в пределах 210-230В, имеет смысл задуматься о покупке стабилизатора напряжения для одного самого дорогого прибора.

Стабилизатор подключается к сети таким образом, что ток подается на технику только после прохождения через него. Несмотря на одну функцию, различают три вида стабилизаторов – ферромагнитный, электромеханический, электронный (цифровой). Первоначально электромагнитные стабилизаторы были распространены больше всего, но сейчас наиболее популярны цифровое и электромеханические устройства — рассмотрим их подробнее.

Виды стабилизаторов напряжения

Электромеханические стабилизаторы

В основе такого устройства находится автотрансформатор с проводами, которые автоматически переключаются. Грубо говоря, это катушка с обмоткой из медной проволоки. Вторым главным элементом стабилизатора является электромагнитный механизм с ползунком. Если входное напряжение пониженное, этот ползунок перемещается вверх и повышает напряжение на выходе, и, соответственно, наоборот. В качестве ползунка используются графитовые щетки. Они способны установить необходимое выходное напряжение с погрешностью всего до 2%, регулировка напряжения – плавная. В некоторых стабилизаторах напряжения – например «Ресанта» — используются сразу две графитовые щетки, за счет этого возрастает скорость регулировки напряжения. Некоторые особо мощные стабилизаторы (30кВт и больше) оснащаются также дополнительным трансформатором.

В работе электромеханические стабилизаторы бесшумны, даже несмотря на наличие движущихся частей. Они не вносят в сеть никаких искажений и устойчивы к помехам в сети. Точность напряжения на выходе таких стабилизаторов достаточно высока, поэтому к ним можно смело подключать чувствительную аудиоаппаратуру, медицинские и измерительные приборы.

Из недостатков стоит отметить особенность эксплуатации, связанную с наличием движущихся щеток. Они подвержены естественному износу и требуют регулировки, ухода и замены. При изменении показателей электросети возможно небольшое отставание в их реакции. Мощные стабилизаторы отличаются внушительными габаритами и весам. Устройства достаточно требовательны к условиям эксплуатации: температура в помещении не должна быть ниже -5 градусов или выше +40 градусов. И естественно, использование их во влажных помещениях недопустимо.

Электронные (цифровые) стабилизаторы

Приборы этого типа производят регулировку напряжения ступенчато – из-за этого такие стабилизаторы также называются «дискретными». Как и в электромеханических стабилизаторах, в их основе находится автотрансформатор. Но графитовых щеток нет – вместо них используются реле или полупроводники (тиристоры и симисторы).

Работа цифровых стабилизаторов осуществляется по следующему принципу: каждый виток на трансформаторе добавляет от 4 до 22В (у однофазных). Реле или электронные ключи включают необходимую обмотку. Точность регулировка в зависимости модели колеблется от 2 до 10%. Этот показатель зависит от количества обмоток. Рассмотрим на примере бытового стабилизатора напряжения с точностью 8%, каждая обмотка которого прибавляет 17,6В. Если входное напряжение составляет 195В, происходит подключение двух обмоток – выходное значение составляет 230,2В. Регулировка происходит достаточно быстро, но при этом несколько страдает точность. Если точность стабилизатора составляет 2%, то при таких же показателях на выходе будет напряжение 221,4В. При этом будет задействовано шесть обмоток, соответственно, увеличится время регулировки. Большое количество элементов системы увеличивает ее цену, надежность, при этом, остается такой же.

Разница в точности моделей не столь критична, как может показаться. Бытовая техника способна нормально функционировать при изменении напряжения в пределах +/- 10%. Таким образом, холодильники, насосы и другие приборы с электродвигателем или нагревательным элементом будут работать нормально. Что касается компьютеров, домашних кинотеатров и другой точной бытовой электроники, то для них лучше купить стабилизатор с меньшей погрешностью. Электронные стабилизаторы напряжения оснащены цифровым управлением. Все управляющие элементы размещаются на одной микросхеме, что позволило значительно уменьшить вес и габариты прибора. Стабилизаторы оснащены электронным дисплеем, который, как правило, расположен на фронтальной части корпуса. На него выводятся значения входного и выходного напряжения.

Из преимуществ цифровых стабилизаторов стоит отметить отсутствие движущихся частей – отныне можно забыть о замене графитовых щеток. Качество стабилизатора и срок его службы напрямую зависят от качества тиристоров и симисторов. Кроме того, некоторые модели можно использовать в довольно суровых условиях – при температуре от -20 и ниже.

Недостатком электронным стабилизаторов напряжения является слабая перегрузочная сопротивляемость. Электронные ключи достаточно нежные, и большие нагрузки или короткое замыкание способны быстро вывести их из строя. При покупке цифрового стабилизатора желательно иметь как можно больший запас мощности.

Виды стабилизаторов напряжения по типу сети

Однофазные стабилизаторы напряжения используются в помещениях с однофазной электросетью – 220В. Мощность однофазных стабилизаторов составляет от 0,5 до 30кВт. Такой диапазон позволяет обеспечить защиту как всей техники в доме, так и отдельных устройств или приборов.

В помещениях с трехфазной сетью 380В необходимо использовать трехфазные стабилизаторы. Они представляют собой три однофазных стабилизатора, скомпонованных между собой. Мощность трехфазных стабилизаторов составляет от 3-30кВт и больше. Существуют модели стабилизаторов, мощность которых превышает 100кВт – это три трансформатора с одним сердечником.

И однофазные, и трехфазные стабилизаторы могут быть как электромеханического, так и электронного типа.

Технические характеристики стабилизаторов

При покупке стабилизатора для дома или дачи основная информация, на которую стоит ориентироваться, – технические характеристики прибора.

Однофазные и трехфазные стабилизаторы

Об этих типах стабилизаторов мы подробно рассказывали чуть выше, но все же рассмотрим основные случаи. В быту преимущественно используется однофазная сеть с напряжением 220В, в многоквартирных жилых домах с электроплитами есть трехфазная сеть. Кроме того, трехфазные сети можно встретить на дачах и в частных домах.

В сети 220В можно применять однофазные стабилизаторы напряжения. В сети 380В возможны комбинации из трех- и однофазных моделей.

Мощность

Все электроприборы при включении создают нагрузку на сеть – при подключении к стабилизатору эта нагрузка переходит на него. Нормальная работа стабилизатора будет обеспечена только в том случае, если мощность подключенных приборов не превышает его собственную. Если это условие будет нарушено, сработает защита и стабилизатор отключится. Чем больше витков обмотки и чем больше диаметр проволоки, тем выше будет мощность прибора. Эти параметры также напрямую влияют на вес и размеры прибора.

Мощность стабилизаторов напряжения в зависимости от модели может составлять от 0,5 до 100кВт. Приборы с минимальной мощностью покупают для защиты конкретной техники. Для защиты всех устройств необходим стабилизатор большой мощности – о том, как высчитать этот параметр, мы расскажем чуть ниже.

Входное напряжение

Основой стабилизатора является автотрансформатор, который состоит из первичной и вторичной обмотки. При его создании учитываются мощность и входное напряжение. По их значениям рассчитывается сечение проволоки, а также количество витков. Как правило, каждый производитель придерживается собственных «традиций». Так, у всех однофазных приборов «Ресанты» этот показатель составляет 140-260В, трехфазных – 240-430В. У других производителей этот диапазон может равняться 160-250В для однофазных и 280-430В для трехфазных. Выбор входного напряжения стабилизатора очень прост – оно не должно выходить за пределы напряжения электросети. Так, стабилизатор с входным напряжением 160В уже не сможет работать с сетью, напряжение которой составляет 150В.

Выходное напряжение

Выходное напряжение является прямым результатом работы стабилизатора. При его покупке стоит обращать внимание не только на значения в 220 или 380В, но и на погрешность, выраженную в процентах. Она отображает допустимые отклонения от нормы.

Как мы уже говорили, более точными являются электромеханические стабилизаторы. Значение погрешности любого из них не будет превышать 3%. Погрешность у электронных стабилизаторов может составлять от 2 до 10%. Чем дороже стабилизатор, тем он точнее – на стоимость напрямую влияет количество витков обмотки и электронных ключей. Для защиты всей сети лучше выбирать стабилизатор с минимальной погрешностью.

Частота питающей сети

Напряжение сети – важный, но не единственный ее параметр. Вторым важным показателем является частота питающей сети. Отклонения до 0,2Гц считаются достаточно серьезными, до 0,4Гц – критическими. Превышение этого отклонения способны нарушить работоспособность техники. К примеру, повышенной чувствительностью к колебаниям частоты отличаются асинхронные двигатели, которые используются в отопительных котлах (смотрите стабилизаторы для котлов) и насосах. Двигатели начинают работать с переменной частотой, что приводит к его поломке. Лучшим выходом станет покупка стабилизатора напряжения. Все модели, которые доступны к покупке в Беларуси, поддерживают частоту 50Гц.

Точность и скорость стабилизации

Как мы уже писали, точность стабилизаторов напряжения колеблется в пределах 2-10%. Этого вполне достаточно для большинства бытовой домашней техники. Для более нежной и чувствительной аппаратуры необходимо выбирать стабилизатор как можно с меньшей погрешностью. Скорость стабилизации отображает время реагирования стабилизатора на изменение характеристик тока. Чем меньше будет это время – тем лучше, однако, критичным этот параметр не является.

Габариты и вес

Вес стабилизаторов напряжения может колебаться от 3 до 700 кг, габариты – от размеров ящика до внушительного шкафа. При покупке стабилизатора для дома этот параметр играет немаловажную роль. Среди устройств с мощностью до 10кВт особую популярность у покупателей завоевали цифровые стабилизаторы с дисплеем — благодаря своей компактности, аккуратному внешнему виду, простоте отображения всех показателей на дисплее, а также некоторым другим показателям.

Системы стабилизаторов.

Как и любая сложная техника, у стабилизаторов напряжения есть не только чисто технические характеристики, но и дополнительные функции, которые упрощают работу с ними.

Защита по выходному напряжению – стабилизатор, как и любой другой прибор, имеет свой рабочий диапазон. Если напряжение в сети выходит за его пределы, стабилизатор отключает нагрузку. Как только происходит выравнивание необходимых характеристик ток, подача электроэнергии на приборы возобновляется.

Защита от перегрузки следит за мощностью подключенных к стабилизатору приборов. При превышении допустимой мощности, нагрузка на прибор будет отключена.

Защита от грозовых разрядов и коротких замыканий позволит сохранить стабилизатором работоспособным при возникновении перечисленных явлений.

Тепловая защита или термозащита отключит прибор при достижении критической температуры трансформатором. Это предупредит порчу прибора.

Байпас – функция провода тока напрямую, без участия стабилизатора. Может быть полезна в случае отключенной техники – это сэкономит электроэнергию.

Фильтрация сетевых помех помогает бороться с различными искажениями на входе.

Вольтметр и амперметр позволят следить на силой тока и его напряжением. Вольметр отражает входные и выходные показатели, амперметр замеряет ток на выходе.

Кроме того, работу некоторых моделей стабилизаторов можно отслеживать с помощью компьютера. Цифровые стабилизаторы также могут оснащаться пультом дистанционного управления.

Порядок выбора бытового стабилизатора напряжения

При решении о покупке стабилизатора напряжения в первую очередь следует определиться с количеством фаз. Следующим шагом станет замер напряжения, определение которого станет основным критерием выбора рабочего диапазона стабилизатора.

Следующим важным шагом является определенность мощности стабилизатора. Для этого необходимо сложить мощность всех устройств и техники. Приблизительное энергопотребление распространенной технике можно увидеть в таблице.

Перечисленные характеристики являются примерными – ни в коем случайте не используйте их для конечных расчетов! Более точную информацию о своей технике необходимо искать в паспортах или инструкциях.

После того, как Вы точно узнали мощность всех электроприборов, можно приступать к подсчетам мощности бытового стабилизатора. К примеру, в квартире постоянно работают холодильник, осветительные приборы, компьютер и телевизор. Итого получается 1950Вт.

Также стоит учитывать мощность электроприборов, которые включается периодически – чайники, пылесосы, утюги, стиральные машины и др. Предположим, что к нашей основной технике периодически добавляются утюг, микроволновка и обогреватель – суммарная мощность этих приборов составит 6400Вт.

Таким образом, максимальное значение потребляемой мощности будет состоять из этих двух сумм и составит 8350Вт.

После этого необходимо определить коэффициент изменения напряжения в сети. Для этого необходимы данные, полученные при замере входного напряжения.

Коэффициент изменения представлен в таблице.

Коэффициент отклонения трехфазной сети определяется точно также, для этого необходимо взять диапазон +/- 380 В

Предположим, что в нашем случае напряжение в сети составляет 150В – необходимый нам коэффициент равняется 0,47.

Максимальное значение потребляемой мощности умножаем на коэффициент и получаем значение 12274Вт. Значит, стабилизатор напряжения должен иметь мощность как минимум 12Вт.

Важно: электроприборы с моторами в момент включения значительно увеличивают нагрузку на сеть. Это относится к стиральным машинам, холодильникам и другим приборам. Поэтому, необходимо покупать стабилизатор с запасом мощности – 20% является необходимым минимум. Кроме того, запас мощности позволит в дальнейшем подключать дополнительные электроприборы.

При покупке стабилизатора для предприятия, расчеты можно производить аналогичным образом, но стоит помнить об одном условии: мощность устройства должна быть в 3 раза больше номинальной, если к нему планируется подключение оборудования с асинхронными двигателям, компрессоров, насосов и др.

Чтобы избежать этих расчетов, можно также воспользоваться специальными токоизмерительными клещами. Их щупы прикрепляются к проводу, а энергию продолжает поступать к потребителям. Достаточно включить все электроприборы и прибор покажет потребляемую мощность, а также силу тока и сопротивление. Такой способ более точный, чем расчет.

После определения мощности стоит определить точность стабилизации. Ее погрешность измеряется в процентах, чем они больше – тем менее точный прибор. Для большинства техники будет допустима погрешность до 10%, однако, некоторым устройствам нужен более точный параметр. Желательно узнать это значение для каждого электроприбора в доме – в паспорте, инструкции, в местах выхода силовых кабелей или на сайте производителя.

Правила работы со стабилизатором напряжения: установка и начало использования

Как правило, установку и обслуживание стабилизаторов на предприятиях доверяют специалистам. Мы же рассмотрим, как правильно работать со стабилизатором дома.

Если стабилизатор был приобретен в холодное время года, необходимо перед подключением дать простоять ему без работы в нормальных условиях. Производители рекомендуют, чтобы это время составляло не менее суток. С подключением большинства моделей способен справится человек с базовыми навыками, в противном случае некоторые работы все же придется доверить специалисту.

Место установки

Место установки прибора должно отвечать всем требованиям в паспорте стабилизатора. Для большинства бытовых однофазных стабилизаторов минимальная температура составляет +5С. Использование трехфазных стабилизаторов допускается при температуре не ниже -5С. Максимальная температура большинства моделей составляет 45 градусов, поэтому не стоит ставить прибор на места с длительным воздействием солнечных лучей.

Стабилизатор во время работы нагревается, поэтому для отвода тепла в корпусе предусмотрена естественная или принудительная вентиляция. Расстояние между корпусом с вентиляционными отверстиями и стенами должно составлять не менее 50 см.

В зависимости от крепления стабилизатора, различают напольные и настенные модели. Первые можно поставить на пол, на полку или на стол, если позволяет вес изделия. Под стабилизатором не должно быть ковра, так как последний нарушает теплообмен.

Кроме того, не стоит забывать, что, несмотря на все заверения производителей, стабилизаторы напряжения все же шумят – негромко, но тем не менее. Поэтому от установки стабилизатора в спальне лучше отказаться. Идеальным решением станет установка его в нежилые комнаты – прихожую, гардеробную или подсобку.

Правила подключения стабилизатора напряжения

Самым главным правилом при подключении стабилизатора является его заземление. Для его проводки необходимо протянуть медный провод от корпуса к шине заземления. Это мера предосторожности напрямую влияет на безопасность прибора – она защищает пользователя от удара электрическим током. Кроме того, за счет этого уменьшается электромагнитный фон, чрезмерный уровень которого также способен повлиять на здоровье человека. При отсутствии необходимых навыков монтаж заземления лучше производить с помощью квалифицированного специалиста.

Сначала рассмотрим вариант подключения стабилизатора напряжения для отдельной техники – например компьютера, домашнего кинотеатра или холодильника. Для этих целей покупают однофазные стабилизаторы напряжения с мощностью в пределах 3кВт. При подключении стабилизатор обязательно должен быть выключен. Для подключения большинства стабилизаторов с небольшой мощностью не нужно иметь специальные знания: стабилизатор включается в сеть, а уже к нему подключается техника.

Существуют модели стабилизаторов, у которых на корпусе расположены клеммы. Чтобы его подключить, необходимо приобрести и подключить к ним шнур питания с вилкой. К клеммам прикрепляются соответствующие провода шнура. После этого необходимо включить стабилизатор на несколько секунд, чтобы на вольтметре отобразилось значение 220В. После этого стабилизатор необходимо отключить. Таким образом, щетки или электронные ключи установятся на свои рабочие положения. Провод с розеткой подключаются на выходные клеммы. После этого возможно подключать бытовую технику.

Теперь рассмотрим вариант подключения стабилизатора напряжения для защиты всей техники в доме. Для этих целей используются однофазные или трехфазные стабилизаторы. В случае, когда от распределительного щитка подается напряжение 380В, можно установить трехфазный или три однофазных стабилизатора, соединенных между собой. Последний способ более надежен – если один стабилизатор выйдет из строя, остальные продолжат работать. Но этот способ также и более затратный.

Чтобы подключить стабилизатор для всего дома, необходимо соединить фазу и ноль с выхода счетчика к соответствующим клеммам стабилизатора. Перед подключением техники, необходимо привести стабилизатор в рабочее положение способом, о котором мы писали выше. После этого к нагрузке стабилизатора необходимо подключить нейтральный провод от счетчика. Фазу к нему подключают от выходных клемм стабилизатора.

Эксплуатация

После всех необходимых манипуляций с проводами, можно включать стабилизатор. После этого он будет работать в автоматическом режиме. Даже если свет пропадет во всем доме, то после возобновления его работы, стабилизатор включится сам.

Как правило, производители стабилизаторов напряжения стараются максимально защитить их от неблагоприятных воздействий. Однако не стоит ставить на прибор бутылки с жидкостью или, например, чашку с чаем. Кроме того, по правилам электробезопасности, следует исключить возможность контакта корпуса с металлическими предметами. Следует следить за тем, чтобы вентиляционные решетки не были чем-нибудь перекрыты – в противном случае, существует вероятность выхода стабилизатора из строя из-за перегрева.

Еще один важный момент в эксплуатации стабилизатора – помнить о пределах его мощности. Перед подключением новых приборов необходимо проверить, выдержит ли стабилизатор дополнительную нагрузку. Как правило, если стабилизатор изначально был куплен со значительным запасом мощности, таких проблем не возникает.

Стабилизатор практически не требует ухода – необходимо лишь изредка протирать его корпус от пыли и следить за чистотой вентиляционных отверстий. При этом нельзя использовать влажные тряпки и моющие средства. В случае поломки стабилизатора, не стоит пытаться чинить его самостоятельно – ремонт должен производиться в сервисном центре.

Дополнительные расходы на стабилизатор

Большинство стабилизаторов готовы к работе «из коробки», но в некоторых случаях к ним необходимо докупить некоторые вещи.

Провода

Если у стабилизатора для подключения есть только клеммы, в таком случае необходимо отдельно приобретать провода. Они различаются между собой по сечению, количеству жил и допустимому напряжению. Напряжение – самый простой параметр. Провод с допустимым напряжением 380В можно использовать как в трехфазной, так и в однофазной сети. Если провод рассчитан на напряжение 220В, использование его в трехфазной сети недопустимо.

Количество жил – также немаловажный параметр. Проще говоря, жила – это проводник. В зависимости от провода, в нем может быть как одна, так и несколько жил, которые скручивают и закрывают изоляционной оболочкой. Чем больше будет жил, тем надежнее будет провод. Важным фактором является материал, из которого они изготовлены. Для стабилизатора лучше всего приобретать провода с медными жилами – они прочнее алюминия, а токопроводящие свойства выше.

Самым главным параметром при покупке провода является сечение кабеля. Сечение кабеля необходимо рассчитывать отдельно. Для этого необходимо мощность стабилизатора в ВА (ВА=Вт/0,7) разделить на минимальное входное напряжение. Таким образом мы узнаем максимальную силу тока на входе. После этого полученное значение силы тока необходимо найти в таблице. В случае несовпадения силы тока с данными в таблице, выбор сечения необходимо производить в большую сторону. Так, если ток равняется 46А, то необходимое сечение провода составит 6 мм. кв.

Все провода, которые есть в продаже, обозначены соответствующей маркировкой. Так как нам необходим медный кабель, в маркировке не должно быть буквы А – это провод с алюминиевым жилами. Другие буквы означают вид изоляции, первая цифра – это сечение, вторая – количество жил.

Как мы уже говорили, для подключения стабилизатора необходимо заземление – сечение кабеля составляет 2,5 мм. кв. Длину проводу стоит определять исходя из места монтажа. Для подключения стабилизатора к розетке, необходим кабель с вилкой.

Монтаж проводов удобнее всего производить с помощью крепежных скоб. Их размеры зависят от диаметра кабеля. Для соединения несколько проводов лучше всего использовать пластиковые хомуты – они дешевые и надежные. Самым простым способом изоляции станет изолента.

Автоматический выключатель

Автоматический выключатель устанавливают между счетчиком и стабилизатором. Его основная задача – защита прибора от коротких замыканий и перегрузок. Его «амперы» должны превышать максимальную силу тока стабилизатора, которую мы рассчитывали выше.

Трехходовой перекидной рубильник

Это устройство позволит сделать байпасную линию, которая будет подавать электроэнергию в обход стабилизатора. К примеру, подобная линия может понадобиться для подключения сварочного аппарата.

Дополнительное оборудование

При подключении стабилизатора самостоятельно могут понадобиться мультиметр, измерительные клещи или индикаторная отвертка.

Мультиметр (проще говоря – тестер) измеряет напряжение, силу тока и сопротивление. Замеры производят с помощью щупов, результат выводится на дисплей или шкалу.

При помощи токовых клещей можно измерить ток, напряжение, сопротивление или частоту провода, проверить его изоляцию на целостность. Для этого достаточно поместить проводник между двумя щупами.

Индикаторная отвертка (отвертка-пробник) позволяет определить фазу и ноль. От обычной ее легко отличить по внешнему виду – прозрачная ручка с диодом внутри.

Как выбрать стабилизатор напряжения? — Обзор

Стабилизатор напряжения — необходимое устройство, если вы пользуетесь электроникой в условиях очень нестабильной электросети. Во многих деревнях можно столкнуться с тем, что напряжение тока в розетке сильно варьируется и «скачет», а стабилизатор обезопасит ваши электроприборы, и они не пострадают от случайного повышения или понижения вольтажа.

В продаже представлены как профессиональные модели, так и модели для использования в быту, и нужно четко понимать разницу между ними, чтобы не переплатить за ненужные функции.

Следующая часть нашей статьи будет посвящена важным техническим характеристикам стабилизаторов напряжения, на которые нужно обратить внимание при выборе. Затем мы предложим вам выбрать из десяти отличных моделей, которые можно купить у магазинов в нашем каталоге.

Основные характеристики, на которые стоит обратить внимание

Тип

Типов стабилизаторов напряжения несколько, но в быту почти всегда используются два — релейные и электромеханические.

Релейные модели очень быстро срабатывают и имеют высокий КПД (о нем позже), благодаря чему и популярны в обычных условиях. Их недостаток — ступенчатая регулировка выходного напряжения, что в быту не слишком важно. Кроме того, релейные стабилизаторы обычно имеют широкий диапазон входного напряжения. Их вариант — электронные стабилизаторы, которые для переключения вольтажа используют более надежные полупроводники, а не реле. Стоят электронные модели заметно дороже.

Электромеханические стабилизаторы регулируют напряжение очень точно и отлично защищены от перегрузок, но срабатывают медленнее из-за своего механического устройства. Кроме того, они требуют бережного обслуживания из-за износа щеток. Такие модели используются для работы с большим количеством электроприборов и мощным оборудованием.

Полная мощность (ВА)

Полная мощность в Вольт∙Амперах складывается из реактивной (для нагрузки с входящими элементами индуктивности и конденсаторами (лампочки, утюги)) и активной (для нагрузки с резистивными элементами (бытовая техника)) мощностей стабилизатора.

Мощность стабилизатора всегда должна превышать мощность нагрузки хотя бы на 20% — чтобы на всякий случай был запас. Перед покупкой конкретной модели посчитайте максимальную активную и реактивную нагрузки в вашей сети и сопоставьте их с характеристиками выбранного стабилизатора.

Эффективная мощность (Вт)

Эффективная мощность определяет максимальную мощность нагрузки, которую стабилизатор может выдержать. Именно этот показатель должен быть выше, чем общий показатель мощности вашей сети. Эффективная мощность всегда ниже полной.

Тип входного напряжения

В большинстве случаев используются стабилизаторы для 220-вольтных однофазных сетей, но иногда требуется покупка специальной модели для 380-вольтной трехфазной сети — например, для использования в гараже. Трехфазные сети нужны для питания мощного оборудования с большой нагрузкой.

Рабочее и предельное напряжение

Чем больше диапазон рабочего напряжения стабилизатора, тем большие перепады он сможет спокойно выдержать. Выбирать конкретную модель нужно с учетом того, насколько стабильна электросеть там, где вы будете его использовать — проконсультируйтесь с местным электриком или представителями компании, которая занимается обеспечением электроэнергией.

Предельное напряжение выше рабочего, но стабилизатор не рассчитан на работу в таких условиях на протяжении долгих периодов времени — если предельное или близкое к нему напряжение держится долго, он быстро выйдет из строя.

Точность стабилизации

Чем точнее стабилизатор, тем ближе этот показатель к нулю. Для использования в квартире или на даче достаточно отклонения 5-8%, которое обеспечивают даже бюджетные модели. Бытовая техника, правда, гораздо лучше переживает отклонения в 2-5%. Высокоточные стабилизаторы (меньше 2%) нужны для работы медицинских приборов, профессиональной видео- и аудиотехники и прочего профессионального оборудования.

КПД

Коэффициент полезного действия определяет количество энергии, которое теряется при стабилизации. Чем он выше, тем меньше дополнительный расход энергии, и тем больше вы на ней сэкономите. КПД в 95% и выше — это вполне приемлемо.

Размещение

Стабилизаторы напряжения могут устанавливаться на пол или на стену. Первые чаще всего используются в быту, а вторые (с небольшим весом и компактными размерами) — например, для обеспечения безопасного питания котла в подвале, где ограничена площадь.

Существуют и универсальные модели, которые могут как работать, стоя на полу, так и работать, вися на стене. Крепления, как правило, поставляются в комплекте.

Охлаждение

Чаще всего стабилизаторы охлаждаются естественно (пассивно) — с помощью радиаторов внутри корпуса и вентиляционных отверстий на нем. Такая система охлаждения обеспечит более тихую работу, но может не справиться со своей задачей при высокой температуре окружающей среды.

Принудительное (активное) охлаждение обеспечивается вентиляторами. Такой тип охлаждения гораздо эффективнее, но дороже и приводит к более высокому уровню шума в работе стабилизатора.

Задержка запуска

Стабилизаторы с этой функцией нужны для работы с приборами, которые используют двигатели асинхронного типа. После внезапного отключения тока такие приборы должны полностью остановить свою работу, для чего на выходе стабилизатора полностью отключается подача напряжения.

Bypass

Режим bypass позволяет обойти стабилизацию и подключить электросеть напрямую. Это может помочь тогда, когда стабилизатор не требуется, когда он сломан или не может выполнять свою работу (например, в сильную жару).

Контроль и защита

Защитой от короткого замыкания, перегрева и повышенного напряжения оснащены практически все модели. Очень полезна и более редко встречающаяся защита от помех, но ее необходимость обусловлена параметрами конкретной электросети — опять-таки, по этому поводу лучше поговорить с местным электриком, который обязательно даст нужные советы.

Также обратите внимание на диапазоны влажности и температуры воздуха, в котором может штатно работать стабилизатор. В Беларуси это особенно важно — зимы у нас бывают весьма холодные, а летом температура и влажность на протяжении нескольких дней тоже могут держаться на высоком уровне.

Топ-10 стабилизаторов напряжения

Очень доступный вариант, который поможет обезопасить, к примеру, газовый котел. Особенности: тип стабилизатора: релейный полная мощность: 2000 ВА эффективная мощность: 1000 Вт минимальное рабочее напряжение: 176 В максимальное рабочее напряжение: 264 В точность стабилизации: 5% КПД: 95% размещение: напольное охлаждение: естественное световые индикаторы 4 розетки защита от КЗ защита от повышенного напряжения

Отличный стабилизатор с высоким КПД для сетей с большой нагрузкой (много бытовой техники в доме). Особенности: тип стабилизатора: релейный полная мощность: 12000 ВА эффективная мощность: 10000 Вт минимальное рабочее напряжение: 140 В максимальное рабочее напряжение: 260 В точность стабилизации: 3.5% КПД: 98% размещение: настенное охлаждение: естественное цифровая индикация задержка запуска bypass защита от КЗ защита от перегрева защита от повышенного напряжения защита от помех

Популярная «дачная» модель латвийской компании, но китайского производства. Особенности: тип стабилизатора: релейный полная мощность: 5000 ВА эффективная мощность: 4000 Вт минимальное рабочее напряжение: 140 В максимальное рабочее напряжение: 260 В точность стабилизации: 8% КПД: 97% размещение: напольное охлаждение: естественное цифровая индикация bypass защита от КЗ защита от перегрева защита от повышенного напряжения защита от помех

Среднебюджетный стабилизатор напряжения, которого вполне хватит на не слишком большую квартиру. Особенности: тип стабилизатора: релейный полная мощность: 9000 ВА эффективная мощность: 7000 Вт минимальное рабочее напряжение: 140 В максимальное рабочее напряжение: 260 В точность стабилизации: 3.5% КПД: 98% размещение: настенное охлаждение: естественное цифровая индикация задержка запуска bypass защита от КЗ защита от перегрева защита от повышенного напряжения защита от помех

Еще одна недорогая «дачная» модель от проверенного производителя. Особенности: тип стабилизатора: релейный полная мощность: 5000 ВА эффективная мощность: 4000 Вт минимальное рабочее напряжение: 140 В максимальное рабочее напряжение: 260 В точность стабилизации: 8% размещение: настенное охлаждение: естественное цифровая индикация задержка запуска защита от КЗ защита от перегрева защита от повышенного напряжения защита от помех

Дешевая модель для тех случаев, когда обезопасить от скачков напряжения нужно одно не слишком «прожорливое» устройство. Особенности: тип стабилизатора: релейный полная мощность: 1000 ВА эффективная мощность: 320 Вт минимальное рабочее напряжение: 175 В максимальное рабочее напряжение: 285 В точность стабилизации: 10% размещение: напольное охлаждение: естественное световые индикаторы 2 розетки защита от КЗ защита от перегрева защита от повышенного напряжения защита от помех

Качественная и не слишком дорогая модель с высоким показателем эффефктивной мощности. Особенности: тип стабилизатора: релейный полная мощность: 10000 ВА эффективная мощность: 6700 Вт минимальное рабочее напряжение: 140 В максимальное рабочее напряжение: 275 В размещение: настенное охлаждение: принудительное цифровая индикация задержка запуска защита от КЗ защита от перегрева защита от повышенного напряжения защита от помех

Отличный вариант для установки в загородном доме без мощного электрооборудования. Особенности: тип стабилизатора: релейный полная мощность: 10000 ВА минимальное рабочее напряжение: 140 В максимальное рабочее напряжение: 270 В точность стабилизации: 8% КПД: 95% размещение: настенное охлаждение: принудительное цифровая индикация задержка запуска bypass защита от КЗ защита от перегрева защита от повышенного напряжения защита от помех

Мощная напольная модель для использования с электродвигателями и другим оборудованием. Особенности: тип стабилизатора: электромеханический полная мощность: 20000 ВА минимальное рабочее напряжение: 160 В максимальное рабочее напряжение: 260 В точность стабилизации: 3% КПД: 97% размещение: напольное охлаждение: естественное цифровая индикация bypass защита от КЗ защита от повышенного напряжения

«стабилизатор напряжения 220в для дома какой лучше выбрать?» – Яндекс.Кью

Изменение показателей электрической сети отрицательно влияет на все оборудование. Вероятно, Вы замечали, что иногда свет ламп становится тусклым. Это явный признак того, что напряжение в сети пониженное. Наиболее опасны резкие скачки. Повышение напряжения на 10% сокращает срок службы приборов в 4 раза. Энергосберегающие лампы в таких условиях выходят из строя еще быстрее. Даже в наиболее благополучной Москве перепады в сети случаются часто. По данным Общества защиты прав потребителей по поводу сгоревшей бытовой техники фиксируется до 5 обращений в неделю.

Почему напряжение скачет?

Колебания в сети неизбежны, их вызывают изменения нагрузки. Так, резкое падение напряжения происходит во время пуска различных электроустановок. Например, вы включаете мощный электроприбор, и в квартире на короткое время тускнеет свет. Постепенное увеличение или уменьшение общей нагрузки тоже влияет на качество тока. Такие изменения могут происходить в одно и то же время суток. В жилых домах наибольшая нагрузка на сеть наблюдается вечером.
Кроме того, падение напряжения происходит из-за активного сопротивления в проводах. Чем длиннее линия, тем больше потери. По этой причине в деревнях, дачных поселках проблемы с электроэнергией не редкость.

Где необходимо стабильное напряжение?

На предприятиях стабилизаторы напряжения подключаются к высокочастотным генераторам, электронным микроскопам и измерительным приборам. В настоящее время покупка этих устройств для домашнего применения — вопрос личного выбора. А вот на производстве, в различных учреждениях и офисах они обязательны.

В электротехнике преобразователи напряжения подразделяются на несколько видов. В данном случае мы говорим о корректирующих стабилизаторах переменного тока. Они используются для регулирования сетевого напряжения, которое подается на холодильники, компьютеры, станки и прочую технику. Главная задача — привести ток в соответствие с нормальными показателями и тем самым создать условия для правильной эксплуатации электрооборудования. Таким образом, обеспечивается его исправная работа и долгий срок службы.

Чтобы понять, нужен ли Вам стабилизатор, необходимо произвести замеры с помощью тестера несколько раз в течение дня в будни и в выходные. Результат меньше 198 В или выше 242 В — критический, стабилизатор должен защищать всю сеть. Отклонение от нормы в 10% — электроприборы выдерживают, но при этом они быстрее изнашиваются. Чтобы не пришлось часто менять лампочки, напряжение не должно выходить за пределы 205-235 В. В противном случае, нужен общий стабилизатор. Если значение находится в пределах 210-230 В, разумно поставить защиту на один дорогостоящий прибор.

Коротко о видах

Защитное устройство включают в сеть так, что ток сначала проходит через него, а затем подается на остальную технику. Но у разных стабилизаторов, этот процесс происходит по-своему:

• Ферромагнитные – ток регулируется при помощи магнитного сердечника, обычно такие устройства применяются в частных домах и на дачах.

• Электромеханические – в них используются токосъемник и трансформатор, напряжение регулируется плавно. Точность поддержания составляет не более 3%, поэтому эти стабилизаторы подходят для измерительных приборов, музыкальной аппаратуры и т.д.

• Электронные – в них действуют электронные ключи. Как правило, обладают компактными габаритами и оснащаются цифровыми дисплеями, на которых отображаются показатели тока.

Принадлежность к определенному виду влияет на технические характеристики и на цену. В настоящее время наибольшее распространение получили модели электромеханического и электронного типа, которые применяют в быту и на производстве.

Подробнее в статье «Виды стабилизаторов и их отличия, устройства, функции»…

Что учесть при выборе стабилизатора напряжения?

В первую очередь, определяемся с количеством фаз. Для дома в однофазной сети нужен стабилизатор с рекомендуемым подключением на 220 В (однофазный стабилизатор), для трехфазной – 380 В (трехфазный стабилизатор). На основании сделанных в разное время суток замеров напряжения, определяем диапазон, на который должно быть рассчитано устройство (например, 160 – 230 В).

Самый ответственный момент – это подсчет суммарной потребляемой мощности всех приборов и техники, работающих от электросети. Приблизительные показатели представлены ниже:

кондиционер 1000 – 3000 Вт

компрессор 750 – 2800 Вт

дисковая пила, циркулярная пила 750 – 1600, 1800 – 2100 Вт

электромотор 550 – 3000 Вт

водяной насос, насос высокого давления 500 – 900, 2000 – 2900 Вт

дрель, перфоратор 400 – 800, 900 – 1400 Вт

электролобзик, электрорубанок 250 – 700, 400 – 1000 Вт

шлифмашинка 650 – 2200 Вт

телевизор 100 – 400 Вт

стиральная машина 1800 – 3000 Вт

фен, утюг 500 – 2000 Вт

тостер, кофеварка 700 – 1500 Вт

пылесос 400 – 2000 Вт

холодильник 150 – 600 Вт

духовка, микроволновка, электрочайник 1000 – 2000 Вт

компьютер 400 – 750 Вт

накопительный водонагреватель 1200 – 1500 Вт

проточный водонагреватель 5000 – 6000 Вт

обогреватель 1000 – 2400 Вт

электролампы 20 – 250 Вт

Более точную информацию о потребляемой мощности Вы найдете в инструкциях и технических паспортах используемой техники.

Теперь подсчитаем, какая мощность стабилизатора нужна для бытового использования. Например, чаще всего в квартире постоянно работают: холодильник (600 Вт)+ осветительные приборы (200 Вт)+ обогреватель (2400 Вт)+ компьютер (750 Вт).

Суммарная мощность всех потребителей составляет 3950 Вт.

Внимание! У электромоторов в момент запуска нагрузка на сеть увеличивается, поэтому необходимо использовать стабилизатор с небольшим запасом мощности. Это относится к холодильникам, стиральным машинам и другому оборудованию с высокими пусковыми токами. Поэтому нужно выбирать стабилизатор напряжения с запасом мощности не менее 20%.

Необходимо учитывать не только мощность стационарных электроприборов, но и тех, которые включаются периодически, например чайника, тостера или пылесоса. Допустим, одновременно с основной бытовой техникой могут работать утюг (2000 Вт)+ микроволновка (2000 Вт)+ телевизор (400 Вт)=4400 Вт. Поэтому к суммарной мощности нужно прибавить еще это значение. Таким образом, мы получим максимальное значение потребляемой мощности для всей электробытовой техники: 3950 В

Важные аспекты при выборе стабилизатора напряжения

Напоминаем, наши инженеры бесплатно помогут с выбором оборудования под ваши задачи.

Стабилизатор напряжения – оборудование, которое подключается к общей электросети. Основное его предназначение – поддержание напряжения в допустимых границах, защита от непредвиденных скачков.

Устанавливают стабилизаторы напряжения на вводе в квартиру, после электросчетчика. Стабилизаторы выравнивают напряжение, ликвидирует большие скачки и обеспечивает беспрерывную работу всего электрооборудования либо отдельных его элементов.

Нужно ли устанавливать стабилизатор напряжения в квартире?

Ответ на этот вопрос можно получить лишь после длительного наблюдения за напряжением в сети на протяжении достаточно длительного времени. Исходя из стандарта IEC 60038:2009, данные показатели не должны выходить за границы 220-240 В. Для Российской Федерации допустимым считается интервал около 198-253 В.

В основном, напряжение практически на территории всей страны не выходит за рамки требуемых стандартов. Если в процессе наблюдения были замечены перепады напряжения на протяжении длительного периода времени и уровень напряжения колебался менее 198 В либо более 253 В, то настоятельно рекомендуем подумать о покупке хорошего стабилизатора напряжения.

Какая именно бытовая техника нуждается в стабилизации напряжения?

Некоторое оборудование имеет встроенные системы защиты, которые дают возможность нормально функционировать оборудованию и «безболезненно» переносить незначительные перепады напряжения.

Сюда можно отнести:

1. Многие телевизоры уже имеют встроенный импульсивный блок питания, который может обеспечить относительно-нормальное бесперебойное функционирование техники при перепадах напряжения.
2. Практически все компьютеры способны функционировать при небольших перепадах напряжения.
3. Можно выделить активные нагрузки. Сюда относят утюг, водонагреватель, плойку, электрическую плиту. Они менее капризны, однако, при низком напряжении их продуктивность падает.
4. Работоспособность светодиодных ламп обеспечивается благодаря встроенному драйверу тока, который в них интегрирован. Напряжение в электросети практически не оказывает никакого влияния на яркость свечения светодиодных ламп.

Существует огромное количество электрооборудования, которому необходима достойная защита от значительных перепадов напряжения в сети:

1. Это могут быть глубинные насосы и кондиционеры. Данные электроприборы имеют встроенные асинхронные двигатели. При функционировании с низким напряжением в сети, им свойственен сильный перегрев, который очень часто и приводит к серьезным поломкам.
2. В холодильнике при работе с низким напряжением в электросети двигатель может сильно перегреться, начать гудеть и выйти из строя.
3. Домашние кинотеатры. Не все производители устанавливают импульсные блоки питания способные работать в широком диапазоне входных напряжений. (Может произойти пробой специального элемента на входе телевизора – варистора).
4. Все лампы накаливания. На яркость их света огромное влияние оказывает характеристика напряжения в электросети.
5. Микроволновые печи. При более низком напряжении снижается и мощность СВЧ-излучения. Если характеристики тока не соответствуют заявленным требованиям сети, то печь просто перестает функционировать.
6. Стиральные машины. Даже новые модели очень чувствительны к перепадам напряжения. Если напряжение резко падает, может произойти сбой программы. Более ранним моделям перепады напряжения страшны сильнее. От скачков напряжения они могут даже сгореть.
7. Посудомоечные машины. Если напряжение в сети очень низкое, то машинка может просто не включиться либо отключиться в процессе работы.
8. Бойлеры новых моделей. Они очень чувствительны к резким скачкам в сети.

Чтобы решить проблему как можно точнее, необходимо в обязательном порядке применять стабилизаторы напряжения для очень чувствительных электроприборов.

Практически все стабилизаторы напряжения обладают такими характеристиками

1. Регулировка напряжения электросети в заданном диапазоне.
2. Защитное отключение выходного напряжения. Оно необходимо для того, чтобы прекратить подачу напряжения на все электрические приборы, если регулятор напряжения вышел из строя либо параметры сети отклонились от допустимых значений.
3. Защита от короткого замыкания — автоматический выключатель для предотвращения перегрузки.

В состав стабилизаторов входят:

1. Плата управления
2. Автотрансформатор или его разновидности
3. Индикация режимов работы
4. Узел регулирования
5. Корпус
6. Клеммная колодка подключения

Какие же стабилизаторы напряжения лучше всего использовать в квартирах?

Современный рынок не ограничивается одним типом стабилизаторов, на нем представлено огромное количество оборудования с различными характеристиками.

Различают такие виды стабилизаторов напряжения:

1. Электромеханические с токосъемными роликами или на щетках;
2. Электронные на тиристорах,транзисторах или реле.

Все это оборудование в зависимости от внешних условий (диапазон колебаний, помехи и т.д.) подходит для устранения проблем в сети. Какие же стабилизаторы подходят для обеспечения полноценной работы электроприборов в Вашей квартире?

Выбор производится исходя из:

1. Количества фаз;
2. Мощности нагрузки;
3. Диапазона перепадов напряжения;
4. Точности выходного напряжения;
5. Допустимого уровня шума;
6. Требуемого быстродействия;
7. Условий окружающей среды.
8. Уровня устойчивости к помехам в сети;
9. Срока эксплуатации.

3 x Atlas 10 (30)

Количество фаз

трехфазный

Мощность

30 кВА

Рабочий диапазон

141-266 В

Габариты

300*560*300 (3 шт.) мм

3 x Atlas 20 (60)

Количество фаз

трехфазный

Мощность

60 кВА

Рабочий диапазон

141-266 В

Габариты

300*560*300 (3 шт.) мм

Orion 105

Количество фаз

трехфазный

Мощность

105 кВА

Рабочий диапазон

150-278 В

Габариты

600x800x1800 мм

Orion Plus 500

Количество фаз

трехфазный

Мощность

500 кВА

Рабочий диапазон

150-278 В

Габариты

1200x800x2000 мм

Электромеханические стабилизаторы напряжения:

Регулирование в стабилизаторах данного типа осуществляется при помощи автотрансформатора, по обмоткам которого передвигаются графитовые ролики, либо щетки( в бюджетных вариантах). Регулирование осуществляется плавно и с высокой точностью. Они достаточно хорошо справляются с током нагрузки, и более неприхотливые к помехам в сети. Подходят для эксплуатации радиолюбителям и любителям музыки, так как не вносят посторонних шумов и помех в сеть. Лампы накаливания горят роно и не моргая.

Среди недостатков можно выделить основное:

1. Качественные зарубежные модели достаточно дорогие;
2. Большое количество некачественных китайских подделок;
3. Скорость регулирования ниже, чем у электронных;
4. Необходимость проведения регламентных работ.

Стабилизаторы напряжения электронного типа

Различаются по принципу действия и используемым компонентам. Приведем основные типы:

1. Релейные
2. Тиристорные/ симисторные
3. IGBT/ ШИМ- регулирование.

Первый и второй тип самое популярное и обоснованное направление в улучшении электромеханических стабилизаторов – это производство оборудования с двойными преобразователями – инверторами. Не совсем компактные приборы, однако они в силах обеспечить:

1. Высокое качество тока на выходе;
2. Достаточно высокий уровень работоспособности;
3. Способность подавлять импульсные помехи тока в сети.
Достаточно высокая стоимость делает такое оборудование не доступным для широкой массы покупателя.

Электронные релейные

Наверное, это самые дешевые стабилизаторы напряжения, которые выполняют ступенчатое регулирование напряжения. Самый главный минус такого оборудования – во время работы иногда щелкают. Бывают такие периоды, когда стабилизатор клацает практически все время. Поводом тому может быть:

1. Сломалось одно реле или подгорели контакты;
2. Электросеть находится в плачевном состоянии – имеется огромное число скруток и плохих контактов, маленькое сечение провода;
3. Сломанный контроллер.

Не важно, какая будет причина. Если стабилизатор систематически щелкает, то при таких условиях он очень быстро выйдет из строя.

Стабилизаторы напряжения релейного типа – достаточно удобны для эксплуатации в домашних условиях, за счет:

1. Скорости переключения, которая практически не уступает электромеханическим моделям;
2. Достаточно быстрого срабатывания;
3. Очень удобного корпуса, малого веса;
4. Очень выгодной цене.

Среди недостатков можно выделить следующее: очень часто реле выходит из строя, потому что контакты имеют свойство подгорать: можно обслуживать лишь мощную аппаратуру; синусоида напряжения на выходе очень искажается; не очень любят перегрузки.

Такие приборы отлично подойдут для обеспечения бесперебойной работы телевизора, холодильника, приборов для освещения, различной офисной техники, вентиляционной системы, кондиционеров.
Так что, если у вас нет сверхчувствительной техники, которая боится частых и резких перепадов напряжения, то такие стабилизаторы очень подойдут для использования в условиях квартиры.

Они включают в себя:

1. Серводвигатель;
2. Автотрансформатор;
3. система управления.

Основные достоинства таких стабилизаторов напряжения:

1. Очень удобная регулировка;
2. Возможность нормально полноценно работать при разном напряжении;
3. Результат на выходе очень точный;
4. Способность работать без сбоев достаточно долго;
5. Могут без сбоев переносить не долгосрочные перегрузки.

Основные минусы в работе стабилизаторов:

1. Пыль, при попадании внутрь стабилизатора, обугливается;
2. Очень чувствительны к низкой температуре;
3. Периодически нуждаются в смене токосъемной щетки;
4. Может образоваться искра в процессе замыкания либо размыкания контактов. Из-за этого нельзя устанавливать стабилизаторы в непосредственной близости с газовыми приборами и оборудованием.

Более современные модели стабилизаторов, вместо привычных токосъемных щеток, имеют встроенные долговечные ролики. Если сравнивать по стоимости, то и стоят такие приборы гораздо больше своих предшественников. Чаще всего, такие стабилизаторы используют там, где не наблюдается частых перепадов напряжения в сети.

Как выбрать стабилизатор напряжения исходя из мощности

Руководствуясь данным критерием, не стоит забывать и о числе используемой техники, которая будет подключена к стабилизатору.

Как вычислить необходимую мощность:

1. Необходимо сложить мощность всех электроприборов. Эти данные можно найти в техпаспорте к приборам либо на наклейках корпуса;
2. Нужно выяснить какой же прибор обладает наиболее высокой мощность пуска. Самый распространенный вариант в быту – это мясорубка либо кондиционер. Далее определяем разницу между номинальной и пусковой мощностями и добавляем полученное значение к полученной совокупной мощности.

Выбор стабилизатора по количеству фаз

Практически во всех многоквартирных домах однофазная сеть с напряжением 220В. При таких условиях и стабилизатор необходимо подбирать из однофазных.

Трехфазные устройства могут понадобиться при:

1. Если имеются трехфазные потребители. Сюда можно отнести – компрессор, котел, насос. Однако, в квартире такие приборы не встречаются;
2. Если квартира подключена к трехфазной сети.

Трехфазные стабилизаторы имеют достаточно высокую стоимость и поэтому очень часто вместо одного трехфазного, пользователи покупают три однофазных стабилизатора.
Выбор стабилизатора по точности, диапазону, месту монтажа

По диапазону различают две категории приборов:

1. Рабочий. Указывает на доступный интервал напряжения на входе, при котором будет происходить подача напряжения 220В (это подходит лишь для однофазной сети) либо 380В (для трехфазной сети). Погрешность имеет место быть;
2. Предельный. Указывает на разницу между входным напряжением и оптимальным его значением, при котором стабилизатор не питает все приборы, которые от него отключены, но при этом сам находится в рабочем состоянии. В основном, это 14-18%.

Стабилизаторы напряжения имеют относительную точность. Чем более точно работает стабилизатор, тем дороже он стоит. Самые дешевые стабилизаторы имеют точность около 2-7%, в таких случаях отклонение должно быть не более 1%.

Установить стабилизатор можно без особого труда и специальных навыков. Практически все модели устанавливаются с помощью кронштейнов, которые идут в комплекте. Обязательным условием при монтировании стабилизатора является то, что он должен располагаться не меньше 0,3 м от потолка.

Если у вас остались вопросы, просьба, не стесняться задавать их нашим инженерам. Каждый из них, ежегодно, проходит обучение на заводе производителя. Телефон горячей линии: +7 925 772 2557

Понимание того, как работает регулятор напряжения

Регулятор напряжения генерирует фиксированное выходное напряжение заданной величины, которое остается постоянным независимо от изменений его входного напряжения или условий нагрузки. Существует два типа регуляторов напряжения: линейный и импульсный.

Линейный регулятор использует активное (BJT или MOSFET) проходное устройство (последовательное или шунтирующее), управляемое дифференциальным усилителем с высоким коэффициентом усиления. Он сравнивает выходное напряжение с точным опорным напряжением и регулирует проходное устройство для поддержания постоянного выходного напряжения.

Импульсный регулятор преобразует входное напряжение постоянного тока в коммутируемое напряжение, подаваемое на силовой переключатель MOSFET или BJT. Отфильтрованное выходное напряжение выключателя питания подается обратно в цепь, которая управляет временем включения и выключения питания, так что выходное напряжение остается постоянным независимо от изменений входного напряжения или тока нагрузки.

Каковы некоторые из топологий импульсного регулятора?

Существует три распространенные топологии: доллар (понижение), повышение (повышение) и усиление (повышение / понижение).Другие топологии включают топологии обратного хода, SEPIC, Cuk, двухтактный, прямой, полумостовой и полумостовой.

Как частота переключения влияет на конструкцию регулятора?

Более высокие частоты переключения означают, что регулятор напряжения может использовать меньшие катушки индуктивности и конденсаторы. Это также означает более высокие потери на переключение и больший шум в цепи.

Какие потери возникают при переключении регулятора?

Потери происходят в результате питания, необходимого для включения и выключения MOSFET, которые связаны с драйвером затвора MOSFET.Кроме того, потери мощности MOSFET возникают из-за того, что для переключения из состояния проводимости в состояние непроводимости требуется определенное время. Потери также связаны с энергией, необходимой для зарядки и разрядки емкости затвора MOSFET между пороговым напряжением и напряжением затвора.

Каковы обычные применения для линейных и импульсных регуляторов?

Рассеиваемая мощность линейного регулятора прямо пропорциональна его выходному току для данного входного и выходного напряжения, поэтому типичные КПД могут быть 50% или даже ниже.Используя оптимальные компоненты, импульсный регулятор может достичь эффективности в диапазоне 90%. Однако выходной шум от линейного регулятора намного ниже, чем у импульсного регулятора с такими же требованиями к выходному напряжению и току. Как правило, импульсный регулятор может управлять более высокими токовыми нагрузками, чем линейный регулятор.

Как переключающий регулятор управляет своим выходом?

Импульсные регуляторы требуют средства для изменения их выходного напряжения в ответ на изменения входного и выходного напряжения.Один из подходов заключается в использовании ШИМ, который управляет входом соответствующего выключателя питания, который контролирует время его включения и выключения (рабочий цикл). Во время работы отфильтрованное выходное напряжение регулятора подается обратно в ШИМ-контроллер для управления рабочим циклом. Если фильтруемый выход имеет тенденцию изменяться, обратная связь, применяемая к ШИМ-контроллеру, изменяет рабочий цикл для поддержания постоянного выходного напряжения.

Какие технические характеристики важны для ИС регулятора напряжения?

Среди основных параметров: входное напряжение, выходное напряжение и выходной ток.В зависимости от применения могут быть важны другие параметры, такие как пульсация выходного напряжения, переходная характеристика нагрузки, выходной шум и эффективность. Важными параметрами для линейного регулятора являются падение напряжения, PSRR (коэффициент подавления питания) и выходной шум.

Ссылки

Загрузить Средства проектирования управления питанием

ADIsimPower ™ Средство разработки регулятора напряжения

,

Как выбрать эталон напряжения

Почему ссылки на напряжение?

Это аналоговый мир. Все электронные устройства должны каким-то образом взаимодействовать с «реальным» миром, будь то автомобиль, микроволновая печь или мобильный телефон. Для этого электроника должна иметь возможность отображать измерения в реальном мире (скорость, давление, длина, температура) в измеряемую величину в мире электроники (напряжение). Конечно, чтобы измерить напряжение, вам нужен стандарт для измерения.Этот стандарт является эталоном напряжения. Вопрос для любого дизайнера системы не нуждается ли он опорное напряжение, а, какой из них?

Ссылка

Напряжение просто, что-цепь или элемент цепи, что обеспечивает известный потенциал для тех пор, пока схема требует его. Это могут быть минуты, часы или годы. Если для продукта требуется информация о мире, такая как напряжение или ток батареи, энергопотребление, размер или характеристики сигнала или идентификация неисправности, соответствующий сигнал должен сравниваться со стандартом.Каждый компаратор, АЦП, ЦАП, или схема обнаружения должна быть опорным напряжением для того, чтобы выполнить свою работу (рисунок 1). Сравнивая интересующий сигнал с известным значением, можно точно определить любой сигнал.

Рисунок 1. Типичное использование опорного напряжения для АЦП

Справочные характеристики

ссылок напряжения во многих формах и предлагают различные функции, но в конце концов, точности и стабильности являются наиболее важными функциями опорного напряжения,, поскольку основные целью ссылки является предоставление известного выходного напряжения.Отклонение от этого известного значения является ошибкой. Спецификации эталона напряжения обычно предсказывают неопределенность эталона при определенных условиях, используя следующие определения.

Таблица 1. Технические характеристики высокопроизводительных опорных напряжений

	Температурный коэффициент	Начальная точность	I S	Архитектура	V OUT	Шум Напряжения *	Long-Term Drift	Пакет
LT1031	5ppm / ° C	0.05%	1,2 мА	похороненный стабилитрон	10В	0,6 промилле	15 промилле / час	H
LT1019	5ppm / ° C	0,05%	650 мкА	запрещенная зона	2,5 В, 4,5 В, 5 В, 10 В	2,5 промилле		SO-8, PDIP
LT1027	5ppm / ° C	0.05%	2,2 мА	похороненный стабилитрон	5В	0,6 промилле	20ppm / month	SO-8, PDIP
LT1021	5ppm / ° C	0,05%	800 мкА	похороненный стабилитрон	5В, 7В, 10В	0,6 промилле	15 промилле / час	SO-8, PDIP, H
LTC6652	5ppm / ° C	0.05%	350 мкА	запрещенная зона	1,25 В, 2,048 В, 2,5 В, 3 В, 3,3 В, 4,096 В, 5 В	2.1ppm	60ppm / √kHr	MSOP
LT1236	5ppm / ° C	0,05%	800 мкА	похороненный стабилитрон	5В, 10В	0.6ppm	20 промилле / час	SO-8, PDIP
LT1461	3 ppm / ° C	0,04%	35 мкА	запрещенная зона	2,5 В, 3 В, 3,3 В, 4,096 В, 5 В	8ppm	60ppm / √kHr	СО-8
LT1009	15 ppm / ° C	0.2%	1,2 мА	запрещенная зона	2,5 В		20 промилле / час	МСОП-8, СО-8, Z
LT1389	20ppm / ° C	0,05%	700nA	запрещенная зона	1,25 В, 2,5 В, 4,096 В, 5 В	20ppm		СО-8
LT1634	10 промилле / ° C	0.05%	7 мкА	запрещенная зона	1,25 В, 2,5 В, 4,096 В, 5 В	6ppm		СО-8, МСОП-8, Z
LT1029	20ppm / ° C	0,20%	700 мкА	запрещенная зона	5В		20 промилле / час	Z
LM399	1 ppm / ° C	2%	15 мА	похороненный стабилитрон	7В	1ppm	8ppm / √kHr	H
LTZ1000	0.05 промилле / ° C	4%		похороненный стабилитрон	7,2 В	0,17 промилле	2 мкВ / √кГр	H
* 0,1 Гц – 10 Гц, от пика до пика

Начальная точность

Дисперсия выходного напряжения, измеренная при данной температуре, обычно 25 ° C. Хотя начальное выходное напряжение может варьироваться от единицы к единице, если оно постоянное для данной единицы, его можно легко откалибровать.

Температурный дрейф

Эта спецификация является наиболее широко используется для оценки опорного напряжения производительности, как это показано изменение выходного напряжения при изменении температуры. Температурный дрейф вызван несовершенствами и нелинейностями в элементах схемы и часто является нелинейным в результате.

Для многих частей температурный дрейф, TC, указанный в ppm / ° C, является основным источником ошибок. Для деталей с постоянным смещением возможна калибровка. Распространенным заблуждением относительно температурного дрейфа является то, что оно является линейным.Это приводит к предположениям, таким как «деталь будет дрейфовать в меньшем количестве в меньшем температурном диапазоне». Часто верно обратное. TC обычно указывается с помощью «метода коробки», чтобы дать представление о вероятной ошибке во всем диапазоне рабочих температур. Это расчетное значение, основанное только на минимальных и максимальных значениях напряжения, и не учитывает температуры, при которых возникают эти экстремумы.

Для эталонов напряжения, которые очень линейны в указанном температурном диапазоне, или для тех, которые не были тщательно настроены, ошибка наихудшего случая может считаться пропорциональной температурному диапазону.Это связано с тем, что максимальное и минимальное выходное напряжение очень вероятно можно найти при максимальной и минимальной рабочих температурах. Однако для очень тщательно настроенных эталонов, часто определяемых по их очень низкому температурному дрейфу, нелинейный характер эталона может доминировать.

Например, задание, определенное как 100ppm / ° C, имеет тенденцию казаться довольно линейным в любом температурном диапазоне, поскольку дрейф из-за несовпадения компонентов полностью скрывает внутреннюю нелинейность. Напротив, температурный дрейф эталона, заданного как 5ppm / ° C, будет зависеть от нелинейностей.

Это можно легко увидеть в зависимости выходного напряжения от температуры на рисунке 2. Обратите внимание, что представлены две возможные температурные характеристики. Некомпенсированная запрещенная зона появляется в виде параболы с минимумами при экстремальных температурах и максимумами в середине. Температурно-компенсированная запрещенная зона, такая как LT1019, показанная здесь, выглядит как S-образная кривая с наибольшим наклоном вблизи центра температурного диапазона. В последнем случае нелинейность усугубляется, так что совокупная неопределенность по температуре уменьшается.

Рисунок 2. Характеристики эталонной температуры напряжения

Лучшее использование спецификации температурного дрейфа — это расчет максимальной суммарной погрешности в указанном температурном диапазоне. Как правило, нецелесообразно рассчитывать погрешности в неуказанных диапазонах температур, если только характеристики температурного дрейфа не поняты.

Долгосрочная стабильность

Это мера тенденции опорного напряжения меняется с течением времени, независимо от других переменных.Начальные сдвиги в значительной степени вызваны изменениями механического напряжения, обычно из-за разницы в скоростях расширения свинцовой рамы, матрицы и состава пресс-формы. Этот стрессовый эффект имеет тенденцию иметь большое начальное смещение, которое быстро уменьшается со временем. Начальный дрейф также включает в себя изменения электрических характеристик элементов схемы, в том числе установление характеристик устройства на атомном уровне. Долгосрочные сдвиги вызваны электрическими изменениями в элементах схемы, которые часто называют «старением».«Этот дрейф имеет тенденцию происходить с пониженной скоростью по сравнению с первоначальным дрейфом и дополнительно уменьшаться со временем. Поэтому его часто определяют как дрейф / √kHr. Опоры напряжения имеют тенденцию стареть быстрее при более высоких температурах.

Тепловой гистерезис

Эта часто пропускаемая спецификация также может быть основным источником ошибок. Он является механическим по своей природе и является результатом изменения напряжения в фильере из-за термоциклирования. Гистерезис можно наблюдать как изменение выходного напряжения при заданной температуре после большого температурного цикла.Он не зависит от температурного коэффициента и временного дрейфа и снижает эффективность начальной калибровки напряжения.

Большинство эталонов имеют тенденцию варьироваться вокруг номинального выходного напряжения во время последующих температурных циклов, поэтому термический гистерезис обычно ограничивается предсказуемым максимальным значением. Каждый производитель имеет свой собственный метод для указания этого параметра, поэтому типичные значения могут вводить в заблуждение. Данные о распределении, представленные в технических паспортах, таких как LT1790 и LTC6652, гораздо полезнее при оценке ошибки выходного напряжения.

Прочие технические характеристики

Дополнительные технические характеристики, которые могут быть важны, в зависимости от требований к применению, включают:

• Voltage Noise
• Линейное регулирование / PSRR
• Регулировка нагрузки
• Выходное напряжение
• Диапазон поставок
• Ток Питания

Типы ссылок

Два основных типа опорного напряжения являются шунта и серии. В таблице 2 приведен список серий линейных технологий и опорных напряжений шунта.

Таблица 2. Опорные напряжения доступны от Linear Technology

Тип	часть	Описание
Серия	LT1019	Precision Bandgap
	LT1021	прецизионный малошумный скрытый стабилитрон
	LT1027	Прецизионный 5-вольтовый стабилитрон
	LT1031	Точность Малошумный / Низкий дрейфовый стабилитрон 10 В
	LT1236	прецизионный малошумный скрытый стабилитрон
	LT1258	Micropower LDO Bandgap
	LT1460	Micropower Precision Bandgap
	LT1461	Micropower Ultra-Precision Bandgap
	LT1790	Микропроцессорная полоса с малым выпадением
	LT1798	Micropower LDO Bandgap
	LT6650	Micropower 400mV / Регулируемая полоса пропускания
	LTC6652	Precision Low Noise LDO Bandgap
Шунт	LM129	Точность 6.9V похороненный стабилитрон
	LM185	Micropower 1.2V / 2.5V Zener
	LM399	Точность стабилитрона 7 В
	LT1004	Micropower 1,2 В / 2,5 В с полосой пропускания
	LT1009	Precision 2.5V Bandgap
	LT1029	5V Bandgap
	LT1034	Micropower Dual (1.2 В запрещенная / 7 В стабилитронная
	LT1389	Nanopower Precision Bandgap
	LT1634	Micropower Precision Bandgap
	LTZ1000	Сверхточный отапливаемый стабилитрон

Шунт Ссылки

Шунтирующий эталон представляет собой 2-контактный тип, обычно предназначенный для работы в определенном диапазоне токов.Хотя большинство шунтов относятся к типу запрещенной зоны и имеют различное напряжение, их можно продумать и так же просто использовать, как и стабилитрон.

Наиболее распространенная цепь связывает одну клемму задания с землей, а другую — с резистором. Оставшаяся клемма резистора затем подключается к источнику питания. По сути, это трехконтактная схема. Общая клемма задания / резистора является выходом. Резистор должен быть выбран таким образом, чтобы минимальный и максимальный токи через задание находились в указанном диапазоне во всем диапазоне питания и диапазоне тока нагрузки.Эти ссылки довольно легко конструировать при условии, что напряжение питания и ток нагрузки не сильно различаются. Если один или оба могут существенно измениться, тогда резистор должен быть выбран, чтобы учесть это отклонение, часто вынуждая схему рассеивать значительно больше энергии, чем требуется для номинального случая. В этом смысле он может функционировать как усилитель класса А.

Преимущества шунтирующих ссылок включают простую конструкцию, небольшие пакеты и хорошую стабильность в широком диапазоне токов и нагрузок.Кроме того, они легко проектируются как отрицательные опорные напряжения и могут использоваться с очень высокими напряжениями питания, поскольку внешний резистор удерживает большую часть потенциала, или очень низкими источниками питания, поскольку выходной сигнал может быть всего на несколько милливольт ниже поставка. Linear Technology предлагает шунтирующие продукты, включая LT1004, LT1009, LT1389, LT1634, LM399 и LTZ1000. Типичная шунтирующая схема показана на рисунке 3.

опорное напряжение

Рисунок 3. Шунт

Серия Ссылки

Ссылки серии

— это три (или более) оконечных устройства.Они больше похожи на регуляторы с низким уровнем отсева (LDO), поэтому они имеют много одинаковых преимуществ. В частности, они потребляют относительно фиксированную величину тока питания в широком диапазоне напряжений питания и проводят ток нагрузки только тогда, когда этого требует нагрузка. Это делает их идеальными для цепей с большими изменениями напряжения питания или тока нагрузки. Они особенно полезны в цепях с очень большими токами нагрузки, поскольку между опорным источником и источником питания отсутствует последовательный резистор.

Продукты линейки

, доступные от Linear Technology, включают LT1460, LT1790, LT1461, LT1021, LT1236, LT1027, LTC6652, LT6660 и многие другие.Такие продукты, как LT1021 и LT1019, могут работать как в качестве шунта, так и в качестве эталонного напряжения. Последовательная эталонная схема показана на рисунке 4.

опорное напряжение

Рисунок 4. Серия

Опорные цепи

Существует много способов создания эталонной интегральной схемы напряжения. У каждого есть свои преимущества и недостатки.

Ссылка на стабилитроны

Эталон типа захороненного стабилитрона — это относительно простая конструкция. Стабилитрон (или лавинный) диод имеет предсказуемое обратное напряжение, которое является довольно постоянным по температуре и очень постоянным по времени.Эти диоды часто имеют очень низкий уровень шума и очень стабильны во времени, если их удерживать в небольшом температурном диапазоне, что делает их полезными в приложениях, где изменения эталонного напряжения должны быть как можно меньше.

Эту стабильность можно объяснить относительно небольшим количеством компонентов и площадью кристалла по сравнению с другими типами опорных цепей, а также тщательной конструкцией элемента Зенера. Тем не менее, относительно высокие отклонения в начальном напряжении и температурном дрейфе распространены.Дополнительная схема может быть добавлена ​​для компенсации этих недостатков или для обеспечения диапазона выходных напряжений. Как в шунтовых, так и в серийных образцах используются стабилитроны.

Устройства, такие как LT1021, LT1236 и LT1027, используют внутренние источники тока и усилители для регулирования напряжения Зенера и тока для повышения стабильности, а также для обеспечения различных выходных напряжений, таких как 5В, 7В и 10В. Эта дополнительная схема делает стабилитрон более совместимым с широким спектром применения, но требует некоторого дополнительного запаса питания и может вызвать дополнительную ошибку.

В качестве альтернативы, LM399 и LTZ1000 используют внутренние нагревательные элементы и дополнительные транзисторы для стабилизации температурного дрейфа стабилитрона, обеспечивая наилучшее сочетание температурной и временной стабильности. Кроме того, эти продукты на основе Zener имеют чрезвычайно низкий уровень шума, обеспечивая наилучшую производительность. LTZ1000 обладает температурным дрейфом 0,05 ppm / ° C, долговременной стабильностью 2 мкВ / √кч и шумом 1,2 мкВ _P-P . Чтобы дать некоторую перспективу, в лабораторном приборе, общая неопределенность в опорном напряжении в LTZ1000 в связи с шумом и температурой будет только около 1.7ppm плюс фракция 1ppm в месяц из-за старения.

Bandgap References

Несмотря на то, что стабилитроны можно использовать для создания эталонов очень высокой производительности, им не хватает гибкости. В частности, они требуют напряжения питания выше 7 В и предлагают относительно небольшое выходное напряжение. Напротив, эталоны с запрещенной зоной могут создавать широкий спектр выходных напряжений с небольшим запасом питания — часто менее 100 мВ. Контрольные значения запрещенной зоны могут быть разработаны для обеспечения очень точных начальных выходных напряжений и низкотемпературного дрейфа, что устраняет необходимость в длительной калибровке при применении.

Работа с запрещенной зоной основана на базовой характеристике транзисторов с биполярным переходом. На рисунке 5 показана упрощенная версия схемы LT1004, базовая запрещенная зона. Можно показать, что несоответствующая пара транзисторов с биполярным переходом имеет разницу в V _BE , которая пропорциональна температуре. Эта разница может быть использована для создания тока, который растет линейно с температурой. Когда этот ток пропускается через резистор и транзистор, изменение температуры напряжения базового эмиттера транзистора отменяет изменение напряжения на резисторе, если он имеет правильный размер.Хотя это подавление не является полностью линейным, оно может быть компенсировано дополнительными схемами для получения очень низкого температурного дрейфа.

Рисунок 5. Схема запрещенной зоны рассчитана на теоретически нулевой температурный коэффициент.

Математика позади основного зонного опорного напряжения интересен тем, что он сочетает в себе известные температурные коэффициенты с уникальными соотношением резисторов для получения опорного напряжения с теоретически нулевой температурный дрейф. На рисунке 5 показаны два транзистора, масштабированные таким образом, что площадь эмиттера Q10 в 10 раз больше, чем у Q11, в то время как Q12 и Q13 поддерживают токи своих коллекторов одинаковыми.Это создает известное напряжение между базами двух транзисторов:

, где k — постоянная Больцмана в Дж / Кельвин (1,38 × 10 ^-23 ), T — температура в Кельвинах (273 + T (° C)) и q — заряд электрона в кулонах (1,6×10 ^{— 19} ). При 25 ° C kT / q имеет значение 25,7 мВ с положительным температурным коэффициентом 86 мкВ / ° C. ΔV _BE — это напряжение, умноженное на ln (10) или 2,3, при напряжении 25 ° C, равном приблизительно 60 мВ, при температуре 0,2 мВ / ° C.

Применение этого напряжения к резистору 50 кОм, подключенному между основаниями, создает ток, который пропорционален температуре.Этот ток смещает диод Q14 с напряжением 25 ° C 575 мВ с температурным коэффициентом -2,2 мВ / ° C. Резисторы используются для создания падения напряжения с положительным tempcos, которые добавляются к напряжению В14 диода, создав тем самый потенциал опорного напряжения приблизительно 1.235V с теоретически 0mV ° / коэффициентом температурного С. Эти падения напряжения показаны на рисунке 5. Баланс цепи обеспечивает токи смещения и выходной привод.

Линейная технология

производит широкий спектр эталонов с запрещенной зоной, включая LT1460, небольшой и недорогой прецизионный эталонный ряд, LT1389, шунтирующий эталон сверхнизкой мощности, и LT1461 и LTC6652, которые являются очень высокоточными эталонами с низким дрейфом.Доступные выходные напряжения: 1,2 В, 1,25 В, 2,048 В, 2,5 В, 3,0 В, 3,3 В, 4,096 В, 4,5 В, 5 В и 10 В. Эти опорные напряжения могут подаваться в широком диапазоне источников питания и условий нагрузки с минимальными затратами напряжения и тока. Продукты могут быть очень точными, как с LT1461, LT1019, LTC6652 и LT1790; очень маленький, как у LT1790 и LT1460 (SOT23) или LT6660 в корпусе DFN 2 × 2 мм; или очень низкое энергопотребление, такое как LT1389, для которого требуется только 800 нА. В то время как эталоны Зенера часто имеют лучшую производительность с точки зрения шума и долгосрочной стабильности, новые эталоны с запрещенной зоной, такие как LTC6652, с пиковым шумом 2 промилле (0.1 Гц до 10 Гц) сокращают разрыв.

Дробная ссылка запрещенной зоны

Это ссылки, основанные на температурных характеристиках биполярных транзисторов, но с выходными напряжениями, которые могут составлять всего несколько милливольт. Они полезны для цепей с очень низким напряжением, особенно в компараторах, где пороговое значение должно быть меньше, чем обычное напряжение запрещенной зоны (приблизительно 1,2 В).

На рисунке 6 показана схема ядра от LM10, которая объединяет элементы, которые пропорциональны и обратно пропорциональны температуре, аналогично нормальному эталону запрещенной зоны, чтобы получить постоянный эталон 200 мВ.Дробная запрещенная зона обычно использует ΔV _BE для генерации тока, который пропорционален температуре, и V _BE для генерации тока, который обратно пропорционален. Они объединены в соответствующем соотношении в резисторном элементе для генерации температурно-инвариантного напряжения. Размер резистора может варьироваться для изменения опорного напряжения, не влияя на температурную характеристику. Это отличается от традиционной схемы запрещенной зоны в том, что дробная схема запрещенной зоны объединяет токи, в то время как традиционные схемы имеют тенденцию объединять напряжения, обычно напряжение базового эмиттера и I • R с противоположным TC.

Рисунок 6. Опорная цепь 200 мВ

Дробные запрещенные зоны, такие как схема LM10, также частично основаны на вычитании. LT6650 имеет ссылку 400mV этого типа, в сочетании с усилителем. Это позволяет опорное напряжение, чтобы быть изменено путем изменения коэффициента усиления усилителя, и дает буферизованный вывод. Любое выходное напряжение от 0,4 В до нескольких милливольт ниже напряжения питания может быть создано с помощью этой простой схемы. В более интегрированном решении, то LT6700 (рисунок 7) и LT6703 сочетают ссылку 400mV с компараторами, и могут быть использован в качестве мониторов напряжения или оконных компараторов.Справочник 400mV позволяет осуществлять мониторинг малых входных сигналов, что снижает сложность схем монитора и позволяет осуществлять мониторинг элементов схемы, работающие на очень низкие поставках, а также. Для больших порогов можно добавить простой резисторный делитель (рисунок 8). Каждый из этих продуктов доступен в небольшом корпусе (SOT23), потребляет мало энергии (менее 10 мкА) и работает в широком диапазоне напряжений (от 1,4 до 18 В). Кроме того, LT6700 доступен в упаковке DFN 2 мм × 3 мм, а LT6703 доступен в упаковке DFN 2 мм × 2 мм.

Рисунок 7. LT6700 позволяет сравнивать с пороговыми значениями до 400 мВ.

Рисунок 8. Более высокие пороги устанавливаются путем деления входного напряжения.

Выбор ссылки

Итак, теперь, со всеми этими опциями, как выбрать правильную ссылку для своего приложения? Вот несколько советов, которые могут сузить диапазон вариантов:

• Напряжение питания очень высокое? Выберите шунт.
• Напряжение питания или ток нагрузки широко варьируются? Выберите серию.
• Требуется высокая энергоэффективность? Выберите серию.
• Оцените свой реальный температурный диапазон. Линейная технология обеспечивает гарантированные характеристики и работу в различных температурных диапазонах, включая от 0 ° C до 70 ° C, от -40 ° C до 85 ° C и от -40 ° C до 125 ° C.
• Будьте реалистичны в отношении требуемой точности. Важно понимать точность, требуемую приложением. Это поможет определить критические характеристики.Учитывая это требование, умножьте температурный дрейф на указанный температурный диапазон. Добавьте начальную погрешность, термический гистерезис и длительный дрейф в течение предполагаемого срока службы продукта. Удалите все термины, которые будут откалиброваны на заводе или периодически перекалиброваны. Это дает представление о полной точности. Для наиболее требовательных применений также могут быть добавлены шум, ошибки регулирования линии и нагрузки. Например, эталон с погрешностью начальной точности 0,1% (1000 ppm), дрейфом температуры 25 ppm / ° C выше –40 ° C до 85 ° C, тепловым гистерезисом 200 ppm, пиковым шумом 2 ppm и дрейфом времени 50 ppm / √kHr будет иметь общую неопределенность более 4300ppm на момент построения схемы.Эта неопределенность увеличивается на 50 частей на миллион в первые 1000 часов работы схемы. Начальная точность может быть откалибрована, уменьшив ошибку до 3300ppm + 50ppm • √ (t / 1000hours).
• Каков реальный диапазон поставок? Какое максимальное ожидаемое напряжение питания? Будут ли возникать неисправности, такие как разряд батареи или скачки индуктивного питания в режиме горячей замены, которые должна выдерживать эталонная ИС? Это может значительно сократить количество жизнеспособных вариантов.
• Сколько энергии может потреблять эталон? Ссылки обычно делятся на несколько категорий: более 1 мА, ~ 500 мкА, <300 мкА, <50 мкА, <10 мкА, <1 мкА.
• Сколько тока нагрузки? Будет ли нагрузка потреблять значительный ток или производить ток, который должен опускаться эталон? Многие ссылки могут обеспечить только небольшие токи для нагрузки, и лишь немногие могут потреблять существенный ток. Спецификация регулирования нагрузки является хорошим руководством.
• Сколько у вас места? Список литературы выпускается в широком ассортименте, включая металлические банки, пластиковые пакеты (DIP, SOIC, SOT) и очень маленькие упаковки, включая LT6660 в DFN размером 2 × 2 мм.Широко распространено мнение, что ссылки на большие размеры упаковки имеют меньшую погрешность из-за механического напряжения, чем меньшие упаковки. Хотя это правда, что некоторые ссылки могут дать лучшую производительность в больших пакетах, есть свидетельства того, что разница в производительности не имеет непосредственного отношения к размеру пакета. Более вероятно, что поскольку меньшие кубики используются для продуктов, предлагаемых в меньших упаковках, должны быть достигнуты некоторые компромиссы производительности, чтобы соответствовать схеме на кристалле. Как правило, метод установки пакета имеет более существенное различие в производительности, чем фактический пакет — тщательное внимание к методам и местам монтажа может максимизировать производительность.Кроме того, устройства с меньшими размерами следов могут демонстрировать меньшую нагрузку при изгибе печатной платы по сравнению с устройствами с более высокими размерами следов. Это подробно обсуждается в примечании по применению AN82 «Понимание и применение ссылок на напряжение», доступном в Linear Technology.

Заключение

Linear Technology предлагает широкий спектр эталонных продуктов напряжения. К ним относятся как серии, так и шунты, разработанные с использованием стабилитронов, запрещенных зон и других типов. Справочные материалы доступны в нескольких классах производительности и температуры и почти во всех возможных типах упаковки.Продукция варьируется от высочайшей точности до небольших и недорогих альтернатив. Благодаря обширному арсеналу эталонных продуктов напряжения, эталонные напряжения Linear Technology отвечают потребностям практически любого применения.

См. Также примечание по применению Linear Technology AN82 «Понимание и применение ссылок на напряжение», доступное для загрузки здесь.

,

Базовые знания о регуляторе напряжения (1/4)

Обзор линейного регулятора CMOS

История линейных регуляторов CMOS относительно нова. Они разработаны с портативными электронными устройствами на батарейках. Поскольку процессы КМОП используются в крупных интегральных схемах, таких как БИС и микропроцессоры, они постоянно миниатюризируются. Используя все преимущества технологии миниатюризации, линейные регуляторы CMOS стали интегральными микросхемами управления питанием, которые широко используются в портативных электронных устройствах для реализации низкопрофильного, низкого выпадения и низкого тока питания.

Чем они отличаются от биполярных линейных регуляторов?

Как правило, линейный регулятор CMOS предлагает более низкий ток питания по сравнению с биполярным линейным регулятором. Это связано с тем, что биполярный процесс управляется током, а процесс КМОП — напряжением. [См. Рисунок 1]

[Рисунок 1] Управляемое током устройство и управляемое напряжением устройство

Биполярный Транзистор

Ток проходит между эмиттером и коллектором при включенном базовом токе.Базовый ток должен быть включен, чтобы получить выходной ток.

МОП-транзистор

Ток проходит между истоком и стоком, когда на затворе заряжается напряжение. Как только электрический заряд заряжен, ток не требуется для включения.

Линейные регуляторы, которые не требуют тактовой синхронизации, особенно подходят для достижения низкого тока питания, поскольку рабочий ток регуляторов может быть почти нулевым в цепях, отличных от аналоговых рабочих цепей.

Одним из примеров биполярных линейных регуляторов являются многофункциональные 3-контактные регуляторы серии 78. Поскольку диапазон входного напряжения серии достигает 30 В ~ 40 В, и серия может потреблять ток более 1 А, серия используется в различных бытовых приборах и промышленном оборудовании. Тем не менее, ряды не являются низкими, потому что выходная структура серии — NPN Darlington Output. В таблице 1 приведены некоторые основные характеристики серии.

[Таблица 1] Основные характеристики многоцелевых регуляторов серии 78

Серия продуктов	Максимальный Выходной ток	Номинальный Ввод Напряжение	Операционная Ток	Выходное напряжение
78xx	1A	35 В, 40 В	4 ~ 8 мА	2В @ 1А
78Mxx	500 мА	35 В, 40 В	6 ~ 7 мА	2 В при 350 мА
78Nxx	300 мА	35 В, 40 В	5 ~ 6 мА	1.7В @ 200mA 2 В при 300 мА
78Lxx	100 мА	30 В, 35 В, 40 В	6 ~ 6,5 мА	1,7 В @ 40 мА

Тем не менее, количество процессов, необходимых для биполярных линейных регуляторов, составляет примерно половину или две трети процесса CMOS, и, следовательно, биполярный линейный регулятор является более экономичным, чем регулятор CMOS, даже если его размер кристалла больше. Таким образом, биполярный линейный регулятор лучше подходит для использования с большим током или высоким напряжением.С другой стороны, технологии миниатюризации CMOS-процессов хорошо развиты и имеют такие преимущества, как низкое напряжение, малое падение напряжения, малый размер и низкое энергопотребление.

Где и как используется CMOS?

КМОП-линейные регуляторы

широко используются в портативных электронных устройствах с батарейным питанием из-за их низкого выпадения и характеристик низкого тока питания. LDO (Low Dropout) регуляторы позволяют использовать батарею до предела, и поэтому регуляторы теперь являются важными интегральными схемами управления питанием для таких устройств, как мобильные телефоны, цифровые камеры и ноутбуки, чтобы иметь длительный срок службы батареи.Поскольку регуляторы LDO имеют функцию вытягивания большого тока с небольшим перепадом входного и выходного напряжения при минимальных тепловых потерях, они могут удовлетворить широкий диапазон требований к току для каждого устройства.

Некоторые регуляторы с низким током питания используют ток ниже 1 мкА. Благодаря этой функции регуляторы этих типов могут поддерживать ток питания электронных устройств и беспроводных приложений, таких как мобильные телефоны, как можно ниже, когда эти устройства находятся в спящем режиме.Поскольку эти регуляторы могут также обеспечить преимущества технологии миниатюризации CMOS, они предлагают большой потенциал для мобильных электронных устройств, которые требуют низкого профиля и высокой точности.

пакеты

Стандартные пакеты, используемые для линейных регуляторов CMOS — SOT-23 и SOT-89. В последнее время стали доступны сверхмалые пакеты, такие как CSP (чип-пакет). Поскольку разработка интегральных схем управления питанием обусловлена ​​прогрессом мобильных устройств, они, как правило, запечатаны в небольшие пакеты для поверхностного монтажа.На рисунке 1 показаны типичные пакеты.

[Изображение 1] Примеры комплектов регуляторов CMOS

SOT-89: стандартная мини-пресс-форма

SOT-23: Стандартная мини-упаковка

USP-6C: стандартный пакет типа USP

USPQ-4B04: стандартный пакет типа USP

USP-6B06: стандартный пакет типа USP

WLP-5-02: стандартный пакет типа WLP

Особенности: Что может сделать CMOS?

Предпосылкой использования линейных регуляторов в качестве ИС управления питанием является то, что они напрямую подключены к аккумулятору или адаптеру переменного тока, поэтому вы должны обратить внимание на максимальное входное напряжение.Правила проектирования интегральных схем процессов CMOS варьируются в зависимости от максимального входного напряжения, а максимальное входное напряжение и технология микроминиатюризации находятся в обратной зависимости; они взаимно не действуют как «большее служит меньшему». Если вы выберете высокое входное напряжение, размер микросхем будет больше, а его производительность снизится, а если вы выберете микросхемы небольшого размера, вам нужно быть осторожным с максимальным входным напряжением. Существуют различные КМОП-регуляторы с различными максимальными входными напряжениями для различных применений.Вы должны выбрать наиболее подходящие из них, тщательно изучив типы источников питания и желаемые характеристики вашего устройства [см. Таблицу 2].

[Таблица 2] Категории продуктов по рабочему напряжению (трехполюсные регуляторы напряжения)

Рабочее напряжение	Серия продуктов	Пакет
		USP-3	SOT-23	SOT-89	SOT-223	ТО-252
1.5 В ~ 6 В	XC6218	○
1,8 В ~ 6 В	XC6206		○	○
2В ~ 10В	XC6201			○
2В ~ 20В	XC6202		○	○	○
2 В ~ 28 В	XC6216			○	○	○

КМОП-линейные регуляторы

могут быть классифицированы как малый ток питания, большой ток, высокое напряжение, высокая скорость, LDO и так далее.Не существует строгого определения для этих категорий, но обычно «низкий ток питания» — это те, у которых ток питания составляет несколько мкА, «большой ток» — это те, которые могут тянуть 500 мА или более, «высокое напряжение» — это те, которые имеют напряжение от 15 В до 20 В или более, и «высокоскоростные» — это те, у которых коэффициент подавления пульсаций составляет приблизительно 60 дБ при 1 кГц. «LDO» также не имеет точного определения. Первоначально это относилось к выходу с низким выпадением выхода PNP и выходу P-ch MOSFET по сравнению с выпадением выхода повторителя NPN-эмиттера и выхода NPN Darlington биполярного линейного регулятора.На рисунке 2 показаны типы выходных транзисторов. В наши дни значение менее 2 Ом при 3,3 В при преобразовании сопротивления становится одним из стандартов определения.

[Рисунок 2] Модели выходного драйвера

NPN Выход эмиттера

Цепь управления должна быть выше на 0,6 В (базовое напряжение), чем выходной контакт, чтобы пропустить базовый ток. Схема управления работает от входного источника питания, поэтому необходимо падение напряжения 0,6 В.

NPN Дарлингтон Выход

Требуется падение напряжения 1,2 В или более, так как цепь состоит из 2 цепей эмиттера. Схема может выдавать большой ток, потому что базовый ток транзистора нагрузки может быть усилен предварительным драйвером.

PNP Транзисторный Выход

PMOS Транзисторный выход

Транзистор включается, когда входное напряжение ниже базового напряжения и / или подается напряжение затвора.Нет ограничений на входное напряжение источника питания относительно выходного напряжения на выводе. Падение напряжения мало, потому что схема работает, если есть базовое напряжение или напряжение затвора, и входное напряжение питания, которое может работать в цепи управления.

Помимо вышеперечисленных типов регуляторов, существуют регуляторы с функцией включения / выключения с помощью контакта Chip Enable в зависимости от необходимости, композитные регуляторы с 2 или 3 каналами, регуляторы со встроенным детектором напряжения и многое другое. Такое большое разнообразие — еще одна особенность CMOS.Это объясняется тем фактом, что процесс CMOS может легко масштабировать цепи и снижать ток питания, поскольку он может полностью отключать определенные блоки микросхем, когда цепи отключаются отдельно. На рисунке 3 показана блок-схема двухканальных регуляторов мощности серии XC6415. Этот продукт может включать и выключать VR1 и VR2 независимо друг от друга.

[Рис. 3] Блок-схема 2-канального регулятора (серия XC6415)

<серия XC6415 AA>

Внутренняя схема и базовая структура

Внутренняя схема состоит из источника опорного напряжения, усилитель ошибки, с предварительно установленной резистором выходного напряжения, и выходной Р-канальный МОП-транзистор транзистора.Некоторые цепи также имеют ограничитель постоянного тока, цепь обратного складывания и функцию термического отключения в целях защиты. Так как трудно построить опорные схемы запрещенной зоны, которые используются для биполярных процессов в качестве источника опорного напряжения, как правило, источники опорного напряжения, используемые являются уникальными для процесса CMOS. По этой причине температурные характеристики выходного напряжения имеют тенденцию быть несколько хуже по сравнению с биполярными линейными регуляторами.

Кроме того, внутренняя фазовая компенсация и схемы варьируются в зависимости от типов регуляторов, таких как совместимый с низким током питания, высокоскоростной и низкий ESR конденсатор.Например, в то время как регулятор с низким потреблением тока обычно использует два усилителя, высокоскоростной регулятор иногда содержит три усилителя. На рисунке 4 показана принципиальная схема блока высокоскоростного регулятора.

Добавляя буферный усилитель между предварительным усилителем и выходным транзистором MOSFET P-ch, буферный усилитель может управлять нагрузочным транзистором MOSFET P-ch с более высокой скоростью, несмотря на большую емкость затвора. Выходное напряжение может определяться значениями разделенных резисторов R1 и R2, а предельное значение тока определяется значениями разделенных резисторов R3 и R4.Каждое значение точно устанавливается путем обрезки. Многие высокоскоростные регуляторы совместимы с конденсаторами с низким ESR, такими как керамические конденсаторы, потому что они в основном используются для беспроводных приложений и портативных электронных устройств, и поэтому необходимо уменьшить их размеры.

[Рис. 4] Блок-схема принципиальной схемы быстродействующего регулятора типа

Следующая страница

Существенные особенности линейного регулятора CMOS

,

Основы электроники: регулятор напряжения

Построение регулятора напряжения

Теория фона

: Как работает регулятор напряжения?

Название говорит само за себя: регулятор напряжения. Аккумулятор в вашем автомобиле, который заряжается от генератора, розетка в вашем доме, которая обеспечивает все необходимое электричество, сотовый телефон , который вы, вероятно, держите под рукой каждую минуту дня, когда все они требуют определенного напряжения для того, чтобы функция. Колеблющиеся выходы, которые скачут от ± 2 В, могут привести к неэффективной работе и даже к повреждению ваших зарядных устройств.Существует множество причин, по которым могут возникать колебания напряжения: состояние энергосистемы, выключение и включение других приборов, время суток, факторы окружающей среды и т. Д. В связи с необходимостью постоянного, постоянного напряжения, введите регулятор напряжения.

Регулятор напряжения — это интегральная схема (ИС), которая обеспечивает постоянное фиксированное выходное напряжение независимо от изменения нагрузки или входного напряжения. Это может быть сделано разными способами в зависимости от топологии схемы внутри, но с целью сохранения базовости этого проекта мы сосредоточимся в основном на линейном регуляторе.Линейный регулятор напряжения работает путем автоматической регулировки сопротивления через контур обратной связи, учитывая изменения как нагрузки, так и входа, сохраняя постоянным выходное напряжение.

ИС регулятора напряжения в упаковке ТО-220
Переключающие регуляторы, с другой стороны, такие как понижающий (понижающий), повышающий (повышающий) и понижающий повышающий (повышающий / понижающий), требуют еще нескольких компонентов, а также повышенной сложности как различные компоненты будут влиять на результат. Импульсные регуляторы намного более эффективны с точки зрения преобразования мощности, где эффективность играет большую роль, но линейные регуляторы работают очень хорошо в качестве регуляторов напряжения в низковольтных приложениях.

В зависимости от применения, регулятор напряжения может также нуждаться в большей фокусировке, улучшая другие параметры, такие как выходное пульсационное напряжение, переходная характеристика нагрузки, падение напряжения и выходной шум. Такие приложения, как аудиопроекты, более чувствительны к шуму и помехам, поэтому потребуется дополнительная фильтрация, особенно в переключающих регуляторах, где пульсации на выходе могут быть значительными. Большую часть информации, включая схемы, можно найти в техническом описании интегральной схемы регулятора напряжения, с которой вы работаете, в разделе «Замечания по применению».

Указание по применению регулятора 7805T
Afrotechmods также имеет информативное видео о работе с популярным стабилизатором напряжения LM317T для получения регулируемого выхода.

Проект

Набор регуляторов напряжения макета — отличный набор для пайки для любого новичка. Он выдает чистый 5 В постоянного тока с максимальным выходным током 500 мА. Он может принимать входное напряжение в диапазоне 6-18 В пост. Тока и имеет контакты, идеально подходящие по размеру для размещения на любом стандартном макете с 0.Интервал 1 дюйм.

Комплект включает в себя:

(1) Печатная плата
(1) Выключатель питания
(1) Разъем питания постоянного тока 2,1 мм
(1) Электролитический конденсатор 10 мкФ
(1) Монолитный конденсатор 0,1 мкФ
(1) Резистор 1 кОм
(1) Красный источник питания индикаторный светодиод
(1) Штыревые разъемы
(1) Руководство пользователя

Вам понадобится:
• Паяльник
• Припой
• Резцы
• Блок питания для настенного адаптера 6-18 В (Mean Well GS06U-3PIJ)

Комплект регулятора напряжения Solarbotics 34020
Направления:

1.Резистор и конденсатор 0,1 мкФ:
Снимите ленту и согните провода резистора, затем вставьте ее в положение, обозначенное R1. Припой с другой стороны и отрежь лишние провода. Сделайте то же самое для конденсатора 0,1 мкФ в положение C2. Неважно, каким образом эти детали установлены — они не поляризованы .

2. Регулятор напряжения и штекерный разъем:
Припаяйте регулятор напряжения в положение V-REG. Убедитесь, что сторона табуляции совпадает с жирной линией на символе — назад не будет работать! Затем отрежьте лишние провода.Зафиксируйте домкрат в положении B1 и припаяйте его на место.

Шаг 1 Шаг 2
3. 10 мкФ конденсатор и индикатор питания:
Установите 10 мкФ электролитический конденсатор в положение C1. Позиционирование имеет решающее значение. Удостоверьтесь, что более длинный провод идет в подушку, отмеченную (+). Убедитесь, что он находится в правильном положении, убедившись, что полоса на стороне конденсатора находится ближе всего к метке PWR. Сделайте то же самое со светодиодом; Чем длиннее лидерство идет в круглую площадку.Вы можете убедиться, что светодиод находится в правильном положении, отметив маленькую выемку на светодиоде на стороне символа светодиода с линией (около квадратной площадки).

4. Штырьки выключателя питания и макета:
Выключатель питания просто устанавливается в положение PWR. Булавки макета немного сложнее — они идут на нижней стороне и их труднее удерживать во время пайки. Осторожно припаяйте их как можно более прямыми руками или, если вы уверены, вставьте длинную сторону штифтов в макет, чтобы они совпали с отверстиями в печатной плате, а затем впаяйте их, пока макет удерживает все на одной линии.

Шаг 3 Шаг 4
5. Настройка силовых шин:
ЭТО ВАЖНО. Если вы забудете это сделать, ваша доска не будет работать! Выберите, с какой стороны макета вы хотите установить вашу доску (в этом примере мы используем левую сторону). Обратите внимание на полярность направляющих «+» внизу и «-» вверху. Найдите, какой набор колодок на доске соответствует этому расположению, и положите шарик припоя на маленькие полумесяцы.

Если вы планируете изменить полярность питания на направляющих, вы можете установить номер детали SWT7 на контактные площадки между контактными площадками. Не кладите капли на колодки, если вы делаете это. Обратите внимание, что это не рекомендуемая модификация.

Подайте питание на плату любым источником питания постоянного тока 2,1 мм с номинальным напряжением 6-18 В — не превышайте максимальное значение 35 В постоянного тока! Регулятор мощности нагревается при питании свыше 12 В (это нормально). Если вы не хотите использовать его на макете, используйте контактные площадки с надписью «+ -» на конце, ближайшем к гнезду цилиндра, для регулируемой выходной мощности 5 В.

Шаг 5
SWT7 Установлен

Вопросы для обсуждения

1.Какое влияние окажут тепло и шум на выход цепи?
2. Как конденсаторы помогают отфильтровать проблемы помех?
3. Каковы некоторые преимущества и недостатки как линейных, так и импульсных регуляторов? ,