Стабилизатор напряжения для дома: отзывы, схемы, цены

Стабилизаторы напряжения для дома, отзывы, какой лучше? ТОП 16

Стабилизатор напряжения – это устройство, которое необходимо в каждом доме или квартире. В условиях современной России, где вся система электроснабжения была создана более в середине девяностых годов и с тех пор не менялась в положительную сторону, вопрос покупки стабилизатора особенно актуален. В некоторых случаях он способен защитить технику от поломки устраняя скачки напряжения, в других ситуациях решит проблему с уменьшением лампочек по вечерам или же с запуском техники, которая на старте требует высокого потребления электричества. В связи с этим ниже будет представлен список, в который вошли лучшие стабилизаторы напряжения для дома, отзывы, какой лучше формируют данный рейтинг.

Прежде чем приступить к обзору конкретных моделей, необходимо понять, как работают эти устройства и, исходя из каких критериев, их стоит выбирать.

Стабилизатор – это устройство, которое устраняет скачки напряжения в сети, давая на выходе стабильное напряжение не оказывающего негативного влияния на работу электронных устройств. Таким образом, можно упрощенно сказать, что стабилизатор на входе получает низкое или высокое напряжения, а на выходе доводит его до нормальных показателей, тем самым обеспечивая стабильную и безопасную работу техники.

Стабилизаторы напряжения можно разделить по нескольким категориям:

  • по типу оборудования – электромеханический или релейный (электронный);
  • типу сети – однофазная или трехфазная;
  • исполнение – настенное или напольное;
  • способ подключения – клеммы или евророзетка;

Также не менее важными показателями являются такие параметры, как мощность, диапазон входящего напряжения, скорость реакции, точности и способ охлаждения.

Для того чтобы правильно выбрать стабилизатор в первую очередь нужно рассчитать суммарное потребление электричества всех устройств в доме и прибавить к ним 20%. Прибавить 20% — это важный момент, так как в противном случае может оказаться, что при включении всех устройств в помещении одному из них не хватит напряжения для пуска, ведь часто при запуске требуется большая мощность, чем при постоянной работе. К таким устройствам относятся холодильники, стиральные машины и сплит-системы. После этого можно отправляться в магазин за покупкой стабилизатора и исходя из финансовых возможностей смотреть на другие параметры – скорость реакции, входное напряжения, охлаждения и прочие.

Рейтинг лучших стабилизаторов напряжения для дома в 2020-2021 году.

1. RUCELF SRWII-6000-L

Релейный отечественный стабилизатор, который собирается преимущественно в России, хотя часть производственной базы расположена в Китае. Модель размещается на полу. Одним из достоинств является широкий диапазон входящего напряжения 110-270 В, что делает его достаточно универсальным. По немногочисленным отзывам устройство можно считать шумным из-за принудительной системы охлаждения, однако, если оно расположено в нежилой комнате, то никаких неудобств шум не доставит. К достоинствам можно отнести плавность выравнивая напряжения, а также долговечность. Устройство подключается посредством клемм. Мощность модели составляет 5 кВт, точность работы порядка 6%. Устройство может работать от 0 до 45 градусов тепла. КПД не менее 98%.

2. Ресанта ACH-5000/1-Ц

Релейный стабилизатор на 5 кВт с напольным вариантом размещения, подключается посредством клемм, входное напряжение может колебаться от 140 до 260 В. Производится в Китае фирмой латвийского происхождения. Устройство имеет естественное охлаждения, весит 13 кг и отлично подойдет для дачи. КПД не менее 97%. Основным преимуществом устройства является цена модели, однако, отзывы о нем не всегда положительные. Многое пользователи пишут, что стабилизатор быстро выходит из строя, но высокий процент поломок по словам мастеров вызван тем, что изначально владельцы данной модели не правильно рассчитывают необходимую им мощность. Дело в том, что релейный тип стабилизаторов дает небольшой процент погрешности, в данном случае он равен 8%. Не учитывая этот момент, пользователи заведомо приобретают себе неподходящее устройство.

3. RUCELF SDWII-6000-L

Устройство настенного исполнения с мощностью в 5 кВт и входной мощностью от 130 до 280 В. Пользователи пишут о модели, что это из серии купил и забыл. Плавная и тихая работа, минимальный уровень тепловыделения, высокая точность работы – 1,5%. Все это делают модель популярной на рынке. Принцип стабилизации – электромеханический. КПД не менее 98%. Может работать от нуля до 45 градусов тепла. Подключается с помощью клемм, в качестве дополнительных бонусов – байпас и задержка старта.

4. Эра STA-W-5000

Релейный стабилизатор для настенной установки с мощностью в 5 кВт. Фирма производитель базируется в России. Есть задержка старта и байпас, широкий диапазон входящих значений – 140-270 В. Плохих отзывов практически не встречается. Устройство имеет естественное охлаждение, подключается посредством клемм. Точность работы составляет 8%, а КПД достигает лишь 95%. Вес устройства – 14,5 кг.

5. Ресанта ACH-5000/1-ЭМ

Устройство электромеханического типа на 5 кВт, имеет низкий процент неточности стабилизации равный 2, что является преимуществом всех моделей с электронной стабилизацией. Данная модель отличается невысокой ценой, но стоит обратить внимания на то, что скорость реакции у него достаточно небольшая, а это значит, что он подойдет при редких изменениях напряжения в сети. Отклонения порядка 10-20% этому устройству по плечу, если эти показатели выше, то стоит рассмотреть более дорогие модели. Модель имеет напольный способ размещения, подключается посредством клемм, естественным образом охлаждается, весит 17,7 кг. КПД составляет 97%, входные значения сети – 140-260 В.

Выше были рассмотрены устройства до 5 Квт, что делает их подходящими для дачи или дома в котором нет большого количества электронной техники. Если в помещении находится много с разной техникой, которая используется одновременно, то лучше обратить внимание на следующие стабилизаторы для дома. Отзывы, какой лучше из них, так же стали основой для формирования списка.

6. RUCELF SRWII-9000-L

Стабилизатор релейного типа с высокой точностью порядка 3,5% рассчитанный на потребление 7 кВт, имеет информативный дисплей, низкий нагрев во время работы. Устанавливается на стену, весит 16 кг. Минусом являются громкие щелчки во время работы, которые не мешают при условии, что устройство расположено не в жилой комнате. Входные значения 130-280 кВт, КПД – 98%.

7. Sven AVR PRO LCD 10000

Устройство релейного типа от финского производителя с невысокой стоимостью рассчитанное на 8 кВт. Имеет настенное крепление, чему способствуют достаточно скромные размеры и малый вес. Устройство имеет достаточно стильный дизайн. Минусы – отсутствие байпаса и громкая работа. Входное напряжение 140-260 В, точность работы может варьироваться в пределах 8%, КПД — 98%.

8. PROGRESS 12000T-20

Один из самых точных стабилизаторов в списке. Производится в России. Мощность устройства составляет 9,6 кВт, входные значения от 150 до 260 В. Имеет электромеханический тип стабилизации, естественное охлаждение, тихая работа делают устройство одним из лучших в своем классе. Имеет напольный вариант размещения. Байпас приобретается отдельно от основного устройства. Точность в пределах 5%, КПД немного уступает конкурентам – 96%.

9. LIDER PS10000W-50

Российский электронный стабилизатор с очень широким входным диапазоном от 110 до 320 В. Мощность стабилизатора составляет 10 кВт, точность на выходе варьируется в пределах 4,5%, КПД не менее 97%. Имеет широкие возможности по использованию в разных климатических условиях от -40 до +40 градусов. Очень надежное и долговечное устройство, которое практически не требует обслуживания. Очень низкий уровень шума и тепловыделения при работе. Минус данной модели – цена.

Читайте также:
Угловая мебель для ванной

10. Энергия Classic 7500

Еще один российский стабилизатор на 7,5 кВт с высоким КПД и молниеносной скоростью реакции. Устройство имеет настенный тип размещения, является электронным стабилизатором. Отлично подойдет для квартир и домов в которых постоянно низкое напряжение. Скорость реакции составляет 20 мс, КПД – 98%. Вес устройства 20 кг. По отзывам, устройство имеет очень низкий уровень шума и рассчитано на 20 лет службы, то однозначно оправдывает потраченные на него деньги. Может работать при напряжении в сети от 125 до 250 В. Рабочие температуры от 10 до 40 градусов тепла. Точность работы не отклоняется более чем на 5%.

11. Энергия Classic 20000

Достаточно мощный стабилизатор на 20 кВт с широкими входными значениями от 125 до 255 В и высокой точностью работы не отклоняющейся более чем на 5%. Подойдет для дома с большим количеством техники или небольшой мастерской. Устройство радует своей ценой, ведь в своем классе стоит значительно, ниже, чем конкурентные модели, при этом при меньшей стоимости не имеет ярко выраженных недостатков. КПД 98%. Модель имеет большой вес, но учитывая его мощность это вполне объяснимо. Размещается на стене. Устройство обладает принудительной системой охлаждения, кроме того выдерживает повышение температуры до 120 градусов, после чего принудительно отключается.

12. Ресанта LUX АСН-10000Н/1-Ц

Релейный стабилизатор на 10 кВт из класса бюджетных моделей. Имеет настенный вариант размещения. Простой и надежный вариант. Имеет байпас. Подключается посредством клемм. Минусом является неправильная информация на дисплее, устройство почти всегда показывает выходное напряжение 220, при этом при замере значение может отличаться на 8%. Следует заметить, что это проблема почти всех устройство от этого латвийского производителя. КПД – 97%, диапазон значений – 140-260 В.

13. Luxeon WDR-10000

Качественная релейная модель на 7 кВт с китайской сборкой, но украинским происхождением. Значения на входе могут варьироваться от 140 до 260 В. Размещается на стене, имеет высокий срок службы, достаточно точную работу для подобных устройств — +-6%, компактные размеры. По отзывам данный аппарат достаточно легко обслужить. Из минусов достаточно высокий уровень громкости при работе. КПД не менее 97%.

14. Энергия Voltron PCH-10000

Устройство от российского производителя рассчитанное на 7 кВт суммарного потребления. Входные значения от 95 до 280 В. Однофазный стабилизатор релейного типа, который можно разместить как на стене, так и на полу. Высокая стоимость устройства объясняется стабильностью при высокой влажности – 95%, хотя стандарт для прочих стабилизаторов – 80%. Достаточно громкий, но при этом широкий входной диапазон и рабочие температуры. В целом модель можно охарактеризовать, как устройство для нестандартных климатических условий. КПД 98%, достаточно большой процент отклонения результата – 10%. Может работать от – 30 до +45 градусов.

15. Volter СНПТО-9 ПТ

Электронный стабилизатор украинского происхождения с длительным сроком гарантии – 5 лет. Модель уже более десяти лет занимает прочные позиции на рынке, имеет широкий диапазон рабочих температур, отличается практически бесшумной работой. Можно установить на стену или разместить на полу. Устройство имеет мощность в 9 кВт, работает при значениях от 150 до 245 В, может использоваться при температуре от -40 до +40. КПД имеет значение 98%, выходящее напряжение отклоняется в пределах 3%.

16. Энергия Hybrid СНВТ-10000/1

Стабилизатор гибридного типа на 10 кВт с высоким КПД в 98%, широким диапазоном входного напряжения – 145 – 255 В и защитой от перегрева. Устройство практически не имеет минусов, за исключением щелчков, которые могут быть слышны лишь в полной тишине. Еще одним минусом является ценник, однако комфорт от использования данной модели стоит потраченных средств. Может работать при влажности 95%. Имеет напольный вариант размещения. Точность работы – 3%. Может работать, начиная от -5 градусов и при максимуме в 45 градусов.

Какой стабилизатор напряжения для дома выбрать: рейтинг популярных моделей

Нередко в бытовой электросети происходят скачки напряжения. Во время них вольтаж или резко повышается, или падает. Подобные изменения могут негативно сказаться на бытовой технике и даже вывести ее из строя. Особенно чувствительны к перепадам компьютеры: кристалл центрального процессора или видеокарты может перегореть при существенном повышении напряжения. Решить проблему помогают стабилизаторы напряжения на 220 В. Поговорим более подробно о том, какой лучше выбрать для дома.

Почему происходят перепады напряжения, чем они опасны?

Причины

Скачки напряжения в бытовой электрической сети на 220 Вольт могут произойти по целому ряду самых разных причин.

Вот основные из них:

  • Отключение от сети мощных приборов. Если один из потребителей электроэнергии отключает от сети мощные приборы, напряжение резко повышается. Такое обычно бывает при прекращении подачи электропитания на производственную или торговую технику.
  • Некорректная работа трансформатора. Пожалуй, самая распространенная причина. Электроэнергия, выработанная электростанции, имеет напряжение от 150 до 1 150 Кв. Уменьшают его с помощью трансформаторов, находящихся на специальных распределительных подстанциях. Вследствие некорректной настройки трансформатора, его износа или производственного брака прибор может работать ненадлежащим образом и не стабилизировать напряжение, приводя к периодическим изменениям.
  • Перегрузка сети. К повышению вольтажа может привести не только массовое отключение, но и массовое подключение к ней электроприборов. Это особенно актуально для домов советской постройки, в которых проводка не рассчитана на запитывание таких требовательных приборов как, например, сплит-системы. Сеть в таком случае обычно испытывает перегрузку и напряжение меняется в сторону уменьшения или увеличения.

Чем опасны?

Интенсивные перепады могут вывести из строя технику моментально.

Незначительные скачки напряжения электросети (повышение или понижение до 25%) существенно сокращают срок службы любой бытовой техники. Особенно опасны подобные явления для кристаллов центральных процессоров компьютера, видеоадаптеров.

Как избежать?

Избежать перепадов напряжения нельзя. Однако вполне возможно обезопасить от них имеющуюся в квартире бытовую технику. Для этого применяют прибор, именуемый стабилизатором напряжения.

По сути, стабилизатор представляет собой уменьшенную версию трансформатора. Электрический ток из сети поступает на обмотку катушки прибора, где устраняются его колебания. На выходе пользователь получает стабильный переменный ток напряжением 220 В.

Виды стабилизаторов

В основе всех стабилизаторов лежит использование трансформаторных катушек.

Работают стабилизаторы на основе различных физических принципов.

В зависимости от принципа функционирования стабилизаторы делят на несколько разновидностей:

  • Феррорезонансные. Используют для работы явление феррорезонанса, возникающее в электроцепях.
    При самопроизвольном возникновении приводит к повреждению техники.
    Однако если феррорезонанс спровоцирован целенаправленно и контролируется дополнительными узлами оборудования, с его помощью можно стабилизировать напряжение.
  • Ферромагнитные. Преобразование электрического тока в этой разновидности устройств происходит под действием электромагнитного поля, возникающего в катушках с ферритовыми сердечниками.
  • Вольтодобавочный. Малогабаритный стабилизатор, в основу работы которого положены свойства индукционной катушки.
    Подходит для незначительного изменения напряжения, но не годиться для запитывания нескольких электроприборов одновременно.

В зависимости от типа блока управления стабилизаторы бывают трёх видов.

  1. Релейные. Подача напряжения на обмотку трансформатора осуществляется с помощью имеющегося в конструкции реле.
  2. Электронные. Подачей тока в данном случае управляет «умный» электронный блок.
  3. Электромеханические. Регуляция подачи тока осуществляется путем подвижного щеточного контакта, движущегося по обмотке трансформатора.

В зависимости от области применения стабилизаторы делят на:

    Промышленные – способны запитать сразу большое количество электроприборов, выдерживают серьезные скачки напряжения в сети.

  • Бытовые – больше подходят для домашнего использования и значительно уступают в возможностям промышленным.
Читайте также:
Современные инструменты для огорода: вилы-лопаты и электролопаты для копки земли

Критерии выбора

При выборе стабилизатора для домашнего использования необходимо обратить внимание на несколько важных факторов. Вот основные из них:

  • Мощность. От того, какой мощностью будет обладать стабилизатор, зависит, сколько бытовых электроприборов он сможет запитать. Чтобы не ошибиться при покупке, сначала лучше подсчитать суммарную потребляемую мощность имеющейся в доме бытовой электроники и отталкиваться при выборе от полученных результатов.
  • Количество фаз. Стабилизаторы могут отличаться количеством фазных проводов. На самых простых один фазный провод и один «ноль». Однако бывают устройства с двумя или даже с тремя фазами. Они предназначены для подключения большого количества оборудования или для работы с требовательными приборами. Для домашнего использования обычно вполне хватает однофазного прибора.
  • КПД. Во время работы стабилизаторы теряют часть электричества – это неизбежно. Чем меньше потери, тем лучше. Выражается уровень потерь в коэффициенте полезного действия. Он не должен быть меньше 95%.
  • Коэффициент отклонения. Под коэффициентом отклонения понимают то, насколько напряжение в электросети отклоняется от нормальных значений (220 – 240 В). Разные стабилизаторы могут бороться с разным коэффициентом отклонения. Как правило, дешевые модели плохо справляются с высокими значениями этого показателя. Чтобы понять, каков коэффициент отклонения у вас дома, нужно замерить с помощью вольтметра напряжение в одной из розеток три – четыре раза в течение дня, а затем высчитать среднее арифметическое из полученных данных и разделить на него стандартный вольтаж.
  • Наличие системы защиты. Серьезная перегрузка или замыкание в сети могут привести к перегоранию обмотки трансформатора стабилизатора. Это может привести к плачевным последствиям в виде поломки вашей техники. Избежать их поможет система защиты – она отключает подачу тока на трансформатор в критической ситуации. Поэтому старайтесь подобрать устройство, которое имеет такую функцию. В самых дешевых моделях она отсутствует, поэтому стремление сэкономить может повлечь еще большие затраты на ремонт сгоревшей электроники.
  • Гарантия. Любой стабилизатор подвергается серьезным нагрузкам во время работы. Это означает, что он вполне может выйти из строя. Поэтому надо стараться приобретать устройства с большим сроком гарантии (минимум год). Это обезопасит вас от необходимости ремонта приспособления за свой счет в случае его неожиданной поломки.
  • Цена. Оптимальным будет устройство средней ценовой категории. С одной стороны, меньше вероятность низкого качества и брака, с другой – нет необходимости переплачивать за именитый бренд.

Рейтинг популярных моделей

Вот несколько неплохих бытовых стабилизаторов напряжения, которые можно купить для использования дома или на даче.

РЕСАНТА ACH-5000/1-Ц

РЕСАНТА ACH-5000/1-Ц – это относительно недорогой однофазный релейный стабилизатор, который хорошо подойдет для домашнего использования.

Вот основные технические характеристики этого устройства:

Количество фаз 1
Номинальная мощность 5 кВт
Входное напряжение До 260 В
Тип подачи тока на трансформатор реле

Точность стабилизации Ресанты составляет 92%, что является довольно неплохим показателем. КПД устройства составляет 97% — прибор почти не теряет ток во время обработки.

Ресанта – достаточно мощное устройство. С его помощью вполне можно запитать частный дом или городскую квартиру.

Присутствует защита от:

  • Короткого замыкания.
  • Перегрева.
  • Резкого повышения напряжения.
  • Электропомех.

При срабатывании защиты, устройство автоматически отключается.

РЕСАНТА имеет монохромный жидкокристаллический экран с подсветкой, на котором отображаются входное и выходное напряжение, а также некоторые другие сведения о ходе работы прибора.

Средняя стоимость РЕСАНТА ACH-5000/1-Ц в российских магазинах находится в пределах от 6 000 до 7 000 рублей.

Штиль

Штиль – это стабилизаторы другого типа, электронные.

Вот основные технические характеристики этих устройств:

Количество фаз 1
Номинальная мощность 6 кВт
Входное напряжение До 275 В
Тип подачи тока на трансформатор Электронный блок управления

Точность стабилизации у Штиля составляет 95%, КПД также равен 95%.

Присутствует защита, которая срабатывает в двух случаях:

  • Перегрузка электрической сети.
  • Короткое замыкание.

Штиль идеально подойдет для обеспечения электроснабжения в небольшом загородном доме или городской квартире.

Достоинство Штиля – гарантия, срок которой равен двум годам.

Стоит Штиль приблизительно 13 000 – 14 000 рублей.

ORTEA ORION 15

ORTEA ORION 15 – это дорогой и мощный стабилизатор, рассчитанный на серьезные нагрузки. Он подходит для запитывания большого загородного дома или для использования на малом производстве, в торговле.

Вот основные технические характеристики устройства:

Количество фаз 3
Номинальная мощность 15 кВт
Входное напряжение До 253 В
Тип подачи тока на трансформатор Электромеханическая регуляция

Слабая сторона модели – максимально допустимое входное напряжение, которое составляет всего 253 В. Это довольно мало – в сельской местности бывают довольно резкие скачки вольтажа. Однако этот недостаток с лихвой компенсируется очень высоким КПД (98%) и точной работой (процент искажений здесь равен 0,5%).

ORTEA ORION 15 имеет целых три фазы, что позволяет использовать его для запитывания большого количества электроприборов (в том числе на производстве).

Конструкция предусматривает систему защиты, которая срабатывает при:

  • Превышении максимально допустимого входного напряжения.
  • Короткого замыкания.
  • Резкого повышения температуры обмоток трансформатора.

Стоит ORTEA ORION 15 недешево – его цена составляет около 250 000 рублей.

APC by Schneider Electric Line-R LS1000-RS

APC by Schneider Electric Line-R LS1000-RS – компактный стабилизатор, который стоит около 1 500 рублей. Он выполнен в виде небольшого пластмассового прямоугольника с тремя розетками. Ради компактности пришлось пожертвовать размерами трансформатора, поэтому высокой мощностью эта модель похвастаться не может.

Вот ее основные характеристики:

Количество фаз 1
Номинальная мощность 1 кВт
Входное напряжение До 242 В
Тип подачи тока на трансформатор Реле

Несмотря на низкую стоимость и малый размер, APC имеет довольно неплохие параметры отклонения выходного сигнала – не больше 10%. А вот КПД низковат – всего 90%. Тем не менее, для устройства за 1 500 очень неплохо.

APC by Schneider Electric Line-R LS1000-RS идеально подойдет для использования только для отдельно взятых приборов (например, компьютерной техники) или для применения в небольшом дачном домике с малым количеством электроприборов.

HOME СНР1-0-0,5

Еще один компактный стабилизатор. Правда, за счет применения объемного трансформатора, обеспечивающего более стабильную работу, цена у него выше, чем у АРС, и составляет примерно 2 000 рублей. Подходит для использования на небольших площадях или запитывания отдельных приборов.

Ниже приведены основные характеристики модели:

Количество фаз 1
Номинальная мощность 500 Вт
Входное напряжение До 250 В
Тип подачи тока на трансформатор Реле

КПД у HOME СНР1-0-0,5 составляет 95%, а процент искажений – 8%, что не так уж и плохо для бюджетного стабилизатора.

Вывод

Скачки напряжения в сети – не редкость. Они могут быть вызваны самыми разными причинами. Защитить от них технику помогут стабилизаторы. При выборе устройства нужно обратить внимание на выходную мощность, количество фаз, максимально допустимый коэффициент отклонения и систему защиты. В продаже есть как дорогие, так и дешевые приборы, поэтому каждый подберет подходящий девайс.

Читайте также другие полезные статьи:

Видео-советы: важный совет при покупке стабилизатора напряжения

Рейтинг лучших стабилизаторов напряжения

Рейтинг стабилизаторов напряжения это список ТОП10 лучших моделей 2021 года, основанный на отзывах пользователей и специалистов.
В нашем рейтинге мы собрали стабилизаторы напряжения от производителей: Wester, RUCELF, Huter, Sven, SUNTEK, .
В нашей статье вы сможете ознакомиться с характеристиками и ценами на каждую модель. Сравните цены и качество стабилизаторов напряжения и сделайте свой выбор!

Читайте также:
Устройство газовой тепловой пушки для гаража

ТОП10 стабилизаторов напряжения

10. Стабилизатор напряжения РЕСАНТА ACH-500/1-Ц

Стабилизатор напряжения РЕСАНТА ACH-500/1-Ц имеет рейтинг 4.6 по 109 отзывам пользователей.

Предлагаем Вам ознакомиться с плюсами и минусами стабилизатора напряжения РЕСАНТА ACH-500/1-Ц, о которых писали пользователи в своих отзывах.

Отличная модель. Отличное соотношение цены и качества.

Неплохо смотрится, данный стабилизатор работает исправно.

Брал на дачу, работает хорошо, не подводит.

пока не обнаружил

если встретил такой же настенного исполнения то купил бы его,а так придется мастерить полку

Характеристики РЕСАНТА ACH-500/1-Ц:

Стабилизация
Физические характеристики и функциональность
Размеры и вес

9. Стабилизатор напряжения RUCELF СтАР-5000

Стабилизатор напряжения RUCELF СтАР-5000 имеет рейтинг 4.8 по 8 отзывам пользователей.

Предлагаем Вам ознакомиться с плюсами и минусами стабилизатора напряжения RUCELF СтАР-5000, о которых писали пользователи в своих отзывах.

Первое цена и заявленные характиристики

Второй раз беру Руселф и радуюсь, первый раз на дачу, второй раз домой. Одни положительные эмоции:)

Месяц назад купил стаб, долго выбирал, читал отзывы, остановился на этой модели. Пока работает отлично, без сбоев.

Доступная цена, со своей задачей справляется отлично

Эту модель посоветовали соседи, так как у нас в доме постоянные проблемы с электричеством. Купила этот стабилизатор полгода назад – справляется на отлично!

Характеристики RUCELF СтАР-5000:

Стабилизация
Физические характеристики и функциональность
Размеры и вес

8. Стабилизатор напряжения Huter 400GS

Стабилизатор напряжения Huter 400GS имеет рейтинг 4.8 по 9 отзывам пользователей.

Предлагаем Вам ознакомиться с плюсами и минусами стабилизатора напряжения Huter 400GS, о которых писали пользователи в своих отзывах.

Цифровой индикатор, две розетки на выходе, защита от повышенного напряжения, надежность, цена.

Купил для работы с настенным газовым котлом. Работает отлично, отрабатывает все скачки напряжения. Щелчки реле при переключении почти неслышно, тихий.

Мой котёл подключённый через стабилизатор работает исправно.Дисплей коробка показывает входное и выходное напряжение.

Покупал для навесного газового котла, ибо опасался за выход из строя электроники в котле ( напряжение у нас в сети не обладает постоянной стабильностью).

Компактный, почти бесшумный, не дорогой

Покупал по совету продавцов для газового котла. А так как на корпусе имеется две выходные розетки то есть возможность подключить и другие приборы, а это плюс. Стабилизатор имеет компактные размеры и не занимает много места. Есть возможность крепления к стене. Практически бесшумный, по крайней мере на фоне работы котла его не слышно. Покупкой и товаром доволен.

Характеристики Huter 400GS:

Стабилизация
Физические характеристики и функциональность

7. Стабилизатор напряжения Штиль IS550

Стабилизатор напряжения Штиль IS550 имеет рейтинг 4.9 по 18 отзывам пользователей.

Предлагаем Вам ознакомиться с плюсами и минусами стабилизатора напряжения Штиль IS550, о которых писали пользователи в своих отзывах.

Бесшумный, выдает 230 вольт

Фактическое напряжение на выходе 228-226 вольт, т.е ниже

Купили вариант на 230В для электрпитания кислородного концентратора Mark 5 Nuvo Lite на 230 вольт 300 Вт. После подключения концентратора в сеть через этот стабилизатор срывы генерации кислорода для больного прекратились. Срок тспользования – неделя.

Стабилизатор инверторного типа, вне конкуренции по быстродействию и бесшумной работе. Очень широкий диапазон стабилизации, что особенно хорошо для сельской местности.

Пока не выявлено.

Для данной модели всё просто и экономично, ни чего лишнего, ни каких “раскрасок”. Цена конечно не сопоставима с обычной электромеханикой, но тут уже каждому своё.

+наличие активного ККМ (АPFC);+при покупке через офф. сайт компании- производителя, есть возможность заказать данный стабилизатор под индивидуальные нужны- с выходным напряжением 220/230/240V (настройка производится на заводе- изготовителе);+всегда стабильное напряжение на выходе- 219-220V, независимо от входного напряжения, нагрузки на выходе (в случае с вариантом изделия на выходное U=220V);+отлично “сносит” резкие падения входного напряжения-пусть оно упадёт с 245V до 100V, и тут же вернётся обратно, – на выходе данного стабилизатора всё время будут неизменные 219,4-220V;

-для кого-то может показаться минусом- высокочастотный писк(слышат не все, а только с близкого расстояния, сам звук- явление магнитострикции в входном дросселе ККМ);

За стабилизатор пришлось отдать 6396 рублей. По сравнению с обычными релейниками сходной мощности (300-400W) значительно больше. Но в этот раз захотелось рискнуть, попробовать действительно что-то новое. К тому же, отчасти- отечественное (г. Тула). Почему новое? Да как минимум потому, что в данном стабилизаторе напряжения нет трансформатора с выводами секций обмоток, сервопривода с щёточным устройством, реле (грешу, одно в схеме данного стабилизатора есть, но у него иное назначение), симисторов, тиристоров. всего этого попросту нет. Суть его работы заключается в двойном преобразовании: напряжение, поступающее на стабилизатор проходит через кнопочный автомат (с восстанавливающимся термопредохранителем), элементы силовой защиты, реле подключения нагрузки, выпрямительные диоды, входной LC фильтр (дроссель) >ККМ (2хIGBT)> силовой конденсатор промежуточного контура Teapo (450V/330uF/105°С). После чего, на плате управления формируются управляющие сигналы, которые поочерёдно подаются на группу из 4 IGBT (БТИЗ)/MOSFET -транзисторов производства Fairchild Semiconductor (тип FGA-xxxx, а так же силовые транзисторы прочих производителей) (которые и формируют выходной переменное напряжение частотой 50гЦ, с правильной синусоидой), и через силовые датчики тока (благодаря им плата управления получает информацию о перегрузке ключей- силовых транзисторов) и выходные дросселя поступает на выход- непосредственно к подключаемой нами нагрузке. Согласно паспортным данным, точность данного стабилизатора – 2%. Т. е выходное напряжение может варьироваться от 216 до 224V. Первоначально я думал, что оно будет произвольно “гулять” в данном диапазоне, но как оказалось- это отчасти справедливо только в момент подключения к стабилизатору нагрузки (чаще всего- ёмкостей, которые и вызывают сами по себе сдвиг фазы). В зависимости от неё- на 1 сек напряжение на выходе может измениться в пределах указанного ранее диапазона. Но после чего сразу же становится на “привычные” 219.5V.

Как выбрать стабилизатор напряжения

Содержание

Содержание

Вместо привычного с детства числа 220 в маркировке современных электроприборов все чаще попадается 230. С недавних пор именно 230 В является стандартным напряжением в России и многих других странах. Впрочем, для большинства электроприборов разницы между 230 и 220 В нет никакой. Стандартом допускаются отклонения напряжения сети на ±10%, т.е. от 207 до 253 В. Производители бытовой техники ориентируются именно на эти показатели.

Однако в реальности напряжение в этих рамках удерживается не всегда. В новых микрорайонах, в деревнях и поселках часто к старой подстанции, рассчитанной на определенную нагрузку, подключается много новых потребителей. Это приводит к падению напряжения до 190 В и даже ниже, что бывает хорошо заметно по горящим в полнакала лампочкам. К сожалению, снижением яркости лампочек проблема не исчерпывается. Возрастают токи в обмотках электродвигателей насосов, холодильников, стиральных машин, посудомоек и пр. Это может привести к выходу двигателя из строя.

Бывает в сети и повышенное напряжение, также довольно частое в загородных домах – иногда подстанции намеренно подстраиваются на выдачу повышенного напряжения, чтобы на удаленных потребителях оно поднялось до нормального. При этом на потребителях, близких к подстанции, оно может быть около 250 В. Если при этом еще и нулевой провод окажется не заземлен, то из-за перекоса фаз напряжение может подняться еще выше – до 260 В и даже больше. Ну и не так уж редки случаи, когда электрики случайно подключают в щитке вместо нулевого провода – еще одну фазу, выдавая потребителям 400 В вместо 230. Повышенное напряжение вредно всем потребителям без исключения, поскольку ведет к увеличению выделения тепла, перегреву деталей, выходу их из строя и даже воспламенению.

Читайте также:
Угловой диван на кухню без подлокотников: компактный, кожаный, прямой

Можно защитить все электроприборы в доме, установив во входном щитке реле напряжения, но это не решит проблему полностью – при выходе напряжения за установленные рамки оно просто обесточит потребителей. Чтобы защититься от длительных просадок или повышений напряжения, следует ставить стабилизатор.

Конечно, можно поставить мощный стабилизатор на входе в дом и защитить всю технику скопом, но это будет стоить весьма недешево. Тем более что особой надобности в этом и нет – различные электроприборы по-разному реагируют на повышенное или пониженное напряжение. Вполне возможно, что не всей вашей технике нужна защита стабилизатором.

Защита электроприборов

Холодильники, морозильники и кондиционеры требуют защиты в первую очередь – пониженное напряжение в сети может стать причиной поломки компрессора и дорогостоящего ремонта.

Но еще одна особенность этой техники в том, что многие модели могут выйти из строя при быстром выключении-включении. Дело в том, что при выключении компрессора давление в системе выравнивается в течение некоторого времени (1-3 минуты). Если запустить компрессор раньше, его двигатель будет работать с повышенной нагрузкой (или вообще не сможет запуститься), что может привести к поломке. Современные холодильники и кондиционеры большей частью имеют встроенное реле задержки, но если у вас есть сомнения, или в руководстве указано, что перед повторным пуском следует выждать некоторое время, то стабилизатор обязательно должен иметь функцию задержки запуска минимум на 1 минуту.

Насосы, как погружные, так и поверхностные также требуют защиты от пониженного/повышенного напряжения и им тоже нужна задержка запуска. При пуске двигатель насоса в течение 1-2 секунд потребляет ток, в несколько раз превышающий номинальный. При этом обмотка двигателя нагревается. При обычном пуске излишки тепла снимаются прокачиваемой водой, но если напряжение в сети пропадает и появляется, то пусковые токи длятся дольше, а двигатель не успевает раскрутиться и прокачать воду. Контактирующая с насосом вода перегревается вплоть до закипания, что приводит к поломке насоса и перегоранию обмоток двигателя. Поэтому стабилизатор, защищающий насосы, должен также иметь задержку запуска в 5-10 секунд.

СВЧ-печь не выйдет из строя при падении напряжения, но эффективность её при этом снизится многократно. Если отвезенная на дачу «микроволновка» перестала греть, не спешите везти её в ремонт – возможно, дело в низком напряжении сети. Стабилизатор легко устранит эту проблему.

Электроника (компьютеры, современные телевизоры, аудиотехника), оснащенная импульсными блоками питания, пониженного напряжения не боится. Обычно это указывается в руководстве или прямо на блоке питания: «INPUT: 100-240 V». Так что, если ваша проблема состоит в пониженном напряжении, стабилизатор такой технике не нужен. Другое дело, если оно повышенное – при длительном воздействии напряжения от 240 В и выше, нагрузка (как тепловая, так и электрическая) на электронику БП сильно возрастает, что довольно быстро приводит к выходу его из строя.

Энергосберегающие лампы (как люминесцентные, так и светодиодные) к пониженному напряжению довольно лояльны, а вот повышенного не любят. Если всплески напряжения в вашей сети не редкость, то их лучше защитить стабилизатором. Тем более что потребляют они немного, и одного недорогого стабилизатора мощностью в 300-500 ВА хватит на освещение частного дома.

Нагревательным приборам, лампам накаливания, электрочайникам, утюгам и прочей подобной технике падения напряжения вообще не опасны – у них просто снизится эффективность. Повышенное напряжение может ускорить их износ, но в целом, напряжение, на 10-20% превышающее номинал, для большинства подобных приборов неопасно. Эти приборы можно включать в «проблемную» сеть без стабилизатора. Правда, это не относится ко многим современным моделям, оснащенным сложными электронными устройствами управления.

Определившись с тем, какие приборы следует защитить, следует определиться с характеристиками стабилизатора.

Характеристики стабилизаторов

Тип стабилизатора напряжения

Релейные стабилизаторы напряжения представляют собой трансформатор с несколькими отводами входной или выходной обмотки, коммутируемыми силовыми реле.

При нормальном входном напряжении трансформатор работает как разделительный – не повышая и не понижая напряжение. При выходе входного напряжения за установленные границы, электроника включает соответствующее реле, превращая трансформатор в понижающий или повышающий.

Преимущества релейных стабилизаторов:

– Высокая перегрузочная способность – даже самые простые модели выдерживают 200% перегрузки в течение нескольких секунд. Модели же с мощными силовыми реле, рассчитанные на высокие пусковые токи, выдерживают непродолжительные десятикратные перегрузки.

– Малое время переключения – напряжение полностью стабилизируется через 20-100 мс после выхода его за нормальные границы.

– Ступенчатость регулирования. Трансформатор имеет ограниченное число отводов на обмотке, поэтому изменять напряжение может только ступенчато – по 5, 10, а на недорогих моделях – по 20 вольт на одну ступень регулирования. В целом это для техники неопасно, но на граничных напряжениях частые переключения реле, сопровождающиеся мерцанием ламп накаливания, могут раздражать.

– Шумность. Реле при переключении щелкает довольно громко.

– Износ контактов реле. Основной недостаток этого вида стабилизаторов – опасность прогара или пригара контактов реле. Если в первом случае напряжение на выходе стабилизатора просто пропадет, то второй вариант намного неприятнее. Если пригар случится во время пониженного входного напряжения, то при возврате напряжения в норму, реле останется включенным. Трансформатор продолжит работать, как повышающий и напряжение на выходе станет повышенным! Спокойный за свою электротехнику владелец стабилизатора даже не будет подозревать, что именно в этот момент он сжигает её высоким напряжением. Поэтому не стоит выбирать релейный стабилизатор, если в сети случаются частые перепады напряжения – чем чаще реле срабатывает, тем быстрее снижается его ресурс.

Электромеханические (сервоприводные) стабилизаторы напряжения представляют собой тороидальный трансформатор с передвигающимся над внешней обмоткой токосъемником, контактирующим с обмоткой с помощью угольной щетки. При падении или превышении входного напряжения сервопривод перемещает токосъемник, нормализуя выходное.

Преимущества электромеханических стабилизаторов:

– Высокая перегрузочная способность – 200% перегрузки в течение 4-х секунд.

– Высокая точность регулирования.

– Низкий уровень шума при регулировании.

– Большое время переключения – токосъемник движется по обмоткам довольно медленно. Чем больше перепад напряжения, тем медленнее стабилизатор его отрабатывает. Это может привести к появлению импульсных помех на выходе стабилизатора, вызывающих сбои в работе электротехники.

– Износ токосъемника. Токосъемник желательно периодически смазывать графитовой смазкой. Но даже своевременная смазка не предотвращает полностью износа трущихся деталей.

Инверторный стабилизатор сделан на основе инвертора – ток сначала выпрямляется, потом, с помощью инвертора, вновь преобразуется в переменный.

Это позволяет достичь высокой точности регулирования и позволяет добиться полного отсутствия возмущений на выходе. Благодаря отсутствию движущихся контактов, у них низкий уровень шума, ресурс выше и опасности пригара контактов они лишены.

Недостатки инверторных стабилизаторов:

– Недорогие инверторы дают на выходе не чистую синусоиду, а ступенчатую. Некоторые электронные приборы (измерительные приборы, газовые котлы, аудио- и видеотехника) могут начать сбоить или вообще откажутся работать с такой синусоидой.

Читайте также:
Что делать, если джинсы красятся или линяют

– Низкая перегрузочная способность. Допускается перегрузка 25-50% от номинала, в течение 1-4 секунд. Для защиты приборов, имеющих высокий пусковой ток, стабилизатор такого типа потребуется брать с большим запасом по мощности.

– Высокая чувствительность к мощным импульсным помехам. Впрочем, в бытовых сетях такие помехи – явление маловероятное.

Ступенчатые электронные стабилизаторы конструктивно схожи с релейными, однако коммутирование обмоток в них производится не с помощью реле, а с помощью мощных полупроводниковых приборов.

Это позволяет добиться высочайшей скорости регулирования (5-40 мс на переключение) при достаточно низкой цене. Эти стабилизаторы тоже не имеют движущихся контактов, бесшумны и обладают высоким ресурсом.

Но свои недостатки есть и у этого вида стабилизаторов:

– Низкая перегрузочная способность. Допускается перегрузка 20-40% от номинала, и то весьма непродолжительное время.

– Высокая чувствительность к мощным импульсным помехам. Если в сети нередки сильные кратковременные всплески напряжения, прослужит такой стабилизатор недолго.

Необходимая полная выходная мощность стабилизатора рассчитывается исходя из мощностей всех подключенных к нему электроприборов. При подсчете полной мощности следует иметь в виду, что та мощность (в Ваттах), которая приводится в паспорте на электроприбор – это его активная мощность, т.е., выделяющаяся в виде тепла или света.

Нагревательные приборы и лампы накаливания имеют полную мощность, равную активной. Но некоторые потребители, содержащие в себе электродвигатели или трансформаторы, создают вдобавок к активной еще и реактивную нагрузку. Для определения их полной мощности следует активную мощность поделить на коэффициент мощности (cos(φ)), обычно указанный в паспорте на электроприбор. Если найти это значение не удается, можно воспользоваться таблицей:

Полные мощности всех потребителей следует сложить и добавить к получившейся сумме 30% – дело в том, что мощность стабилизатора приводится для напряжения 220В. При выходе напряжения за пределы нормального, мощность стабилизатора падает на 20-30%. Именно это падение и следует компенсировать.

Но это еще не все – теперь полную мощность каждого потребителя следует помножить на пусковой коэффициент, также взяв его из паспорта или из таблицы. Сумма получившихся чисел (не забываем про 30%) – это пусковая мощность, и перегрузочная способность стабилизатора должна её обеспечивать.

Например, нам следует защитить холодильник мощностью 150 Вт, погружной насос мощностью 500 Вт и линию освещения со светодиодными лампочками суммарной мощностью 500 Вт. Необходимая полная мощность в ВА будет равна:

  • 150/0,8=187,5
  • 500/0,7=714,3
  • 500/0,95=526,3

Суммируем полученные данные и прибавляем 30%. Итого 1857 ВА.

Пусковая мощность будет равна:

  • 187,5*3=562,5
  • 714,3*7=5000
  • 526,3*1,5=790

Также суммируем, прибавляем 30%, получается 8258 ВА. Таким образом, нам нужен стабилизатор на 3000 ВА, способный выдержать перегрузку в три раза больше (релейный с усиленными реле), либо стабилизатор на 4500 ВА, способный выдержать в два раза больше перегрузки (релейный или электромеханический), либо электронный (ступенчатый или инверторный) на 9000 ВА.

Если такой подбор выглядит слишком сложным, то можно просто сложить активные мощности электроприборов (в Ваттах) и подобрать стабилизатор также по активной выходной мощности. Но такой подбор будет грубее: во-первых, этот метод не учитывает индивидуальных особенностей электроприборов, во-вторых, все производители по-разному рассчитывают зависимость полной и активной мощностей. И здесь также следует быть уверенным, что перегрузочная способность стабилизатора поможет ему выдержать пусковую мощность потребителей.

Разъем для подключения нагрузки может быть в виде клемм, либо в виде розеток. Если стабилизатор планируется использовать для защиты какой-либо линии электропитания (например, осветительной) предпочтительнее разъем в виде клемм.

Если же защищать планируется отдельных потребителей, то удобнее подключать их напрямую в евророзетки (СЕЕ 7), обратите внимание, чтобы количество розеток соответствовало количеству потребителей.

Некоторые стабилизаторы оснащены компьютерными розетками IEC 320 C13 – как правило, эти стабилизаторы предназначены для защиты персональных компьютеров и учитывают низкий коэффициент мощности этого вида техники.

Задержка запуска, как указывалось выше, может потребоваться для защиты некоторых видов техники, не приемлющих частых включений-выключений: холодильников, кондиционеров, насосов и пр.

Варианты выбора стабилизаторов

Для защиты отдельного маломощного потребителя – газового котла или циркуляционного насоса – будет достаточно стабилизатора полной мощностью до 1000 ВА.

Для защиты электроприборов, наиболее сильно подверженных влиянию пониженного или повышенного напряжения, будет достаточно стабилизатора в 3000-6000 ВА.

С защитой всех домашних электроприборов справится мощный стабилизатор.

Для защиты компьютера и периферии удобно использовать специализированный стабилизатор с компьютерными розетками.

Релейные и электромеханические стабилизаторы обладают высокой перегрузочной способностью и хорошо подходят для защиты электроприборов с высокими пусковыми токами.

Простые линейные стабилизаторы тока для светодиодов своими руками

Известно, что яркость светодиода очень сильно зависит от протекающего через него тока. В то же время ток светодиода очень круто зависит от питающего напряжения. Отсюда возникают заметные пульсации яркости даже при незначительной нестабильности питания.

Но пульсации – это не страшно, гораздо хуже то, что малейшее повышение питающего напряжения может привести к настолько сильному увеличению тока через светодиоды, что они просто выгорят.

Чтобы этого не допустить, светодиоды (особенно мощные) обычно запитывают через специальные схемы – драйверы, которые по сути своей являются стабилизаторами тока. В этой статье будут рассмотрены схемы простых стабилизаторов тока для светодиодов (на транзисторах или распространенных микросхемах).

Стабилизаторы тока на транзисторах

Для стабилизации тока через светодиоды можно применить хорошо известные решения:

На рисунке 1 представлена схема, работа которой основана на т.н. эмиттерном повторителе. Транзистор, включенный таким образом, стремится поддерживать напряжение на эмиттере в точности таким же, как и на базе (разница будет только в падении напряжения на переходе база-эмиттер). Таким образом, зафиксировав напряжение базы с помощью стабилитрона, мы получаем фиксированное напряжение на R1.

Далее, используя закон Ома, получаем ток эмиттера: Iэ = Uэ/R1. Ток эмиттера практически совпадает с током коллектора, а значит и с током через светодиоды.

Обычные диоды имеют очень слабую зависимость прямого напряжения от тока, поэтому возможно их применение вместо труднодоступных низковольтных стабилитронов. Вот два варианта схем для транзисторов разной проводимости, в которых стабилитроны заменены двумя обычными диодами VD1, VD2:

Ток через светодиоды задается подбором резистора R2. Резистор R1 выбирают таким образом, чтобы выйти на линейный участок ВАХ диодов (с учетом тока базы транзистора). Напряжение питания всей схемы должно быть не меньше, чем суммарное напряжение всех светодиодов плюс около 2-2.5 вольт сверху для устойчивой работы транзистора.

Например, если нужно получить ток 30 мА через 3 последовательно включенных светодиодов с прямым напряжением 3.1 В, то схему следует запитать напряжением не ниже 12 Вольт. При этом сопротивление резистора должно быть около 20 Ом, мощность рассеивания – 18 мВт. Транзистор следует подобрать с максимальным напряжением Uкэ не ниже напряжения питания, например, распространенный S9014 (n-p-n).

Сопротивление R1 будет зависеть от коэфф. усиления транзистора hfe и ВАХ диодов. Для S9014 и диодов 1N4148 достаточно будет 10 кОм.

Применим описанный стабилизатор для совершенствования одного из светодиодных светильников, описанного в этой статье. Улучшенная схема будет выглядеть так:

Данная доработка позволяет значительно снизить пульсации тока и, следовательно, яркости светодиодов. Но главный плюс схемы заключается в нормализации режима работы светодиодов и защита их от бросков напряжения во время включения. Это приводит к существенному продлению срока службы светодиодной лампы.

Читайте также:
Шкафы для ресторанов, какие бывают и на что обратить внимание

Из осциллограмм видно, что добавив в схему стабилизатор тока для светодиода на транзисторе и стабилитроне, мы тут же уменьшили амплитуду пульсаций в несколько раз:

При указанных на схеме номиналах, на транзисторе рассеивается мощность чуть больше 0.5 Вт, что позволяет обойтись без радиатора. Если емкость балластного конденсатора увеличить до 1.2 мкФ, то на транзисторе будет падать

23 Вольт, а мощность составит около 1 Вт. В этом случае без радиатора не обойтись, но зато пульсации понизятся чуть ли не до нуля.

Вместо указанного на схеме транзистора 2CS4544, можно взять 2SC2482 или аналогичный с током коллектора больше 100 мА и допустимым напряжением Uкэ не менее 300 В (подойдут, например, старые советские КТ940, КТ969).

Желаемый ток, как обычно, задается резистором R*. Стабилитрон рассчитан на напряжение 5.1 В и мощность 0.5 Вт. В качестве светодиодов применены распространенные smd-светодиоды из китайской лампочки (а еще лучше взять готовую лампу и добавить в нее недостающие компоненты).

Теперь рассмотрим схему, представленную на рисунке 2. Вот она отдельно:

Токовым датчиком здесь является резистор, сопротивление которого рассчитывается по формуле 0.6/Iнагр. При увеличении тока через светодиоды, транзистор VT2 начинает открываться сильнее, что приводит к более сильному запиранию транзистора VT1. Ток уменьшается. Таким образом происходит стабилизация выходного тока.

Достоинства схемы – ее простота. К недостатку можно записать довольно большое падение напряжения (а следовательно и мощности) на транзисторе VT1. Это не критично при небольших токах (десятки и сотни миллиампер), однако дальнейшее увеличение тока через светодиоды потребует установки этого транзистора на радиатор.

Также, вместо биполярного транзистора, можно применить p-канальный MOSFET. Схема, приведенная ниже, представляет собой мощный светильник на двух 10-ваттных светодиодах и 40-ваттном IRF9510 в корпусе ТО-220 (см. характеристики):

Ток через светодиоды задается подбором резистора R1. VT1 – любой маломощный. Светодиоды – Cree XM-L T6 10W (см. спецификацию) или аналогичные.

Транзистор VT2 и светодиоды необходимо разместить на общем радиаторе, площадью не менее 900 см 2 (это если без принудительного охлаждения). Использование термопасты обязательно. Ребра радиатора должен быть толстым и массивным, чтобы максимально быстро отводить тепло. Оцинкованные профили для гипсокартона, консервные банки из-под селедки и крышки от кастрюль категорически не подходят.

Если такая мощность не нужна, можно сократить количество светодиодов до одного. Но при этом придется понизить напряжение питания на 3-3.5 вольта. Иначе потребляемая мощность останется прежней, транзистор будет греться в два раза сильнее, а светить будет в два раза хуже.

Для снижения мощности правильнее было бы оставить оба светодиода, но уменьшить ток, например, до 2А – тогда мощность упадет с 20 до 12 Вт, а срок жизни светодиодов многократно возрастет. И площадь радиатора можно будет уменьшить до 600 см 2 .

Вместо IRF9510 можно взять, например, IRF9Z34N (19А, 55В) или NDP6020P (24А, 20В). Смотрите сами, какие есть в вашем распоряжении. Если совсем ничего нет, самое время закупиться по дешевке:

наименование характеристики цена
IRF9510 P-channel, 100V, 4A 209 руб. / 10 шт.
IRF9Z34N P-channel, 55V, 19A 124 руб. / 10 шт.
NDP6020P P-channel, 20V, 24A 120 руб. / 10 шт.
Cree XM-L T6 10W, 3A 135 руб. / шт.

Ну а самая простейшая схема стабилизатора тока для светодиодов на полевом транзисторе состоит всего лишь из одного транзистора с закороченным накоротко затвором и истоком:

Вместо КП303Е подойдет, например, BF245C или аналогичный со встроенным каналом. Принцип действия схож со схемой на рисунке 1, только в качестве эталонного напряжения используется потенциал “земли”. Величина выходного тока определяется исключительно начальным током стока (берется из даташита) и практически не зависит от напряжения сток-исток Uси. Это хорошо видно из графика выходной характеристики:

На схеме на рисунке 3 в цепь истока добавлен резистор R1, задающий некоторое обратное смещение затвора и позволяющий таким образом изменить ток стока (а значит и ток нагрузки).

Пример самого простого драйвера тока для светодиода представлен ниже:

Здесь применен полевой транзистор с изолированным затвором и встроенным каналом n-типа BSS229. Точное значение выходного тока будет зависеть от характеристик конкретного экземпляра и сопротивления R1.

Это, в общем-то, все способы превратить транзистор в стабилизатор тока. Есть еще так называемое токовое зеркало, но применительно к светодиодным светильникам оно не подходит. Поэтому перейдем к микросхемам.

Стабилизаторы тока на микросхемах

Микросхемы позволяют добиться гораздо более высоких характеристик, чем транзисторы. Чаще всего для сборки стабилизатор тока для светодиодов своими руками используют прецизионные термостабильные источники опорного напряжения (TL431, LM317 и другие).

TL431

Типовая схема стабилизатора тока для светодиодов на TL431 выглядит так:

Так как микросхема ведет себя так, чтобы поддерживать на резисторе R2 фиксированное напряжение 2.5 В, то ток через этот резистор всегда будет равен 2.5/R2. А если пренебречь током базы, то можно считать, что I = IR2. И чем выше будет коэффициент усиления транзистора hfe, тем больше эти токи будут совпадать.

R1 рассчитывается таким образом, чтобы обеспечить минимальный рабочий ток микросхемы – 1 мА.

А вот пример практического применения TL431 в светодиодной лампе:

На транзисторе падает около 20-30 В, рассеиваемая мощность составляет менее 1.5 Вт. Кроме указанного на схеме 2SC4544 можно применить более мощный BD711 или старый советский КТ940А. Транзисторы в корпусе TO-220 не требуют установки на радиатор до мощностей 1.5-2 Вт включительно.

Резистор R3 служит для ограничения импульса зарядки конденсатора при включении питания. Ток через нагрузку задается резистором R2.

В качестве нагрузки Rн здесь выступают 90 белых чип-светодиодов 2835. Максимальная мощность при токе 60 мА составляет 0.2 Вт (24Lm), падение напряжения – 3.2 В. Также можно применить любые другие подходящие светодиоды, например, SMD5050.

Для увеличение срока службы мощность диодов специально занижена на 20% (0.16 Вт, ток 45 мА), соответственно, суммарная мощность всех светодиодов составляет – 14 Вт.

Хотя я бы рекомендовал найти светодиоды в точно таком же форм-факторе (2.8х3.5мм), но мощностью 0.5 Вт. Они и греться будут меньше и прослужат дольше.

Найти такие светодиоды, а также все необходимое для сборки схемы можно по этим ссылкам:

наименование характеристики цена
SMD 2835 LED, 3.3V, 0.15A, 0.5W 67 руб. / 100 шт.
2SC4544 NPN, 300V, 0.1A 10 руб. / шт.
BD711 NPN, 100V, 12A 120 руб. / 10 шт.
1N4007 1000V, 1A 51 руб. / 100 шт.
TL431A 36V, 100mA 87 руб. / 100 шт.

Разумеется, приведенную схему стабилизатора тока для светодиодов на 220 В можно пересчитать под любой необходимый ток и/или другое количество имеющихся в распоряжении светодиодов.

С учетом допустимого разброса напряжения 220 Вольт (см. ГОСТ 29322-2014), выпрямленное напряжение на конденсаторе C1 будет находиться в диапазоне от 293 до 358 В, поэтому он должен быть рассчитан на напряжение не менее 400 В.

Исходя из диапазона питающих напряжений, рассчитываются параметры остальных элементов схемы.

Например, резистор, задающий рабочий режим микросхемы DA1 должен обеспечивать ток не менее 0.5 мА при напряжении на С1 = 293 В. Максимальное количество светодиодов не должно превышать NLED = 100 мА). Отлично подойдут упомянутые выше 1N4007.

Читайте также:
Установка стеклопакета в раму стеклопакета. Самостоятельная замена стеклопакетов

Как видите, схемка простейшая и не содержит каких-либо доростоящих компонентов. Вот текущие цены (и они, скорее всего, будут и дальше снижаться):

название характеристики стоимость
SMD 5630 LED, 3.3V, 0.15A, 0.5W 240руб. / 1000шт.
LM317 1.25-37V, >1.5A 112руб. / 10шт.
MB6S 600V, 0.5A 67руб. / 20шт.
120μF, 400V 18х30mm 560руб. / 10шт.

Таким образом, потратив в общей сложности 1000 руб., можно собрать десяток 30-ваттных (. ) не мерцающих (. ) лампочек. А так как светодиоды работают не на полную мощность, а единственный электролит не перегревается, то эти лампы будут практически вечными.

Вместо заключения

К недостаткам приведенных в статье схем следует отнести низкий КПД за счет бесполезной траты мощности на регулирующих элементах. Впрочем, это свойственно всем линейным стабилизаторам тока.

Низкий коэффициент полезного действия неприемлем для устройств, питающихся от автономных источников тока (светильники, фонарики и т.п.). Существенного повышения КПД (90% и более) можно добиться применением импульсных стабилизаторов тока.

Что такое шим контроллер, как он устроен и работает, виды и схемы

Раньше для питания устройств использовали схему с понижающим (или повышающим, или многообмоточным) трансформатором, диодным мостом, фильтром для сглаживания пульсаций. Для стабилизации использовались линейные схемы на параметрических или интегральных стабилизаторах. Главным недостатком был низкий КПД и большой вес и габариты мощных блоков питания.

Во всех современных бытовых электроприборах используются импульсные блоки питания (ИБП, ИИП – одно и то же). В большинстве таких блоков питания в качестве основного управляющего элемента используют ШИМ-контроллер. В этой статье мы рассмотрим его устройство и назначение.

Содержание статьи

Определение и основные преимущества

ШИМ-контроллер – это устройство, которое содержит в себе ряд схемотехнических решений для управления силовыми ключами. При этом управление происходит на основании информации полученной по цепям обратной связи по току или напряжению – это нужно для стабилизации выходных параметров.

Иногда, ШИМ-контроллерами называются генераторы ШИМ-импульсов, но в них нет возможности подключить цепи обратной связи, и они подходят скорее для регуляторов напряжения, чем для обеспечения стабильного питания приборов. Однако в литературе и интернет-порталах часто можно встретить названия типа «ШИМ-контроллер, на NE555» или «… на ардуино» – это не совсем верно по вышеуказанным причинам, они могут использоваться только для регулирования выходных параметров, но не для их стабилизации.

Аббревиатура «ШИМ» расшифровывается, как широтно-импульсная модуляция – это один из методов модуляции сигнала не за счёт величины выходного напряжения, а именно за счёт изменения ширины импульсов. В результате формируется моделируемый сигнал за счёт интегрирования импульсов с помощью C- или LC-цепей, другими словами – за счёт сглаживания.

Вывод: ШИМ-контроллер – устройство, которое управляет ШИМ-сигналом.

Научитесь разрабатывать устройства на базе микроконтроллеров и станьте инженером умных устройств с нуля: Инженер умных устройств

Основные характеристики

Для ШИМ-сигнала можно выделить две основных характеристики:

1. Частота импульсов – от этого зависит рабочая частота преобразователя. Типовыми являются частоты выше 20 кГц, фактически 40-100 кГц.

2. Коэффициент заполнения и скважность. Это две смежных величины характеризующие одно и то же. Коэффициент заполнения может обозначаться буквой S, а скважность D.

где T – это период сигнала,

Коэффициент заполнения – часть времени от периода, когда на выходе контроллера формируется управляющий сигнал, всегда меньше 1. Скважность всегда больше 1. При частоте 100 кГц период сигнала равен 10 мкс, а ключ открыт в течении 2.5 мкс, то коэффициент заполнения – 0.25, в процентах – 25%, а скважность равна 4.

Также важно учитывать внутреннюю конструкцию и предназначение по количеству управляемых ключей.

Отличия от линейных схем потери

Как уже было сказано, преимуществом перед линейными схемами у импульсных источников питания является высокий КПД (больше 80, а в настоящее время и 90%). Это обусловлено следующим:

Допустим сглаженное напряжение после диодного моста равно 15В, ток нагрузки 1А. Вам нужно получить стабилизированное питание напряжением 12В. Фактически линейный стабилизатор представляет собой сопротивление, которое изменяет свою величину в зависимости от величины входного напряжения для получения номинального выходного – с небольшими отклонениями (доли вольт) при изменениях входного (единицы и десятки вольт).

На резисторах, как известно, при протекании через них электрического тока выделяется тепловая энергия. На линейных стабилизаторах происходит такой же процесс. Выделенная мощность будет равна:

Так как в рассмотренном примере ток нагрузки 1А, входное напряжение 15В, а выходное – 12В, то рассчитаем потери и КПД линейного стабилизатора (КРЕНка или типа L7812):

Pпотерь=(15В-12В)*1А = 3В*1А = 3Вт

Тогда КПД равен:

Если же входное напряжение вырастит до 20В, например, то КПД снизится:

Основной особенностью ШИМ является то, что силовой элемент, пусть это будет MOSFET, либо открыт полностью, либо полностью закрыт и ток через него не протекает. Поэтому потери КПД обусловлены только потерями проводимости

И потерями переключения. Это тема для отдельной статьи, поэтому не будем останавливаться на этом вопросе. Также потери блока питания возникают в выпрямительных диодах (входных и выходных, если блок питания сетевой), а также на проводниках, пассивных элементах фильтра и прочем.

Общая структура

Рассмотрим общую структуру абстрактного ШИМ-контроллер. Я употребил слово “абстрактного” потому что, в общем, все они похожи, но их функционал все же может отличаться в определенных пределах, соответственно будет отличаться структура и выводы.

Внутри ШИМ-контроллера, как и в любой другой ИМС находится полупроводниковый кристалл, на котором расположена сложная схема. В состав контроллера входят следующие функциональные узлы:

1. Генератор импульсов.

2. Источник опорного напряжения. (ИОН)

3. Цепи для обработки сигнала обратной связи (ОС): усилитель ошибки, компаратор.

4. Генератор импульсов управляет встроенными транзисторами, которые предназначены для управления силовым ключом или ключами.

Количество силовых ключей, которыми может управлять ШИМ-контроллер, зависит от его предназначения. Простейшие обратноходовые преобразователи в своей схеме содержат 1 силовой ключ, полумостовые схемы (push-pull) – 2 ключа, мостовые – 4.

От типа ключа также зависит выбор ШИМ-контроллера. Для управления биполярным транзистором основным требованием является, чтобы выходной ток управления ШИМ-контроллера не был ниже, чем ток транзистора деленный на H21э, чтобы его включать и отключать достаточно просто подавать импульсы на базу. В этом случае подойдет большинство контроллеров.

В случае управления ключами с изолированным затвором (MOSFET, IGBT) есть определенные нюансы. Для быстрого отключения нужно разрядить емкость затвора. Для этого выходную цепь затвора выполняют из двух ключей – один из них соединен с источником питания с выводом ИМС и управляет затвором (включает транзистор), а второй установлен между выходом и землей, когда нужно отключить силовой транзистор – первый ключ закрывается, второй открывается, замыкая затвор на землю и разряжает его.

В некоторых ШИМ-контроллрах для маломощных блоков питания (до 50 Вт) силовые ключи встроенные и внешние не используются. Пример – 5l0830R

Если говорить обобщенно, то ШИМ-контроллер можно представить в виде компаратора, на один вход которого подан сигнал с цепи обратной связи (ОС), а на второй вход пилообразный изменяющийся сигнал. Когда пилообразный сигнал достигает и превышает по величине сигнал ОС, то на выходе компаратора возникает импульс.

При изменениях сигналов на входах ширина импульсов меняется. Допустим, что вы подключили мощный потребитель к блоку питания, и на его выходе напряжение просело, тогда напряжение ОС также упадет. Тогда в большей части периода будет наблюдаться превышение пилообразного сигнала над сигналом ОС, и ширина импульсов увеличится. Всё вышесказанное в определенной мере отражено на графиках.

Рабочая частота генератора устанавливается с помощью частотозадающей RC-цепи.

Функциональная схема ШИМ-контроллера на примере TL494, мы рассмотрим его позже подробнее. Назначение выводов и отдельных узлов описано в следующем подзаголовке.

Назначение выводов

ШИМ-контроллеры выпускаются в различных корпусах. Выводов у них может быть от трех до 16 и более. Соответственно от количества выводов, а вернее их назначения зависит гибкость использования контроллера. Например, в популярной микросхеме UC3843 – чаще всего 8 выводов, а в еще более культовой – TL494 – 16 или 24.

Поэтому рассмотрим типовые названия выводов и их назначение:

GND – общий вывод соединяется с минусом схемы или с землей.

Uc (Vc) – питание микросхемы.

Ucc (Vss, Vcc) – Вывод для контроля питания. Если питание проседает, то возникает вероятность того, что силовые ключи не будут полностью открываться, а из-за этого начнут греться и сгорят. Вывод нужен чтобы отключить контроллер в подобной ситуации.

OUT – как видно из название – это выход контроллера. Здесь выводятся управляющий ШИМ-сигнал для силовых ключей. Выше мы упомянули, что в преобразователях разных топологий имеют разное количество ключей. Название вывода может отличаться в зависимости от этого. Например, в контроллерах для полумостовых схем он может называться HO и LO для верхнего и нижнего ключа соответственно. При этом и выход может быть однотактный и двухтактный (с одним ключем и двумя) – для управления полевыми транзисторами (пояснение см. выше). Но и сам контроллер может быть для однотактной и двухтактной схемы – с одним и двумя выходными выводами соответственно. Это важно.

Vref – опорное напряжения, обычно соединяется с землей через небольшой конденсатор (единицы микрофарад).

ILIM – сигнал с датчика тока. Нужен для ограничения выходного тока. Соединяется с цепями обратной связи.

ILIMREF – на ней устанавливается напряжение срабатывания ножки ILIM

SS – формируется сигнал для мягкого старта контроллера. Предназначен для плавного выхода на номинальный режим. Между ней и общим проводом для обеспечения плавного пуска устанавливают конденсатор.

RtCt – выводы для подключения времязадающей RC-цепи, которая определяет частоту ШИМ-сигнала.

CLOCK – тактовые импульсы для синхронизации нескольких ШИМ-контроллеров между собой тогда RC-цепь подключается только к ведущему контроллеру, а RT ведомых с Vref, CT ведомых соединяюся с общим.

RAMP – это ввод сравнения. На него подают пилообразное напряжение, например с вывода Ct, Когда оно превышает значение напряжение на выходе усиления ошибки, то на OUT появляется отключающий импульс – основа для ШИМ-регулирования.

INV и NONINV – это инвертирующий и неинвертирующий входы компаратора, на котором построен усилитель ошибки. Простыми словами: чем больше напряжении на INV – тем длинее выходные импульсы и наоборот. К нему подключается сигнал с делителя напряжения в цепи обратной связи с выхода. Тогда неинвертирующий вход NONINV подключают к общему проводу – GND.

EAOUT или Error Amplifier Output рус. Выход усилителя ошибки. Не смотря на то, что есть входы усилителя ошибки и с их помощью, в принципе можно регулировать выходные параметры, но контроллер довольно медленно на это реагирует. В результате медленной реакции может возникнуть возбуждение схемы, и она выйдет из строя. Поэтому с этого вывода через частотозависимые цепи подают сигналы на INV. Это еще называется частотной коррекцией усилителя ошибки.

Примеры реальных устройств

Для закрепления информации давайте рассмотрим несколько примеров типовых ШИМ-контроллеров и их схем включения. Мы будем делать это на примере двух микросхем:

TL494 (её аналоги: KA7500B, КР1114ЕУ4, Sharp IR3M02, UA494, Fujitsu MB3759);

Они активно используются в блоках питания для компьютеров. Кстати, эти блоки питания обладают немалой мощностью (100 Вт и больше по 12В шине). Часто используются в качестве донора для переделки под лабораторный блок питания или универсальное мощное зарядное устройство, например для автомобильных аккумуляторов.

TL494 – обзор

Начнем с 494-й микросхемы. Её технические характеристики:

В этом конкретном примере можно видеть большинство описанных выше выводов:

1. Неинвертирующий вход первого компаратора ошибки

2. Инвертирующий вход первого компаратора ошибки

3. Вход обратной связи

4. Вход регулировки мертвого времени

5. Вывод для подключения внешнего времязадающего конденсатора

6. Вывод для подключения времязадающего резистора

7. Общий вывод микросхемы, минус питания

8. Вывод коллектора первого выходного транзистора

9. Вывод эмиттера первого выходного транзистора

10. Вывод эмиттера второго выходного транзистора

11. Вывод коллектора второго выходного транзистора

12. Вход подачи питающего напряжения

13. Вход выбора однотактного или же двухтактного режима работы микросхемы

14. Вывод встроенного источника опорного напряжения 5 вольт

15. Инвертирующий вход второго компаратора ошибки

16. Неинвертирующий вход второго компаратора ошибки

На рисунке ниже изображен пример компьютерного блока питания на этой микросхеме.

UC3843 – обзор

Другой популярной ШИМ является микросхема 3843 – на ней также строятся компьютерные и не только блоки питания. Её цоколевка расположена ниже, как вы можете наблюдать, у неё всего 8 выводов, но функции она выполняет те же, что и предыдущая ИМС.

Бывает UC3843 и в 14-ногом корпусе, но встречаются гораздо реже. Обратите внимание на маркировку – дополнительные выводы либо дублируются, либо незадействованы (NC).

Расшифруем назначением выводов:

1. Вход компаратора (усилителя ошибки).

2. Вход напряжения обратной связи. Это напряжение сравнивается с опорным внутри ИМС.

3. Датчик тока. Подключается к резистору стоящему в между силовым транзистором и общим проводом. Нужен для защиты от перегрузок.

4. Времязадающая RC-цепь. С её помощью задаётся рабочая частота ИМС.

6. Выход. Управляющее напряжение. Подключается к затвору транзистора, здесь двухтактный выходной каскад для управления однотактным преобразователем (одним транзистором), что можно наблюдать на рисунке ниже.

7. Напряжение питания микросхемы.

8. Выход источника опорного напряжения (5В, 50 мА).

Её внутренняя структура.

Можно убедится, что во многом похожа и на другие ШИМ-контроллеры.

Простая схема сетевого источника питания на UC3842

Явно полезное:

ШИМ со встроенным силовым ключем

ШИМ-контроллеры со встроенным силовым ключем используются как в трансформаторных импульсных блоках питания, так и в бестрансформаторных DC-DC преобразователях понижающего (Buck), повышающего (Boost) и понижающее-повышающего (Buck-Boost) типов.

Пожалуй, одним из наиболее удачных примеров будет распространенная микросхема LM2596, на базе которого на рынке можно найти массу таких преобразователей, как изображен ниже.

Такая микросхема содержит в себе все вышеописанные технические решения, а также вместо выходного каскада на маломощных ключах в ней встроен силовой ключ, способный выдержать ток до 3А. Ниже изображена внутренняя структура такого преобразователя.

Можно убедиться, что в сущности особых отличий от рассмотренных в ней нет.

А вот пример трансформаторного блока питания для светодиодной ленты на подобном контроллере, как видите силового ключа нет, а только микросхема 5L0380R с четырьмя выводами. Отсюда следует, что в определенных задачах сложная схемотехника и гибкость TL494 просто не нужна. Это справедливо для маломощных блоков питания, где нет особых требований к шумам и помехам, а выходные пульсации можно погасить LC-фильтром. Это блок питания для светодиодных лент, ноутбуков, DVD-плееров и прочее.

Заключение

В начале статьи было сказано о том, что ШИМ-контроллер это устройство которое моделирует среднее значение напряжения за счет изменения ширина импульсов на основании сигнала с цепи обратной связи. Отмечу, что названия и классификация у каждого автора часто отличается, иногда ШИМ-контроллером называют простой ШИМ-регулятор напряжения, а описанное в этой статьей семейство электронных микросхем называют «Интегральная подсистема для импульсных стабилизированных преобразователей». От названия суть не меняется, но возникают споры и недопонимания.

ШИМ стабилизаторы постоянного напряжения и тока

В статье описываются различные варианты построения AC/DC преобразователей со стабилизацией выходного напряжения или выходного тока предназначенные для работы как на активную, так и на индуктивную нагрузку.

Широтно-импульсная модуляция (PWM, Pulse-Width Modu­lation) — это распространенный способ управления мощнос­тью, подводимой к нагрузке, методом изменения ширины (дли­тельности) импульсов или паузы между импульсами при по­стоянной или изменяющейся частоте. ШИМ широко приме­няется в промышленности и в быту для регулировки и ста­билизации напряжения или тока преобразователей, блоков питания, зарядных устройств, сварочных аппаратов и т.п.

На рис.1 отображены различные варианты ШИМ. Отно­шение периода следования электрических импульсов к их длительности называется скважностью, а для ШИМ-регуляторов — это величина обратная мощности выделяемой в нагрузке. Так для уменьшения тока нагрузки мы должны уве­личивать скважность регулируемого тока и наоборот.

Вниманию читателей предлагается схема устройства, на основе таймера NE555 (отечественный аналог 1006ВИ1) Это — источник регулируемого стабильного напряжения или тока для изолированных от земли мощных потребителей посто­янного тока, таких как, например, роторы мощных синхрон­ных машин или двигатели постоянного тока (ДПТ). На рис.2 показан стабилизатор напряжения, на рис.3 — стабилиза­тор тока. Максимальная величина тока нагрузки (в десят­ки или даже сотни ампер) определяется способностью се­тевого выпрямительного моста VD1, силового ключа VТ1 и габаритами радиатора охлаждения, на котором они установ­лены. а при индуктивной нагрузке — еще и параметрами диода VD7, ток через который, в этом случае, соизмерим с током нагрузки.

Работает стабилизатор следующим образом: при дости­жении параметра на соответствующем датчике напряжения или тока (R14 на рис.3), на резисторе RV1, а, следователь­но, и на оптроне VU1 формируется сигнал обратной связи, который блокирует работу задающего генератора DA1 и, та­ким образом, запирает силовой ключ VT1. Выходной параметр, вследствие разряда емкости и/или индуктивности, начинает снижаться и затем работа генератора возобновляется.

Из-за высокого быстродействия микросхемы, частота ком­мутирования режимов работа-блокировка получается значи­тельной и может даже превышать частоту генерации ШИМ (рис.4) и, как следствие, коэффициент стабилизации схемы будет довольно высоким.

Рассмотренный выше автоматический способ управления таймером NE555 по входу Е (выв.4) не является единствен­но возможным. Управляющий сигнал через оптрон (или ка­ким-либо другим методом) можно подавать на вход R (выв.6), т.е. на частотозадающий конденсатор С11, при этом можно регулировать скважность в достаточно широких пределах, или на вход Uн (выв.5). При этом пределы регулирования будут несколько меньше, но можно добиться так называемого эф­фекта перерегулирования. В этом случае при уменьшении се­тевого напряжения или при увеличении тока нагрузки, выход­ное напряжение не уменьшается, а увеличивается и наоборот.

О деталях преобразователя

В роли (рис.2 и рис.3) лучше всего использовать мощный IGBT или MOSFEET транзистор с номинальным то­ком не ниже максимального тока нагрузки.

Например, для построения возбудителя мощного синхрон­ного двигателя можно использовать IGBT транзистор, изоб­раженный на рис.5 – MG300Q1US11 (номинальный ток 300 А и напряжение более 1000 В). В практике ремонта оборудо­вания у электриков бывают случаи выхода со строя силовых IGBT-модулей, таких, например, как SKM150GB128D (рис.6), M150DSA120 или CM200DY-24NF (рис.7). При этом, как правило, один из двух транзисторов модуля остается ис­правным. Для нашего случая это и «спасение» ценной дета­ли, и защита бюджета от немалых расходов при приобрете­нии очень дорогих компонентов.

Цепочка R15, С15 (рис.2 и рис.3) — это снаббер, т.е. дем­пфирующее устройство, не допускающее опасного перенапря­жения при закрывании ключа. На схемах рис.8 и рис.9 снаб­бер дополнен диодом VD11, заметно уменьшающим тепловые потери на резисторе снаббера.

Диод VD7 (рис.2, рис.3) необходим для работы с индук­тивной нагрузкой. Для токов в десятки и сотни ампер можно применить быстрый спаренный диод MURP20040CT фирмы Motorola (200 А, 400 В). Для меньших токов можно использо­вать менее мощные диоды, но они должны быть «быстрыми» — серии SF, UF. HER, FR (в порядке ухудшения быстродействия). Если нагрузка не индуктивная: нагреватели, гальванические ванны и др., то этот диод можно не устанавливать.

Фирма Semikron выпускает, как бы специально для на­шего случая, очень интересный IGBT-модуль SKM400GAL128D (рис.10), в состав которого входит, кроме обычного парал­лельного транзистору диода, еще один силовой диод, «вмес­то» «верхнего» транзистора. Использовать подобный модуль можно согласно схеме на рис.11. Кстати, на этой схеме по­казано, что питать устройство можно не только фазным на­пряжением сети, но и линейным, что позволяет получать ста­бильное регулируемое постоянное напряжение на выходе до 550 В и более.

Получить повышенное напряжение можно и от однофаз­ной сети, если воспользоваться удвоителем напряжения. Для этого (см. рис.11) нужно заменить один полумост (VD4) двумя оксидными конденсаторами, включенными последователь­но вместо диодов моста (аналогично включены С2, С3 на том же рисунке). В этом случае выпрямленное напряжение составит 640 В, но мощность всей установки будет ограни­чена емкостью этих конденсаторов.

В роли R1, ограничителя зарядного тока конденсаторов сетевого фильтра, должен быть резистор, способ­ный кратковременно выдержать сетевое напряже­ние без разрушения. Следует только заметить, что чем больше сопротивление этого резистора, тем меньше может быть его мощность, но тем доль­ше будут заряжаться конденсаторы С2, С3 до го­товности к работе. Ограничителем зарядного то­ка может быть лампа накаливания на напряже­ние 230 В, а лучше — две (рис.3). Конденсаторы С21, С22 вместе с диодным мостом VD12 на рис.12 служат для замены «энергоемкого» резистора в цепи питания схемы управления (R2 на рис.2), они должны быть рассчитаны на напряжение не ниже 350 В. Их емкость определяет ток через стабилитрон VD2 и, следовательно, степень его нагрева и каче­ства стабилизации. При большем токе стабильность напря­жения питания микросхемы улучшается, но возникает необ­ходимость использования радиатора для стабилитрона.

Улучшить параметры стабилизации без установки радиа­тора и защитить схему от наводимых помех, поможет вто­рая ступень стабилизации на стабилитроне VD3 (рис.11). Будет значительно лучше, если использовать интегральный стабилизатор DA1 (рис.12).

Но самым радикальным способом улучшения стабильно­сти работы устройства будет питание схемы управления от отдельного источника питания (AC/DC преобразователь на рис.3). В качестве последнего можно использовать заряд­ное устройство от старой «мобилки» с выходным напряже­нием 8.. 12 В. Автор встречал китайские «зарядки» с напря­жением более 16 В — такие тоже подходят. Гальваническую развязку обеспечивает трансформатор в зарядном устрой­стве. Дополнительная стабилизация напряжения источника, в этом случае, тоже не помешает. Важным условием пра­вильной работы схемы является последовательность вклю­чения источника питания микросхемы — только после заряда накопительных конденсаторов С2, С3, что обеспечивает дополнительная контакт­ная группа К1.2 контактора К1 (рис.2).

Назначение стабилитронов VD9, VD10 в измерительной цепи — ограничить «сни­зу» регулировку выходного напряжения. Дело в том, что трудно представить себе прикладное назначение подобного устрой­ства с регулировкой от нуля до 300 В. да­же лабораторные источники питания с та­кими возможностями вряд ли имеют смысл. Минимальное выходное напряжение источ­ника примерно соответствует напряжению стабилизации VD9 (VD10). Так если, на­пример, требуется напряжение в пределах 200…300 В, то в роли VD11 необходима сборка из трех стабилитронов на 65…70 В каждый, напри­мер BZX55C68. Д817Б или двух на 100В (BZX55C100, Д817Г). С высоковольтными стабилитронами нужно быть осторож­ным — при большом токе через них стабилитроны сильно гре­ются, а малого тока через них может не хватить для нор­мальной работы светодиода оптрона.

Ограничить «сверху» выходное напряжение поможет ус­тановка дополнительного резистора R16 в измерительной це­пи (рис.11).

Для индуктивной нагрузки (обмотка возбуждения элект­рической машины, электромагнит металлообрабатывающего станка и т.п.) конденсатор С16 не нужен. Индуктивность дрос­селя L2 должна быть не меньше 10 мГн для минимальной частоты преобразования в десятки герц (определяется пара­метрами элементов R8, R12, С11) и может быть уменьшена для более высоких частот. Кстати, «сложность» частотозада­ющей цепи (R8, R12. С11, VD13) определяется необходимо­стью сформировать «естественную» (без обратной связи) фор­му сигнала, отличающуюся от «меандра» (это — когда скважность равна двум, см. рис.1,а, Nom.), а сделать ее с боль­шим заполнением, близким к единице (рис.1,а, Мах).

Дроссель L1 не является необходимой деталью схемы, а служит лишь для улучшения коэффициента мощности (увели­чения cosφ), что требуют энергогенерирующие компании.

На потребительские свойства этот элемент не вли­яет (кроме ухудшения массо-габаритных показате­лей). Конструкция обоих дросселей (L1, L2) не име­ет особого значения, лишь бы они не насыщались при максимальном токе (они должны быть или очень большого геометрического размера, или с немагнит­ным зазором в магнитопроводе), сечение провода должно быть рассчитано на максимальный ток, а изоляция — на максимальное напряжение.

Конденсатор С14 имеет принципиальное значе­ние — он уменьшает наводимые помехи и замедляет процессы в цепях обратной связи а, следовательно, уменьшает частоту коммутации при стабилизации вы­ходного параметра. Дело в том, что IGBT ключи не «любят» работать на частотах в десятки килогерц — им «комфортнее» если частота переключения не вы­ше 10… 15 кГц (MOSFEET транзисторы могут работать на частотах в десятки раз больших). Качество стабилизации от этого немного ухудшается, но если «надеж­ность» не пустой звук для разработчика, то это того стоит.

Первое включение и настройка устройства

Очень важно! Рассматриваемые устройства не имеют гальванической развязки от сети 230 В / 50 Гц, т.е. все эле­менты находятся под опасным для человека напряжением.

Перед подачей сетевого напряжения желательно убедить­ся в исправности регулятора. Для этого от внешнего источника напряжением 8..15 В нужно запитать микросхему, си­ловую часть и регулятор RV1 по схеме рис.13. Роль нагруз­ки может играть автомобильная лампочка с мощностью, ко­торую может обеспечить временный источник питания. После сборки временной схемы и подачи напряже­ния, лампа должна загораться с максимальным накалом при перемещении движка RV1 вверх и должна притухать до минимума при перемещении движка RV1 вниз. Если так и есть, можно (после восстановления исходной схемы) подавать высо­кое напряжение.

Улучшение потребительских свойств преобразователя

Само собой разумеется, что питать схему мож­но не только непосредственно от сети 230 В / 50 Гц, а и через силовой разделительный трансформатор со вторичной обмоткой на нужное напряжение (от 30 до 400 В), который на схемах не показан.

На практике часто возникает необходимость в защите от экстремальных условий работы источника питания — перегрузки, короткого замыкания в нагрузке, перенапряжения и т.п. Предлагаемая разработка имеет неограниченные возможнос­ти модернизации. На рис.12 изображена схема с защитой от короткого замыкания в нагрузке — в случае превышения тока через датчик тока К3, срабатывает геркон (К3.1) и, свои­ми контактами, дает отпирающий импульс на управляющий электрод тиристора VS1, который, в свою очередь, блокирует таймер DA1 и зажигает лампу HL3. В таком положении схе­ма будет находиться до отключения питания и устранения не­исправности. Датчик тока К3 представляет собой провод или шину, свитые в спираль, вдоль оси которой и на­ходится геркон К3.1. Ре­гулировка чувствительно­сти датчика производит­ся продвижением геркона вдоль оси спирали. Для токов в единицы ам­пер эта спираль содержит десятки витков, для десятков ампер — единицы витков, а для тока в сотни ампер геркон располагается поперек токо­ведущей шины и регулируется поворотом на некоторый угол от перпендикуляра — самого чувствительного его положения.

Короткие замыкания в плюсовой шине нагрузки, как и питающих шинах, представляют собой особый вид замыка­ний, с которым трудно бороться. В этом случае (рис.11) дат­чик тока К3 в плюсовой шине питания защищает не столько нагрузку, сколько источник питания, диодный мост и контак­ты К1. От перегрузок спасет подобная защита в цепи отри­цательной шины нагрузки (рис.14), рассчитанная на отклю­чающий ток, незначительно превышающий номинальный (при­мерно на 15…20%). Тогда реле Кб заблокирует только тай­мер DA1 (перегруз), а реле К3, при коротком замыкании на землю, отключает контактор К2 и, следовательно, К1 (как на рис.11). Если неисправность не устранена, разряжаются на­копительные конденсаторы и загорается «сигнальная» лам­па HL2, которую можно сопроводить надписью «Авария» или «Неготовность».

Защитить устройство от коротких замыканий в нагрузке и других токовых нарушений так же может установка индук­тивности L4 в цепи эмиттера силового ключа (рис.12). В за­висимости от номинального тока установки число витков катушки L4 может быть от единиц до десятков (аналогично дат­чику тока К3 на рис.11), с сечением провода, заведомо боль­шим необходимого (рис.15). В нормальном режиме этот эле­мент (из-за своего ничтожного активного сопротивления) не оказывает существенного влияния на режим работы, а в слу­чае «форс-мажора» формирует сигнал управления для бло­кирующего транзистора VT2.

На рис.3 изображен способ реверсирования двигателя при помощи дополнительных контакторов К4 и К5 и комму­тационных элементов SB1… SB3, но делать это желательно после остановки двигателя или на малых оборотах.

Дополнительные дроссели L5, L6 на рис.14 кроме традици­онной функции сглаживания пульсаций обладают дополнитель­ными функциями — это дифференциальные датчики тока и тем­пературно-зависимые датчики тока. При коротком замыкании в нагрузке, скорость нарастания тока (di/dt) колоссальна и ЭДС наводимая в индуктивности возрастает раньше, чем ток до­стигнет опасных значений. Быстродействующая защита тоже сработает раньше и разрушений не будет — это дифференциаль­ная защита по току. А температурная защита основана на ис­пользовании высокого температурного коэффициента сопротив­ления меди. При увеличении температуры, сопротивление об­мотки увеличивается и это воспринимается датчиком тока, как увеличение тока, что приводит к его автоматическому сниже­нию и защите от перегрева других элементов схемы. От пере­напряжения в нагрузке (например, при пробое силового клю­ча VT1) может защитить реле высокого напряжения К7 (рис.8). После втягивания это реле остается под напряжением, даже если напряжение само нормализовалось — для выявления и устранения неисправности оперативным персоналом.

На рис.9 изображен еще один способ блокировки тайме­ра при аварии, с помощью геркона, аналогичный показанно­му на рис.12. Схема немного сложнее, но имеет большее быстродействие.

Автор: Александр Шуфотинский, г. Кривой Рог
Источник: журнал Электрик №9/2017

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: