Для работы многих бытовых приборов и электроники необходим электрический ток, напряжение которого не должно отклоняться от заданных параметров. К сожалению, эту рекомендацию по эксплуатации устройств не всегда удаётся выполнить. Причин, по которым напряжение «скачет» может быть много, но наиболее часто это связано с подключением слишком большого количества потребителей электричества к понижающему трансформатору, который не рассчитан на такую нагрузку. Полностью решить эту проблему можно с помощью бытовых стабилизаторов напряжения.

Лучшие стабилизаторы для дома будут отображены в этой статье в виде небольшого рейтинга. Стабилизатор для дома следует подбирать с учётом нагрузки, которая будет подключаться к устройству.  Как правило, чем мощнее изделие, тем выше его стоимость, кроме этого, на цену прибора могут влиять тип преобразования электрического тока и известность фирмы-производителя.

Ресанта АСН-500/1-Ц

Ресанта АСН-500/1-Ц

Недорогой компактный прибор от отечественного производителя электротехники. Изделие  позволяет стабилизировать напряжение даже в том случае, если его падение в сети достигло отметки 140 Вольт. Это качество особенно важно в сельской местности, где модернизация электрических сетей осуществлена не во всех районах, и подобные скачки напряжения является вполне обыденным явлением.

Максимальное рабочее входное напряжение устройства составляет 260 В, поэтому подключённая к стабилизатору техника будет хорошо защищена от выхода из строя при значительном превышении напряжения в сети.

Если прибор необходим для стабилизации напряжения не слишком мощных потребителей, то по соотношению цена/качество эта модель будет являться лучшей. Изделие практически не имеет недостатков при правильном использовании, а звук автоматических переключателей не привлекает внимания уже спустя несколько дней после начала эксплуатации.

ПЛЮСЫ:

• Низкая цена
• Большой диапазон входного напряжения
• Металлический корпус

МИНУСЫ:

• Громкие щелчки во время переключения режимов

ВИДЕО: Стабилизатор напряжения РЕСАНТА АСН-500/1-Ц

Powerman AVS 1000D

Powerman AVS 1000D

Релейный стабилизатор мощностью 800 Вт, подойдёт для установки в частном домовладении. Прибор справляется со скачками электричества в диапазоне от 140 до 260 Вольт, при этом на выходе напряжение составит 202 – 238 В.

Устройство оснащается всеми необходимыми элементами защиты, что позволит без опасений оставлять прибор этого типа без присмотра для обеспечения электричеством таких бытовых приборов как холодильник, охранная сигнализация или циркуляционный насос.

Для стабилизаторов этой производительности цена является немного завышенной, но если главным критерием отбора является качество изделия, то следует остановить свой выбор именно на этой модели.

ПЛЮСЫ:

• Чистая синусоида на выходе
• Уровень шума не превышает 40 Дб
• Есть 2 дисплея (для входного и выходного напряжений)
• Небольшой вес
• Есть задержка запуска

МИНУСЫ:

• Относительно высокая стоимость

ВИДЕО: Нет напряжения на выходе. Стабилизатор Powerman AVS 1000D. РЕМОНТ + ТЕСТ

Huter 400GS

Huter 400GS

Очень компактный прибор, который идеально подходит для подключения небольших по мощности потребителей. Точность выходного напряжения для стабилизатора Huter 400GS составляет 8%, но при этом минимальное входное напряжение может снижаться до 110 В без последствий для работоспособности устройства.

Трансформация электричества в стабилизаторе этой модели осуществляется электронным способом, поэтому на выходе формируется качественный по форме сигнал.

Стабилизатор Huter 400GS оснащается 2 розетками, что позволяет обойтись без удлинителя или тройника, когда требуется подключение более чем одного потребителя электроэнергии.

ПЛЮСЫ:

• На выходе чистая синусоида
• Высокий КПД
• Низкая цена

МИНУСЫ:

• Нельзя устанавливать в неотапливаемых помещениях

ВИДЕО: Обзор электронного стабилизатора HUTER 400 GS

RUCELF CTAP-5000

RUCELF CTAP-5000

Эта модель стабилизатор идеально подойдёт для дачи или частного дома, при условии, что одновременно к прибору не будут подключаться устройства суммарная мощность которых превышает 4 кВт. Изделие имеет высокую точность стабилизации тока, а также позволяет эксплуатировать электрические приборы даже в том случае, если напряжение в сети снижается до 140 В.

Эта модель может быть размещена на полу, при этом за сохранность изделия можно не беспокоиться ведь прочный металлический корпус отлично переносит механические нагрузки. КПД устройства составляет 98%, поэтому даже при полной подключённой нагрузке собственное потребление электронной схемой стабилизатора будет минимальным.

Весит прибор более 11 кг, поэтому если необходимо часто перемещать стабилизатор и при этом нет необходимости в большой мощности, то следует подобрать для дома более лёгкую модель.

ПЛЮСЫ:

• Есть защита от перегрева, короткого замыкания и повышенного напряжения
• Относительно невысокая цена
• Цифровая индикация

ВИДЕО: Стабилизатор напряжения СТАБИК СТАР-5000

Штиль IS350

Штиль IS350

Небольшой стабилизатор настенного размещения. Отлично подходит для подключения бытовой техники и электроники, которая очень чувствительна к перепадам напряжения. Точность стабилизации Штиль IS350 составляет 2%, что является одним из лучших результатов для техники этого типа.

Минимально возможное напряжение, при котором работоспособность прибора сохраняется, составляет 90 В, максимальное – 310 В. Высокие результаты экономичности прибора достигаются за счёт использования инновационных технологий в сфере преобразования электрического тока.

Вес устройства составляет всего 2 кг, поэтому его можно устанавливать практически на любую вертикальную поверхность. Кроме этого, безопасность работы устройства обеспечивается наличием встроенной защиты от перегрева и замыкания.

Максимальная мощность изделия составляет 300 Вт, поэтому эту модель стабилизатора нельзя использовать для  подключения мощный устройств. Что касается цены, то можно сказать, что высокая надёжность и качество преобразования электрического тока оценены по достоинству.

ПЛЮСЫ:

• Стабилизатор с двойным преобразованием электрического тока
• КПД 97
• Минимальное входное напряжение 90 В
• Высокая точность стабилизации
• Известный производитель

МИНУСЫ:

• Небольшая мощность
• Высокая цена

ВИДЕО: Стабилизаторы напряжения «Штиль» IS350

SVEN VR-P10000

SVEN VR-P10000

Стабилизатор средней мощности. Устройство релейного преобразования электричества отлично справляется с этой задачей в диапазоне входных напряжений от 140 до 275 Вольт. Мощность прибора составляет 6700 Вт, поэтому его можно использовать для подключения практически всех имеющихся приборов в небольшом загородном доме.

Настенное размещение устройства позволит максимально экономить свободное пространство, что особенно важно при размещении изделия на даче или в небольших подсобных помещениях.

Если стабилизатор будет устанавливаться в отапливаемом помещении, то можно сказать, что данный прибор практически лишён недостатков. Стоимость изделия довольно высока, но в сравнении с аналогичными устройствами находится примерно в середине ценового диапазона.

ПЛЮСЫ:

• Высокая мощность
• Надёжный производитель
• Минимальное время отклика
• Синусоида без искажений на выходе
• Принудительное охлаждение
• Цифровой дисплей
• Защита от перегрева, замыкания и помех

МИНУСЫ:

• Нельзя эксплуатировать при отрицательной температуре воздуха

Энергия АСН – 10000

Энергия АСН – 10000

Стабилизатор отечественного производства, который идеально подходит для подключения электрических приборов большой мощности. Энергия АСН – 10000 имеет точность стабилизации 6%, поэтому можно не опасаться большой погрешности выходного напряжения. Коэффициент полезного действия прибора составляет 98%, что также является очень хорошим показателем для стабилизатора высокой мощности.

Переключение режимов стабилизатора этого типа осуществляется релейным способом, но благодаря наличию 5 ступеней работы устройства удаётся осуществлять коррекцию напряжения максимально гладко. При этом скорость переключения реле составляет всего 20 мс.

В общем, эта модель стабилизатора практически не имеет недостатков, а благодаря напольному размещению для использования прибора достаточно подключить устройство к сети 220 В.

ПЛЮСЫ:

• Можно эксплуатировать на морозе до минус 30˚С
• Относительно небольшой вес
• Принудительное охлаждение
• Есть задержка запуска
• Низкий уровень шума

МИНУСЫ:

• На некоторых режимах могут наблюдаться отклонения в значениях стабилизации

ВИДЕО: Тест стабилизатора Энергия АСН 5000

Ресанта ACH-10000/1-Ц

Ресанта ACH-10000/1-Ц

Эта модель стабилизатора следует приобретать, если требуется подключать большое количество потребителей либо один, но мощный электрический агрегат. Номинальная мощность прибора составляет 10 кВт, поэтому с его помощью можно полностью обеспечить домовладение стабилизированным электрическим током.

Эту модель отличается не только по мощности, но и по наличию многочисленных систем защиты. Например, устройство отключится при коротком замыкании, а также при перегреве, что позволит избежать многих неприятностей, которые могут представлять опасность не только для работоспособности прибора, но и для жизни и здоровья людей.

К положительным качествам этой модели можно также отнести  наличие функции bypass, которая позволяет включить режим, при котором электрический ток, проходящий через стабилизатор, не подвергается трансформации.

ПЛЮСЫ:

• Высокая мощность
• Есть встроенная система принудительного охлаждения
• Индикация входного и выходного напряжения

МИНУСЫ:

• Громкие щелчки
• Установка только на стену
• Большой вес

ВИДЕО: Стабилизатор напряжения однофазный РЕСАНТА ACH-10000

SUNTEK СНЭТ-16000

SUNTEK СНЭТ-16000

Стабилизатор SUNTEK СНЭТ-16000 обладает уникальными техническими характеристиками. Прибор позволяет восстановить рабочее напряжение в сети, даже в том случае, если падение этого параметра достигло 120 Вольт. Максимальное входное напряжение также находится на довольно высоком уровне и составляет 285 Вольт.

Устройство оснащается информативным дисплеем, на котором в режиме реального времени показывается выходное напряжение, но если необходимо узнать значение входного напряжения, то достаточно нажать красную кнопку, которая также располагается на передней панели. Кроме этого, прибор оснащается переключателями, которые позволяют легко выбрать режим работы устройства. Прибор может работать как в режиме стабилизации или в режиме «Байпас».

Стабилизатор имеет очень компактный вид для устройства, мощность которого составляет более 12 кВт. Вес устройства составляет 29 кг, но благодаря возможности универсального монтажа, его можно установить стационарно на стене. Охлаждение прибора осуществляется принудительно, поэтому даже летом и при значительной нагрузке стабилизатор не перегревается.

Количество плюсов этой модели значительно превышает минусы, среди которых можно назвать лишь повышенное собственное потребление электричества устройством. К сожалению, этот недостаток присущ практически всем мощным электрическим стабилизаторам.

ПЛЮСЫ:

• Высокая мощность
• Компактные размеры
• Принудительная вентиляция
• Можно установить в неотапливаемом помещении
• Выходное напряжение представляет собой чистую синусоиду

МИНУСЫ:

• КПД устройства составляет 95%

ВИДЕО: Обзор Стабилизатор напряжения SUNTEK СНЭТ-16000

Энергия Hybrid (U) 10000 ВА

Энергия Hybrid (U) 10000 ВА

Если стабилизатор необходим для регулирования входного напряжения в частном доме, то эта модель идеально подойдёт для этих целей. Благодаря использованию гибридного принципа работы, устройство позволяет поднять напряжение в сети от 105 Вольт.

Устройство можно устанавливать в неотапливаемых подсобных помещениях, но только при условии, что температура не опустится ниже минус 5˚С.

Стабилизаторы «Энергия» отличаются высоким качеством вне зависимости от мощности, поэтому достаточно один раз приобрести и установить прибор, чтобы полностью забыть о проблемах с напряжением в доме.

ПЛЮСЫ:

• Высокая точность
• Большой диапазон рабочих напряжений
• Есть режим «Байпас»
• Высокая мощность
• Современный дизайн

МИНУСЫ:

• Нет дисплея для входящего напряжения

ВИДЕО: Стабилизатор напряжения Энергия Hybrid 10000 U

8.4 Total Score

Для нас очень важна обратная связь с нашими читателями. Оставьте свой рейтинг в комментариях с аргументацией Вашего выбора. Ваше мнение будет полезно другим пользователям.

Ресанта АСН-500/1-Ц

7.5

Энергия АСН — 10000

8.5

Ресанта ACH-10000/1-Ц

9

Энергия Hybrid (U) 10000 ВА

9.5

основные виды и их особенности, какой лучше для производства?

Автор: Александр Старченко

Промышленные стабилизаторы напряжения представляют собой отдельную категорию устройств, предназначенных для нормализации параметров сети. К этим устройствам предъявляются определённые требования. Чаще всего промышленная сеть является трёхфазной, что и определяет конструкцию стабилизатора.

Содержание:

1. Особенности
2. Область применения промышленных стабилизаторов
3. Преимущества, недостатки и критерии выбора
4. Комплект трёхфазных стабилизаторов

Особенности

Если разобраться, что отличает промышленный стабилизатор напряжения от простого домашнего стабилизатора, то найти разницу будет непросто. Принципиальные электрические схемы стабилизации бытового и промышленного стабилизаторов не имеют существенных отличий. Не существует каких-либо специальных технических решений отличающих промышленные устройства.

Наиболее явным отличием является повышенный уровень мощности. Принято считать, что стабилизаторы с мощностью свыше 30 кВт являются промышленными устройствами, но это совершенно не значит, что такие приборы нельзя использовать в быту.

Если подойти к вопросу более детально, то можно выделить некоторые признаки отличающие промышленные стабилизаторы:

• Мощность;
• Число фаз;
• Сложная схема защиты;
• Конструктивное исполнение.

Большие уровни мощности накладывают жёсткие ограничения на тип стабилизаторов. Это связано с токами нагрузки. Если использовать релейные стабилизаторы, то при слишком больших токах контакты коммутирующих реле будут очень быстро обгорать, что приведёт к выходу стабилизатора из строя. При относительно небольших нагрузках и хорошей мощности релейного стабилизатора, его все же можно использовать на производстве. Релейные стабилизаторы являются вторыми в списке пригодных для промышленности стабилизаторов после электромеханических.

