Стабилизаторы напряжения

По принципу стабилизации выходного напряжения стабилизаторы подразделяются на:

• электронные стабилизаторы (обмотки трансформатора коммутируются электронными ключами; достоинства: высокое быстродействие, бесшумная работа; недостатки: стабилизация ступенчатая)
• электромеханические стабилизаторы (имеют в своем составе электромеханический узел; достоинства: стабилизация непрерывная; недостатки: низкое быстродействие, повышенный уровень шума)

Приведем основные определения и технические характеристики стабилизаторов.

Мощность стабилизатора. Определяется полной мощностью нагрузки, подключаемой на выход стабилизатора. Полная мощность измеряется в вольтамперах (ВА) или киловольтамперах (кВА). Полная мощность нагрузки имеет в общем случае как активную составляющую, так и реактивную. При чисто активной нагрузке ( электрический чайник, спираль обогревателя и т.п.) мощность также чисто активная и измеряется в привычных ваттах (Вт). Однако при использовании реактивных нагрузок (например, электродвигателей), полная мощность может существенно отличаться от активной за счет появления реактивной составляющей. Особенно заметен этот эффект при запуске асинхронных электродвигателей, когда пусковой ток в первые секунды запуска может в разы превышать номинальное значение. Конечно, стабилизатор напряжения допускает кратковременную перегрузку (хорошие стабилизаторы допускают двух- трехкратную перегрузку), а запуск всех электродвигателей, как правило, не случается одновременно. Однако, указанное обстоятельство нужно учитывать при выборе мощности стабилизатора, которая должна быть взята с запасом.

Точность стабилизации выходного напряжения. Указывается в процентах. Если стабилизатор настроен на стандартное значение напряжения в сети 220V, то точность стабилизации +5% означает, что на выходе стабилизатора напряжение не будет ниже 209В и выше 231В. Другой пример: при заявленной производителем точности стабилизации +3% на выходе стабилизатора напряжение может изменяться от 213В до 227В. Мерцание ламп накаливания при включенном стабилизаторе — явление не опасное, но неприятное и свидетельствует о низкой точности стабилизации напряжения. Однако повышение точности стабилизации приводит к усложнению конструкции стабилизатора (как следствие — повышение цены) и/или сужению рабочего диапазона входного напряжения (см. ниже). Покупатель может сделать выбор между низкой ценой и комфортом. Напомним также о существовании потребителей, для которых точность стабилизации напряжения является принципиальной (медицинское, научное оборудование и проч.) Заметим, что заявленная в паспорте устройства точность стабилизации гарантируется только при изменении входного напряжения в пределах рабочего диапазона.

Рабочий диапазон входного напряжения. Если напряжение в сети не выходит за пределы указанного диапазона, стабилизатор обеспечивает заявленную точность стабилизации выходного напряжения.

Предельный диапазон входного напряжения. Если напряжение в сети не выходит за пределы этого диапазона, но уже не соответствует рабочему диапазону, то работоспособность стабилизатора сохраняется, но заявленная точность стабилизации не гарантируется. При низком входном напряжении (меньше нижней границы рабочего диапазона) трансформатор находится в режиме максимального коэффициента трансформации («максимально повышающий»), а дальнейшее уменьшение напряжения приводит с соответствующему уменьшению выходного напряжения. Симметричная картина наблюдается при высоком входном напряжении (больше верхней границы рабочего диапазона): трансформатор находится в режиме минимального коэффициента трансформации («максимально понижающий»), а дальнейшее увеличение напряжения приводит к соответствующему увеличению выходного напряжения.

Аварийный режим стабилизатора напряжения. Если напряжение в сети ниже нижней границы предельного диапазона (уровня напряжения может не хватить для питания собственных схем стабилизатора) или выше верхней границы предельного диапазона (уровень напряжения может быть опасен для потребителей), то система защиты стабилизатора отключает нагрузку и сигнализирует об аварийном режиме. Подключение к стабилизатору нагрузки, превышающей допустимое значение, также приводит к включению аварийного режима. Выход из аварийного режима производится либо повторным включением стабилизатора (для недорогих моделей), либо автоматически, когда напряжение в сети вновь будет «попадать» в предельный диапазон.