Стабилизатор схема: Схема стабилизатора напряжения — простой расчёт

Содержание

Схема стабилизатора напряжения - простой расчёт

Чаще всего радиотехнические устройства для своего функционирования нуждаются в стабильном напряжении, не зависящем от изменений сетевого питания и от тока нагрузки. Для решения этих задач используются компенсационные и параметрические устройства стабилизации.

Параметрический стабилизатор

Его принцип работы заключается в свойствах полупроводниковых приборов. Вольтамперная характеристика полупроводника – стабилитрона показана на графике.

Во время включения стабилитрона свойства подобны характеристике простого диода на основе кремния. Если стабилитрон включить в обратном направлении, то электрический ток сначала будет расти медленно, но при достижении некоторой величины напряжения наступает пробой. Это режим, когда малый прирост напряжения создает большой ток стабилитрона. Пробойное напряжение называют напряжением стабилизации. Во избежание выхода из строя стабилитрона, течение тока ограничивают сопротивлением. При колебании тока стабилитрона от наименьшего до наибольшего значения, напряжение не изменяется.

На схеме показан делитель напряжения, который состоит из балластного сопротивления и стабилитрона. К нему параллельно подключена нагрузка. Во время изменения величины питания меняется и ток резистора. Стабилитрон берет изменения на себя: меняется ток, а напряжение остается постоянным. При изменении резистора нагрузки ток изменится, а напряжение останется постоянным.

Компенсационный стабилизатор

Прибор, рассмотренный ранее очень простой по конструкции, но дает возможность подключать питание прибора с током, который не превышает наибольшего тока стабилитрона. Вследствие этого используют приборы, стабилизирующие напряжение, и получившие название компенсационных. Они состоят из двух видов: параллельные и последовательные.

Называется прибор по методу подключения элементу регулировки. Обычно используются компенсационные стабилизаторы, относящиеся к последовательному виду. Его схема:

Элементом регулировки выступает транзистор, соединенный последовательно с нагрузкой. Напряжение выхода равняется разности значения стабилитрона и эмиттера, которое составляет несколько долей вольта, поэтому считается, что выходное напряжение равно стабилизирующему напряжению.

Рассмотренные приборы обоих типов имеют недостатки: невозможно получить точную величину напряжения выхода и производить регулировку во время работы. Если нужно создать возможность регулирования, то стабилизатор компенсационного вида изготавливают по схеме:

В этом приборе регулировка осуществляется транзистором. Основное напряжение выдает стабилитрон. Если напряжение выхода повышается, база транзистора получается отрицательной в отличие от эмиттера, транзистор откроется на большую величину и ток возрастет. Вследствие этого, напряжение отрицательного значения на коллекторе станет ниже, так же как и на транзисторе. Второй транзистор закроется, его сопротивление повысится, напряжение выводов повысится. Это приводит к снижению напряжения выхода и возвращению к бывшему значению.

При снижении напряжения выхода проходят подобные процессы. Отрегулировать точное напряжение выхода можно резистором настройки.

Стабилизаторы на микросхемах

Такие устройства в интегральном варианте имею повышенные характеристики параметров и свойств, которые отличаются от подобных приборов на полупроводниках. Также они обладают повышенной надежностью, небольшими габаритами и весом, а также небольшой стоимостью.

Последовательный стабилизатор

  • 1 – источник напряжения;
  • 2 – Элемент регулировки;
  • 3 – усилитель;
  • 4 – источник основного напряжения;
  • 5 – определитель напряжения выхода;
  • 6 – сопротивление нагрузки.

Элемент регулировки выступает в качестве изменяемого сопротивления, подключенного по последовательной схеме с нагрузкой. При колебании напряжения меняется сопротивление элемента регулировки так, что происходит компенсация таких колебаний. Воздействие на элемент регулировки производится по обратной связи, которая содержит элемент управления, источник основного напряжения и измеритель напряжения. Этот измеритель является потенциометром, с которого приходит часть напряжения выхода.

Обратная связь регулирует напряжение выхода, использующееся для нагрузки, напряжение выхода потенциометра становится равным основному напряжению. Колебания напряжения от основного создает некоторое падение напряжения на регулировке. Вследствие этого, измеряющим элементом в определенных границах можно осуществлять регулировку напряжения выхода. Если стабилизатор планируется изготовить на определенную величину напряжения, то измеряющий элемент создается внутри микросхемы с компенсацией температуры. При наличии большого интервала напряжения выхода, измеряющий элемент выполняется за микросхемой.

Параллельный стабилизатор

  • 1 – источник напряжения;
  • 2 –элемент регулирующий;
  • 3 – усилитель;
  • 4 – источник основного напряжения;
  • 5 – измерительный элемент;
  • 6 – сопротивление нагрузки.

Если сравнить схемы стабилизаторов, то прибор последовательного вида имеет повышенный КПД при неполной загрузке. Прибор параллельного вида расходует неизменную мощность от источника и выдает ее на элемент регулировки и нагрузку. Стабилизаторы параллельные рекомендуется использовать при неизменных нагрузках при полной загруженности. Стабилизатор параллельный не создает опасности при КЗ, последовательный вид при холостом ходе. При неизменной нагрузке оба прибора создают высокий КПД.

Стабилизатор на микросхеме с 3-мя выводами

Инновационные варианты схем стабилизаторов последовательного вида выполнены на 3-выводной микросхеме. Вследствие того, что есть всего лишь три вывода, их проще использовать в практическом применении, так как они вытесняют остальные виды стабилизаторов в интервале 0,1-3 ампера.

  1. U вх – необработанное напряжение входа;
  2. U вых –напряжение выхода.

Можно не использовать емкости С1 и С2, однако они позволяют оптимизировать свойства стабилизатора. Емкость С1 применяется для создание стабильности системы, емкость С2 нужна по той причине, что внезапное повышение нагрузки нельзя отследить стабилизатором. В таком случае поддержка тока осуществляется емкостью С2. Практически часто применяются микросхемы серии 7900 от компании Моторола, которые стабилизируют положительную величину напряжения, а 7900 – величину со знаком минус.

Микросхема имеет вид:

Для увеличения надежности и создания охлаждения стабилизатор монтируют на радиатор.

Стабилизаторы на транзисторах

На 1-м рисунке схема на транзисторе 2SC1061.

На выходе прибора получают 12 вольт, на напряжение выхода зависит прямо от напряжения стабилитрона. Наибольший допустимый ток 1 ампер.

При применении транзистора 2N 3055 наибольший допускаемый ток выхода можно повысить до 2 ампер. На 2-м рисунке схема стабилизатора на транзисторе 2N 3055, напряжение выхода, как и на рисунке 1 зависит от напряжения стабилитрона.

  • 6 В — напряжение выхода, R1=330, VD=6,6 вольт
  • 7,5 В — напряжение выхода, R1=270, VD = 8,2 вольт
  • 9 В — напряжение выхода, R1=180, Vd=10

На 3-м рисунке – адаптер для автомобиля – аккумуляторное напряжение в автомобиле равно 12 В. Для создания напряжения меньшего значения применяют такую схему.

Виды и схемы стабилизаторов напряжения

Автор: Александр Старченко

Приборы для стабилизации напряжения сети применяются уже не одно десятилетие. Многие модели давно не используются, а другие пока не нашли широкого распространения, несмотря на высокие характеристики. Схема стабилизатора напряжения не является чем-то слишком сложным. Принцип работы и основные параметры различных стабилизаторов следует знать тем, кто ещё не определился с выбором.

Содержание:

  1. Виды стабилизаторов напряжения

Виды стабилизаторов напряжения

В настоящее время применяются следующие виды стабилизаторов:

  • Феррорезонансные;
  • Сервоприводные;
  • Релейные;
  • Электронные;
  • Двойного преобразования.

Большой выбор стабилизаторов напряжения отечественного производства от компании «Энергия», вы найдете на сайте официального представителя ВольтМаркет. ру.

Феррорезонансные стабилизаторы конструктивно являются самыми простыми устройствами. Они состоят из двух дросселей и конденсатора и работают на принципе магнитного резонанса. Стабилизаторы такого типа отличаются высокой скоростью срабатывания, очень большим сроком эксплуатации и могут работать в широком диапазоне напряжения на входе. В настоящее время их можно встретить в медицинских учреждениях. В быту практически не применяются.

Принцип действия сервоприводного или электромеханического стабилизатора основан на изменении величины напряжения с помощью автотрансформатора. Устройство отличается исключительно высокой точностью установки напряжения. Вместе с тем скорость стабилизации самая низкая. Электромеханический стабилизатор может работать с очень большими нагрузками.

Релейный стабилизатор так же имеет в своей конструкции трансформатор с секционированной обмоткой. Выравнивание напряжения осуществляется с помощью группы реле, которые срабатывают по командам с платы контроля напряжения. Прибор имеет относительно высокую  скорость стабилизации, но точность установки заметно ниже за счёт дискретного переключения обмоток.

Электронный стабилизатор работает по такому же принципу, только секции обмотки регулирующего трансформатора переключаются не с помощью реле, а силовыми ключами на полупроводниковых приборах. Точность электронного и релейного стабилизатора приблизительно одинаковая, но скорость электронного устройства заметно выше.

Стабилизаторы двойного преобразования, в отличие  от других моделей, не имеют в своей конструкции силового трансформатора. Коррекция напряжения осуществляется на электронном уровне. Устройства этого типа отличаются высокой скоростью и точностью, но их стоимость намного выше, чем у других моделей. Стабилизатор напряжения 220 вольт своими руками, несмотря на кажущуюся сложность, может быть реализован именно на инверторном принципе.

Электромеханический стабилизатор

Сервоприводный стабилизатор состоит из следующих узлов:

  • Входной фильтр;
  • Плата измерения напряжения;
  • Автотрансформатор;
  • Серводвигатель;
  • Графитовый скользящий контакт;
  • Плата индикации.

 

В основе работы электромеханического стабилизатора лежит принцип регулировки напряжения путём изменения коэффициента трансформации. Это изменение осуществляется перемещением графитового контакта по свободной от изоляции обмотке трансформатора. Перемещение контакта осуществляется серводвигателем.

Напряжение сети поступает на фильтр, состоящий из конденсаторов и ферритовых дросселей. Его задача максимально очистить приходящее напряжение от высокочастотных и импульсных помех. В плате измерения напряжения заложен определённый допуск. Если напряжение сети в него укладывается, то оно сразу поступает на нагрузку.

При отклонении напряжения сверх допустимого, плата измерения напряжения подаёт команду на узел управления серводвигателем, который перемещает контакт в сторону увеличения или уменьшения напряжения. Как только величина напряжения придёт в норму, серводвигатель останавливается. Если напряжение сети нестабильно и часто изменяется, сервопривод может отрабатывать процесс регулирования практически постоянно.

Схема подключения стабилизатора напряжения малой мощности не представляет ничего сложного, поскольку на корпусе установлены розетки, а включение в сеть осуществляется шнуром с вилкой. На более мощных устройствах сеть и нагрузка подключаются с помощью винтовой колодки.

Большой выбор стабилизаторов напряжения отечественного производства от компании «Энергия», вы найдете на сайте официального представителя ВольтМаркет.ру.

Релейный стабилизатор

В релейном стабилизаторе имеется почти такой же набор основных узлов:

  • Сетевой фильтр;
  • Плата контроля и управления;
  • Трансформатор;
  • Блок электромеханических реле;
  • Устройство индикации.

 

В этой конструкции коррекция напряжения осуществляется ступенчато, с помощью  реле. Обмотка трансформатора разделена на несколько отдельных секций, каждая из которых  имеет отвод. Релейный стабилизатор напряжения имеет несколько ступеней регулирования, число которых определяется количеством установленных реле.

Подключение секций обмотки, а, следовательно, и изменение напряжения может осуществляться либо аналоговым, либо цифровым способом. Плата управления, в зависимости от изменения напряжения на входе, подключает необходимое количество реле для обеспечения напряжения на выходе, соответствующего допуску. Стабилизаторы релейного типа имеют самую низкую цену среди этих приборов.

Пример схемы релейного стабилизатора

Еще одна схема стабилизатора релейного типа

Электронный стабилизатор

Принципиальная схема стабилизатора напряжения этого типа имеет лишь небольшие отличия от конструкции с электромагнитными реле:

  • Фильтр сети;
  • Плата измерения напряжения и управления;
  • Трансформатор;
  • Блок силовых электронных ключей;
  • Плата индикации.

Большой выбор стабилизаторов напряжения отечественного производства от компании «Энергия», вы найдете на сайте официального представителя ВольтМаркет.ру.

 

Принцип работы электронного стабилизатора не отличается от принципа работы релейного устройства. Единственное отличие заключается в применении электронных ключей вместо реле. Ключи представляют собой управляемые полупроводниковые вентили – тиристоры и симисторы. Каждый из них имеет управляющий электрод, подачей напряжения на который вентиль можно открыть. В этот момент и происходит коммутация обмоток и изменение напряжения на выходе стабилизатора. Стабилизатор отличается хорошими параметрами и высокой надёжностью. Широкому распространению мешает высокая стоимость прибора.

Стабилизатор двойного преобразования

Это устройство, называемое так же инверторный стабилизатор, по своей конструкции и техническим решениям, полностью отличается от всех других моделей. В нем отсутствует  трансформатор и элементы коммутации. В основу его работы положен принцип двойного преобразования напряжения. Из переменного напряжения в постоянное, и обратно в переменное.

Схема инверторного стабилизатора напряжения 220в состоит из следующих узлов:

  • Фильтр сетевых помех;
  • Корректор мощности – выпрямитель;
  • Блок конденсаторов;
  • Инвертор;
  • Узел микропроцессора.

Напряжение сети, пройдя через фильтр, поступает на корректор – выпрямитель, где осуществляется первое преобразование. В блоке конденсаторов запасается энергия, которая будет необходима при пониженном напряжении.

Обычно инвертор выполняется по схеме с использованием ШИМ контроллера. Дополнительное питание необходимо для питания микропроцессора, который управляет всей работой стабилизатора.

Большой выбор стабилизаторов напряжения отечественного производства от компании «Энергия», вы найдете на сайте официального представителя ВольтМаркет.ру.

Это устройство отличается уникальными параметрами, поскольку инверторный стабилизатор не изменяет величину напряжения сети, а заново его генерирует. Это позволяет получить напряжение высокого качества со стабильной частотой.

На базе инверторного принципа может быть реализована схема регулируемого стабилизатора напряжения. В этом случае можно на схемном уровне рассчитать величину напряжения на входе, которая может быть практически любой, а стабилизатор будет выдавать 220В.

С этим читают:

Понравилась статья? Поделись с друзьями в соц сетях!

Схемы стабилизаторов напряжения и тока

  Стабилизированные источники питания необходимы для обеспечения независимости параметров электронного устройства от изменений питающего напряжения. Практически в любой современной аппаратуре имеется стабилизатор напряжения, а то и несколько. В таких устройствах часто применяются операционные усилители ( ОУ ), с помощью которых решить эту задачу просто и эффективно с точностью регулировки и стабильности в диапазоне 0,01…0,5 %, причём ОУ легко встраивать в традиционные стабилизаторы напряжения и тока.
Простейший стабилизатор напряжения представляет собой усилитель постоянного тока, на вход которого подано постоянное напряжение стабилитрона или часть его. Нагрузочная способность такого стабилизатора определяется силой максимального выходного тока ОУ.
Следящие стабилизаторы, как правило, работают на принципе сравнения опорного и выходного напряжений, усиления их разности и управления электропроводностью регулирующего транзистора.

   Стабилизатор по схеме Рис.1 выдаёт напряжение Uвых большее, чем опорное напряжение стабилитрона VD1, а стабилизатор Рис.2 – меньшее. Стабилизаторы питаются от одного источника. С помощью эмиттерного повторителя VT2 увеличивают ток нагрузки, в нашем примере – до 100 мА, но можно и более с составным повторителем на мощном транзисторе.

Транзистор VT1 защищает выходной транзистор VT2 от перегрузок по току, причём датчиком тока служит резистор R8 небольшого сопротивления, включённый в цепь эмиттера транзистора VT2. Когда падение напряжения на нём превысит Uб-э=0,6 В, откроется транзистор VT1 и зашунтирует эмиттерный переход транзистора VT2. При токах нагрузки до 10…15 мА резисторы R7, R8 и транзисторы VT1, VT2 можно не ставить. Отметим, что в стабилитронах по схемам на Рис.1, 2 входное напряжение не должно превышать максимально допустимой суммы напряжений питания.

    На Рис.3а приведена схема подобного стабилизатора в котором ОУ включён таким образом, что он сам питается стабилизированным напряжением. Здесь дополнительно включены несколько элементов, улучшающих работу стабилизатора напряжения. Потенциал выхода ОУ DA1 смещён в сторону положительного напряжения с помощью стабилитрона VD3 и транзистора VT1. Выходной эмиттерный повторитель – составной ( VT2, VT3 ), а к базе защитного транзистора VT4 подключён делитель R4R5, что позволяет создать “падающую” характеристику ограничения тока перегрузки. Ток короткого замыкания не превышает 0,3 А.

Термокомпенсированный источник опорного напряжения выполнен на микросхеме К101КТ1А (DA2). Выходное напряжение стабилизатора, равное +15В, изменяется всего на 0,0002 % при изменении входного напряжения в пределах 19…30 В; при изменении тока нагрузки от нуля до номинального выходное напряжение падает лишь на 0,001%. В этом стабилизаторе подавление пульсаций входного напряжения частотой 100 Гц составляет 120 дБ. К достоинствам стабилизатора следует отнести также и то, что в отсутствии нагрузки потребляемый ток составляет около 10 мА. При скачкообразном изменении тока нагрузки выходное напряжение устанавливается с погрешностью 0,1% за время не более 5 мкс.

Практически нулевые пульсации напряжения на выходе может обеспечить стабилизатор по схеме Рис.4. Если движок переменного резистора R1 находится в верхнем (по схеме) положении, амплитуда пульсаций максимальна. По мере перемещения движка вниз амплитуда будет уменьшаться, так как напряжение пульсаций, поданное на инвертирующий вход ОУ через конденсатор С2, в противофазе складывается с выходным напряжением пульсаций. Примерно в среднем положении движка резистора R1 пульсации будут компенсированы.
В случае необходимости получения отрицательного выходного напряжения необходимо в качестве повторителя применить p-n-p транзистор, а также заземлить положительную шину питания ОУ. Но можно поступить по-другому, если в аппаратуре требуются стабилизированные напряжения разной полярности.

   На Рис.5 приведены две упрощённые схемы соединения стабилизаторов для получения выходных напряжения разного знака. В первом случае входная и выходная цепи имеют общую шину. Пусть, например, имеются только положительные стабилизаторы. Тогда в стабилизаторе по второй схеме можно применить, если оба канала по входным цепям гальванически развязаны, чтобы можно было заземлять положительный полюс нижнего (по схеме) стабилизатора. Источником опорного напряжения для одного из каналов служит стабилитрон, а для второго – выходное напряжение первого стабилизатора. Для этого необходимо включить делитель из двух резисторов между выводами +Uст и -Uст стабилизаторов и подвести напряжение средней точки делителя к неинвертирующему входу ОУ второго стабилизатора, заземлив инвертирующий вход ОУ. Тогда выходные напряжения двух стабилизаторов ( несимметричные в общем случае ) связаны и регулирование напряжений осуществляется одним переменным резистором.

В случае если необходимо иметь два питающих напряжения с заземлённой средней точкой, то можно применить активный делитель на ОУ с повторителями для увеличения нагрузочной способности (Рис. 6). Если R1=R2, то равны и выходные напряжения относительно заземлённой средней точки. Через выходные транзисторы VT1 и VT2 протекают полные токи нагрузки, а падение напряжения на участках коллектор – эмиттер равны половине входного напряжения. Это надо иметь в виду при выборе радиаторов охлаждения.

Ключевые стабилизаторы напряжения зарекомендовали себя наилучшим образом с точки зрения экономичности, так как КПД таких устройств всегда высокий. Несмотря на их сложность по сравнению с линейными стабилизаторами, только за счёт уменьшения размеров теплоотводящего радиатора проходного транзистора ключевой стабилизатор позволяет уменьшить габариты регулируемого мощного источника питания в два – три раза. Недостаток ключевых стабилизаторов заключается в повышении уровня помех. Однако рациональное конструирование, и когда весь блок выполнен в виде экранированного модуля с расположенной непосредственно на теплоотводе мощного транзистора платой управления, позволяет свести помехи к минимуму. Устранить “пролезание” высокочастотных помех в нестабилизированный источник первичного питания и нагрузку можно путём включения последовательно радиочастотных дросселей, рассчитанный на постоянный ток 1…3 А. В ключевых стабилизаторах напряжения с успехом применяются интегральные компараторы.

   На Рис. 7 приведена схема релейного стабилизатора на базе микросхемы К554СА2. Здесь компаратор DA1 работает от источников напряжения +12 и -6 В. Эта комбинация образована подключением вывода 11 положительного питания DA1 к эмиттеру транзистора VT1 (+18 В), вывода 2 – к стабилитрону VD6 (примерно +6 В), вывода 6 отрицательного питания – к нулевому потенциалу общей шины. Опорное напряжение стабилизатора формируется диодами VD3 – VD5, оно равно +4,5 В. Это напряжение подаётся на инвертирующий вход компаратора DA1, включённого по схеме детектора уровня с гистерезисной характеристикой из-за положительной обратной связи по цепи R5, R3. Цепь отрицательной обратной связи замыкается через усилительный транзистор VT2, ключевой элемент на транзисторах VT3, VT4 и фильтр L1C7. Глубину отрицательной обратной связи по выходному напряжению регулируют переменным резистором R4, в результате оно изменяется в пределах 4…20 В при минимальном входном нестабилизированном напряжении +23 В и максимальном – до +60 В с применением элементов, рассчитанных на такое напряжение. В то же время переменная составляющая выходного напряжения ( пульсации ) проходят без ослабления через конденсатор С4, поэтому регулирование выходного напряжения не приводит к пропорциональному изменению пульсаций.
Данный стабилизатор напряжения относится к числу автогенерирующих, когда в зависимости от входного напряжения и тока нагрузки, разряжающего накопительный конденсатор C7, автоматически меняется как период автоколебаний, так и время включённого состояния транзисторов VT3, VT4. Усилитель управления на компараторе DA1 и транзисторе VT2 открывает ключевой элемент в тот момент, когда потенциал инвертирующего входа станет меньше, чем потенциал неинвертирующего (опорного) входа. В этот момент напряжение на нагрузке падает несколько ниже заданного уровня стабилизации, т.е пульсирует. После включения транзисторов VT3, VT4 ток через дроссель L1 нарастает, его индуктивность и конденсатор С7 запасает энергию, так что потенциал инвертирующего входа повышается. Благодаря действию усилителя управления ключевой элемент закрывается. Затем фильтр L1C7 отдаёт некоторую часть запасённой энергии в нагрузку, причём полярность напряжения на дросселе L1 меняется и цепь питания замыкается через диод VD7. Как только напряжение на конденсаторе С7 станет ниже опорного на величину гистерезиса, вновь включаются транзисторы VT3, VT4. Далее циклы повторяются.

В качестве дросселя L1 можно применить дроссели фильтров промышленного изготовления, например из серий Д8, Д5 – плоские и др., среди которых выбирают типономинал с требуемой индуктивностью, рассчитанный на ток подмагничивания не менее ожидаемого тока нагрузки и пригодный к использованию на частотах до 50 кГц.
Диод VD7 должен быть обязательно быстродействующим с большим допустимым импульсным током, не менее удвоенного значения тока нагрузки. В стабилизаторе по схеме на Рис. 7, где ток нагрузки 2 А, возможна замена его на диоды КД212Б, КД217А и некоторые другие. Конденсатор С7 из ряда К53 или танталовый типов К52-7А, К52-9, К52-10, С9 – ёмкостью не менее 15,…2,2 мкФ.
Большая потребность в стабилизаторах для питания аппаратуры привела к необходимости разработки и производства специальных линейных микросхем – стабилизаторах напряжения. В интегральном исполнении преобладают последовательные регуляторы с непрерывным или импульсным режимом управления. Стабилизаторы строятся как для положительных так и для отрицательных напряжений питания. Выходное напряжение может быть регулируемым или фиксированным, например +5 В для питания блоков с цифровыми микросхемами или ±15 В для питания аналоговых микросхем. К данной группе из выпускаемых стабилизаторов относятся категория регулируемых стабилизаторов КР142ЕН1 и К142ЕН2.


   На базе микросхем КР142ЕН1,2 можно создавать стабилизаторы отрицательных напряжений Рис. 8. При этом стабилитрон VD1 смещает уровень напряжения на выводе 8 относительно входного напряжения. Базовый ток транзистора VT1 не должен превышать максимально допустимого тока стабилизатора, иначе следует применить составной транзистор.

   Широкие возможности микросхем КР142ЕН1,2 позволяют создавать на их основе релейные стабилизаторы напряжения (Рис. 9). В таком стабилизаторе опорное напряжение установлено делителем R4R5, а амплитуда пульсаций выходного напряжения на нагрузке задаётся делителем R2R3. Следует также иметь в виду, что ток нагрузки не может изменяться в широких пределах, обычно не более чем в два раза от номинального значения. Преимуществом релейных стабилизаторов является высокий КПД.

Также следует рассмотреть ещё один класс стабилизаторов – стабилизаторов тока, преобразующих напряжение в ток независимо от изменения напряжения нагрузки. Мощные источники тока предусматривают подключение к ОУ усилительных транзисторов.

   На Рис.10 дана схема источника тока, а на Рис. 11 – схема приёмника тока. В обоих устройствах сила тока зависит от напряжения Uвх и номинала резистора R1, чем меньше входной ток ОУ и тем меньше ток управления первого (после ОУ) транзистора, который выбран поэтому полевым. Ток нагрузки может достигать 100 мА.

   Схема простого мощного источника тока для зарядки устройства показана на Рис. 12. Здесь R4 – токоизмерительный проволочный резистор. Номинальное значение тока нагрузки Iн =ΔU/R4=5 A устанавливается примерно при среднем положении движка резистора R1. При зарядке автомобильной аккумуляторной батареи напряжение Uвх ≥ 18 В без учёта пульсаций выпрямленного переменного напряжения. В таком устройстве следует применять ОУ с диапазоном входного напряжения вплоть до напряжения положительного питания. Такими возможностями обладают ОУ К553УД2, К153УД2, К153УД6, а также КР140УД18.
Более подробно по данной тематике можно найти в источнике:

В ПОМОЩЬ РАДИОЛЮБИТЕЛЮ” выпуск 91, МОСКВА издательство ДОСААФ СССР, 1985 стр. 39-53

Похожее

Как правильно подключить стабилизатор напряжения

Стабилизаторы напряжения приобретают не от хорошей жизни, и раз вы это сделали, то у вас, скорее всего уже есть или были проблемы с напряжением.

Стандартный уровень напряжения согласно норм, должен быть 230 вольт (не 220, как многие до сих пор считают).

Но в зависимости от места проживания (протяженность и загруженность линий электропередач) и возможных аварий в электросетях (обрыв нулевого провода, перегрузка), напряжение может быть либо стабильно заниженным-повышенным, либо просто ”скакать” в произвольных величинах.

Когда приобретается маленький аппарат для защиты одного конкретного прибора – компьютер, холодильник, телевизор, котел, то с подключением проблем не возникает.

На стабилизаторе имеется вилка и розетка. Тут разберется даже школьник.

А вот если вы хотите установить мощный аппарат, для защиты электроприборов всего дома одновременно, тогда придется повозиться со схемой подключения.

Что нужно для подключения

Помимо самого стабилизатора, вам понадобится ряд дополнительных материалов:

  • трехжильный кабель ВВГнГ-Ls

Сечение провода должно быть точно таким же, как и на вашем вводном кабеле, который приходит на рубильник или автомат главного ввода. Так как через него будет идти вся нагрузка дома.

  • выключатель трехпозиционный

Данный выключатель в отличие от простых, имеет три состояния:

1включен потребитель №1 2выключено 3включен потребитель №2

Можно использовать и обычный модульный автомат, но при такой схеме, если понадобится отключиться от стабилизатора, придется каждый раз полностью обесточивать весь дом и перекидывать провода.

Есть конечно же режим байпас или транзит, но чтобы перейти на него, нужно соблюдать строгую последовательность. Подробнее об этом будет сказано ниже.

С данным переключателем, вы одним движением целиком отсекаете агрегат, а дом остается со светом напрямую.

  • провод ПУГВ разных цветов

Вы должны четко понимать, что стабилизатор напряжения устанавливается строго до электросчетчика, а не после него.

Ни одна энергоснабжающая организация вам не разрешит подключиться по другому, как бы вы не доказывали, что тем самым, кроме эл. оборудования в доме, вы хотите защитить и сам прибор учета.

Стабилизатор имеет свой холостой ход и также потребляет эл.энергию, даже работая без нагрузки (до 30Вт/ч и выше). И эта энергия должна быть учтена и подсчитана.

Второй важный момент – крайне желательно, чтобы в схеме до места подключения прибора стабилизации было либо УЗО, либо дифф.автомат.

Это рекомендуют все производители популярных марок Ресанта, Sven, Лидер, Штиль и т.п. Это может быть вводной дифф.автомат на весь дом, не важно. Главное, чтобы само оборудование было защищено от утечек тока.

В ниже описываемом способе как раз и будет рассматриваться такой вариант. Ведь очень часто эти аппараты вешают на стене в комнатах, прихожих, в свободном доступе для прикосновения.

А пробой обмоток трансформатора на корпус, не такая уж и редкая вещь.

Инструкция по подключению в щитке

Первым делом монтируете в электрощитке, сразу после вводного автомата трехпозиционный переключатель.

  • в первом положении, когда язычок поднят вверх, напряжение будет подаваться в дом напрямую с электросети, без задействования стабилизатора

Вдруг он у вас вышел из строя или нужно провести какие либо ревизионные работы. Не будете же каждый раз откидывать провода и обесточивать всю квартиру.

  • во втором положении II (язычок автомата смотрит вниз) – эл.снабжение будет идти через стабилизатор
  • положение "0" – все электроприборы отключены, как от стабилизатора, так и от внешней сети

Выбираете место установки стабилизатора напряжения. Ставить где попало его тоже нельзя. Существуют определенные правила, которых следует придерживаться.

Прокладываете от щитка до этого места два кабеля ВВГнГ-Ls.

Каждый из них желательно промаркировать и сделать соответствующие надписи с обоих концов:

  • вход на стабилизатор
  • выход из стабилизатора

Снимаете изоляцию с жил и сначала подключаете кабель в электрощитке. Фазу с того провода, что идет на вход стабилизатора, подсоединяете к выходным зажимам вводного автомата.

Далее разбираетесь с кабелем стабилизатор-выход. Фазную жилу (пусть это будет белый провод), подключаете к контакту №2 на трехпозиционном выключателе.

Ноль и землю с обоих кабелей сажаете на соответствующие шинки.

Теперь нужно подать фазу непосредственно с вводного автомата на трехпозиционный. Зачищаете монтажный провод ПУГВ, оконцовываете жилы наконечниками НШВИ и заводите его с фазного выхода вводного автомата на зажим №4 выключателя.

Все что остается сделать в щитке – запитать все автоматы с клеммы №1 трехпозиционника.

Проделываете эту операцию опять же гибкими монтажными проводами.

Таким образом по схеме вы подали фазу с вводного автомата на 3-х позиционный, а уже далее через его контакты распределили нагрузку, путем подключения через стабилизатор (контакт №2-№1) и напрямую без него (контакт №4-№1).

В вашем конкретном случае данные номера контактов могут не совпадать с указанными здесь цифрами! Обязательно уточняйте все в инструкции или в паспорте на автомат.

Подключение стабилизатора

Теперь переходим к непосредственному подключению самого стабилизатора. Для того, чтобы подобраться к его контактам, может понадобиться снять внешнюю крышку.

Пропускаете два кабеля (вход и выход) через отверстия и зажимаете под клеммы по следующей схеме:

  • фазную жилу входного кабеля стабилизатора затягиваете на клемме ВХОД (Lin)
  • нулевую жилу (синего цвета) к клемме N (Nin)
  • заземляющую жилу к винтовому зажиму с обозначением ”земля”

Кстати, отдельной клеммы ”земля” может и не быть. Тогда данную жилу закручиваете под винт на самом корпусе аппарата.

Есть модели с клеммниками всего под 3 провода. В них назад возвращается только фаза.

Ноль на питание электроприборов берется с общего щитка.

Теперь когда вы подали напряжение от щитка до стабилизатора, вам нужно вернуть это напряжение, но уже стабилизированное обратно в общий щит.

Для этого подсоединяете кабель - выход со стабилизатора.

  • его фазную жилу к зажиму ВЫХОД (Lout)
  • нулевую к N (Nout)
  • жилу заземления, туда же где и заземляющая жила от входного кабеля

Еще раз визуально проверяете всю схему и закрываете крышку.

Проверка схемы

Первое включение нужно осуществлять без нагрузки. То есть все автоматы кроме вводного и того, что идет на стабилизатор должны быть отключены.

Запускаете его на холостой ход и контролируете работу. Входные и выходные параметры, нет ли посторонних шумов или писка.

Также не помешает проверить правильность и точность тех.данных, что высвечиваются на электронном табло.

Если у вас дома трехфазная сеть 380В, то для такого подключения рекомендуется использовать 3 однофазных стабилизатор напряжения, с подключением каждого по отдельной фазе.

Более подробно о преимуществах трехфазных и однофазных аппаратов и когда какой нужно выбирать, можно ознакомиться в статье ”Как выбрать стабилизатор напряжения для дома”.

Ошибки подключения

1Неправильное расположение и место установки

У вас может быть все идеально подключено и соблюдена схема, но стабилизатор будет постоянно греться и отключаться, либо на его табло выскакивать ошибки.

О том, где можно, а где ни в коем случае нельзя располагать данный прибор подробно читайте в статье ”Где устанавливать стабилизатор напряжения в доме”.

2Подключение через простой автомат, а не трехпозиционный

Безусловно, данный пункт и ошибкой то трудно назвать. Тем более 90% потребителей именно так и делают.

Однако, этот выключатель может реально спасти ваш прибор от выхода из строя.

Дело в том, что переключение стабилизатора напряжения из обычного режима в режим “транзит”, должно выполняться с определенной последовательностью.

Сначала вы отключаете автоматы на панели стабика.

Потом сам переключатель переводите в положение ТРАНЗИТ или БАЙПАС.

И только затем снова включаете автоматы.

Многие забывают об этом и делают переключение под нагрузкой. Что в итоге приводит к поломкам.

С 3-х позиционным автоматом такое исключено. Вы автоматически переключаете напряжение, без каких либо манипуляций на стабилизаторе. И все это одной клавишей!

Никакой последовательности запоминать не нужно. Так что данную процедуру можно смело доверять любому члену семьи.

3Использование для подключения кабеля меньшего сечения чем вводной

Вы можете выбирать меньшее сечение, только когда запитываете отдельные электроприемники.

Если же у вас на стабилизаторе сидит весь дом, то будьте добры соблюдать параметры по вводу согласно всей общедомовой нагрузке.

4Отсутствие наконечников на многожильных проводах

Почему-то многие забывают, что зачастую через стабилизатор проходит вся нагрузка вашего дома. Ровно такая же как и на вводом автомате.

При этом в электрощите все провода обжаты, даже на выключателях освещения с минимальными токами, а вот на клеммниках стабилизатора или его автоматах, постоянно можно встретить голый провод просто поджатый винтом.

Поэтому не скупитесь, и заранее вместе с аппаратом приобретайте соответствующие наконечники.

5Выбивает общий автомат в щитке

Иногда после подключения стабилизатора, начинает выбивать вводной автомат. При этом без стабилизатора, все нормально и ничего не отключается.

Многие сразу грешат на неправильную схему подключения или дефект аппарата. Везут его на гарантийный ремонт и т.п.

А причина может быть совсем в другом. Если у вас через чур низкое напряжение 150-160В, то при его повышении до стандартных 220-230В, ток в сети значительно вырастет.

Отсюда и все проблемы. Обращайте на это внимание, прежде чем нести его обратно в магазин.

Источники - //cable.ru, Кабель.РФ

Статьи по теме

Принципиальные схемы стабилизаторов напряжения | Полезные статьи TEPLOCOM

21-05-2015

Основные типы стабилизаторов напряжения

В настоящее время большее распространение получили следующие типы стабилизаторов напряжения:

  • релейные стабилизаторы;
  • электронные стабилизаторы;
  • электромеханические стабилизаторы.

Выбор типа стабилизатора напряжения определяется спецификой задачи, которую нужно решить. Различные схемы построения стабилизатора напряжения определяют основные параметры приборов. Среди важных параметров стабилизаторов следует выделить следующие:

  • точность стабилизации;
  • скорость стабилизации;
  • надёжность работы;
  • защита от электрических помех;
  • срок эксплуатации;
  • стоимость стабилизатора.

Рассмотрим принципы работы основных типов стабилизаторов напряжения и их принципиальные электрические схемы.

Схема работы релейного стабилизатора

Схема работы релейного стабилизатора напряжения основана на ступенчатом регулировании напряжения путем автоматической коммутации секций вторичной обмотки трансформатора. Коммутация секций обмоток происходит с помощью силовых реле, работой которых управляет электронная плата. Специальный процессор ведет контроль входного и выходного напряжения, вычисляет необходимое число трансформации и осуществляет коммутацию нужного числа силовых реле. Такая схема стабилизатора позволяет быстро и эффективно стабилизировать напряжение в нужном диапазоне.

Принципиальная электрическая схема релейного стабилизатора напряжения

Схема работы электронного стабилизатора

Схема работы электронного стабилизатора напряжения основана на ступенчатом регулировании напряжения путем автоматической коммутации секций вторичной обмотки трансформатора. Коммутация секций обмоток происходит с помощью силовых тиристоров, работой которых управляет электронный блок управления. Напряжение на выходе стабилизатора в случае применения схемы вольтодобавочного типа определяется суммированием основного и добавочного напряжения. Такая схема стабилизатора позволяет быстро и эффективно стабилизировать напряжение в нужном диапазоне, обеспечивая высокую надёжность и бесшумность работы.

Принципиальная электрическая схема релейного стабилизатора напряжения

Схема работы электромеханического стабилизатора

Схема работы электромеханического стабилизатора напряжения основана на плавном регулировании напряжения путём автоматической коммутации дополнительного числа витков вторичной обмотки трансформатора. Коммутация дополнительных витков трансформатора происходит с помощью подвижного контакта, приводимого в движение сервоприводом. Положением подвижного контакта управляет электронный или аналоговый блок управления. Как только напряжение на входе становиться большим или меньшим установленного, блок управления дает команду на перемещение подвижного контакта до момента установления правильного напряжения на выходе. Эта схема работы стабилизатора позволяет вести плавное и точное изменение напряжения. Однако время стабилизации напряжения в такой схеме стабилизатора достаточно велико. Большим минусом стабилизаторов, построенных по этой схеме, является физический износ подвижного контакта.

Принципиальная электрическая схема электромеханического стабилизатора напряжения

Читайте также по теме:


Тех. поддержка

Бастион в соц. сетях

Канал Бастион на YouTube

Стабилизаторы напряжения | Глоссарий от БАСТИОН

Сеть и Подключение

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

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

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

 

 

 

 

 

 

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Защита

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

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

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

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

Типы и схемы стабилизации

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Конструкция и Элементная база

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

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

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

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

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

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

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

Нагрузка и мощность

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

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

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

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

Полная мощность
Сумма активной и реактивной мощности.

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

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

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

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

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

φ =0, сos(φ)=1 - нагрузка полностью активная.  

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

 

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

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

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

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

Форм фактор

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

Навесной стабилизатор
Стабилизатор с возможностью крепления на вертикальные поверхности.

Напольный стабилизатор
Стабилизатор, устанавливаемый непосредственно на полу.

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

Схема электрическая стабилизатора

Разработчики электрических и электронных устройств, в процессе их создания, исходят из того, что будущее устройство будет работать в условиях стабильного питающего напряжения. Это необходимо для того, чтобы электрическая схема электронного устройства, во-первых, обеспечивала стабильные выходные параметры в соответствии со своим целевым назначением, а во-вторых, стабильность питающего напряжения защищает устройство от скачков, чреватых слишком большими потребляемыми токами и перегоранием электрических элементов устройства. Для решения задачи обеспечения неизменности питающего напряжения применяют какой-либо вариант стабилизатора напряжения. По характеру потребляемого устройством тока различают стабилизаторы переменного и постоянного напряжения.

Стабилизаторы переменного напряжения

Стабилизаторы переменного напряжения применяют, если отклонения напряжения в электрической сети от номинального значения превышают 10% . Такая норма выбрана исходя из того, что потребители переменного тока при таких отклонениях сохраняют свою работоспособность весь срок эксплуатации. В современной электронной технике, как правило, для решения задачи стабильного электропитания используют импульсный блок питания, при котором стабилизатор переменного напряжения не нужен. А вот в холодильниках, микроволновых печах, кондиционерах, насосах и т.п. требуется внешняя стабилизация питающего переменного напряжении. В таких случаях чаще всего используют стабилизатор одного из трёх типов: электромеханический, главным звеном которого является регулируемый автотрансформатор с управляемым электрическим приводом, релейно- трансформаторный, на базе мощного трансформатора, имеющего несколько отводов в первичной обмотке, и коммутатора из электромагнитных реле, симисторов, тиристоров или мощных ключевых транзисторов, а также чисто электронный. Широко распространенные в прошлом веке феррорезонансные стабилизаторы в настоящее время практически не используются из-за наличия многочисленных недостатков.

Для подключения потребителей к сети переменного тока 50 Гц применяют стабилизатор напряжения на 220 В. Электрическая схема стабилизатора напряжения такого типа изображена на следующем рисунке.

Трансформатор А1 повышает напряжение в сети до уровня, достаточного для стабилизации выходного напряжения при низком входном напряжении. Регулирующий элемент РЭ осуществляет изменение выходного напряжения. На выходе управляющий элемент УЭ измеряет значение напряжения на нагрузке и выдает управляющий сигнал для его корректировки, если это необходимо.

Электромеханические стабилизаторы

В основе такого стабилизатора — использование бытового регулируемого автотрансформатора или лабораторного ЛАТРа. Применение автотрансформатора обеспечивает более высокий КПД установки. Рукоятка регулирования автотрансформатора удаляется, а на корпусе вместо нее соосно устанавливают небольшой двигатель с редуктором, обеспечивающим усилие вращения достаточное для поворота бегунка в автотрансформаторе. Необходимая и достаточная скорость вращения – около 1 оборота за 10 — 20 сек. Этим требованиям удовлетворяет двигатель типа РД-09, который раньше применялся в самопишущих приборах. Управляет двигателем электронная схема. При изменении сетевого напряжения в пределах +- 10 вольт выдаётся команда на двигатель, который поворачивает бегунок до достижения на выходе напряжения 220 В.

Примеры схем электромеханических стабилизаторов приведены ниже: 

Электрическая схема стабилизатора напряжения с использованием логических микросхем и релейного управления электроприводом

Электромеханический стабилизатор на основе операционного усилителя.

Достоинством подобных стабилизаторов является простота реализации и высокая точность стабилизации напряжения на выходе. К недостаткам следует отнести невысокую надёжность из — за присутствия механических подвижных элементов, относительно малую допустимую мощность нагрузки ( в пределах 250 … 500 Вт), малую распространенность в наше время автотрансформаторов и необходимых электродвигателей.

Релейно — трансформаторные стабилизаторы

Релейно — трансформаторный стабилизатор является более популярным в силу простоты реализации конструкции, применения распространенных элементов и возможности получения значительной выходной мощности (до нескольких киловатт), значительно превышающей мощность примененного силового трансформатора. На выбор его мощности влияет минимальное напряжение в конкретной сети переменного тока. Если, к примеру, оно не меньше 180 В, то от трансформатора потребуется обеспечение вольтодобавки 40 В, что в 5,5 раз меньше номинального напряжения в сети. Выходная мощность у стабилизатора во столько же раз будет больше, чем мощность силового трансформатора (если не учитывать КПД трансформатора и максимально допустимый ток через коммутирующие элементы). Число ступеней изменения напряжения, как правило, устанавливают в пределах 3 … 6 ступеней, что в большинстве случаев обеспечивает приемлемую точность стабилизации напряжения на выходе. При вычислении количества витков обмоток в трансформаторе для каждой ступени напряжение в сети принимается равным уровню срабатывания коммутирующего элемента. Как правило, в качестве коммутирующих элементов используют электромагнитные реле — схема выходит достаточно элементарной и не вызывающей затруднений при повторении. Недостатком такого стабилизатора является образование дуги на контактах реле в процессе коммутации, что разрушает контакты реле. В более сложных вариантах схем переключение реле производят в моменты перехода полуволны напряжения через нулевое значение, что предотвращает возникновение искры, правда при условии использования быстродействующих реле или коммутации на спаде предшествующей полуволны. Использование в качестве коммутирующих элементов тиристоров, симисторов или других бесконтактных элементов надёжность схемы резко возрастает, но усложняется из-за необходимости обеспечения гальванической развязки между цепями управляющих электродов и модулем управления. Для этого применяют оптронные элементы или разделительные импульсные трансформаторы. Ниже приведена принципиальная схема релейно — трансформаторного стабилизатора:

Схема цифрового релейно — трансформаторного стабилизатора на электромагнитных реле

Электронные стабилизаторы

Электронные стабилизаторы имеют, как правило, небольшую мощность (до 100 Вт) и необходимую для работы многих электронных устройств высокую стабильность выходного напряжения. Они обычно строятся в виде упрощённого усилителя низкой частоты, имеющего достаточно большой запас изменения уровня питающего напряжения и мощности. На его вход от электронного регулятора напряжения подаётся сигнал синусоидальной формы с частотой 50 Гц от вспомогательного генератора. Можно использовать понижающую обмотку силового трансформатора. Выход усилителя подключен к повышающему до 220 В трансформатору. Схема имеет инерционную отрицательную обратную связь по значению выходного напряжения, что гарантирует стабильность выходного напряжения с неискажённой формой. Для достижения мощности на уровне нескольких сотен ватт используют другие методы. Обычно применяют мощный преобразователь постоянного тока в переменный на основе использования нового вида полупроводников — так называемых IGBT транзисторо.

Эти коммутирующие элементы в ключевом режиме могут пропустить ток в несколько сотен ампер при максимально допустимом напряжении более 1000 В. Для управления такими транзисторами используются специальные виды микроконтроллеров с векторным управлением. На затвор транзистора с частотой в несколько килогерц подают импульсы с переменной шириной, которая меняется по программе, введенной в микроконтроллер. По выходу такой преобразователь нагружен на соответствующий трансформатор. Ток в цепи трансформатора меняется по синусоиде. В то же время напряжение сохраняет форму исходных прямоугольных импульсов с разной шириной. Такая схема используется в мощных источниках гарантированного питания, используемых для бесперебойной работы компьютеров. Электрическая схема стабилизатора напряжения такого типа очень сложна и практически недоступна для самостоятельного воспроизведения.

Упрощенные электронные стабилизаторы напряжения

Такие устройства применяют, когда напряжение бытовой сети (особенно в условиях сельских населенных пунктов) нередко оказывается пониженным, практически никогда не обеспечивая номинальных 220 В.

В такой ситуации и холодильник работает с перебоями и риском выхода из строя, и освещение оказывается тусклым, и вода в электрочайнике долго не может закипеть. Мощности старенького, еще советских времен, стабилизатора напряжения, рассчитанного на питание телевизора, как правило, недостаточна для всех остальных бытовых электропотребителей, да и значение напряжения в сети часто падает ниже уровня, допустимого для подобного стабилизатора.

Существует простой метод для повышения напряжение в сети, путем использования трансформатора мощностью значительно меньшей мощности применяемой нагрузки. Первичная обмотка трансформатора включается непосредственно в сеть, а нагрузка подключается последовательно к вторичной (понижающей) обмотке трансформатора. При правильной фазировке напряжение на нагрузке окажется равным сумме снимаемого с трансформатора и сетевого напряжения.

Электрическая схема стабилизатора напряжения, действующего по этому несложному принципу, приведена рисунке ниже. Когда стоящий в диагонали диодного моста VD2 транзистор VT2 (полевой) закрыт, обмотка I (являющаяся первичной) трансформатора Т1 к сети не подключена. Напряжение на включенной нагрузке почти равно сетевому за минусом небольшого напряжения на обмотке II (вторичная) трансформатора Т1. При открытии полевого транзистора первичная обмотка трансформатора окажется замкнутой, а к нагрузке будет приложена сумма сетевого и напряжения вторичной обмотки.

Схема электронного стабилизатора напряжения

Напряжение с нагрузки, через трансформатор Т2 и диодный мост VD1 подается на транзистор VT1. Регулятор подстроечного потенциометра R1 должен быть выставлен в положение, обеспечивающее открытие транзистора VT1 и закрытие VT2, когда напряжение на нагрузке превышает номинальное (220 В). Если напряжение меньше 220 вольт транзистор VT1 закроется , a VT2 — откроется. Полученная таким способом отрицательная обратная связь сохраняет напряжение на нагрузке примерно равным номинальному значению.

Выпрямленное напряжение с моста VD1 используется и для запитки коллекторной цепи VT1 (через цепь интегрального стабилизатора DA1). Цепочка C5R6 гасит нежелательные скачки напряжения сток-исток на транзисторе VT2. Конденсатор С1 обеспечивает снижение помех, проникающих в сеть в процессе работы стабилизатора. Номиналы резисторов R3 и R5 подбирают, получая наилучшую и устойчивую стабилизацию напряжения. Выключатель SA1 обеспечивает включение и выключение стабилизатора и нагрузки. Замыкание выключателя SA2 отключает автоматику, стабилизирующую напряжение на нагрузке. Оно в таком варианте оказывается максимально возможным при текущем напряжении в сети.

После включения собранного стабилизатора в сеть, подстроечным резистором R1 устанавливают на нагрузке напряжение, равное 220 В. Нужно учесть, что вышеописанный стабилизатор не может устранить изменения сетевого напряжения, превышающие 220 В, или оказавшиеся ниже минимального, использованного при расчете обмоток трансформатора.

Замечание: В некоторых режимах работы стабилизатора мощность, рассеиваемая транзистором VT2, оказывается весьма значительной. Именно она, а не мощность трансформатора, может ограничить допустимую мощность нагрузки. Поэтому следует позаботиться о хорошем отводе тепла от этого транзистора.

Стабилизатор, устанавливаемый в сыром помещении, нужно обязательно поместить в заземленный металлический корпус.

Как сделать автоматический стабилизатор напряжения? Схема, объяснение конструкции

Введение

На рынке доступно огромное количество разнообразных стабилизаторов напряжения, и, конечно же, не составляет большого труда приобрести его в соответствии с потребностями. Но, конечно, может быть очень забавно построить один дома самостоятельно и увидеть, как он действительно работает. Схема автоматического стабилизатора напряжения (АВС), описанная в этой статье, на самом деле очень проста по конструкции, достаточно точна и обеспечит хорошую защиту подключенного к ней электронного устройства.Это особенно защитит их от опасных высоких напряжений, а также от возможных отключений (низкого напряжения). Выходной сигнал будет находиться в диапазоне 200–255 В переменного тока при входном напряжении 175–280 В переменного тока.

Как работает стабилизатор напряжения?

В одной из моих предыдущих статей вы, должно быть, узнали о работе автотрансформатора. Там мы изучили, как автотрансформатор может быть использован для создания напряжений выше и ниже, чем входное напряжение сети переменного тока. Автотрансформатор фактически играет самую важную роль в цепи стабилизатора напряжения.

Схема стабилизатора напряжения в основном состоит из датчика напряжения. Он настроен на обнаружение повышения или понижения напряжения сети переменного тока до опасного уровня. Как только он обнаруживает опасное входное напряжение, он немедленно включает реле, подключенные к нему. Эти реле, в свою очередь, меняют местами и переключают соответствующие клеммы обмотки автотрансформатора для корректировки и стабилизации выходного напряжения.Таким образом, устройство, подключенное к выходу схемы стабилизатора напряжения, всегда получает безопасное, допустимое напряжение и может надежно работать независимо от колеблющихся входных напряжений.

Давайте перейдем к изучению деталей, необходимых для его постройки, а также деталей его конструкции.

Требуемые детали

Для схемы потребуются следующие детали:

  • Резистор Вт, CFR R1 = 2 K 7,

  • Предустановка P1 = 10 K Линейная,

  • Транзистор T1 = BC 547,

  • Стабилитрон Z1 = 3 В / 400 мВт,

  • Диод D1, D2 = 1N4007,

  • Конденсатор = 220 мкФ / 25 В

  • Реле RL1 = 12 В / DPDT mini ( двойной полюс, двойной ход),

  • Трансформатор T1 = 12 - 0 - 12 В / 5 ампер. T2 = 0 - 12 В / 500 мА (вход в соответствии со спецификациями страны)

  • Плата общего назначения = 3 дюйма на 3 дюйма

Строительные подсказки

С помощью данной принципиальной схемы (на следующей странице ) Построение этой простой схемы AVS может быть выполнено с помощью следующих простых шагов:

  • В данную часть платы общего назначения вставьте транзистор, припаяйте и отрежьте его выводы.

  • Закрепите и припаяйте остальные связанные детали вместе с реле вокруг транзистора.

  • Свяжите их все согласно принципиальной схеме.

  • Наконец, подключите первичный и вторичный провода трансформатора к контактам реле, как показано на схеме.

На следующей странице описаны схема и детали конструкции этой схемы автоматического стабилизатора напряжения.

Описание схемы

Функционирование этой простой схемы стабилизатора напряжения можно понять по следующим пунктам:

Обращаясь к рисунку ( Нажмите, чтобы увеличить ), мы видим, что транзистор T1 образует основную активную часть всей системы. схема.

Напряжение от меньшего трансформатора выпрямляется D1 и фильтруется C1, чтобы обеспечить требуемую рабочую мощность для схемы управления, состоящей из транзистора T1, предварительно установленного P1, стабилитрона Z1 и реле DPDT.

Вышеупомянутое напряжение также используется как базовое опорное или чувствительное напряжение. Поскольку это напряжение будет изменяться пропорционально изменениям приложенного входного напряжения.

Например, если обычно рабочее напряжение постоянного тока составляет около 12 вольт, увеличение или уменьшение входного напряжения сети переменного тока, скажем, на 25 вольт будет пропорционально увеличивать или уменьшать напряжение постоянного тока до 14 или 10 вольт соответственно.

Предварительная установка P1 настроена таким образом, что транзистор проводит и управляет реле всякий раз, когда входная сеть переменного тока имеет тенденцию отклоняться выше точного нормального напряжения (110 или 225 вольт) и наоборот.

Если входное напряжение превышает вышеуказанный предел, T1 проводит и активирует реле. Контакты реле подключают соответствующие соединения трансформатора стабилизатора мощности, чтобы вычесть 25 вольт на входе, то есть довести выходное напряжение примерно до 205 вольт. С этого момента, если сетевое напряжение продолжает увеличиваться, выходное напряжение для приборов будет на 25 вольт ниже него.Это означает, что даже если напряжение достигнет 260 В, выходная мощность будет только до 260 - 25 = 235 вольт.

Совершенно противоположное произойдет, если входной переменный ток упадет ниже нормального уровня, т.е. в этом случае к выходу будет добавлено 25 вольт, и даже если вход продолжит падать и достигнет 180 вольт, выход достигнет только до 180 + 25 = 205 вольт.

Настоящая конструкция очень проста и проста, поэтому стабилизация не может быть очень точной. Но, конечно, он будет поддерживать выходное напряжение в пределах 200 и 250 вольт против предельных входных напряжений от 180 до 275 вольт (или в пределах 100 и 125 против 90 и 130 вольт).

Как это проверить?

Готовая монтажная плата простого стабилизатора напряжения может быть протестирована следующим образом:

  • Для процедуры тестирования вам потребуется универсальный регулируемый источник питания постоянного тока 0–12 вольт.

  • Можно предположить, что максимальное напряжение источника питания 12 В соответствует входному напряжению приблизительно 230 В переменного тока. Это напряжение примем за напряжение срабатывания или за напряжение переключения стабилизатора.

  • Подключите источник питания к клеммам питания собранной печатной платы.

  • Поддерживайте максимальное напряжение источника питания 12 вольт.

  • Тщательно отрегулируйте предустановку, чтобы реле просто сработало.

  • Теперь при уменьшении напряжения питания на 1 вольт, т.е. до 11 вольт, реле должно вернуться в деактивированное положение.

  • На этом настройка устройства завершена. Он должен поддерживать выходное напряжение в диапазоне от 200 до 255 вольт с предельным входным напряжением от 175 до 280 вольт.

Теперь ваш стабилизатор напряжения готов и должен защищать все бытовые электронные устройства, подключенные к его выходу. Схема автоматического стабилизатора напряжения

Стабилизатор напряжения - это устройство, которое стабилизирует напряжение переменного тока и поддерживает его в диапазоне от 200 В до 255 В переменного тока. Иногда в линии переменного тока появляются колебания напряжения или скачки напряжения, если мы используем стабилизатор напряжения, то сверхвысокие или низкие напряжения не могут вызвать проблем для приборов.Он защищает любое подключенное к нему электронное устройство от повреждения. Автоматический стабилизатор напряжения - очень хороший пример из проектов силовой электроники .

На рынке представлены различные разновидности стабилизаторов напряжения. Но мы также можем изготовить их дома в соответствии с нашими потребностями и требованиями.

стабилизатор напряжения важные моменты

Перед созданием этого устройства необходимо иметь в виду следующие моменты и характеристики, чтобы устройство, которое мы создали, могло работать должным образом и давать желаемые результаты:

  • Диапазон входного напряжения должен быть от 150 до 260 В.
  • Диапазон выходного напряжения должен составлять от 200 до 240 В.
  • Форма сигнала или частота входных / выходных напряжений не должны изменяться.
  • Материал, используемый в нем, не должен быть слишком дорогим, иначе было бы бесполезно делать его дома, переживая все проблемы, вместо этого можно просто купить дешевый на рынке. Следовательно, это не должно быть дорого.
  • В готовом изделии не должно быть варисторов или переменных резисторов.
  • Всего в цепи используется 4 реле.
  • Используемый автотрансформатор имеет 4 дополнительных вывода, установленных на 165 В, 190 В, 215 В и 240 В, все с разницей примерно в 25 В.
  • Используемый микроконтроллер r - PIC 16F873A.

Стабилизатор напряжения автоматический рабочий

Микроконтроллер генерирует управляющие сигналы, а четыре реле используются с автотрансформатором для управления и преобразования напряжения.Входное напряжение воспринимается микроконтроллером, и он пытается удерживать выходное напряжение между заданными диапазонами, переключая реле. Из четырех реле два из них переключают соединение между выводами 165 В, 190 В и 240 В, одно переключает выходное соединение между выводами 215 и 240, а последнее является главным реле включения / выключения, которое отключает выход в случае режимы low и high cut. Связь реле с микроконтроллером очень проста.

стабилизатор напряжения ДАТЧИК ВХОДНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

Прежде всего, мост выпрямитель используется для преобразования входного переменного напряжения в постоянное, а затем большой конденсатор, который сглаживает постоянное напряжение.И, используя схему делителя напряжения, мы понижаем напряжение постоянного тока, чтобы микроконтроллер мог его принять. После долгих размышлений и экспериментов было выбрано соотношение резисторов схемы делителя напряжения (47 кОм * 6): 3,3 кОм. схема с таким соотношением работает лучше, а рассеиваемая мощность также снижается.

На выходе схемы делителя напряжения была подключена фиксирующая схема, образованная двумя диодами. Напряжение будет ограничено одним из диодов, когда он начнет работать в прямом смещенном состоянии после получения высокого напряжения.Это будет примерно 5,7 В. Если на выходе делителя напряжения появляется низкое напряжение, то другой диод начинает работать в режиме прямого смещения и ограничивает напряжение на -0,7. Затем эти напряжения могут безопасно поступать на ADC микроконтроллера. Диоды Шоттки можно использовать для улучшения фиксации напряжений.

Входное сопротивление АЦП и входные конденсаторы - это две вещи, которые могут повлиять на правильную работу схемы:

  • Если входной конденсатор очень большой, его разряд будет медленнее, и мы не сможем получить быструю или быструю реакцию.После использования различных конденсаторов мы обнаружили, что лучше всего подходит конденсатор емкостью 22 мкФ, поскольку его реакция эффективна в случае постоянного напряжения, а также пульсаций.
  • Для правильного измерения уровня постоянного тока АЦП ПОС мы подключаем конденсатор на выходе делителя напряжения. Это обеспечит параллельную емкость внутреннему конденсатору АЦП. Время выборки АЦП также было скорректировано, чтобы мы могли получить точные результаты.

КАЛИБРОВКА АКПП Стабилизатор напряжения

Для калибровки мы поместили в цепь переключатель.Когда этот переключатель активируется и мы сбрасываем микроконтроллер, тогда контроллер переходит в режим калибровки. Это будет единственный переменный резистор, который мы использовали в схеме, и он необходим, потому что может быть много расхождений в различных компонентах и ​​их выходах в схеме. На выходы могут влиять допуск резисторов и вариации прямого падения напряжения диодов, а также многие другие факторы. Мы подключим переменный резистор в нашу схему делителя напряжения и, изменив значения сопротивления, мы сможем получить требуемый выход.

Переменный резистор в этой схеме ненадежен, и в условиях переменного высокого и низкого напряжения нам нужна последовательность в работе этой схемы в течение более длительных периодов времени, поэтому мы решили не использовать переменный резистор в конечном продукте.

автоматический стабилизатор напряжения с микроконтроллером

Когда микроконтроллер входит в режим калибровки, измененное входное напряжение отображается контроллером. Мы можем измерить реальное напряжение с помощью вольтметра.Меняем переменное сопротивление и микроконтроллер показывает другое напряжение. Кодирование АЦП микроконтроллера выполнено таким образом, что результат АЦП преобразуется в уровень переменного напряжения. Также вводится константа, которая умножается на все выражение, и когда мы меняем значение переменного резистора, то постоянное значение также изменяется, что можно увидеть на семисегментном дисплее. Микроконтроллер сохраняет это значение в EEPROM .

При запуске контроллер проверяет калибровку.Постоянное значение было сохранено в EEPROM, контроллер извлекает данные, и теперь это значение будет использоваться во всех дальнейших расчетах напряжения. При первом запуске микроконтроллер ожидает калибровки, если переключатель нажат и калибровка выполнена, переключатель размыкается, константа сохраняется в EEPROM, и выполняются дальнейшие операции.

После успешной калибровки мы можем удалить переключатель и переменный резистор из схемы.Переключатель и переменный резистор могут понадобиться только сейчас, если мы хотим перекалибровать схему, в противном случае они больше не требуются в схеме.

Стабилизатор напряжения Реле и ответвления трансформатора

Приведенная выше конфигурация показывает различные ответвления трансформатора с реле. Переключение входа осуществляется между 165 В, 190 В и 240 В, а для вывода - 240 В и 215 В. В этой схеме мы использовали простой автотрансформатор.Вспомогательная обмотка используется для питания схемы, также показано соотношение витков:

Схема автоматического стабилизатора напряжения

Обе части принципиальной схемы автоматического стабилизатора напряжения показаны ниже. Вы можете использовать эти схемы.

Схема автоматического стабилизатора напряжения 2 Схема автоматического стабилизатора напряжения

Стабилизатор напряжения ЦЕПНАЯ работа

Для схемы микроконтроллера мы используем внешний кристалл 4 МГц.Это необходимо, потому что в PIC 16F873A нет внутреннего кристалла. Вход 5 В постоянного тока используется для питания микроконтроллера. Вспомогательная обмотка автотрансформатора 12,5В. Это напряжение не будет сильно изменяться, потому что цепь и реле также будут работать, чтобы регулировать это напряжение. Этот переменный ток преобразуется в постоянный с помощью выпрямителя, а затем конденсатор фильтрует его. Также используется регулятор 7805 напряжения, который принимает отфильтрованный постоянный ток. Также используется развязывающий конденсатор, который размещается рядом с микроконтроллером.

Напряжение постоянного тока, которое подается на 7805 , также используется для питания реле. Но не напрямую, так как напряжение все же немного выше номинального напряжения реле. Таким образом, мы пропускаем это напряжение через четыре последовательно соединенных диода, что снизит напряжение на 2,8 В. Микроконтроллер управляет переключением реле, но он не может обеспечить ток, необходимый для работы реле, поэтому мы используем транзисторы для увеличения значения тока.

Переходя к семисегментному дисплею, три семисегментных дисплея, используемые в схеме, переключаются один за другим, что минимизирует количество выводов, необходимых для их управления.Но это происходит так быстро, что мы не можем понять это, просто глядя на них. Частота обновления составляет 167 Гц, то есть дисплей обновляется 167 раз за секунду. Для достижения необходимой яркости мы подключили семь транзисторов к семисегментным дисплеям.

Мы использовали три светодиода в схеме, которые также показывают задержку, обрезку низких или высоких частот или просто нормальный режим контроллера. Это был весь процесс создания автоматического стабилизатора напряжения в домашних условиях. Мы надеемся, что, выполнив все действия правильно, вы сможете сделать его и дома, а также сможете изменить его в соответствии с вашими требованиями.

Анализ электрической схемы стабилизатора напряжения

Стабилизатор напряжения - это схема источника питания или блок питания, который может автоматически регулировать выходное напряжение. Его функция заключается в стабилизации напряжения источника питания, которое сильно колеблется и не соответствует требованиям электрического оборудования в пределах установленного диапазона значений. Стабилизатор напряжения предназначен для обеспечения нормальной работы различных цепей или электрического оборудования при номинальном рабочем напряжении.

Крупногабаритные стабилизаторы напряжения в десятки и даже сотни киловатт используются для обеспечения рабочей мощности крупномасштабного экспериментального оборудования. Существуют также небольшие стабилизаторы переменного напряжения мощностью от нескольких ватт до нескольких киловатт, обеспечивающие качественное питание небольших лабораторий или бытовой техники.

В самом начале стабилизатор напряжения стабилизировал напряжение по биению реле. Когда напряжение в сети колеблется, активируется схема автоматической коррекции стабилизатора напряжения, чтобы активировать внутреннее реле и заставить выходное напряжение оставаться близким к установленному значению.Преимущество этой схемы состоит в том, что схема проста, но недостатком является то, что точность регулирования напряжения невысока, и каждое биение и смещение реле вызовут мгновенное прерывание источника питания и искровые помехи.

Это вызовет серьезные помехи при чтении и записи компьютерного оборудования, а также может вызвать неправильные сигналы в компьютере. В тяжелых случаях жесткий диск будет поврежден.

Современные высококачественные малые стабилизаторы напряжения в основном используют метод угольных щеток с приводом от двигателя для стабилизации напряжения.Этот тип стабилизатора напряжения имеет небольшие помехи для электрического оборудования, а точность регулирования напряжения относительно высока. Это продукт без искажения формы волны.

Анализ принципиальной схемы стабилизатора напряжения

Схема стабилизации напряжения источника питания состоит из силового трансформатора T3, выпрямительных диодов VDl-VD4, конденсатора фильтра Cl-C3 и трехконтактных интегральных схем стабилизации напряжения ICl и IC2.

Схема сравнения входов состоит из резистора Rl, потенциометра RPl-RP9, конденсатора C6-Cl4 и Nl-Ng внутри интегральной схемы операционного усилителя lC3-1C5.

Цепь управления кодом состоит из интегральной схемы без затвора IC6-1C8, интегральной схемы затвора и без затвора IC9, глянцевого диода IC10 VD8-VDl5, резистора R4-R11, конденсатора Cl5-C22.

Выходная цепь компенсации состоит из интегральных схем электронного переключателя ICl (Sl-S4), IC17 (S5-S8), тиристоров VTl-VT8, главного компенсационного трансформатора Tl, вспомогательного компенсационного трансформатора T2, контактора переменного тока KM, вольтметра PV и амперметра. PA.

Схема защиты от перенапряжения / пониженного напряжения состоит из незатворного D9 в IC7, диодов VD5-VD7, резисторов R2, R3, транзистора V и реле K.

Относительно простой стабилизатор напряжения 220 В переменного тока может использовать электронное обнаружение и механическую регулировку. Сравнивая понижающее и выпрямленное напряжение постоянного тока 220 В со стандартным напряжением, полученным интегральной схемой стабилизатора напряжения, можно обнаружить, что при низком напряжении источника питания 220 В выпрямленное выходное напряжение постоянного тока относительно низкое по сравнению со стандартным. Напряжение. Если схема триодного переключателя приводится в действие для срабатывания реле, контакт реле заставляет регулирующий двигатель вращаться вперед.Затем однофазный трансформатор регулирования напряжения, приводимый в действие регулирующим двигателем, повышает напряжение источника питания до тех пор, пока разница между выходным напряжением постоянного тока схемы обнаружения и стандартным напряжением не станет меньше, чем напряжение проводимости схемы переключения. Реле отпускается, и наддув закончен. Если 220 В слишком высокое, должна быть включена соответствующая цепь переключателя, чтобы двигатель регулирования реверсировал и понижал скорость.

Этот метод предназначен в основном для обнаружения цепи управления приводом.Используя различные регуляторы мощности или трансформаторы, можно просто изменить мощность регулятора. Однако точность этого метода стабилизации напряжения невысока и может достигать примерно 5%.

T1 - понижающий трансформатор переменного тока. Если вы хотите снизить напряжение 220 В переменного тока до более низкого напряжения, для этого выходного линейно регулируемого источника питания 12 В достаточно установить вторичное напряжение T1 на 14 В ~ 15 В.

Выпрямительный мост, состоящий из D1, D2, D3 и D4, может преобразовывать выходное переменное напряжение вторичной обмотки T1 в однонаправленное пульсирующее напряжение.

C1 и C2 - конденсаторы входного фильтра, которые могут преобразовывать однонаправленное пульсирующее напряжение в напряжение постоянного тока с небольшой пульсацией. Помимо пульсаций, это постоянное напряжение также будет изменяться с колебаниями напряжения сети, которое нестабильно.

C3 и C4 - конденсаторы выходного фильтра, их основная функция - подавлять самовозбуждающиеся колебания, которые может создавать 7812, чтобы обеспечить его нормальную работу.

Что такое стабилизатор напряжения и как он работает? Типы стабилизаторов

Что такое стабилизатор напряжения и зачем он нам? Работа стабилизатора, типы и применение

Введение в стабилизатор:

Внедрение технологии микропроцессорных микросхем и силовых электронных устройств в конструкцию интеллектуальных стабилизаторов напряжения переменного тока (или автоматических регуляторов напряжения (AVR)) привело к получению высоких -качественное, стабильное электроснабжение при значительных и продолжительных отклонениях сетевого напряжения.

В качестве усовершенствования традиционных стабилизаторов напряжения релейного типа в современных инновационных стабилизаторах используются высокопроизводительные цифровые схемы управления и полупроводниковые схемы управления, которые исключают регулировку потенциометра и позволяют пользователю устанавливать требования к напряжению с помощью клавиатуры, с возможностью запуска и остановки выхода.

Это также привело к тому, что время срабатывания стабилизаторов или чувствительность стабилизаторов были очень низкими, обычно менее нескольких миллисекунд, кроме того, это можно регулировать с помощью переменной настройки.В настоящее время стабилизаторы стали оптимизированным решением для питания многих электронных устройств, чувствительных к колебаниям напряжения, и они нашли работу со многими устройствами, такими как станки с ЧПУ, кондиционеры, телевизоры, медицинское оборудование, компьютеры, телекоммуникационное оборудование и т. Д.

Что такое стабилизатор напряжения?

Это электрический прибор, который разработан для подачи постоянного напряжения на нагрузку на своих выходных клеммах независимо от изменений входного или входящего напряжения питания.Он защищает оборудование или машину от перенапряжения, пониженного напряжения и других скачков напряжения.

Он также называется автоматическим регулятором напряжения (АРН) . Стабилизаторы напряжения предпочтительны для дорогостоящего и драгоценного электрического оборудования, поскольку они защищают его от вредных колебаний низкого / высокого напряжения. Некоторое из этого оборудования - кондиционеры, офсетные печатные машины, лабораторное оборудование, промышленные машины и медицинское оборудование.

Стабилизаторы напряжения регулируют колебания входного напряжения до того, как оно может быть подано на нагрузку (или оборудование, чувствительное к колебаниям напряжения).Выходное напряжение стабилизатора будет оставаться в диапазоне 220 В или 230 В в случае однофазного питания и 380 В или 400 В в случае трехфазного питания в пределах заданного диапазона колебаний входного напряжения. Это регулирование осуществляется с помощью понижающих и повышающих операций, выполняемых внутренней схемой.

На современном рынке доступно огромное количество разнообразных автоматических регуляторов напряжения. Это могут быть одно- или трехфазные блоки в зависимости от типа применения и необходимой мощности (кВА).Трехфазные стабилизаторы выпускаются в двух версиях: модели со сбалансированной нагрузкой и модели с несбалансированной нагрузкой.

Они доступны в виде отдельных блоков для бытовой техники или в виде большого стабилизатора для всей бытовой техники в определенном месте, например, во всем доме. Кроме того, это могут быть стабилизаторы аналогового или цифрового типа.

К распространенным типам стабилизаторов напряжения относятся стабилизаторы с ручным управлением или с переключением, автоматические стабилизаторы релейного типа, твердотельные или статические стабилизаторы и стабилизаторы с сервоуправлением.В дополнение к функции стабилизации большинство стабилизаторов имеют дополнительные функции, такие как отсечка низкого напряжения на входе / выходе, отсечка высокого напряжения на входе / выходе, отсечка при перегрузке, возможность запуска и остановки выхода, ручной / автоматический запуск, отображение отсечки напряжения, переключение при нулевом напряжении. и др.

Зачем нужны стабилизаторы напряжения?

Как правило, каждое электрическое оборудование или устройство рассчитано на широкий диапазон входного напряжения. В зависимости от чувствительности рабочий диапазон оборудования ограничен определенными значениями, например, одно оборудование может выдерживать ± 10 процентов номинального напряжения, а другое - ± 5 процентов или меньше.

Колебания напряжения (повышение или понижение величины номинального напряжения) довольно часто встречаются во многих областях, особенно на оконечных линиях. Наиболее частые причины колебаний напряжения - это освещение, неисправности электрооборудования, неисправная проводка и периодическое отключение устройства. Эти колебания приводят к поломке электрического оборудования или приборов.

Результатом длительного перенапряжения

  • Необратимое повреждение оборудования
  • Повреждение изоляции обмоток
  • Нежелательное прерывание нагрузки
  • Повышенные потери в кабелях и сопутствующем оборудовании
  • Снижение срока службы устройства

Длительное понижение напряжения приведет к

  • Неисправность оборудования
  • Более длительные периоды работы (как в случае резистивных нагревателей)
  • Снижение производительности оборудования
  • Вытягивание больших токов, которые в дальнейшем приводят к перегреву
  • Ошибки вычислений
  • Пониженная частота вращения двигателей

Таким образом, стабильность и точность напряжения определяют правильную работу оборудования.Таким образом, стабилизаторы напряжения гарантируют, что колебания напряжения на входящем источнике питания не влияют на нагрузку или электрический прибор.

Как работает стабилизатор напряжения?

Основной принцип стабилизатора напряжения для выполнения операций понижения и повышения

В стабилизаторе напряжения коррекция напряжения при повышенном и пониженном напряжении выполняется с помощью двух основных операций, а именно: b oost и операции понижения . Эти операции могут выполняться вручную с помощью переключателей или автоматически с помощью электронных схем.В условиях пониженного напряжения режим повышения напряжения увеличивает напряжение до номинального уровня, в то время как понижающий режим снижает уровень напряжения во время состояния повышенного напряжения.

Концепция стабилизации включает в себя добавление или вычитание напряжения в сети и из нее. Для выполнения такой задачи в стабилизаторе используется трансформатор, который в различных конфигурациях соединен с переключающими реле. В некоторых стабилизаторах используется трансформатор с отводами на обмотке для обеспечения различных коррекций напряжения, в то время как в сервостабилизаторах используется автотрансформатор для обеспечения широкого диапазона коррекции.

Чтобы понять эту концепцию, давайте рассмотрим простой понижающий трансформатор с номиналом 230 / 12В и его связь с этими операциями приведена ниже.

На рисунке выше показана конфигурация повышения, в которой полярность вторичной обмотки ориентирована таким образом, что ее напряжение добавляется непосредственно к первичному напряжению. Следовательно, в случае пониженного напряжения трансформатор (будь то переключение ответвлений или автотрансформатор) переключается с помощью реле или твердотельных переключателей, так что к входному напряжению добавляются дополнительные вольты.

На приведенном выше рисунке трансформатор подключен в компенсирующей конфигурации, в которой полярность вторичной катушки ориентирована таким образом, что ее напряжение вычитается из первичного напряжения. Схема переключения переключает соединение с нагрузкой в ​​эту конфигурацию во время состояния перенапряжения.

На рисунке выше показан двухступенчатый стабилизатор напряжения, в котором используются два реле для обеспечения постоянной подачи переменного тока на нагрузку во время перенапряжения и в условиях напряжения. Путем переключения реле могут выполняться операции понижения и повышения для двух конкретных колебаний напряжения (одно находится под напряжением, например, 195 В, а другое - при повышенном напряжении, например, 245 В).

В случае стабилизаторов ответвительного трансформаторного типа, различные ответвления переключаются в зависимости от требуемой величины повышающего или понижающего напряжения. Но, в случае стабилизаторов типа автотрансформатора, двигатели (серводвигатель) используются вместе со скользящим контактом для получения повышающего или понижающего напряжения от автотрансформатора, поскольку он содержит только одну обмотку.

Типы стабилизаторов напряжения

Стабилизаторы напряжения стали неотъемлемой частью многих бытовых, промышленных и коммерческих электроприборов.Раньше использовались ручные или переключаемые стабилизаторы напряжения для повышения или понижения входящего напряжения, чтобы обеспечить выходное напряжение в желаемом диапазоне. В таких стабилизаторах используются электромеханические реле в качестве переключающих устройств.

Позже, дополнительная электронная схема автоматизирует процесс стабилизации, и на свет появились автоматические регуляторы напряжения РПН. Другой популярный тип стабилизатора напряжения - сервостабилизатор, в котором коррекция напряжения осуществляется непрерывно без какого-либо переключателя.Обсудим три основных типа стабилизаторов напряжения.

Стабилизаторы напряжения релейного типа

В стабилизаторах напряжения этого типа регулирование напряжения осуществляется переключением реле таким образом, чтобы одно из нескольких ответвлений трансформатора подключалось к нагрузке (как описано выше), независимо от того, он предназначен для работы в режиме наддува или противодействия. На рисунке ниже показана внутренняя схема стабилизатора релейного типа.

Он имеет электронную схему и набор реле помимо трансформатора (который может быть трансформатором с тороидальным или железным сердечником с отводами на его вторичной обмотке).Электронная схема включает схему выпрямителя, операционный усилитель, микроконтроллер и другие крошечные компоненты.

Электронная схема сравнивает выходное напряжение с эталонным значением, обеспечиваемым встроенным источником эталонного напряжения. Каждый раз, когда напряжение повышается или опускается за пределы опорного значения, схема управления переключает соответствующее реле для подключения к выходу требуемого ответвления.

Эти стабилизаторы обычно изменяют напряжение при колебаниях входного напряжения от ± 15 процентов до ± 6 процентов с точностью выходного напряжения от ± 5 до ± 10 процентов.Этот тип стабилизаторов наиболее часто используется для низкоуровневых бытовых приборов в жилых, коммерческих и промышленных помещениях, поскольку они имеют малый вес и низкую стоимость. Однако они страдают рядом ограничений, таких как низкая скорость коррекции напряжения, меньшая долговечность, меньшая надежность, прерывание цепи питания во время регулирования и неспособность выдерживать высокие скачки напряжения.

Сервоуправляемые стабилизаторы напряжения

Их просто называют сервостабилизаторами (работа с сервомеханизмом, который также известен как отрицательная обратная связь), и название предполагает, что он использует серводвигатель для коррекции напряжения.Они в основном используются для обеспечения высокой точности выходного напряжения, обычно ± 1% при изменении входного напряжения до ± 50%. На рисунке ниже показана внутренняя схема сервостабилизатора, который включает в себя серводвигатель, автотрансформатор, повышающий трансформатор, драйвер двигателя и схему управления в качестве основных компонентов.

В этом стабилизаторе один конец первичной обмотки понижающего повышающего трансформатора подключен к фиксированному отводу автотрансформатора, а другой конец подключен к подвижному рычагу, управляемому серводвигателем.Вторичная обмотка понижающего повышающего трансформатора подключена последовательно к входящему источнику питания, который является не чем иным, как выходом стабилизатора.

Электронная схема управления обнаруживает провал и рост напряжения, сравнивая входной сигнал со встроенным источником опорного напряжения. Когда схема обнаруживает ошибку, она приводит в действие двигатель, который, в свою очередь, перемещает рычаг автотрансформатора. Он может питать первичную обмотку повышающего трансформатора, так что напряжение на вторичной обмотке должно быть желаемым выходным напряжением.Большинство сервостабилизаторов используют встроенный микроконтроллер или процессор для схемы управления для достижения интеллектуального управления.

Эти стабилизаторы могут быть однофазными, трехфазными симметричными или трехфазными несимметричными. В однофазном типе серводвигатель, соединенный с регулируемым трансформатором, обеспечивает коррекцию напряжения. В случае трехфазного симметричного типа серводвигатель соединен с тремя автотрансформаторами, так что стабилизированный выход обеспечивается во время колебаний путем регулировки выхода трансформаторов.В несбалансированном типе сервостабилизаторов три независимых серводвигателя соединены с тремя автотрансформаторами и имеют три отдельные цепи управления.

Сервостабилизаторы обладают различными преимуществами по сравнению со стабилизаторами релейного типа. Некоторые из них - более высокая скорость коррекции, высокая точность стабилизированного выхода, способность выдерживать броски тока и высокая надежность. Однако они требуют периодического обслуживания из-за наличия двигателей.

Стабилизаторы статического напряжения

Как следует из названия, стабилизатор статического напряжения не имеет движущихся частей в качестве механизма серводвигателя в случае сервостабилизаторов.Он использует схему силового электронного преобразователя для стабилизации напряжения, а не вариацию в случае обычных стабилизаторов. С помощью этих стабилизаторов можно добиться большей точности и отличного регулирования напряжения по сравнению с сервостабилизаторами, и обычно регулирование составляет ± 1 процент.

По сути, он состоит из повышающего трансформатора, преобразователя мощности IGBT (или преобразователя переменного тока в переменный) и микроконтроллера, микропроцессора или контроллера на базе DSP. Преобразователь IGBT, управляемый микропроцессором, генерирует соответствующее количество напряжения с помощью метода широтно-импульсной модуляции, и это напряжение подается на первичную обмотку повышающего трансформатора.Преобразователь IGBT вырабатывает напряжение таким образом, что оно может быть синфазным или сдвинутым на 180 градусов по фазе входящего линейного напряжения, чтобы выполнять сложение и вычитание напряжений во время колебаний.

Каждый раз, когда микропроцессор обнаруживает провал напряжения, он посылает импульсы ШИМ на преобразователь IGBT, так что он генерирует напряжение, равное величине отклонения от номинального значения. Этот выход находится в фазе с входящим питанием и подается на первичную обмотку повышающего трансформатора.Поскольку вторичная обмотка подключена к входящей линии, индуцированное напряжение будет добавлено к входящему источнику питания, и это скорректированное напряжение будет подаваться на нагрузку.

Точно так же повышение напряжения заставляет схему микропроцессора посылать импульсы ШИМ таким образом, что преобразователь выводит напряжение с отклоненной величиной, которое на 180 градусов не совпадает по фазе с входящим напряжением. Это напряжение на вторичной обмотке понижающего вольтодобавочного трансформатора вычитается из входного напряжения, так что выполняется понижающая операция.

Эти стабилизаторы очень популярны по сравнению со стабилизаторами с переключением отводов и сервоуправляемыми стабилизаторами из-за большого количества преимуществ, таких как компактный размер, очень быстрая скорость коррекции, отличное регулирование напряжения, отсутствие технического обслуживания из-за отсутствия движущихся частей, высокая эффективность и высокий КПД. надежность.

Разница между стабилизатором напряжения и регулятором напряжения

Здесь возникает серьезный, но сбивающий с толку вопрос: какова именно разница (я) между стабилизатором и регулятором на ? Хорошо.. Оба выполняют одно и то же действие, которое заключается в стабилизации напряжения, но основное различие между стабилизатором напряжения и регулятором напряжения составляет :

Стабилизатор напряжения: Это устройство или схема, которые предназначены для подачи постоянного напряжения на выход без изменений. по входящему напряжению.

Регулятор напряжения: Это устройство или схема, которые предназначены для подачи постоянного напряжения на выход без изменения тока нагрузки.

Как выбрать стабилизатор напряжения правильного размера?

Прежде всего, необходимо учесть несколько факторов, прежде чем покупать стабилизатор напряжения для прибора.Эти факторы включают в себя мощность, требуемую для устройства, уровень колебаний напряжения, которые возникают в зоне установки, тип устройства, тип стабилизатора, рабочий диапазон стабилизатора (на который стабилизатор подает правильное напряжение), отключение по перенапряжению / пониженному напряжению, тип схема управления, тип монтажа и другие факторы. Здесь мы привели основные шаги, которые следует учитывать перед покупкой стабилизатора для вашего приложения.

  • Проверьте номинальную мощность устройства, которое вы собираетесь использовать со стабилизатором, наблюдая за деталями паспортной таблички (вот образцы: паспортная табличка трансформатора, паспортная табличка MCB, паспортная табличка конденсатора и т. Д.) Или из руководства пользователя продукта.
  • Поскольку стабилизаторы рассчитаны на кВА (как и у трансформатора, рассчитанные на кВА, а не на кВт), также можно рассчитать мощность, просто умножив напряжение прибора на максимальный номинальный ток.
  • Рекомендуется добавить запас прочности к номиналу стабилизатора, обычно 20-25 процентов. Это может быть полезно для будущих планов по добавлению дополнительных устройств к выходу стабилизатора.
  • Если прибор рассчитан в ваттах, учитывайте коэффициент мощности при расчете номинальной мощности стабилизатора в кВА.Напротив, если стабилизаторы рассчитаны в кВт, а не в кВА, умножьте коэффициент мощности на произведение напряжения и тока.

ниже - это живой и решенный Пример как выбрать стабилизатор напряжения подходящего размера для вашего электроприбора

Предположим, если прибор (кондиционер или холодильник) рассчитан на 1 кВА. Следовательно, безопасный запас в 20 процентов составляет 200 Вт. Прибавив эти ватты к фактической мощности, мы получим мощность 1200 ВА. Поэтому для устройства предпочтительнее стабилизатор на 1,2 кВА или 1200 ВА.Для домашних нужд предпочтительны стабилизаторы от 200 ВА до 10 кВА. А для коммерческих и промышленных применений используются однофазные и трехфазные стабилизаторы большой мощности.

Надеемся, что представленная информация будет информативной и полезной для читателя. Мы хотим, чтобы читатели выразили свое мнение по этой теме и ответили на этот простой вопрос - какова цель функции связи RS232 / RS485 в современных стабилизаторах напряжения - в разделе комментариев ниже.

Простейшая схема стабилизатора напряжения сети

Стабилизатор напряжения - это устройство, которое можно использовать для обнаружения неподходящих уровней напряжения и их исправления для обеспечения достаточно стабильного выходного сигнала на выходе, к которому подключена нагрузка.
Здесь мы собираемся изучить конструкцию простого автоматического стабилизатора сетевого напряжения переменного тока, который может быть использован для вышеуказанной функции.

Как работает схема

Говоря о цифре, мы видим, что вся схема построена с помощью одного операционного усилителя IC 741. Он становится секцией управления всей конструкции.

Микросхема устроена как компаратор, все знают, насколько хорошо этот режим подходит для IC 741 и других операционных усилителей. Это два входа, настроенные соответствующим образом для заявленных процедур.

Вывод №2 ИС фиксируется на опорном уровне, создаваемом резистором R1 и стабилитроном, в то время как вывод №3 используется для выборки напряжения от трансформатора или источника питания. Это напряжение превращается в напряжение считывания для ИС и мгновенно пропорционально изменяющемуся входному переменному току нашей сети.

Предустановка используется для установки точки срабатывания или пороговой точки, при которой напряжение может считаться опасным или неправильным. Об этом мы поговорим в разделе «Процесс создания».

Контакт №6, который является выходом ИС, переходит в высокий уровень в момент, когда контакт №3 достигает заданного значения и запускает фазу транзистора / реле.

В случае, если сетевое напряжение превышает определенный порог, неинвертирующая ИС идентифицирует его, и его выход мгновенно становится высоким, активируя транзистор и реле для требуемых действий.

Реле, которое является реле типа DPDT, имеет свои контакты, подключенные к трансформатору, который может быть обычным трансформатором, улучшенным для выполнения функции стабилизирующего трансформатора.

Первичная и вторичная обмотки коррелированы таким образом, что посредством соответствующего переключения отводов трансформатор имеет способность добавлять или вычитать определенную величину сетевого напряжения переменного тока и генерировать последующую нагрузку, связанную с выходом.

Контакты реле правильно подключены к ответвлениям трансформатора для выполнения вышеуказанных действий в соответствии с командами, подаваемыми с выхода операционного усилителя.

Таким образом, если входное напряжение переменного тока имеет тенденцию повышать установленное пороговое значение, трансформатор вычитает некоторое напряжение и пытается отключить напряжение от достижения опасного уровня и наоборот в условиях низкого напряжения.

Принципиальная схема стабилизатора напряжения 220 В

Перечень деталей для ПРОСТОЙ ЦЕПИ АВТОМАТИЧЕСКОГО СТАБИЛИЗАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

Для изготовления этой самодельной схемы автоматического стабилизатора напряжения сети вам потребуются следующие компоненты:
R1, R27 = 10K, = 470K,
C1 = 1000 мкФ / 25 В
D1, D2 = 1N4007,
T1 = BC547,
TR1 = 0-12 В, 500 мА,
TR2 = 9-0-9 В, 5 А,
IC1 = 741,
Z1, Z2 = 4,7 В / 400 мВт
Реле = DPDT, 12 В, 200 или более Ом,

Приблизительное выходное напряжение для данных входов

ВХОД ------ ВЫХОД
200 В ----- --- 212 В
210 В -------- 222 В
220 В -------- 232 В
225 В -------- 237 В
230 В -------- 218 В
240 В -------- 228V
250V -------- 238V

Как настроить схему

Предлагаемую схему простого автоматического стабилизатора напряжения можно настроить с помощью следующих процедур:

В начало не подключить трансформаторы к цепи.

Используя регулируемый источник питания, запитать цепь через C1, положительный вывод идет на вывод R1, а отрицательный - на линию катода D2.

Установите напряжение примерно на 12,5 напряжения и отрегулируйте предустановку так, чтобы выход IC просто становился высоким и запускал реле.

Теперь снижение напряжения примерно до 12 В должно привести к срабатыванию ОУ реле в исходное состояние или к обесточиванию его.

Повторите и проверьте действие реле, изменив напряжение с 12 до 13 вольт, что может привести к срабатыванию триггера реле соответственно.

Ваш начальный процесс завершен.

Теперь вы можете подключить оба трансформатора в подходящие места со схемой.

Ваша простая самодельная схема стабилизатора сетевого напряжения готова.

При настройке реле срабатывает в любой момент, когда входное напряжение превышает 230 вольт, доводя выходное напряжение до 218 вольт и сохраняет это расстояние постоянно, когда напряжение достигает более высоких уровней.

Когда напряжение снова падает до 225, реле обесточивается, подтягивая напряжение до 238 вольт, и сохраняет удар при дальнейшем падении напряжения.

Вышеупомянутое действие поддерживает выходное напряжение устройства в пределах от 200 до 250 вольт с колебаниями от 180 до 265 вольт.

Цепь автоматического стабилизатора напряжения - Инженерные проекты

Представленный здесь проект представляет собой схему так называемого автоматического стабилизатора напряжения, которая эффективно решает почти все проблемы, возникающие в обычном доступном стабилизаторе. С помощью схемы автоматического стабилизатора напряжения мы можем поддерживать постоянное напряжение на уровне 230 В, когда напряжение автоматически понижается до 170 В и повышается до 250 В.

Стратегия работы цепи автоматического стабилизатора напряжения

Принцип работы схемы очень прост: эта схема активировала одно реле за раз от 170 В переменного тока и выше, и все реле и включала питание при достижении входного напряжения 230 В переменного тока. Точно так же, если входное напряжение питания постепенно уменьшается с 230 В, реле автоматически отключаются одно за другим, так что выходное напряжение остается постоянным на уровне 230 В переменного тока.

Различный другой стабилизатор напряжения и блок автоматического отключения, размещенный в лучших инженерных проектах.com, вам может понравиться

  1. Цепь стабилизатора переменного напряжения с использованием 556 IC
  2. Универсальное устройство автоматической резки
  3. Источник питания с автоматическим отключением

Описание схемы автоматического стабилизатора напряжения

Питание схемы осуществляется от вторичной обмотки трансформатора X 2 . Поскольку напряжение между двумя ответвлениями составляет 20 В, оно напрямую выпрямляется с помощью мостового выпрямителя с диодами от D 1 до D 4 .Выпрямленный выходной сигнал дополнительно фильтруется с помощью электролитического конденсатора C 1 .

Входное напряжение от источника воспринимается трансформатором X 1 и выпрямляется с помощью мостового выпрямителя из диода D 5 через D 8 . Выпрямленный выход дополнительно фильтруется конденсатором C 2 и подается на базу транзистора T 1 - T 4 через переменный резистор VR 1 - VR 4 .В качестве опорного напряжения используются стабилитроны ZD 1 - ZD 4 .

ПЕРЕЧЕНЬ ДЕТАЛЕЙ ЦЕПИ АВТОМАТИЧЕСКОГО СТАБИЛИЗАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

Резистор (полностью ¼-ватт, ± 5% углерода)
R 1 = 4,7 Ом, 3 Вт

R 2 , R 3 = 100 Ом, 0,5 Вт

R 4 , R 5 = 56 Ом, 0,5 Вт

R 6 - R 9 = 1 кОм

R 10 = 1 кОм, 0.5 Вт

VR 1 - VR 4 = 20 кОм Линейный

Конденсаторы
C 1 = 470 мкФ / 40 В (электролитический конденсатор)

C 2 = 100 мкФ / 40 В (электролитический конденсатор)

C 3 - C 6 = 10 мкФ / 50 В (электролитический конденсатор)

Полупроводники
T 1 - T 5 = SL100 (NPN-транзистор общего назначения средней мощности)

D 1 - D 12 = 1N4007 (выпрямительный диод)

ZD 1 - ZD 4 = 2 В, 1 ампер.Стабилитрон

Светодиод 1 = Светодиод любого цвета

Разное
X 1 = 230 В переменного тока первичной обмотки на 0-12 В, 300 мА вторичной

X 2 = 230 В переменного тока первичной обмотки на 0-170 В, 190 В, 210 В, 230 В, 250 В вторичной обмотки

RL 1 - RL 4 = реле с двойным контактом 12 В, 300 Ом

SW 1 = выключатель

Нравится:

Нравится Загрузка...

Цепь стабилизатора переменного тока

с реле и дисплеем, водяная плата, - M.G.S Enterprises, Дели Цепь стабилизатора переменного тока

с реле и дисплеем, водяная плата, - M.G.S Enterprises, Дели | ID: 22175480691

Спецификация продукта

Минимальное количество заказа 25

Описание продукта

Диапазон входного сигнала цепи стабилизатора переменного напряжения - от 140 до 280 вольт на выходе - от 195 до 245 вольт Нагрузочная способность - 1.Вход дисплея 5 тонн переменного тока (ip) Выход (op) Нагрузка (ld) High (hi) Low (lo) Tdr (обратный отсчет) Защита от повышенного, пониженного напряжения и перегрузки

Заинтересовались данным товаром? Получите последнюю цену у продавца

Связаться с продавцом

Изображение продукта


О компании

Год основания 2015

Юридический статус Фирмы Физическое лицо - Собственник

Характер бизнеса Производитель

Количество сотрудников До 10 человек

Годовой оборот R.50 лакх - 1 крор

IndiaMART Участник с апреля 2010 г.

GST07BNZPS2541h2ZE

Основана в 2015 в Дели, Индия, we “M.G.S. Предприятия » - это единоличное предприятие , базирующееся в , которое является ведущим производителем платы управления стабилизатором , цифрового стабилизатора напряжения и т.д.Кроме того, мы гарантируем своевременную доставку этих продуктов нашим клиентам, благодаря чему мы приобрели огромную клиентскую базу на рынке. Вернуться к началу 1

Есть потребность?
Получите лучшую цену

1

Есть потребность?
Получите лучшую цену

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *