Інверторний стабілізатор напруги для будинку: опис, технічні характеристики і види

Різкі і значні перепади напруги змінного струму в мережі призводять до нестабільної роботи електронного обладнання та електротехнічних побутових пристроїв. У крайніх випадках такі скачки можуть стати причиною поломки електроніки і виходу її з ладу. Незамінним в цьому випадку виявляється застосування стабілізаторів напруги мережі живлення. Все частіше користувачі зупиняють свій вибір на інверторних стабілізаторах напруги для будинку.

Огляд стабілізаторів напруги

Стабілізатори напруги мережі змінного струму історично розвивалися, використовуючи різні схемотехнічні рішення. В даний час існує декілька видів стабілізаторів:

  • Релейні стабілізатори напруги;
  • Електромеханічні стабілізатори з сервоприводом;
  • Електронні тиристорні або сімісторних стабілізатори;
  • Інверторні стабілізатори напруги.

Вихідна напруга релейних стабілізаторів змінюється ступенями за рахунок переключення обмоток мережевого трансформатора контактами потужних електромагнітних реле. Точність стабілізації визначається числом перемикаються обмоток. Таких обмоток може бути від 5 до 10. При перемиканні з однієї обмотки на сусідню вихідна напруга змінює своє значення приблизно на (15-20) В.

стабілізатор з сервоприводом

В електромеханічних стабілізаторах сервопривід постійного струму переміщує графітову щітку токос’емника по витків обмотки автотрансформатора. Значення сигналу залежить від різниці вхідного і опорного напруги, відповідного значенню 220 В. При усуненні різниці пристрій керування двигуном сервоприводу переходить в режим стеження.

В електронних стабілізаторах перемикання використовуваних обмоток трансформатора виконавчими елементами відбувається під управлінням контролера.

сімісторний стабілізатор

Вузол перемикання виконано на напівпровідникових сімісторов або тиристорах. Робота контролера визначається програмним забезпеченням, встановленому на заводі-виробнику вироби.

Принцип роботи інверторного стабілізатора

В основу роботи інверторного стабілізатора напруги покладено принцип подвійного перетворення. Спочатку вхідна змінна напруга перетвориться в постійний струм, а потім виробляється зворотне перетворення. Забезпечення на виході пристрою стабільної змінної напруги 220 В здійснюється електронікою інверторних стабілізаторів напруги.

стабілізатор мережевої

Вона не має громіздких силових трансформаторів. Склад стабілізаторів включає наступні електронні блоки:

  • Вхідний мережевий LC фільтр;
  • Напівпровідниковий діодний двонапівперіодний випрямляч;
  • Пристрій корекції коефіцієнта потужності;
  • Блок накопичувальних конденсаторів;
  • Інвертор-перетворювач;
  • Кварцовий тактовий генератор стабільної частоти;
  • Високочастотний вихідний фільтр;
  • Мікропроцесорний контролер.

Пасивний вхідний мережевий фільтр використовується для усунення високочастотних перешкод і згладжування коротких викидів напруги мережі живлення. Випрямляч перетворює змінну напругу в постійне, частина електричної енергії якого накопичується в блоці електролітичних конденсаторів великої ємності. Вони є резервним джерелом, що вступає в роботу при появі провалів мережевої напруги або його короткочасному відключенні.

Завдання коректора полягає в нормалізації потужності, що відбирається від мережі, не допускаючи перевантаження стабілізатора при його роботі. Інвертор-перетворювач відновлює змінну напругу з постійного. За рахунок участі в його роботі кварцового генератора вихідна напруга має форму чистої синусоїди частотою 50 Гц з похибкою, що не перевищує 0,5%.

Контролер керує роботою ланцюгів стабілізації вихідної напруги і проводить оцінку стану окремих блоків пристрою з видачею результатів на елементи індикації. Він видає команди на автоматичне відключення роботи стабілізатора в разі виходу значення вхідної напруги за діапазон регулювання, який визначається технічними характеристиками.

Технічні характеристики стабілізаторів

При виборі стабілізатора змінної напруги домашньої мережі велику увагу слід звернути на його основні технічні характеристики, до яких належать такі:

  • Максимально допустима потужність навантаження, яку може забезпечити стабілізатор при збереженні параметрів якості напруги;
  • Допустимі коливання напруги, при яких напруга на виході стабілізатора зберігає своє значення з урахуванням вимог стандартів якості;
  • Швидкість вирівнювання, що визначає час відгуку стабілізатора на короткочасні швидкозмінних зміни напруги для збереження вихідної напруги незмінним;
  • Форма вихідного сигналу, що наближається в ідеалі до синусоїді;
  • Точність параметрів стабілізованого напруги;
  • Ступінь захисту, що визначає можливість експлуатації стабілізатора в умовах екстремальних температур і підвищених значень відносного рівня вологості;
  • Форм-фактор, що визначає габарити стабілізатора;
  • Рівень перешкод, створюваний пристроєм, для роботи навколишнього обладнання.

Додатковим фактором, що впливає на вибір стабілізатора, може служити наявність елементів візуальної індикації та сигналізації.

стабілізатор sven

Вона повинна інформувати користувача в повній мірі про значеннях вхідних і стабілізованих параметрів і попереджати про виникнення критичних ситуацій.

Особливості інверторних стабілізаторів

Відсутність в них громіздких феромагнітних трансформаторів зі складною структурою обмоток значно полегшило конструкцію. Інверторні стабілізатори напруги не містять рухомих частин сервоприводів, що не вимагає їх періодичного обслуговування в процесі експлуатації і робить роботу стабілізаторів практично безшумною. В якості силових елементів використовуються IGBT або MOSFET напівпровідникові прилади, виготовлені за сучасними технологіями.

Використання кварцових тактових генераторів дозволяє отримувати вихідну змінну напругу, форма якого наближається до чистого синусу. Схемні рішення дозволяють виправляти неідеальної форми вхідного напруги. Управління всіма функціями здійснюється під управлінням мікроконтролера.

Показники інверторних стабілізаторів

Схемні і технічні рішення, реалізовані в інверторних стабілізаторах напруги, дозволяють виробляти готові вироби, показники яких суттєво відрізняються від показників стабілізаторів інших типів в кращу сторону. Провідні вітчизняні та зарубіжні виробники створюють лінійки виробів, розраховані на різні рівні потужності споживачів. Вони починаються від потужності 300 ВА. Інверторний стабілізатор напруги 10 кВт (кВА) є не останнім в цьому ряду.

інверторний штиль

Що стосується інших показників. Інверторні стабілізатори напруги з подвійним перетворенням зберігають на виході стабілізовану напругу 220 В з відхиленням не більше 1% при змінах напруги в діапазоні 90-310 В. Похибка показань по частоті при цьому не перевищує 0,5%. Швидкість стабілізації знаходиться на рівні 10 мс, що дозволять як навантаження використовувати прецизійні вимірювальні прилади. При цьому проводиться повне придушення імпульсних перешкод.

Висновок

Інверторні стабілізатори напруги поступово завойовують ринок мережевих стабілізаторів. Після ознайомлення з матеріалами статті читачі зрозуміють, що це цілком заслужено. Технічні і схемні рішення, які використовуються в таких виробах, дозволяють домогтися показників, недосяжних для інших типів стабілізаторів. Їх ціна, поступово знижується, виправдовує ті переваги, які отримують користувачі таких пристроїв після їх придбання.



ЩЕ ПОЧИТАТИ