Ещё более уязвимыми в этом отношении являются стабилизаторы, собранные на полупроводниковых приборах – тиристорах. Промышленность выпускает тиристоры, предназначенные для работы с токами в сотни ампер, но размеры и сложные схемы управления не позволяют использовать их в стабилизаторах напряжения.

Поэтому из всех типов стабилизаторов, работать с большими нагрузками могут только сервоприводные, и в некоторых случаях релейные стабилизаторы. Мощность электромеханических устройств можно наращивать до очень больших величин. Для этого нужны только мощные тороидальные трансформаторы с обмотками, выполненными из провода определённого сечения. Некоторые модели электромеханических трёхфазных стабилизаторов работают на мощностях 100-300 кВт и более.

Что касается числа фаз, то и бытовые стабилизаторы могут быть трехфазными и промышленные устройства могут работать в однофазной сети.

Трёхфазный промышленный стабилизатор напряжения электромеханического типа конструктивно состоит из трёх отдельных блоков. Каждый блок имеет собственный трансформатор. Самым опасным нарушением, которое может привести к выходу стабилизатора из строя, является нагрев обмотки свыше определённого предела. Поэтому каждый трансформатор имеет собственную схему защиты от перегрева, обычно выполненную на термисторе. В случае возникновения критического нагрева стабилизатор полностью отключается, загорается индикатор «Авария» и во многих моделях подаётся звуковой сигнал.

Наличие трех силовых трансформаторов предполагает определённое конструктивное исполнение устройства. Это, как правило, вертикальная напольная конструкция, где каждый трансформатор установлен на своей полке.

Область применения промышленных стабилизаторов

Сферой применения промышленных стабилизаторов являются отрасли, в которых используются технические устройства, чувствительные к колебаниям напряжения:

• Системы телекоммуникации;
• Мобильная связь;
• Серверы;
• Медицинские центры, больницы и клиники;
• Диспетчерские службы аэропортов;
• Системы радиолокации;
• Комплексы оборонного значения;
• Банки;
• Некоторые виды промышленного производства.

Любая электроника негативно реагирует на малейшие отклонения питающего напряжения, поэтому системам стабилизации уделяется первоочередное внимание. Все мощные промышленные стабилизаторы выполнены по электромеханической схеме, где выравнивание напряжения сети осуществляется перемещением контакта по обмотке тороидального трансформатора. За этот процесс отвечает сервоприводной механизм с электродвигателем, который и передвигает контакт на определённый угол, изменяя, тем самым величину напряжения на выходе.

В отличие от маломощных домашних и дачных стабилизаторов, в промышленных моделях вместо графитовой щётки применяется скользящий ролик, что снижает возможность подгорания контакта и  продлевает безаварийный срок службы устройства.

Промышленные стабилизаторы очень большой мощности имеют особое конструктивное исполнение. Вместо тороидального трансформатора, узел коррекции напряжения представляет собой обмотку, намотанную на вертикальном цилиндре. Каретка с роликом, управляемая серводвигателем, так же перемещается вверх и вниз.

Преимущества, недостатки и критерии выбора

Поскольку у промышленных стабилизаторов в случаях повышенных мощностей нет альтернативы, и единственно возможный тип это электромеханическое устройство, то приходится мириться с некоторыми его недостатками:

• Низкая скорость выравнивания напряжения;
• Наличие механических узлов;
• Эксплуатация только в отапливаемых помещениях;
• Определённый шум при работе.

Медленная реакция на изменения напряжения сети может считаться самым существенным недостатком. Скорость стабилизации может составлять 10-50 вольт в секунду, поэтому при выборе следует ориентироваться на больший показатель, а если в документации указано время срабатывания, которое может быть 20-40 мс, то выбирать прибор следует по меньшей величине.

Приобретая электромеханический промышленный стабилизатор напряжения 220В, нужно быть готовым к тому, что прибору требуется регулярное техническое обслуживание, а отельные узлы сервопривода придётся менять примерно раз в 3-5 лет.

Наличие механических движущихся частей не позволяет эксплуатировать сервоприводной стабилизатор при низких температурах, а риск искрения подвижных контактов при износе ограничивает их использование в качестве стабилизаторов для газового оборудования. Последним недостатком может служить шум, возникающий в процессе работы устройства.

• Широкий диапазон входных напряжений;
• Высокая точность установки;
• Нечувствительность к изменению частоты.

При выборе промышленного стабилизатора можно уточнить, при каких напряжениях сети устройство обеспечивает заявленные параметры. Точность установки напряжения у сервоприводных устройств самая высокая среди всех стабилизаторов, поэтому при выборе устройства на эту величину можно не обращать внимания.

Кроме скорости выравнивания важным параметром является мощность устройства. После подсчёта мощности всех потребителей к результату следует добавить 25-30%.

Комплект трёхфазных стабилизаторов

Комплект стабилизаторов для трёхфазной сети на 30 кВт «Энергия Voltron» представляет собой три однофазных блока. Такая система может быть использована в том случае, если на объекте отсутствуют трёхфазные потребители, а вся нагрузка разделена на три группы по 10 кВт в каждой. При аварии на одной из фаз, будет отключена от сети только одна группа, а две другие будут продолжать нормально работать. Каждый блок собран по релейной схеме и имеет 7 ступеней регулировки.

Комплект рассчитан на непрерывный режим работы при напряжениях сети от 105 до 256В. Напряжение меньше 95 и больше 280В вызывает срабатывание схемы защиты. Промышленный стабилизатор напряжения Энергия оборудован функцией «Байпас», автоматом «Перегрузка» и цифровым дисплеем.

С этим читают:

Как выбрать стабилизатор напряжения для дома

Идеальных стабилизаторов напряжения не существует. У каждого из видов есть свои плюсы, минусы и условия, в которых их применения наиболее обоснованно. Всё что нужно сделать — определить, какой стабилизатор подойдёт именно вам.

Есть 4 основных шага, которые помогут вам в этом.

Давайте рассмотрим каждый из этих шагов подробнее.

1. Определите, одно- или трёхфазным должен быть ваш стабилизатор?

сколько фаз у вас в сети, какие бытовые электроприборы вы собираетесь подключать через стабилизатор напряжения – будут ли среди них трёхфазные?

2. Выясните, какая проблема существует в вашей сети,

насколько важными для вашей бытовой техники являются скорость реакции на перепады напряжения и точность его стабилизации. Ответьте на эти вопросы, и вы поймёте, какой тип стабилизаторов подойдёт вам больше.

ВНИМАНИЕ: электромеханические и гибридные стабилизаторы нельзя эксплуатировать при минусовых температурах!

3. Посчитайте, стабилизатор какой мощности вам нужен 

4. На какой порядок цен вы ориентируетесь? 

Надеемся, что эта статья помогла вам определиться с выбором стабилизатора напряжения. Если вы всё еще в чём-то сомневаетесь – пишите, звоните или приходите к нам. Мы досконально знаем свой товар и поможем подобрать нужную модель.

Тэги: стабилизаторы напряжения, стабилизаторы, полезно знать, советы по выбору, как выбрать, для дома

как можно выбрать хороший, подобрать электронный, выбор нужной мощности

В частном секторе нередки скачки напряжения в электросети, а газовые котлы являются высокоточным оборудованием, чувствительным к качеству потребляемого тока.

Этот вопрос решает регулятор напряжения. При неожиданных проблемах с питанием, это устройство защищает плату котла от повреждения и продлевает срок службы отопительной системы. Стабилизаторы различны и по строению, и по принципу работы, поэтому важно знать, как правильно подобрать такой прибор. Бытовые стабилизаторы бывают трёх видов: электромеханические, симисторные и релейные.

Как выбрать хороший стабилизатор напряжения для газового котла

Главные параметры при выборе стабилизатора напряжения для газового котла — тип регулятора, электрическая мощность и диапазон напряжений.

Руководствуются при выборе паспортными данными приборов и результатами замера напряжения в сети в разное время суток.

На рынке представлено множество моделей регуляторов, и чтобы выбрать подходящий для системы отопления прибор, учитывают следующие параметры.

Какой электрической мощности можно использовать

Уточняют электрическую мощность котла в техническом паспорте. Входная мощность отопительных систем в среднем составляет 100—200 Вт. В современных отопительных установках, особенно в настенных котлах, присутствует встроенный циркуляционный насос.

Пусковой ток такого устройства превышает потребляемую мощность в 4—5 раз. При выборе стабилизатора рекомендуется мощность, указанную в паспорте котла, умножить на 5 и прибавить ещё 10%. Это и будет подходящая величина. Если в документации указана мощность 200 Вт, это означает, что подойдёт стабилизатор на 1 кВт.

Важно! Некоторые производители указывают мощность не в Ваттах, а в Вольт-Амперах. Это может ввести покупателя в заблуждение, т. к. этот показатель будет выше, чем в Ваттах.

Чтобы выяснить примерный показатель мощности в Ваттах, нужно умножить показатель в Вольт-Амперах на 0,7.

Время регулирования, какое лучше

Реагирование стабилизатора происходит не сразу. Важно, чтобы за это время электроника котла не успела повредиться.

Этот параметр указывает на то, какой величины перепад напряжения сможет скомпенсировать стабилизатор за отрезок времени в одну секунду. Чем меньше время регулирования, тем лучше для котла.

Показатель 20 Вт/с обозначает, что прибор за одну секунду скорректирует перепад напряжения в 20 Вт, что довольно мало и не достаточно для защиты электроники отопительной системы.

Медленнее всех реагируют электромеханические стабилизаторы. Такие приборы не смогут надёжно защитить плату котла от перегорания, поэтому этот вид трансформаторов для котельной обычно не используют.

Релейные стабилизаторы реагируют на перепад напряжения быстрее, справляясь со скачком электрического тока за 0,1—0,2 сек. Такой скорости вполне достаточно для защиты газового котла.

Наилучшими являются симисторные регуляторы, их скорость обработки перепада напряжения — 10—20 мс, такой скачок никак не скажется на электронике отопительного прибора.

Высоковольтная защита, зачем она нужна

Стабилизаторы с такой защитой оберегают котёл от высоковольтных помех и скачков напряжения, таких как, например, разряд молнии.

Охлаждение

Система охлаждения у стабилизаторов бывает трёх видов:

• Естественная.
• Принудительная.
• Масляная.

В наше время на рынке все чаще можно встретить регуляторы с естественной системой охлаждения. В таких приборах нет вентиляторов, а значит их работа бесшумная, нет лопастей, которые всасывают в систему пыль. Но эта конструкция дороже, потому что в ней используются очень мощные силовые элементы. Регулятор с таким видом охлаждения стоит приобретать, если он будет установлен в спальне, где требуется тишина.

Фото 1. Стабилизатор напряжения для газового котла «Штиль» с естественным типом охлаждения.

В большинстве стабилизаторов присутствует принудительная система охлаждения, работающая за счёт высокопроизводительных малошумных вентиляторов, которые нагнетают воздух к силовым частям устройства. Система срабатывает автоматически, реагируя на критические температурные показатели.

Масляное охлаждение встречается редко. В основном такая техника применяется для уличного оборудования.

Выбор по рабочему напряжению

Стабилизаторы имеют нижний порог напряжения 140—160 Вольт, если в сети показатель ещё ниже — то следует обратиться в организацию по обслуживанию местных электросетей. Верхний порог даже у бюджетных регуляторов 250—260 Вольт. Когда показатель электрического тока в сети выйдет за этот диапазон, сработает предохранитель и стабилизатор просто отключит котёл.

Не рекомендуется приобретать регулятор с характеристиками ниже, иначе котёл будет постоянно отключаться, что недопустимо, особенно в зимнее время. Чем шире диапазон напряжений, тем лучше для электроники котла, но тем выше стоимость регулятора.

При выборе стабилизатора для котла тестером замеряют показатели напряжения в электросети в разное время дня и ночи.

Самое низкое напряжение наблюдается обычно между 20—23 часами, самое высокое — непредсказуемо. К наименьшей и наибольшей величине прибавляют некоторый запас, и исходя из полученных данных, подбирают подходящий регулятор.

В среднем диапазоны напряжений у регуляторов разного типа следующие:

• Релейные: 120—260 Вольт.
• Механические: 150—250 Вольт.
• Симисторные: 120—300 Вольт.

Вам также будет интересно:

Степень защиты

Этот показатель означает степень защиты самого устройства от воздействий внешней среды: пыли, воды и т. д. Обычно стабилизаторы для котлов имеют класс защиты IP20, что означает негерметичный.

Как подобрать тип стабилизатора

Выбирать тип стабилизатора следует исходя из условий, в которых он будет работать и параметров котла.

Электромеханический стабилизатор

Токосъёмник двигается вдоль витков трансформатора с помощью привода. Напряжение регулируется за счёт изменения числа витков вторичной обмотки катушки.

Фото 2. Стабилизатор напряжения для газового котла электромеханического типа. Производитель «Ресанта».

Всем процессом управляет автоматика. Такие регуляторы приобретаются в основном для телевизоров и холодильников, для котлов они не рекомендуются.

Внимание! Устанавливать этот вид трансформатора рядом с котлом с открытой газовой камерой нельзя! В процессе работы прибора может образовываться искра, что опасно в сочетании с газом!

Плюсы:

• Устойчивость к перегрузкам.
• При регулярном сервисном обслуживании работают до 5 лет.
• Точность стабилизации 2—3%.

Минусы:

• Не может корректно работать на холоде.
• Токосъемная щётка требует замены каждые 3—4 года.
• Время реакции — 10 Вольт в секунду.
• Шумит при работе.
• Образуется открытая искра.

Симисторный стабилизатор

Наиболее предпочтительный тип оборудования для газовых котлов. Работает по принципу образования множества электроотводов от вторичной обмотки катушки.

Регулирование тока происходит за счёт симисторов и процессора.

Плюсы:

• Долгий срок службы, 10—15 лет.
• Скорость срабатывания 10—20 мс.
• Точность настройки выходного напряжения 5—8%.
• Устойчивость к частым скачкам напряжения.
• Невосприимчивость к холоду.
• Устойчивость к электрическим помехам.
• Полностью бесшумный.
• Защищает котёл даже при замыкании в трансформаторе.
• Плавная синусоида.

Минусы:

• Высокая цена.
• Возможность перегорания симисторов или платы управления, что требует дорогостоящего ремонта.
• При высоких нагрузках требует охлаждения.

Релейные стабилизаторы

Самые дешёвые регуляторы из трёх видов на рынке. Производят грубую ступенчатую настройку напряжения за счёт переключения между элементами с помощью реле. Это устройство подойдёт для котла скорее в качестве компромисса, при отсутствии средств на более дорогой прибор.

Плюсы:

• Компактные размеры.
• Малый вес.

• Время реакции 50 Вольт в секунду.
• Устойчивость к частым скачкам напряжения.

Минусы

• При работе слышны щелчки реле.
• Мигание лампочек.
• Низкая точность настройки, 5—8%.
• Нет синхронизации синусоиды.

Размеры и вес

Самый малый вес и размеры у релейных стабилизаторов, поскольку в них не применяется ни охлаждение, ни радиаторы. Вес такого прибора 2—4 кг, а габариты в среднем 135*203*93 мм. Симисторные регуляторы — самые объёмные из-за системы охлаждения и имеют наибольший вес, около 10 кг. Средние размеры таких трансформаторов 460*275*178 мм.

Подбор производителя

Один и тот же производитель не выпускает устройства всех типов. Обычно фирма сосредотачивается на каком-то одном виде приборов. Существуют как импортные, так отечественные стабилизаторы хорошего качества.

Лучше отдать предпочтение проверенным фирмам, которые у всех на слуху. Например: Ресанта, Lider, Энергия, Sven, Luxeon — релейные стабилизаторы; LogicPower, Luxeon, Rucelf, Solby, Ресанта — электромеханические; Volter, Lider, Luxeon, Штиль, Прогресс — симисторные трансформаторы. Существует множество и других достойных производителей, продукцию которых можно найти в магазинах.

Фото 3. Стабилизатор напряжения для газового котла релейного типа. Производитель «Ресанта».

Стоимость релейных, электромеханических и электронных приборов

Самыми дорогими являются симисторные (от 6500), а самыми дешёвыми — релейные регуляторы (от 3 тыс. р.). При выборе стабилизатора напряжения для котла цена не является показателем более высокого качества. За одну и ту же стоимость можно приобрести как неподходящий прибор, так и надёжный, отвечающий всем требованиям потребителя. Для дорогостоящего отопительного оборудования лучше подобрать качественный трансформатор проверенного бренда.

В ходе работы регулятора цена за 1кВт примерно равна:

• Релейный регулятор: 700—1500 р.
• Электромеханический: 900—1600 р.
• Электронный: 2500—6 тыс. р.

Полезное видео

Посмотрите видео, в котором рассказывается, как выбрать стабилизатор напряжения для газового котла, приводится сравнение нескольких моделей.

Заключение

Производители котлов указывают в руководстве по эксплуатации требования к питанию и отказывают в гарантийном ремонте при несоблюдении этого пункта. Чаще поломки газовых котлов связаны с перегоранием управляющей платы из-за скачка в сети, поэтому регулятор напряжения необходим.

Стабилизатор для котельной приобретайте в специализированном магазине, где товары имеют сертификаты соответствия, а квалифицированный персонал поможет правильно подобрать прибор к котлу, чтобы система служила долгие годы.

Как выбрать стабилизатор напряжения?

Как выбрать стабилизатор напряжения?

Как безошибочно выбрать стабилизатор напряжения?

Основной характеристикой стабилизаторов напряжения является мощность подключаемой нагрузки. Именно на основании этого параметра осуществляется выбор той или иной модели. При этом необходимо учитывать, что мощность стабилизатора должна быть равна или немного больше мощности того прибора, для защиты которого он предназначен. Таким образом, рассчитав мощность всех приборов, защиту которых необходимо обеспечить, можно легко определить, какая модель стабилизатора напряжения необходима в данном случае. Можно, конечно, не углубляясь в длительные вычисления, приобрести стабилизатор максимальной мощности. Однако такая модель будет стоить дорого, и имеет ли смысл устанавливать этот стабилизатор, мощность которого будет использоваться лишь на 15-20%. Очень важно помнить, что некоторые электроприборы имеют пусковые токи, в несколько раз превышающие токи номинальные. Это характерно для приборов, имеющих в схеме асинхронные двигатели, например холодильники, насосы, поэтому стабилизатор для таких устройств необходимо подбирать с двух — трехкратным запасом мощности.

Как защитить одновременно большое количество электроприборов, например, у себя в офисе? Необходимо учесть несколько факторов: во-первых, как организована разводка питающего напряжения в здании, т.е. насколько удобно будет встраивать один общий однофазный или трёхфазный стабилизатор напряжения или несколько отдельных стабилизаторов в уже имеющуюся электроразводку; во-вторых, как правило, один большой стабилизатор, равный по мощности нескольким отдельным, обходится дешевле. Но индивидуальная защита эффективнее и суммарная надежность нескольких стабилизаторов гораздо выше надежности одного.

Хороший стабилизатор достаточно дорог. В каких случаях можно считать, что его приобретение оправданно? Можно уверенно сказать, что такая покупка на 100% оправдывает себя в двух случаях.

Во-первых, когда напряжение настолько низкое, что без его стабилизации бытовые приборы не работают (характерно для сельских электросетей).

Во-вторых, если стоимость приборов в 3-5.., 10 раз выше стоимости стабилизатора.

Для того чтобы окончательно определиться с выбором стабилизатора напряжения, необходимо ответить на следующие вопросы:

Какой нужен стабилизатор напряжения — однофазный или трехфазный?

При однофазной сети (220В) вопросов не возникает.

В случае трехфазной сети (380В) возможны варианты:

Если при наличии трехфазной сети есть хотя бы один трехфазный потребитель, то необходимо установить трехфазный стабилизатор напряжения. Если же все потребители однофазные, в большинстве случаев лучше подобрать три однофазных стабилизатора. Как правило, это обходится дешевле. Но есть и еще одно серьезное преимущество. Этот вариант позволяет обойти особенность трёхфазных стабилизаторов, а именно отключение всего устройства при исчезновении напряжения на одной из фаз.

Нужно ли ставить отдельные стабилизаторы напряжения на разные потребители, или лучше поставить один на все?

Если вам необходимо защитить какой-то определенный потребитель, будет достаточно одного стабилизатора соответствующей мощности. Если же вы хотите обезопасить максимальное количество электроприборов, то можно, конечно, поставить на каждый прибор свой, отдельный стабилизатор, но это не очень удобно, а финансово — и не очень выгодно. В этом случае лучше будет установить один общий стабилизатор напряжения на все потребители. Хотя существуют и другие варианты. Например, выделить определенную группу электроприборов, которые наиболее критически относятся к перепадам напряжения.

Какой мощности нужен стабилизатор напряжения?

Для правильного выбора модели стабилизатора напряжения необходимо определить сумму мощностей (Вт) всех потребителей, нуждающихся одновременно в снабжении электроэнергией.

При подсчете мощности, потребляемой устройством, следует учитывать, так называемую, полную мощность. Полная мощность — это вся мощность, потребляемая электроприбором. Она состоит из активной мощности и реактивной мощности, в зависимости от типа нагрузки. Активная мощность всегда указывается в ваттах (Вт), полная — в вольт-амперах (ВА). Устройства — потребители электроэнергии зачастую имеют как активную, так и реактивную составляющие нагрузки.

Активная нагрузка.

У этого вида нагрузки вся потребляемая энергия преобразуется в тепло. У некоторых устройств данная составляющая является основной. К таким устройствам относятся лампы накаливания, обогреватели, электроплиты, утюги и т. п. Если их указанная потребляемая мощность составляет 1 кВт, для их питания достаточно стабилизатора мощностью 1кВА.

Реактивные нагрузки.

Все остальные. Они, в свою очередь, подразделяются на индуктивные и емкостные.

Важно! Необходимо учитывать, что электродвигатели имеют пусковые токи и мощность стабилизатора при использовании асинхронных двигателей, компрессоров, насосов должна в 3-5 раз превышать номинальную мощность потребителей. Также желательно принимать во внимание, что заводы производители рекомендуют устанавливать стабилизаторы напряжения с запасом мощности 20-30%.

лучших регуляторов напряжения (обзор и руководство по покупке) 2021 года

Вы можете не задумываться о том, что происходит, когда ваша электроника подключена к электросети, когда аккумулятор вашего автомобиля заряжается от генератора или когда включается ваш сотовый телефон. Но во всех этих электрических процессах задействован один важный инструмент: регулятор напряжения. Эти часто незамеченные устройства отвечают за правильное функционирование всех видов электрических устройств, даже если выходная мощность колеблется. Стабилизатор напряжения обеспечивает постоянное, фиксированное выходное напряжение для устройств, даже при изменении нагрузки или входного напряжения.Он защищает ваши вещи от повреждений и потенциальных проблем с электричеством.

Существует множество различных типов регуляторов напряжения для удовлетворения любых потребностей в электричестве. Вы можете выбирать между различными типами импульсных регуляторов или линейных регуляторов напряжения, и есть регуляторы для каждого электрического элемента, о котором вы только можете подумать. Если вам нужен регулятор напряжения, ознакомьтесь с некоторыми из лучших вариантов ниже.

Преимущества регуляторов напряжения

• Ограниченное обслуживание. С регулятором напряжения вам не нужно слишком часто проводить техническое обслуживание. Как только он будет установлен, вы можете оставить свои устройства подключенными к портам, время от времени проверяя индикаторы. Пока вы размещаете его правильно, это требует очень мало внимания.
• Коррекция напряжения. Главное преимущество регулятора в том, что он корректирует напряжение на ваших устройствах. Принимая входное напряжение и пропуская его через резисторы, устройство может оптимизировать количество электричества, которое выдает ваше устройство.Это защищает вашу электронику и помогает ей работать лучше.
• Защита от перенапряжения. Большинство регуляторов напряжения служат защитой от перенапряжения, защищая ваши устройства от скачков напряжения. Пока вы проверяете рейтинг самого устройства, вы можете быть уверены, что оно не будет повреждено избыточным электричеством.
• Несколько вариантов для устройств переменного и постоянного тока. Вы можете найти регуляторы напряжения, которые работают как с устройствами переменного, так и постоянного тока.В то время как большинство моделей постоянного тока подключаются вручную, модели переменного тока включают в себя плагины для подключения вашей технологии.
• Защитите свои устройства. Основная цель регуляторов напряжения — защита чувствительной электроники от повреждений, связанных с пониженным или повышенным напряжением, перегревом и скачками напряжения. Он оптимизирует поток для всех типов технологий без какого-либо надзора.

Типы регуляторов напряжения

Линейный регулятор

Этот тип регулятора напряжения работает с низким КПД; он использует усилитель с высоким коэффициентом усиления для управления выходом, управляя устройством активного прохода.Он регулирует напряжение, сравнивая образец выходного сигнала с внутренним напряжением. Как правило, эти регуляторы относительно просты и очень доступны. Основываясь на выходном и входном конденсаторах, они чаще всего используются в системах постоянного тока.

Импульсный регулятор

Работая с высоким КПД, они обычно имеют более сложную конструкцию, чем их линейные аналоги. Благодаря включению нескольких контуров управления и повышающих преобразователей, электрический поток проходит через несколько настроек проводки для оптимизации выхода.Как правило, они имеют КПД более 95 процентов — прямой результат переключения источника питания между резисторами, конденсаторами и катушками индуктивности. Это приводит к хорошо регулируемому электроснабжению, что делает их лучшими для чувствительной электроники.

Ведущие бренды

APC

Открыв свои двери в 1981 году, American Power Conversion Corporation начала уделять особое внимание технологической инфраструктуре и управлению данными. В нем работает группа уважаемых инженеров, которые продолжают совершенствовать электронные устройства, в том числе регуляторы напряжения и аксессуары для охлаждения.Один из лучших вариантов — автоматический регулятор напряжения APC LE1200.

Drok

Компания с корнями в Китае, это международный розничный торговец продуктами питания. Сосредоточившись на создании высококачественных регуляторов, преобразователей и вольтметров для любого бюджета, компания делает качественную электронику доступной на международном уровне. Среди его лучших вариантов — понижающий модуль постоянного тока.

• Менее 20 долларов США: В этом диапазоне вы можете найти достаточно простые регуляторы напряжения, обычно требующие ручной настройки при установке постоянного тока.Несмотря на то, что они полезны, их установка наиболее утомительна.
• Между 20 и 50 долларами: Многие регуляторы напряжения попадают в эту категорию, причем большинство из них линейного типа. Обычно они очень простые, хотя вы можете найти их как для переменного, так и для постоянного тока.
• От 50 долларов США и выше: В моделях этой категории часто используется технология коммутации, которая, хотя и дороже, но и более точна. Хотя эти регуляторы требуют более значительных инвестиций, они более надежны и проще в установке.

Основные характеристики

Диапазон напряжений

Эта функция относится как к входному, так и к выходному напряжению регулятора, важна для его производительности. Внутренний чип построен так, чтобы выдерживать определенный диапазон напряжений, разницу между входом и выходом. Выходные параметры обычно составляют 12 или 24 вольт, хотя они могут быть и выше. Входное напряжение может изменяться в зависимости от источника электрического тока. Критерии использования этой функции различаются в зависимости от устройства, поэтому при оценке качества вашего регулятора смотрите спецификации.

Допустимая мощность

При работе с линейным регулятором разница между входом и выходом преобразуется в тепловую энергию. Если потребляемая мощность номинальная, то нагрев не является проблемой. Однако увеличение силы тока может привести к перегреву. Простое решение — выбрать импульсный регулятор; однако, если это невозможно или существуют бюджетные ограничения, просто проверьте потребляемую мощность. Это измерение, измеряемое в ваттах, позволит вам узнать, какие устройства можно безопасно регулировать.

Падение напряжения

Это наименьшее значение буферного напряжения между входным и выходным счетчиками. Например, если у вас есть вход 12 вольт и выход 7 вольт, вам необходимо минимальное падение напряжения в пять вольт. Однако, если выходное напряжение упадет ниже 7 вольт, вам понадобится более существенное падение напряжения. Обратите особое внимание на эту функцию, если вы работаете с устройствами с небольшими различиями между входом и выходом. В этом случае обратите внимание на установки с малым падением или сверхнизким напряжением.

Прочие соображения

• Чувствительность. После того, как вы определили, что ваш регулятор обладает всеми основными функциями, вы можете перейти к другим вопросам. Вверху списка должно быть указано, насколько чувствительны ваши устройства. Если вы имеете дело с современными телефонами, медицинским оборудованием или другими важными предметами, важно проверить показатель отсева. Кроме того, использование регулятора на этих устройствах может привести к дополнительному шуму, который может быть неприятным.
• Шум. Любая техника имеет немного шума, особенно если учесть разницу в тепле и получаемые звуки. Если это вызывает беспокойство, например, если вы устанавливаете регулятор в тихом офисе, вы можете выбрать LDO (регулятор с низким падением напряжения), чтобы смягчить проблему.
• Ответ. Это относится к требовательным техническим приложениям, таким как компьютеры и принтеры (устройства, которые вызывают множество проблем с регуляторами). Думайте об этом как о любой технологии, которая, если она отстает, вы заметите. Если это применимо, то поищите специальные регуляторы, предназначенные для оптимизации скорости отклика и повышения качества обслуживания.
• Защитные элементы. Цель регулятора напряжения — оптимизировать работу вашей электроники. Дополнительные функции, такие как защита от перенапряжения и защита от перегрева, дают вам дополнительную ценность. Они продлевают срок службы вашей электроники и улучшают общую ценность самого регулятора.

Обзоры и рекомендации лучших регуляторов напряжения 2021

Советы

• Разместите регулятор напряжения в хорошо вентилируемом месте, чтобы предотвратить перегрев.
• Если вы ставите его в тихое место, проверьте падение напряжения, чтобы избежать проблем.
• Выберите подходящий тип регулятора в зависимости от вашего устройства.
• Выходной сигнал ниже, чем входной, можно рассчитывать на линейный регулятор — в противном случае вам понадобится импульсный стабилизатор.
• Держите его запыленным и чистым, чтобы мусор не попал в схему.
• По возможности храните его в прохладном и сухом месте, чтобы предотвратить повреждение.
• Не используйте регулятор круглосуточно, чтобы ограничить износ.
• Не торопитесь во время настройки, поскольку при правильной сборке регуляторы требуют ограниченного обслуживания.

Часто задаваемые вопросы:

В: Что такое регулятор напряжения и как он работает?

Стабилизатор напряжения — это технология, которая регулирует напряжение до фиксированного значения и поддерживает его, независимо от того, колеблется ли входное напряжение. Он поддерживает мощность на уровне, совместимом с другими электрическими частями устройства.

В: Для чего используются регуляторы напряжения?

Регуляторы напряжения используются для любого оборудования, которое может работать только при напряжении в заданном диапазоне.Вы можете использовать их для чувствительных устройств, таких как сотовые телефоны, а также в промышленных и коммерческих условиях.

В: Каковы симптомы неисправного регулятора напряжения?

Признаки неисправного регулятора напряжения включают высокое или низкое выходное напряжение, выходящее за рамки спецификации регулятора. Проверьте, нет ли проблем со световыми индикаторами (тусклые или мерцающие). Если нет выходного напряжения, это хороший признак того, что ваш регулятор не работает.

Последние мысли

Теперь, когда вы знаете все тонкости выбора лучших регуляторов напряжения, вы можете сделать свой выбор.Это может быть автоматический регулятор напряжения APC Line-R или, по нашему мнению, понижающий понижающий регулятор напряжения с регулируемым понижающим преобразователем DROK.

Как выбрать лучший стабилизатор напряжения для моей схемы?

Конференция APEC по энергетике является одновременно образовательной конференцией и выставкой поставщиков. Путешествие по выставочному залу 19 марта ^-го дало большую уверенность в превосходстве, еще больше подчеркнув, что конференция APEC является главным событием в области силовой электроники.

Мой пресс-паспорт позволил мне проникнуть на выставку пораньше, чтобы я мог сделать несколько снимков стенда EPC, прежде чем он будет занят (рис.1 и 2) .

1. На стенде EPC на APEC 2019 было несколько отличных демонстраций и эталонных проектов.

2. Преобразователь 3 кВт, 48 в 12 В с использованием транзисторов EPC GaN.

EPC — компания, основанная бывшим президентом International Rectifier Алексом Лидоу (рис. 3). Он намеревался создать коммерческий, практичный высокоскоростной транзистор на основе GaN (нитрида галлия) для силовых приложений.

3.Алекс Лидоу, основатель EPC, объясняет преимущества своих высокоскоростных транзисторов на основе GaN-на-кремнии.

Для этого Лидоу использовал кремниевую подложку для слоев GaN. Это означает, что пластины могут изготавливаться на обычном оборудовании для обработки кремния. Вдобавок Лидоу считал важным сделать транзисторы GaN улучшенного типа, то есть нормально выключенными. Некоторые компании производят устройства с режимом истощения, но Лидоу считает, что они незнакомы большинству энергетиков. Наконец, Лидоу решил заставить свои устройства на основе GaN работать при умеренных напряжениях, от 15 до 200 В.Это не пытается конкурировать ни с высоковольтными возможностями SiC (карбид кремния) транзисторов, ни с очень дешевыми низковольтными полевыми МОП-транзисторами.

4. Крис Джованниелло демонстрирует свое силовое реле MEMS.

Полупроводники — это здорово, но иногда физические переключатели — лучший способ справиться с питанием. Именно поэтому Menlo Micro разработала линейку реле MEMS (микроэлектромеханических систем). МЭМС десятилетиями использовались в радиочастотном переключении. Они имеют низкое сопротивление и очень контролируемый импеданс, что очень важно для ВЧ сигналов.Микросхемы силовых реле MEMS, производимые Menlo Micro, отличаются номинальным током 8 А и номинальным напряжением 120 В. Чип меньше ногтя. Крис Джованниелло, соучредитель, старший вице-президент по разработке продуктов (рис. 4), по праву гордится этим достижением. Одно из приложений — замена твердотельных реле в силовых установках (рис. 5) .

5. Реле MEMS от Menlo Micro могут заменить механические и твердотельные реле (SSR).

Компании всех размеров

В то время как все крупные компании, производящие силовые полупроводники, приезжают в АТЭС, вы также можете увидеть несколько небольших компаний с интересными технологиями. Захид Рахим, вице-президент по маркетингу Silanna Semiconductor, демонстрировал свой эталонный дизайн с фиксированным обратным ходом (рис. 6) . У них на выставке был дизайн, подключенный к сетевому напряжению. Там они смогли провести измерения эффективности, которые показали улучшение на 2% при типичных нагрузках. Это действительно большое дело — выжать даже 0.Улучшение на 5% за счет обратного хода — большое достижение. Снижение потерь мощности, вероятно, означает меньшие EMI ​​(электромагнитные помехи), более легкие требования к охлаждению и более низкие счета за электроэнергию для потребителей. Улучшение на 2% при 90% -ном КПД означает, что потери увеличиваются с 10% до 8%, поэтому думайте об этом как о 20% -ном улучшении того, что имеет значение.

6. Захид Рахим из Силанны держит на ладони свой референсный дизайн с активным зажимом.

Я восхищаюсь Кри, отличной компанией из Северной Каролины.Они всегда лидировали в материалах с широкой запрещенной зоной. Хотя эта компания больше всего известна своими потребительскими светодиодными лампами, она также пользуется уважением в производстве ВЧ-транзисторов и других силовых устройств. Теперь новый генеральный директор Грег Лоу продает осветительный бизнес и делает упор на полупроводниковую часть компании. По иронии судьбы, Кри создал бренд Wolfspeed, когда предыдущий генеральный директор хотел продать бизнес по производству транзисторов. Эта сделка была отклонена правительством, что, вероятно, было благословением для Кри. Гай Мокси (рис.7) объяснил большой потенциал карбидокремниевых (SiC) транзисторов Wolfspeed в быстрорастущих электромобилях, солнечной, ветровой и промышленной энергетике.

7. Гай Мокси из подразделения Wolfspeed компании Cree рядом с эталонной конструкцией SiC на 60 кВт.

Появление практичных электромобилей дальнего действия, а также мягких гибридных электромобилей (mHEV) создает потребность в практических системах для моделирования и разработки систем электропривода.На стенде dSPACE Торстен Опперманн (Рис. 8) , менеджер по работе с клиентами, продемонстрировал как программное обеспечение, так и оборудование, которое dSPACE предлагает в помощь производителям автомобилей и подсистем (Рис. 9) .

8. Торстен Опперманн из dSPACE рассказал о своих автомобильных системах моделирования и тестирования.

9. Эта высоковольтная электронная нагрузка от dSPACE может имитировать двигатель и аккумулятор в электромобиле.

Магнитные материалы — фундаментальный строительный блок силовых электрических систем.Standex Electronics — известный производитель силовых магнетиков, датчиков, реле и герконов. Крис Риккарделла, инженер по полевым приложениям, магнетик, работал в кабине Standex (рис. 10) .

10. Крис Риккарделла из Standex Magnetics рассказал о широком ассортименте продукции компании.

Helix Semiconductors производит микросхемы с накачкой заряда на переключаемых конденсаторах. Эти высоковольтные зарядные насосы могут создавать интегральные передаточные отношения выпрямленного сетевого напряжения.Джефф Соренсен, старший главный инженер по приложениям (рис.11), продемонстрировал микросхемы Helix, которые также могут обеспечивать питание оптопар с обратной связью на вторичной стороне, а также изоляцию высоковольтных линий за счет использования конденсаторов с номиналом X или Y .

11. Джефф Соренсен из Helix Semiconductor присутствовал с демонстрацией своей линейки высоковольтных ИС с накачкой заряда.

У Microchip был отличный стенд на APEC (Рис. 12) .Несколько станций на стенде показывают, сколько силовых приложений можно использовать с продуктами Microchip.

12. Стенд Microchip на APEC 2019 был переполнен весь день.

Некоторыми интересными приложениями были системы управления двигателями (рис. 13) , стабилизатор напряжения LDO (низкое падение напряжения) с блокировкой пульсаций (рис. 14) и демонстрация PFC (коррекция коэффициента мощности) мощностью 30 кВт. с использованием SiC-транзисторов Microchip (рис.15) . Я был удивлен, что компания, известная своими микроконтроллерами PIC, имела устройства питания.Затем специалист по маркетингу Microchip Надин Кастильо напомнила мне, что они купили Microsemi несколько лет назад.

13. Патрик Хит рассказал о некоторых обширных аппаратных средствах и прошивках Microchip для управления двигателями.

14. LDO с блокировкой пульсаций Microchip может очищать выходной сигнал линейных и импульсных регуляторов.

15. Джейсон Чианг из Microchip демонстрирует эталонную трехфазную схему с коррекцией коэффициента мощности (PFC) мощностью 30 кВт.

Выставочная площадка APEC 2019 — это не просто стенды. Был театр, где целый день проходили интересные презентации. ROHM’s Mitch Van Ochten (рис. 16) . представил один, посвященный автомобильным SiC-транзисторам, организованный хорошими людьми из Mouser Electronics.

16. Митч Ван Охтен из ROHM выступил с прекрасной презентацией SiC-транзисторов в демонстрационном зале Mouser.

Ametherm — еще одна компания, которая производит строительные блоки для силовой электроники.На стенде компании был Мехди Самии, вице-президент по проектированию (рис. 17) , демонстрирующий лишь некоторые из своих многочисленных продуктов (рис. 18) .

17. Mehdi Samii от Ametherm представлял линейку ограничителей пускового тока с отрицательным температурным коэффициентом (NTC).

18. Ограничители броска тока Ametherm — это простой и надежный способ защиты силовых цепей.

Renesas — крупное имя в сфере силовой электроники, у которого на выставке APEC 2019 был загружен стенд (рис.19) . Компания продемонстрировала систему управления двигателем для пылесоса, в котором используется бесщеточный двигатель постоянного тока (BLDC) для достижения значительного повышения эффективности. Помимо управления двигателем, у Renesas есть микросхемы и устройства для радиационно-стойких (радиационно-жестких) спутниковых устройств на основе GaN и наземного приложения для управления питанием в промышленных, серверных и двунаправленных аккумуляторных системах. Renesas приобрела Intersil, которая только увеличила его мощность и расширила возможности для операционных усилителей.

19.Стенд Renesas был забит людьми, проверявшими его силовые и моторные компоненты.

Стенд Tamura привлек внимание чистым дизайном и логичной компоновкой (Рис. 20) . Tamura производит силовые, коммутационные и импульсные трансформаторы. Он также производит трансформаторы для измерения тока, дроссели, реакторы и сборки панелей.

20. Стенд Tamura был чистым и привлекательным.

Я закончил свой день на стенде Silicon Labs (рис.21) . Брайан Миркин объяснил их изолированный модулятор дельта-сигма, который может передавать аналоговый сигнал через границы высокого напряжения. Он также представил преобразователь LLC (индуктор-индуктор-конденсатор) мощностью 20 кВт, разработанный совместно с дистрибьютором Arrow Electronics (рис. 22) . Arrow десятилетиями отстаивал эталонные проекты, и приятно видеть, что Silicon Labs вносит свой вклад в эти разработки.

21. Брайан Миркин из Silicon Labs с их эталонным дизайном изолированного дельта-сигма-модулятора.

22. Дистрибьютор Arrow Electronics работала с Silicon Labs над созданием эталонного проекта блока питания LLC на 20 кВт.

На выходе из выставочного зала APEC 2019 я наткнулся на трогательную сцену, где папа со своим сыном (рис. 23) . Было здорово увидеть человека, который знал, как важно не отставать от силовой электроники и поддерживать интерес и образование своих детей. Не ждите, что я скучаю по поводу «молодых людей сегодня».«Пока есть такие папы, молодые люди будут жить прекрасно, превзойдя все достижения нас, старых динозавров.

23. Папа с маленьким сыном хорошо проводят время на APEC 2019.

Как правильно выбрать регулятор (ы) напряжения для вашей конструкции

В этой статье показано, как выбрать лучший тип стабилизатора напряжения для вашего конкретного электронного продукта.

Вероятно, более 90% продукции требуют регулятора напряжения того или иного типа, что делает их одними из наиболее часто используемых электрических компонентов.

Если у вас нет возможности работать напрямую от напряжения батареи или внешнего адаптера постоянного / переменного тока, требуется стабилизатор напряжения. Скорее всего, потребуется несколько регуляторов напряжения.

Эта статья — ваше руководство по выбору регулятора (ов) напряжения для вашей конструкции. Мы расскажем обо всем, от определения того, какой тип регулятора напряжения вам нужен, до выбора того, который соответствует вашим конкретным требованиям.

Выбор необходимого регулятора

Первым шагом при выборе правильного регулятора напряжения является определение входного напряжения, выходного напряжения и максимального тока нагрузки.

Несмотря на то, что существует множество других спецификаций, эти три помогут вам начать работу и помогут сузить круг необходимого вам регулятора.

можно разделить на две широкие классификации:

• Понижающий : Выходное напряжение ниже входного
• Повышающий : Выходное напряжение больше входного

Знание входного и выходного напряжения поможет вам легко решить, к какой группе относится ваш регулятор.

Регуляторы напряжения, которым требуется выходное напряжение меньше входного, являются наиболее распространенным типом регуляторов напряжения. Например, вы вводите 5 В и выдает 3,3 В, или вы вводите 12 В и выдает 5 В.

Вам необходимо рассмотреть два типа регуляторов:

• Линейные регуляторы : простые, дешевые и бесшумные, но могут иметь низкую энергоэффективность. Линейные регуляторы способны только понижать напряжение.
• Импульсные регуляторы : Высокая энергоэффективность, но более сложная и дорогая, с большим шумом на выходе.Импульсные регуляторы могут использоваться как для понижения, так и для повышения напряжения.

Если вам требуется выходное напряжение ниже входного, начните с линейного регулятора, а не импульсного регулятора.

Рисунок 1. Линейный регулятор использует транзистор и контур управления с обратной связью для регулирования выходного напряжения. Линейный регулятор может производить только выходное напряжение ниже входного.

намного дешевле и проще в использовании, чем импульсные регуляторы, поэтому они, как правило, должны быть вашим первым выбором.

Единственный случай, когда вы не хотите использовать линейный стабилизатор, — это если рассеиваемая мощность слишком велика или вам нужно повысить напряжение.

Определение рассеиваемой мощности

Хотя линейные регуляторы дешевы и просты в использовании, основным недостатком является то, что они могут тратить много энергии. Это может вызвать чрезмерный разряд батареи, перегрев или повреждение продукта.

Если у вас есть аккумулятор, мощность которого расходуется на тепло, аккумулятор разряжается быстрее.Если это не аккумулятор, но он по-прежнему выделяет значительное количество тепла, это может вызвать другие проблемы с вашей конструкцией.

Фактически, при определенных условиях линейный регулятор может выделять столько тепла, что фактически разрушает себя. Очевидно, вы этого не хотите.

При использовании линейного регулятора начните с определения того, сколько мощности будет рассеиваться регулятором.

Для линейных регуляторов используйте уравнение:

Мощность = (Входное напряжение — Выходное напряжение) x Ток (Уравнение 1)

Можно предположить, что выходной ток (также называемый током нагрузки) примерно такой же, как входной ток для линейных регуляторов.

На самом деле, входной ток равен выходному току плюс ток покоя, который потребляет линейный регулятор для выполнения функции регулирования.

Однако для большинства регуляторов ток покоя чрезвычайно мал по сравнению с током нагрузки, поэтому достаточно предположить, что выходной ток равен входному току.

Как видно из уравнения 1, если у вас большой перепад напряжения (Vin — Vout) на регуляторе и / или большой ток нагрузки, то ваш регулятор будет рассеивать большое количество энергии.

Например, если на входе 12 В, а на выходе 3,3 В, разность напряжений будет рассчитана как 12 В — 3,3 В = 8,7 В.

Если ток нагрузки составляет 1 ампер, это означает, что регулятор должен рассеивать 8,7 Вт мощности. Это огромная потеря мощности, с которой не справится любой линейный регулятор.

Если, с другой стороны, у вас есть высокий перепад напряжения, но вы используете ток нагрузки всего в несколько миллиампер, тогда мощность будет небольшой.

Например, в приведенном выше случае, если вы теперь используете ток нагрузки только 100 мА, рассеиваемая мощность упадет до 0,87 Вт, что гораздо более приемлемо для большинства линейных регуляторов.

При выборе линейного регулятора недостаточно просто убедиться, что входное напряжение, выходное напряжение и ток нагрузки соответствуют спецификациям регулятора.

Например, у вас есть линейный регулятор, рассчитанный на 15 В и ток 1 А. Вы думаете: «Хорошо, если это так, я могу подать на вход 12 В, взять 3.3 В на выходе и запустить его при 1 А, не так ли? »

Неправильно! Вы должны убедиться, что линейный регулятор может выдерживать даже такое количество мощности. Способ сделать это — определить, насколько сильно нагреется регулятор, в зависимости от мощности, которую он должен рассеять.

Для этого сначала рассчитайте, сколько мощности будет рассеивать линейный регулятор, используя уравнение 1 выше.

Во-вторых, посмотрите в таблице данных регулятора в разделе «тепловые характеристики» параметр под названием «Theta-JA», выраженный в единицах ° C / Вт (° C на ватт).

Theta-JA указывает на количество градусов, на которое микросхема будет нагреваться выше температуры окружающего воздуха, на каждый ватт мощности, которую он должен рассеять.

Просто умножьте рассчитанную рассеиваемую мощность на Theta-JA, и вы узнаете, насколько сильно этот линейный регулятор будет нагреваться при такой мощности:

Мощность x Theta-JA = Температура выше окружающей (Уравнение 2)

Допустим, ваш регулятор соответствует спецификации Theta-JA 50 ° C на ватт.Это означает, что если ваш продукт рассеивает:

• 1 ватт, он нагреется до 50 ° C.
• 2 Вт нагреется до 100 ° С.
• ½ Вт нагревается до 25 ° C.

Важно отметить, что рассчитанная выше температура представляет собой разницу температур выше температуры окружающего воздуха.

Допустим, вы подсчитали, что при ваших условиях питания регулятор будет рассеивать 2 Вт мощности. Вы умножаете это на Theta-JA, и вы определяете, что он нагреется до 100 ° C.

Здесь важно не забыть добавить температуру окружающего воздуха. Комнатная температура обычно составляет 25 ° C. Следовательно, вы должны добавить 25 ° C к 100 ° C. Теперь у вас температура 125 ° C.

125 ° C — это максимальная температура, на которую рассчитано большинство электронных компонентов, поэтому вы никогда не захотите намеренно превышать 125 ° C.

Обычно вы не повредите свой продукт, пока не достигнете температуры примерно от 170 ° C до 200 ° C. К счастью, у большинства регуляторов также есть тепловое отключение, которое срабатывает при температуре около 150 ° C, поэтому они отключатся до того, как вызовут какие-либо повреждения.

Однако некоторые регуляторы не имеют теплового отключения, поэтому вы можете повредить их, если они рассеивают слишком много энергии.

В любом случае, вы не хотите, чтобы ваш продукт постоянно перегревался и ему приходилось отключаться, чтобы остыть.

Также следует учитывать, что температура воздуха не всегда может быть 25 ° C.

Допустим, ваш регулятор все еще нагревается до 100 ° C под нагрузкой, но теперь температура окружающей среды составляет 50 ° C (например, в закрытой машине в жаркий летний день).

Теперь у вас 50 ° C плюс 100 ° C и температура до 150 ° C при загрузке. Вы превысили указанную максимальную температуру и находитесь на грани срабатывания теплового отключения.

Очевидно, этого следует избегать. Эксплуатация регулятора таким образом, чтобы он регулярно превышал заданную температуру 125 ° C, может не вызвать немедленного повреждения, но может сократить срок службы компонента.

Регуляторы с малым падением напряжения (LDO)

В некоторых случаях линейные регуляторы могут быть чрезвычайно эффективными, потребляя очень мало энергии.Это происходит, когда они работают с очень низким входным напряжением к выходному напряжению.

Например, если Vin — Vout составляет всего 300 мВ, то даже при токе нагрузки 3 А рассеиваемая мощность составляет всего 0,9 Вт, что является достаточно низкой мощностью, чтобы выдерживать нагрузку большинством регуляторов.

Минимальный дифференциал Vin-Vout, с которым может работать линейный регулятор, называется падением напряжения. Если разница между Vin и Vout падает ниже напряжения отключения, то регулятор находится в режиме отключения.

Регулятор в режиме отпускания просто выглядит как небольшой резистор от входа к выходу. Это означает, что выход, по сути, просто соответствует входному питанию, и на самом деле никакое регулирование не выполняется.

В большинстве случаев вы не хотите использовать линейный регулятор в режиме отключения. Это ни в коем случае не повредит чему-либо, но вы потеряете многие преимущества регулятора.

Например, если у вас много шума на входе, он обычно будет отфильтрован линейным регулятором.Однако эта фильтрация не будет происходить в режиме отключения, поэтому весь шум входного источника питания передается прямо на выходное напряжение.

Причина, по которой стабилизаторы с малым падением напряжения так полезны, заключается в том, что они позволяют управлять регулятором с очень малой рассеиваемой мощностью. Это связано с тем, что линейный регулятор наиболее эффективен, когда разница между Vin и Vout небольшая.

Многие старые линейные регуляторы имели очень высокое падение напряжения. Например, популярные стабилизаторы серии 7800 имеют паспортное напряжение 2 В.Это означает, что входное напряжение должно быть как минимум на 2 В выше выходного напряжения.

Рис. 2. Старые трехконтактные линейные регуляторы требуют большего перепада напряжения Vin-Vout и, следовательно, расходуют больше энергии, чем более новые регуляторы LDO.

Хотя 2 В — это не так уж и много, если вы пропускаете через этот регулятор ток в 1 ампер и у вас есть разница в 2 В, то это 2 Вт энергии, теряемой зря.

Регуляторы LDO нового поколения могут иметь очень низкое падение напряжения менее 200 мВ при полной нагрузке.

LDO, работающий только с перепадом напряжения 200 мВ, может пропускать в 10 раз больше тока при той же рассеиваемой мощности, что и линейный стабилизатор, работающий с перепадом напряжения 2 В. Таким образом, 1 ампер тока с дифференциалом Vin-Vout 200 мВ соответствует лишь 0,2 Вт рассеиваемой мощности.

Краткое описание линейных регуляторов

Линейные регуляторы полезны, если:

• Разница между входным и выходным напряжением мала
• У вас низкий ток нагрузки
• Требуется исключительно чистое выходное напряжение
• Вам нужно сделать дизайн максимально простым и дешевым

Как мы обсудим дальше, импульсные стабилизаторы создают много шума на выходе и могут создавать нечеткое выходное напряжение.

Это может быть приемлемо для некоторых приложений, но во многих случаях требуется очень чистое напряжение питания. Например, при генерации напряжения питания для аналого-цифрового преобразователя или какой-либо звуковой схемы.

Таким образом, линейные регуляторы не только проще в использовании, но и обеспечивают гораздо более чистое выходное напряжение по сравнению с импульсными регуляторами, без пульсаций, всплесков или шума любого типа.

Таким образом, если рассеиваемая мощность не слишком велика или вам не требуется повышающий регулятор, линейный регулятор будет вашим лучшим вариантом.

Импульсные регуляторы

Импульсные регуляторы намного сложнее для понимания, чем линейные регуляторы. Линейный регулятор основан на силовом транзисторе, который регулирует величину тока, разрешенного для подачи на выход.

ПРИМЕЧАНИЕ: Обязательно загрузите бесплатное руководство в формате PDF 15 шагов для разработки нового электронного оборудования .

Если система управления линейного регулятора определяет, что выходное напряжение ниже, чем должно быть, то от входа к выходу может проходить больший ток.И наоборот, если обнаруживается, что выходное напряжение выше, чем должно быть, регулятор позволит меньшему току течь от входа к выходу, действуя таким образом, чтобы снизить выходное напряжение.

С другой стороны, импульсные регуляторы используют катушки индуктивности и конденсаторы для временного хранения энергии перед передачей ее на выход.

В этом уроке я проектирую печатную плату, используя простой линейный регулятор, а в этом более глубоком курсе я проектирую индивидуальную плату, используя более сложный импульсный стабилизатор.

Существует два основных типа импульсных регуляторов: повышающий и понижающий.

Понижающий импульсный стабилизатор также называется понижающим стабилизатором и, как линейный регулятор, выдает выходное напряжение ниже входного.

Рис. 3. Понижающий импульсный стабилизатор использует катушку индуктивности в качестве временного накопителя энергии для эффективного создания выходного напряжения ниже входного.

Если вы начали планировать использование линейного регулятора (понижающего), но определили, что рассеиваемая мощность слишком велика, тогда вам следует использовать понижающий импульсный стабилизатор.

В то время как повышающий импульсный стабилизатор создает выходное напряжение, превышающее входное, и называется повышающим регулятором.

Импульсные регуляторы очень эффективны, даже при очень больших разностях между входом и выходом.

КПД равен выходной мощности, деленной на входную. Это отношение того, какая часть мощности от входа поступает на выход.

КПД = Pout / Pin = (Vout x Iout) / (Vin x Iin) (Уравнение 3)

Уравнение эффективности то же самое для линейного регулятора.Однако, поскольку выходной ток равен входному току для линейного регулятора, уравнение 3 упрощается до простого:

КПД (линейный регулятор) = Vout / Vin (уравнение 4)

Например, предположим, что у вас на входе 24 В, а на выходе необходимо 3 В при токе нагрузки 1 А. Если бы это был линейный регулятор, он работал бы с чрезвычайно низким КПД, и почти вся мощность рассеивалась бы в виде тепла.

КПД линейного регулятора будет только 3 В / 24 В = 12.5%. Это означает, что только 12,5% мощности от входа поступает на выход. Остальные 87,5% передаваемой мощности теряются в виде тепла!

С другой стороны, импульсные регуляторы обычно имеют КПД 90% или больше, независимо от разницы между входным и выходным напряжениями. Для импульсного регулятора около 90% мощности передается на выход и только 10% тратится впустую.

Только когда Vin и Vout близки друг к другу, линейный регулятор может сравниться по эффективности с импульсным регулятором.

Например, если у вас входное напряжение 3,6 В (напряжение литий-полимерной батареи), а на выходе выдается 3,3 В, то линейный регулятор будет иметь КПД 3,3 В / 3,6 В = 91,7%.

Повышающие регуляторы напряжения

В большинстве случаев выходное напряжение будет ниже входного. В этом случае следует использовать линейный регулятор или понижающий импульсный стабилизатор, как обсуждалось.

Однако есть и другие случаи, когда вам может потребоваться выходное напряжение выше входного.Например, если у вас аккумулятор 3,6 В и вам нужно питание 5 В.

Рис. 4. В повышающем импульсном стабилизаторе катушка индуктивности используется в качестве временного накопительного элемента для эффективного создания выходного напряжения, превышающего входное.

Многие новички в электронике удивляются, узнав, что можно генерировать более высокое напряжение из более низкого напряжения. Для выполнения этой функции необходим импульсный регулятор, называемый повышающим регулятором.

В отличие от линейных регуляторов выходной ток импульсного регулятора не равен входному току. Вместо этого вы должны смотреть на входную мощность, выходную мощность и эффективность.

Рассчитаем входной ток для повышающего регулятора. Предположим, что входное напряжение составляет 3 В, выходное напряжение составляет 5 В, выходной ток составляет 1 А, а энергоэффективность составляет 90% (как указано в таблице данных).

Чтобы выяснить это, нам нужно использовать небольшую базовую алгебру для уравнения 3, чтобы найти входную мощность:

Pin = Pout / КПД (Уравнение 5)

Мы знаем, что эффективность составляет 90% (или 0.90), и мы знаем, что выходная мощность составляет 5 В x 1 А = 5 Вт. Мы можем рассчитать, что входная мощность составляет 5 Вт / 0,9 = 5,56 Вт.

Поскольку входная мощность составляет 5,56 Вт, а выходная мощность 5 Вт, это означает, что регулятор рассеивает только 0,56 Вт.

Далее, поскольку мы знаем, что мощность равна напряжению, умноженному на ток, это означает, что входной ток равен:

Входной ток = 5,56 Вт / Vin = 5,56 Вт / 3 В = 1,85 A (Уравнение 6)

Для повышающего регулятора входной ток всегда будет выше, чем выходной ток.С другой стороны, входной ток понижающего регулятора всегда будет меньше выходного тока.

Понижающие регуляторы

Допустим, вы питаете свой продукт от двух последовательно соединенных батареек AA. При полной зарядке две батареи AA могут выдавать около 3,2 В, но когда они почти полностью разряжены, они выдают только 2,4 В.

В этом случае напряжение вашего источника питания может находиться в диапазоне от 2,4 В до 3,2 В.

Теперь предположим, что вам нужно выходное напряжение ровно 3 В независимо от состояния батарей.Когда батареи полностью заряжены (выходное напряжение 3,2 В), вам необходимо понизить напряжение батареи с 3,2 В до 3 В.

Однако, когда батареи близки к разряду (выходное напряжение 2,4 В), вам необходимо увеличить напряжение батареи с 2,4 В до 3 В.

В этом сценарии вы должны использовать так называемый повышающий-понижающий импульсный стабилизатор, который представляет собой просто комбинацию повышающего и понижающего регуляторов.

Для решения этой проблемы потенциально можно использовать отдельный понижающий регулятор, за которым следует повышающий регулятор (или наоборот).Но обычно лучше использовать одинарный понижающе-повышающий регулятор.

Импульсный регулятор + линейные регуляторы

Помните о трех преимуществах линейных регуляторов: дешевизне, простоте и чистоте выходного напряжения.

Может быть много случаев, когда вы хотите использовать линейный стабилизатор, потому что вам нужно чистое выходное напряжение, но вы не можете, потому что они тратят слишком много энергии.

В этой ситуации вы можете использовать импульсный регулятор, за которым следует линейный регулятор.

Допустим, у вас есть входное напряжение от литий-полимерной батареи, равное 3.6 В, но вам понадобится источник питания clean 5 В.

Для этого вы должны использовать повышающий стабилизатор, чтобы поднять напряжение до значения чуть выше целевого выходного напряжения. Например, вы можете использовать повышающий регулятор для повышения напряжения с 3,6 В до 5,5 В.

Затем вы следуете этому с помощью линейного регулятора, который берет 5,5 В и понижает его до 5 В, а также очищает шум и пульсации для получения чистого сигнала.

Это очень распространенный метод получения КПД импульсного регулятора и бесшумного выходного напряжения линейного регулятора.

Если вы выбрали эту опцию и специально пытаетесь отфильтровать коммутируемый шум, обязательно обратите внимание на коэффициент подавления подачи питания (PSRR) линейного регулятора.

PSSR данного линейного регулятора изменяется в зависимости от частоты. Следовательно, PSSR обычно представляется в виде графика, который показывает, как линейный регулятор подавляет любые пульсации на входном питании на различных частотах.

Рисунок 5 — Коэффициент отклонения блока питания (PSRR) в зависимости от частоты для TPS799 от Texas Instruments.

Чтобы использовать этот график, посмотрите на частоту переключения вашего импульсного стабилизатора (или любых других источников шума в вашей цепи). Затем посмотрите на PSSR линейного регулятора на этой конкретной частоте.

Затем вы можете рассчитать, какая часть шума импульсного регулятора будет удалена линейным регулятором.

Сводка

Чтобы выбрать регулятор напряжения для вашей системы, начните с предположения, что линейный регулятор может использоваться, если входное напряжение выше, чем выходное.

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 импульсный стабилизатор.

Наконец, если вам нужен чистый выходной сигнал, но требуется энергоэффективность импульсного регулятора, то используйте импульсный регулятор, а затем линейный регулятор для очистки напряжения питания.

Другой контент, который может вам понравиться:

4.8 5 голоса

Рейтинг статьи

Как выбрать регулятор напряжения: 6 факторов, которые следует учитывать | Arrow.com

Регуляторы напряжения являются важным компонентом электрических и электромеханических устройств, обеспечивающим надежную работу.Электроника требует постоянного входного напряжения, а регуляторы напряжения обеспечивают выполнение этих требований.

Во всем, от автомобилей до кондиционеров и мобильных телефонов, используются регуляторы напряжения. Некоторые устройства более чувствительны, чем другие, и некоторые источники питания колеблются больше, чем другие, что затрудняет выбор лучших регуляторов напряжения для каждого приложения.

Даже в простой конструкции с низким энергопотреблением и относительно стабильным источником питания пропуск регулятора напряжения может снизить надежность.Обычный свет — это тот случай, когда вам может не понадобиться регулятор напряжения, потому что, если напряжение упадет, свет просто потускнеет. Однако отсутствие регулятора напряжения может снизить производительность и надежность, потенциально вызывая такие проблемы, как мерцание светодиода, сброс контроллера и даже «жареная» электроника.

Стабилизаторы напряжения обычно используются там, где требуется точная настройка напряжения. Например, в беспроводном телефоне у вас может быть адаптер переменного тока, который преобразует мощность 120 В переменного тока в 8 В переменного тока.Затем внутри основания телефона вы найдете регулятор напряжения, который обеспечивает необходимое напряжение постоянного тока для электроники в базе. В самом телефоне вы можете найти адаптер постоянного тока, который использует регулятор напряжения для обеспечения правильного напряжения для электроники в телефоне.

В сложном электромеханическом устройстве с разными компонентами, требующими разного напряжения, потребность в регуляторах напряжения более очевидна. Например, компьютер будет использовать адаптер для розетки электросети, чтобы преобразовать 120 В переменного тока в более низкое напряжение.Затем для работы различных внутренних компонентов, таких как материнская плата, охлаждающий вентилятор и жесткий диск, требуется определенное напряжение. Стабилизаторы напряжения будут использоваться для обеспечения постоянного и надежного напряжения для каждого внутреннего компонента.

Учитывайте следующие факторы при выборе регулятора напряжения:

1. Входное и выходное напряжение

В идеале вы знаете диапазон входного напряжения и требуемое выходное напряжение, с которым вы будете работать.Каждая микросхема регулятора напряжения предназначена для использования с определенным выходным напряжением. Например, в устройстве, работающем от источника питания 120 В переменного тока, которое имеет контроллер Raspberry Pi 5 В, серводвигатели 12 В и шаговый двигатель 24 В, вам нужно будет использовать регуляторы напряжения 5 В, 12 В и 24 В, чтобы все работало бесперебойно.

Однако, если у вас есть запас для различных целей, вы можете найти регулируемые регуляторы выходной мощности, которые можно использовать для различных выходов, выполнив простую настройку.

MCP1754ST-5002E / MC от Microchip — хороший пример продукта.

2. Падение напряжения

Dropout — это минимальный буфер между выходным и входным напряжениями. Например, если у вас есть вход 7 В и требуется выход 5 В, то необходимо минимальное падение напряжения 2 В. Если вы подозреваете, что входное напряжение 7 В упадет ниже 7 В, тогда вам потребуется меньшее падение напряжения.

Падение указывается для каждой микросхемы регулятора напряжения вместе с выходным напряжением. Например, вы можете найти регуляторы напряжения на 5 В с рядом доступных отпусканий.Для цепей с небольшой разницей между входным и выходным напряжением потребуется стабилизатор напряжения с малым падением напряжения (LDO) или даже регулятор сверхнизкого напряжения.

TCR2LE31, LM от Toshiba — хороший пример продукта.

3. Линейный регулярный или импульсный регулятор?

Линейный регулятор не может компенсировать мощность, которая падает ниже выходного напряжения. Чтобы обеспечить выходное напряжение 5 В, необходимо поддерживать минимум 5 В от входного напряжения и падения напряжения линейного регулятора напряжения.Если необходимо компенсировать падение мощности, можно использовать импульсный импульсный регулятор повышения или повышения мощности.

MIC2877-5.25YFT-TR от Microchip — хороший пример продукта.

Другой случай, когда импульсный стабилизатор может быть полезным, — это когда всплески потребляемой мощности могут вызвать падение напряжения. Например, при срабатывании соленоида происходит скачок энергопотребления, падение напряжения и сброс микроконтроллера, если вы не используете стабилизатор напряжения, который может компенсировать.

Импульсные регуляторы также могут иметь больше смысла для устройств, когда есть большая разница между входным и выходным напряжениями, что приводит к слишком большим потерям мощности / выделению тепла.

Имеет ли смысл использование импульсных регуляторов, зависит от типа проекта, проектных ограничений и бюджета. Импульсные регуляторы могут вызывать шум и помехи, которые требуют компенсации в схемах. Стоимость также является важным фактором. Для дорогостоящего компонента робототехники или чувствительного медицинского оборудования использование импульсных регуляторов будет менее затратной проблемой, чем для недорогой товарной позиции.

Дополнительные сведения см. В разделах «Преобразователь постоянного тока в постоянный ток и модуль импульсного регулятора» и «Типы переключения преобразователей постоянного тока в постоянный».

4. Чувствительность устройства

Для высокочувствительных устройств, таких как смартфоны, беспроводные устройства и медицинское оборудование с батарейным питанием, может потребоваться специальный регулятор для снижения шума. Для получения дополнительной информации см. Использование LDO для минимизации шума мощности .

5. Время ответа

Для приложений, требующих быстрого времени отклика, таких как видеокарты, телевизоры, компьютеры, принтеры и встроенные системы, доступны специальные регуляторы напряжения с быстрым временем отклика.

NCV51198PDR2G от ON Semiconductor — хороший пример продукта.

6. Энергопотребление

При использовании линейного регулятора напряжения разница между входным и выходным напряжением теряется из-за преобразования ее в тепло. При низком энергопотреблении выделяемое тепло, скорее всего, не проблема. Однако, в зависимости от приложения, если потребляемый ток становится достаточно высоким, количество выделяемого тепла может стать проблемой. Вышеупомянутый вариант использования импульсного регулятора вместо линейного регулятора является одним из возможных решений.Вы также можете использовать радиатор, чтобы оставаться в оптимальном диапазоне температур.

Хотя на первый взгляд регуляторы напряжения кажутся простыми, они являются частью более сложной картины надежности источников питания и электроники. Для помощи в проектировании и устранении неисправностей Arrow предлагает широкий спектр инженерных услуг. Недооценка потенциальных проблем надежности и производительности, которые могут возникнуть из-за неправильного регулятора напряжения, — это ошибка, которой можно избежать, которую можно предотвратить с помощью экспертных знаний в области проектирования.

Как мне найти подходящий регулятор напряжения?

Введение

Стабилизатор напряжения — это схема, которая генерирует фиксированное выходное напряжение заданной величины, которое остается постоянным независимо от изменений входного напряжения или условий нагрузки. Он преобразует нестабильное постоянное напряжение в стабильное постоянное напряжение. Его источник питания, состоящий из дискретных компонентов, имеет преимущества большой выходной мощности и широкой адаптируемости.В последние годы широкое распространение получили интегрированные регулируемые источники питания. Среди них трехконтактные регуляторы серии наиболее распространены для маломощных регулируемых источников питания. Обычно используемые встроенные регуляторы напряжения в схеме в основном включают серии 78xx, серии 79xx, регулируемый интегрированный регулятор напряжения, прецизионный интегрированный регулятор напряжения опорного напряжения и т. Д.

Что такое регулятор напряжения и как он работает?

Каталог

Ⅰ Классификация регуляторов напряжения

Регуляторы напряжения обычно делятся на линейные регуляторы напряжения и импульсные регуляторы напряжения.Линейный регулятор напряжения — это схема, используемая для поддержания постоянного напряжения, которая подразделяется на тип с низким падением напряжения и тип с общим падением напряжения. Импульсный регулятор напряжения — это тип импульсной схемы источника питания, которая предназначена для эффективного снижения постоянного напряжения с более высокого напряжения до более низкого, которое делится на понижающий тип, повышающий тип и интегрированный тип с противоположным входом и выходом. полярность.
В зависимости от количества выходных клемм и использования регулятора напряжения, его можно условно разделить на трехконтактный фиксированный тип, трехконтактный регулируемый тип, многополюсный регулируемый тип и однокристальный переключатель.
Трехконтактный стабилизатор напряжения фиксированного типа объединяет в себе резисторы выборки, компенсационные конденсаторы, схемы защиты, регулирующие трубки большой мощности и т. Д. На микросхеме. Так что весь блок интегральной схемы имеет всего 3 вывода: входной, выходной и общий. Очень удобно пользоваться. Его недостаток состоит в том, что выходное напряжение фиксировано, поэтому необходимо производить серию продуктов с различными характеристиками выходного напряжения и тока для соответствия.
Трехконтактному регулируемому встроенному стабилизатору напряжения требуется только два внешних резистора для получения различных выходных напряжений.
Многополюсный регулируемый тип — это ранний интегрированный стабилизатор напряжения. При небольшой выходной мощности и большом количестве выводов его неудобно использовать, но зато высокая точность и низкая цена.
Монолитный интегрированный регулируемый источник питания коммутаторного типа развивается в последние годы, и его эффективность особенно высока. Его принцип работы отличается от трех вышеперечисленных типов. Это преобразователь, который преобразует постоянный ток в переменный (высокая частота), а затем в постоянный. Обычно существует два типа широтно-импульсной модуляции и частотно-импульсной модуляции, а выходное напряжение регулируется.

Ⅱ Основные параметры

1) Скорость стабилизации напряжения
Это важный показатель, характеризующий характеристики регулирования напряжения встроенного регулятора напряжения, также известный как коэффициент стабилизации напряжения или стабильность. Он показывает, насколько стабильно выходное напряжение V0 регулятора при изменении входного напряжения V1.

2) Коэффициент стабилизации тока
Он также известен как коэффициент стабильности тока и показывает способность регулятора подавлять колебания выходного напряжения, вызванные изменениями тока нагрузки (выходного тока), когда входное напряжение остается неизменным.

3) Коэффициент подавления пульсаций
Он отражает способность регулятора подавлять пульсации напряжения сети, подаваемые на входе.

4) Температурный коэффициент выходного напряжения
Он также известен как скорость изменения температуры выходного напряжения и означает, что когда входное напряжение и выходной ток (ток нагрузки) остаются неизменными, выходное напряжение регулятора изменяется в зависимости от температуры.

5) Долговременная стабильность выходного напряжения
Это относится к величине изменения значения выходного напряжения с течением времени (когда выходной ток, входное напряжение и температура окружающей среды остаются неизменными).Обычно это максимальное изменение выходного напряжения регулятора за заданное время.

6) Выходное шумовое напряжение
Его абсолютное значение напрямую отражает шумовые характеристики регулятора. Также имеется процентное значение выходного шумового напряжения Vn и выходного напряжения V0 регулятора для характеристики шумовых характеристик.

7) Термическая стабильность
Относится к термической стабильности регулятора напряжения. Обычно это процентное значение относительного изменения выходного напряжения, вызванного его удельным энергопотреблением.

8) Температурная стабильность
Это процентное значение относительного изменения выходного напряжения регулятора в пределах указанного максимального диапазона изменения рабочей температуры.

Ⅲ Применение примечаний

① Существует много типов встроенных регуляторов напряжения. По способу регулировки бывают линейные и переключательные. В зависимости от способа вывода бывают фиксированные и регулируемые. Благодаря очевидным преимуществам трехконтактного регулятора напряжения им удобнее пользоваться и работать.
② Перед подключением к схеме необходимо различать контакты и их функции, чтобы избежать повреждения интегрального блока. Входной и выходной концы трехконтактного встроенного регулятора напряжения с выходным напряжением более 6В необходимо соединить с защитными диодами, чтобы предотвратить быстрый разряд выходного конденсатора, который приведет к повреждению трехконтактного встроенного регулятора напряжения при входное напряжение внезапно падает.
③ Для обеспечения стабильности выходного напряжения должна быть гарантирована минимальная разница входного напряжения.Например, минимальный перепад давления трехконтактного встроенного регулятора напряжения составляет около 2 В, и он должен быть выше 3 В при обычном использовании. При этом следует отметить, что максимальная разница напряжений на входе и выходе не превышает указанного диапазона.
④ Для увеличения выходного тока допускается параллельное использование трехконтактного встроенного регулятора напряжения.
⑤ При использовании сварка должна быть прочной и надежной. Если требуется устройство отвода тепла, оно должно соответствовать требуемым размерам.
Если у вас плохой регулятор, это может привести к неправильной работе многих компонентов, таких как топливный насос, система зажигания или другие детали, требующие минимального напряжения. Вы можете столкнуться с шумом двигателя, резким холостым ходом или просто отсутствием ускорения, когда вам это нужно.

Ⅳ Типичные примеры: LM317 и LM7805

Устройство LM317 представляет собой регулируемый трехконтактный стабилизатор положительного напряжения, способный подавать более 1,5 А в диапазоне выходного напряжения 1.От 25 до 37 В. Он обслуживает широкий спектр приложений, включая местные, по регулированию карт. Это устройство также можно использовать для создания программируемого выходного регулятора или, подключив постоянный резистор между регулировкой и выходом, LM317 можно использовать в качестве прецизионного регулятора тока.

Линейный регулятор напряжения LM7805 имеет функции защиты от перенапряжения, сверхтока и перегрева, что делает его работу очень стабильной. Это регулятор на 5 В, способный достигать выходного тока выше 1 А, и имеет хороший температурный коэффициент.Таким образом, продукт имеет широкий спектр применения. Более подробную информацию смотрите в следующем видео:

Почему LM7805 — очень популярный регулятор напряжения?

Как член серии фиксированных линейных регуляторов напряжения 78xx, нижеследующее является очень хорошим обзором основ линейного регулятора напряжения 7805:

Если вы хотите сделать источник питания 5 В с 7805, выходные токи до 1 А могут быть получены от ИС при условии наличия надлежащего радиатора. Трансформатор на 9 В понижает основное напряжение, мост на 1 А выпрямляет его, конденсатор C1 фильтрует его, а 7805 регулирует его, обеспечивая стабильное напряжение 5 В постоянного тока. Затем вы можете проверить его, включить источник питания постоянного тока и отрегулировать выходное напряжение около 8 В или немного больше.Или, в качестве альтернативы, вы можете использовать батарею 9В-12В в качестве источника напряжения. Когда выставляете напряжение, смотрите на панель вольтметра. Подготовьте показания вольтметра постоянного тока в диапазоне напряжений 50 В для измерения выходного напряжения микросхемы IC 7805.

Часто задаваемые вопросы о регуляторе напряжения

1. Что такое регулятор напряжения и как он работает?
Регулятор напряжения генерирует фиксированное выходное напряжение заданной величины, которое остается постоянным независимо от изменений его входного напряжения или условий нагрузки…. Импульсный стабилизатор преобразует входное постоянное напряжение в коммутируемое напряжение, подаваемое на силовой MOSFET или BJT-переключатель.

2. Для чего нужен регулятор напряжения?
Регулятор напряжения, любое электрическое или электронное устройство, поддерживающее напряжение источника питания в допустимых пределах. Стабилизатор напряжения необходим для поддержания напряжения в предписанном диапазоне, который может выдерживать электрическое оборудование, использующее это напряжение.

3.Какие три основных типа регуляторов напряжения?
Существует три типа импульсных регуляторов напряжения: повышающие, понижающие и инверторные регуляторы напряжения.

4. Что происходит при выходе из строя регулятора напряжения?
Если у вас плохой регулятор, это может привести к неправильной работе многих компонентов, таких как топливный насос, система зажигания или другие детали, требующие минимального напряжения. Вы можете столкнуться с шумом двигателя, резким холостым ходом или просто отсутствием ускорения, когда вам это нужно.

5. Где используются регуляторы напряжения?
Электронные регуляторы напряжения используются в таких устройствах, как блоки питания компьютеров, где они стабилизируют постоянное напряжение, используемое процессором и другими элементами. В автомобильных генераторах переменного тока и генераторных установках центральной электростанции регуляторы напряжения управляют производительностью установки.

Что такое регулятор напряжения

01.07.2020 | Автор: Maker.io Staff

Все электронные устройства предназначены для работы с заданной номинальной мощностью, т. Е. Напряжением и током. В то время как потребление тока является динамическим и зависит от нагрузки устройства, напряжение питания является фиксированным и идеально постоянным для правильного функционирования устройства. Регулятор напряжения отвечает за поддержание этого идеального напряжения, необходимого для устройства. Ваш ноутбук, настенное зарядное устройство и кофеварка оснащены регуляторами напряжения.

В этом блоге мы более подробно рассмотрим концепцию регулятора напряжения и его различные типы, а также подробно остановимся на общих микросхемах стабилизаторов напряжения и их общих применениях!

Что такое регулятор напряжения?

Блок питания электронного устройства преобразует входящую мощность в требуемый тип (AC-DC или DC-AC) и желаемые характеристики напряжения / тока.Стабилизатор напряжения — это компонент блока питания, который обеспечивает стабильную подачу постоянного напряжения во всех рабочих условиях. Он регулирует напряжение при колебаниях мощности и колебаниях нагрузки. Он может регулировать как переменное, так и постоянное напряжение.

SMPS и настенное зарядное устройство — оба имеют встроенный регулятор напряжения (Источник изображения: TDK Lambda (слева) и Triad Magnetics (справа))

Регулятор напряжения обычно принимает более высокое входное напряжение и излучает более низкое, более стабильное выходное напряжение.Их вторичное использование также заключается в защите схемы от скачков напряжения, которые потенциально могут повредить / поджарить их.

Различные типы регуляторов напряжения

Регуляторы напряжения, используемые в низковольтных электронных устройствах, обычно представляют собой интегральные схемы. Центры распределения электроэнергии, обеспечивающие электропитание переменного тока бытовым и промышленным потребителям, используют более сложные и механически большие регуляторы напряжения, которые поддерживают номинальное напряжение 110 В (стандарты бытовой техники США) независимо от потребностей потребления в данной местности.

Исходя из физической конструкции, регуляторы напряжения можно встретить в интегральных схемах, электромеханических устройствах или твердотельных автоматических регуляторах. Наиболее распространенными классификациями активных регуляторов напряжения (которые используют усилительные компоненты, такие как транзисторы или операционные усилители) являются линейные и импульсные регуляторы.

Линейные регуляторы — это простые транзисторные устройства, обычно упакованные в виде ИС. В их внутренней схеме используются дифференциальные усилители для управления выходным напряжением относительно опорного напряжения.Линейные регуляторы напряжения могут иметь фиксированный выход или иметь регулируемое управление. Обычно им требуется входной ток, сопоставимый с выходным током.

Импульсные регуляторы переключают последовательное устройство ВКЛ / ВЫКЛ на высокой частоте, изменяя рабочий цикл напряжения, передаваемого на выходе. Их общие топологии — это понижающая, повышающая и понижающая-повышающая. Понижающие преобразователи более эффективны при понижении напряжения и по-прежнему способны повышать выходной ток. Повышающие преобразователи, такие как TPS6125 от Texas Instruments (TI), могут повышать выходное напряжение до уровня, превышающего входное.

Понижающий-повышающий преобразователь Adafruit со встроенным TPS63060 от TI и схемой импульсного регулятора (источник изображения: Adafruit Industries (слева) и DigiKey SchemeIt (справа))

Микросхемы линейного регулятора напряжения

Наиболее распространенными линейными регуляторами постоянного напряжения постоянного тока ИС, используемыми в электронных схемах, являются серии 78XX и 79XX для положительного и отрицательного выходного напряжения соответственно. XX обозначает выходное напряжение в диапазоне от 2.От 5 В до 35 В и может поддерживать ток до 2 А. Доступны в корпусах для поверхностного монтажа, ТО-3 и ТО-220. У них есть три соединительных контакта, вход, общий GND и выходной контакт. Модули регулятора напряжения также доступны в продаже.

Другая упаковка для семейства 7805 IC.

STMicroelectronics LM7805 дает напряжение +5 В на выходе и клемме GND, в то время как TI LM7912 дает -12 В. Отрицательные напряжения являются лишь относительной точкой отсчета по отношению к клемме GND.

Линейные регуляторы напряжения — это недорогие и простые в использовании ИС с очень низким уровнем электромагнитных помех и быстрым откликом на колебания напряжения. Хотя они полезны для простых приложений, их использование имеет несколько недостатков.

• ИС 78XX и 79XX могут обеспечивать постоянное и номинальное выходное напряжение только в том случае, если входное напряжение не менее 2,5 В или больше выходного. Например, вы не можете получить выход 9 В от микросхемы LM7809, если она питается от литий-ионной батареи 9 В.
• Падение напряжения происходит из-за того, что эти ИС, по сути, ведут себя как псевдорезисторы и выделяют дополнительную входную мощность батареи в виде тепла. Это неэффективно, и тепло необходимо отводить с помощью радиаторов или вентиляторов. Высоковольтные сильноточные ИС нуждаются в больших радиаторах или постоянном использовании вентилятора для обеспечения стабильного температурного диапазона. Высокое входное напряжение для низких выходов, например, вход 24 В для LM7805, имеет очень низкий КПД — 20%.

TI’s LM317 — это линейный регулируемый регулятор напряжения постоянного тока , который позволяет изменять выходное напряжение на основе принципа внешнего делителя напряжения R1 / R2 с использованием резисторов.Он прост в использовании и требует двух резисторов, как показано на рисунке. Он может обеспечивать ток до 1,5 А в диапазоне положительного напряжения от 1,25 В до 37 В. Другие варианты семейства LM317 IC, LM317L и LM317M, обеспечивают ток 100 мА и 500 мА соответственно.

LM317 (Источник изображения: Техническое описание продукта Texas Instruments)

Применение регуляторов напряжения

• Положительные и отрицательные регуляторы напряжения могут использоваться вместе для питания датчиков, операционных усилителей и других электронных модулей, которым требуются оба напряжения.
• Все распространенные платы разработки микроконтроллеров, такие как платы Arduino и Raspberry Pi, могут получать питание от выхода LM7805 на вывод 5 В. Платы Arduino также имеют встроенный стабилизатор напряжения с малым падением напряжения, такой как NCP1117S от On Semiconductor, для регулирования мощности, поступающей от цилиндрического разъема или Vin.

LM7805 с внешним питанием Arduino (Источник изображения: Maker.io)

Регуляторы напряжения — один из важнейших компонентов электронной схемы.Они несут ответственность за его безопасное и стабильное функционирование. Стабилизаторы сверхвысокого напряжения используют схемы силовой электроники с высокой номинальной мощностью в промышленных установках на тяжелой технике.

Как выбрать правильные ИС линейных регуляторов напряжения для современных схемотехнических решений

Регуляторы напряжения являются неотъемлемой частью любой электронной конструкции, вы можете не заметить, но более 90% проектов / продуктов в области электроники требуют какого-либо регулятора напряжения работать функционально.Это делает их одними из наиболее часто используемых и легкодоступных электронных компонентов для различных приложений.

Но часто возникает ситуация, когда ваш лучший в своем классе регулятор напряжения не соответствует конкретным требованиям для конкретного приложения, и после небольшого поиска регулятора напряжения в mouser, element14 или Digikey вы попали в ситуацию, когда вы не можете решить. как выбрать стабилизатор напряжения IC для вашей электронной конструкции.

Итак, в этой статье мы узнаем о некоторых из самых дешевых и часто используемых стабилизаторов напряжения , доступных на рынке.Кроме того, я подробно покажу вам, какие параметры необходимо учитывать перед выбором регулятора напряжения для конкретного приложения. Наконец, я вручную выберу несколько крутых Top 10 Modern Linear Regulator IC , которые можно использовать как современную замену старым LM7805, LM317, AMS1117 и т. Д., А также будет краткое описание для каждого из них.

Перед тем, как подобрать микросхему регулятора напряжения, вам необходимо сначала настроить самые основные параметры, хотя существуют и другие критические параметры, на данный момент мы собираемся сосредоточиться на трех основных: входное напряжение , выходное напряжение и . ток нагрузки .

Зная входное и выходное напряжение, вы можете определить входной и выходной ток. Зная все эти параметры, вы можете легко рассчитать входную и выходную рассеиваемую мощность и определить, какой тип регулятора напряжения вам нужен для вашего конкретного приложения.

Говоря о типах регуляторов напряжения , как вы все знаете, существует только два основных типа регуляторов напряжения: это импульсные регуляторы и линейные регуляторы , и они также подразделяются на повышающие и понижающие . Регуляторы .Для лучшего понимания ниже представлена ​​подробная блок-схема.

Если вы ищете выходное напряжение ниже входного, просто выберите линейный стабилизатор напряжения, потому что линейный стабилизатор напряжения дешевый и его легко найти на рынке, поскольку он часто используется во многих приложениях

Если вы смотрите на выходное напряжение, большее, чем входное, тогда просто используйте импульсный стабилизатор, по-видимому, если ваша рассеиваемая мощность очень высока, что означает, что ваш выходной ток находится в нескольких элементах, в этой ситуации вы можете выбрать импульсный стабилизатор вместо. Импульсные регуляторы напряжения более эффективны, чем линейные регуляторы.

Линейное напряжение дешевое, простое в использовании и легко доступное, но основным недостатком линейного регулятора является рассеиваемая мощность, если ее не учитывать внимательно, это может привести к быстрому расходу заряда батареи (для приложений с питанием от батареи) или к перегреву, что может привести к необратимому повреждению устройства.Чтобы лучше понять эту концепцию, давайте проясним ситуацию на нескольких примерах,

Предположим, у нас есть входное напряжение 12 В и выходное напряжение 3,3 В, разница напряжений составляет 12 В — 3,3 В = 8,7 В. Теперь предположим, что ток нагрузки составляет 500 мА, а в другом сценарии ток нагрузки составляет 100 мА.

В первом сценарии регулятор должен рассеивать 8,7 В * 0,5 А = 4,35 Вт мощности в виде тепла, а это очень много для любого регулятора на 3,3 В.

Во втором сценарии регулятор должен рассеивать 8.7 В * 0,05 А = 0,43 Вт, что может быть легко выполнено любым хорошим стабилизатором на 3,3 В.

Еще один ключевой аспект, на который необходимо обратить внимание, известен как термическое сопротивление и определяется как «-JA», а его единица измерения записывается как ° C / Вт. А теперь вы спрашиваете, что вообще это за параметр «Θ-JA»?

Он определяет, насколько будет нагреваться ИС (выше температуры окружающей среды), чтобы рассеять один ватт мощности. Умножение мощности на «Θ-JA» даст вам повышение температуры выше температуры окружающей среды.

Чтобы преодолеть некоторые из основных проблем в линейном регуляторе, были введены LDO , и импульсные регуляторы. Как следует из названия, LDO — это тип регулятора с очень низким падением напряжения. Вы можете узнать больше о стабилизаторах напряжения с низким падением напряжения, перейдя по ссылке на статью.

Но теперь остается вопрос: что вообще означает с низким падением напряжения ?

Чтобы понять концепцию падения напряжения, давайте возьмем на примере наиболее популярные регуляторы серии 78XX, такие как микросхемы регуляторов напряжения LM7805 или LM7809.Просто взглянув на таблицу 78-й серии, вы увидите, что у этой серии регуляторов есть падение напряжения 2 В. Это означает, что регулятор будет работать правильно только тогда, когда входное напряжение на 2 В выше выходного напряжения.

Если вы думаете, что 2 В — это не так много, вы снова ошибаетесь, если вы потребляете значительный ток с падением напряжения на 2 В. Допустим, вы потребляете ток 500 мА, затем вы тратите 1 Вт мощности на регулятор, а это большая потеря мощности для регулятора 7805.

Новые наиболее эффективные LDO имеют очень низкое падение напряжения, которое может быть менее 200 мВ при полной нагрузке. Вот почему такие LDO могут обеспечивать в 10 раз больший выходной ток при 10 раз меньшей рассеиваемой мощности. Список таких LDO будет рассмотрен далее в статье.

HT7333-A от Holtek Semiconductor

HT7333-A — это промышленный классический, очень недорогой однокристальный стабилизатор с малым падением напряжения с максимальным входным напряжением 12 В, и выходным напряжением , равным 3.3В . С допуском на выходное напряжение 3%, этот чип может выдерживать максимальный выходной ток 250 мА .

Это очень часто используемый чип, который используется в различных продуктах и ​​поставляется в корпусе TO-92, который представляет собой сквозную версию. Версия для поверхностного монтажа также доступна в пакете SOT-89. Последние две цифры номера детали представляют собой выходное напряжение. Итак, HT73 33 означает 3,3 В, также есть другие версии с фиксированным выходом, доступные для этого чипа, которые варьируются от 1.8В — 5В. Пожалуйста, обратитесь к таблице данных для получения дополнительной информации.

Приложения включают оборудование с батарейным питанием, регулятор напряжения для микроконтроллера и микропроцессора, оборудование для беспроводной связи и многое другое. Этот чип стоит 0,49 доллара за единицу, а выпадает всего за 0,016 доллара за всю катушку 3000.

Название детали: HT7333

Лист данных: HT7333 Лист данных

AP2112K, компания Diodes Incorporated

AP2112K — это немного современный, однокристальный, очень дешевый стабилизатор со сверхнизким падением напряжения с входным напряжением , равным 6.5 В и выходное напряжение 3,3 В и имеет точность выходного напряжения ± 1,5%. Этот чип может выдерживать максимальный выходной ток 600 мА при типичном падении напряжения 250 мВ. Он имеет встроенную защиту от короткого замыкания и специальный вывод для включения или отключения микросхемы извне.

Он имеет ток покоя 55 мкА и ток в режиме ожидания 0,01 мкА с диапазоном рабочих температур от -40 ° C до + 85 ° C. Его можно сконфигурировать как вторичный регулятор в системе регулирования, состоящей из двух частей.Эта ИС также имеет большой диапазон фиксированных выходных напряжений и поставляется в крошечном корпусе SOT23-5. Вы можете обратиться к техническому описанию этого чипа для ваших конкретных потребностей.

включают в себя эффективные регуляторы напряжения, блоки питания для микроконтроллеров, блоки питания для ЖК-дисплеев и ноутбуков. Этот чип стоит 0,47 доллара за единицу и падает до 0,098 доллара за всю катушку из 3000.

Название детали: AP2112K

Лист данных: AP2112K Лист данных

NX1117CE от NXP Semiconductors

NX1117CE также является отраслевым стандартом, очень дешевая, легко доступная однокристальная и, безусловно, наиболее часто используемый LDO (стабилизатор с малым падением напряжения), который имеет входное напряжение 20 В, макс при 6 мА и выходное напряжение из 3.3 В (для версии 3,3 В) и с точностью выходного напряжения ± 1,5%. Этот чип может выдерживать максимальный выходной ток 1 А, при типичном падении напряжения 500 мВ.

Имеет встроенную функцию ограничения выходного тока с тепловым отключением в случае перегрузки или короткого замыкания. Он имеет ток покоя 10 мА с диапазоном рабочих температур от -40 ° C до + 125 ° C. С различными вариантами корпуса он может использоваться в качестве первичного стабилизатора напряжения для различных приложений. Для получения информации о различных вариантах выходного напряжения и упаковке см. Техническое описание этого чипа.

Приложения включают пост-регулятор для переключения преобразователя постоянного тока в постоянный, высокоэффективные линейные регуляторы, зарядное устройство и многое другое. Этот чип стоит 0,37 доллара за одну штуку, а упадет с 0,067 доллара за за всю катушку из 3000.

Название детали: NX1117CE

Лист данных: NX1117CE Лист данных

LP2985 от Texas Instruments

LP2985 — это новый, очень дешевый, однокристальный стабилизатор со сверхнизким падением напряжения, который имеет входное напряжение не более 16 В, и выходное напряжение , равное 3.3 В (для версии 3,3 В) и с точностью выходного напряжения ± 1,5%. Этот чип может выдерживать максимальный выходной ток 150 мА при типичном падении напряжения 280 мВ.

Он имеет встроенную защиту от короткого замыкания и специальный вывод байпаса, в который можно добавить конденсатор емкостью 10 нФ для сверхмалошумящей работы. Он имеет ток покоя 850 мкА и ток в режиме ожидания 0,01 мкА с диапазоном рабочих температур от -40 ° C до + 85 ° C. Он поставляется в крошечном корпусе SOT23-5, поэтому его можно использовать в некоторых из самых густонаселенных сверхмалых приложений, все эти функции делают его идеальным кандидатом в качестве вторичного регулятора после первичного импульсного регулятора.

Он также имеет большой диапазон постоянных выходных напряжений. Вы можете обратиться к техническому описанию этого чипа для ваших конкретных потребностей. Приложения включают портативные устройства, цифровые камеры и видеокамеры, проигрыватели компакт-дисков и многое другое. Этот чип стоит 0,51 доллара за единицу и падает до 0,298 доллара за всю катушку из 3000.

Наименование детали: LP2985

Лист данных: LP2985 Лист данных

MIC29302WU от Microchip

MIC29302WU также является отраслевым стандартом, очень дешевым, сильноточным LDO (Low Dropout Regulator) , который имеет входное напряжение макс. 26 В и выходное напряжение 3.3 В (для версии 3,3 В) и с гарантированной точностью выходного напряжения 1%, этот чип может выдерживать максимальный выходной ток , равный 3 А, при типичном падении напряжения 500 мВ. В качестве дополнительной функции эта ИС предоставляет дополнительный логический уровень для включения и вывод состояния. Вывод EN предназначен для управления выходом регулятора, а вывод состояния — для состояния ИС.

Он имеет ток покоя 10 мА с диапазоном рабочих температур от -40 ° C до + 125 ° C. Функции защиты включают перегрузку по току, обратную полярность, перегрев, а также защиту от положительных и отрицательных скачков переходного напряжения.С различными вариантами корпуса он может использоваться в качестве первичного регулятора напряжения для различных приложений. Для получения информации о различных вариантах выходного напряжения и упаковке см. Техническое описание этого регулятора.

Приложения включают пост-регулятор для переключения преобразователя постоянного тока в постоянный, микропроцессорное питание, зарядное устройство, автомобильную электронику и многое другое. Этот чип стоит $ 2,14 за одну штуку и падает до $ 1,61 за всю катушку из 3000.

Название детали: MIC29302WU

Лист данных: MIC29302WU Лист данных

LM1084 от Texas Instruments

LM1084 также является отраслевым стандартом, очень недорогим, однокристальным, сильноточным LDO (стабилизатор с малым падением напряжения), который имеет переменное входное напряжение макс. 25-29 В, в зависимости от выходного напряжения он имеет три варианта один рассчитан на 3,3 В, второй — на 5 В, а также есть регулируемый вариант, в котором выходное напряжение может быть установлено с помощью комбинации резисторов обратной связи.Это чудовищный LDO с выходным током мощностью 5А .

Имеет встроенную функцию ограничения выходного тока с тепловым отключением в случае перегрузки или короткого замыкания. Он имеет ток покоя 10 мА с диапазоном рабочих температур от -40 ° C до + 125 ° C. С различными вариантами корпусов эту ИС можно использовать в качестве первичного стабилизатора напряжения для множества приложений. Для получения информации о различных вариантах выходного напряжения и комплектации см. Техническое описание этого чипа.Этот LDO также производится китайской компанией под названием HGSEMI , но таблица данных на мандарине; Если вы зритель из Китая или умеете читать на мандарине, вы также можете проверить эту альтернативную часть. Цена этого регулятора значительно снижается с китайской версией.

Приложения включают пост-регулятор для переключения преобразователя постоянного тока в постоянный, высокоэффективные линейные регуляторы, зарядное устройство и многое другое. Микросхема стоит 2,65 доллара за единицу, а ее стоимость составляет всего 1 доллар.13 для всего барабана 3000.

Название детали: LM1084

Лист данных: LM1084 Лист данных

AZ1084C, компания Diodes Incorporated

AZ1084C также является отраслевым стандартом, очень дешевый, сильноточный LDO (стабилизатор с малым падением напряжения), который имеет входное напряжение не более 13,2 В и выходное напряжение 3,3 В (для версии 3,3 В) , и с точностью выходного напряжения ±.015%, этот чип может выдерживать максимальный выходной ток 5 А при типичном падении напряжения 1,35 В.

Имеет встроенную функцию ограничения выходного тока с тепловым отключением в случае перегрузки или короткого замыкания. Он имеет ток покоя 10 мА с диапазоном рабочих температур от -40 ° C до + 125 ° C. С различными вариантами корпуса он может использоваться в качестве первичного регулятора напряжения для различных приложений. Для получения информации о различных вариантах выходного напряжения и упаковке см. Техническое описание этого регулятора.