Stabilizátory napětí jsou docela zajímavá zařízení. Kdysi dávno, v sovětské éře masové výstavby budov „Chruščov“ a „Brežněvka“, bylo takové zařízení téměř povinným sousedem televizoru: věřilo se, že zapojení „čtvercového přítele“ přímo do zásuvky byl plný nebezpečí. Pak se začaly televizory připojovat k síti „jen tak“ – a nic... Stabilizátory se proměnily v relikvie – ale ne na dlouho. S příchodem domácích počítačů se stabilizátory vrátily a opět zaujaly jejich čestné místo - tentokrát v podobě bloků s několika zásuvkami. Proč jsou potřebné stabilizátory napětí a proč jsou zpět? Zkusme na tuto otázku odpovědět...
Proč byly potřeba včera...
Začněme tím, proč byly stabilizátory napětí kdysi potřeba... Zde je odpověď víceméně jednoduchá – ti, kteří se v 60.-70. letech minulého století stěhovali do nových bytů, si možná sami ještě pamatují, že v prvních měsících (nebo i letech) ) kolísání napětí v domácí síti se značně odchylovalo od předepsaných 220 voltů. Pouhým okem bylo patrné, že žárovky čas od času začaly svítit na poloviční výkon a někdy vyhořely; Obraz na obrazovce dosud černobílých televizních přijímačů zároveň také vybledl a stal se sotva viditelným.
Příčinou těchto potíží bylo zpravidla připojení masy nových spotřebitelů k síti, ve které bylo výstupní napětí z transformoven děleno mnohem větším číslem - a proto kleslo z 220 na 210 nebo dokonce 200 voltů. A naopak – když se spotřebitelé hromadně odpojovali od sítě (například při odchodu do práce vypnuli vše, co se dalo), pak mohlo napětí v síti na dlouhou dobu vyskočit na 240, nebo dokonce 250 voltů.
V takových podmínkách byly stabilizátory napětí skutečně nutné. Úplně první z nich navíc nebyly ani automatické – šlo o obyčejný transformátor, po jehož vnějším vinutí bylo nutné ručně pohybovat terminálem.
Postupem času ustoupily ferorezonančním stabilizátorům, a když se do barevných televizorů začaly instalovat spínané zdroje, potřeba takových stabilizátorů napětí úplně zmizela – silné výkyvy napětí v městské elektrické síti se naštěstí staly minulostí. Nyní tyto výkyvy obvykle nepřesahují 5 %, netrvají déle než minutu a jsou pozorovány především ve venkovských oblastech.
Proč jsou dnes potřeba?
Koncem 90. let se však stabilizátory napětí vrátily. Jejich návrat souvisel s masivním rozšířením domácích počítačů, pro které mohly být fatální i krátkodobé výkyvy napětí. Znovu se objevila poptávka po stabilizátorech napětí - a vícezásuvkové bloky se opět objevily v mnoha obchodech s počítačovým příslušenstvím...
...které ve skutečnosti velmi často nebyly vůbec stabilizátory napětí, protože se od sady běžných patic lišily pouze přítomností paralelně vloženého kondenzátoru (někdy v kombinaci s tlumivkou). Což by skutečně mohlo „odříznout“ jednotlivé výkyvy napětí na celkové frekvenci 50 Hz – ale to je vše. Nicméně pro většinu osobní počítače, také vybavený pulzní bloky napájení (UPS), to stačilo.
Je to paradoxní, ale pravdivé – právě na první pohled „nejchoulostivější“ zařízení – počítače a televize – nejlépe snášejí kolísání napětí v síti a nejméně ze všech potřebují skutečné stabilizátory napětí.
Přesto existují elektrospotřebiče, které stabilizátor napětí v našich domácnostech potřebují – a to ve značném množství. Jsou to v prvé řadě nové lednice nejnovějších modelů - často mají mikroprocesorové řízení, které by mělo zajistit efektivní chod kompresoru. A mikroprocesory rázy napětí příliš nesnášejí. Stejný obrázek je pozorován s pračky– zejména ty, které jsou navrženy pro provoz na 380 voltů. Mikrovlnné trouby a myčky také špatně snášejí přepětí. No, nezapomeňte na elektrické spotřebiče v chatách a venkovské domy- včetně osob odpovědných za provoz topných kotlů.
Jak fungují stabilizátory?
Obecně platí, že princip fungování stabilizátorů napětí zůstává stejný, jako byl: stále se jedná o transformátor, jehož jedno vinutí je napájeno elektřinou ze zásuvky (která může mít napětí 198 a 240 voltů) a druhé je „odstraněno“ přesně 220 voltů. Požadované napětí toho se dosáhne změnou počtu závitů na „domácím“ vinutí, ze kterého je přiváděno napětí.
Proto v podstatě hlavní rozdíl mezi stabilizátory napětí spočívá v tom, jak přesně se změní pracovní počet závitů na „domácím“ vinutí - hladce nebo náhle.
Regulaci napětí „přerušovaně“ zajišťují reléové stabilizátory.
V takových stabilizátorech se dělají závěry o „domácím“ vinutí k relé navrženým pro 220 voltů. Pokud je „domácí“ napětí vyšší než 220, vypne se několik relé, čímž se sníží počet pracovních závitů na domácím vinutí - a „domácí“ napětí klesne. Rychlost činnosti relé je od 10 do 20 milisekund a zvýšení a snížení napětí s každou operací může být různé modely stabilizátory od 1 do 5 voltů.
Hlavní výhodou reléových stabilizátorů je spolehlivost a jednoduchost konstrukce a hlavní nevýhodou je určitá vlastní spotřeba. Koneckonců „domácí“ proud prochází vinutími všech relé a je spotřebován současně - a čím více relé v obvodu, tím větší je spotřeba.
Plynulou regulaci napětí mohou zajistit tyristorové stabilizátory, jejichž obvod bude vypadat asi takto.
Z diagramu je dobře vidět, že tyristorový stabilizátor je ve skutečnosti také převodníkem střídavého proudu na stejnosměrný a naopak. Hladkost jeho provozu je zakoupena díky použití hodně více mnohem dražší díly.
Jaký stabilizátor napětí v konkrétních podmínkách preferovat je tedy na vašem rozhodnutí.
Ať už se jedná o jakýkoli typ stabilizátoru napětí, jeho posláním je chránit elektrické spotřebiče před špatnou kvalitou střídavé napětí. Maximální odchylky od normy 220 V podle GOST by měly být plus nebo mínus 10%. Tyto standardy jsou zjevně příliš vysoké, ale i tuzemské energetické společnosti je zvládají ignorovat. V tomto ohledu standardní stabilizátory domácí výroby udržují vstupní napětí v rozmezí 150–260 V.
Stabilizátor napětí se stává naléhavou nutností, když nízké napětí neustále zastavuje provoz nebo brání spuštění chladničky, způsobuje vlnění televizního obrazu atd. Celkově vzato všechny elektronické domácí spotřebiče vyžadují stabilitu napětí a tato potřeba se zvyšuje, čím více je zařízení nabitý elektronikou. A to je přítomno například v tzv. úsporné lampy, o kterých ne každý ví.
V podmínkách naší elektrické sítě je nežádoucí používat zařízení určená pro spotřebitele ze zemí Evropské unie. Stejně jako v zemích SNS je v Rusku 10% rozdíl s „klasickým“ napětím 220 V považován za přijatelný. Na základě těchto ukazatelů se vyrábějí domácí elektrospotřebiče. Tedy i když je napětí 198-242V, všechny tyto jednotky by měly fungovat bez poruchy. Normy evropských zemí jsou přísnější a jsou zde menší rozdíly. V důsledku toho vlastnosti elektrických zařízení uvolněných pro Evropu neodpovídají parametrům našich elektrických sítí.
Pokud nejsou viditelné žádné „příznaky“ abnormálního napětí, ale existují pochybnosti, stačí k měření výkonu sítě jednoduchý tester za pár dolarů. To je snadné udělat i pro ty, kteří se s tímto zařízením nikdy nezabývali. Nejlepší je provádět měření v několika dnech (nejlépe ve všední dny i o víkendech), odlišná by měla být i denní doba. V souladu s hodnotami testeru se rozhodne o vhodnosti instalace stabilizátoru.
Napětí, které nepřesahuje rozsah 205-235V znamená, že stabilizátory lze dodat pouze pro ty nejdražší a nejdražší důležitá zařízení. Pokud je napětí větší nebo menší než rozsah 205-235 V, pokud se prudce mění, pokud vidíte, že kontrolka bliká, ale zároveň zůstává v rozsahu 195-245 V, pak „indikace “ pro instalaci stabilizátoru jsou následující: pro světelné zdroje je jeho přítomnost povinná, pro všechna ostatní zařízení - velmi, velmi žádoucí. A konečně, přítomnost stabilizátoru je naléhavou nutností, pokud hodnoty napětí byly nižší než 195 nebo více než 245 V, pokud v průběhu jednoho dne napětí vyskočí z minima na maximum.
Bude užitečné vědět, že napětí 198 V nebo 242 V, které je podle domácích norem považováno za normu, ve skutečnosti vede k tomu, že domácí spotřebiče „žijí“ výrazně méně, než je čas, který jim byl přidělen. Navíc „stáří“ nastává, čím dříve, čím více elektroniky se v zařízení používá. Opotřebení se výrazně zvyšuje, když napětí překročí tento rozsah. Právě nízké napětí má na svědomí docela běžné poruchy ledničky. Pokud napětí zůstane stabilně na 160-190 V, může toto zařízení odmítnout pracovat pouhý rok po začátku používání - a takové situace nejsou nic neobvyklého. Stabilizátor pomůže výrazně zvýšit životnost domácích spotřebičů.
Mnoho lidí zažilo náhlé přepětí, v důsledku čehož všechny domácí spotřebiče v domě selžou. Dá se jim nějak předejít a ochránit drahá zařízení před poškozením? V tomto článku se podíváme na, jaké jsou a jak fungují.
Moderní elektrické sítě bohužel neposkytují konstantní napětí na zásuvce. V závislosti na místě bydliště, počtu účastníků a výkonu zařízení na jedné lince se napětí může značně lišit od 180 do 240 voltů.
Moderní stabilizátor vypadá takto
Ale většina dnešní elektroniky se k takovým experimentům staví extrémně negativně, protože limit pro to skáče na +-10 voltů. Například televizor nebo počítač se mohou jednoduše vypnout, pokud napětí klesne na 210, což se stává poměrně často, zejména večer.
Není důvod počítat s modernizací energetických sítí v příštích letech. Občané se proto musí samostatně postarat o „vyrovnání“ napětí a ochranu energetických sítí. Vše, co musíte udělat, je zakoupit stabilizátor.
co to je
Stabilizátor je zařízení, které vyrovnává napětí v síti a dodává zařízení potřebných 220 voltů. Většina moderních levných stabilizátorů pracuje v rozsahu +-10% požadované hodnoty, to znamená „vyrovnání“ přepětí v rozsahu od 200 do 240 voltů. Pokud zaznamenáte vážnější pokles, musíte vybrat dražší zařízení - některé modely jsou schopny „vytáhnout“ vedení ze 180 voltů.
Moderní stabilizátory napětí Tento malá zařízení, které fungují zcela tiše a nebzučí, jako jejich „předci“ ze SSSR. Mohou fungovat v sítích 220 a 380 voltů (nutno vybrat při nákupu).
Kromě poklesu napětí „čistí“ vedení kvalitní stabilizátory od nežádoucích impulsů, rušení a přetížení. Doporučujeme taková zařízení v domácnosti rozhodně používat, instalovat je u vchodu do bytu nebo minimálně na každý důležitý domácí spotřebič (kotel, pracovní počítač apod.). Ale stále je lepší neriskovat drahé vybavení, ale koupit si normální nivelační zařízení.
Teď, když to víšzamyslete se nad tím, kolik peněz vám to může ušetřit. Pracuje současně v bytě velký počet technika - pračka, počítač, TV, myčka, nabíjení telefonu atd. Pokud dojde k přepětí, pak to vše může selhat a škody budou způsobeny v desítkách nebo dokonce stovkách tisíc rublů. Je téměř nemožné u soudu prokázat, že příčinou selhání zařízení byl přepětí, takže budete muset zaplatit opravy a koupit nový z vlastních peněz.
Princip činnosti stabilizátoru Typy stabilizátorů
Na tento moment Existují tři typy stabilizátorů, které se od sebe liší podle principu zarovnání:
- Digitální.
- Relé.
- Pohon servo.
Nejpraktičtější, nejpohodlnější a nejspolehlivější jsou digitální resp elektronická zařízení. Fungují díky přítomnosti tyristorových spínačů. Hlavní výhodou těchto systémů je minimální doba odezvy, absolutní nehlučnost a malé rozměry. Nevýhodou je cena, obvykle jsou o 30-50% dražší než ostatní zařízení.
Reléové systémy patří do středního cenového segmentu. Fungují tak, že spínají výkonová relé, která zapínají a vypínají odpovídající vinutí na transformátoru. Stabilizátory napětí relé pro domácnost jsou považovány za optimální. Hlavními výhodami zařízení jsou přijatelné ceny a rychlá odezva. Nevýhoda: krátká životnost. Konvenční relé vydrží přibližně 40–50 tisíc sepnutí, po kterém se kontakty opotřebují a začnou se lepit. Pokud máte poměrně stabilní síť, bude vám reléový systém fungovat několik let. Ale pokud se selhání stane několikrát denně, pak může selhat za jeden a půl až dva roky.
Zařízení typu servo jsou levné a fungují na základě změny počtu závitů používaných transformátorem. K jejich sepnutí dochází pohybem servopohonu, který spíná kontakt jako na reostatu. Hlavní výhodou těchto systémů je jejich přijatelná cena. Nevýhodou je nízká spolehlivost a dlouhá doba odezvy.
Jak vybrat ten správný
Teď víš,pro domov. Podívejme se, jak vybrat správná zařízení.
Nejprve musíte určit, kolik zařízení bude pracovat současně. Pokud jste například v kuchyni, zapnete rychlovarnou konvici, mikrovlnnou troubu a myčku. V obývacím pokoji je TV a počítač, v koupelně je pračka. Současně v bytě funguje chladnička a individuální topný kotel bez vypnutí - tato zařízení také spotřebovávají 200-300 wattů.
Sílu zařízení zjistíte z pasu. Mějte ale na paměti, že výrobci uvádějí činný výkon, nikoli skutečný výkon.
Způsob montáže stabilizátoru za měřič Pozornost:Pro správný výpočet potřebujete znát celkový výkon instalace, nikoli její provozní režim. Chladnička při provozu spotřebuje 100 wattů za hodinu, ale při startování motor vyžaduje 300-500 wattů jalové energie. Zařízení proto berte vždy s rezervou.
Například spotřeba vašeho bytu je 2000 wattů. Jedná se o velmi realistickou postavu pro klasický „kopeck kousek“. moderní technologie a nejsou vybaveny výkonnými spotřebiči, jako je bojler, elektrická trouba a varná deska. Chcete-li započítat plný výkon, musíte přidat 20 %. Musíte také pochopit, že pokud síť klesne o 20 voltů, transformátor ztratí 20% svého výkonu. Výsledkem je, že celková rezerva dosáhne 30-40% a budete si muset zakoupit stabilizátor s výkonem 2000 * 0,4 + 2000 = 2800-wattové zařízení.
To jsou všechny informace, o kterých potřebujete stabilizátor napětí: co to je? a teď víte, jak to funguje. Zbývá vymyslet, jak to správně zapojit. Doporučuje se instalovat jej bezprostředně za měřič, před elektrický panel, i když jej můžete připojit samostatně k požadovaným vedením. Zařízení musí být uzemněno, aby v případě problémů odvedlo proud a chránilo vaše zařízení. K provedení zapojení je lepší pozvat zkušeného elektrikáře.
V diskuzích elektrická schémataČasto se používají termíny „stabilizátor napětí“ a „stabilizátor proudu“. Ale jaký je mezi nimi rozdíl? Jak tyto stabilizátory fungují? Který obvod vyžaduje drahý stabilizátor napětí a kde stačí jednoduchý regulátor? Odpovědi na tyto otázky najdete v tomto článku.
Podívejme se na příklad stabilizátoru napětí na zařízení LM7805, jehož charakteristiky udávají: 5V 1,5A. To znamená, že stabilizuje napětí a to přesně do 5V. 1,5A je maximální proud, který může stabilizátor vést. Špičkový proud. To znamená, že může dodávat 3 miliampéry, 0,5 ampéru a 1 ampér. Tolik proudu, kolik vyžaduje zátěž. Ale ne víc než jeden a půl. To je hlavní rozdíl mezi stabilizátorem napětí a stabilizátorem proudu.
Typy stabilizátorů napětí
Existují pouze 2 hlavní typy stabilizátorů napětí:
- lineární
- puls
Lineární stabilizátory napětí
Například mikroobvody BANKA nebo , LM1117, LM350.
Mimochodem, KREN není zkratka, jak si mnoho lidí myslí. Jedná se o redukci. Sovětský stabilizační čip podobný LM7805 byl označen KR142EN5A. No a je tu ještě KR1157EN12V, KR1157EN502, KR1157EN24A a hromada dalších. Pro stručnost se celá rodina mikroobvodů začala nazývat „KREN“. KR142EN5A se poté změní na KREN142.
Sovětský stabilizátor KR142EN5A. Analogicky jako LM7805.
Stabilizátor LM7805
Nejběžnější typ. Jejich nevýhodou je, že nemohou pracovat při napětí nižším, než je deklarované výstupní napětí. Pokud se napětí ustálí na 5 voltech, pak je potřeba na vstup dodat minimálně o jeden a půl voltu více. Pokud použijeme méně než 6,5 V, pak výstupní napětí „klesne“ a již nedostaneme 5 V. Další nevýhodou lineárních stabilizátorů je silné zahřívání při zátěži. Ve skutečnosti jde o princip jejich fungování - vše nad stabilizovaným napětím se jednoduše změní v teplo. Pokud na vstup dodáme 12 V, pak 7 V bude vynaloženo na zahřívání pouzdra a 5 půjde ke spotřebiteli. V tomto případě se pouzdro zahřeje natolik, že bez chladiče mikroobvod jednoduše vyhoří. To vše vede k další vážné nevýhodě – lineární stabilizátor by se neměl používat v bateriově napájených zařízeních. Energie baterií bude vynaložena na ohřev stabilizátoru. Pulzní stabilizátory nemají všechny tyto nevýhody.
Spínací stabilizátory napětí
Spínací stabilizátory- nemají nevýhody lineárních, ale jsou také dražší. To už není jen čip se třemi kolíky. Vypadají jako deska s díly.
Jedna z možností realizace pulzního stabilizátoru.
Spínací stabilizátory Existují tři typy: step-down, step-up a omnivorous. Nejzajímavější jsou všežravci. Bez ohledu na vstupní napětí bude výstup přesně takový, jaký potřebujeme. Všežravému generátoru pulsů je jedno, zda je vstupní napětí nižší nebo vyšší, než je požadováno. Automaticky se přepne do režimu zvyšování nebo snižování napětí a udržuje nastavený výkon. Pokud je ve specifikacích uvedeno, že stabilizátor lze napájet 1 až 15 volty na vstupu a výstup bude stabilní na 5, pak tomu tak bude. Navíc topení pulzní stabilizátory tak bezvýznamné, že ve většině případů lze zanedbat. Pokud bude váš obvod napájen bateriemi nebo umístěn v uzavřené skříni, kde je silné teplo lineární stabilizátor nepřijatelné - použijte pulz. Používám vlastní spínací stabilizátory napětí za haléře, které objednávám z Aliexpressu. Můžete si to koupit.
Pokuta. A co současný stabilizátor?
Když to řeknu, neobjevím Ameriku stabilizátor proudu stabilizuje proud.
Současné stabilizátory se také někdy nazývají ovladače LED. Navenek jsou podobné pulzním stabilizátorům napětí. Přestože samotný stabilizátor je malý mikroobvod, vše ostatní je potřeba k zajištění správného provozního režimu. Obvykle se ale celý okruh nazývá driver najednou.
Takto vypadá stabilizátor proudu. Červeně zakroužkovaný obvod je stejný jako stabilizátor. Vše ostatní na desce je kabeláž.
Tak. Ovladač nastaví proud. Stabilní! Pokud je napsáno, že výstupní proud bude 350mA, tak to bude přesně 350mA. Výstupní napětí se však může lišit v závislosti na napětí požadovaném spotřebitelem. Nezabíhejme do divočiny teorií o tom. jak to všechno funguje. Jen připomeňme, že napětí neregulujete, vše za vás udělá ovladač na základě spotřebitele.
Proč je to všechno nutné?
Nyní víte, jak se stabilizátor napětí liší od stabilizátoru proudu, a můžete se orientovat v jejich rozmanitosti. Možná stále nechápete, proč jsou tyto věci potřeba.
Příklad: chcete napájet 3 LED z palubního zdroje auta. Jak se můžete naučit, pro LED je důležité kontrolovat sílu proudu. Pro připojení LED používáme nejběžnější možnost: 3 LED a rezistor jsou zapojeny do série. Napájecí napětí - 12 voltů.
Proud do LED omezíme rezistorem, aby se nespálily. Nechť úbytek napětí na LED je 3,4 voltu.
Po první LED zbývá 12-3,4 = 8,6 voltů.
Zatím toho máme dost.
Na druhém se ztratí dalších 3,4 voltů, to znamená, že zůstane 8,6-3,4 = 5,2 voltů.
A na třetí LED bude také dost.
A po třetím tam bude 5,2-3,4 = 1,8 voltu.
Pokud chcete přidat čtvrtou LED, nebude to stačit.
Pokud se napájecí napětí zvedne na 15V, tak to bude stačit. Pak ale bude potřeba přepočítat i odpor. Rezistor je nejjednodušší stabilizátor proudu (omezovač). Často jsou umístěny na stejných páskách a modulech. Má to mínus - čím nižší je napětí, tím menší bude proud na LED (Ohmův zákon, s tím nemůžete argumentovat). To znamená, že pokud je vstupní napětí nestabilní (v autech to tak bývá), tak je nejprve potřeba napětí stabilizovat a poté můžete odporem omezit proud na požadované hodnoty. Pokud použijeme rezistor jako omezovač proudu tam, kde napětí není stabilní, musíme napětí stabilizovat.
Je třeba si uvědomit, že má smysl instalovat odpory pouze do určité síly proudu. Po určitém prahu se rezistory začnou velmi zahřívat a musíte nainstalovat výkonnější rezistory (proč odpor potřebuje napájení, je popsáno v článku o tomto zařízení). Produkce tepla se zvyšuje, účinnost klesá.
Také se nazývá ovladač LED. Ti, kteří v tom nejsou dobře zběhlí, se často stabilizátor napětí nazývá jednoduše ovladač LED a stabilizátor pulzního proudu se nazývá dobrý LED ovladač. Okamžitě produkuje stabilní napětí a proud. A sotva se to zahřeje. Takhle to vypadá:
