Стабилизатор напряжения как выбрать: Статьи о стабилизаторах напряжения, ИБП и другой продукции ГК «Штиль»

Содержание

Как правильно подобрать стабилизатор напряжения

Время прочтения: 5 мин

Дата публикации: 23-12-2020

В какой части Украины Вы бы ни жили, везде имеет место одна и та же проблема — нестабильная работа централизованной сети. Это приводит к постоянным колебаниям напряжения. К сожалению, многие не в курсе опасности, которую представляет нестабильное электропитание и принимают этот факт как должное. На самом деле, немалая часть поломок электроприборов, например компрессора холодильника, связана именно с некачественной электроэнергией, на работу с которой техника попросту не рассчитана. Вся сертифицированная в Украине бытовая техника гарантированно работает под напряжением 220В с отклонением до 10%. Производитель не может отвечать за исправность электроприбора, на который подается, например, 190 или 250 вольт. Следовательно, Вы должны позаботиться о защите бытовой техники от некачественной электроэнергии. Именно на этом и специализируется магазин стабильного электропитания «Вольтмаркет».

Самым популярным средством борьбы с некачественной электроэнергией являются стабилизаторы напряжения. Стабилизатор напряжения — это устройство, которое принимает на входе опасную нестабильную электроэнергию, а на выходе выдает качественный безопасный сигнал, пригодный для работы бытовой техники и электроники. Рынок Украины полон самых разнообразных отечественных и импортных моделей. От выбора может закружиться голова, однако, мы выделим основные критерии, определившись с которыми масштабы поиска сузятся с сотен стабилизаторов напряжения до единиц.

Как выбрать стабилизатор напряжения – основные критерии выбора

1.Количество фаз

Первое, на что стоит обратить внимание при выборе стабилизатора напряжения — это тип нагрузки. Вся домашняя бытовая техника — телевизор, компьютер, холодильник — работают от однофазной сети 220В.

Соответственно, если Вы выбираете стабилизатор напряжения для дома, то сужайте поиск до однофазных моделей. Специально для промышленного оборудования в каталоге интернет-магазина «Вольтмаркет» Вы сможете найти трехфазные стабилизаторы.

2. Мощность

Мощность стабилизатора напряжения — это крайне важный критерий. Если выбрать слишком слабую модель, то устройство будет регулярно «уходить в защиту» при превышении максимально допустимого тока. А купив излишне мощный стабилизатор напряжения, Вы банально переплатите за ненужные характеристики. Обычно, для квартир и небольших частных домов выбирают модели из среднего сегмента, такие как ЭЛЕКС АМПЕР 12-1/40 v2.0 или Укртехнология OPTIMUM 9000. Интернет-магазин «Вольтмаркет» осуществляет все стадии обслуживания своих клиентов: от консультации по выбору оборудования до подключения и настройки. Поэтому, если Вы не знаете, на какую мощность рассчитывать при выборе стабилизатора, обратитесь к нашим специалистам.

3. Тип стабилизации

Все особенности работы стабилизатора напряжения зависят от применяемого типа стабилизации. Самые популярные из них — это релейный, электронный и сервоприводный. Каждый обладает достоинствами и недостатками, взвесив которые Вы сможете легко и правильно выбрать стабилизатор.

Электронные стабилизаторы напряжения являются самыми распространенными в нашей стране. Их принцип работы основан на ступенчатом тороидальном трансформаторе с множеством обмоток (ступеней), которые коммутируются полупроводниковыми тиристорами. В зависимости от выбранной ступени меняется коэффициент трансформации и, соответственно, выходное напряжения. К достоинствам данного типа стабилизаторов напряжения можно отнести отсутствие подвижных деталей, что делает их крайне надежными,
практически бесшумную работу и высокую скорость реакции. Электронный стабилизатор реагирует на сетевые колебания в течение 20 миллисекунд, выдавая на выходе чистый сигнал. К минусам можно отнести ступенчатый принцип регулировки. Выходное напряжение меняется не плавно,а скачкообразно с разницей в одну ступень, которая, в зависимости от точности конкретной модели, в среднем составляет 5-10В. Этот недостаток никак не воспринимается холодильником и прочей бытовой техникой, отчего электронные стабилизаторы напряжения — крайне популярный выбор для дома и квартиры.
Релейные стабилизаторы работают по тому же принципу, что и электронные, поэтому по большей части имеют те же достоинства и недостатки. Разница лишь в том, что коммутацию ступеней трансформатора производят не тиристоры, а электромагнитные реле, которые имеют меньше (но,тем не менее, тоже крайне большой) ресурс работы и издают характерный щелчок при каждом переключении. Их достоинством является самая низкая цена среди всех остальных типов, однако они постепенно уступают место электронным моделям.

Сервоприводные, они же электромеханические стабилизаторы напряжения являются достойным конкурентом электронным моделям. Подробная информация поможет выбрать нужный. Особенностью сервопривода является то, что вместо ступени он коммутирует при помощи скользящего контакта каждый виток трансформатора. Как результат — максимально плавная регулировка напряжения и высокая точность выходного сигнала. Выбранные стабилизаторы отлично подходят для сетей, которым характерно стабильно завышенное или заниженное напряжение без резких перепадов, так как сервопривод не может мгновенно подстроиться под резкое изменение входного сигнала, как это делают электронные и релейные аналоги. Это происходит ввиду того, что при сильных колебаниях сетевого напряжения сервоприводу может потребоваться целая секунда, и даже больше, чтобы установить токопроводящий контакт в требуемое положение. Другим недостатком данных стабилизаторов является звук, издаваемый сервоприводом в момент вращения, поэтому их желательно подключать в отдельном помещении, например в котельной.

Также существуют электронные бесступенчатые стабилизаторы, которые благодаря различным дополнительным схемам способны осуществлять стабилизацию электронного типа с высокой скоростью срабатывания, но без характерных для ступеней “шагов” регулирования. Основным недостатком данного типа стабилизаторов является высокая цена, отчего их затмили более дешевые аналоги, упомянутые выше.

4. Характеристики

С мощностью мы уже довольно легко определились, однако количество характеристик у отдельно взятого стабилизатора напряжения очень велико. Не стоит этого пугаться, ведь при выборе особо важными являются буквально несколько из них.

Точность стабилизации

Как выбрать нужный аппарат опираясь на данный параметр? Ответ – легко! Именно он определяет, насколько выходное напряжение может отклоняться от требуемых 220В (или 380В в случае с трехфазными моделями). Стабильно высокой точностью обладают сервоприводные модели, у которых данный показатель обычно составляет 1-3%. Это просто отличный выбор для самых чувствительных электроприборов, однако домашняя бытовая техника, такая как холодильник или газовый котел, допускают отклонения до 10%, что и объясняет огромную популярность электронных стабилизаторов. Модели электронного типа в зависимости от количества ступеней стабилизации чаще всего обладают точностью 2,5-7%, чего вполне достаточно. Некоторые флагманские электронные стабилизаторы напряжения, например ЭЛЕКС ГЕРЦ 36-1/40 v3.0 благодаря наличию 36 ступеней достигают точности 1%, догнав, и уверенно обогнав сервоприводные аналоги.

Рабочий диапазон стабилизации

Стабилизаторы напряжения не могут обеспечивать выход 220В при абсолютно любом номинале на входе. У каждой модели есть свой допустимый рабочий диапазон, на который следует обращать внимание. В наличии нашего интернет-магазина также есть особые стабилизаторы со сдвинутым в ту или иную сторону рабочим диапазоном, рассчитанные на сети, для которых характерны либо сильнейшие просадки, либо регулярные скачки напряжения. При выходе за рабочий диапазон, стабилизатор чаще всего отключает нагрузку и сообщает об аварии, поэтому данная характеристика является крайне важной при выборе конкретной модели.

Прочие особенности и функции стабилизаторов

Каждый стабилизатор напряжения индивидуален. Поэтому, определившись с критично важными характеристиками, Вы вышли на финишную прямую и дальнейший выбор зависит от Ваших индивидуальных предпочтений в дизайне корпуса, типе монтажа, органах управления, функционале меню и так далее.

О том как выбрать стабилизатор напряжения для газового котла читайте рекомендации в нашей статье.

При покупке стабилизатора напряжения в интернет-магазине «Вольтмаркет», Вам не стоит волноваться за подключение и настройку устройства, с этим Вам с радостью помогут наши квалифицированные специалисты. Если Вы хотите разобраться как выбрать стабилизатор напряжения, лучше всего посетите одну из наших торговых точек в Киеве или Днепре, чтобы лично ознакомиться с функционалом интересующих моделей и получить ответы на все интересующие Вас вопросы.

Как выбрать стабилизатор для частного дома

Время прочтения: 5 мин

Дата публикации: 22-08-2020

Регулярно жители частного сектора сталкиваются с нестабильным электроснабжением, чему способствует множество факторов. Влиять на сетевое напряжения может как сосед, работающий старым трансформаторным сварочным аппаратом, просаживая тем самым сеть (инверторные сварочные аппараты или сварочные генераторы решают эту проблему), так и плохая погода.

Как изношенные линии электропередач, так и механическое воздействие на проводку, скажем, коммунальными службами. Причины перепадов напряжения можно перечислять долго, куда важнее их последствия. Меньшее, что может случиться при возникновении серьезных сетевых колебаний — это некорректная работа или отключение оборудования. В худшем же случае бытовая техника и электроника рискует отправиться на свалку или в ремонтную мастерскую. Гарантийного обслуживания можете не ждать, так как подача на вход электрооборудования питания с несоответствующими параметрами — это не что иное, как неправильная эксплуатация. Соответственно, защита потребителя от проблем с питающей сетью лежит на Вас. Прекрасным примером надежной защиты для частного дома и всей техники в нем является стабилизатор напряжения. Наш магазин предлагает разнообразный ассортимент товаров, среди которого Вы запросто найдете подходящий для Ваших нужд стабилизатор, который можно купить по низкой цене с доставкой в любой город нашей страны.

Также стоит отметить, что любой клиент имеет возможность предварительно испытать товар, посетив любой из наших стационарных магазинов, работающих в Киеве, Харькове и Днепре.

Чтобы разобраться, какой стабилизатор напряжения выбрать для частного дома, следует хотя бы вскользь ознакомиться с тем, что такое стабилизатор, какие варианты предлагает рынок Украины, каковы достоинства и недостатки различных типов и на какие технико-эксплуатационные характеристики следует обращать внимание.

Разновидности стабилизаторов

Стабилизатор для частного дома — это однофазное устройство, которое служит для удержания выходного напряжения на заданном уровне при колебаниях входного. Для выполнения данной задачи существуют различные конструкции, каждая из которых пользуется популярностью в той или иной ситуации, что подтверждается отзывами покупателей. Стабилизаторы напряжения принято классифицировать либо по типу, либо по принципу регулирования напряжения. Мы кратко рассмотрим популярные типы стабилизаторов для частного дома, по какому принципу они осуществляют регулирование и каковы их преимущества и недостатки.

Это отличный пример реализации классической схемы регулирования в современном устройстве. Практически все пространство в корпусе занимает тороидальный автотрансформатор, по поверхности вторичной обмотки которого сервомотор перемещает скользящий контакт на основе графитовой щетки. Щетка, вступая в контакт с определенным витком, снимает с него напряжение. Таким образом, путем перемещения щетки по вторичной обмотке изменяется коэффициент трансформации и выходное напряжение трансформатора. Такой метод регулирования называется бесступенчатым. Он характеризуется высокой точностью и плавностью, но относительно невысокой скоростью. В принципе, скорость не является серьезной проблемой. Дело в том, что если в сети и возникают резкие колебания, то они обычно настолько велики, что выходят за диапазон стабилизации стабилизатора напряжения, в связи с чем последний вынужден совершать защитное отключение нагрузки. Также недостатком считается издаваемый при работе сервомотора небольшой шум. Несмотря на имеющиеся недостатки, сервоприводные стабилизаторы напряжения довольно часто приобретаются для частного дома, что, судя по отзывам, не в последнюю очередь связано с низкой ценой.

Как и электромеханические, они также работают по довольно обыденной схеме на основе изменения коэффициента трансформации автотрансформатора. Только вот на этот раз коммутируется не каждый виток посредством перемещения щетки, а группы витков (ступени) при помощи электромагнитных реле. Соответственно, напряжение регулируется шагами. Чем больше количество ступеней — тем меньше шаг и плавнее регулировка. Для релейных стабилизаторов напряжения ввиду их бюджетности обычно не свойственно высокое количество ступеней и, соответственно, точность. Также причиной тому является щелчок, издаваемый реле при коммутации ступени. Будь шаг регулировки маленьким, скажем 3-5 вольт, вы бы постоянно слышали щелканье реле. Обычно точность релейных стабилизаторов напряжения ограничивается 7-10%, что соответствует безопасному диапазону для работы бытовой техники и электроники. К примеру, релейный стабилизатор ЭЛЕКС ГИБРИД У 9-1/40 V2.0 осуществляет ступенчатую стабилизацию с точностью 7.5% в широком рабочем диапазоне 135-315В, благодаря чему его можно выбрать для частного дома, квартиры, офиса и любых других сфер деятельности, где применяется стандартная бытовая техника и электроника, не отличающаяся особой чувствительностью. Неплохую популярность релейные стабилизаторы напряжения, как и сервоприводные, обрели за счет низкой цены. Оба этих типа относятся к бюджетному классу.

Это наиболее популярный класс стабилизаторов в Украине, о чем говорят многочисленные отзывы покупателей. Их цена более высока, нежели у вышеупомянутых бюджетных классов, однако и достоинства довольно внушительны. Электронные стабилизаторы напряжения могут реализовывать два принципа регулирования: ступенчатый и бесступенчатый. Ступенчатые работают аналогично релейным аналогам, только вот реле заменены на полупроводниковые ключи, что значительно повышает надежность и делает работу схемы беззвучной за счет отсутствия подвижных механических деталей, коими являются контакты реле. Обычно количество ступеней в электронных стабилизаторах выше, чем в релейных, благодаря чему точность поддержания выходного напряжения может достигать 1%, как, например, у ЭЛЕКС ГЕРЦ У 36-1/40 V3.0 или Укртехнология UNIVERSAL 9000. Бесступенчатые электронные стабилизаторы напряжения работают по принципу фазоимпульсной модуляции (ФИМ). Такой метод наиболее дорогой, однако и выходные характеристики — лучшие. Точность — всегда высочайшая, рабочий диапазон стабилизации — самый широкий. Ярким примером электронного стабилизатора напряжения для частного дома с бесступенчатым принципом регулировки является Volter Parus-11, который способен стабилизировать сетевые колебания в диапазоне 105-330В с точностью 0.5%.

Зная возможные типы стабилизаторов напряжения, а также их преимущества и недостатки, ответить на вопрос, какой стабилизатор выбрать для частного дома, становится гораздо проще. Если Вы планируете устанавливать стабилизатор в жилом помещении, издаваемый при работе звук реле или сервомотора может мешать, в связи с чем лучше раскошелиться на модели электронного типа, среди которых можно выбрать как дорогие устройства с бесступенчатым регулированием, так и более доступные ступенчатые — оба типа очень быстрые и надежные, однако при наличии чувствительной техники бесступенчатый стабилизатор будет предпочтительнее. Устанавливая стабилизатор напряжения в отдельном нежилом помещении, например в котельной, шум вряд ли будет Вас беспокоить, поэтому вполне можно сэкономить и купить модель релейного или сервоприводного типа. При наличии чувствительной техники сервоприводный — предпочтительнее. Не знаете, какой стабилизатор выбрать — обратитесь к менеджерам нашего интернет-магазина, либо лично посетите стационарные магазины “Вольтмаркет”, работающие в Киеве, Харькове и Днепре, чтобы получить ответы на все вопросы.

Правильно выбрать тип стабилизатора напряжения очень важно, так как от этого зависят его основные характеристики — плавность, точность, рабочий диапазон, уровень шума, надежность. Да, многие параметры, такие как точность и рабочий диапазон, варьируются от модели к модели, однако общая тенденция легко просматривается, что нашло отражение в описании каждого типа выше. Определиться с типом стабилизатора напряжения — это почти полностью выбрать его. Дело остается за малым. Сперва Вам надо приблизительно подсчитать суммарную мощность потребителей в доме. Не стесняйтесь преувеличивать цифры, так как недостаток мощности стабилизатора напряжения будет приводить к его защитным отключениям. Также не стоит забывать, что количество потребителей в доме может расти с течением времени. По количеству фаз вопросов возникать не должно — стабилизатор напряжения для частного дома всегда однофазный, так как вряд ли у Вас имеется какое-либо трехфазное оборудование.

Определившись с классом однофазного стабилизатора, его мощностью и, подкорректировав при помощи фильтров в нашем интернет-магазине желаемую точность и рабочий диапазон стабилизации, осталось, по сути, выбрать внешнее исполнение. Различия могут касаться дизайна, защитных свойств корпуса и устройств индикации и управления. К примеру, для современных интерьеров прекрасно подойдут дизайнерские электронные стабилизаторы напряжения. Для наружного монтажа рекомендуем выбрать стабилизатор с повышенной степенью защиты от пыли и влаги, такой как Прочан СНОПТ-11.0 IP56. Для монтажа в котельной, в свою очередь, подойдет практически любой как полочный, так и настенный стабилизатор напряжения.

Внимательно ознакомившись с доступными в нашем магазине стабилизаторами, Вы наверняка сможете выбрать наиболее подходящую для Ваших нужд модель. Если у Вас остаются вопросы, какой стабилизатор подойдет в той или иной ситуации, рекомендуем проконсультироваться с нашими опытными специалистами и, при возможности, посетить магазины «Вольтмаркет», которые работают в Киеве, Харькове и Днепре, чтобы проверить работу различных моделей на испытательном стенде, имитируя перепады сетевого напряжения при помощи ЛАТР. У нас Вы найдете стабилизаторы таких известных ТМ, как Элекс, Укртехнология, Alliance, Volter и многих других.

Стабилизатор напряжения — это оптимальный уровень защиты для частного дома. Вы можете быть уверены, что сетевые колебания в широком диапазоне не нарушат работу оборудования, а сильные всплески и просадки напряжения — как минимум ему не навредят. Если Вам необходима не только 100% защита, но и возможность продолжать эксплуатировать определенную технику даже при крайне низкой стабильности или даже отключении централизованного электроснабжения, обратите внимание на источники бесперебойного питания, которые будут отличным дополнением для компьютера или котла отопления.

Стабилизаторы напряжения: как выбрать, на что обратить внимание

Стабилизаторы напряжения поддерживают стабильное напряжение в 220 В на выходе и помогают спасти от поломок бытовую технику, котлы, освещение и пр. от скачков напряжения.

Где пригодится использование стабилизаторов напряжения:

дома для защиты компьютера и компьютерной периферии, холодильника, стиральной машины и другой бытовой техники
На этапе стадии ремонта или переезду в новую квартиру/дом для обеспечения устойчивого и постоянного напряжения
на даче и в загородном доме
для исправной работы установленного котла
для противопожарной безопасности и систем сигнализации:
в период прыжков напряжения могут взрываться и гореть даже зарядные устройства для ваших мобильных телефонов.
А если прыжок напряжения выведет из строя еще и сигнализацию, то безопасность вашего дома будет под серьезной угрозой.

По правилам использования электроприборов ток должен идти с частотой 50 Гц и напряжением 220 В ±10%. Но не секрет, что напряжение в электросети в старых городских домах, в дачных массивах/кооперативах, в деревнях и селах скачет от 140 до 260 вольт. О стабильном показателе в 220 вольт можно даже не мечтать.

От этого портится всё:
– от бытовой техники до энергосберегающих ламп, жизнь которых сокращается в несколько раз от таких прыжков напряжения.

– такое случается и в хорошей городской среде: периоды аварийных ситуаций, в момент перегрузки энергосети в морозы, когда люди включают обогреватели, или при “веерных отключениях” скачки могут быть небезопасны для любого электрооборудования.

Выход только один — купить стабилизатор напряжения.

Что делают стабилизаторы (простым языком)

★ Если у вас упало напряжение, стабилизатор за доли секунды вернет его к 220 В

★ Если наоборот стало выше порогового значения в 240-260 В, то снизит напряжение, чтобы ваша техника не сгорела

★ Стабилизаторы работают в рамках допустимых пределов: большинство в пределах колебаний напряжения140-260 В (некоторые мощные стабилизаторы выводят напряжение с 90 В до 220)

★ Если напряжение слишком низкое или слишком высокое, то стабилизатор обязательно отключится

ВАЖНО ПОНИМАТЬ:
точность работы, т. е. сделать напряжение в 220 В работает в допустимом диапазоне ±3-8 % (в зависимости от модели стабилизатора). Это, кстати, соответствует ГОСТУ, где разрешенная величина ±10%.

Поэтому тестируя купленный стабилизатор вольтметром – не удивляйтесь, что он показывает, 220 В, хотя по вольтметру на выходе – 202 или 237 В. Всё в порядке — это в пределах допустимой точности стабилизации напряжения.

Виды стабилизаторов напряжения:

однофазные и трехфазные
- однофазные — это стандартные, которые используются в большинстве квартир, на дачах и пр.
- трехфазные — могут использоваться в тех домах, где подведено 3-х фазное напряжение. Чаще это дома, в которых по-умолчанию стоят электроплиты). И в принципе употребляется для более требовательных по мощности приборов.

По своей сути чаще всего трехфазные — это просто три однофазных стабилизатора в одном корпусе. Такие стабилизаторы используются уже специалистами-электриками.
Можете использовать их и вы, если знакомы с такими понятиями, как “перекос фазы”, “обрыв нуля”, “защита от пропадания фазы”, “схема «Звезда»”

тип установки: настенные и напольные
рассчитанные под определенную мощность
- от 500 до 5000 Вт — для нескольких электроприборов
- выше 5 кВт — для мощных электроприборов или большого их количества (на целое жилое помещение)
скорость срабатывания и точность срабатывания
как только произошел скачок напряжения его нужно успеть отработать стабилизатору. Это значит переключиться на нужное число обмоток трансформатора. Это и есть скорость срабатывания. И от вида стабилизатора (электронный, электронно-механический и пр.) и зависит эта скорость – средний показатель – это 5-7 мс, что обычно вполне достаточно для большинства приборов.
А вот точность срабатывания бывает от 3 до 8%, что вполне укладывается в ГОСТ 13109-97, по которому этот допуск может быть ±10%.

Как выбрать мощность стабилизатора напряжения?

самый простой способ:

взять мощности всех электроприборов, которые запланированы для подключения к стабилизатору
прибавить 20% (так положено по паспорту + на случай подключения какого-то непредвиденного дополнительного прибора)

Но на деле не всё так гладко:

есть понятие “пиковой мощности при пуске”.
И оно сильно превышает заявленную мощность электроприборов. Например, холодильник на 600 Вт часто имеет пиковую нагрузку ок 2000 Вт. Т.е. номинальная мощность при пуске выше в 2-3 раза заявленной.
Аналогичная ситуация и с кондиционером, и со стиральной машиной. Поэтому для гарантированной работоспособности рекомендуется умножать на 2 запланированную мощность и прибавлять 20% “на всякий случай” на незапланированные приборы.
Второй момент, который также следует учитывать – это то, что производители стабилизаторов часто завышают свои показатели мощности. Поэтому можно смело вычитать 20% из их показателей, чтобы получить реальную цифру.

Пример расчета планируемой мощности стабилизатора напряжения:
Например, вы подключаете через стабилизатор:
стиральную машину – 1700 Вт

телевизор – 100 Вт

компьютер – 500 Вт

3 источника света по 60 Вт

микроволновка – 800 Вт

ИТОГО: 1700 + 100 + 500 + 3*60 + 800 = 3280 Вт
Пример такой одновременной работы приборов вполне возможен вечером, когда вы забросили вещи в стирку, кто-то из семьи смотрит телевизор, кто-то сидит за компьютером, а кто-то решил разогреть ужин в микроволновке.
Теперь по первому правилу прибавим 20% и получим минимально необходимую мощность стабилизатора в 4 кВт.

Но, если учтем возможную пиковую нагрузку при включении (стиральной машины и микроволновки, а они 3500 и 1600 соответственно) + 20% сверху, то выходит, что нужен стабилизатор не менее, чем 7 кВт. И, ориентируясь на совет о том, что нужно искать стабилизатор полагаясь на то, что производитель завышает показатели, нужен стабилизатор с мощностью от 9 кВт.

На деле, разумеется, не часто бывает, чтобы одновременно включались все эти приборы в сеть. Поэтому для таких домашних нужд вполне может хватить и стабилизатора на 5 кВт, но в данном случае лучше брать “с запасом”.
Выводы:
1. Для точечной защиты электроники
(компьютера/телевизора/принтера) – часто вполне достаточно стабилизатора с мощностью от 500 Вт до 1,5 кВт
2. Для стиральной машинки/холодильника
подойдет стабилизатор от 2 кВт до 5 кВт
3. На небольшое жилое помещение
обычно хватает стабилизатора мощностью от 5 до 10 кВт
4. В случае, если диапазон входных напряжений (“напряжение скачет”) от 90 до 260 В, то рекомендуется обратить внимание на стабилизаторы для этого случая.
Какой стабилизатор напряжения выбрать. Лучшие стабилизаторы напряжения для дома
Стабилизаторы бывают однофазными и трехфазными, а также цифровыми и электромеханическими (латерными).
В зависимости от типа питающей сети стабилизаторы подразделяются по значению выходного напряжения на однофазные (220 В) и трёхфазные (380 В). Выбор зависит от того, как напряжение подведено в дом. Если подведено однофазное напряжение, подойдет только однофазный стабилизатор. Если к вашему дому подведено трехфазное напряжение, есть 2 варианта: купить один трехфазный стабилизатор или три однофазных.
Цифровые или электронные стабилизаторы, в свою очередь, делятся по способу коммутации на релейные и тиристорные.
Релейные стабилизаторы – самые популярные, т.к. имеют ряд преимуществ:
— надежны
— выдерживают перегрузки
— долговечны
— быстро реагируют на перепады
— принимают входное напряжение в любом диапазоне
— не вносят радиопомех, поэтому подходят для использования с самыми разными электроприборами
— компактны – могут быть установлены в квартирах
Тиристорные модели используют для работы с оборудованием, требующим высокой точности выходного напряжения, например, медицинским. Но они менее надежны и не так удобны в эксплуатации. Еще один минус – цена самого стабилизатора и ремонта в случае поломки. Для работы телевизора, холодильника и другой бытовой техники чрезмерная точность не нужна – все эти приборы нормально работают при напряжении 220 В ± 10%.
Электромеханические стабилизаторы латерного типа отличаются высокой точностью (2-3 %) и плавной регулировкой напряжения, но гораздо медленнее срабатывают при изменениях в электросети. Такие модели не приспособлены к перегрузкам и не отличаются надёжностью, требуют регулярного техобслуживания, имеют сравнительно большие размеры. Доступная цена – вот главное преимущество электромеханических стабилизаторов.
Мощность
Чтобы сделать правильный выбор, нужно еще учитывать мощность стабилизатора. Для бесперебойной работы стандартного набора «чайник-холодильник-телевизор-плита» мощности 10-15 кВт более, чем достаточно. Для точного расчета следует сложить мощность всей домашней техники, которую вы собираетесь подключать к стабилизатору. Учитывайте пусковые токи некоторых приборов, например, кондиционера, холодильника, микроволновки. Мощность этих приборов при запуске превышает номинальную в несколько раз. Если не учесть данного факта, при включении техники с высоким пусковым током остальные приборы могут отключиться – сработает защита стабилизатора от перегрузки.
Как выбрать мощность стабилизатора напряжения?
Как выбрать мощность стабилизатора напряжения?
Для того, что правильно выбрать и купить стабилизатор напряжения для дома, дачного участка или в промышленных целях, в первую очередь, необходимо определить сумму мощностей всех устройств (потребителей), которые нуждаются в одновременном снабжении электроэнергией (Вт). В таблице № 1 приводятся мощности различных потребителей: бытовых электроприборов, электроинструментов и электроприборов.
Таблица №1
Бытовые электроприборы
Электроинструмент
потребитель
мощность
потребитель
мощность
бойлер
1200-1500
дисковая пила
750-1600
гриль
1200-2000
дрель
400-800
духовка
1000-2000
перфоратор
600-1400
компьютер
400-750
шлифовальная машина
650-2200
кофеварка
800-1500
электролобзик
250-700
обогреватель
1000-2400
Электрорубанок
400-1000
проточный водонагреватель
5000-6000
электроточило
300-1100
пылесос
400-2000
Электроприборы
радио
50-250
вентиляторы
750-1700
СВЧ-печь
1500-2000
водяной насос
500-900
телевизор
100-400
компрессор
750-2800
тостер
600-1500
кондиционер
1000-3000
утюг
500-2000
насос высокого давления
2000-2900
фен для волос
450-2000
сенокосилка
1800-2100
холодильник
150-600
стиральная машина
1800-3000
электролампы
20-250
циркулярная пила
1800-2100
электроплита
1100-6000
электромоторы
550-3000
электрочайник
1000-2000

Нужно также учитывать, что электромоторам в момент запуска требуется более высокая мощность, а во время обычной работы она равняется номинальной (указана в таблице).
Таким образом, мощность стабилизатора напряжения, который Вы хотите использовать на асинхронных двигателях, насосах и компрессорах, должна в 3-4 раза превышать мощность самих приборов.
Пример расчета мощности: в стационарном режиме работают кондиционер (1000Вт), холодильник (мощностью 600Вт), радио (100Вт), электрические лампы (200Вт) и телевизор (400Вт).
Суммарная мощность составляет: 1000+600+100+200+400=2300 (Вт).
Одновременно со стационарными электроприборами можно подключить электрочайник (1000Вт), пылесос (800Вт) и утюг (1000Вт). В таком случае общая нагрузка может увеличиться на 800-2800 Вт.
Максимальная суммарная мощность может составить: 2300+2800=5100 (Вт).
Полученную сумму умножаем на коэффициент, который учитывает изменение напряжения в сети. Все значения коэффициента приводятся в таблице №2.
Таблица №2
Напряжение
130
150
170
210
220
230
250
270
Коэффициент
1,69
1,47
1,29
1,05
1,00
1,05
1,29
1,47
К примеру, напряжение в сети составляет 170 В, а значение коэффициента при этом напряжении – 1,29.
Получается: 5100×1,29=6579 (Вт). Кроме того, нужно принимать во внимание, что для долговечной работы постоянная нагрузка на стабилизатор не должна превышать 75% от его номинальной мощности. Таким образом, если одновременно включить все вышеперечисленные устройства, то для комфортной работы и защиты оборудования Вам нужен стабилизатор напряжения с мощностью больше 8 кВт.
Специалисты Интернет-магазина сварочного оборудования, инструментов и другой техники помогут Вам определить необходимую мощность стабилизатора, а также ответят на все Ваши вопросы по поводу выбора стабилизатора напряжения.
как и какой выбрать стабилизатор для частного дома?
Итак, Вы решили купить стабилизатор напряжения для дачи или дома, но пока не знаете, какой выбрать? Эта статья Вам поможет.
На самом деле, всё очень просто. Вам необходимо определиться с:
количеством фаз,
пределом входного напряжения,
типом стабилизатора,
его мощностью
и с дополнительными особенностями (наличие дисплея, необходимых защит и способом монтажа).
Вначале, посмотрите короткий видео-обзор стабилизаторов Ресанта. Быть может, все вопросы сразу отпадут.
Количество фаз
Тут всё просто. Если у Вас к дому или даче подведено однофазное напряжение (220В), то выбираете однофазный стабилизатор, а если подведено 3-х фазное напряжение (380В), и потребители используют именно 3-х фазное, то покупаете трехфазный стабилизатор.
Конечно, в основном всем нужны модели на 220 Вольт.
Пределы входного напряжения
Необходимо знать какое возможно отклонение напряжения в Вашей электросети. Это можно определить опытным путем – неоднократными замерами напряжения, особенно в часы пиковых и минимальных нагрузок. Но возможные скачки напряжения таким способом, конечно, сложно учесть.
Для сетей, в которых по большей части пониженное напряжение используют так называемые стабилизаторы пониженного напряжения (к примеру, серия СПН у стабилизаторов Ресанта).
Тип стабилизатора напряжения
Не будем вдаваться в технические тонкости и описание принципов работы каждого. Укажем только, что самые популярные, это релейные (электронные) и электромеханические.
Релейные
Преимущества: быстродействие, широкий диапазон рабочего напряжения, высокая перегрузочная способность, высокий КПД, правильная синусоида на выходе, практически не шумят, имеют высокую надежность и практически не требуют обслуживания, и отличаются низкой ценой.
Недостатки: ступенчатость регулировки напряжения (точность стабилизации в среднем 8%).
Релейные стабилизаторы следует выбирать, если у Вас дома частые скачки напряжения. Они подходят для защиты любых бытовых аппаратов, а особенно важна защита от частых скачков напряжения для электроники (телевизор, компьютер и т.п.)
Электромеханические
Достоинства: высокая точность регулировки (±2%), широкий диапазон рабочего напряжения, высокая перегрузочная способность.
Недостатки: низкое быстродействие, необходимость частого обслуживания (из-за наличия щетки и движущихся частей), а также ограничение по рабочей температуре (выше -5 °C) и влажности. Так же электромеханические стабилизаторы не подходят для установки рядом с газовым оборудованием.
Электромеханические стабилизаторы следует выбирать, если у Вас дома обычно либо постоянно низкое, либо постоянно высокое напряжение в сети.
Мощность стабилизатора
Рассчитываем суммарную мощность, потребляемую всеми электроприборами в доме, которые могут работать одновременно.
Мощность отдельных аппаратов можно узнать из их инструкции или шильдика на корпусе. Либо, примерную мощность в ВА можно посмотреть в таблице ниже:
При расчете мощности приборов с реактивной нагрузкой (техника с электродвигателями – насосы, холодильники, пылесосы, минимойки и т.п.) следует учесть, что при включении они потребляют в 3-4 раза больше мощности (к примеру, при включении мойки Karcher K 5 Compact мощность может подскакивать до 6 кВт). В итоге, либо нужно следить за тем, чтобы такие потребители не запускались одновременно, либо следует заложить максимально возможную мощность при подборе стабилизатора.
Подсчитав общую максимальную мощность, прибавьте к ней еще 20% в качестве резерва для обеспечения нормальной работы стабилизатора.
На последнем этапе необходимо учесть, что у всех стабилизаторов происходит падение выходной мощности при серьёзных отклонениях входного напряжения. Таблица примерных коэффициентов падения мощности в зависимости от входного напряжения:
Напряжение на входе 130 150 170 190 200 220 230 250 270
Коэффициент 1.77 1.55 1.35 1.20 1.15 1.05 1.10 1.35 1.55
Учтите это, если напряжение в Вашей сети сильно отклоняется от нормы.
Часто бывает разумнее и дешевле установить не один общий стабилизатор напряжения на весь дом или дачу, а по одному стабилизатору на каждый участок сети. К примеру, один на освещение (если использовать светодиодные лампы, то обычно хватает стабилизатора всего на 500 Вт), один на подключение садовой техники на улице, и ещё один для бытовой техники дома.
Дополнительные особенности
Тип установки
Стабилизаторы бывают напольные и настенные. Для частного дома часто удобнее настенный вариант.
Контроль
Стабилизаторы часто оборудуются цифровыми многофункциональными дисплеями, либо механическими вольтметрами. Иногда полезно взглянуть, правильно ли работает Ваш стабилизатор.
Защитные системы
Следует учесть наличие защиты от перегрева и короткого замыкания, контрольные реле выключения при резком скачке входного напряжения, таймер задержки включения после отключения и т.п.
Байпас
Байпас – это очень удобная функция, позволяющая без фактического отсоединения стабилизатора обойти его, подав на выход напряжение напрямую со входа. Это полезно тогда, когда в стабилизации нет необходимости, либо стабилизатор не исправен.
Если у Вас ещё остались вопросы – смело звоните нам по телефону, указанному в верхней части сайта!
Как выбрать стабилизатор напряжения – как самостоятельно правильно выбрать стабилизатор напряжения для частного дома
Известно, что напряжение электрической сети меняется в зависимости от местонахождения объекта, так что оно может варьироваться в самых разных пределах. Большинство загородных домов и дач находится на большом расстоянии от трансформаторных станций – это значит, что частые падения мощности сети неминуемы. Регулировать скачки электрического тока можно с помощью стабилизатора напряжения. Но как же его выбрать? Для этого мало уметь подсчитывать вольты, нужно также разбираться в принципе работы устройства.
Какой стабилизатор напряжения выбрать?
Как правило, напряжение электросети в средней точке равняется 220в. При большом количестве потребителей тока напряжение, фиксируемое на подстанции, сильно возрастает. Когда мощность скачкообразно меняется, это может привести к выходу из строя бытовых электроприборов. Только стабилизатор напряжения может регулировать мощность электросети, но перед владельцами дачи и частного дома стоит важная задача – правильно выбрать стабилизирующее устройство из множества видов.
Выбирая стабилизатор для квартиры или частного дома, важно обращать внимание не только на то, какое устройство лучше и популярнее на сегодняшний день. Нужно, прежде всего, обратить внимание на следующие моменты:
какой стабилизатор напряжения работает надежно

как не переплатить на лишние киловатты

стоимость устройства

Виды стабилизаторов
Первым делом необходимо понять, какой выбор стабилизаторов предлагается потребителям. Большинство приборов, отвечающих за регулировку мощности электросети, работает одинаково и ничем друг от друга не отличается. У них одинаковое устройство, электронная прошивка, а также одинаковый способ переключения витков трансформатора. И все-таки стабилизаторы напряжения можно разделить на три вида, отличающиеся друг от друга способом регулирования мощности. К ним можно отнести:
устройства с сервоприводом

релейные регулировщики

электронные приборы

Сервоприводные устройства регулируют напряжение при помощи витков трансформатора – они их просто меняют, используя специальный бегунок. Преимущество – низкая цена. Недостаток – наличие механических деталей, которые могут выходить из строя. Часто владельцы дач и квартир жалуются на поломку угольно-графитовых узлов. Другая распространенная поломка – выход из строя сервоприводного мотора. Можно сказать, что это самый ненадежный стабилизатор из всех существующих на сегодняшний день.
Лучше всего обратить внимание на релейные стабилизаторы. Они работают на основе блока, переключающего витки трансформатора. Преимущество – доступная цена. Недостаток – короткий срок службы. Например, очень часто залипают контакты. Для загородного дома гораздо эффективнее будет электронный стабилизатор напряжения. Преимущества – надежность, практичность, высокая работоспособность и долговечность. Регулировка электросети происходит с помощью ключей-тиристор. Другие отличия – бесшумная работа, оперативное реагирование на скачки. Минус – высокая стоимость.
Какую мощность способны выдержать стабилизаторы?
Чтобы подсчитать мощность, необходимо заглянуть в паспорт бытовых электроприборов, где указаны ватты. Другой важный момент – присутствие электрических двигателей, потребляющих большое количество тока. Наконец, нужно обратить внимание на коэффициент трансформации. В идеале следует выбрать стабилизатор напряжения с запасом на 30 %. Правильно определить общую мощность сможет только опытный специалист с высокой квалификацией. То же самое касается и подключения стабилизатора напряжения для дачи или квартиры.
Трёхфазные и однофазные стабилизаторы
Многие владельцы домов теряются в выборе – трехфазный или однофазный стабилизатор приобрести? Конечно, если электросеть однофазная, то подойдут однофазные стабилизаторы напряжения. Если же есть трёхфазный потребитель электрического тока, то выбор будет очевидным. Бывают случаи, когда нагрузка является однофазной, тогда можно применить сразу несколько однофазных стабилизаторов. Такой способ снабжения дома регулировщиками мощности будет стоить намного дешевле. Прежде чем выбрать устройство, лучше всего проконсультироваться с опытным мастером.
Как определить число фаз? Это можно сделать, обратившись к месту, где соединены провода. Нужно посмотреть на число проводов. Одной фазе соответствует два провода, трехфазной электросети – четыре провода. Если же количество проводов подсчитать трудно, то можно обнаружить тип электросети по розеткам. Трехфазные розетки оснащены особыми гнездами с пятью контактами. Если в доме есть помещения с очень мощной техникой, то электросеть должна быть трехфазной. Впрочем, точный ответ может дать только опытный электрик.
Еще один важный момент – диапазон регулировки. Для решения этой задачи понадобится специальный бытовой прибор, подсчитывающий вольты – вольтметр с измерительной шкалой до 380в или 400в. Необходимо сделать некоторые исследования, учитывая колебания мощности в различные погодные условия (в холода напряжение падает). Если исследования бытового вольтметра, подсчитывающего вольты, показали 220в или 380в, лучше всего выбрать стандартный стабилизатор. Если же были замечены сильные перепады, то следует приобрести стабилизатор напряжения с расширенным диапазоном.
Практические советы в выборе
Чтобы максимально точно определить вид стабилизатора и выбрать модель для квартиры или дома, нужно подсчитать общую сумму мощностей и вольты. Необходимо правильно измерить мощность фена для волос, плиты, утюга, кофеварки, телевизора и прочих электроприборов, которые находятся на даче. Затем мощность суммируется, и при выборе устройства учитывается полученный результат. Нужно учесть, что такие мощные приборы как холодильник требуют большого напряжения. Даже если в паспорте написано 380в, следует прибавлять 20%. Другой важный момент – разделение приборов на стационарные и временные. Также следует не забывать про однофазную и трехфазную электросеть. С источниками света также лучше использовать трехфазные стабилизаторы.
Многие владельцы дач и домов задаются вопросом об условиях установки стабилизаторов для регулировки мощности электросети. Вся эта информация, как и допустимые вольты, фиксируется в эксплуатационном паспорте устройства. Кроме вольтов и диапазона регулировки значение имеет шум, издаваемый стабилизатором. Если устройство устанавливается в техническом помещении, то он не сможет навредить или помешать. Но для жилого помещения лучше всего выбрать бесшумный прибор. Для небольшого дачного домика с общей мощностью приборов, равной 220в, подойдет самый недорогой стабилизатор.Для сплит систем подойдет трехфазное устройство.
Важные моменты, которые следует учитывать при выборе регулятора напряжения
Регулятор напряжения поддерживает стабильное выходное напряжение и может использоваться во многих коммерческих приложениях, таких как генераторы и аварийные источники питания. Они получают питание от сети переменного тока, батарей или источника постоянного тока. Вот ключевые факторы, на которые следует обратить внимание при выборе регулятора напряжения.
Функция регулятора напряжения Двумя основными типами регуляторов напряжения являются линейные и импульсные регуляторы напряжения.В то время как линейные типы снижают напряжение с помощью управления импедансом на выходе, типы переключения, также известные как преобразователи постоянного тока в постоянный, имеют возможность повышать или понижать напряжение с помощью переключателей включения / выключения. Хотя линейные регуляторы не так эффективны, они дешевле, а импульсные регуляторы считаются более качественными.
Применение регуляторов напряжения Линейные регуляторы напряжения полезны для приложений с очень низким уровнем шума. В этих регуляторах не используются переключатели, что является ключевой причиной, по которой они не производят такого большого шума, как импульсные стабилизаторы.Еще одно применение линейных регуляторов – это приложения с очень низким энергопотреблением, особенно когда выходное напряжение не сильно отличается от входного. Линейные регуляторы также подходят для более дешевых приложений.
Одна из причин того, что импульсные стабилизаторы более дорогие, заключается в том, что в них используются катушка индуктивности, конденсатор и диод Шоттки. Импульсные регуляторы гораздо более универсальны среди электронных устройств, отчасти из-за их высокой эффективности как при повышении, так и при понижении постоянного напряжения. Тот факт, что эти регуляторы включаются и выключаются, делает их более эффективными.В то время как линейные регуляторы тратят энергию, импульсные регуляторы полезны, когда приоритетом являются тепловые характеристики.
Производительность и эффективность Один из наиболее важных вопросов, который следует задать, касается того, насколько производительность важна для ваших нужд. Важно понимать, насколько хорошо регулятор преобразует шумный вход в стабильный уровень напряжения. Важным показателем является точность выходного напряжения, которая указывает на изменения температуры. Он также измеряет изменения тока нагрузки, который является максимальным ожидаемым выходным током.
КПД регулятора выражается отношением выходной мощности к входной. В линейных регуляторах расстояние между выходом и входом ограничено падением напряжения. Высокая эффективность коррелирует с низким падением напряжения.
Заключение Есть два типа регуляторов напряжения: линейные и переключаемые. В то время как линейные регуляторы работают с менее дорогой электроникой, импульсные регуляторы более высокого уровня. Другие факторы, которые влияют на принятие решения о выборе регулятора напряжения, включают линейное регулирование, регулирование нагрузки и переходные характеристики.
Международный союз компонентов
Allied Components International специализируется на разработке и производстве широкого спектра стандартных магнитных компонентов и модулей, таких как индукторы для микросхем, магнитные индукторы на заказ и трансформаторы на заказ. Мы стремимся предоставлять нашим клиентам продукцию высокого качества, обеспечивать своевременные поставки и предлагать конкурентоспособные цены.
Мы – растущее предприятие в магнитной индустрии с более чем 20-летним опытом.
Выберите подходящий регулятор для работы: P
Аннотация: Это примечание по применению является частью 1 серии из трех статей, посвященных регуляторам мощности. Основное внимание уделяется схемам управления регуляторами, особенно управлению режимом напряжения (VM) и режимом тока (CM). Он проверяет рабочий цикл и использование нагрузки для этих режимов и предлагает приложения для каждого режима.
Обзор
Часть 1: Краткий обзор важности рабочего цикла и нагрузки.Основное внимание уделяется схемам управления регуляторами, их типам, критическим параметрам и схемам компенсации. Мы закончим кратким описанием внутренних и внешних полевых транзисторов.
Часть 2: Другие топологии, помимо управления режимом напряжения (VM) и режимом тока (CM), которые включают топологии с постоянной продолжительностью включения, гистерезисной и частотно-импульсной модуляцией (PFM). Также объясняется, как выбрать эти типы регуляторов для приложения.
Часть 3: завершается выбором и моделированием оптимального регулятора для приложения.
Введение
Выбор оптимального регулятора для конкретной точки нагрузки может оказаться сложной задачей для инженера, отвечающего за все аспекты сложной платы. Некоторые поставщики предлагают очень хорошие решения, но это не гарантирует правильного выбора регулятора для конкретного применения. Например, силовая ИС, разработанная для автомобильного применения, может быть не лучшим выбором для потребительского продукта. Переносные источники питания представляют собой уникальный набор проблем, поскольку вычислительная мощность увеличивается, а время работы от батарей сокращается.Оборудование с чувствительной ВЧ схемой и малошумящими аналоговыми интерфейсами (AFE) создает еще большие проблемы при использовании импульсных стабилизаторов. В ультразвуковом оборудовании, где обрабатываются отраженные от тела сигналы низкого уровня, вход синхронизации частоты может быть жестким и быстрым требованием для управления гармониками переключения источника питания. В приложениях с более высоким током эффективность часто является наиболее важным требованием. В конечном итоге инженер должен решить, какие функции питания критичны для приложения, а затем выбрать регулятор, предназначенный для этих требований.
Дьявол в деталях
При выборе регуляторов для портативных устройств важными деталями являются рабочий цикл и использование нагрузки. Использование нагрузки относится к поведению нагрузок. При нормальной работе нагрузки постоянны? Часто ли они изменяются между минимальным и максимальным токами полной шкалы? Рабочий цикл – это отношение продолжительности активности оборудования к времени, которое оно проводит в простое или слаботочном состоянии.
Почему все это так важно? Давайте посмотрим на некоторые детали.Использование нагрузки важно, поскольку помогает определить требуемый ток покоя (I _Q). Например, большую часть времени регулятор проводит полностью загруженным? Тогда выбор регулятора со сверхнизким значением I _Q может быть не самой важной характеристикой, особенно если средний ток нагрузки существенно выше номинального значения I _Q регулятора. Если это так и рабочий цикл низкий, и если выход регулятора не является поддерживающим напряжением и может отключаться во время холостого и спящего режимов, то выбор регулятора с низким током отключения может быть более важным.Если, к тому же, рабочий цикл низкий и регулятор должен оставаться включенным, то выбор регулятора с низким I _Q в продукте с батарейным питанием очень важен. Кроме того, если регулятор во время нормальной работы тратит столько же времени на обслуживание легких нагрузок, сколько на обслуживание полных нагрузок, то сверхнизкий рабочий ток очень важен для оптимизации его эффективности и времени работы от батарей.
Выбор схемы управления
Схема управления регулятора
играет очень важную роль в вашем решении.Чтобы усложнить ситуацию, существует несколько типов топологий регуляторов. Гистерезисные схемы или схемы ЧИМ обычно используются там, где необходимо оптимизировать эффективность при малых нагрузках. Топологии с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) необходимы, когда требуется более низкий выходной шум, поскольку эти преобразователи работают на фиксированных частотах и, следовательно, их легче фильтровать. ШИМ отличается от топологий ЧИМ, в которых частота переключения уменьшается при небольшой нагрузке, а частота переключения увеличивается при увеличении тока нагрузки.
Некоторые регуляторы предлагают двухрежимный режим работы, что позволяет переключаться между режимами работы с ШИМ и пропуском. В режиме пропуска общая энергоэффективность повышается при малых нагрузках по сравнению с режимом ШИМ. Рис. 1 – типичный график КПД импульсного регулятора, в данном случае MAX15053, работающего в режиме пропуска. Обратите внимание, что типичный рабочий ток составляет 1,53 мА. Следовательно, если рабочий цикл приложения невелик, а токи нагрузки близки к максимальным, этот импульсный стабилизатор является хорошим выбором для портативного приложения.Есть предостережение – все это верно до тех пор, пока регулятор может быть отключен во время простоя. Однако, когда рабочий цикл низкий и регулятор всегда включен во время простоя и спящего режима, более подходящим будет понижающий регулятор с низким рабочим током. На рисунке 1 также показано, что рабочий ток понижающего регулятора MAX1556 в режиме пропуска обычно составляет 16 мкА. Параллельное сравнение эффективности этих двух частей показывает, что MAX1556 будет лучшим выбором для продления времени работы от батареи, если регулятор должен быть активен 100% времени, пока система включена.
Рис. 1. КПД импульсного регулятора MAX15053 (слева) по сравнению с понижающим регулятором MAX1556 (справа). Данные показывают, что MAX1556 будет лучшим выбором для постоянного питания в режиме ожидания.
Ток в режиме ожидания важен для портативных приложений, и поиск регулятора можно упростить с помощью инструмента параметрического поиска на веб-сайте поставщиков (, рис. 2, ). Выбрав несколько ключевых параметров, таких как внутренний переключатель, минимальное входное напряжение, максимальное входное напряжение и I _CC (мА), относительно легко отсортировать многие варианты деталей и быстро выбрать правильный регулятор для приложения.В приведенном ниже примере были установлены минимальное и максимальное входное напряжение и отмечен внутренний переключатель. Инженер-конструктор может установить ползунок I _CC (мА) на самое низкое из предлагаемых значений. Теперь дизайнер видит два лучших совпадения из общего количества деталей.
Рис. 2. Инструмент параметрического поиска, используемый для сужения выбора.
Контроль режима тока и напряжения
Давайте теперь потратим некоторое время на изучение различных топологий управления.
Для импульсных регуляторов PWM доступны две топологии управления: режим напряжения (VM) ^{2, 4} и режим тока (CM).^{1, 2, 3} Регулятор CM использует ток индуктивности как часть контура обратной связи и контура обратной связи по напряжению. Ток катушки индуктивности и сигнал ошибки выходного напряжения являются входными сигналами для модулятора ШИМ. На рис. 3 показана упрощенная схема управления пиковым модулем CM, где пиковый ток катушки индуктивности регулируется вместе с выходным напряжением. Ток катушки индуктивности измеряется некоторыми средствами и сравнивается с управляющим напряжением V _C, которое вычисляется из погрешности выходного напряжения.Компенсация наклона необходима для управления CM, чтобы предотвратить субгармонические колебания для рабочих циклов более 50%.
Рисунок 3. Управление текущим режимом (CM).
Управление по напряжению используется в течение долгого времени с тех пор, как стали доступны первые конструкции импульсных регуляторов. Режим напряжения имеет один тракт обратной связи по напряжению; ШИМ выполняется путем сравнения сигнала ошибки напряжения с формой волны постоянного нарастания. На рисунке 4 показана эта базовая конфигурация.
Рисунок 4.Управление в режиме напряжения (VM).
Преимущества CM Control
Итак, давайте кратко рассмотрим преимущества и недостатки обеих топологий, начиная с топологии CM.
Почему текущий режим? При более внимательном рассмотрении отклика контура регулирования тока мы обнаруживаем, что, когда управляющий полевой транзистор включен, ток через R _SENSE обеспечивает линейное изменение напряжения на выходе усилителя считывания тока. Линейное нарастание напряжения пропорционально линейному нарастающему току в катушке индуктивности.Затем это линейное изменение напряжения с компенсацией наклона сравнивается с выходным сигналом усилителя ошибки. Управляющий полевой транзистор будет включен до тех пор, пока напряжение, измеренное по току катушки индуктивности, не сравняется с управляющим напряжением, В _C. Когда эти два напряжения равны, управляющий полевой транзистор выключен. Следующий цикл переключения начинается с установки триггера RS по тактовому сигналу с фиксированной частотой, показанному на рисунке 3. Таким образом, в основном контур управления напряжением определяет уровень, на котором токовый контур регулирует пиковый ток через управляющий переключатель на полевых транзисторах и индуктор.Не вдаваясь в математику, управление CM исключает полюс катушки индуктивности и характеристику второго порядка, обнаруженную в управлении VM, поскольку контур управления внутренним током включает в себя катушку индуктивности выходного фильтра. Таким образом, внешний контур управления напряжением имеет только один полюс выходного фильтра и сопротивления нагрузки. Вы можете рассматривать преобразователь CM как источник тока, подающий и регулирующий ток на одном полюсе, образованном выходным конденсатором, параллельно с сопротивлением нагрузки на частотах ниже полосы пропускания токовой петли.Что все это значит? По сути, это означает, что компенсировать стабильность контроллера CM намного проще, чем делать это с помощью контроллера VM.
А теперь поговорим о схемах компенсации. Рисунок 5 иллюстрирует разницу между двумя типичными компенсационными сетями, используемыми в этих двух топологиях управления. Компенсация режима напряжения ⁴ (Тип III) слева требует более сложной схемы компенсации, чем компенсация режима тока (Тип II). ⁵ справа, где C2 может даже не понадобиться.
Рис. 5. Схема, показывающая компенсацию VM (слева) по сравнению с компенсацией CM (справа). С компенсацией CM C2 может не понадобиться.
Одним из недостатков схемы управления CM на ранней стадии было то, что она требовала точного измерения тока ², что, в свою очередь, вызывало небольшую потерю мощности в чувствительном элементе. Сегодняшние интегрированные решения по питанию исключают необходимость во внешних токоизмерительных резисторах; измерение тока выполняется внутренне с использованием R _{DS (ON)} полевого транзистора верхнего плеча.В дополнение к простой компенсации сети ², преобразователь CM предлагает превосходное регулирование линии, очень хорошую переходную реакцию на большие изменения нагрузки и ограничение межциклового тока, поскольку ток измеряется в каждом временном цикле.
Линейное регулирование определяется как величина изменения выходного напряжения при изменении входного напряжения. Это связано с усилением передаточной функции управления к выходу. Поскольку коэффициент усиления передаточной функции «управление-выход» для топологии CM не зависит от входного напряжения, линейное регулирование очень хорошее.Также для этой топологии однополюсный режим работает с меньшим запаздыванием фазы / времени, поэтому преобразователь с пиковым управлением CM будет иметь лучшую переходную характеристику, чем преобразователь с управлением VM PWM. При исследовании передаточной функции управления выходом топологии VM входное напряжение оказывает прямое влияние на усиление, и линейное регулирование будет ухудшаться. Современные преобразователи виртуальных машин преодолевают это за счет использования методов прямой связи по напряжению, которые изменяют крутизну кривой ШИМ в зависимости от входного напряжения. Таблица 1 описывает преимущества / недостатки ² обеих топологий.
Так почему выбирают виртуальную машину вместо CM? Поскольку для конструкции CM требуются два контура управления и более сложная схема по сравнению с VM, может быть более рентабельным выбор регулятора с управлением VM. Исторически сложилось так, что при широком рабочем диапазоне входного напряжения, особенно в условиях низкой линии / небольшой нагрузки, крутизна линейного изменения тока может быть слишком пологой для стабильной работы CM PWM. Это ограничение было значительно улучшено новыми устройствами, такими как семейства высоковольтных CM-преобразователей MAX17500 / MAX17501 / MAX17502 / MAX17503 и MAX17504.
Сводная таблица VM Control и CM Control
Текущий режим Режим напряжения
Компенсация Простая компенсационная сеть Комплексная компенсационная сеть
Работа DCM и CCM Переходы из режима критической проводимости (CCM) в режим прерывистой проводимости (DCM) не являются проблемой. Сложнее сконструировать компенсатор, обеспечивающий хорошие характеристики в обоих режимах проводимости.
Отклонение строки Очень хорошее линейное регулирование Требуется прямая подача напряжения
Измерение тока Необходимо Не требуется
Субгармонические колебания Управление в токовом режиме может быть нестабильным, когда рабочий цикл преобразователя приближается к 50%. В современных преобразователях используется внутренняя компенсация наклона, которая устраняет как эти эффекты, так и необходимость в экспертизе проектирования источников питания для учета этих эффектов. Не применимо
Переходная характеристика Так как управление CM определяет изменение цикла нагрузки; усилителю ошибки не нужно быстро реагировать, чтобы контур мог внести исправления. При управлении VM изменение тока нагрузки должно приводить к изменению выходного напряжения до того, как усилитель ошибки сможет отреагировать и внести коррекцию. Управление VM медленнее реагирует на очень высокоскоростные переходные процессы нагрузки, чем управление CM.
Что такое компенсация уклона?
Хотя большинство современных интегрированных преобразователей имеют встроенную компенсацию наклона, важно понимать, зачем нужна компенсация наклона.
Предположим, что понижающий преобразователь работает в режиме постоянной проводимости (CCM). Это означает, что ток в катушке индуктивности никогда не падает до нуля, а рабочий цикл составляет около 75% при большой нагрузке, и только выходной ток является сигналом линейного изменения для компаратора (т.е. без компенсации крутизны). Переход нагрузки к легкой нагрузке приведет к тому, что контур управления током преждевременно отключит управляющий переключатель на полевых транзисторах. Поскольку рабочий цикл составляет 75%, у тока катушки индуктивности остается мало времени для спада, а магнитный поток в сердечнике катушки индуктивности самовосстанавливается.Между тем, напряжение нагрузки определяет крутизну спада индуктора. Пока нагрузка не закорочена, току в выходной катушке индуктивности потребуется время, чтобы понизиться до нижнего порогового значения на компараторе ШИМ. Когда часы запускают следующий цикл, переключатель никогда не включается, потому что сила тока все еще слишком высока. (В качестве альтернативы, он включается очень ненадолго при минимальном рабочем цикле контроллера.) Если ток действительно высокий, в следующем цикле могут возникнуть те же условия, но он останется фактически выключенным.
Это условие заставит преобразователь колебаться на некоторой субгармонике частоты переключения ШИМ. Компенсация наклона позволяет снизить линейное нарастание до нуля в течение короткого мертвого времени. Наклон внутреннего тактового сигнала суммируется с измеренной формой волны тока. По-прежнему будут очень короткие импульсы для условий перегрузки по току, но суммируя тактовый сигнал с сигналом тока, эта субгармоническая осцилляция была устранена.
Синхронное и асинхронное исправление
При внимательном рассмотрении силового каскада типичного преобразователя постоянного тока в постоянный мы видим, что существует два типа выходных каскадов (, рис. 6, ).Преобразователь с полевыми транзисторами как на верхней, так и на нижней стороне обычно называется синхронным выпрямлением; блок управления преобразователя постоянного / постоянного тока будет синхронизировать время включения / выключения обоих полевых транзисторов. Это действие оптимизирует и предотвращает перекрытие этих полевых транзисторов, так что ни один из них не работает одновременно. Полевой транзистор верхнего плеча проводит на V _OUT / V _IN × 1 / f _sw; полевой транзистор нижнего плеча проводит через 1 – V _OUT / V _IN × 1 / f _sw, где fsw – частота переключения преобразователя.В общем, для приложений с малым рабочим циклом асинхронные преобразователи могут не соответствовать целям энергоэффективности платы, так как потери мощности проводимости могут определяться потерями мощности I × V _DIODE по сравнению с низкими значениями R _{DS (ON)} × I потеря мощности синхронного преобразователя.
При выборе детали с синхронным выпрямлением внимательно присмотритесь к области применения. Например, если приложение должно преобразовать 5 В в 2,5 В, то стабилизатор с номиналом 14 В может быть не оптимальным, поскольку он может быть разработан для распределенной шины питания 12 В, обычно применяемой в телекоммуникационных и серверных приложениях.Таким образом, внутренний полевой транзистор верхнего плеча может иметь более высокое R _{DS (ON)}, оптимизированное для типичных рабочих циклов, которые составляют менее 10% для 1 В и более низких напряжений сердечника.
В этом примере полевые транзисторы регулятора 12 В могут быть оптимизированы для гораздо более низкого рабочего цикла, в котором R _{DS (ON)} оптимизирован для полевого транзистора нижнего плеча, где преобладают потери мощности проводимости; верхний полевой транзистор имеет более высокое сопротивление R _{DS (ON)}, но гораздо меньший заряд затвора, где потери мощности переключения имеют тенденцию преобладать.Таким образом, для преобразования 5 В в 2,5 В рабочий цикл составляет 50%. Выбор детали с максимальным номинальным напряжением 6 В может быть лучшим выбором. Как правило, в большинстве понижающих преобразователей, разработанных для систем на 5 В и 12 В, используется выходной каскад синхронного выпрямителя. Асинхронные выпрямительные каскады, в которых вместо полевого транзистора нижнего плеча используются диоды Шоттки, по-видимому, более распространены в промышленных приложениях, когда уровни напряжения составляют не менее 24 В и выше.
Рисунок 6. Асинхронное и синхронное управление.
Более новые компоненты, такие как MAX17501 – MAX17504, упомянутые выше, объединяют полевые транзисторы как верхнего, так и нижнего плеча. Они имеют максимальное входное напряжение 60 В, что позволяет повысить эффективность в промышленных приложениях, где напряжение на шине постоянного тока составляет 24 В или выше.
Внутренние и внешние полевые транзисторы
Не существует универсального регулятора, оптимизированного для всех возможных шин питания. Следовательно, иногда разработчик, желающий оптимизировать эффективность для данного приложения, выбирает контроллер DC / DC, для которого требуются внешние полевые транзисторы.На более высоких уровнях мощности при создании шин питания менее 1 В из 12 В выбор полевого транзистора имеет решающее значение. Таким образом, выбор полевого транзистора верхнего плеча с более высоким R _{DS (ON)} и низким зарядом затвора может оптимизировать общую эффективность при низких рабочих циклах. Кроме того, может потребоваться использовать два или более полевых транзистора параллельно, чтобы уменьшить потери проводимости, сохраняя при этом потери переключения на минимальном уровне для полевого транзистора нижнего плеча.
Ссылки в конце обеспечивают хорошую отправную точку для критериев выбора внешних полевых транзисторов для контроллеров DC / DC.
Заключение
Часть 1 дает лучшее понимание компромиссов при выборе правильного регулятора. Понимание приложения имеет решающее значение для выбора оптимального решения регулирования. Объясняя различия между режимом управления напряжением (VM) и режимом тока (CM), мы помогаем читателю выбрать лучшую топологию для приложения. Читателю также будет полезно описание компромисса между производительностью и стоимостью между синхронным и асинхронным исправлением.Наконец, мы обрисовали в общих чертах, почему может быть выгодно выбрать контроллер, использующий внешние полевые транзисторы. Это примечание по применению предназначено для разработчиков плат, которые могут не позволить себе роскошь нанять собственных инженеров по источникам питания.
Во втором примечании по применению в этой серии, Выбор правильного регулятора для работы: Часть 2, обсуждаются и противопоставляются несколько топологий управления: PFM, гистерезисный, COT и режим пропуска.
В Части 3 мы предоставим основные уравнения, которые помогут проектировщику выбрать лучший регулятор и оптимизировать окружающие компоненты для всего решения регулятора, а также предоставим пример выбора детали и моделирования, который иллюстрирует темы, обсуждаемые в обоих предыдущих замечаниях по применению.
Список литературы
Харман, Марк, «Внутреннее управление режимом тока», POWER / designer , No. 106, href = “http://application-notes.digchip.com/006/6-8586.pdf.
Ридли, доктор Рэй, “Текущий режим или режим напряжения?” Switching Power Magazine , Oct 2000, http://encon.fke.utm.my/nikd/latest/OctCurrentMode.pdf.
Шимель, Пол, «Управление в режиме пиковой нагрузки никогда не умрет! ??» Electronic Design , 7 апреля 2011 г., http: // electronicdesign.com / power / пик-ток-режим-контроль-никогда-не умрет.
Тимоти Хегарти, «Управление и компенсация в режиме напряжения: тонкости понижающих стабилизаторов», EDN , 30 июня 2008 г., http://www.edn.com/design/analog/4326882/Voltage-mode-control-and -компенсация-хитрости-для-регуляторов.
Zimnik, Marcus, Сравнение схем управления режимом напряжения и тока ШИМ с улучшенным управлением гистерезисным режимом в импульсных источниках питания (SMPS) https: //pdfs.semanticscholar.org / 75de / e6525eafc7c54fabae9dd7ddbcf4c49.pdf.
Эльбанхоуи, Алан, “Простое руководство по выбору силовых полевых МОП-транзисторов”, EDN, 22 ноября 2001 г., http://www.edn.com/design/components-and-packaging/4341997/A-simple-guide-to-selecting-power-MOSFETs.
Аналогичная версия этой заметки по применению появилась в феврале 2015 г. на HOW2POWER.com.
Какой тип регулятора лучше всего использовать? – MVOrganizing
Какой тип регулятора лучше всего использовать?
Только если при этом расходуется слишком много энергии, используйте понижающий импульсный стабилизатор.Если вам нужно выходное напряжение выше, чем входное, используйте импульсный импульсный стабилизатор. Если у вас есть ситуация, когда входное напряжение может быть выше или ниже выходного напряжения, вам нужен импульсный стабилизатор.
Какие бывают типы АРН?
Обычно существует два типа автоматического регулятора напряжения. Один тип реле, а другой тип серводвигателя. В АРН релейного типа для регулирования напряжения используются электронные схемы, такие как реле и полупроводники.
Как выбрать регулятор напряжения?
Учитывайте следующие факторы при выборе регулятора напряжения:
Входное и выходное напряжение. В идеале вы должны знать диапазон входного напряжения и необходимое выходное напряжение, с которым вы будете работать.
Падение напряжения.
Линейный регулярный или импульсный регулятор?
Чувствительность устройства.
Время отклика.
Энергопотребление.
Все регуляторы напряжения одинаковы?
Все регуляторы напряжения работают примерно одинаково.Они находят опорное напряжение между Volts In и Ground или Volts Out, которое они используют для установки выходного напряжения. Это может заставить стандартный 7805 выдавать любое напряжение от 5 вольт до напряжения питания. Это показывает, сколько регуляторов одинаковы.
Стоит ли покупать регулятор напряжения?
Если вы хотите обеспечить безопасность своих электроприборов, вам следует подумать о покупке стабилизатора напряжения. Основные типы регуляторов напряжения – это активные и пассивные регуляторы. Если вашему электрическому устройству требуется большее напряжение, тогда вам лучше всего подойдет активный регулятор.
Каковы наиболее распространенные идентификаторы регулирующего органа?
Интегральные схемы линейного регулятора напряжения Они имеют три соединительных контакта, вход, общий GND и выходной контакт.
Какой текущий регулятор?
Регулятор постоянного тока (CCR) – это простое, экономичное и надежное устройство, разработанное для обеспечения экономичного решения для регулирования тока в светодиодах (аналогично диоду постоянного тока, CCD).
Как мне узнать, какой размер регулятора напряжения мне нужен?
Расчет трехфазного двигателя
Определите входное напряжение для оборудования или цепи, которые необходимо защитить.
Определите номинальную силу тока для защищаемого оборудования или цепи.
Умножьте напряжение на ток на 1,732 и разделите на 1000, чтобы получить номинальную мощность в кВА.
Как стабилитрон работает как регулятор напряжения?
Стабилитроны
широко используются в качестве источников опорного напряжения и шунтирующих стабилизаторов для регулирования напряжения в небольших цепях. При параллельном подключении к источнику переменного напряжения с обратным смещением стабилитрон становится проводящим, когда напряжение достигает обратного напряжения пробоя диода.
Что произойдет, если стабилитрон включен последовательно?
Стабилитроны
можно размещать последовательно или параллельно с другими элементами схемы, в том числе с другими стабилитронами. При последовательном использовании стабилитронов распределение тока и напряжения будет соответствовать законам Кирхгофа, и вы можете получить определенную зависимость для распределения напряжения и тока в ваших диодах.
Что такое регулятор напряжения? | EAGLE
Регуляторы, установка:

Регулятор напряжения и как он защищает вашу электрическую цепь
Будь то ваш автомобиль, ноутбук или смартфон, каждое электронное устройство нуждается в защите от скачков напряжения.В наши дни, когда устройства становятся плотнее, чем когда-либо, с такими чувствительными компонентами, как микропроцессоры и интегральные схемы (ИС), даже малейшее изменение напряжения может нанести ущерб вашей тщательно спроектированной схеме. Итак, что может сделать чувствительный компонент, когда он требует защиты? Ему нужен регулятор, чтобы поддерживать стабильное и плавное напряжение от входа к выходу.
Краткий обзор регуляторов напряжения
В мире электронных компонентов регулятор напряжения – один из наиболее широко используемых, но что делает эта ИС? Он обеспечивает схему с предсказуемым и фиксированным выходным напряжением в любое время, независимо от входного напряжения.
LM7805 – один из самых популярных линейных регуляторов напряжения. (Источник изображения)
Как регулятор напряжения решает эту задачу, в конечном итоге зависит от разработчика. Некоторое напряжение можно контролировать с помощью более простого стабилитрона, в то время как для других приложений требуется продвинутая топология линейных или импульсных стабилизаторов. В конце концов, у каждого регулятора напряжения есть первичная и вторичная цель:
.
Первичный: Для создания постоянного выходного напряжения цепи в ответ на изменения условий входного напряжения.У вас может быть 9 В на входе, но если вы хотите только 5 В на выходе, вам нужно будет понизить его (Бак) с помощью регулятора напряжения.
Вторичный : Регуляторы напряжения также служат для экранирования и защиты вашей электронной схемы от любого потенциального повреждения. Меньше всего вам нужно сжечь микроконтроллер, потому что он не справляется с скачком напряжения.
Когда дело доходит до добавления регулятора напряжения в вашу схему, вы обычно работаете с одним из двух типов – линейными регуляторами напряжения или импульсными регуляторами напряжения.Давайте посмотрим, как они работают.
Линейные регуляторы напряжения
Этот тип регулятора действует как делитель напряжения в вашей цепи и представляет собой тип регулятора, обычно используемый при разработке маломощных и недорогих приложений. С линейным регулятором вы получите преимущество силового транзистора (BJT или MOSFET), который играет роль переменного резистора, повышая и понижая выходное напряжение вашей схемы при изменении входного питания.
Независимо от того, какая нагрузка находится в вашей цепи, линейный регулятор напряжения всегда будет идти в ногу, чтобы обеспечить вам постоянное стабильное выходное напряжение.Например, 3-контактный линейный стабилизатор напряжения, такой как LM7805, обеспечивает стабильный выходной сигнал 5 вольт на 1 ампер до тех пор, пока входное напряжение не превышает 36 вольт.
LM705 подключен последовательно для обеспечения стабильного выходного напряжения. (Источник изображения)
Обратной стороной этого типа регулятора в конечном итоге является принцип его работы. Поскольку он ведет себя как резистор для стабилизации напряжения, он в конечном итоге тратит массу энергии на преобразование тока сопротивления в тепло. Вот почему линейные регуляторы напряжения идеально подходят для приложений, в которых требования к мощности невысоки, а разница между входным и выходным напряжениями минимальна.Давайте сравним две разные ситуации регулирования напряжения, чтобы увидеть, как складывается линейный регулятор:
С входным источником 10 В, который понижается до 5 В с помощью LM7805, вы в конечном итоге потратите 5 Вт и получите только 50% эффективности от ваших усилий.
Возьмите тот же регулятор LM7805 и подайте ему входное напряжение 7 вольт, пониженное до 5 вольт, и в конечном итоге вы потратите только 2 ватта и достигнете эффективности 71%.
Как видите, чем ниже начальная потребляемая мощность, тем эффективнее может быть линейный стабилизатор напряжения.При работе с этими регуляторами в вашей собственной схеме вы обычно столкнетесь с двумя вариантами: последовательным или шунтирующим.
Стабилизатор напряжения серии
В этом стандартном стабилизаторе последовательно с нагрузкой установлен транзистор, управляемый стабилитроном. Здесь стабилизатор использует в качестве переменного элемента (в данном случае транзистор), плавно увеличивая и уменьшая сопротивление в зависимости от переменного входного напряжения, чтобы обеспечить стабильное и стабильное выходное напряжение.
Простая схема последовательного регулятора напряжения, обеспечивающая регулируемый выход постоянного тока.(Источник изображения)
Шунтирующий регулятор напряжения
Это приложение работает аналогично последовательному регулятору напряжения, но не подключено последовательно. Все избыточное напряжение по-прежнему отправляется на землю через тот же процесс переменного сопротивления, что снова приводит к потере энергии. Чаще всего шунтирующие регуляторы используются в:
Прецизионные ограничители тока
Контроль напряжения
Источники питания с регулируемым напряжением
Усилители ошибок
Цепи источника и потребителя тока
Импульсные источники питания с низким выходным напряжением
Шунтирующий стабилизатор напряжения не подключен последовательно, но по-прежнему посылает избыточный ток на землю.(Источник изображения)
В целом, если вы работаете с маломощным и недорогим приложением, в котором эффективность преобразования энергии не является основным приоритетом, то линейный стабилизатор напряжения будет вашим выбором. Вот некоторые окончательные преимущества и недостатки, о которых следует помнить перед выбором линейного регулятора для вашего следующего проекта:
Преимущества Недостатки
Имеет более низкие электромагнитные помехи и шум, чем импульсные регуляторы
Вариант с очень низким энергопотреблением, если разница между входным и выходным напряжением велика
Быстро реагирует на изменения нагрузки или сетевого напряжения
Часто потребуется добавить радиатор для рассеивания всей потраченной впустую энергии
Обеспечивает стабильное и стабильное низкое выходное напряжение, идеально подходит для приложений с низким энергопотреблением
У вас нет возможности получить выходное напряжение выше входного
Импульсные регуляторы напряжения
Импульсные регуляторы
идеально подходят, когда у вас большая разница между входным и выходным напряжениями.По сравнению с линейными регуляторами напряжения переключение выигрывает в эффективности преобразования энергии. Однако вся эта дополнительная эффективность также делает вашу схему более сложной.
Вы обнаружите, что импульсные регуляторы имеют совершенно другую внутреннюю схему, в которой для регулирования напряжения используется управляемый переключатель. Вот почему он называется импульсным регулятором.
Как работает импульсный регулятор? Вместо того, чтобы постоянно сопротивляться входному напряжению и посылать его на землю в качестве стока, импульсные регуляторы вместо этого накапливают, а затем доставляют заряд меньшими частями к выходному напряжению на основе обратной связи.Подавая выходное напряжение обратно в переключатель, регулятор постоянно проверяет, нужно ли ему увеличивать или уменьшать синхронизацию порций напряжения для вывода.
Переключение регуляторов становится немного сложнее. (Источник изображения)
Импульсный стабилизатор поддерживает свой уровень заряда с помощью транзистора, который включается, когда для его накопителя требуется больше энергии, и выключается, когда он достигает желаемого выходного напряжения. Это помогает обеспечить гораздо более энергоэффективный метод управления уровнями выходного напряжения с помощью своего рода плотиноподобной системы, которая не просто сопротивляется потоку входного напряжения, но вместо этого реагирует на изменения напряжения и включение / выключение как нужный.
Однако у этого процесса включения / выключения есть некоторые недостатки. Чем быстрее переключается ваш импульсный регулятор, тем больше времени он потратит на переход из проводящего в непроводящее состояние, что приводит к общему снижению эффективности преобразования. Вы также получите намного больше шума в своей цепи с импульсным стабилизатором, чем с линейным регулятором напряжения.
Однако, в отличие от линейных регуляторов напряжения, импульсные стабилизаторы гораздо более разнообразны в своих доступных приложениях.Эти регуляторы не просто понижают или повышают ваше напряжение, но также могут инвертировать его. Вот три метода, которыми известны импульсные регуляторы напряжения:
Boosting (Повышающий)
Этот метод обеспечивает более высокое регулируемое выходное напряжение за счет увеличения входного напряжения.
Эта схема увеличивает входное напряжение 5 В до 12 В на выходе. (Источник изображения)
Bucking (понижающий)
Этот метод обеспечивает более низкое регулируемое выходное напряжение на основе переменного входного напряжения, аналогично тому, как работает линейный регулятор.
Эта схема понижает входное напряжение 8-40 В, , до 5 В на выходе. (Источник изображения)
Повышающий / понижающий (инвертор)
Этот метод представляет собой своего рода гибрид, предоставляющий разработчику возможность повышать, понижать или инвертировать выходное напряжение по мере необходимости.
В целом, если вы работаете со сложной конструкцией, в которой важна эффективность преобразования мощности, а разница между входным и выходным напряжениями велика, тогда вам подойдут импульсные стабилизаторы.Вот некоторые окончательные преимущества и недостатки, о которых следует помнить, прежде чем выбирать этот регулятор для вашего следующего проекта:
Преимущества Недостатки
Достигает гораздо более высокой эффективности преобразования мощности, чем линейные регуляторы, 85% +
Производит больше электромагнитных помех и шума, чем линейные регуляторы
Не требует добавления радиатора на вашу плату, экономя место
Требует большей сложности и дополнительных компонентов на вашем макете
Может легко работать с силовыми приложениями, где есть широкий диапазон входных и выходных напряжений
Дополнительные компоненты увеличивают общую стоимость проекта, что не идеально для низкозатратных или бюджетных проектов.
Оставаясь простым – стабилитрон
Многим разработчикам может не понадобиться иметь дело со сложными линейными или импульсными регуляторами напряжения. В этих ситуациях мы можем полагаться на еще более простое решение для регулирования напряжения с помощью стабилитрона. Один только этот компонент может в некоторых случаях обеспечить все необходимое регулирование напряжения, не требуя каких-либо специальных деталей.
Стабилитрон выполняет свою работу, шунтируя все избыточное напряжение выше его порогового значения на землю.Однако вся эта простота имеет ограниченные возможности, и вы обычно будете использовать стабилитроны только в качестве регуляторов напряжения для приложений с очень низким энергопотреблением.
Какой регулятор вам нужен?
Все конструкции уникальны, и нет ни одного универсального регулятора, который удовлетворит потребности каждого инженера. Лучше оценивать каждый новый проект в индивидуальном порядке и задавать себе следующие вопросы:
Требует ли ваша конструкция низкого уровня шума на выходе и низкого уровня электромагнитных помех? Если это так, то линейные регуляторы и – это то, что вам нужно.
Требуется ли ваша конструкция максимально быстрого реагирования на помехи на входе и выходе? Линейные регуляторы снова выигрывают.
Есть ли у вашего дизайна строгие ограничения по стоимости, и вам нужно учитывать каждый доллар? Линейные регуляторы – это экономичный выбор.
Ваша конструкция работает на уровне мощности выше нескольких ватт? В этой ситуации импульсные стабилизаторы и дешевле, поскольку не требуют радиатора.
Требуется ли для вашей конструкции высокий КПД преобразования мощности? Импульсные регуляторы – это лучший выбор, предлагающий КПД 85% + для повышающих и понижающих приложений.
Ваше устройство работает только от источника постоянного тока, и вам нужно увеличить выходное напряжение? Регуляторы переключения справятся с этим.
Все еще не уверены, какого риэлтора выбрать? Вот некоторые другие детали, которые следует учитывать в разделе Как выбрать лучший стабилизатор напряжения для моей схемы? от Силовой Электроники.
Регуляторы, монтаж вверх
Какое бы устройство вы ни проектировали, ему потребуется серьезная защита от колебаний напряжения.Стабилизаторы напряжения – идеальный инструмент для этой задачи, способный обеспечить стабильное выходное напряжение, чтобы ваша схема работала должным образом. В конечном итоге, выбор регулятора напряжения зависит от требований вашей конструкции. Работаете с малопотребляющим и недорогим приложением, где преобразование энергоэффективности не имеет значения? Возможно, вам подойдут линейные регуляторы. Или, может быть, вы работаете над более сложной конструкцией, требующей повышения и понижения напряжения по мере необходимости. Если это так, подумайте о переключении регуляторов.Какой бы регулятор вы ни выбрали, вы защитите свою электрическую цепь от опасностей, связанных с этими напряжениями в дикой природе.
Знаете ли вы, что Autodesk EAGLE включает в себя массу бесплатных библиотек регуляторов напряжения, готовых для использования в вашем следующем проекте? Попробуйте Autodesk EAGLE бесплатно сегодня!
Сравнение импульсных регуляторов постоянного тока и линейных регуляторов
Электронным системам часто требуется несколько напряжений для питания различных внутренних цепей. Неизолированные регуляторы – это распространенный и простой способ преобразовать одно напряжение в другое.Регуляторы обычно делятся на две категории в зависимости от метода преобразования: линейные или переключающиеся. Линейные регуляторы существуют уже давно, они дешевы и просты в использовании. Однако простота достигается за счет низкой эффективности. С другой стороны, импульсные регуляторы более дороги и немного сложнее внутренне, но значительно более эффективны и способны проводить большие токи без тех же тепловых проблем, что и линейный регулятор. В этом блоге мы исследуем, почему эффективность этих двух регуляторов так различается, и какое влияние это может оказать на конечную конструкцию.
Простой дизайн Комплексное проектирование
Рассеивает избыточную мощность Накапливает избыточную мощность
Низкий КПД Более высокая эффективность
Более высокое тепловое напряжение Пониженное тепловое напряжение
Линейные регуляторы
Чтобы объяснить, как работает линейный регулятор и почему он настолько неэффективен, мы начнем с примера приложения (рисунок 1).В этом случае у нас есть вход 24 В, который преобразуется в выход 6 В с нагрузкой 1 А.
Рисунок 1: Упрощенная схема линейного регулятора
Глядя на рисунок 1, вы можете видеть, что все, что у нас есть между входом и выходом, – это транзистор (Q1), который также называется проходным элементом. Это означает, что напряжение на транзисторе (Q1) является разницей между входом и выходом.
Мы можем переписать это, чтобы найти выходное напряжение.
Из этого мы видим, что Vout регулируется путем управления напряжением на этом транзисторе.Управление Q1 осуществляется с помощью операционного усилителя, U1 и отрицательной обратной связи. U1 определяет Vout и сравнивает его с эталоном. Если Vout больше эталонного, то Q1 управляется меньше, и напряжение на нем увеличивается. Это приводит к уменьшению Vout. Если бы Vout был слишком низким, Q1 больше управлялся бы, чтобы снизить падение напряжения на Q1, что привело бы к увеличению Vout.
КПД линейного регулятора
Чтобы понять, почему линейные регуляторы настолько неэффективны, нам нужно взглянуть на путь тока нагрузки.Поскольку операционный усилитель U1 имеет входы с высоким импедансом и управляет только базой транзистора, мы предполагаем, что в него не поступает и не выходит ток. После удаления операционного усилителя все, что осталось, – это прямой путь от входа к выходу, что означает, что входной ток равен выходному току.
Теперь мы можем использовать эту информацию для расчета КПД и мощности, рассеиваемой линейным регулятором. Входная мощность равна Vin, умноженному на Iin.
Выходная мощность равна Vout, умноженной на Iout.
А КПД равен Pout, деленному на Pin.
Это приводит к рассеиваемой мощности, равной входной мощности за вычетом выходной мощности.
При нагрузке всего 6 Вт линейный регулятор рассеивает 18 Вт мощности. Это большая мощность, которую можно рассеять в таком маленьком корпусе без каких-либо радиаторов или воздушного потока. Типичное тепловое сопротивление 20 ° C / Вт линейного регулятора в корпусе TO-220 приведет к повышению температуры на 360 ° C от перехода к окружающей среде, если не будет применено регулирование температуры.
Это явно не сработает, если не будут приняты меры для уменьшения теплового сопротивления, такие как радиатор или воздушный поток. Добавление радиатора и воздушного потока увеличивает размер, стоимость и сложность системы, что сводит на нет многие преимущества использования линейного регулятора (то есть стоимость и сложность). В данном примере в дополнение к воздушному потоку может потребоваться радиатор.
Еще один интересный эффект от того, что входной ток равен выходному току, состоит в том, что расчет эффективности можно упростить до Vout, деленного на Vin.
Из этого видно, что чем больше разница между входом и выходом, тем ниже КПД (рис. 2) и тем больше мощности будет рассеиваться в регуляторе. Создание линейных регуляторов нежелательно в случаях с большими отношениями входного напряжения к выходному напряжению.
Рисунок 2: КПД линейного регулятора в зависимости от входного напряжения для выхода 6 В
Импульсные регуляторы
Импульсные регуляторы работают иначе, чем линейные регуляторы. Основное отличие связано с управлением транзистором.На рисунке 3 показан упрощенный понижающий стабилизатор, который представляет собой импульсный стабилизатор, который вырабатывает выходное напряжение ниже входного, и выполняет ту же функцию, что и линейный стабилизатор в нашем предыдущем примере.
Рисунок 3: Принципиальная схема понижающего импульсного стабилизатора
Схема во многом аналогична линейному стабилизатору. Основное физическое отличие – это диод и LC-фильтр на выходе. Как и линейный регулятор, импульсный стабилизатор использует операционный усилитель и отрицательную обратную связь для управления транзистором.
Первое существенное отличие и причина того, что он называется импульсным стабилизатором, заключается в том, что транзистор приводится в действие таким образом, что он либо полностью включен (в идеале – короткое замыкание), либо полностью выключен (в идеале – разомкнутая цепь). Это сравнивается с линейным регулятором, в котором транзистор управляется линейно между полностью включенным и выключенным состояниями. Этот транзистор включается и выключается с высокой частотой и создает прямоугольную волну в узле, соединяющем Q1, D1 и L1, который мы называем узлом переключения (рисунок 4).
Рисунок 4: Форма сигнала напряжения коммутирующего узла
Выходное напряжение регулируется путем управления средним значением напряжения коммутационного узла. Для работы с фиксированной частотой среднее значение равно времени включения переключателя, деленному на период, умноженный на входное напряжение.
Отношение продолжительности включения к периоду известно как коэффициент заполнения и в понижающем стабилизаторе равно отношению выходного напряжения к входному напряжению. В нашем примере это приводит к коэффициенту заполнения 25% для преобразования входа 24 В в выход 6 В.
Эта прямоугольная волна на коммутационном узле подается в сеть L-C между коммутационным узлом и выходом. Сеть L-C представляет собой фильтр нижних частот и пропускает на выход только среднее значение или значение постоянного тока коммутационного узла. Таким образом, управляя продолжительностью включения и, следовательно, средним напряжением в коммутационном узле, переключающий преобразователь может управлять выходным напряжением. Этот процесс известен как широтно-импульсная модуляция (ШИМ).
КПД регулятора переключения
Чтобы понять, почему эта схема более эффективна, чем линейная, мы можем взглянуть на импульсный стабилизатор как во включенном, так и в выключенном состоянии при тех же условиях, что и в примере, который мы имели для линейного регулятора.
В открытом состоянии транзистор полностью открыт, поэтому он представляет собой короткое замыкание. В этом случае ток будет течь от входа к выходу, но потери в транзисторе равны 0 Вт, потому что напряжение на нем равно нулю при протекании тока. Все остальные элементы на пути тока (катушка индуктивности, конденсатор и диод) в идеале работают без потерь, поэтому во время работы в идеале мощность не будет рассеиваться.
Рисунок 5: Понижающий стабилизатор во включенном состоянии
В выключенном состоянии транзистор полностью выключен и представляет собой разомкнутую цепь.В этом случае напряжение на транзисторе равно входному напряжению, но через него не течет ток, потому что это разомкнутая цепь. Мощность, рассеиваемая транзистором в этом состоянии, также равна 0 Вт. И снова, другие компоненты предполагаются без потерь.
Рис. 6. Понижающий регулятор во время отключения.
Это показывает, что как во включенном, так и в выключенном состоянии импульсный регулятор в идеале не рассеивает мощность. Это означает, что верхний предел КПД равен 100%, тогда как линейный регулятор имеет верхний предел, равный Vout / Vin.
Другой способ взглянуть на это состоит в том, что входная мощность во время включения равна входному напряжению, умноженному на выходной ток, как у линейного регулятора. Однако во время отключения ток не течет из входа, поэтому входная мощность равна 0 Вт. Среднее количество мощности, подаваемой в регулятор за один цикл переключения, равно входной мощности во время включения, умноженной на среднее значение. времени, в течение которого переключатель находится во включенном состоянии, что является продолжительностью включения. И поскольку в случае с понижающим коэффициентом заполнения коэффициент заполнения равен отношению выходного напряжения к входному напряжению, следующее уравнение показывает, что входная мощность в конечном итоге равна выходной мощности, что означает, что эффективность составляет 100%.
В действительности, катушка индуктивности, конденсатор и диод в понижающем стабилизаторе не идеальны и все они будут нести потери, снижающие эффективность. Транзистор также не будет идеальным и будет иметь потери из-за сопротивления в открытом состоянии наряду с потерями из-за переключения. Следовательно, эффективность импульсного регулятора зависит от выбранных компонентов и условий эксплуатации. С другой стороны, эффективность линейного регулятора не зависит от выбранных компонентов и зависит только от условий входного и выходного напряжения.
Практические последствия низкой эффективности
Как упоминалось ранее, одной из основных причин того, что линейные регуляторы остаются столь популярными, несмотря на их низкую эффективность, является их стоимость, простота и привычность. Однако, как обсуждалось выше, низкая эффективность и связанные с этим тепловые проблемы могут потребовать использования радиатора и воздушного потока, что противоречит этим преимуществам. Импульсные регуляторы являются эффективной альтернативой, и, хотя они могут быть более дорогими и сложными с самого начала, они могут снизить стоимость и сложность системы за счет уменьшения потребности в дорогих и громоздких устройствах управления температурой.Чтобы понять, сколько терморегулятора требуется для примеров условий, на рисунке 6 показано параллельное сравнение линейного регулятора с радиатором, который с принудительным воздушным охлаждением допускает тот же диапазон рабочих температур, что и с выключенным CUI. полочный регулятор переключения.
Рисунок 7: Сравнение размеров при включении радиатора в линейный регулятор
Чтобы упростить внедрение импульсных регуляторов в приложениях, где традиционно используются линейные регуляторы, CUI предлагает несколько серий импульсных регуляторов, совместимых по выводам и посадочным местам с классическим линейным регулятором серии 7800 в пакет ТО-220.Эти регуляторы обеспечивают КПД до 94% и могут работать при напряжении до 36 В с выходным напряжением до 3,3 В без какого-либо регулирования температуры при температуре окружающей среды выше 65 ° C (149 ° F).
Рисунок 8: КПД импульсного регулятора P78E15-1000 в зависимости от выходного тока
Видео-демонстрация
Посмотрите наш видеоролик CUI in the Lab для сравнения импульсных и линейных регуляторов.

Заключение
Линейные стабилизаторы
– это испытанное и надежное решение для неизолированного преобразования напряжения.Однако их изначально низкая эффективность может стать серьезной проблемой, если они проводят большие токи или работают с большими отношениями входа к выходу. Импульсные регуляторы предлагают высокоэффективную альтернативу. Хотя импульсные регуляторы более сложны внутри и могут напугать тех, кто с ними не знаком, CUI Inc предлагает широкий спектр импульсных регуляторов с различными номинальными токами и пакетами, которые так же просты в использовании, как классический линейный регулятор.
Категории: Основы , Выбор продукта
Вам также может понравиться
У вас есть комментарии к этому сообщению или темам, которые вы хотели бы, чтобы мы освещали в будущем?
Отправьте нам письмо по адресу powerblog @ cui.ком
Использование LDO и импульсного регулятора в вашей печатной плате | Блог
Захария Петерсон
| & nbsp Создано: 4 мая 2021 г.
Как бы нам ни хотелось, питание, которое мы поставляем электронике, не всегда стабильно.Источники реального питания содержат шум, они могут демонстрировать нестабильность мощности или неожиданно отключаться. К счастью, у нас есть регуляторы мощности, которые помогают предотвратить некоторые из этих проблем.
Для устройств с низким энергопотреблением мы обычно видим два типа регуляторов мощности: стабилизатор с малым падением напряжения (LDO) или импульсный стабилизатор. Вы можете смешивать и сопоставлять их в разных точках вашей шины питания, но все же остается вопрос выбора, использовать ли в ваших проектах LDO или импульсный стабилизатор.
Если вы когда-нибудь задумывались, как принимаются эти решения и когда использовать каждый тип регулятора, просто знайте, что это решение – это нечто большее, чем просто рассмотрение входного / выходного напряжения / тока.Продолжайте читать, чтобы узнать больше о выборе LDO и импульсного стабилизатора для ваших проектов с низким энергопотреблением. Поскольку в этом блоге нас интересует разводка печатной платы, я кратко расскажу, что должно произойти в компоновке для поддержки LDO или импульсного регулятора.
Сравнение LDO
и импульсного регулятора
Прежде чем приступить к расположению компонентов и компоновке с этими типами регуляторов мощности, лучше всего получить напоминание о том, как работает каждая из этих схем. LDO – это линейный понижающий преобразователь постоянного напряжения, поэтому он лучше всего по сравнению с понижающим преобразователем.Существуют также резистивные линейные регуляторы или последовательные и шунтирующие регуляторы, использующие транзисторы, но я пока оставлю их в покое, поскольку они не часто используются на шине питания на печатной плате.
Регулятор с малым падением напряжения (LDO)
LDO – это линейный стабилизатор на базе операционного усилителя. Схема работает путем сравнения выходного сигнала регулятора и опорного напряжения (кремниевого опорного напряжения с выходным напряжением ~ 1,25 В) в контуре обратной связи. Базовая топология показана ниже. Обратите внимание, что на этой схеме используется транзистор NPN, но обычно в реальных схемах вы найдете полевой МОП-транзистор.
Принципиальная схема LDO
Высота в LDO
LDO имеет некоторый «запас», также известный как падение напряжения, которое представляет собой небольшое напряжение выше номинального выходного значения, которое определяет, будет ли компонент включаться. Пока V (вход) – V (выход)> запас, компонент будет выдавать номинальное выходное напряжение. Делитель напряжения используется для понижения входного напряжения, чтобы операционный усилитель мог сравнить его с опорным напряжением (V-Ref). Если вы не собираете LDO из дискретных компонентов, вам не нужно беспокоиться о настройке схемы операционного усилителя и выборе R1 / R2; они интегрированы в компонент.
Наконец, C1 и C2 – конденсаторы фильтра, которые очищают напряжения на входе и выходе соответственно. Эти значения не повлияют на запас по мощности, но помогут снизить шум на входе и выходе. Операционный усилитель устанавливает выходной сигнал регулятора на желаемый уровень до тех пор, пока входное напряжение превышает запас для регулятора.
Понижающий преобразователь
Как упоминалось выше, LDO лучше всего по сравнению с понижающим преобразователем, поскольку они оба являются понижающими компонентами.Цель любого импульсного преобразователя проста: создать стабильное, но регулируемое выходное напряжение путем модуляции тока и напряжения, подаваемого на нагрузку, с помощью переключающего элемента. Обычно это силовой полевой МОП-транзистор, управляемый ШИМ-сигналом, хотя в гораздо более крупном регуляторе, таком как резонансный LLC-преобразователь, можно использовать несколько полевых МОП-транзисторов параллельно для обеспечения высокого выходного тока. В любом случае все понижающие стабилизаторы будут подавлять низкочастотные колебания входного напряжения, но на выходе будет присутствовать некоторый высокочастотный шум из-за переключающего действия полевого МОП-транзистора, что можно четко увидеть при моделировании.
Сравнение
Итак, когда следует использовать каждый из этих регуляторов? Оба они понижают напряжение постоянного тока до полезного уровня, устраняя шум, так разве они не должны быть взаимозаменяемыми? На самом деле они иногда взаимозаменяемы, но это зависит от необходимого вам уровня мощности и характеристик источника питания. В таблице ниже приведены некоторые из различных аспектов каждого типа этих цепей и их преимущества.
LDO
Понижающий преобразователь
Сложность
Доступны как отдельные интегрированные компоненты
Обычно доступен со встроенным переключателем, но требует внешнего индуктора
Устойчивость и управляемость
В устройство интегрирована обратная связь, обеспечивает только контроль напряжения
Обычно они включают в себя контакт обратной связи для измерения и регулировки выходного напряжения и / или тока
Шумовые характеристики
Высокая невосприимчивость к шумам низкого уровня, пока входное напряжение всегда выше запаса по мощности
Выходной шум состоит из пульсаций и шума переключения.
ПСРР
Высокий, обычно около -60 дБ
Зависит от размера индуктора, может быть менее 1% при достаточной фильтрации
Эффективность
Ниже, когда входной сигнал выше, чем напряжение отключения
Всегда высокий (~ 95%) при работе в непрерывном режиме
Тип входа
Лучше всего использовать, когда ожидается, что входное напряжение со временем снизится
Лучше всего использовать, когда ожидается, что входное напряжение будет случайным образом изменяться во времени, но для этого требуется контур обратной связи с регулировкой ШИМ
В этой таблице много чего происходит, но я сделаю все возможное, чтобы здесь резюмировать несколько моментов.
LDO – это малошумящая альтернатива импульсным стабилизаторам. Они проще в компоновке и, как правило, дешевле.
LDO
иногда используются после импульсного стабилизатора для дальнейшего понижения напряжения до низкого уровня. Фактически, некоторые компоненты импульсного регулятора включают LDO на выходе; см. пример ADP5037.
Импульсные регуляторы
могут обеспечить очень точное управление напряжением, которое требует только регулировки частоты возбуждения ШИМ. В LDO управление пассивное.
Схема печатной платы LDO и импульсных регуляторов
Это довольно глубокая тема, поскольку часть компоновки печатной платы может сосредоточиться на цепи регулятора, шине питания и нагрузках ниже по потоку. Я предпочитаю следовать двум рекомендациям:
Обратите внимание на ширину дорожки, необходимую для поддержки желаемого тока, не допускайте падения ИК-излучения и температуры в безопасных пределах. Не бойтесь использовать заливку многоугольником, когда вы работаете при сильном токе.
Сохраняйте небольшую индуктивность контура.Это означает, что компоненты должны располагаться близко друг к другу и прослеживаться обратные пути в печатной плате, чтобы убедиться, что вы не создаете проблемы с электромагнитными помехами.
Изображение ниже должно проиллюстрировать, что я имею в виду. Эта схема предназначена для импульсного стабилизатора, работающего на частоте 3 МГц. Вы заметите, что критическая часть, а именно петля, созданная L2 и крышками фильтра, имеет плотный круговой обратный путь обратно к ближайшей заливке грунта. Это помогает обеспечить низкий уровень излучения и приема электромагнитных помех. Те же принципы применимы к LDO, хотя в этом случае мы больше беспокоимся о приеме EMI, поскольку переключения нет.
Пример компоновки печатной платы импульсного регулятора. Эти принципы также применимы к LDO.
Примеры компоновки можно часто встретить в примечаниях по применению для LDO или переключающих преобразователей. Будьте осторожны с этим; они могут подходить для передачи тока, но в их компоновке может скрываться проблема с электромагнитными помехами. Эти проблемы EMI в примечаниях к применению часто возникают из-за плохо определенных обратных путей или невозможности создать компактную схему с низкой индуктивностью контура. Марк Харрис показывает отличный пример компактной компоновки печатной платы для импульсного стабилизатора в недавней статье, взгляните, чтобы увидеть несколько хороших рекомендаций от опытного инженера-компоновщика.
Если вы сделали выбор между LDO и импульсным стабилизатором в компоновке печатной платы, используйте лучший набор инструментов CAD и функций управления компонентами в Altium Designer® для размещения и маршрутизации ваших проектов. Когда вы закончите разработку и захотите передать файлы производителю, платформа Altium 365 ™ облегчит совместную работу и обмен вашими проектами. Мы лишь коснулись поверхности того, что можно делать с Altium Designer на Altium 365. Вы можете проверить страницу продукта, чтобы получить более подробное описание функций или один из вебинаров по запросу.
Что нужно знать об автоматическом регуляторе напряжения
Автоматический регулятор напряжения предназначен для автоматического поддержания постоянного уровня напряжения. Это очень удобно для поддержания стабильного уровня напряжения и в основном может использоваться для питания одного или нескольких переменного тока в зависимости от конфигурации. Электронные регуляторы напряжения в первую очередь могут использоваться для различных целей. Процесс АРН предназначен для стабилизации напряжения питания путем регулирования или ограничения (повышенного / пониженного) напряжения.Таким образом, AVR обеспечивает стабильную электрическую мощность для вашего устройства, что продлевает срок службы вашего устройства.
Почему вам нужно покупать AVR для вашей бытовой техники?
Независимо от того, где мы живем, все мы сталкиваемся с колебаниями напряжения. Итак, если вы хотите, чтобы ваши устройства были в безопасности, мы настоятельно рекомендуем вам купить AVR для защиты вашего устройства. При этом, если одно из условий ниже относится к вам, вы должны купить AVR, потому что это ключевые факторы, влияющие на значительную нестабильность напряжения!
● Ваш район находится рядом с промышленным регионом (- например, заводы)
● Ваш район находится рядом с бизнес-центром (например, торговыми центрами)
● Ваш район находится в поле скваттеров, где есть много прыгунов.
● Двигатель или водяной насос работает в той же сети, что и ваш дом или предприятие.
● Частое отключение цепи в прилегающих районах
В соответствии с принципом работы существует четыре типа регуляторов напряжения –
1. Регулятор напряжения контактного типа
Регулятор напряжения контактного типа был реализован ранее, частота контакта регулятор работает медленно, есть механическая инерция и электромагнитная инерция, точность регулирования напряжения ограничена, контакт легко генерирует искры, устранены высокие радиопомехи, проблемы с надежностью, короткий срок службы.
2. Транзисторный регулятор
Введение транзисторного регулятора сопровождает развитие полупроводниковой технологии. Преимуществами триода являются высокая частота переключения, отсутствие искр, высокая скорость переключения, легкий вес, небольшие размеры, длительный срок службы, высокая надежность, минимальные радиопомехи и т. Д. Он также широко используется в моделях автомобилей среднего и низкого класса.
3. Регулятор IC или стабилизатор интегральной схемы
В дополнение к преимуществам транзисторного регулятора, стабилизатор интегральной схемы имеет сверхкомпактный размер и устанавливается внутри генератора (также идентифицируемый как интегрированный регулятор), что уменьшает внешняя проводка и увеличивает охлаждающий эффект.Он также обычно используется в автомобилях Santana, Audi и других типах автомобилей.
4. Регулятор с компьютерным управлением
После того, как датчик электрической нагрузки определяет полную нагрузку системы, сигнал передается на компьютер генератора. Затем регулятор напряжения генератора управляется компьютером двигателя. Цепь магнитного поля включается и выключается быстро, обеспечивая при этом полную зарядку электрической системы.
Пять основных характеристик автоматического регулятора напряжения
Автоматический регулятор напряжения обеспечивает постоянный уровень напряжения для нагрузок электрического оборудования, обеспечивая непрерывную и стабильную подачу напряжения.Имея широкий выбор инструментов регулирования напряжения, может быть сложно выбрать подходящий для нагрузок вашего оборудования. Очень важно найти то, что вы ищете в автоматическом регуляторе напряжения; в противном случае оборудование сломается, что будет стоить вам времени и ресурсов. Здесь мы перечисляем пять основных характеристик высококачественного автоматического регулятора напряжения, которые помогут вам выбрать правильный вариант для вашего приложения.
1.Управление напряжением
Оптимальное регулирование напряжения завершается, когда выходное напряжение равно всем нагрузкам электрических устройств.На регулирование напряжения могут влиять несколько переменных, например размер и тип провода и кабеля, реактивное сопротивление и кабель трансформатора, пускатель двигателя, конфигурация цепи и коэффициент мощности. Несмотря на различные возможные препятствия, регулирование напряжения должно выбираться с точностью ± 1%. Это требование предотвращает проблемы трехфазного дисбаланса и сводит к минимуму отклонения напряжения.
2. Диапазон входного напряжения
Первым шагом в выборе правильного автоматического регулятора напряжения является определение диапазона входного напряжения.Диапазон входного напряжения должен быть всеобъемлющим и смещенным, чтобы линейные напряжения падали больше, чем повышались. Эта функция позволяет выполнять низкую коррекцию вместо высокой. Это также позволяет настраивать автоматический регулятор напряжения с понижением или повышением, обеспечивая максимальную коррекцию напряжения в экстремальных ситуациях.
3. Низкое сопротивление
Импеданс – это сопротивление устройства протеканию электрического тока, измеряемое в омах. Автоматический регулятор напряжения предназначен для поддержания низкого импеданса.Низкое напряжение, гармонические искажения и напряжение могут вызвать интерференцию между током нагрузки и полным сопротивлением источника. Желательно, чтобы автоматический регулятор напряжения имел низкий импеданс.
4. Совместимость нагрузки
Для обеспечения его производительности и предотвращения помех работе других нагрузок, подключенных к тому же источнику питания, решения по регулированию напряжения должны соответствовать определенной нагрузке. Автоматические регуляторы напряжения с высоким КПД с высокими пусковыми токами, как по мощности, так и с высоким коэффициентом амплитуды, должны выдерживать нагрузки.
5.Надежность напряжения
Основная роль автоматического регулятора напряжения заключается в обеспечении более надежных уровней напряжения. Каков оптимальный уровень точности для вашего приложения? Надежность напряжения зависит от требований к критической нагрузке. Обычно автоматические регуляторы напряжения работают в цепях, где регулировка напряжения не может быть достигнута путем регулировки размера проводника.
Теперь, когда вы знаете основные детали, касающиеся АРН или автоматического регулятора напряжения, пришло время спросить себя: «Требуется ли АРН для моего устройства? «Если да, посетите наш официальный веб-сайт, чтобы узнать, какой AVR лучше всего соответствует вашим требованиям.

Бытовые электроприборы		Электроинструмент
*потребитель*	*мощность*	*потребитель*	*мощность*
бойлер	1200-1500	дисковая пила	750-1600
гриль	1200-2000	дрель	400-800
духовка	1000-2000	перфоратор	600-1400
компьютер	400-750	шлифовальная машина	650-2200
кофеварка	800-1500	электролобзик	250-700
обогреватель	1000-2400	Электрорубанок	400-1000
проточный водонагреватель	5000-6000	электроточило	300-1100
пылесос	400-2000	Электроприборы
радио	50-250	вентиляторы	750-1700
СВЧ-печь	1500-2000	водяной насос	500-900
телевизор	100-400	компрессор	750-2800
тостер	600-1500	кондиционер	1000-3000
утюг	500-2000	насос высокого давления	2000-2900
фен для волос	450-2000	сенокосилка	1800-2100
холодильник	150-600	стиральная машина	1800-3000
электролампы	20-250	циркулярная пила	1800-2100
электроплита	1100-6000	электромоторы	550-3000
электрочайник	1000-2000

Напряжение	130	150	170	210	220	230	250	270
Коэффициент	1,69	1,47	1,29	1,05	1,00	1,05	1,29	1,47

	Текущий режим	Режим напряжения
Компенсация	Простая компенсационная сеть	Комплексная компенсационная сеть
Работа DCM и CCM	Переходы из режима критической проводимости (CCM) в режим прерывистой проводимости (DCM) не являются проблемой.	Сложнее сконструировать компенсатор, обеспечивающий хорошие характеристики в обоих режимах проводимости.
Отклонение строки	Очень хорошее линейное регулирование	Требуется прямая подача напряжения
Измерение тока	Необходимо	Не требуется
Субгармонические колебания	Управление в токовом режиме может быть нестабильным, когда рабочий цикл преобразователя приближается к 50%. В современных преобразователях используется внутренняя компенсация наклона, которая устраняет как эти эффекты, так и необходимость в экспертизе проектирования источников питания для учета этих эффектов.	Не применимо
Переходная характеристика	Так как управление CM определяет изменение цикла нагрузки; усилителю ошибки не нужно быстро реагировать, чтобы контур мог внести исправления.	При управлении VM изменение тока нагрузки должно приводить к изменению выходного напряжения до того, как усилитель ошибки сможет отреагировать и внести коррекцию. Управление VM медленнее реагирует на очень высокоскоростные переходные процессы нагрузки, чем управление CM.

Преимущества	Недостатки
Имеет более низкие электромагнитные помехи и шум, чем импульсные регуляторы	Вариант с очень низким энергопотреблением, если разница между входным и выходным напряжением велика
Быстро реагирует на изменения нагрузки или сетевого напряжения	Часто потребуется добавить радиатор для рассеивания всей потраченной впустую энергии
Обеспечивает стабильное и стабильное низкое выходное напряжение, идеально подходит для приложений с низким энергопотреблением	У вас нет возможности получить выходное напряжение выше входного

Преимущества	Недостатки
Достигает гораздо более высокой эффективности преобразования мощности, чем линейные регуляторы, 85% +	Производит больше электромагнитных помех и шума, чем линейные регуляторы
Не требует добавления радиатора на вашу плату, экономя место	Требует большей сложности и дополнительных компонентов на вашем макете
Может легко работать с силовыми приложениями, где есть широкий диапазон входных и выходных напряжений	Дополнительные компоненты увеличивают общую стоимость проекта, что не идеально для низкозатратных или бюджетных проектов.

Простой дизайн	Комплексное проектирование
Рассеивает избыточную мощность	Накапливает избыточную мощность
Низкий КПД	Более высокая эффективность
Более высокое тепловое напряжение	Пониженное тепловое напряжение

	LDO	Понижающий преобразователь
Сложность	Доступны как отдельные интегрированные компоненты	Обычно доступен со встроенным переключателем, но требует внешнего индуктора
Устойчивость и управляемость	В устройство интегрирована обратная связь, обеспечивает только контроль напряжения	Обычно они включают в себя контакт обратной связи для измерения и регулировки выходного напряжения и / или тока
Шумовые характеристики	Высокая невосприимчивость к шумам низкого уровня, пока входное напряжение всегда выше запаса по мощности	Выходной шум состоит из пульсаций и шума переключения.
ПСРР	Высокий, обычно около -60 дБ	Зависит от размера индуктора, может быть менее 1% при достаточной фильтрации
Эффективность	Ниже, когда входной сигнал выше, чем напряжение отключения	Всегда высокий (~ 95%) при работе в непрерывном режиме
Тип входа	Лучше всего использовать, когда ожидается, что входное напряжение со временем снизится	Лучше всего использовать, когда ожидается, что входное напряжение будет случайным образом изменяться во времени, но для этого требуется контур обратной связи с регулировкой ШИМ

Стабилизатор напряжения как выбрать: Статьи о стабилизаторах напряжения, ИБП и другой продукции ГК «Штиль»

Как правильно подобрать стабилизатор напряжения

Как выбрать стабилизатор напряжения – основные критерии выбора

1.Количество фаз

2. Мощность

3. Тип стабилизации

4. Характеристики

Точность стабилизации

Рабочий диапазон стабилизации

Прочие особенности и функции стабилизаторов

Как выбрать стабилизатор для частного дома

Разновидности стабилизаторов

Стабилизаторы напряжения: как выбрать, на что обратить внимание

Где пригодится использование стабилизаторов напряжения:

Что делают стабилизаторы (простым языком)

Виды стабилизаторов напряжения:

Как выбрать мощность стабилизатора напряжения?

Выводы:

Какой стабилизатор напряжения выбрать. Лучшие стабилизаторы напряжения для дома

Как выбрать мощность стабилизатора напряжения?

как и какой выбрать стабилизатор для частного дома?

Количество фаз

Пределы входного напряжения

Тип стабилизатора напряжения

Релейные

Электромеханические

Мощность стабилизатора

Дополнительные особенности

Тип установки

Контроль

Защитные системы

Байпас

Как выбрать стабилизатор напряжения – как самостоятельно правильно выбрать стабилизатор напряжения для частного дома

Какой стабилизатор напряжения выбрать?

Виды стабилизаторов

Какую мощность способны выдержать стабилизаторы?

Трёхфазные и однофазные стабилизаторы

Практические советы в выборе

Важные моменты, которые следует учитывать при выборе регулятора напряжения

Международный союз компонентов

Выберите подходящий регулятор для работы: P

Обзор

Введение

Дьявол в деталях

Выбор схемы управления

Контроль режима тока и напряжения

Преимущества CM Control

Что такое компенсация уклона?

Синхронное и асинхронное исправление

Внутренние и внешние полевые транзисторы

Заключение

Какой тип регулятора лучше всего использовать? – MVOrganizing

Какой тип регулятора лучше всего использовать?

Какие бывают типы АРН?

Как выбрать регулятор напряжения?

Все регуляторы напряжения одинаковы?

Стоит ли покупать регулятор напряжения?

Каковы наиболее распространенные идентификаторы регулирующего органа?

Какой текущий регулятор?

Как мне узнать, какой размер регулятора напряжения мне нужен?

Как стабилитрон работает как регулятор напряжения?

Что произойдет, если стабилитрон включен последовательно?

Что такое регулятор напряжения? | EAGLE

Регуляторы, установка:

Краткий обзор регуляторов напряжения

Линейные регуляторы напряжения

Шунтирующий регулятор напряжения

Импульсные регуляторы напряжения

Boosting (Повышающий)

Bucking (понижающий)

Повышающий / понижающий (инвертор)

Оставаясь простым – стабилитрон

Какой регулятор вам нужен?

Регуляторы, монтаж вверх

Сравнение импульсных регуляторов постоянного тока и линейных регуляторов

Линейные регуляторы

КПД линейного регулятора

Импульсные регуляторы

КПД регулятора переключения

Практические последствия низкой эффективности