Отличие стабилизатора напряжения от стабилизатора тока

Простыми словами: Чем отличаются стабилизатор напряжения от стабилизатора тока

Обсуждали с коллегой различия и мне в голову пришло удачное на мой взгляд объяснение

Стабилизатор напряжения работает так (например на напряжение 12 Вольт):

— Стабилизатор готовит напряжение 12 В и поддерживает его в стабильном состоянии (при изменении нагрузки, температуры и др. внешних факторов) и выдает приготовленное напряжение нагрузке и говорит ей: «Кушай нагрузка сколько хочешь тока, но не больше Х Ампер!» (потому что у любого стабилизатора напряжения есть ограничение по выходному току).

Стабилизатор тока работает иначе (например на ток 0,3 Ампера):

— Стабилизатор готовит какое-то достаточно большое напряжение и при подключении нагрузки говорит ей: «Я тебя, собака такая заставлю сожрать ровно 0,3 Ампера несмотря на изменение температуры или др. внешних факторов!» Правда у стабилизатора тока тоже есть ограничение по максимальному выходному напряжению, так что он тихонечко прибавляет «Если напряжения хватит…»

Комментарии 11

Вы правы это совсем разные устройства.

Функционально они разные. а схемотехнически часто очень похожи — отличие в способе организации обратной связи. По току или по напряжению.

если уж на то пошло, то сначала нужно рассказать чем отличается ТОК от НАПРЯЖЕНИЯ:)))

не! он там лезет, а не течёт…

тут уже скорее зависит от величин, причем и тока и напряжения, да и от сечения тоже. например с позиций слаботочных цепей (электроника) ток в 1 А очень большой, т.к. основные величины токов на уровне единиц и десятков мА. соотвественно сечения проводов, как правило не превышают 0,5 кв. мм. сопротивления соответственно десятки Ом и выше.

с позиций средних токов (например распределительные сети 220 В или автомобильная бортсеть) токи порядка 1 А — обычное дело. сечения проводов от 1 кв. мм и выше (но как правило не превышают 16 кв.мм). сопротивления десятые доли Ом — единицы Ом

а с позиций больших токов (распределительные устройства 0,4 кВ трансформаторных подстанций) токи уже на уровне сотни А — тысячи А. сечения на уровне десятков кв.мм. — сотен кв.мм. сопротивления — доли Ом.

Так вот с позиций электроники (силовую электронику н рассматриваю, т.к. она немного в стороне — специфичная область) токи в распредсетях огромны и они не просто текут, а хлещут, тем более токи в силовых сетях, и наоборот. так что во многом зависит от точки зрения. хотя спаведливости ради стоит сказать что картинка — хохма и весьма аллегорична. поэтому буквально воспринимать ее не стоит

Ну вообще то напряжение 220в относится к линиям 0,4 кВ.

Читайте так же:

Ремонт стабилизатор напряжение переменного тока

а простым языком: напряжение — напрягает, ток — течет, потому что его напрягают:))))) и всё что выше, оно к чему было то? ах, да… аллегория.

Основное отличие стабилизаторов напряжения – это отличие по принципу действия

-параметрические стабилизаторы напряжения;

Параметрические стабилизаторы — это устройства, в которых стабилизация осуществляется за счет использования свойств нелинейных элементов: насыщенных дросселей, нелинейных конденсаторов, карборундовых резисторов и др. В практической области наибольшее распространение получили феррорезонансные стабилизаторы, использующие нелинейные свойства насыщенного дросселя.

— компенсационные стабилизаторы напряжения.

Компенсационные стабилизаторы — это устройства, в которых стабилизация осуществляется за счет воздействия изменения выходного напряжения на регулирующий орган через цепь обратной связи. Представляют собой замкнутые системы автоматического регулирования (из-за чего их иногда называют регуляторами напряжения), где ток через регулирующий орган проходит непрерывно или импульсно. Для широкого применения наибольшее распространение получили электромеханические (сервоприводные, электродинамические) стабилизаторы напряжения и ступенчатые корректоры напряжения (дискретные, ключевые стабилизаторы).

ПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ.

1. Феррорезонансные стабилизаторы напряжения

Феррорезонансные стабилизаторы напряжения построены на основе использования эффекта феррорезонанса напряжения в контуре трансформатор — конденсатор, обеспечивающего непрерывное регулирование выходного напряжения в определенных пределах изменения нагрузки. В настоящее время находят ограниченное применение из-за ряда недостатков.

Достоинства:

— большой ресурс работы.

Недостатки:

— высокий уровень шумов при работе стабилизатора;

— искажение формы входного напряжения;

— недопустимость работы в режимах холостого хода и при перегрузках;

— зависимость выходного напряжения от частоты питающей сети;

— низкое значение КПД.

КОМПЕНСАЦИОННЫЕ

1.Ступенчатые стабилизаторы напряжения

Стабилизаторы напряжения со ступенчатом регулированием представляют наиболее широкий класс устройств, обеспечивающих поддержание выходного напряжения с определенной точностью. Принцип стабилизации основан на автоматической коммутации (переключении) секций (обмоток) автотрансформатора (или трансформатора) с помощью силовых ключей (реле, тиристоров, симисторов). В силу ряда достоинств ступенчатые корректоры напряжения нашли наибольшее распространение на рынке стабилизаторов.

Достоинства:

— широкий диапазон входного напряжения;

— возможность работы при холостом ходе;

— отсутствие искажения синусоидальности формы выходного напряжения;

— высокое значение КПД.

Недостатки:

— ступенчатое изменение выходного напряжения, ограничивающее точность стабилизации.

2. Электромеханические стабилизаторы напряжения

Электромеханические стабилизаторы напряжения представляют собой следящую систему с использованием электродвигателя, автотрансформатора и системы управления двигателем. Такие стабилизаторы позволяют непрерывно и плавно регулировать выходное напряжение без искажения синусоидальной формы.

Достоинства:

— высокая точность регулирования;

— высокая перегрузочная способность;

— широкий диапазон регулирования.

Недостатки:

— ограниченный ресурс службы при наличие требования по проведению периодических регламентных работ;

— наличие открытого скользящего электрического контакта, ограничивающее среду использования.

4. Стабилизаторы напряжения с подмагничиванием трансформатора

Стабилизаторы напряжения с подмагничиванием трансформатора основаны на компенсации изменения напряжения сети путем регулирования коэффициента трансформации за счет локального подмагничивания стержней автотрансформаторов со специально выполненным магнитопроводом и системой обмоток. Подмагничивание осуществляется с помощью тиристорного регулятора. Такие стабилизаторы характеризуются высокими перегрузочными способностями, но имеют ограниченный диапазон регулирования и повышенный коэффициент искажения синусоидальной формы выходного напряжения по сравнению со ступенчатыми корректорами напряжения.

5. Стабилизаторы напряжения с двойным преобразованием энергии

Стабилизаторы напряжения с двойным преобразованием энергии содержат выпрямитель и транзисторный инвертор с ШИМ управлением, обеспечивающий стабильное синусоидальное напряжение с частотой 50 Гц. В настоящее время находятся в стадии промышленного освоения.

Читайте так же:

Tl431 как стабилизатор тока

6. Высокочастотные стабилизаторы напряжения.

В последние годы предпринимаются интенсивные попытки создания высокочастотных стабилизаторов (далее, ВЧ-стабилизаторы) на базе современных силовых транзисторов. Примером для разработчиков является успешное использование высокочастотных приводов для управления асинхронными электродвигателями, построенные на сходной элементной базе. Попыткам создания ВЧ-стабилизаторов способствует также общая тенденция удешевления электронных комплектующих и рост цен на сырье, используемое в производстве низкочастотных стабилизаторов (медь, электротехническое железо и т.п.). Кроме того, ВЧ-стабилизаторам по определению присущ целый ряд важных преимуществ: они легче обычных, у них более высокая скорость стабилизации, выше точность стабилизации выходного напряжения.

Однако вплоть до последнего времени стабилизаторы не получили широкого распространения. Этому есть одна основная причина: практически все попытки построения ВЧ-стабилизаторов используют схему со звеном постоянного тока. Как следствие, такие приборы имеют КПД намного ниже традиционных приборов (т.к. используется двойное преобразование энергии). Кроме того, нагрузка при подключении к ВЧ-стабилизатору со звеном постоянного тока гальванически развязана от питания, что делает невозможным сброс реактивной энергии в сеть. Наконец, самый большой недостаток таких стабилизаторов — это их очень высокая цена: они почти на порядок дороже, чем обычные низкочастотные компенсаторы.

Что такое стабилизатор

Многие сталкиваются с проблемой перепада напряжения, которое обусловлено нестабильностью электрических потоков. Для решения данной ситуации многие производители стали выпускать электроприборы с широким диапазоном потребления. В таких приборах установлен стабилизатор напряжения, он регулирует напряжения для стабильной работы прибора.

С новациями в светодиодной сфере и не только, появился огромный спрос на преобразователи напряжения, драйверы, стабилизаторы. Они способны правильно подать ток и напряжения для корректной работы.

Стабилизатор напряжения представляет собой электромеханическое устройство, которое работает на основе определенных радио микросхем, с помощью которого осуществляется стабилизация напряжения в электросети.

Существуют стабилизаторы для напряжения и стабилизаторы для тока. В чем разница? Существуют несколько видов стабилизаторов напряжения:

линейный стабилизатор напряжения;
импульсный стабилизатор напряжения.

Линейные стабилизаторы являются наиболее распространенным видом. Одним их недостатком является невозможность работы на напряжении ниже, чем выходное. Также линейные стабилизаторы не стоит применять вмести с батарейками или аккумуляторами. Это обусловлено тем, что при работе батарейки будут отдавать попросту энергию на нагрев стабилизатора.

В импульсных стабилизаторах напряжения отсутствуют недостатки линейных. Основой внешнего вида линейного стабилизатора является плата с микросхемами и другими радиодеталями. Среди импульсных стабилизаторов различают:

повышающий стабилизатор напряжения;
понижающий стабилизатор напряжения;
инвертирующий стабилизатор напряжения.

Стабилизатор для понижения напряжения является довольно компактным устройством, в котором выходное напряжения всегда будет ниже входного. Данный стабилизатор имеет заданные параметры входного напряжения, к примеру, 3,2 – 40В, и может понижать его с помощью регулятора, к примеру, от 1,25 до 35В.

Стабилизатор для повышения напряжения также компактный. Его используют вместе с нагрузками. Входное напряжения в таких стабилизаторах ниже чем выходное.

Стабилизаторы инвертирующие применяются там, где нужно достичь фиксированного напряжения. Входное напряжения в таких стабилизаторах может быть больше или меньше входного. Данный фактор обусловлен положениям регулятора подстройки выходного напряжения. Инвертирующие стабилизаторы часто используются в авто. С их помощью можно избежать влияния скачка бортовой сети на ДХО.

Теперь уясним, чем же отличаются стабилизаторы тока от стабилизаторов напряжения. Все просто, одни стабилизируют напряжения, другие стабилизируют ток.

Стабилизаторы тока еще называют – драйверы. Такие стабилизаторы задают ток. Если для, какой-то, схемы нужен ток 350мА, то драйвер обеспечит именно 350мА. Что касается напряжения, то оно может меняться.

Стабилизаторы и драйверы зачастую применяются для светодиодных источников света. Стабилизаторы напряжения купить можно в зависимости от поставленной задачи. Для корректной подстройки выходного напряжения используют тестеры.

Читайте так же:

Стабилизатор тока для литиевых аккумуляторов

Преимущества стабилизаторов напряжения

Стабилизаторы напряжения имеют довольно много преимуществ, среди которых выделить:

не догорая стоимость;
компактные размеры;
широкий выбор, в зависимости от задачи применения;
высокая надежность.

Все что сказано выше, касается именно маломощных стабилизаторов напряжения. Очень популярны в наше время и мощные стабилизаторы для дома. Такие стабилизаторы различают однофазные (220В) и трехфазные (320В). Они определяют большой спрос, и обеспечивают стабилизацию электроэнергии поступающей в квартиру или дом от центральной электросети.

Применения таких стабилизаторов обеспечивает безопасное использование электротехники и бытовой техники. С их помощью можно задать нижний порог и верхний порог выходного напряжения. При несоответствии потребления выше или ниже заданного диапазона, стабилизатор попросту отключает или обеспечивает необходимое напряжение в дом.

Представляет широкий ассортимент стабилизаторов напряжения как маломощных, так и мощных. Безопасность в наше время является главным компонентом, по этому мы готовы быть ее поставщиком в Ваш дом. Стабилизатор цена всегда оптимальная и конкурентоспособная.

Сервис интернет-магазина с каждым годом усовершенствуется, и своевременная доставка в Киев, Днепр, Львов, Одессу, Николаев не составит никакого труда. Покупайте выгодно на Foton.ua.

Отличие стабилизатора напряжения от стабилизатора тока

У каждого дома есть масса бытовой техники, стоимостью начиная от единиц до десятков и даже сотен тысяч рублей. Чтобы она служила как можно дольше за ней нужно следить, ухаживать и выполнять все работы по обслуживанию, если они есть. Однако, опасностью остаются лишь скачки напряжения.

В бытовых электросетях они происходят часто, могут быть вызваны коммутацией мощного электрооборудования, а также проблемами на линиях, типа плохого контакта, ветхих опор и так далее. Чтобы уменьшить риск выхода из строя техники из-за плохой электросети можно использовать стабилизаторы напряжения 220В. В этой статье мы рассмотрим какими они бывают и чем отличаются.

Автотрансформатор

Прежде чем приступить к обзору типов электрических стабилизаторов мы рассмотрим, что такое автотрансформатор, потому что он лежит в основе большинства современных стабилизаторов.

Автотрансформатор – отличается от обычного приставкой «авто» в названии, она расшифровывается как «сам». Принципиальным отличием от обычного трансформатора является то что у него одна обмотка, она же и первичная, и вторичная. На рисунке ниже вы видите его схему.

Если условно разделить автотрансформатор на первичную и вторичную стороны – то напряжение подается не на концы обмоток, а между одним концом и отводом. Тогда между крайними концами обмоток напряжение будет выше, чем входное.

Автотрансформаторы могут выполняться либо с несколькими отводами от обмотки, для реализации ступенчатого переключения выходного напряжения. Но большинство лабораторных автотрансформаторов обеспечивают плавную регулировку «выхода», как это организовано?

Для этого выходные клеммы соединены со скользящим контактом – графитовой щеткой, которая снимает напряжение с его витков. Этот узел изображен на фото ниже.

Типы и характеристики

Для начала рассмотрим классификацию по типам и их характеристики. Стабилизаторы различают по способу стабилизации и регулирования напряжения:

3. Электромеханические или сервоприводные;

4. Электронные или инверторные, с полупроводниковыми ключами.

При выборе стабилизатора любого типа в первую очередь нужно смотреть на его характеристики. Пожалуй, основной является мощность, она указывается в ВА – вольт-амперы или кВА – киловольт-амперы.

Вольт-амперы – это единица измерения полной мощности, которая состоит из суммы активной и реактивной мощностей. Вы платите за активную мощность, которая измеряется в Ваттах (Вт) или киловаттах (кВт), а потребленная мощность – кВт/ч соответственно.

Читайте так же:

Стабилизатор тока 12в схема

Кроме мощности также нужно обращать на погрешность регулирования выходного напряжения и диапазон входных, а также скорость реакции на изменения напряжения.

Это нужно учитывать при выборе прибор, ведь если вы посчитаете суммы активный мощностей, потребляемых приборами и купите стабилизатор «впритык» — он может не выдержать. Чтобы определить полную мощность следует активную умножить на косинус фи – это коэффициент мощности, равен отношению активной мощности к полной, тогда полная мощность равна частному от активной и коэффициента:

Полная мощность = активная мощность/cosФ

Также нужно учитывать КПД и пусковые токи. В любом случае берите стабилизатор с запасом полной мощности в 30-40% в идеальном случае в 50% от планируемой мощности потребителей.

Если общая мощность защищаемых приборов равна 3 кВт, то лучше приобрести стабилизатор на 4-4.5 кВА.

Различают однофазные и трёхфазные стабилизаторы напряжения, но так, как в бытовых электросетях чаще распространен однофазный ввод, — то далее мы сделаем акцент на таких стабилизаторах.

Феррорезонансный стабилизатор

Феррорезонансный стабилизатор защитит электрооборудование от скачков напряжения. Он состоит из двух дросселей и конденсатора, примерная его схема изображена на рисунке ниже.

Они дешевые, но не обеспечивают реальную стабилизацию выходного напряжения, хотя и дают определенную защиту электрооборудования. В настоящее время на рынке встречаются не слишком часто. Для нормальной и безопасной работы вашей техники их рассматривать не стоит. На рисунке ниже изображен его внешний вид.

Следует помнить, что его достоинствами является долговечность, так как нет никаких исполнительных механизмов и быстродействие.

Релейный стабилизатор

В основе релейного стабилизатора лежит автотрансформатор и система управления на базе реле и микроконтроллера. