Стабілізатор напруги і стабілізатор струму. Як вибрати стабілізатор напруги: міфи і правда про прилад Для чого потрібен стабілізатор напруги для будинку

Чим небезпечні скачки напруги?

Стрибок - це короткочасне збільшення вхідної напруги до неприпустимого межі - від 240 В і більше. Навіть дуже нетривалого (менше секунди) стрибка може бути досить для виходу з ладу блоків управління котла опалення, свердловинного насоса, пральної машини, будь-якого прилади, яке має "мізки". Причина проста: переважна більшість електронних компонентів (кондесатори, резистори та ін.), З яких складаються плати управління, контролери та інші мікросхеми, здатні витримати напругу до 250В. Це верхня межа, за яким, як правило, слід руйнування компонента.

Слід зазначити, що стабілізатори не є раціональною захистом від імпульснихстрибків. Імпульсний стрибок виникає внаслідок кількох причин, але в основному це грозові розряди. Якісний стабілізатор не пропустить імпульсний стрибок до споживачів, але і працювати далі не зможе: потрібно візит в сервісний центр. Для захисту від імпульних перенапруг застосовують комплекс заходів, центральне місце в яких займає особливе пристрій - УЗИП. Втім, з недавнього часу італійські стабілізатори Ortea оснащуються УЗИП.

Хороший стабілізатор в більшості випадків не пропустить грозовий розряд, але після цього йому буде потрібно ремонт.

• При підвищеному або зниженому вхідному напрузі вирівнювати і підтримувати на рівні нормального.

Чим небезпечне підвищений і знижений напруга?

Небезпека підвищеної напруги очевидна: до всіх непрятностей стрибка додається тривалість: якщо стрибок, в залежності від своєї амплітуди може теоретично пройти без наслідків, то тривалий вплив високої напруги гарантовано призведе до поломки "розумних" машин.

При зниженій напрузі багато приладів працюють погано: обігрівачі розігріваються непомірно довго, "розумна" техніка не включається взагалі, мікрохвильовка не нагріваються і т.д. Особливому ризику піддається обладнання з електродвигунами: кондиціонери, холодильники, насоси, приводи автоматичних воріт і т.д. Це пов'язано з тим, що при зниженні напруги пропорційно зростає струм в обмотках електродвигуна. Підвищення струму веде до підвищення температури, що в свою чергу призводить до пошкодження, а потім і до пробою ізоляції. Ремонт двигуна в цьому випадку недоцільний.

Жоден стабілізатор не здатний усунути проблеми, викликані аварійним станом проводки, постійно використовуватися на межі технічних можливостей і працювати в умовах сильних спотворень частоти струму.

Визначальні параметри стабілізатора напруги

• Швидкість регулювання.Як швидко стабілізатор реагує на зміну напруга в мережі і наскільки швидко він його виправляє. Відповідно, чим швидкодію вище, тим менше шансів, що стрибок напруги пройде до споживачів.
• Перевантажувальна здатність.Здатність стабілізатора стійко працювати при перевищенні його номінальної потужності. Корисна властивість при експлуатації електродвигунів.
• Номінальний діапазон вхідної напруги- робочий діапазон стабілізатора, в межах якого передбачається його використання. У цьому діапазоні прилад зберігає заявлені технічні характеристики: номінальну потужність і точність стабілізації. Більшість стабілізаторів напруги, після відключення в зв'язку з падінням вхідної напруги нижче максимального діапазону, включаються тільки при досягненні в мережі на вході номінального діапазону.
• Максимальний діапазон вхідної напруги- це діапазон, в якому стабілізатор продовжує працювати, але основні технічні характеристики (номінальна потужність, точність стабілізації) відхиляються від паспортних значень. Зазвичай максимальний діапазон вхідної напруги межує з відключенням приладу.
• Точність стабілізації.Це похибка вихідної напруги стабілізатора. Наш ГОСТ 13109-97 вважає максимально-допустиму похибку в розмірі 10%, проте далеко не всі прилади способоності пережити такі відхилення. Чим вище точність стабілізації - тим сохраннее буде "розумна" техніка.
• Шум.Практично всі стабілізатори видають якісь звуки: трансформаторний гул, шелест вентиляторів, клацання перемикання реле, звук роботи сервоприводу. Залежно від конструкції стабілізатори можуть бути як більш, так і менш гучними. Абсолютно безшумних стабілізаторів не буває: будь-який стабілізатор зашумить, наближаючись в роботі до граничних значень своїх технічних характеристик.
• Кліматичне виконання.Робочий діапазон температури навколишнього середовища різниться в залежності від виробника. Наприклад, стабілізатори Lider здатні працювати при -40 ° C, Progress при -45 ° C, а Штиль - тільки при плюсовій температурі.

Принцип роботи і типи стабілізаторів

Класичний стабілізатор напруги являє собою трансформатор, оснащений платою управління, механізмом вибору кількості витків обмоток котушки трансформатора, різними вимірювальними пристроями: як мінімум, вольтметром і датчиком температури трансформатора, засобами індикації і комутаційним пристроєм. Підбираючи співвідношення між кількістю витків первинної і вторинної обмоток трансформатора, можна збільшувати або зменшувати напругу на кінцях вторинної обмотки. На цій властивості працюють всі стабілізатори напруги, за винятком інверторних.

Інверторний стабілізатор взагалі не має в своєму складі трансформатора, його робота заснована на подвійному перетворення струму: спочатку з змінного в постійний, а потім назад. Це найсучасніший на сьогоднішній день тип стабілізаторів напруги.

Насправді типів стабілізаторів більше, ми ж перерахуємо тільки ті, які знайшли масове застосування в побуті і промисловості.

Як ви бачите, за великим рахунком є ​​три типи стабілізаторів: електронні, електромеханічні і інверторні. Принципова відмінність між першими двома - спосіб перемикання між обмотками на трансформаторі. Електромеханічні стабілізатори мають в своєму складі маленький електродвигун, який фізично переміщує щітку або ролик по котушці трансформатора, використовуючи тим самим необхідну кількість витків. Електронні стабілізатори не мають рухомих частин, перемикання між заздалегідь визначеними витками котушки здійснюється за допомогою силових ключів: реле, тиристорів або сімісторов. Інверторний стабілізатор взагалі не має трансформатора: основними деталями в ньому служать IGBT-транзистори і конденсатори.

Конструктивні особливості визначають переваги і недоліки того чи іншого типу стабілізатора в роботі. Спробуємо відобразити їх наочно:

Електромеханічні стабілізатори в меншій мірі здатні протистояти стрибків, але більш здатні до перевантажень.
Електронні стабілізатори, навпаки, краще справляються зі стрибками, але гірше тримають перевантаження.
Інверторні стабілізатори відмінно справляються зі стрибками напруги, мають безступінчасте регулювання і здатні усунути високочастотні перешкоди в мережі. Але абсолютно нездатні до перевантаження.

Електромеханічний стабілізатор напруги

Інша його назва - сервопріводний. Принцип дії досить простий: по команді плати управління маленький електродвигун приводить в рух держатель, на кінці якого закріплена графітова щітка. Регулювання здійснюється плавним переміщенням щітки по обмоткам трансформатора.

На фото ви бачите трансформатор і щітковий вузол стабілізатора Енергія СНВТ-1500 New Line. Трирічна експлуатація залишила на ньому помітні сліди, але прилад станом на травень 2016 в строю. Чітко видно потемніння на трансформаторі в області переміщення щітки - це сліди стирання графіту. Також видно невелике оплавлення ізоляції або лаку на витках котушки. Це "варіант норми", однак проблема може бути глибше. Якщо оплавлення більш значне і відбувається в зоні щіткового контакту, щітка починає чіпляється за виступи. Зменшується площа контакту, з'являється іскріння, росте нагрів, стабілізатор виходить з ладу. У відповідальних виробників подібних неприємностей не відбувається - плата управління по сигналу датчика струму і датчика температури трасформатора відключить стабілізатор раніше, ніж почнеться серйозне оплавлення.

Електродинамічний стабілізатор напруги

Ці стабілізатори, також як і електромеханічні, мають сервопривід, але замість щітки по обмоткам трансформатора переміщається ролик. Переваги ролика над щіткою очевидні: ролик ніколи не зачепиться за нерівність на котушці і не зітреться навіть при при дуже інтенсивній роботі. На фото зображений стабілізатор Ortea Vega 2.5 в розборі. Хоч якість фотографії і залишає бажати кращого, очевидно, що причепитися ні до чого. Намотування щільна - виток до витка, масивний держатель ролика, надійне кріплення трансформатора до корпусу, кожен проводок обжатий наконечником. Якісний і продуманий монтаж наявності. Стабілізатор надійний і довговічний.

Електронні релейні стабілізатори напруги

В основі принципу дії релейних стабілізаторів лежать електромеханічні реле, які здійснюють перемикання між відводами трансформатора. При роботі реле видає характерний звук - клацання. На фотографії видно, як помаранчеві дроти з трансформатора з'єднуються через Клемник з чорними блоками на платі. Це і є відводи трансформатора, з'єднані з реле. Кожен відведення є закінчення певної кількості витків дроту на котушці. Плата управління по вимірах вхідної та вихідної напруги визначає, який з відводів використовувати в даний момент і задіє його, замикаючи відповідне реле. Реле, що встановлюються на стабілізатори вітчизняного виробництва (Каскад), мають ресурс до 9 000 000 (!) Спрацьовувань. Це дуже багато. На фото зображений стабілізатор Каскад СН-О-12 2005 року випуску, який справно працює за станом на травень 2016 року. Релейні високоточні стабілізатори невідомі: максимально висока точність, представлена ​​на сьогоднішній день на ринку - 2,5%. В цілому про вітчизняні релейних стабілізаторах можна сказати, що вони мають не найвидатніші технічні характеристики, але при цьому практично неубіваємость.

Електронні тиристорні і сімісторних стабілізатори напруги

Алгоритм роботи тиристорних і сімісторних стабілізаторів точно такий же, як і у релейних - плата управління посилає сигнал, електронний ключ (тиристор або симистор) спрацьовує - необхідний відведення задіяний. Безшумно, блискавично. Говорячи простою мовою тиристор - це електронний вимикач. Він має два стани - відкрите і закрите: подаючи на нього сигнал, можна управляти його станом. Симистор - це різновид тиристора, різниця між ними не впливає на визначальні технічні характеристики стабілізатора. Надійність, швидкість роботи, невибагливість до температурних умов цих компонентів визначили масовість виробництва стабілізаторів на їх основі. Тиристорні або сімісторних стабілізатори могуть мати дуже широкі технічні характеристики. Купуючи будь-тиристорний стабілізатор вітчизняного виробництва, можна розраховувати на 7 - 10 років його експлуатації.

Інверторні стабілізатори напруги

Принцип роботи інверторного стабілізатора полягає в подвійному перетворенні проходить через нього струму. Трансформатор в таких стабілізаторах відсутня, його місце займає ланцюг пристроїв: вхідний фільтр, випрямляч, конденсатори, інвертор і система управління.

Проходячи через цей ланцюг, струм фільтрується від перешкод, перетворюється в постійний, а потім назад в змінний. Це дозволяє досягти на виході ідеальної форми струму і напруги, а скачки напруги поглинаються конденсаторами. Це передовий тип стабілізаторв напруги: вони здатні працювати в дуже широкому діапазоні вхідної напруги з дуже високою точністю. Втім, без недоліків не обійшлося: перевантажувальна здатність практично відсутня, а IGBT транзистор, що лежить в основі надійного інвертора, дуже дорогий.

Який стабілізатор вибрати: імпортний, або вітчизняний?

Імпортні стабілізатори представлені на російському ринку в основному китайськими апаратами. Вони мають дуже привабливу ціну, але на цьому їхні переваги закінчуються. Сумнівна якість електронних компонентів, мінімальний запас міцності деталей, недбала збірка і, як наслідок, короткий термін служби, якого ледь-ледь вистачає на гарантійний термін. Як тільки не ухіщряются недобросовісні продавці цих приладів, щоб приховати країну-виробника. Однією з таких прийомів є ввезення партії через Прибалтику - відмітка в документах про країну ввезення дозволяє заявляти про прибалтійській походження стабілізаторів (знамениті Латвійські стабілізатори). Інший спосіб ввести покупця в оману - мати вітчизняну торговельну марку і зібраний в Китаї стабілізатор називати вітчизняним, не уточнюючи, що вітчизняний тільки бренд, а качество, включаючи трансформатор, абсолютно не вітчизняна.

Але є і дійсно високоякісні імпортні апарати: італійські стабілізатори Ortea або Oberon. Однак в умовах поточного курсу євро вони сильно програють за ціною своєму аналогу - стабілізатора Сатурн, який абсолютно не поступається їм як. А за деякими характеристиками, наприклад, перевантажувальної здатності і зовсім перевершує. Стабілізатори німецьких виробників у нас в країні практично не представлені. Купувати їх за ті гроші, які за них просять, розумна людина не стане.

Тому можна з упевненістю сказати, що

Якісний стабілізатор по відносно доступною ціною в більшості випадків виявиться вітчизняним.

Як "на око" визначити якість стабілізатора і термін його служби?

Відповідь проста: за вагою. Російський трансформаторний стабілізатор на 10 кВА з середніми технічними характеристиками важить не менше 30 кг. Стабілізатор з хорошими технічними характеристиками, наприклад, Progress 10000L, важить 43 кг. Велика частина цієї ваги доводиться на трансформатор, а це значить, що він гарантовано витримає номінальну потужність і заданий діапазон вхідної напруги. Могутній муздрамтеатр зі спеціальної трансформаторної сталі і запас по намотуванні гарантують довгий термін справної служби. Тому, якщо ви бачите трансформаторний стабілізатор потужністю 10000 ВА і при цьому його вага складає всього 20 кг, варто задуматися про його надійності і терміну служби.

Якісний трансформаторний стабілізатор легким бути не може.

У випадку з інверторним стабілізатором слід переконатися, що він виконаний на IGBT-транзисторах: це запорука його надійності і відповідності паспортним характеристикам.

Вибір потужності стабілізатора

Найкращий спосіб підбору потужності стабілізатора - завмер з щосекундної записом протягом доби

Розрахунок потужності стабілізатора по електроспоживачів

Потужність стабілізатора (ВА) = сума потужностей всіх споживачів (Вт) * коефіцієнт одночасності / коефіцієнт навантаження + запас 15%

Розберемо цю формулу:

• Споживання електроенергії у паспортах електроприладів зазвичай вказується в кіловатах. Підсумувавши потужність всіх приладів, ми отримали кількість кіловат, Яке вони будуть споживати, працюючи все одночасно. На практиці ж одночасно всі споживачі не працюють ніколи. Тому був розрахований коефіцієнт одночасності роботи електроприймачів для житлової забудови. Беремо раніше отриману суму потужностей окремих приладів і множимо на коефіцієнт одночасного використання з таблиці. Отримуємо потужність в кіловатах, Яка реально буде споживатися одномоментно. Зверніть увагу, що якщо ви опалювати електрикою, коефіцієнт одночасності нижче 0,8 бути не може.
• Потужність стабілізатора вимірюється в кіловольт-амперах, а у нас кіловати. Для перекладу використовуємо коефіцієнт навантаження.

  де 0.8 - це і є коефіцієнт навантаження. Ось ми і отримали повну потужність наших електроприладів в кіловольт-амперах

• додаємо 15% запасу, щоб стабілізатор не працював внатяг і ось, здавалося б, все. Але немає.
• Обов'язково необхідно перевірити величину пускових струмів приладів з електродвигунами: заглибних насосів, кондиціонерів, електрогазонокосілок, мийки і т.д. І хоча пускові струми тривають всього секунди, вони не повинні перевищувати значення перевантажувальної здатності стабілізатора!

Розрахунок потужності стабілізатора по вступного автоматичного вимикача

Потужність стабілізатора (ВА) = 220 (Вольт) * номінальний струм ввідного автомата (Ампер)

Ввідний автоматичний вимикач служить не тільки останньою сходинкою захисту від короткого замикання, а й фізичним обмежувачем струму, який ви маєте право споживати за договором з електрозбутової організацією. Встановлюють їх не просто так, а виходячи з потужності має в населеному пункті трансформатора, перерізи підвідних кабелів і загального стану електрогосподарства населеного пункту. Тому їх часто опечатують.

Звідси випливає висновок, що ми не можемо спожити струму більше, ніж це дозволяє ввідний автоматичний вимикач - він просто відключиться.

На фотографії ми бачимо дуже якісний і педантичний монтаж: у вологозахищеному щиті на стовпі розміщений двополюсної автоматичний вимикач на вході, потім лічильник і пара узо-автомат після лічильника. На кожному з цих пристроїв вказано номінальний струм, на який воно розраховане.

На цій фотографії на автоматичному вимикачі ми бачимо символи "C32". Вони означають, що цей автомат має характеристику "С" і розрахований на номінальний струм 32 Ампера. Номінальна напруги в наших мережах 220 Вольт, тому номінальна потужність цього автомата = 32 А * 220 В = 7040 ВА.

Здавалося б, стабілізатор могутніше 8 кВА ставити сюди безглуздо, тому що автомат пропускає тільки 7 кВА. Підступ криється в характеристиці "С".

Характеристка автоматичного вимикача представляє собою залежність швидкості відключення від перевантаження. Ця тема дуже обширна, коротко скажемо лише, що Харктеристика З увазі моментальне відключення при перевищенні номінального струму автомата не менше ніж в 8 - 10 разів при 25 ° C. На графіку видно, що при чотирикратної перевантаження відключення буде відбуватися від 4 до 8 секунд! Це означає, що пускові струми для цього автомата взагалі байдуже. А якщо ми перевантажимо автомат характеристики С 1,5 рази, він відключиться через 40 хвилин, і це при темпреатуре 25 ° C. При низькій температурі відключення буде відбуватися ще повільніше. Тобто, якщо на вулиці мороз, а ви перевантажили ваш автомат характеристики "С" на 25% - він швидше за все, не відключиться зовсім. Стабілізаторів з аналогічною перевантажувальної здатністю не існує.

Перевантажувальна здатність стабілізатора повинна з лишком покривати пускові струми електродвигунів!

Що таке байпас і навіщо він потрібен?

Байпас - це комммутаціонное пристрій для перемикання електропостачання в обхід стабілізатора.

Навіщо ця функція може знадобитися?

• Робота НЕінверторним зварювальним апаратом. Працювати трансформаторних зварювальним апаратом через стабілізатор можна.
• Підключення навантажень понад номінальної потужності стабілізатора.
• Несправність стабілізатора.

На сьогоднішній день виробники стабілізаторів реалізують байпаси в наступних видах:

• Ручний зовнішній байпас. Як правило, це кулачковий перемикач на два положення в окремому корпусі з клемної колодкою. Такі байпаси випускаються виробниками стабілізаторів Lider і Progress. Гідність: для монтажу / демонтажу стабілізатора не потрібно відключення електропостачання і подальшого з'єднання вхідних і вихідних проводів. Досить від'єднати три дроти від клемної колодки стабілізатора: при включеному байпасе вони будуть знеструмлені. Зовнішні байпаси можна використовувати зі стабілізаторами будь-яких виробників. Недолік: додаткові, нехай і невеликі, витрати.
• Ручний вбудований байпас. Може бути виконаний на автоматичних вимикачах (стабілізатори Systems і Енергія) або на магнітному контакторі (стабілізатори Прогрес, Каскад і Сатурн). Переваги: ​​естетично (не бовтаються дроти від стабілізатора до байпасу), дешевше (не потрібен окремий корпус, виключається клемна колодка і додаткові дроти). Недолік: при демонтажі стабілізатора потрібно з'єднання вхідних і вихідних проводів.
• Автоматичний вбудований байпас. Це програмно-апаратний комплекс, який за заданим алгоритмом виробляє перемикання електропостачання в обхід стабілізатора. На сьогоднішній день автоматичними байпасами оснащуються деякі стабілізатори напруги Lider. Автоматичний байпас Lider спрацює при несправності стабілізатора, при його перевантаженні, перегрів і при падінні вхідної напруги нижче допустимого порогу. При відключенні стабілізатора по верхній межі вхідної напруги байпас задіяний не буде - навантаження просто знеструмиться. Недоліки: автоматичний байпас не є аналогом ручного: не вийде за своїм бажанням пустити струм в обхід стабілізатора. Якщо стабілізатор у вас не перед очима, ви можете дуже довго не дізнатися про те, що він в аварійному стані і працює в байпасе.

Вибір діапазону вхідної напруги стабілізатора

Як правило, стабілізатор має два діапазони напруги - номінальний і максимальний.

При виборі стабілізатора необхідно грунтуватися на його номінальномудіапазоні вхідної напруги

Кожен конкретний стабілізатор розрахований на безперервну тривалу експлуатацію в номінальному діапазоні вхідної напруги. Всі основні характеристики приладу (потужність, похибка, рівень шуму та ін.) Вказані в паспорті виходячи з його роботи в номінальному діапазоні вхідної напруги. Звідси випливає:

Чим ширше номінальний діапазон вхідної напруги стабілізатора - тим краще

Однак, діапазон вхідної напруги стабілізатора безпосередньо пов'язаний з його ціною. Чим ширше - тим дорожче. Тому, купивши мультиметр, можна спробувати заощадити на стабілізаторі. Проведіть серію вимірів напруги в різні дні тижня, включаючи вихідні, і в різний час доби, в тому числі вночі. Навіть провівши кілька вимірів, залиште собі запас по діапазону, так як напруга може змінюватися зі зміною пір року, особливо взимку.

Наскільки важлива точність стабілізації?

Для більшості побутових приладів точності стабілізації в 3 - 5% достатньо.

Виняток становлять системи освітлення, виконані на лампах розжарювання, електроніка газових котлів опалення, hi-fi і hi-end техніка. Для цих приладів краще вибирати стабілізатори з похибкою вихідного напруги від 1,5% і менше.

Телевізори, холодильники, насоси, кондиціонери, пральні машини, в загальному, вся побутова техніка в високоточних стабілізаторах не потребує: 2,5-3% похибки оптимально, 5% - допустимо.

Розширюємо кругозір:

В обговореннях електричних схем часто зустрічаються терміни «стабілізатор напруги» і «стабілізатор струму». Але яка між ними різниця? Як працюють ці стабілізатори? В якій схемі потрібний дорогий стабілізатор напруги, а де досить простого регулятора? Відповіді на ці питання ви знайдете в цій статті.

Розглянемо стабілізатор напруги на прикладі пристрою LM7805.В його характеристиках зазначено: 5В 1,5А. Це означає стабілізує він саме напруга і саме до 5В. 1,5А - це максимальний струм, який може проводити стабілізатор. Пікова сила струму. Тобто від може віддати і 3 міліампера, і 0,5 ампер, і 1 ампер. Стільки, скільки струму вимагає навантаження. Але не більше півтора. Це головна відмінність стабілізатора напруги від стабілізатора струму.

Види стабілізаторів напруги

Розрізняють всього 2 основних типи стабілізаторів напруги:

• лінійні
• імпульсні

Лінійні стабілізатори напруги

Наприклад, мікросхеми КРЕНабо, LM1117, LM350.

До речі, КРЕН - це не абревіатура, як багато хто думає. Це скорочення. Радянська мікросхема-стабілізатор, аналогічна LM7805 мала позначення КР142ЕН5А. Ну а ще є КР1157ЕН12В, КР1157ЕН502, КР1157ЕН24А і купа інших. Для стислості все сімейство мікросхем стали називати «КРЕН». КР142ЕН5А тоді перетворюється в КРЕН142.

Радянський стабілізатор КР142ЕН5А. Аналог LM7805.

стабілізатор LM7805

Найбільш поширений вид. Недолік їх в тому, що вони не можуть працювати на напрузі нижче, ніж заявлена ​​вихідна напруга. Якщо стабілізує напругу на 5 вольтах, то на вхід йому подати потрібно як мінімум на півтора вольта більше. Якщо подати менше 6,5 В, то вихідна напруга «просяде», і ми вже не отримаємо 5 В. Ще один мінус лінійних стабілізаторів - сильне нагрівання при навантаженні. Власне, в цьому і полягає принцип їх роботи - все, що вище стабилизируемого напруги, просто перетворюється в тепло. Якщо ми на вхід подамо 12 В, то 7 витратяться на нагрів корпусу, а 5 підуть споживачеві. Корпус при цьому нагріється настільки сильно, що без радіатора мікросхема просто згорить. З усього цього випливає ще один серйозний недолік - лінійний стабілізатор не варто застосовувати в пристроях з живленням від батарейок. Енергія батарейок буде витрачатися на нагрів стабілізатора. Всіх цих недоліків позбавлені імпульсні стабілізатори.

Імпульсні стабілізатори напруги

імпульсні стабілізатори- позбавлені недоліків лінійних, а й коштують дорожче. Це вже не просто мікросхема з трьома висновками. Виглядають вони, як плата з детальками.

Один з варіантів виконання імпульсного стабілізатора.

імпульсні стабілізаторибувають трьох видів: понижуючі, що підвищують і всеїдні. Найбільш цікаві - всеїдні. Незалежно від напруги на вході, на виході буде саме те, що нам потрібно. Всеїдні імпульсніку все одно, що на вході напруга нижче або вище потрібного. Він сам автоматом перемикається в режим підвищення або зниження напруги і тримає заданий на виході. Якщо в характеристиках заявлено, що стабілізатора на вхід можна подати від 1 до 15 вольт і на виході буде стабільно 5, то так воно і буде. Крім того, нагрів імпульсних стабілізаторівнастільки незначний, що в більшості випадків їм можна знехтувати. Якщо ваша схема буде харчуватися від батарейок або розміщуватися в закритому корпусі, де сильне нагрівання лінійного стабілізатора неприпустимий - ставте імпульсний. Я використовую настроюються імпульсні стабілізатори напруги за копійки, які замовляю з Aliexpress. Купити можна.

Добре. А що зі стабілізатором струму?

Не відкрию Америку, якщо скажу, що стабілізатор струмустабілізує струм.
Струмові стабілізатори ще іноді називають світлодіодним драйвером. Зовні вони схожі на імпульсні стабілізатори напруги. Хоча сам стабілізатор - маленька мікросхема, а все інше потрібно для забезпечення правильного режиму роботи. Але зазвичай драйвером називають всю схему відразу.

Приблизно так виглядає стабілізатор струму. Червоним кружком обведена та сама схема, яка і є стабілізатором. Все інше на платі - обв'язка.

Отже. Драйвер задає струм. Стабільно! Якщо написано, що на виході буде струм в 350мА, то буде саме 350мА. А ось напруга на виході може змінюється в залежності від необхідного споживачем напруги. Не будемо вдаватися в нетрі теорії про те. як все це працює. Просто запам'ятаємо, що ви напругу не регулюєте, драйвер зробить все за вас виходячи з споживача.

Ну так і навіщо все це потрібно то?

Тепер ви знаєте, чим стабілізатор напруги відрізняється від стабілізатора струму і можете орієнтуватися в їх різноманітті. Можливо, вам так і не стало зрозуміло, навіщо ці штуки потрібні.

Приклад: ви хочете живити 3 світлодіода від бортової мережі автомобіля. Як ви можете дізнатися з, для світлодіода важливо контролювати саме силу струму. Використовуємо найпоширеніший варіант з'єднання світлодіодів: послідовно з'єднані 3 світлодіода і резистор. Напруга харчування - 12 вольт.

Резистором ми обмежуємо струм на світлодіоди, щоб вони не згоріли. Падіння напруги на світлодіоді нехай буде у нас 3.4 вольта.
Після першого світлодіода залишається 12-3.4 = 8.6 вольт.
Нам поки вистачає.
На другому загубиться ще 3.4 вольта, тобто залишиться 8.6-3.4 = 5.2 вольта.
І для третього світлодіода теж вистачить.
А після третього залишиться 5.2-3.4 = 1.8 вольта.
При бажанні додати четвертий світлодіод - вже не вистачить.
Якщо напруга живлення підняти до 15В, то тоді вистачить. Але тоді і резистор теж треба буде перерахувати. Резистор - найпростіший стабілізатор (обмежувач) струму. Їх часто ставлять на ті ж стрічки і модулі. У нього є мінус - чим нижче напруга, тим менше буде і ток на світлодіоді (закон Ома, з ним не посперечаєшся). Значить, якщо вхідна напруга нестабільно (в автомобілях зазвичай так і є), то попередньо потрібно стабілізувати напругу, а потім можна обмежити резистором струм до необхідних значень. Якщо використовуємо резистор, як струмовий обмежувач там, де напруга не стабільне, потрібно стабілізувати напругу.

Варто пам'ятати, що резистори має сенс ставити тільки до певної сили струму. Після деякого порога резистори починають сильно грітися і доводиться ставити більш потужні резистори (навіщо резистору потужність розказано в про цей прилад). Тепловиділення росте, ККД падає.

Теж називають світлодіодним драйвером. Часто ті, хто не сильно розбирається в цьому, стабілізатор напруги називають просто драйвером світлодіодів, а імпульсний стабілізатор струму - хорошимсвітлодіодним драйвером. Він видає відразу стабільну напругу і струм. І майже не нагрівається. Ось так він виглядає:

Для багатьох споживачів стабілізатор напруги досі асоціюється з галасливою деренчливої ​​коробкою, встановленої поблизу лампового телевізора радянської епохи, який, крім іншого, з успіхом міг би виконувати ще й роль обігрівача невеликого приміщення. І навіть коли під час грози виходить з ладу дорогий пристрій, не у кожного з'являється розуміння того, що при використанні хорошого стабілізатора такого б не сталося.

Стабілізатор напруги забезпечить захист електрообладнання від коливань напруги, що дозволить:

● продовжити термін служби дорогої техніки і апаратури;

● запобігти передчасному виходу побутової техніки та електроніки з ладу;

● заощадити електроенергію, оскільки на знижених напругах електроприлади починають споживати більше потужності.

Для яких побутових електроприладів потрібні стабілізатори?

Згідно ГОСТ, в російських електромережах допустимі відхилення в мережі до 10%. Це в теорії. Насправді ж в нашій країні ГОСТ так і залишається поняттям суто теоретичним, і відхилення всього в 10% можуть бути тільки у великих містах, і то в центральних районах. Для приватного сектора, віддалених мікрорайонів і тим більше для сільської місцевості відхилення в 10% - це розкіш. Всьому виною так і не модернізовані електромагістралі, розраховані на потреби громадян 80-х років.

У підсумку на практиці виходить так, що при найменшому штормі або зварювальних роботах поблизу навіть найсучасніші моделі побутової техніки в будинках згорають, і не рятують відомі в народі "пілоти". Крім того, в російських реаліях прямим наслідком нестабільної напруги в мережі є скорочення термінів служби електроприладів та електроніки, в порівнянні з заявленими виробником.

З огляду на реальну обстановку з російським електрикою, можна з упевненістю заявити, що 90% побутової техніки та електроніки вимагають стабілізації напруги, а саме:

● телевізори, оскільки вхідний діапазон їх вбудованих імпульсних блоків живлення в більшості випадків більш вузький, ніж розбіг напружень в домашній мережі, в результаті чого ні блок живлення, ні запобіжники не захищають пристрій від короткочасних, але критичних стрибків напруги;

● холодильники, оскільки в них вбудовані від одного до двох компресорів, що працюють на асинхронних двигунах, обмотка яких гріється, а потім і перегорає при напрузі нижче 210 В;

● кондиціонери, мікрохвильові печі, пральні машини, насоси - гріються і горять по тій же причині, що і холодильники, плюс при зниженому або підвищеному напрузі відбуваються збої в роботі їх електронних блоків;

● електроприлади, оснащені нагрівальними елементами, - обігрівачі, сучасні електроплити і духові шафи, водонагрівачі - на зниженій напрузі намагаються збільшити струм, в зв'язку з чим споживають більше потужності, але виділяють менше теплової енергії;

● комп'ютерна техніка - підвисає при низькій напрузі і виходить з ладу при високому.

Виходить досить значний список домашніх пристроїв, які дійсно потребують якісного стабілізаторі напруги.

Який стабілізатор напруги вибрати?

В даний час на ринку існує великий вибір стабілізаторів, відмінних за типом регулювання вихідної напруги: електромеханічні, релейні, тиристорні або сімісторних, а також інверторні. Всі вони мають різні значення таких параметрів, як швидкість регулювання, граничний діапазон вхідної напруги, точність стабілізації, рівень видаваного шуму при роботі, проте будь-який з них здатний скорегувати напруга до того діапазону, в якому побутова техніка і електроніка як мінімум не буде згоряти. Проте, при підборі пристрою в кожному конкретному випадку потрібно заздалегідь визначитися з необхідними значеннями зазначених параметрів і вибрати максимально відповідний їм прилад. Це дозволить як забезпечити відповідний рівень захисту підключається до стабілізатора обладнання, так і заощадити, не купивши рішення з кращими характеристиками, ніж потрібно. Якщо ж ви хочете придбати найсучаснішу модель, з якої можна забути про будь-які проблеми з якістю напруги, то вам, очевидно, варто зробити вибір на користь інверторних стабілізаторів напруги, які відрізняються миттєвим швидкодією, високою точністю і найширшим діапазоном допустимого вхідного напруги. Дані прилади природно трохи дорожче рішень старого покоління, але така в общем-то невелика інвестиція в хороший стабілізатор дозволить гарантовано зберегти більш серйозні вкладення в дорогу техніку.

Стабілізатори напруги - це досить цікаві прилади. Коли давним-давно, ще в радянську епоху масового будівництва «хрущовок» і «брежневок» такий прилад був майже обов'язковим сусідом телевізора: вважалося, що включати «квадратного друга» прямо в розетку загрожує. Потім телевізори все-таки стали включати в мережу «прямо так» - і нічого ... Стабілізатори перетворилися в релікти - але ненадовго. З появою в побуті побутових комп'ютерів стабілізатори повернулися і знову зайняли своє почесне місце - на цей раз у вигляді колодок з декількома розетками. Навіщо ж потрібні стабілізатори напруги і чому вони повернулися? Спробуємо відповісти на це питання ...

Навіщо вони були потрібні вчора ...

Почнемо з того, навіщо стабілізатори напруги були потрібні колись ... Тут відповідь більш-менш простий - ті, хто заселявся в нові квартири в 60-70-х роках минулого століття, можливо і самі ще пам'ятають, що в перші кілька місяців (а то і років) коливання напруги в побутовій мережі сильно відхилялися від покладених 220 вольт. Що було помітно неозброєним оком - лампочки час від часу починали світити упівсили, а іноді перегорали; зображення на екрані чорно-білих ще телеприймачів при цьому теж блідло і ставало ледь помітним.

Причиною таких неприємностей було, як правило, підключення до мережі маси нових споживачів, при якому вихідна напруга з трансформаторних підстанцій поділялося на сильно більше число - і від того падало з 220 до 210, а то і 200 вольт. І навпаки - коли споживачі від мережі масово відключалися (наприклад - вимикали все, що можна, йдучи на роботу), то напруга в мережі могло надовго підскочити до 240, а то і 250 вольт.

В таких умовах стабілізатори напруги були і справді необхідні. Причому найперші з них не були навіть автоматичними - вони представляли собою звичайний трансформатор, по зовнішньої обмотці якого треба було вручну переміщати клему.

Згодом вони поступилися місцем Ферорезонансні стабілізаторів, а коли в кольорових телевізорах стали монтувати імпульсні блоки живлення, потреба в таких стабілізаторах напруги і зовсім відпала - благо, що і сильні коливання напруги в міській електромережі пішли в минуле. Зараз ці коливання не перевищують, як правило 5%, тривають не більше хвилини і спостерігаються, в основному, в сільській місцевості.

Навіщо вони потрібні сьогодні

Проте, в кінці 90-х стабілізатори напруги повернулися знову. Їх повернення було пов'язано з масовим поширенням побутових комп'ютерів, для яких навіть і недовгі коливання напруги могли виявитися фатальними. На стабілізатори напруги знову виник попит - і в численних магазинах комп'ютерних аксесуарів знову з'явилися многорозеточние колодки ...

... які насправді часто-густо стабілізаторами напруги зовсім не були, оскільки відрізнялися від набору звичайних розеток тільки наявністю паралельно вставленого конденсатора (іноді в поєднанні з котушкою індуктивності). Який і справді міг «підрізати» окремі коливання напруги при загальній частоті 50 Гц - ото й тільки. Втім, для більшості персональних комп'ютерів, теж оснащених імпульсними блоками живлення (ІБП), цього було достатньо.

Парадоксально, але факт - як раз самі, на перший погляд «ніжні» прилади - комп'ютери та телевізори - переносять коливання напруги в мережі найкраще і найменше потребують справжніх стабілізаторах напруги.

Проте, електроприлади, яким потрібен стабілізатор напруги, в наших будинках є - і в чималих кількостях. Це перш за все нові холодильники останніх моделей - вони часто мають мікропроцесорне управління, яке повинно забезпечувати ефективну роботу компресора. А мікропроцесори дуже погано переносять перепади напруги. Та ж картина спостерігається і з пральними машинами - особливо з тими, які розраховані на роботу при напрузі 380 вольт. Погано переносять перепади напруги також мікрохвильовки і посудомийні машини. Ну і не варто забувати ще й про електроприладах на дачах і в заміських будинках - в тому числі і тих, що відповідають за роботу опалювальних котлів.

Як працюють стабілізатори?

Загалом, принцип роботи стабілізаторів напруги залишився таким же, як і був: вони як і раніше представляють собою трансформатор, на одну обмотку якого подається електрика з розетки (яке може мати напругу і 198 і 240 вольт), а з іншого - «знімається» саме 220 вольт. Потрібне напруження при цьому виходить за рахунок зміни числа витків на «домашній» обмотці, з якого напруга подається.

Тому по суті головна відмінність між стабілізаторами напруги зводиться до тому, як саме буде змінюватися робоче число витків на «домашній» обмотці - плавно або стрибками.

Регулювання напруги «стрибками» забезпечують релейні стабілізатори.

У таких стабілізаторах на «домашній» обмотці робляться висновки до реле, розрахованим на 220 вольт. Якщо «домашнє» напруга буде вищою 220 - то кілька реле відключаються, зменшуючи кількість робочих витків на домашній обмотці - і «домашнє» напруга падає. Швидкість спрацьовування реле складає від 10 до 20 мілісекунд, а підвищення-зниження напруги при кожному спрацьовуванні може бути в різних моделях стабілізаторів від 1 до 5 вольта.

Головним достоїнством релейних стабілізаторів є надійність і простота конструкції, а головним недоліком - деякий власне споживання. Адже «домашній» струм проходить через обмотки всіх реле і при цьому витрачається - і чим більше реле в схемі, тим більше витрата.

Плавне регулювання напруги можуть забезпечити тиристорні стабілізатори, схема яких буде виглядати приблизно так.

За схемою неважко помітити, що тиристорний стабілізатор - це, по суті, теж перетворювач змінного струму в постійний і назад. Плавність його роботи купується за рахунок використання набагато більшої кількості набагато більш дорогих деталей.
Так що якийсь з стабілізаторів напруги перевагу в конкретних умовах - вирішувати вам.

Багато людей стикалися з різкими стрибками напруги, в результаті яких всі побутові прилади в будинку виходять з ладу. Чи можна якось їм запобігти і захистити дорогі пристрої від поломки? У цій статті ми розберемо,, які вони бувають і як працюють.

Сучасні електромережі, на жаль, не забезпечують постійну напругу в розетці. Залежно від місця проживання, кількості абонентів і потужності пристроїв на одній лінії напруга може сильно коливатися в межах від 180 до 240 вольт.

Сучасний стабілізатор виглядає так

Але більшість нинішньої електроніки вкрай негативно ставиться до подібних експериментів, оскільки межа для неї скачки до + -10 вольт. Наприклад, телевізор або комп'ютер може просто вимикатися, якщо напруга впаде до 210, що відбувається досить часто, особливо у вечірній час.

Розраховувати на те, що в найближчі роки електромережі будуть модернізовані, годі й говорити. Тому громадянам потрібно самостійно подбати про "вирівнюванні" напруги і захисту електромереж. Все, що для цього потрібно - придбати стабілізатор.

Що це таке

Стабілізатором називається пристрій, який вирівнює напругу в мережі, подаючи на пристрій необхідні 220 вольт. Більшість сучасних недорогих стабілізаторів працює в діапазоні ± 10% від шуканого показника, тобто "вирівнюючи" скачки в діапазоні від 200 до 240 вольт. Якщо у вас спостерігаються більш серйозні просідання, то потрібно підбирати пристрій дорожче - деякі моделі здатні "витягувати" лінію від 180 вольт.

Сучасні стабілізатори напруги це невеликі пристрої, які працюють абсолютно беззвучно, і не дзижчать, як їх "предки" з СРСР. Вони можуть працювати в мережі 220 і 380 вольт (потрібно підбирати при покупці).

Крім падіння напруги якісні стабілізатори "очищають" лінію від сміттєвих імпульсів, перешкод і перевантажень. Ми рекомендуємо вам обов'язково користуватися подібними пристроями в побуті, встановлюючи їх на вході в квартиру або, як мінімум, на кожен важливий побутовий прилад (котел, робочий комп'ютер тощо). Але краще все-таки не ризикувати дорогою технікою, а придбати нормальне компенсаційна пристрій.

Тепер, коли ви знаєте,подумайте, скільки грошей він може вам заощадити. Одночасно в квартирі працює велика кількість техніки - пральна машина, комп'ютер, телевізор, посудомийка, заряджається телефон та ін. Якщо відбудеться стрибок, то все це може вийти з ладу, і збиток буде завдано на десятки, а то і сотні тисяч рублів. Довести в суді, що причиною поломки техніки став стрибок напруги, практично неможливо,тому вам доведеться оплачувати ремонт і купувати нову на свої гроші.

види стабілізаторів

На даний момент існує три типи стабілізаторів, що відрізняються один від одного за принципом вирівнювання:

1. Цифрові.
2. Релейні.
3. Сервопривідні.

Найбільш практичними, зручними і надійними вважаються цифрові або електронні пристрої. Вони працюють за рахунок наявності тиристорних ключів. Основна перевага таких систем - мінімальний час спрацьовування, абсолютна безшумність, невеликі розміри. З мінусів - ціна, вони зазвичай на 30-50% дорожче інших пристроїв.

Релейні системи відносяться до середнього цінового сегменту. Вони працюють за рахунок комутації силових реле, що включають і вимикають відповідні обмотки на трансформаторі.Релейні стабілізатори напруги для будинку вважаються оптимальними. Основні плюси пристрої - доступні ціни, швидка швидкість спрацьовування. Мінус - нетривалий термін служби. Звичайне реле витримує приблизно 40-50 тисяч переключень, після чого контакти зношуються і починають залипати. Якщо у вас досить стабільна мережа, то релейний система пропрацює у вас кілька років. Але якщо провали трапляються кілька разів на день, то воно може вийти з ладу за півтора-два роки.

Пристрої сервоприводного типу мають низьку вартість і працюють за рахунок зміни кількості задіяних трансформатором витків. Їх перемикання відбувається за рахунок руху сервоприводу, переключающего контакт, як на реостате. Основний плюс цих систем - доступна ціна. Мінус - низька надійність і довгий час спрацьовування.

Як правильно вибрати

Тепер ви знаєте,для дому. Розглянемо, як правильно вибирати пристрої.

Насамперед вам потрібно визначити, яка кількість пристроїв одночасно буде працювати. Наприклад, якщо ви на кухні, то включаєте електрочайник, мікрохвильову піч і посудомийку. У залі - це телевізор і комп'ютер, у ванній пралка. При цьому в квартирі не виключаючи працює холодильник і котел індивідуального опалення - ці пристрої також споживають 200-300 ват.

Дізнатися потужність пристроїв можна за паспортом. Але обов'язково враховуйте, що виробники вказують активну потужність, а не реальну.

Увага:для правильного підрахунку треба знати повну потужність установки, а не її робочий режим. Холодильник при роботі споживає 100 ват на годину, але при старті двигун вимагає 300-500 ват реактивної енергії. Тому завжди беріть пристрій із запасом.

Наприклад, споживання вашої квартири становить 2000 ват. Це цілком реальна цифра для класичної "двушки" з сучасною технікою, причому не обладнаної потужними споживачами типу бойлера, електродуховки та конфорка. Щоб врахувати повну потужність, потрібно додати 20%. Також ви повинні розуміти, що якщо мережа просаживается на 20 вольт, то трансформатор втрачає 20% своєї потужності. В результаті сумарний запас досягне 30-40%, і вам потрібно буде купувати стабілізатор потужністю 2000 * 0,4 + 2000 = 2800-ватна пристрій.

Це вся необхідна інформація простабілізатор напруги: що це таке і як він працює ви тепер знаєте. Залишилося розібратися, як же його правильно підключити. Встановлювати його рекомендується відразу за лічильником, до електричного щитка, хоча можна чіпляти і окремо на потрібні лінії. Пристрій необхідно заземлити, щоб в разі проблем воно повело ток і захистило вашу техніку. Для підключення краще запросити досвідченого електрика.