Как повысить напряжение в сети до 220 в частном доме
Морозной зимой сельским жителям много хлопот доставляет обогрев своих жилищ. Тем же, кто отказался от печного отопления, проблему, как будто специально, создает заниженный уровень поступающей электроэнергии.
Да и в многоэтажных зданиях многочисленных городских поселков жители страдают от плохого электричества. Вот люди и задаются вопросом: Как повысить напряжение в сети до 220 в частном доме с наименьшими затратами и почему энергоснабжающие организации не качественно выполняют свои обязанности?
Предлагаю рассмотреть его объективно с точки зрения потребителя и поставщика. Решение проблем лучше искать совместными усилиями на основе компромисса.
Содержание статьи
Электрические районные сети: где искать потери напряжения
Рекомендую обратить внимание на три вопроса:
- Работу трансформаторной подстанции.
- Состояние линии электропередач.
- Равномерность распределения нагрузки по фазам.
Виды трансформаторных подстанций 10/0,4 кВ: простая оценка по внешнему виду
Электроэнергия от промышленных генераторов к нам в жилой дом поступает по линиям электропередач через трансформаторные подстанции. На них напряжение с 10 или 6 киловольт снижается до 0,4.
Конструкция ТП должна пройти реконструкцию с заменой изношенного оборудования, отвечать современным требованиям надежности и безопасности.
В этом случае вам просто уже повезло. Если воздушная ЛЭП 380 вольт идет от подобной модульной подстанции, то она обладает резервом мощности.
Однако довольно часто еще можно встретить старые конструкции ТП, введенные в работу в советское время.
Нельзя сказать, что они выработали свой ресурс и не пригодны к работе. Просто надо понять, что сейчас сильно изменились условия их эксплуатации. Они уже не справляются нормально с современными, сильно возросшими нагрузками.
Их резерв мощности был рассчитан на энергоснабжение групп потребителей в частных домах, подключенных к бытовой проводке, собранной алюминиевыми жилами 2,5 мм кв.
Сила тока тогда практически никогда не превышала 16 ампер, что соответствовало примерно 3 киловаттам.
С тех пор многое изменилось. Даже простой электрочайник потребляет 2 кВт. А ведь еще есть различные отопители и нагреватели, стиральные машины, микроволновки, бытовой инструмент. У многих мастеров работают насосы, станки, сварка.
Все эти потребители вместе сильно нагружают старые трансформаторные подстанции: их мощности не хватает на обеспечение полноценного питания подключенных нагрузок.
Воздушная линия электропередач: влияние конструкции на качество электроснабжения
Закон Ома определяет, что падение напряжения на участке воздушной линии электропередач от трансформаторной подстанции до конечного потребителя зависит от силы тока и величины сопротивления проводов.
На последний параметр влияют протяженность токопроводящей магистрали и конструкция проводников:
- тип металлических жил;
- общее поперечное сечение провода;
- качество контактных соединений в местах стыковок — переходное сопротивление.
Чем длиннее магистраль от трансформаторной подстанции до последнего потребителя, тем больше проблем возникает у энергоснабжающей организации, да и жителей дальних домов.
Существующие нормативы ПУЭ определяют, что уровень напряжения в однофазной сети должен укладываться в предел 207÷253 вольта. Для обеспечения этого условия на ТП предусмотрена возможность его оперативного регулирования.
Обычно им пользуются для переключения режимов работы при смене сезонов: зимний период связан с большим энергопотреблением. Он требует завышать выходной уровень сети 0,4 на трансформаторной подстанции.
Длинные воздушные линии и возросшее количество мощных потребителей приводят к тому, что у владельцев домов, запитанных около ТП, напряжение находится на максимуме предела регулирования и поднимать его уже нельзя, а на самых удаленных потребителях падает ниже допустимого уровня вплоть до 180 вольт, а то и ниже.
В этой ситуации поставщик энергии быстро решить вопрос не сможет. Ему необходимо:
- полностью менять оборудование трансформаторной подстанции;
- или строить новые линии электроснабжения;
- либо решать одновременно все задачи.
Нам следует понимать, что они энергозатратны, не дешевы, требуют приложения больших усилий и материальных средств.
Как устроена старая ВЛ
За основу передачи энергии раньше массово использовали алюминиевые провода со стальным сердечником. Их так и называли: АС. Кстати, производство алюминиево-стальных проводов различных типов существует до сих пор.
В сельской местности применяется провод АС с сечением 16 мм квадратных, как наиболее бюджетный вариант. Его небольшой диаметр при значительной длине и наличии стальной жилы создает довольно высокое электрическое сопротивление.
Ухудшает его еще способ соединения раскатки провода на составляющие проволоки и скрутку их в единый узел. Хорошо, если он выполняется с обжатием в гильзе. А ведь его могут сделать и на скорую руку.
Косвенным признаком вины алюминиевых проводов является характерное снижение напряжения вечером и нормальная величина ночью, когда большая часть нагрузки снята.
Модернизация ВЛ кабелем СИП
Современная конструкция воздушного кабеля сделана для обеспечения минимальных потерь напряжения. У них используется улучшенная технология сборки и повышенная проводимость токопроводящих жил. Каждая из фаз покрыта слоем светостойкой ПВХ изоляции, что разрешает скручивать их единой магистралью.
Кабель СИП монтируется по специальной технологии, обеспечивающей минимальные потери напряжения при транспортировке по нему электрической энергии.
Переход воздушной линии с открытых алюминиевых проводов типа АС на кабель СИП повышает надежность и эксплуатационные характеристики ВЛ.
Распределение нагрузки по фазам: как просто определить дисбаланс
Идеальное трехфазное напряжение создается генераторами на холостом ходу.
Его схему и диаграмму удобно представлять векторной формой в виде равностороннего треугольника. Между вершинами A, B и C создается линейное напряжение 380, а относительно нуля и вершин — фазное.
Это напряжение 220 поступает к нам в жилой дом и ко всем потребителям. К нему каждый владелец по своему усмотрению подключает нагрузку. Процесс этот носит чисто случайный характер на всем протяжении питающей ЛЭП.
Если какая-то фаза станет перегруженной (течет больший ток), то на ней может произойти посадка напряжения. Точка рабочего нуля в треугольнике смещается из центра, меняются разности двух других фазных потенциалов.
На этот процесс снабжающая организация реагировать практически не может. Она влияет на него на стадии проекта и очень редко переключает потребителей при эксплуатации.
Электрические замеры под напряжением на ВЛ около дома способны дать объективную оценку качества напряжения. Но делать их могут только подготовленные бригады электриков с соблюдением ряда организационных и технических мероприятий.
Владелец дома может оценить роль снабжающей организации в подводе электричества в его жилище только визуально по внешнему виду подстанции, воздушной ЛЭП и опросе ближайших соседей о качестве электроэнергии в их зданиях.
Причина низкого напряжения довольно часто может быть создана по вине владельца здания.
Электропроводка в частном доме: скрытые ошибки монтажа, создающие проблемы
Внимание: зона ответственности снабжающей организации заканчивается на ответвительной опоре! Схема подключения к ней, кабель ввода в дом и весь внутренний монтаж лежат на совести частного владельца.
Поэтому вначале надо обращать внимание на состояние качества уличной проводки, а затем — внутридомовой.
Контакты на улице
Ввод в здание и подключение к счетчику делают бригады электриков от поставщика и энергосбыта. От качества их работы может пострадать хозяин дома. Ему следует контролировать состояние проводов и создаваемых контактов.
Обычная скрутка алюминиевых жил на воздухе покрывается слоем окислов и ухудшает переходное сопротивление. Это место начинает больше греться и сильнее окисляться. Процесс со временем нарастает, хотя визуально может быть не заметен.
Естественный обдув воздухом и длина открытого провода его маскируют, но не останавливают. Увеличенное переходное сопротивление такого контакта — причина потери напряжения на нем.
Подключение ответвления специальными зажимами с нарушениями технологии — тоже возможная причина плохого контакта.
Если на нем образовались трещины, сколы, потемнения и другие дефекты, то они явно свидетельствуют об увеличенном переходном сопротивлении, потерях энергии.
Контакты вводного автомата
Подключение силового провода к автоматическому выключателю на вводе часто требует использования специальных переходников с созданием надежного ужима. Халатная работа сразу может не сказаться, но со временем проявиться.
Переходное сопротивление контактов владелец может проверить созданием электропроводке режима максимальной нагрузки на некоторое время. Сразу потребуется проконтролировать их нагрев. Проводя визуальный осмотр, следует обращать внимание на потемнение корпуса защитного модуля, состояние изоляции.
Внутри дома возможны и другие причины, ведущие к снижению уровня электричества.
Общие организационные вопросы: что обсуждать с поставщиком электроэнергии
Приступать к обсуждению возникших проблем следует только после того, как окончательно стало ясно, что у владельца здания все выполнено надежно и его вины нет.
Это же должны подтвердить соседи, у которых не решены аналогичные вопросы. Действовать лучше сообща. Обращаться следует в различные инстанции власти с письменными заявлениями, но начать необходимо с поставщика. Он в первую очередь должен обеспечить качество подводимой электроэнергии.
Однако, как показано выше, этот процесс, скорее всего, растянется на длительный срок. Владельцу дома до его решения придется принимать самостоятельные меры.
Как повысить напряжение в сети: 2 подхода
Решить вопрос можно своими руками или приобрести специальное промышленное оборудование.
Как повысить напряжение: бюджетные варианты от бывалого
Способ №1: старый стабилизатор от черно-белого телевизора
Кинескопные ламповые модели телевизоров в советское время потребляли много электроэнергии, порядка 400 ватт. Им требовалось стабилизированное питание.
Для них многочисленные заводы массово выпускали различные модели стабилизаторов напряжения. Со временем необходимость в них пропала и они попали к мастерам в кладовки, а кто-то просто выбросил, хотя надежность и работоспособность этих устройств сохранилась и по сей день.
Использовать такой старый стабилизатор вполне допустимо, но, стоит обратить внимание на его выходную мощность. Питать через него лучше какой-то один бытовой прибор с электродвигателем.
Если имеются два одинаковых стабилизатора, то их можно объединить и подключить более высокую нагрузку.
Способ №2: понижающий трансформатор
Подойдет любая модель от старого ненужного зарядного устройства автомобильных аккумуляторов или самодельная конструкция. Показываю на примере трансформатора 220/12-36 вольт. Его номинальная мощность 315 вольт-ампер.
На правой части картинки показаны выходные цепи со снятым корпусом. Подобных зарядных было выпущено очень много. Из них можно выцепить схему электроники. Она не нужна.
Далее поступаем очень просто. Собираем схему увеличения напряжения, когда первичная обмотка работает, как обычно, а вторичка добавляет свои вольты к питанию прибора.
С научной точки зрения необходимо выполнять фазировку, а на ее основе ставить перемычку между обмотками, которая позволит сделать вольт-добавку. Предлагаю более простой вариант:
- Соединяем перемычкой произвольно одну клемму входной цепи с любой выходной, действуя по принципу: «мне повезет».
- Включаем трансформатор в сеть обмоткой 220 и замеряем сигнал на его выходе вольтметром.
- Если он увеличился, то удача нам улыбнулась и все получилось.
- Когда напряжение снизилось, то это значит, что мы собрали схему понижения и требуется переключить перемычку на одной из клемм входа или выхода.
Если отсутствует трансформатор заводского исполнения, то его не так уж сложно намотать своими руками на подходящем магнитопроводе. Можно использовать даже статор от сгоревшего асинхронного двигателя.
Методику расчета и сборки описывать не буду. Она довольно подробно изложена в этой статье про трансформаторный паяльник Момент. Что будет не понятно — спрашивайте. Я помог уже многим читателям в этом вопросе.
Подключать бытовой прибор к добавленному трансформатором напряжению следует с учетом мощности нагрузки. Первичная и вторичная обмотки могут перегреться от повышенных токов.
Чтобы не допустить перегрева добавочного ТН, достаточно правильно подобрать к нему предохранитель, контролировать и ограничивать время работы при максимальных нагрузках.
При скачках напряжения в сети на величину до 25-30 вольт необходимо в выходную цепь трансформатора включать реле РКН. Без него выходной уровень при броске может перевалить за 253 вольта, что создаст аварийную ситуацию.Способ №3: стабилизатор напряжения своими руками
Любителям мастерить предлагаю собрать относительно не сложную электронную схему на трансформаторе с тремя обмотками, работающими по принципу приведенной выше вольт-добавки понижающего трансформатора.
Предлагаемый стабилизатор напряжения своими руками нормально справляется со стабилизацией электроэнергии для нагрузок 1,5 кВт при уровне сети 200 вольт и 700 ватт при снижении до 180В. Работает он автоматически.
Компаратор имеет 4 ступени настройки порогов срабатывания. Переключение обмоток осуществляют контакты реле РП-21 постоянного тока с напряжением 24 вольта. Их можно заменить аналогами, но обращайте внимание на коммутационную способность контактов. Иначе они сгорят.
Марки и номиналы компонентов электронной базы показаны на схеме. Однако, проще купить такой прибор промышленного изготовления.
Стабилизатор напряжения для частного дома: на какие характеристики обращать внимание
Индуктивная нагрузка
Выбирать модель стабилизатора следует под конкретные нужды его эксплуатации. Необходимо учесть, что пусковые токи электродвигателей превышают в два-три раза номинальную величину нагрузки.
Мощность источника должна их надежно перекрывать. Особенно важно выполнять это требование для электродвигателей насосов различных жидкостей и компрессоров, начинающих свой запуск под нагрузкой рабочей среды, а не раскручивающихся на холостом режиме.
Способы регулирования
Стабилизаторы напряжения работают по принципу автотрансформатора и построены по одной из двух схем:
- ступенчатого переключения дополнительных обмоток релейными или полупроводниковыми ключами;
- плавного регулирования выходной величины за счет перемещения сервопривода по принципу работы ЛАТР.
В первом случае на автотрансформаторе создаются отпайки. Их количество влияет на величину ступени регулирования напряжения. Коммутации происходят по командам от электронного блока тиристорами или симисторами.
Стабилизатор с сервоприводом плавнее переключает напряжение движением угольных электродов по виткам автотрансформатора.
Сервоприводный механизм и щетки плохо переносят часто меняющиеся нагрузки и разрушаются от токов, которые возникают при работе от сварочных трансформаторов. Даже если кто-то из соседей пользуется сваркой, то он может повредить сервопривод.
Стабилизаторы напряжения изготавливают для работы с трехфазной и однофазной нагрузкой. Однако при их выборе надо хорошо представлять условия их эксплуатации.
Особенности трехфазного питания
В доме с таким электроснабжением на вводе лучше устанавливать 3 однофазных устройства на каждую фазу отдельно. Любой из них будет нормально выравнивать напряжение при разных нагрузках намного лучше, чем один общий.
Трехфазные электродвигатели и трансформаторы подключают через соответствующие 3-х фазные стабилизаторы. Они больше приспособлены к симметричным нагрузкам.
Режим Bypass
Полезной функцией прибора является возможность транзита электроэнергии, минуя орган стабилизации.
Режим байпас имеется не на всех стабилизаторах, а только на более дорогих. Он позволяет при номинальных уровнях напряжения экономить ресурс работы оборудования.
Видеоролик владельца Voltra BY «Как выбрать стабилизатор для дома» поможет вам определиться с поиском подходящей конструкции. Рекомендую посмотреть.
Если же у вас еще остались вопросы и не ясно, как повысить напряжение в сети до 220 в частном доме, то спрашивайте. Постараюсь помочь.
Какой стабилизатор напряжения выбрать для частного дома?
Дачные домики часто строятся по принципу «я тебя слепила из того, что было», а избы в деревне — не ремонтируются с тех пор, как их поставил колхоз. В этом есть своя романтика, но она, определенно, не идет на пользу электрической проводке. Подача электроэнергии в дачном поселке далеко не так стабильна, как в городе, плюс сырость и зимний холод упорно точат старые провода. Что делать, чтобы в один прекрасный день дряхлая проводка не полыхнула, аки свеча? В этой статье расскажем, какой стабилизатор напряжения 220В для дачи выбрать.
Содержание
- Что такое стабилизатор напряжения, и зачем он нужен
- Какой стабилизатор напряжения выбрать для частного дома
- Стабилизатор напряжения для частного дома: как выбрать
- Стабилизаторы напряжения для дома: отзывы и какой лучше
Что такое стабилизатор напряжения, и зачем он нужен
Как ясно из самого названия, стабилизатор электрического напряжения — это устройство, которое стабильно поддерживает напряжение 220 В в вашем доме. Для дачи это устройство чрезвычайно полезно, так как скачки напряжения в дачно-садовых товариществах — вещь нередкая.
Часто на весь поселок один-единственный трансформатор, который обслуживается постольку-поскольку. Поэтому напряжение в сети может то падать, то наоборот — взлетать до шокирующих высот (например, если в трансформатор попадает молния — случай, едва не стоивший инфаркта одному из наших редакторов).
Стабилизатор — это своего рода переходник между электросетью и проводкой вашего дома. Он принимает входной ток и усиливает или ослабляет его напряжение до 220 В, чтобы все электроприборы в доме получали равномерное питание. В случае значительных перепадов напряжения в сети стабилизатор может аварийно отключить электричество в доме.
Какой стабилизатор напряжения выбрать для частного дома
Выбор стабилизатора напряжения следует начинать с его типа. Во-первых, они бывают сетевыми и магистральными. Сетевые работают от розетки и стабилизируют напряжение для одного-двух подключенных устройств. Магистральные — подключаются прямо к проводке и защищают всю электросеть в доме. В случае частного дома имеет смысл вести речь о покупке магистрального стабилизатора.
Магистральные стабилизаторы делятся на несколько видов.
Ступенчатые стабилизаторы
Ступенчатые стабилизаторы разделяются на релейные и электронные.
Релейный стабилизатор содержит трансформатор, обмотки которого замыкаются с помощью программно управляемых реле. При переключении происходит повышение или понижение напряжения. Релейные стабилизаторы компактные, имеют широкий диапазон изменения напряжения, выдерживают длительную перегрузку в сети, работают даже в условиях низких температур, бесшумно и очень долго — до 10 лет. А стоят при этом недорого, так что очень широко применяются в быту.
Например, это стабилизаторы Ресанта:
Электронный стабилизатор вместо реле использует микроэлектронные компоненты, которые способны замыкать обмотки — ключи-тиристоры. По сигналу с управляющей платы они включаются и выключаются с определенной периодичностью, тем самым регулируя напряжение.
Электронные стабилизаторы имеют более высокую точность регулировки напряжения, более эффективно поддерживают мощность тока в сети при стабилизации (тогда как при переключении реле свет может «моргать») и также работают совершенно бесшумно. Однако, они имеют большие габариты и вес, а также стоят дорого.
Среди популярных марок — например, БАСТИОН:
Электромеханические стабилизаторы
Электромеханические стабилизаторы разделяются на собственно электромеханические, электродинамические и гибридные.
Электромеханический стабилизатор имеет графитную щеточку с сервоприводом, которая переключает количество витков обмотки трансформатора, тем самым повышая или понижая напряжение. Эти стабилизаторы имеют широкий диапазон входных напряжений, устойчивы к перегрузкам и искажениям тока на входе. Но зато у них недолгий срок работы — через 3-4 года угольная щеточка уже подлежит замене. Кроме того, он плохо работает в условиях низких температур и высокой влажности, а при стабилизации на долю секунды раздаются характерные щелчки. Стоят они намного дешевле электронных, но куда дороже релейных.
Популярные модели таких стабилизаторов выпускает, к примеру, RUCELF:
Электродинамические стабилизаторы — это подвид электромеханических стабилизаторов, в которых вместо щеточки переключения используется специальный ролик, который практически не изнашивается. Таким образом, они лишены главного недостатка элекромеханических стабилизаторов — быстрого выхода из строя, при этом сохраняя их достоинства.
К сожалению, это самый дорогой вид стабилизаторов. К этому виду относятся, к примеру, итальянские стабилизаторы ORTEA:
Гибридные стабилизаторы представляют собой комбинацию между электромеханическим и релейным стабилизатором. В них применяется и замыкание обмоток при помощи реле, и переключение количества витков, что позволяет объединить достоинства двух типов и побороть недостатки — к примеру, невозможность работы при низкой температуре.
Такие стабилизаторы стоят примерно как электронные — то есть, недешево. Например, их делает фирма Энергия:
Стабилизаторы с двойным преобразованием
Предыдущие типы стабилизаторов принимают на входе переменный ток из сети и выдают на выходе переменный ток. Стабилизаторы с двойным преобразованием сначала преобразуют переменный ток в постоянный, который питает инвертор, на выходе опять отдающий переменный ток — но со стабильным напряжением 220 В, частотой 50 Гц и синусоидальной формой.
Такой правильный, «выхолощенный» от всех помех ток — главное преимущество стабилизаторов с двойным преобразованием: он безопасен для питания любой техники, поэтому их рекомендуют для дорогостоящего оборудования. Недостаток — низкий коэффициент полезного действия: слишком много пустого расхода электроэнергии.
У стабилизаторов с двойным преобразованием широкий разброс цен. Например, вот такой стабилизатор Штиль относительно недорог:
Как выбрать стабилизатор для дачи? Для сезонного дачного домика наиболее рентабелен обыкновенный релейный стабилизатор. Но если вы живете в частном доме постоянно, и у вас есть отопление, можно задуматься об одной из электромеханических моделей. А если у вас, к тому же, дорогая бытовая техника, то и устройство с двойным преобразованием не будет лишним.
Стабилизатор напряжения для частного дома: как выбрать
Рассмотрим основные параметры, по которым выбирается стабилизатор любого типа:
- Мощность. суммарная мощность приборов, подключаемых к стабилизатору — это ваш телевизор, холодильник, обогреватель и все остальное, вплоть до светильников. Узнать ее можно в инструкциях к вашей бытовой технике, или прямо на корпусе (например, у лампочек). У стабилизатора должен быть определенный запас мощности. Лучше, если он будет превышать суммарную мощность всей техники как минимум в 3 раза.
- Рабочее напряжение (минимальное и максимальное). Диапазон напряжений, в котором стабилизатор может работать без перегрузки. Чем он шире, тем лучше.
- Фазность. Стабилизаторы бывают однофазными и трехфазными — то есть, состоящими из одного или трех стабилизаторов, имеющих единую систему управления. Для частного дома нет никакого смысла приобретать трехфазный стабилизатор, если только вы не используете на даче электрическую печь или особо мощный насос. Для проводки в доме хватит однофазного.
- Скорость стабилизации. Стабилизатор работает с определенной скоростью — она измеряется в вольтах в секунду (В/c). Чем она больше, тем лучше, тем меньше времени понадобится прибору, чтобы справиться с перепадом в сети.
- Точность стабилизации. Под этим термином, на самом деле, понимается погрешность, с которой стабилизатор отклоняется от стандартных 220 В. Не рекомендуется приобретать приборы с погрешностью более 8%, для частного дома хватит 5-8%.
- Размещение. Стабилизатор может крепиться на стену, устанавливаться на пол или в специальные стойки. Настенные и напольные варианты — самые удобные в быту.
Стабилизаторы напряжения для дома: отзывы и какой лучше
Приведем несколько удачных моделей стабилизаторов разных типов, чтобы вы могли ориентироваться на отзывы других покупателей.
РЕСАНТА ACH-5000/1-Ц
Качественный и бесшумный релейный стабилизатор с большим запасом мощности в 5000 Вт. Способен стабилизировать колебания напряжения от 140 до 260 В. На выходе получается напряжение с погрешностью 8% от 220 В — в среднем, от 202 до 238 В. Устанавливается на полу.
Штиль IS550
Простой в установке настенный стабилизатор с оптическими индикаторами и двойным преобразованием, а самое главное — недорогой. Впрочем, это обусловлено низким запасом мощности — 400 Вт. Зато диапазон входного напряжения огромный — от 90 до 310 В, и точность стабилизации высокая — погрешность всего 2%. Этим устройством можно отдельно экранировать от перепадов напряжения критически важные в частном доме приборы — к примеру, отопительный котел.
Энергия Classic 9000
Мощный электронный стабилизатор напряжения на 6300 Вт способен защитить целый дачный домик. Входное напряжение 125-254 В, выходное — 209-231 В. Точность стабилизации — 5%, хорошая норма. Стабилизатор крепится на стену и работает совершенно бесшумно.
Читайте еще полезные статьи о технике для дачи:
Фото: Flickr, MaxPixel, компании-производители
ТОП—7. Лучшие стабилизаторы напряжения 220В для дома. Итоговый рейтинг
Автор Роман Игнатьев На чтение 8 мин. Просмотров 173 Опубликовано Обновлено
Привет всем! Сегодня я расскажу о стабилизаторах напряжения 220 Вольт для дома. Эти устройства применяются для нормализации переменного тока в сети и исправляют его характеристики при несоответствии нужным параметрам. Тем самым, они предотвращают выход из строя электроприборов. В данном ТОПее я расскажу про 7 лучших стабилизаторов напряжения для дома, которые выделяются на фоне остальных повышенным уровнем безопасности и качеством работы.
Powercom TCA-2000 (1 кВт)
Первый герой нашей подборки – стабилизатор напряжения Powercom TCA-2000. Он обеспечивает надежную работу компьютерной и прочей электронной техники при понижении или повышении напряжения электросети там, где не требуется батарейная поддержка. Компактный корпус стабилизатора вмещает 4 выходные евророзетки на задней панели с защитой от проникновения посторонних предметов. Кроме того, все выходные розетки обеспечены заземлением для гарантии безопасной эксплуатации оборудования. Для защиты от перегрузки и короткого замыкания на выходе предусмотрен автоматический выключатель. После устранения причины проблемы выключатель легко возвращается в исходное состояние одним нажатием. А трехступенчатая индикация отображает рабочее состояние стабилизатора – нормальное, понижение или повышение напряжения электросети. Данный прибор имеет высокую нагрузочную способность при минимальном уровне шумов, что позволяет эксплуатировать защищаемую технику в условиях низкого качества напряжения электросети. Также, стоит отметить, что данный прибор имеет коэффициент полезного действия равный 95%.
- Мощность: 1 кВт
- Напряжение: 220/230/240 В
- Рабочий диапазон: 15%
- Частота: 50, 60 Гц
- КПД: 95%
- Защита: от перегрузки, всплесков, КЗ
- Светодиодная индикация
- 4 евророзетки
- Температура работы: 0…+40⁰ С
- Размеры: 123 х 136 х 102 мм
- Вес: 1.6 кг
Штиль IS350 (0.3 кВт)
Следующий герой нашего ТОПа – однофазный стабилизатор напряжения Штиль IS350. Он предназначен для защиты газовых котлов, аудио- и видеотехники, компьютеров и периферийного оборудования, инверторных холодильников и других чувствительных к электропитанию электронных устройств небольшой мощности. Благодаря применению уникального инновационного принципа двойного преобразования энергии, стабилизатор Штиль мгновенно реагирует на изменения входного напряжения и имеет повышенный до 97% коэффициент полезного действия. Стабилизатор имеет компактные размеры и 1 евророзетку. Он отличается низким уровнем шума и имеет крепления для настенной установки. А на его корпусе имеются светодиодные индикаторы с подписью на русском языке, которые подскажут информацию о работе прибора в данный момент времени. Также, стоит отметить, что в нем предусмотрена электронная аварийная защита от короткого замыкания, перегрузки, перегрева и аварии сети.
- Мощность: 0,3 кВт
- Напряжение: 220 В
- Рабочий диапазон: 90 -310 В
- Частота: 50 Гц
- КПД: 97%
- Защита: от перегрузки, всплесков, КЗ, перегрева
- Светодиодная индикация
- 1 евророзетка
- Температура работы: +5…+40⁰ С
- Размеры: 245 х 155 х 82 мм
- Вес: 2 кг
Энергия Hybrid 500 (2019)
Далее в нашем рейтинге лучших стабилизаторов напряжения идет гибридный аппарат Энергия Hybrid 500, который совмещает в себе электромеханический и релейный стабилизаторы. Это позволяет устройству работать с широким диапазоном входных напряжений и обеспечивает высокий коэффициент полезного действия равный 98%. На корпусе устройства имеется большой дисплей, отображающий вольтаж. Этот компактный прибор весом порядка 5 кг рассчитан на нагрузку до 350 Ватт. Через него можно запитать газовый котел, телевизор, холодильник и другие домашние электроприборы. Аппарат оснащен кабелем с вилкой для подключения к сети и тремя розетками под оборудование. А управление стабилизатором осуществляется при помощи всего двух кнопок. Также, важным «плюсом» данной модели является универсальность с точки зрения монтажа. У Hybrid 500 есть не только ножки, но и надежные навесные крепления, а значит, допустима как установка на горизонтальной опоре, так и фиксация на стене. Кроме того, в стабилизаторе предусмотрена отсрочка пуска в диапазоне от 6 до 180 секунд, которая позволяет прибору продиагностировать сеть перед подачей нужного напряжения на электрооборудование.
- Мощность: 0,5 кВт
- Напряжение: 220 В
- Рабочий диапазон: 135 -255 В
- КПД: 98%
- Защита: от перегрузки, всплесков, КЗ, перегрева
- LED дисплей
- 3 розетки
- Регулируемое время пуска
- Температура работы: -5…+40⁰ С
- Размеры: 240 х 180 х 235 мм
- Вес: 5 кг
РЕСАНТА ACH-10000/1-Ц (10 кВт)
Следующий герой нашего ТОПа – стабилизатор напряжения Ресанта АСН-10000/1-Ц, который можно применять в однофазных цепях переменного тока, с целью стабильного питания электроприборов с суммарной мощностью не более 10 Киловатт. Особенностью данного аппарата является то, что за стабильность напряжения на выходе отвечает автотрансформатор, имеющий большое количество повышающих и понижающих обмоток, реле и микропроцессор. Напряжение из сети измеряется и сравнивается микропроцессором с выходным, и только потом выдается команда реле подключить обмотку, которая сможет обеспечить требуемое напряжение на выходе с учетом допустимой погрешности. Напряжение электросети, при котором стабилизатор может выполнять свои функции, находится в диапазоне от 140 до 260 Вольт. При этом, прибор обладает высокой энергоэффективностью и имеет КПД равный 97%. Кроме того, стабилизатор имеет защиту от пониженного и повышенного напряжения на входе, а также защиту от перегрузки и короткого замыкания. Из недостатков стоит отметить, что стабилизатор «Ресанта» имеет довольно большой вес и может эксплуатироваться только в горизонтальном положении. Также, у него есть ограничения по влажности воздуха в помещении – не более 80%. На лицевой стороне стабилизатора имеется информативный LCD экран, на котором отображаются все необходимые показатели работы устройства. Также, там находятся переключатели, отвечающие за работу самого стабилизатора и функции «Байпас», которая позволит подключить нагрузку напрямую от сети. На задней панели прибора расположена клеммная колодка, с помощью которой и подключаются, как сам стабилизатор к сети, так и потребители энергии непосредственно к стабилизатору.
Напомню вам, что узнать стоимость всех стабилизаторов напряжения, упоминаемых в этом видео, вы можете по ссылкам, оставленным в описании. Я специально разместил их там для вашего удобства, и чтобы вы не тратили время на поиск нужной информации в интернете.
- Мощность: 10 кВт
- Напряжение: 220 В
- Рабочий диапазон: 140 -260 В
- Частота: 50/60 Гц
- КПД: 97%
- Защита: от перегрузки, всплесков, КЗ, перегрева
- LSD дисплей
- Байпас
- Температура работы: 0…+45⁰ С
- Размеры: 220 х 230 х 385 мм
- Вес: 19.5 кг
RUCELF SRWII-12000-L (10 кВт)
Это еще один достойный вариант, работающий на мощности в 10 000 Ватт – стабилизатор RUCELF SRWII-12000-L. В отличие от предыдущей модели, он может быть размещен на стене и при этом не будет занимать много места из-за тонкого корпуса. Из его особенностей стоит отметить высокий КПД на отметке 98%, регулировку колебаний напряжения в диапазоне от 140 до 270 Вольт, а также высокую точность — 3,5%. Встроенная система защиты позволяет устройству выдерживать скачки напряжения до 300 Вольт. А система вентиляционных отверстий на корпусе обеспечивает эффективное охлаждение стабилизатора, предотвращая перегревание рабочего узла.
Стабилизатор RUCELF управляется при помощи микропроцессора и поддерживает функцию самодиагностики. Для индикации обнаруженных ошибок, режима работы и состояния сети предусмотрен LCD-дисплей. Также, данная модель располагает функцией байпас, которая позволяет подключать нагрузку в обход рабочего блока стабилизатора.
- Мощность: 10 кВт
- Напряжение: 220 В
- Рабочий диапазон: 130 -270 В
- Точность стабилизации: 3.5%
- КПД: 98%
- Защита: от перегрузки, всплесков, КЗ, перегрева
- LСD дисплей
- Байпас
- Температура работы: 0…+45⁰ С
- Размеры: 480 х 230 х 380 мм
- Вес: 20 кг
РЕСАНТА СПН-13500 (13.5 кВт)
Следующий герой нашего рейтинга — стабилизатор Ресанта СПН-13500. Он поможет уберечь от выхода из строя различную бытовую или офисную технику, используемую в электрической сети с нестабильным напряжением. Устройство отлично справляется с любыми перепадами тока, будь то продолжительные спады и подъемы или кратковременные скачки, обеспечивая на выходе ровный синусоидный сигнал, необходимый для корректной работы электроприборов. Схема стабилизатора оптимизирована для эксплуатации в сетях с низким напряжением, что позволит пользоваться током, даже если напряжение упадет до 90 Вольт. А благодаря высокой скорости срабатывания, не превышающей 35 миллисекунд, прибор отлично справляется не только с длительными изменениями напряжения, но и с короткими скачками. Стабилизатор снабжен несколькими системами защиты: от перегрева, скачков и короткого замыкания. Коэффициент полезного действия устройства составляет 97%. На передней панели прибора расположен дисплей, отображающий входное и выходное напряжение, светодиоды, сообщающие о включении, срабатывании защиты и задержке, а также кнопки включения питания и функции байпас. Также, стоит отметить, что стабилизатор выполнен в небольшом металлическом корпусе, снабженным настенным креплением. Такое исполнение позволит удобно разместить устройство в любом доме или офисе, не занимая много места.
- Мощность: 13,5 кВт
- Напряжение: 220 В
- Рабочий диапазон: 90 -260 В
- Частота: 50/60 Гц
- Точность стабилизации: 8%
- КПД: 97%
- Защита: от перегрузки, КЗ, перегрева
- LСD дисплей
- Байпас
- Температура работы: 0…+45⁰ С
- Размеры: 305 х 190 х 360 мм
- Вес: 18 кг
Энергия Voltron 10000 (5%)
Завершает наш ТОП лучших стабилизаторов напряжения – Энергия Voltron 10000. Это оборудование применяется для защиты техники от скачков напряжения в домах со старой проводкой или там, где она испытывает повышенные нагрузки. Он помогает защитить компьютеры, телевизоры, газовые котлы отопления, бойлеры и другие приборы от выхода из строя. У него высокий КПД — не менее 98%. И прибор отличается простотой подключения и эксплуатации, в частности, потому, что имеет беспрерывный режим работы. При этом очень удобно, что стабилизатор можно легко установить, как на полу, так и на стене. Стабилизатор имеет диапазон регулировки от 105 до 265 Вольт, что делает его универсальным и подходящим для применения в совершенно разных условиях. Устройство защищено от перепадов напряжения и короткого замыкания, поэтому его использование целиком безопасно. В нем предусмотрено регулируемое время пуска и функция байпас. Также, стоит отметить, что данный прибор может эксплуатироваться при температуре до -30 градусов.
- Мощность: 13,5 кВт
- Напряжение: 220 В
- Рабочий диапазон: 105 -265 В
- Частота: 50/60 Гц
- Точность стабилизации: 8%
- КПД: 98%
- Защита: от перегрузки, КЗ, перегрева
- LСD дисплей
- Байпас
- Регулируемое время пуска
- Температура работы: -30…+40⁰ С
- Размеры: 360 х 270 х 175 мм
- Вес: 19.4 кг
Это был ТОП-7 лучших стабилизаторов напряжения 220 Вольт для дома. Ну а у меня на этом все. Пока!
Полезная информация о стабилизаторах | Cтабилизаторы напряжения
Как подбрать стабилизатора напряжения для дома
Подбор стабилизатора напрямую зависит от суммы всех мощностей имеющихся электроприборов, одновременное использование которых допустимо, а также от нижней границы напряжения в сети.
Обратите внимание, в большинстве случаев все насосы, работающие на асинхронных двигателях, и основанная на них техника, к примеру, холодильник, расходуют мощность, почти в 1,5 раза превышая собственную номинальную. А причиной этому является отображение лишь полезной мощности, не включая потери (cos fi = 0,6 – 0,7).
Такие устройства отличаются чрезвычайно высокими пусковыми токами. Они могут значительно превышать номинальный.
Гарантированное правильное выполнение функций стабилизатора с ними, обеспечит такой вариант, как накапливание мощности в 1,5-2 раза. К примеру, к насосу в 1 КВт подойдёт стабилизатор, показатели которого равны не меньше 1,5 КВт.
Один из самых сложных случаев – это холодильник, десятилетнего производства и более. Раньше не было никаких общепризнанных стандартов по степени шума или предоставлению низких пусковых токов. Например, в холодильниках со 100 Вт допускается пусковая мощность 1,5 КВт и выше. Также отсутствовали какие-либо ограничения на паразитные выбросы энергии, которая накапливается в индуктивности компрессора (мотора) назад в сеть. Нормальное взаимодействие холодильников такого типа и стабилизаторов напряжения на симисторных ключах практически невозможно. Современные модели холодильников отличаются небольшой степенью шума и вертикальным компрессором. Отлично синхронизируются с ними стабилизаторы напряжения таких серий, как NORMA и STANDARD.
Хотелось бы выделить СВЧ-печь. Её магнетрону также необходим запас мощности в 1,5 раза относительно предельной мощности стабилизатора напряжения. Например, печь в 1 КВт взаимодействует со стабилизатором, обладающего предельной ёмкостью в 1,5 КВт и выше.
Таблица показателей средней потребляемой мощности приборов
| Наименования электроприборов | Мощность, Вт |
|---|---|
| Телевизор | 60 |
| Моноблок | 80 |
| Проигрыватель DVD | 40 |
| Видеомагнитофон | 40 |
| Видеоплейер | 40 |
| Видеокамера | 11 |
| Акустическая система | до 100 |
| Караоке | 50 |
| Буфер | до 150 |
| Ресивер | до 1000 |
| Система ДК | 100 |
| Музыкальный центр | 50 |
| Тюнер | 10 |
| Усилитель | 400 |
| Аудиомагнитофон | 40 |
| Электрогазовая плита | до 4000 |
| Электрическая плита | до 10000 |
| Морозильная камера | 200 |
| Холодильник | до 200 |
| Посудомоечная машина | 2000 |
| Стиральная машина | 2300 |
| Поверхность электрическая | до 6000 |
| Поверхность электрогазовая | 2000 |
| Духовка | 2000 |
| Эл.водонагреватель | до 1500 |
| Воздухоочиститель (вытяжка) | 300 |
| Конвектор | 2000 |
| Тепловентилятор | 2000 |
| Электрический радиатор | 2500 |
| Электрический камин | 2500 |
| Кондиционер | до 1500 |
| Вентилятор | 100 |
| Вафельница | 2000 |
| Кофеварка | до 2000 |
| Кофеварка-эспрессо | до 2000 |
| Кофемолка | 180 |
| Сендвичница | 2000 |
| Тостер | 2000 |
| Эл.чайник | 2000 |
| Фритюрница | 1000 |
| Блендер | 600 |
| Кухонный комбайн | до 1000 |
| Миксер | 400 |
| Мясорубка | до 1000 |
| Соковыжималка | 500 |
| Печь СВЧ | 2500 |
| Пылесос | до 2000 |
| Сушилка для рук | 1500 |
| Утюг | 1500 |
| Прибор для укладки волос | 500 |
| Фен | 1500 |
| Щипцы для завивки | 35 |
| Швейная машина | 135 |
| Компьютер | 135 |
TEPLOCOM ST-555 Стабилизатор напряжения
Описание товара
«TEPLOCOM ST-555»Стабилизатор сетевого напряжения предназначен для стабилизации напряжения сети в целях повышения качества энергоснабжения. Стабилизатор разработан для систем отопления и может быть установлен на объектах различного назначения: коттеджах, квартирах, офисах, промышленных предприятиях, учреждениях и т. д.Стабилизатор сетевого напряжения для электропитания систем отопления на базе настенных и напольных котлов. Оригинальное решение сетевого подключения позволяет выполнять монтаж стабилизаторов на объекте без излишних затрат.
Назначение стабилизатора TEPLOCOM ST-555
- Мощность 555 ВА
- Простое и быстрое подключение (не сложнее удлинителя)
- Безопасный пластиковый корпус. Миниатюрные габариты
- Защита от всплесков напряжения
- Защитное автоматическое отключение при аварии в сети
- Защита от молнии
- Разработан с учетом европейских норм электроснабжения
- Большая перегрузочная мощность
- Расширенная индикация
| 1 | Напряжение питающей сети 220 В, частотой 50 Гц с пределами изменения, В | 145…260 | ||
| 2 | Выходное напряжение переменного тока, В | при входном напряжении 165…260 В | 200…240 | |
| при входном напряжении 145…165 В | более 170 | |||
| 3 | Номинальная мощность нагрузки, ВА | 400 | ||
| 4 | Максимальная мощность нагрузки (не более 15 минут в течении 1 часа), ВА, не более | 555 | ||
| 5 | Мощность, потребляемая от сети, без нагрузки, ВА, не более | 3 | ||
| 6 | Пределы изменения нагрузки, % | 0…100 | ||
| 7 | Выходное напряжение, при котором срабатывает защитное отключение нагрузки и гаснет индикатор «ВЫХОД», В | менее 170 более 242 | ||
| 8 | Напряжение между «Землей» и «Нулем», при котором индикатор «СЕТЬ» начинает мигать с частотой 4 раза в секунду, В | более 20 | ||
| 9 | Входное напряжение, при котором индикатор «СЕТЬ» начинает мигать с частотой 1 раз в секунду, В | менее 165 более 260 | ||
| 10 | Время переключения, мс, не более | 20 | ||
| 11 | Диапазон рабочих температур, °С | -10…+40 | ||
| 12 | Относительная влажность воздуха при 25 °С, %, не более | 80 | ||
| 13 | Габаритные размеры ШхГхВ, не более, мм | без упаковки | 130х170х85 | |
| в упаковке | 180х190х90 | |||
| 14 | Масса, НЕТТО (БРУТТО), не более, кг | 1,8 (2,0) | ||
| 15 | Степень защиты оболочкой по ГОСТ 14254-2015 | IP20 | ||
| 16 | Cодержание драгоценных металлов и камней | Нет | ||
Гарантия
Гарантийный срок хранения не менее 24-х месяцев при нормальных условиях хранения и транспортировки. Назначенный срок службы изделия – 10 лет. Гарантийный срок эксплуатации
изделия устанавливается в размере 12-ти календарных месяцев со дня продажи. Гарантийный срок хранения устанавливается 24 месяцев со дня изготовления. Безвозмездный ремонт или
замена изделия в течение гарантийного срока эксплуатации производится при условии соблюдения потребителем правил эксплуатации, транспортировки и хранения, а также сохранения товарного
вида изделия. В случае устранения неисправностей по рекламации гарантийный срок эксплуатации продлевается на время, в течение которого стабилизатор не использовали из-за
обнаруженных неисправностей. Изготовитель гарантирует соответствие изделия требованиям СТП SCT/008-2009 и соответствующей эксплуатационной документации при соблюдении потребителем
условий и правил эксплуатации, хранения и транспортирования.
В пределах срока, покупатель имеет право предъявить претензии по приобретенным изделиям при соблюдении условий:
— отсутствие механических повреждений изделия;
— сохранность пломб и защитных наклеек;
— наличие Паспорта изделия с подписью Покупателя;
— наличие кассового и товарного чеков или счета;
— соответствие серийного номера изделия номеру гарантийного талона;
— отсутствие следов неквалифицированного ремонта.
Гарантийные обязательства Продавца не распространяются на случаи повреждения изделия вследствие попадания в него посторонних предметов, насекомых и жидкостей, а также несоблюдения Покупателем
условий эксплуатации изделия, и мер безопасности, предусмотренных эксплуатационной документацией и действующим законодательством РФ. При обнаружении Покупателем каких-либо неисправностей
изделия, в течение срока, он должен информировать об этом Продавца (телеграмма, заказное письмо, телефонограмма, факсимильное сообщение) и предоставить изделие Продавцу для экспертизы.
Максимальный срок проведения экспертизы – 30 рабочих дней. В случае обоснованности претензии Продавец обязуется за свой счет осуществить ремонт изделия или его замену. Максимальный срок
проведения гарантийного ремонта или замены – 15 рабочих дней. Транспортировка изделия для экспертизы, гарантийного ремонта или замены производится за счет Покупателя. В том случае, если
неисправность изделия вызвана нарушением условий его эксплуатации или Покупателем нарушены условия, Продавец с согласия Покупателя вправе осуществить ремонт изделия за отдельную плату. На
Продавца не могут быть возложены иные, не предусмотренные настоящим руководством, обязательства. В случаях, не рассмотренных в данной эксплуатационной документации, следует
руководствоваться действующим законодательством РФ
Компенсационный стабилизатор напряжения и низкое качество сети
Качество сети
Низкое напряжение в сети — довольно обычное явление.
Качество сети зависит от многих факторов.
Почему в сети низкое напряжение, например, на даче?
Что делать, если низкое напряжение на даче мешает комфортному проживанию за городом? Какой стабилизатор от пониженного напряжения выбрать для дачи или загородного дома?
Настоящие причины пониженных или повышенных значений в бытовых электролиниях загородом лежат на самом видном месте.
Помощь — WIKI покупателю: популярные вопросы
Качество сетей в загородной местности
Напряжение — это необходимый потенциал энергии для работы электрооборудования. Качество сети в электрических линиях далеко не идеальное. В России 90% дачников мучаются от пониженного напряжения, а 10% от повышенного. Пониженное напряжение, частенько бывает в сельской местности и очень редко в городской сети.
Каковы причины такого низкого качества сетей в загородной местности?
Низкое напряжение — определение
Если напряжение в сети опускается ниже 198 вольт, то такие параметры сети считаются пониженными, потому что они выходят за рамки стандартов ГОСТ РФ 220в ± 10%.
Низкое напряжение в сети — причины
Что влияет на качество сети и почему параметры «гуляют» от низких до высоких?
Причины низкого напряжения самые разные и могут включать, как технические проблемы, так и человеческий фактор.
В 90х годах началась эпоха массового строительства, освоение новых земель-).
За пределами больших городов, дачные и жилые городки росли, как грибы…
Когда проектировались и массово строились дачные поселки в «бум» 90-х годов прошлого века, ситуация с сетями в будущем не учитывалась.
Если, ко всему сказанному, добавить простой человеческий фактор с прямым расхищением электроэнергии, то ситуация с электроснабжением и вовсе становится критической.
Энергии на всех не хватает и в электролинии наблюдаются крайне маленькие значения, опускающиеся до 165 вольт и ниже.
Сегодня процесс строительства не затормозился, а с каждым годом все увеличивается.
Потребители, находищиеся в загородной местности, в 95% случаев испытывают неудобства от низкого качества сетей.
Так почему же наблюдается плохое качество электроэнергии и низкое напряжение в сети?
Ответ прост и лежит на поверхности!
Потому что повсеместно сети старые, проводка старая, подстанции не тянут потребителей.
Такова существующая, даже пугающая, Отечественная реальность.
К примеру, если электростанция маломощная и не тянет большое количество потребителей, запитанных от нее, тогда низкое напряжение в сети обеспечено 100%.
Чем опасно низкое напряжение в сети?
Как на технику влияет пониженное напряжение?
Да, особо, никак-) Это скорее бытовое неудобство, нежели опасность.
Если в бытовой сети сильно пониженное напряжение, приборы просто не включаются, но ничего, на самом деле, не горит и не взрывается — ) … это про форумы, где людей пугают, что техника, якобы, загибается от пониженного напряжения.
С повышенным напряжением ситуация совершенно другая (см. ниже)
В чем выражается бытовое неудобство и почему люди стремятся нормализовать качество сетей и повысить напряжение на даче?
Люди, живущие загородом, при низком напряжении не могут, полноценно, пользоваться домашней техникой.
К примеру, насос, качающий воду в дом, не включается при низком напряжении и люди сидят без воды.
На даче у многих вода из крана не льется, когда это необходимо. Люди «видят» воду только в дневные часы, а по утрам и вечерам, когда большинство потребителей дома, воды нет.
Приходится днем запасать воду впрок. Такова реальность пониженного напряяжения.
Почему вода не льется? Ответ прост. Насос не может качать воду при низких параметрах сети, потому что моторчик не может завестись.
Вы только представьте себе, что стало бы, если бы бытовая техника поголовно ломалась и горела от того, что у Вас в сети нет этой мифической цифры РОВНО 220 вольт и при любом отклонение от этого заветного числа, Вы не смогли бы пользоваться бытовыми приборами?
Настал бы каменный век и кругом пожароопасная обстановка.
Смешно, правда? -)
Для бытовой техники страшны, только, сильно завышенные параметры сети — выше 250 вольт. При таких значениях сети, да , бытовые приборы могут реально сгореть. Электроника любой бытовой техники горит, именно, при сильно высоких параметрах и от этого можно и нужно обезопаситься. (см. ниже)
Какое нормальное напряжение сети?
Вопрос: А что, вообще, должно быть в домашней сети, чтобы все приборы работали исправно и всегда включались?
Ответ: Должны быть параметры сети по стандарту Гост, а это составляет 220 ± 10% , т.е. все, что находится в диапазоне от 198 вольт до 244 вольт считается нормальными значениями сети.
При таких показателях все приборы бесперебойно и стабильно работают!
Нормальное рабочее напряжение для 98% любой аппаратуры находится в диапазоне от 198в до 244в.
К примеру, в Московской, внутриквартирной городской сети напряжение меняется так — то 202 вольта, то 235 вольт, то 240, а иногда и 250 вольт…и это абсолютно нормально.
Любая бытовая техника прекрасно работает с таким входящим диапазоном — это Гост сети РФ. Не нужно волноваться, что никогда не бывает ровно 220в — это бессмысленно.
90% бытовых приборов, на самом деле, прекрасно работает в диапазоне от 180 до 250 вольт, потому что имеют встроенный стабилизатор.
Вы даже не заметите, что в сети что-то не так, пока параметры не выйдут за эти пределы.
Вот, если напряжение опустится ниже 180 вольт или повысится выше 250 вольт, только тогда, вы реально ощутите, что что-то не так.
В первом случае приборы не включаются, во втором, электроника от повышенного напряжения, просто, горит.
Низкое напряжение (ниже 180 вольт) не позволит включаться основному большинству техники и лампочки будут тускло гореть. Некоторые приборы могут уйти в перезагру, как компьютер.
Что происходит при повышенном напряжении?
Если напряжение превысти 250 вольт, тогда возникает большой риск выхода аппаратуры из строя. Электроника горит, именно, от высокого напряжения. К примеру, электроника у холодильника сгорает моментально, а ремонт дорогой.
Высокое напряжение убийственно для любой техники, потому что электроника не выносит высоковольтных скачков.
Повышенное напряжение — причины
Типы сетей с повышенным напряжением
Существует два типа сетей с повышенным напряжение, первый, кратковременного характера, второй, хронического, где высокие показатели наблюдаются либо постоянно, либо в определенные часы времени.
Кратковременно повышенное напряжение, вариант лечения простой — поставить УЗСП. Некоторые потребители, у кого в основном параметры сети находятся в норме (в пределах стандарта ГОСТ), на всякий случай, чтобы подстраховаться ( аварийные ситуации с высоковольтными скачками не редкость), для защиты от высокого Uвх, просто, стявят УЗСП — устройство защиты сети от высоковольтных скачков. И тогда, если по сети прошел всплеск высокого Uвх, устройство просто отключит потребителей от сети.
Кратковременные аварии в сети (высокое напряжение) случаются по разным причинам, например, ноль отвалился в подвале вашего дома или ремонтные работы на линии велись, или еще что-то, подстраховаться не помешает.
Хронически повышенное напряжение, варианты лечения ЗА ДЕНЬГИ и БЕСПЛАТНО. Кроме низковольтных сетей, которые составляют 98%, есть 2% потребителей с аварийными сетями амплитудного типа, где на линии повышенное напряжение присутствует только в определенные часы или оно, вообще, всегда слегка повышенное. Повышенное напряжение в бытовой сети — это НЕ НОРМАЛЬНО и чревато чем угодно, вплоть до пожара. Такие сети, с повышенными параметрами, считаются АВАРИЙНЫМИ и лечить их надо кардинально, жалобой в Госэнергонадзор. Если же бесплатно исправить амплитудную сеть не удалось, стоит купить широкодиапазонный стабилизатор, но это мера локального характера, а угроза высокого напряжения так и остается не решенной, авария в сети остается и никуда не девается.
Почему это происходит и как с этим бороться?
Повышенное напряжение в сети особенно часто наблюдается в загородной местности.
Это связано, в первую очередь:
- с особенностью разводки фаз;
- с большой протяженностью сетей;
- с недостатком генерирующих и преобразующих мощностей;
Как уже говорилось, способов борьбы с этим явлением всего два — ПЛАТНЫЙ и БЕСПЛАТНЫЙ.
Бесплатный способ — подача жалобы в Госэнергонадзор.
Платный способ — покупка стабилизатора с широким диапазоном, но он дорогой, громоздкий и тяжелый.
Итог про высокое напряжение
Высокое напряжение в сети — РЕАЛЬНО СТРАШНО.
В качестве примера: электроника у холодильников очень требовательная к качественному электропитанию и, если качество сетей плохое, эти бытовые приборы очень быстро выходят из строя, при скачке высокого напряжение плата управления сразу горит.
Итог про низкое напряжение
Низкое напряжение в сети — обычное, не опасное БЫТОВОЕ НЕУДОБСТВО, ничем не грозящее, от которого надо срочно избавляться, чтобы получить комфорное житие — бытие на даче не хуже, чем в городской квартире. Жалобу в Госэнергонадзор подавать бесполезно — не приедут, потому что нет ОПАСНОСТИ, проще купить повышающий стабилизатор напряжения.
Компенсационный стабилизатор напряжения
Компенсационный стабилизатор напряжения от пониженного напряжения — это самое верное решение и недорогое.
Стабилизатор от пониженного напряжения — это прибор который поднимает параметры сети до регламентированных норм Госэнергонадзором и удерживает его в диапазоне ГОСТ РФ.
У него есть несколько названий и самое популярное — компенсационный стабилизатор напряжения, от слова «компенсировать». Компенсировать, значит добавлять недостающие значения (вольты).
Другими словами — это повышающий стабилизатор напряжения, тот самый традиционный, обычный, простой, классический прибор для низковольтных сетей.
Третье название, более современное — вольтодобавочный стабилизатор напряжения.
Четвертое название — низковольтный стабилизатор напряжения, менее часто употребляемое значение для этого устройства.
Все это названия одного и того же устройства для повышения напряжения в низковольтных сетях.
Плохая электропроводка, различные скрутки, толщина проводов, мощность электростанции, распределяющей ток на потребителей и многие другие факторы приводят к тому, что напряжение в сети становится низким, а сама сеть называется низковольтной.
Именно, для низковольтных сетей, компания «Норма М» выпускает вольтодобавочные стабилизаторы напряжения, где параметры сети от 198 вольт и ниже.
Частые вопросы покупателей о повышающих стабилизаторах напряжения:
Вопрос: Какое должно быть напряжение в сети, чтобы все приборы работали стабильно?
Ответ: Напряжение в сети должно быть в диапазоне стандарта ГОСТ РФ 220в ± 10%, т.е находиться между 198 — 244 вольт, и любые значения в этом диапазоне считаются нормальными.
Если напряжение опускается ниже 198 вольт — это пониженное напряжение.
Если напряжение повышается выше 244 вольт — это повышенное напряжение.
Вопрос: Как именно работает повышающий стабилизатор напряжения?
Ответ: Если напряжение в сети пониженное, допустим, 175 вольт, то прибор добавит недостающие вольты до нормы 220в ± 10%, чтобы напряжение стало нормальным, как в городской квартире.
Вопрос: Повышающий стабилизатор поднимает напряжение вверх бесконечно?
Ответ: Нет, конечно, не бесконечно. Он поднимает его ровно на столько, чтобы на выходе получилось нормальное напряжение по стандарту ГОСТ РФ 220в ± 10%.
Вопрос: Когда, при каких условиях повышающий стабилизатор перестанет повышать напряжение?
Ответ: Как только напряжение в сети установится в пределах от 198 вольт до 244 вольт, стабилизатор перестанет поднимать напряжение, но продолжит поддерживать его в этом диапазоне.
Вопрос: Что будет, если напряжение прыгнет выше 244 вольта?
Ответ: В стабилизаторе сработает защита от повышенного напряжения и стабилизатор отключит нагрузку.
Повышающие стабилизаторы напряжения, как любые другие качественные стабилизаторы, оснащаются всеми видами защит от высокого напряжения, от скачков, от короткого замыкания и т.д.
Вопрос: Какую выгоду я получу, покупая повышающий стабилизатор напряжения?
Ответ: Самую прямую — ДЕНЕЖНУЮ. Вы не переплачиваете за широкий диапазон, так как 1 квт повышающего стабилизатора стоит в два раза дешевле широкодиапазонного, который работает как на повышение, так и на понижение. Если у вас в сети пониженное напряжение, то переплачивать за стабилизатор, который работает и на понижение смысла нет.
Как подобрать стабилизатор
Подбор стабилизатора напряжения
Если Вы решили обеспечить ваши газовый котёл (систему отопления), электроприборы, оборудование или объект целиком качественным напряжением, то следующий шаг — правильно подобрать тип и мощность стабилизатора.
Справка: в связи с тем, что мощность нагрузки обычно указывается в ваттах (Вт), а мощность стабилизаторов напряжения — в вольт-амперах (ВА), применяется формула перевода:
Р (ВА) = Р (Вт) / cos φ или Р (Вт) = Р (ВА) · cos φ.
Для газового котла хорошо подойдёт однофазный стабилизатор напряжения электронно-релейного или электромеханического типа мощностью 500 ВА настенного исполнения.
Для системы отопления (газовый котёл и несколько насосов) подойдёт однофазный стабилизатор напряжения электронно-релейного или электромеханического типа мощностью 750-1500 ВА настенного исполнения.
Для электроприбора или группы электроприборов можно использовать отдельный стабилизатор. В этом случае его мощность определяется суммарной мощностью данных приборов, например:
— Для холодильника
Пусковые токи компрессора холодильника в 6-7 выше потребляемого им тока. Поэтому при расчёте мощности стабилизатора следует умножить мощность компрессора на 6. Если выбирается электромеханический стабилизатор напряжения (обладают большей перегрузочной способностью, чем электронно релейные) вместо коэффициента 6 следует применить коэффициент 4.
Обычно для среднего бытового холодильника подходит электромеханический стабилизатор напряжения мощностью 1000 ВА либо электронно-релейный 1500 ВА.
При сильно пониженном напряжении в сети следует предусмотреть дополнительный запас мощности при подборе стабилизатора. Например, при входном напряжении 180В следует предусмотреть 25%-й запас по мощности, а при входном напряжении 150В следует предусмотреть 100%-й запас по мощности.
— Для освещения
Чаще всего при подборе стабилизатора нужно сложить мощности ламп (светильников). Для некоторых типов ламп (например типа ДРЛ) следует учесть наличие пусковых токов.
При сильно пониженном напряжении в сети следует предусмотреть дополнительный запас мощности при подборе стабилизатора (см. п. «для холодильника»).
— Для стиральной машины
В среднем бытовые стиральные машины потребляют мощность не более 2200 Вт (следует проверить по паспорту). Подходит электромеханический стабилизатор напряжения мощностью 3000 ВА либо электронно-релейный 3000 ВА.
При сильно пониженном напряжении в сети следует предусмотреть дополнительный запас мощности при подборе стабилизатора (см. п. «для холодильника»).
— Для оргтехники
При подборе стабилизатора для компьютера, принтеров, копировальных аппаратов и др. следует сложить мощности приборов.
При сильно пониженном напряжении в сети следует предусмотреть дополнительный запас мощности при подборе стабилизатора (см. п. «для холодильника»).
— Для насоса, насосной станции
Электродвигатели насосов и насосных станций имеют большие пусковые токи, примерно в 3 и более раз (в зависимости от типа насоса) превышающие рабочий ток. Поэтому, при подборе стабилизатора паспортная мощность умножается на коэффициент 3. Для погружных насосов следует применить коэффициент 5.
При сильно пониженном напряжении в сети следует предусмотреть дополнительный запас мощности при подборе стабилизатора (см. п. «для холодильника»).
— Для электродвигателя
Электродвигатели имеют пусковые токи в 3 и более раз превышающие номинальные.
Для электродвигателей стабилизатор напряжения подбирается в 3 раза больше по мощности, чем потребляемая ими мощность.
Для двигателей, оборудованных системой плавного пуска, стабилизатор напряжения подбирается в 2 раза больше по мощности, чем потребляемая ими мощность.
При сильно пониженном напряжении в сети следует предусмотреть дополнительный запас мощности при подборе стабилизатора (см. п. «для холодильника»).
— Для сварочного аппарата
Для инверторных сварочных аппаратов дуговой сварки, стабилизатор напряжения подбирается в 2 раза больше по мощности, чем мощность сварочного аппарата.
Для трансформаторных сварочных аппаратов дуговой сварки, стабилизатор напряжения подбирается в 5 раз больше по мощности, чем мощность сварочного аппарата.
При сильно пониженном напряжении в сети следует предусмотреть дополнительный запас мощности при подборе стабилизатора (см. п. «для холодильника»).
— Для компрессора
Электродвигатели компрессоров имеют пусковые токи в 3 и более раз (в зависимости от типа компрессора) превышающие номинальные.
Для однофазных компрессоров стабилизатор напряжения подбирается в 5-7 раз больше по мощности, чем потребляемая мощность компрессора.
Для трёхфазных компрессоров стабилизатор напряжения подбирается в 3 раза больше по мощности, чем мощность компрессора.
При сильно пониженном напряжении в сети следует предусмотреть дополнительный запас мощности при подборе стабилизатора (см. п. «для холодильника»).
— Для станка
Большинство станков работает в нескольких режимах, и на каждый режим в технической документации приведена потребляемая ими мощность.
Для станков стабилизатор напряжения подбирается в 3 раза больше по мощности, чем потребляемая ими мощность при работе на максимальном режиме.
Для станков, оборудованных системой плавного пуска, стабилизатор напряжения подбирается в 2 раза больше по мощности, чем потребляемая ими мощность при работе на максимальном режиме.
При сильно пониженном напряжении в сети следует предусмотреть дополнительный запас мощности при подборе стабилизатора (см. п. «Для холодильника»).
Для обеспечения качественным напряжением всего дома, дачи, офисного здания, или другого объекта можно установить общий стабилизатор напряжения, тогда:
1. Определяемся с количеством фаз:
— Если сеть однофазная — нужен однофазный стабилизатор напряжения.
— Если сеть трёхфазная — возможны 2 варианта:
а) если есть трёхфазное электрооборудование — нужен трёхфазный стабилизатор напряжения,
б) при отсутствии трёхфазной нагрузки (трёхфазных потребителей) возможно использование трёх однофазных стабилизаторов (по одному для каждой фазы) одинаковых или различных по мощности.
2. Рассчитываем мощность стабилизатора, при этом учитываем:
— мощность подключаемой нагрузки,
— наличие пусковых токов при включении приборов и оборудования,
— на сколько понижается напряжение в сети,
— на какой ток установлен вводной автомат.
Например, однофазная сеть, установлен вводной автомат на 50А — допускаемая мощность нагрузки 10 кВт. Подходит стабилизатор напряжения от 12 до 15 кВА.
Для трёхфазной сети, при мощности нагрузки 10 кВт устанавливается трёхфазный вводной автомат на 16А. Подходит трёхфазный стабилизатор напряжения 15 кВА.
Следует учесть, что при сильно пониженном напряжении в сети, например, при входном напряжении 180В стабилизатор напряжения мощностью 12 кВА на выходе (после повышения напряжения) выдаст мощность 9 кВА, а при входном напряжении 150В — только 6 кВА.
3. Выбираем стабилизатор напряжения по типу регулирования (принцип регулирования и преимущества типов стабилизаторов напряжения).
Принцип работы стабилизаторов напряжения электронно-релейного типа
При изменении входного напряжения, контроллер на плате управления отслеживает уровень выходного напряжения, и когда его величина выходит за пределы диапазона точности регулирования 220В±5% (209-231В), либо выдаёт управляющие команды на реле, подключающие соответствующие отводы обмотки трансформатора для повышения напряжения (при пониженном напряжении в сети) и понижения напряжения (при повышенном напряжении в питающей сети). Таким образом происходит ступенчатое регулирование выходного напряжения.
Преимущества стабилизаторов напряжения электронно-релейного типа — высокая скорость регулирования и невысокая стоимость.
Принцип работы стабилизаторов напряжения электромеханического типа
При изменении входного напряжения стабилизатора происходит изменение выходного напряжения.
Когда величина выходного напряжения выходит за пределы диапазона 220В±3% (213…227В), контроллер выдаёт команду и плата управления даёт напряжение определённой полярности на электродвигатель сервопривода щёточного узла регулирующего трансформатора. Это приводит к перемещению токосъёмных щёток по обмотке регулирующего трансформатора на определённое количество витков автотрансформатора в нужном направлении для повышения или понижения напряжения до диапазона 213…227В.
Таким образом величина выходного напряжения поддерживается в диапазоне 220В±3% (213…227В) либо 220В±8% (202-238В), вне зависимости от уровня входного напряжения во всём рабочем диапазоне (140…260В).
Преимущества стабилизаторов напряжения электромеханического типа — высокая точность регулирования и более высокая перегрузочная способность.
Наши специалисты всегда готовы Вам помочь в подборе стабилизатора напряжения под ваши потребности.
Основы электроники: регулятор напряжения
Создание регулятора напряжения
Теория предыстории: 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, будете держать под рукой каждую минуту дня, все они требуют определенного напряжения, чтобы функция. Колеблющиеся выходы, выходящие за пределы ± 2 В, могут вызвать неэффективную работу и, возможно, даже повредить ваши зарядные устройства.Существует множество причин, по которым могут возникать колебания напряжения: состояние электросети, включение и выключение других устройств, время суток, факторы окружающей среды и т. Д. Из-за необходимости постоянного постоянного напряжения введите регулятор напряжения.
Стабилизатор напряжения — это интегральная схема (ИС), которая обеспечивает постоянное фиксированное выходное напряжение независимо от изменения нагрузки или входного напряжения. Это можно сделать разными способами, в зависимости от топологии схемы внутри, но для того, чтобы этот проект оставался базовым, мы в основном сосредоточимся на линейном регуляторе.Линейный регулятор напряжения работает, автоматически регулируя сопротивление через контур обратной связи, учитывая изменения как нагрузки, так и входа, при этом сохраняя постоянное выходное напряжение.
Микросхема стабилизатора напряжения в корпусе ТО-220 С другой стороны, для импульсных регуляторов, таких как понижающий (понижающий), повышающий (повышающий) и понижающий-повышающий (повышающий / понижающий), требуется несколько дополнительных компонентов, а также повышенная сложность как различные компоненты повлияют на результат. Импульсные регуляторы намного более эффективны с точки зрения преобразования энергии, где эффективность играет большую роль, но линейные регуляторы очень хорошо работают как регуляторы напряжения в низковольтных приложениях.
В зависимости от приложения, регулятору напряжения может также потребоваться больше внимания для улучшения других параметров, таких как пульсирующее напряжение на выходе, переходная характеристика нагрузки, падение напряжения и выходной шум. Такие приложения, как аудиопроекты, более чувствительны к шуму и помехам, поэтому потребуется дополнительная фильтрация, особенно в импульсных регуляторах, где пульсации на выходе могут быть значительными. Большую часть информации, включая схемы, можно найти в техническом описании микросхемы стабилизатора напряжения, с которой вы работаете, в разделе «Примечания по применению».
Указания по применению для регулятора 7805T
Afrotechmods также имеет информативное видео о работе с популярным регулятором напряжения LM317T для получения регулируемого выхода.
Проект
Комплект регулятора напряжения макетной платы — отличный набор для пайки для любого новичка. Он выдает чистое 5 В постоянного тока с максимальным выходным током 500 мА. Он способен принимать диапазон входного напряжения от 6 до 18 В постоянного тока и имеет контакты, размер которых идеально подходит для любой стандартной макетной платы с 0.Расстояние 1 дюйм.В комплект входит:
(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 светодиодный индикатор
(1) Разъемы контактов
(1) Руководство пользователя
Вам понадобятся:
• Паяльник
• Припой
• Фрезы
• Блок питания настенного адаптера 6-18В (Mean Well GS06U-3PIJ)
Комплект стабилизатора напряжения макетной платы Solarbotics 34020
Направление:
1.Резистор и конденсатор 0,1 мкФ:
Удалите ленту и согните выводы резистора, затем вставьте его в положение, обозначенное R1. Припаяйте его с другой стороны и отрежьте лишние выводы. Сделайте то же самое для конденсатора 0,1 мкФ в позиции C2. Неважно, как эти детали установлены — они не поляризованные .
2. Регулятор напряжения и цилиндрический домкрат:
Припаяйте регулятор напряжения в положение V-REG. Убедитесь, что сторона табуляции выровнена с жирной линией на символе — обратное направление не сработает! Затем обрежьте лишние провода.Вставьте цилиндрический домкрат в положение B1 и припаяйте его на место.
3. Конденсатор 10 мкФ и индикатор питания:
Установите электролитический конденсатор 10 мкФ в положение C1. Позиционирование имеет решающее значение. Убедитесь, что более длинный провод входит в площадку, отмеченную (+). Убедитесь, что он находится в правильном положении, убедившись, что полоса на стороне конденсатора находится ближе всего к этикетке PWR. Сделайте то же самое со светодиодом; более длинный вывод входит в круглую площадку.Вы можете подтвердить, что светодиод находится в правильном положении, заметив небольшую выемку на светодиоде, расположенную на стороне символа светодиода с линией (рядом с квадратной площадкой).
4. Контакты выключателя питания и макетной платы:
Выключатель питания просто устанавливается в положение PWR. С выводами на макетной плате посложнее — они идут снизу, и их сложнее удерживать при пайке. Тщательно припаяйте их как можно ровнее вручную или, если вы уверены, вставьте длинную сторону контактов в макет так, чтобы они совпали с отверстиями в печатной плате, затем припаяйте их, пока макетная плата удерживает все выровненные.
5. Настройка шин питания:
ЭТО ВАЖНО. Если вы забудете это сделать, ваша доска не будет работать! Выберите, на какой стороне макета вы хотите установить плату (в этом примере мы используем левую сторону). Обратите внимание на полярность направляющих макетной платы «+» внизу и «-» вверху. Найдите, какой набор контактных площадок на плате соответствует этому расположению, и нанесите каплю припоя на маленькие полумесяцы.
Если вы планируете переключать полярность питания на направляющих, вы можете установить номер детали SWT7 на контактные площадки между контактными площадками. Не оставляйте капли на подушечках, если вы это сделаете. Обратите внимание, что это не рекомендуемая модификация.
Подайте питание на плату от любого источника постоянного тока 2,1 мм с номинальным напряжением 6–18 В — не превышайте максимальное значение 35 В постоянного тока! Регулятор мощности нагревается при питании от более 12 В (это нормально). Если вы не хотите использовать его на макетной плате, используйте контактные площадки с маркировкой «+ -» на конце, ближайшем к гнезду цилиндра, для регулируемой выходной мощности 5 В.
Шаг 5
SWT7 Навесной
Вопросы для обсуждения
1.Какое влияние на выход цепи окажут тепло и шум?
2. Как конденсаторы помогают отфильтровывать помехи?
3. Каковы преимущества и недостатки линейных и импульсных регуляторов?
Как правильно выбрать регулятор (ы) напряжения для вашей конструкции
В этой статье показано, как выбрать лучший тип стабилизатора напряжения для вашего конкретного электронного продукта.
Вероятно, более 90% продуктов требуют регулятора напряжения того или иного типа, что делает их одними из наиболее часто используемых электрических компонентов.
Если у вас нет возможности работать напрямую от напряжения батареи или внешнего адаптера постоянного / переменного тока, требуется стабилизатор напряжения. Скорее всего, потребуется несколько регуляторов напряжения.
Эта статья — ваше руководство по выбору регуляторов напряжения, подходящих для вашей конструкции. Мы расскажем обо всем, от определения того, какой тип регулятора напряжения вам нужен, до выбора того, который соответствует вашим конкретным требованиям.
Выбор необходимого регулятора
Первым шагом в выборе правильного регулятора напряжения является определение входного напряжения, выходного напряжения и максимального тока нагрузки.
Хотя существует множество других спецификаций, эти три помогут вам начать работу и помогут сузить круг необходимого вам регулятора.
Регуляторы напряженияможно разделить на две широкие классификации:
- Понижающий : выводит напряжение ниже входного
- Повышающий : выдает напряжение, превышающее входное
Знание входного и выходного напряжения поможет вам легко решить, к какой группе относится ваш регулятор.
Регуляторы напряжения, которым требуется выходное напряжение меньше входного, являются наиболее распространенным типом регуляторов напряжения. Например, вы вводите 5 В и выдает 3,3 В, или вы вводите 12 В и выдает 5 В.
Вам необходимо рассмотреть два типа регуляторов:
- Линейные регуляторы : простые, дешевые и бесшумные, но могут иметь низкую энергоэффективность. Линейные регуляторы способны только понижать напряжение.
- Импульсные регуляторы : Высокая энергоэффективность, но более сложная и дорогая, с большим шумом на выходе.Импульсные регуляторы могут использоваться как для понижения, так и для повышения напряжения.
Если вам требуется выходное напряжение ниже входного, начните с линейного регулятора, а не импульсного регулятора.
Рисунок 1. Линейный регулятор использует транзистор и контур управления с обратной связью для регулирования выходного напряжения. Линейный регулятор может производить только выходное напряжение ниже входного.
Линейные регуляторы намного дешевле и проще в использовании, чем импульсные регуляторы, поэтому они, как правило, должны быть вашим первым выбором.
Единственный случай, когда вы не хотите использовать линейный стабилизатор, — это если рассеиваемая мощность слишком велика или вам нужно повысить напряжение.
Определение рассеиваемой мощности
Хотя линейные регуляторы дешевы и просты в использовании, основным недостатком является то, что они могут тратить много энергии. Это может вызвать чрезмерный разряд батареи, перегрев или повреждение продукта.
Если у вас есть аккумулятор, мощность которого расходуется на тепло, аккумулятор разряжается быстрее.Если это не аккумулятор, но он по-прежнему выделяет значительное количество тепла, это может вызвать другие проблемы с вашей конструкцией.
Фактически, при определенных условиях линейный регулятор может выделять столько тепла, что фактически разрушает себя. Очевидно, вы этого не хотите.
При использовании линейного регулятора начните с определения того, сколько мощности будет рассеиваться регулятором.
Для линейных регуляторов используйте уравнение:
Мощность = (Входное напряжение — Выходное напряжение) x Ток (Уравнение 1)
Можно предположить, что выходной ток (также называемый током нагрузки) примерно такой же, как входной ток для линейных регуляторов.
На самом деле, входной ток равен выходному току плюс ток покоя, который потребляет линейный регулятор для выполнения функции регулирования.
Однако для большинства регуляторов ток покоя чрезвычайно мал по сравнению с током нагрузки, поэтому достаточно предположить, что выходной ток равен входному.
Как видно из уравнения 1, если у вас большой перепад напряжения (Vin — Vout) на регуляторе и / или большой ток нагрузки, то ваш регулятор будет рассеивать большое количество энергии.
Например, если на входе 12 В, а на выходе 3,3 В, разность напряжений будет рассчитана как 12 В — 3,3 В = 8,7 В.
Если ток нагрузки составляет 1 ампер, это означает, что регулятор должен рассеивать 8,7 Вт мощности. Это огромная потеря мощности, с которой не справится любой линейный регулятор.
Если, с другой стороны, у вас есть высокий перепад напряжения, но вы используете ток нагрузки всего в несколько миллиампер, тогда мощность будет небольшой.
Например, в случае, приведенном выше, если вы сейчас используете ток нагрузки только 100 мА, тогда рассеиваемая мощность упадет до 0,87 Вт, что гораздо более управляемо для большинства линейных регуляторов.
При выборе линейного регулятора недостаточно просто убедиться, что входное напряжение, выходное напряжение и ток нагрузки соответствуют спецификациям регулятора.
Например, у вас есть линейный регулятор, рассчитанный на напряжение до 15 В и ток 1 А. Вы думаете: «Хорошо, если это так, я могу подать на вход 12 В, взять 3.3 В на выходе и запустить его при 1 А, не так ли? »
Неправильно! Вы должны убедиться, что линейный регулятор может выдерживать даже такое количество мощности. Способ сделать это — определить, насколько нагревается регулятор, в зависимости от мощности, которую он должен рассеять.
Для этого сначала рассчитайте, сколько мощности будет рассеивать линейный регулятор, используя уравнение 1 выше.
Во-вторых, посмотрите в таблице данных регулятора в разделе «тепловые характеристики» параметр под названием «Theta-JA», выраженный в единицах ° C / Вт (° C на ватт).
Theta-JA указывает количество градусов, на которое микросхема будет нагреваться выше температуры окружающего воздуха, на каждый ватт мощности, которую он должен рассеять.
Просто умножьте рассчитанную рассеиваемую мощность на Theta-JA, и вы узнаете, насколько сильно линейный регулятор будет нагреваться при такой мощности:
Мощность x Theta-JA = Температура выше окружающей среды (Уравнение 2)
Допустим, ваш регулятор соответствует спецификации Theta-JA 50 ° C на ватт.Это означает, что если ваш продукт рассеивает:
- 1 ватт, он нагреется до 50 ° C.
- 2 Вт нагреется до 100 ° С.
- ½ ватта нагревается до 25 ° C.
Важно отметить, что рассчитанная выше температура представляет собой разницу температур выше температуры окружающего воздуха.
Допустим, вы подсчитали, что при ваших условиях питания регулятор будет рассеивать 2 Вт мощности. Вы умножаете это на Theta-JA, и вы определяете, что он нагреется до 100 ° C.
Здесь важно не забыть добавить температуру окружающего воздуха. Комнатная температура обычно составляет 25 ° C. Следовательно, вы должны добавить 25 ° C к 100 ° C. Теперь у вас температура 125 ° C.
125 ° C — это максимальная температура, на которую рассчитано большинство электронных компонентов, поэтому вы никогда не захотите намеренно превышать 125 ° C.
Обычно вы не повредите свой продукт, пока не достигнете температуры примерно от 170 ° C до 200 ° C. К счастью, у большинства регуляторов также есть тепловое отключение, которое срабатывает при температуре около 150 ° C, поэтому они отключатся, прежде чем причинят какой-либо ущерб.
Однако некоторые регуляторы не имеют теплового отключения, поэтому вы можете повредить их, если они рассеивают слишком много энергии.
В любом случае, вы не хотите, чтобы ваш продукт постоянно перегревался и ему приходилось отключаться, чтобы остыть.
Также следует учитывать, что температура воздуха не всегда может быть 25 ° C.
Допустим, ваш регулятор все еще нагревается до 100 ° C при нагрузке, но теперь температура окружающей среды составляет 50 ° C (например, в закрытой машине в жаркий летний день).
Теперь у вас 50 ° C плюс 100 ° C и температура до 150 ° C при загрузке. Вы превысили указанную максимальную температуру и находитесь на грани срабатывания теплового отключения.
Очевидно, этого следует избегать. Эксплуатация регулятора таким образом, чтобы он регулярно превышал заданную температуру 125 ° C, может не вызвать немедленного повреждения, но может сократить срок службы компонента.
Регуляторы с малым падением напряжения (LDO)
В некоторых случаях линейные регуляторы могут быть чрезвычайно эффективными, потребляя очень мало энергии.Это происходит, когда они работают с очень низким перепадом входного напряжения к выходному напряжению.
Например, если Vin — Vout составляет всего 300 мВ, то даже при токе нагрузки 3 А рассеиваемая мощность составляет всего 0,9 Вт, что является достаточно низкой мощностью, чтобы выдерживать нагрузку большинством регуляторов.
Минимальный дифференциал Vin-Vout, с которым может работать линейный регулятор, называется падением напряжения. Если разница между Vin и Vout падает ниже напряжения отключения, то регулятор находится в режиме отключения.
Регулятор в режиме отпускания просто выглядит как небольшой резистор от входа к выходу. Это означает, что выход, по сути, просто соответствует входному питанию, и на самом деле никакое регулирование не выполняется.
В большинстве случаев вы не хотите использовать линейный регулятор в режиме отключения. Это никоим образом не повредит чему-либо, но вы потеряете многие преимущества регулятора.
Например, если у вас много шума на входе, он обычно будет отфильтрован линейным регулятором.Однако эта фильтрация не будет происходить в режиме отключения, поэтому весь шум входного источника питания передается прямо на выходное напряжение.
Причина, по которой стабилизаторы с малым падением напряжения так полезны, заключается в том, что они позволяют управлять регулятором с очень малой рассеиваемой мощностью. Это связано с тем, что линейный регулятор наиболее эффективен, когда разница между Vin и Vout небольшая.
Многие старые линейные регуляторы имели очень высокое падение напряжения. Например, популярные стабилизаторы серии 7800 имеют паспортное напряжение 2 В.Это означает, что входное напряжение должно быть как минимум на 2 В выше выходного напряжения.
Рисунок 2 — Старые трехконтактные линейные регуляторы требуют большего перепада напряжения Vin-Vout и, следовательно, расходуют больше энергии, чем более новые регуляторы LDO.
Хотя 2 В — это не так уж и много, если вы пропускаете через этот регулятор ток в 1 ампер и у вас есть разница в 2 В, то это 2 Вт энергии, теряемой зря.
Регуляторы LDO нового поколения могут иметь очень низкое падение напряжения менее 200 мВ при полной нагрузке.
LDO, работающий только с перепадом напряжения 200 мВ, может пропускать в 10 раз больше тока при той же рассеиваемой мощности, что и линейный стабилизатор, работающий с перепадом напряжения 2 В. Таким образом, 1 ампер тока с дифференциалом Vin-Vout 200 мВ соответствует лишь 0,2 Вт рассеиваемой мощности.
Краткое описание линейных регуляторов
Линейные регуляторы полезны, если:
- Разница между входным и выходным напряжением мала
- У вас низкий ток нагрузки
- Требуется исключительно чистое выходное напряжение
- Дизайн должен быть максимально простым и дешевым
Как мы обсудим дальше, импульсные регуляторы создают на выходе много шума и могут создавать нечеткое выходное напряжение.
Это может быть приемлемо для некоторых приложений, но во многих случаях требуется очень чистое напряжение питания. Например, при генерации напряжения питания для аналого-цифрового преобразователя или какой-либо звуковой схемы.
Таким образом, линейные регуляторы не только проще в использовании, но и обеспечивают гораздо более чистое выходное напряжение по сравнению с импульсными регуляторами, без пульсаций, всплесков или шума любого типа.
Таким образом, если рассеиваемая мощность не слишком велика или вам не требуется повышающий регулятор, линейный регулятор будет вашим лучшим вариантом.
Регуляторы переключения
Импульсные регуляторы намного сложнее для понимания, чем линейные регуляторы. Линейный регулятор основан на силовом транзисторе, который регулирует величину тока, разрешенного для подачи на выход.
ПРИМЕЧАНИЕ: Обязательно загрузите бесплатное руководство в формате PDF. 15 шагов для разработки нового электронного оборудования .
Если система управления линейного регулятора определяет, что выходное напряжение ниже, чем должно быть, то от входа к выходу может проходить больший ток.И наоборот, если обнаруживается, что выходное напряжение выше, чем должно быть, регулятор позволит меньшему току течь от входа к выходу, действуя таким образом, чтобы снизить выходное напряжение.
С другой стороны, импульсные регуляторы используют катушки индуктивности и конденсаторы для временного хранения энергии перед передачей ее на выход.
В этом уроке я проектирую печатную плату, используя простой линейный регулятор, а в этом более глубоком курсе я проектирую индивидуальную плату, используя более сложный импульсный стабилизатор.
Существует два основных типа импульсных регуляторов: повышающий и понижающий.
Понижающий импульсный стабилизатор также называется понижающим стабилизатором и, как линейный регулятор, выдает выходное напряжение ниже входного.
Рис. 3. Понижающий импульсный стабилизатор использует катушку индуктивности в качестве временного накопителя энергии для эффективного создания выходного напряжения ниже входного.
Если вы начали планировать использование линейного регулятора (понижающего), но определили, что рассеиваемая мощность слишком велика, тогда вам следует использовать понижающий импульсный стабилизатор.
В то время как повышающий импульсный стабилизатор создает выходное напряжение, превышающее входное, и называется повышающим регулятором.
Импульсные регуляторы очень эффективны даже при очень высоких разностях входа и выхода.
КПД равен выходной мощности, деленной на входную. Это соотношение того, какая часть мощности от входа поступает на выход.
КПД = Pout / Pin = (Vout x Iout) / (Vin x Iin) (Уравнение 3)
Уравнение эффективности такое же для линейного регулятора.Однако, поскольку выходной ток равен входному току для линейного регулятора, уравнение 3 упрощается до простого:
КПД (линейный регулятор) = Vout / Vin (Уравнение 4)
Например, предположим, что у вас на входе 24 В, а на выходе необходимо 3 В при токе нагрузки 1 А. Если бы это был линейный регулятор, он работал бы с чрезвычайно низким КПД, и почти вся мощность рассеивалась бы в виде тепла.
КПД линейного регулятора будет только 3 В / 24 В = 12.5%. Это означает, что только 12,5% мощности от входа поступает на выход. Остальные 87,5% передаваемой мощности теряются в виде тепла!
С другой стороны, импульсные регуляторы обычно имеют КПД 90% или больше независимо от разницы между входным и выходным напряжениями. Для импульсного регулятора около 90% мощности передается на выход и только 10% тратится впустую.
Только когда Vin и Vout близки друг к другу, линейный регулятор может сравниться по эффективности с импульсным регулятором.
Например, если у вас входное напряжение 3,6 В (напряжение литий-полимерной батареи), а на выходе выдается 3,3 В, то линейный регулятор будет иметь КПД 3,3 В / 3,6 В = 91,7%.
Повышающие регуляторы напряжения
В большинстве случаев выходное напряжение будет ниже входного. В этом случае следует использовать линейный регулятор или понижающий импульсный стабилизатор, как обсуждалось.
Однако есть и другие случаи, когда вам может потребоваться выходное напряжение выше входного.Например, если у вас аккумулятор 3,6 В и вам нужно питание 5 В.
Рис. 4. В повышающем импульсном стабилизаторе катушка индуктивности используется в качестве временного накопительного элемента для эффективного создания выходного напряжения, превышающего входное.
Многие новички в электронике удивляются, узнав, что можно генерировать более высокое напряжение из более низкого напряжения. Для выполнения этой функции необходим импульсный регулятор, называемый повышающим регулятором.
В отличие от линейных регуляторов выходной ток импульсного регулятора не равен входному току. Вместо этого вы должны смотреть на входную мощность, выходную мощность и эффективность.
Рассчитаем входной ток для повышающего регулятора. Предположим, что входное напряжение — 3 В, выходное напряжение — 5 В, выходной ток — 1 А, а энергоэффективность — 90% (как указано в таблице данных).
Чтобы выяснить это, нам нужно использовать небольшую базовую алгебру для уравнения 3, чтобы найти входную мощность:
Pin = Pout / КПД (Уравнение 5)
Мы знаем, что эффективность составляет 90% (или 0.90), и мы знаем, что выходная мощность составляет 5 В x 1 А = 5 Вт. Мы можем рассчитать, что входная мощность составляет 5 Вт / 0,9 = 5,56 Вт.
Поскольку входная мощность составляет 5,56 Вт, а выходная мощность 5 Вт, это означает, что регулятор рассеивает только 0,56 Вт.
Далее, поскольку мы знаем, что мощность равна напряжению, умноженному на ток, это означает, что входной ток равен:
Входной ток = 5,56 Вт / Vin = 5,56 Вт / 3 В = 1,85 A (Уравнение 6)
Для повышающего регулятора входной ток всегда будет выше выходного.С другой стороны, входной ток понижающего регулятора всегда будет меньше выходного тока.
Понижающие регуляторы
Допустим, вы получаете питание от двух последовательно соединенных батареек AA. При полной зарядке две батареи AA могут выдавать около 3,2 В, но когда они почти полностью разряжены, они выдают только 2,4 В.
В этом случае напряжение вашего источника питания может находиться в диапазоне от 2,4 В до 3,2 В.
Теперь предположим, что вам нужно выходное напряжение ровно 3 В независимо от состояния батарей.Когда батареи полностью заряжены (выходное напряжение 3,2 В), вам необходимо понизить напряжение батареи с 3,2 В до 3 В.
Однако, когда батареи близки к разряду (выходное напряжение 2,4 В), вам необходимо увеличить напряжение батареи с 2,4 В до 3 В.
В этом сценарии вы должны использовать так называемый повышающий-понижающий импульсный стабилизатор, который представляет собой просто комбинацию повышающего и понижающего регуляторов.
Вы можете использовать отдельный понижающий регулятор, за которым следует повышающий регулятор (или наоборот), чтобы решить эту проблему.Но обычно лучше использовать одинарный понижающе-повышающий регулятор.
Импульсный регулятор + линейные регуляторы
Помните о трех преимуществах линейных регуляторов: дешевизне, простоте и чистоте выходного напряжения.
Может быть много случаев, когда вы хотите использовать линейный стабилизатор, потому что вам нужно чистое выходное напряжение, но вы не можете, потому что они тратят слишком много энергии.
В этой ситуации вы можете использовать импульсный регулятор, за которым следует линейный регулятор.
Допустим, у вас есть входное напряжение от литий-полимерной батареи, равное 3.6 В, но вам понадобится источник питания clean 5 В.
Для этого вы должны использовать повышающий регулятор, чтобы поднять напряжение до значения чуть выше целевого выходного напряжения. Например, вы можете использовать повышающий регулятор для повышения напряжения с 3,6 В до 5,5 В.
Затем вы следуете этому с помощью линейного регулятора, который берет 5,5 В и понижает его до 5 В, а также очищает шум и пульсации для получения чистого сигнала.
Это очень распространенный метод получения КПД импульсного регулятора и бесшумного выходного напряжения линейного регулятора.
Если вы выбрали эту опцию и специально пытаетесь отфильтровать коммутируемый шум, обязательно обратите внимание на коэффициент подавления подачи питания (PSRR) линейного регулятора.
PSSR данного линейного регулятора изменяется в зависимости от частоты. Таким образом, PSSR обычно представляется в виде графика, который показывает, как линейный регулятор подавляет любые пульсации на входном питании на различных частотах.
Рисунок 5 — Коэффициент подавления помех от источника питания (PSRR) в зависимости от частоты для TPS799 от Texas Instruments.
Чтобы использовать этот график, посмотрите на частоту переключения вашего импульсного стабилизатора (или любых других источников шума в вашей цепи). Затем посмотрите на PSSR линейного регулятора на этой конкретной частоте.
Затем вы можете рассчитать, какая часть шума импульсного регулятора будет удалена линейным регулятором.
Сводка
Чтобы выбрать регулятор напряжения для вашей системы, начните с предположения, что линейный регулятор может использоваться, если входное напряжение выше, чем выходное.
Используйте понижающий импульсный стабилизатор, только если при этом расходуется слишком много энергии.
Если вам нужно выходное напряжение выше, чем входное, используйте импульсный импульсный стабилизатор.
Если у вас есть ситуация, когда входное напряжение может быть выше или ниже выходного напряжения, вам нужен импульсный стабилизатор с повышенным и понижающим током.
Наконец, если вам нужен чистый выходной сигнал, но требуется энергоэффективность импульсного регулятора, используйте импульсный регулятор, а затем линейный регулятор для очистки напряжения питания.
Наконец, не забудьте скачать бесплатно PDF : Ultimate Guide to Develop and Sell Your New Electronic Hardware Product . Вы также будете получать мой еженедельный информационный бюллетень, в котором я делюсь премиальным контентом, недоступным в моем блоге.Другой контент, который может вам понравиться:
Как выбрать регулятор напряжения: 6 факторов, которые следует учитывать | Arrow.com
Регуляторы напряжения являются важным компонентом электрических и электромеханических устройств, обеспечивающим надежную работу.Электроника требует постоянного входного напряжения, а регуляторы напряжения обеспечивают выполнение этих требований.
Для чего используется регулятор напряжения? Во всем, от автомобилей до кондиционеров и мобильных телефонов, используются регуляторы напряжения. Некоторые устройства более чувствительны, чем другие, и некоторые источники питания колеблются больше, чем другие, что затрудняет выбор лучших регуляторов напряжения для каждого приложения.
Даже в простой конструкции с низким энергопотреблением и относительно стабильным источником питания пропуск регулятора напряжения может снизить надежность.Обычный свет — это тот случай, когда вам может не понадобиться регулятор напряжения, потому что, если напряжение упадет, свет просто потускнеет. Однако отсутствие регулятора напряжения может снизить производительность и надежность, потенциально вызывая такие проблемы, как мерцание светодиода, сброс контроллера и даже «жареная» электроника.
Как работает регулятор напряжения?Стабилизаторы напряжения обычно используются там, где требуется точная настройка напряжения. Например, в беспроводном телефоне у вас может быть адаптер переменного тока, который преобразует мощность 120 В переменного тока в 8 В переменного тока.Затем внутри основания телефона вы найдете регулятор напряжения, обеспечивающий необходимое напряжение постоянного тока для электроники в основании. В самом телефоне вы можете найти адаптер постоянного тока, который использует регулятор напряжения для обеспечения правильного напряжения для электроники в телефоне.
В сложном электромеханическом устройстве с разными компонентами, требующими разного напряжения, потребность в регуляторах напряжения более очевидна. Например, компьютер будет использовать адаптер для розетки, чтобы преобразовать 120 В переменного тока в более низкое напряжение.Затем для работы различных внутренних компонентов, таких как материнская плата, охлаждающий вентилятор и жесткий диск, требуется определенное напряжение. Стабилизаторы напряжения будут использоваться для обеспечения постоянного и надежного напряжения для каждого внутреннего компонента.
Руководство по выбору регулятора напряженияУчитывайте следующие факторы при выборе регулятора напряжения:
1. Входное и выходное напряжение
В идеале вы знаете диапазон входного напряжения и требуемое выходное напряжение, с которым вы будете работать.Каждая микросхема регулятора напряжения предназначена для использования с определенным выходным напряжением. Например, в устройстве, работающем от источника питания 120 В переменного тока, которое имеет контроллер Raspberry Pi 5 В, серводвигатели 12 В и шаговый двигатель 24 В, вам нужно будет использовать регуляторы напряжения 5 В, 12 В и 24 В, чтобы все работало бесперебойно.
Однако, если у вас есть запас для различных целей, вы можете найти регулируемые регуляторы выходной мощности, которые можно использовать для различных выходов, выполнив простую настройку.
MCP1754ST-5002E / MC от Microchip — хороший пример продукта.
2. Падение напряжения
Dropout — это минимальный буфер между выходным и входным напряжениями. Например, если у вас есть вход 7 В и требуется выход 5 В, то необходимо минимальное падение напряжения 2 В. Если вы подозреваете, что входное напряжение 7 В упадет ниже 7 В, тогда вам понадобится меньшее падение напряжения.
Падение указывается для каждой микросхемы регулятора напряжения вместе с выходным напряжением. Например, вы можете найти регуляторы напряжения на 5 В с рядом доступных отпусканий.Для цепей с небольшой разницей между входным и выходным напряжением потребуется стабилизатор напряжения с малым падением напряжения (LDO) или даже регулятор сверхнизкого напряжения.
TCR2LE31, LM от Toshiba — хороший пример продукта.
3. Линейный регулярный или импульсный регулятор?
Линейный регулятор не может компенсировать мощность, которая падает ниже выходного напряжения. Чтобы обеспечить выходное напряжение 5 В, необходимо поддерживать минимум 5 В от входного напряжения и падения напряжения линейного регулятора напряжения.Если необходимо компенсировать падение мощности, можно использовать импульсный импульсный регулятор.
MIC2877-5.25YFT-TR от Microchip — хороший пример продукта.
Еще один случай, когда импульсный стабилизатор может оказаться полезным, — это когда скачки потребляемой мощности могут вызвать падение напряжения. Например, при срабатывании соленоида происходит скачок энергопотребления, падение напряжения и сброс микроконтроллера, если только вы не используете стабилизатор напряжения, который может компенсировать.
Импульсные регуляторы также могут иметь больше смысла для устройств, когда есть большая разница между входным и выходным напряжениями, что приводит к слишком большим потерям мощности / выделению тепла.
Имеет ли смысл использование импульсных регуляторов, зависит от типа проекта, проектных ограничений и бюджета. Импульсные регуляторы могут вызывать шум и помехи, которые требуют компенсации в схемах. Стоимость также является важным фактором. Для дорогостоящего компонента робототехники или чувствительного медицинского оборудования использование импульсных регуляторов будет менее затратной проблемой, чем для недорогой товарной позиции.
Дополнительные сведения см. В разделах «Преобразователь постоянного тока в постоянный ток и модуль импульсного регулятора» и «Типы переключения преобразователей постоянного тока в постоянный».
4. Чувствительность устройства
Для высокочувствительных устройств, таких как смартфоны, беспроводные устройства и медицинское оборудование с батарейным питанием, может потребоваться специальный регулятор для снижения шума. См. Использование LDO для минимизации шума мощности для получения дополнительной информации.
5. Время отклика
Для приложений, требующих быстрого времени отклика, таких как видеокарты, телевизоры, компьютеры, принтеры и встроенные системы, доступны специальные регуляторы напряжения с быстрым временем отклика.
NCV51198PDR2G от ON Semiconductor — хороший пример продукта.
6. Энергопотребление
При использовании линейного регулятора напряжения разница между входным и выходным напряжением теряется из-за преобразования ее в тепло. При низком энергопотреблении выделяемое тепло, скорее всего, не проблема. Однако, в зависимости от приложения, если потребляемый ток становится достаточно высоким, количество выделяемого тепла может стать проблемой. Вышеупомянутый вариант использования импульсного регулятора вместо линейного регулятора является одним из возможных решений.Вы также можете использовать радиатор, чтобы оставаться в оптимальном диапазоне температур.
Хотя на первый взгляд регуляторы напряжения кажутся простыми, они являются частью более сложной картины надежности источников питания и электроники. Для помощи в проектировании и устранении неисправностей Arrow предлагает широкий спектр инженерных услуг. Недооценка потенциальных проблем надежности и производительности, которые могут возникнуть из-за неправильного регулятора напряжения, — это ошибка, которой можно избежать, которую можно предотвратить с помощью экспертных знаний в области проектирования.
Регулятор напряжения| Определение, типы и факты
Регулятор напряжения , любое электрическое или электронное устройство, поддерживающее напряжение источника питания в допустимых пределах. Стабилизатор напряжения необходим для поддержания напряжений в предписанном диапазоне, который может выдерживать электрическое оборудование, использующее это напряжение. Такое устройство широко используется в автомобилях всех типов для согласования выходного напряжения генератора с электрической нагрузкой и с требованиями к зарядке аккумулятора.Стабилизаторы напряжения также используются в электронном оборудовании, в котором чрезмерные колебания напряжения могут быть вредными.
В автомобилях регуляторы напряжения быстро переключаются с одного на другое из трех состояний цепи с помощью подпружиненного двухполюсного переключателя. На низких скоростях некоторый ток от генератора используется для усиления магнитного поля генератора, тем самым увеличивая выходное напряжение. На более высоких скоростях в цепь возбуждения генератора вводится сопротивление, так что его напряжение и ток уменьшаются.На еще более высоких скоростях цепь отключается, уменьшая магнитное поле. Скорость переключения регулятора обычно составляет от 50 до 200 раз в секунду.
В электронных регуляторах напряжения используются твердотельные полупроводниковые устройства для сглаживания колебаний тока. В большинстве случаев они работают как переменные сопротивления; то есть сопротивление уменьшается, когда электрическая нагрузка велика, и увеличивается, когда нагрузка меньше.
Регуляторы напряжения в крупных системах распределения электроэнергии выполняют те же функции, что и в автомобилях и других машинах; они минимизируют колебания напряжения, чтобы защитить оборудование, использующее электричество.В системах распределения электроэнергии регуляторы находятся либо на подстанциях, либо на самих фидерных линиях. Используются два типа регуляторов: ступенчатые регуляторы, в которых переключатели регулируют подачу тока, и индукционные регуляторы, в которых асинхронный двигатель подает вторичное, постоянно регулируемое напряжение для выравнивания колебаний тока в фидерной линии.
Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас Редакция Британской энциклопедии Эта статья была недавно отредактирована и обновлена Адамом Августином, управляющим редактором, справочное содержание.Узнайте больше в этих связанных статьях Britannica:
Pololu — Понижающие регуляторы напряжения
Импульсные понижающие преобразователи снижают входное напряжение до более низкого регулируемого напряжения намного эффективнее, чем линейные регуляторы. Для быстрого сравнения в следующей таблице показаны некоторые ключевые характеристики регуляторов в этой категории:
Новые и предпочтительные продукты
| Регулятор | Выходное напряжение (В) | Максимальный выходной ток | Максимальное входное напряжение | КПД типовой | Размер | Цена |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Семейство D24V150Fx | 3.3, 5, 6, 7.5, 9, 12 | 15 А | 40 В | 80% — 95% | 1,25 ″ × 1,7 ″ | $ 39.95 |
| Семейство D36V50Fx | 3.3, 5, 6, 7.5, 9, 12 | 2–9 А | 50 В | 80% — 95% | 1 ″ × 1 ″ | от 19,95 долл. США до 22,95 долл. США |
| # 2851: D24V50F5 | 5 | 5 А | 38 В | 85% — 95% | 0,7 ″ × 0.8 ″ | $ 16.95 |
| Семейство D36V28Fx | 3.3, 5, 6, 7.5, 9, 12 | 2-4 А | 50 В | 80% — 95% | 0,7 ″ × 0,8 ″ | $ 11.95 |
| Семейство D24V22Fx | 3.3, 5, 6, 7.5, 9, 12 | 2,2 — 2,6 А | 36 В | 85% — 95% | 0,7 ″ × 0,7 ″ | от 17,95 долл. До 19,95 долл. США |
| Семейство D24V10Fx | 3.3, 5, 6, 9, 12 | 1 А | 36 В | 80% — 95% | 0,5 ″ × 0,7 ″ | $ 7,49 |
| Семейство D36V6x | 3,3, 5, 6, 9, 12, 15 2,5 — 7,5 4-25 | 0,6 А | 50 В | 60% — 95% | 0,4 ″ × 0,5 ″ 0,4 ″ × 0,6 ″ 0,4 ″ × 0,6 ″ | 4,95 долл. — 6,95 долл. США |
| Семейство D24V5Fx | 1,8, 2,5, 3,3, 5, 6, 9, 12, 15 | 0.5 А | 36 В | 75% — 95% | 0,4 ″ × 0,5 ″ | $ 4,95 |
Старые продукты (как правило, не рекомендуются для новых разработок)
| Регулятор | Выходное напряжение (В) | Максимальный выходной ток | Максимальное входное напряжение | КПД типовой | Размер | Цена |
|---|---|---|---|---|---|---|
| # 2866: D24V90F5 | 5 | 9 А | 38 В | 80% — 95% | 0.8 ″ × 1,6 ″ | $ 27.95 |
| Семейство D24V25Fx | 3.3, 5, 6, 7.5, 9 | 2,5 А | 38 В | 80% — 95% | 0,7 ″ × 0,7 ″ | от 11,95 долл. До 12,95 долл. США |
| Семейство D24V6Fx | 3,3, 5, 9, 12 | 0,6 А | 42 В | 80% — 95% | 0,4 ″ × 0,5 ″ | $ 5.95 |
| Семейство D24V3x | 3,3, 5, 9, 12 2.5 — 7,5 4 — 25 | 0,3 А | 42 В | 80% — 95% | 0,4 ″ × 0,5 ″ | 3,95 долл. США до 7,95 долл. США |
Сравнить все товары в этой категории
Подкатегории
Эти мощные синхронные понижающие стабилизаторы напряжения принимают входные напряжения до 40 В и эффективно снижают их до более низкого фиксированного выходного напряжения, обеспечивая при этом доступный выходной ток около 15 А .
Эти мощные синхронные понижающие стабилизаторы напряжения принимают входные напряжения до 50 В и эффективно снижают их до более низкого фиксированного выходного напряжения, обеспечивая при этом типичные постоянные входные токи от 2 А до 9 А , в зависимости от комбинации входного и выходного напряжения.
Эти компактные синхронные понижающие стабилизаторы напряжения принимают входные напряжения до 50 В и эффективно снижают их до более низкого фиксированного выходного напряжения, обеспечивая при этом типичные постоянные входные токи от 2 А до 4 А , в зависимости от комбинации входного и выходного напряжения.
Эти компактные синхронные импульсные понижающие регуляторы напряжения генерируют более низкие выходные напряжения от входных напряжений до 36 В . Они предлагают типичный КПД от 85% до 95% и длительные выходные токи более 2 А .
Эти компактные синхронные понижающие стабилизаторы напряжения принимают входные напряжения до 36 В и снижают их до более низкого фиксированного выходного напряжения, обеспечивая при этом максимальный выходной ток 1 А .Они предлагают очень высокий КПД и очень низкое падение напряжения.
Это семейство небольших импульсных понижающих регуляторов напряжения эффективно генерирует более низкие выходные напряжения из входных напряжений до 50 В с максимальным током 600 мА . У них низкое падение напряжения. Доступны различные версии с фиксированным напряжением и регулируемым выходом.
Эти компактные синхронные понижающие стабилизаторы напряжения принимают входные напряжения до 36 В и снижают их до более низкого фиксированного выходного напряжения, обеспечивая при этом максимальный выходной ток 500 мА .Они предлагают очень высокий КПД и очень низкое падение напряжения.
Эти компактные синхронные импульсные понижающие регуляторы напряжения генерируют более низкие выходные напряжения при входных напряжениях вплоть до 38 В . Они предлагают типичный КПД от 80% до 95% и длительный выходной ток до 2,5 A .
Это семейство небольших импульсных понижающих регуляторов напряжения эффективно генерирует более низкие выходные напряжения из входных напряжений до 42 В с максимальным током 600 мА .
Это семейство небольших импульсных понижающих регуляторов напряжения эффективно генерирует более низкие выходные напряжения из входных напряжений до 42 В с максимальным током 300 мА .
Продукция в категории «Понижающие регуляторы напряжения»
Этот небольшой синхронный импульсный понижающий (или понижающий) стабилизатор принимает входное напряжение до 38 В и эффективно снижает его до 5 В . На плате всего 0.7 ″ × 0,8 ″, но он допускает типичный непрерывный выходной ток до 5 А . Типичный КПД от 85% до 95% делает этот регулятор хорошо подходящим для приложений с большой мощностью, таких как приводы в действие двигателей или сервоприводов. Высокая эффективность сохраняется при малых нагрузках за счет динамического изменения частоты переключения, а дополнительный вывод отключения позволяет перейти в состояние низкого энергопотребления с потреблением тока в несколько сотен микроампер.
Этот синхронный импульсный понижающий (или понижающий) стабилизатор принимает входное напряжение до 38 В и эффективно снижает его до 5 В с доступным выходным током около 9 А .Типичный КПД от 80% до 95% делает этот регулятор хорошо подходящим для приложений с более высокой мощностью, таких как приводы в действие двигателей или сервоприводов, в то время как высокий КПД поддерживается при малых нагрузках за счет динамического изменения частоты переключения, а дополнительный вывод отключения обеспечивает состояние низкого энергопотребления. с потребляемым током в несколько сотен микроампер. Установку выходного напряжения регулятора также можно уменьшить, добавив внешний резистор.
Что такое регулятор напряжения и как он работает?
Большинству интегрированных ИС требуется постоянное напряжение, с которым они могут работать.Будь то простой логический вентиль или сложный микропроцессор, у них есть собственное рабочее напряжение. Наиболее распространенные рабочие напряжения — 3,3 В, 5 В и 12 В. Хотя у нас есть батареи и адаптеры постоянного тока, которые могут действовать как источник напряжения, в большинстве случаев они не могут быть напрямую подключены к нашей схеме, поскольку напряжение от них не регулируется.
Скажем, например, у нас есть батарея на 9 В, но нам нужно активировать реле 5 В, которое, очевидно, работает на 5 В. Что мы здесь делаем?
Что такое регулятор напряжения и почему мы его используем?
Вспомните школьные годы, когда нас учили, что на резисторах падает напряжение.Разве не было бы простым решением просто использовать резисторы для падения напряжения в соответствии с законом Ома? Но затем на резисторах падает напряжение в зависимости от протекающего через них тока. В тот момент, когда ваш компонент начинает потреблять меньше тока, напряжение резко возрастает и убивает его.
Вам нужно что-то получше — напряжение не должно зависеть от тока нагрузки, по крайней мере, не сильно. Следующее простейшее решение, которое приходит вам в голову, — это делитель напряжения. Для этого нужны два резистора, но, эй, если их можно втиснуть, они также могут работать.Еще одна неприятная проблема — в тот момент, когда ваш компонент начинает потреблять слишком большой ток, выход делителя проседает — верхний резистор не может удовлетворить текущую потребность. Теперь вы действительно начинаете желать, чтобы вы узнали об этом в школе. Вы можете исправить это, уменьшив номиналы резисторов, но это заставит два резистора потреблять слишком большой ток, что, вероятно, разрушит ваш текущий бюджет и станет слишком горячим с непосредственным риском отказа.
Что еще можно было сделать? Усиление! Конечно, вам пришлось потратить на это много часов лекций! Почему бы не добавить транзистор NPN в качестве повторителя напряжения? Делитель напряжения смещения можно подключить к базе, вход шины 12 В к коллектору, а выход к компоненту к эмиттеру, и бинго, вы решили проблему!
Конечно, исправление работает, но оставляет у вас неприятное ощущение — вы использовали три части, и при тестировании обнаруживаете, что сбои в шине питания 12 В идеально воспроизводятся на выходе.Конечно, это усилитель, у него нет интеллекта для автокомпенсации. Вы можете заменить нижний резистор делителя напряжения на стабилитрон, но ток, необходимый для правильного смещения стабилитрона (против таких вещей, как температурные коэффициенты и дрейф), почти равен потреблению вашего компонента, что совершенно бессмысленно.
Нет лучшего способа сделать это? Разве нет волшебного черного ящика, в котором было бы все необходимое для эффективного сброса напряжения? Миллионы EEE по всему миру пережили подобные периоды стресса (включая меня!).Конечно, не все проблемы связаны с падением напряжения, но подобные ситуации обычны в лабораториях EEE повсюду!
Но вам повезло — нужный вам компонент существует. Фактически, это одна из первых коммерческих реализаций технологии IC (не считая операционных усилителей) — скромный стабилизатор напряжения .
Если вы когда-нибудь просмотрите техническое описание регулятора напряжения, вы будете поражены схемотехникой, в которой они были упакованы, чтобы понижать напряжение и поддерживать его в чистоте — хороший стабильный регулятор напряжения, усилители с обратной связью и компенсацией. — приличный силовой каскад.Конечно, если мы смогли вместить столько технологий в эти наши телефоны, почему бы не сделать регулировку напряжения в красивом корпусе TO-92?
Они становятся лучше с каждым днем - некоторые из них потребляют не более нескольких наноампер, то есть тысячных миллионных ампер! Более того, другие поставляются с защитой от короткого замыкания и перегрева, что делает их надежными.
Регуляторы напряжения — подробный обзорКак мы видели в разделе выше, основная задача регулятора напряжения — понижать большее напряжение до меньшего и поддерживать его стабильность, поскольку это регулируемое напряжение используется для питания (чувствительной) электроники.
Стабилизатор напряжения в основном представляет собой усиленный эмиттерный повторитель, подобный описанному выше — транзистор, подключенный к стабильному источнику опорного напряжения, который выдает постоянное напряжение, понижая остальное.
Они также имеют встроенный усилитель ошибки, который измеряет выходное напряжение (снова через делитель), сравнивает его с опорным напряжением, вычисляет разницу и соответственно управляет выходным транзистором. Это далеко от делителя напряжения, который точно воспроизводит входной сигнал, хотя и немного меньше.Вы не хотите, чтобы пульсации переменного тока накладывались на вашу шину постоянного напряжения.
Желательно иметь транзистор с высоким коэффициентом усиления, так как управлять силовыми транзисторами очень сложно, с жалким коэффициентом усиления в диапазоне двух цифр. Это было преодолено с помощью транзисторов Дарлингтона, а в последнее время — полевых МОП-транзисторов. Поскольку для управления этими типами требуется меньший ток, общее потребление тока снижается. Это дополняется тем фактом, что внутренний источник опорного напряжения также потребляет очень небольшой ток.
Ток, который регулятор потребляет для управления всей этой внутренней схемой, когда выход не нагружен, называется током покоя. Чем меньше ток покоя, тем лучше.
Эти регуляторы построены с использованием трех транзисторов на силовом выходном каскаде — два из них в конфигурации Дарлингтона, а другой — в качестве устройства ограничения тока. Последовательные переходы CE в сумме дают падение напряжения на регуляторе около 2 В.
Это напряжение известно как напряжение падения, напряжение, ниже которого регулятор перестает регулировать.
Вы можете найти устройства, называемые LDO-стабилизаторами или стабилизаторами с малым падением напряжения, с падением напряжения около 0,4 В, поскольку они используют переключатель MOSFET.
Три терминала регулятора
Хватит разговоров, теперь перейдем к номерам деталей.
Наиболее распространенной серией регуляторов напряжения является серия 78XX .Две цифры после 78 представляют собой выходное напряжение регулятора, например, 7805 — это регулятор 5 В, а 7812 — регулятор 12 В. Выходные напряжения, доступные с фиксированными регуляторами, охватывают широкий диапазон от 3,3 В до 24 В с хорошими значениями, такими как 5 В, 6 В, 9 В, 15 В и 18 В.
Стабилизаторы этой серии отлично подходят для большинства целей, они могут выдерживать почти 30 В на входе и, в зависимости от корпуса, выходной ток до 1 А. Они исключительно просты в использовании — подключите входной контакт к входному напряжению, а выходной контакт — к устройству, которому требуется более низкое напряжение, и, конечно же, контакт заземления к земле.
Здесь развязывающие конденсаторы необязательны, поскольку усилители обратной связи «отклоняют» входные пульсации и шум, следя за тем, чтобы они не передавались на выход. Однако, если ваше устройство потребляет более нескольких десятков миллиампер, рекомендуется не менее 4,7 мкФ на входе и выходе, предпочтительно из керамики.
Интересная вещь, которую делают люди, — на этих регуляторах делают примитивные зарядные устройства для телефонов. Просто подключите батарею 9 В ко входу и соответствующий USB-разъем к выходу, и вуаля, у вас есть аварийное зарядное устройство для телефона.Эта конструкция достаточно прочная, так как на микросхеме встроена термозащита.
Хорошая особенность таких регуляторов напряжения заключается в том, что их распиновка практически универсальна, поэтому возможна их замена. В настоящее время большинство «транзисторных» корпусов на печатных платах представляют собой регуляторы напряжения, которые можно использовать для других проектов, поскольку они очень просты в использовании.
Увеличение выходного тока регуляторов напряженияОдно ограничение, которое быстро преодолевает полезность, — это выходной ток, который сильно ограничен корпусом и способом его установки.
Существуют сильноточные варианты этих регуляторов, но их сложно найти.
Единственные устройства, способные выдавать большие токи, — это импульсные преобразователи постоянного тока в постоянный, но показатели выходного шума ужасны.
Возможно создание собственного сильноточного линейного стабилизатора, но в конечном итоге вы столкнетесь со всеми проблемами, упомянутыми выше.
К счастью, есть способ «захватить» стандартный регулятор с помощью нескольких дополнительных деталей и увеличить выходной ток.
Большинство этих модификаций включают добавление обходного транзистора через стабилизатор и управление базой с входом, как показано на рисунке ниже.
Регулируемые регуляторыТри концевых стабилизатора довольно хороши и просты в использовании, но что, если вам нужно нестандартное выходное напряжение, такое как 10,5 В или 13 В?
Конечно, более или менее возможно взломать фиксированные регуляторы, но требуемая схема довольно сложна и превосходит основную цель простоты.
Существуетустройств, которые могут выполнять эту работу за нас, самым популярным из которых является LM317.
LM317 похож на любой другой линейный регулятор со входом и выходом, но вместо контакта заземления есть контакт, называемый «Adjust». Этот вывод предназначен для получения обратной связи от делителя напряжения на выходе, чтобы на выводе всегда было 1,25 В, изменяя значения сопротивления, мы можем получить разные напряжения. В техническом описании даже сказано: «устраняет запасы множества фиксированных напряжений», но, конечно, это применимо только в том случае, если вы можете позволить себе иметь эти два резистора на борту.
Хорошая особенность таких регулируемых регуляторов заключается в том, что при небольшом изменении конфигурации они также могут служить в качестве источников постоянного тока.
При подключении резистора к выходному контакту и регулировочного контакта к другому концу резистора, как показано на рисунке, регулятор пытается поддерживать постоянное напряжение 1,25 В на выходном резисторе и, следовательно, постоянный ток на выходе. Эта простая схема довольно популярна среди диодных лазеров.
Фиксированные регуляторы тоже могут это делать, но напряжения падения неоправданно высоки (фактически, номинальное выходное напряжение). Однако они сработают в крайнем случае, если вы в отчаянии.
Ограничения регулятора напряженияСамым большим преимуществом линейных регуляторов является их простота; больше нечего сказать.
Однако, как и все хорошие чипы, у них есть свои ограничения.
Линейные регуляторы работают как переменный резистор с обратной связью, сбрасывая ненужное напряжение.При этом потребляется тот же ток, что и нагрузка. Эта потраченная впустую энергия преобразуется в тепло, что делает эти регуляторы горячими и неэффективными при высоких токах.
Например, регулятор 5 В с входом 12 В, работающий на токе 1 А, имеет потерю мощности (12 В — 5 В) * 1 А, что составляет 7 Вт! Это много потраченной впустую энергии, а КПД всего 58%!
Значит, при больших перепадах входного-выходного напряжения или при больших токах регуляторы имеют жалкую энергоэффективность.
Проблема дифференциального напряжения на входе-выходе может быть решена с помощью более чем одного регулятора, подключенного последовательно с понижением выходного напряжения (до желаемого значения напряжения), так что напряжение падает ступенчато.Хотя общая рассеиваемая мощность такая же, как при использовании одного регулятора, тепловая нагрузка распределяется по всем устройствам, снижая общую рабочую температуру.
Ограничения по мощности и эффективности можно преодолеть с помощью импульсного источника питания, но выбор зависит от приложения, нет четких правил относительно того, где и какой тип источника питания использовать.
Импульсный регулятор напряжения — 2229
Имя* Пожалуйста, введите вашу фамилию
Фамилия* Пожалуйста, введите вашу фамилию
Электронное письмо* Пожалуйста, введите верный адрес электронной почты
Телефонный номер* Пожалуйста, введите действующий номер телефона.Используйте только цифры.Заголовок* Пожалуйста, введите вашу должность
Комментарии
Компания* Пожалуйста, введите название вашей компании.
Адрес* Пожалуйста, введите адрес вашей компании
Индекс* Пожалуйста, введите действительный почтовый индекс
Город* Пожалуйста, введите город
Страна*Выберите страну Аргентина Австралия Австрия Бельгия Бразилия Канада Китай Колумбия Коста-Рика Хорватия Кипр Республика Чехия Дания Эквадор Египет Эстония Финляндия Франция Германия Греция Венгрия Исландия Индия Индонезия Ирландия Северная Ирландия Израиль Италия Япония Литва Малайзия Мексика — Север Мексика — Федеральный округ, Юго-Восток Мексика — Запад Нидерланды Новая Зеландия Норвегия ДРУГИЕ Пакистан Перу Филиппины Польша Португалия Румыния Россия Сербия Сингапур Словакия Словения Южная Африка Южная Корея Испания Шри-Ланка Швеция Швейцария Тайвань Таиланд Tunesia Турция ОАЭ — Абу-Даби ОАЭ — Дубай Соединенное Королевство США Вьетнам
Пожалуйста, выберите страну Состояние* Пожалуйста, выберите штат [Только США]Отправить копию на мой адрес электронной почты
Я прочитал и согласен с Политикой конфиденциальности PR electronics.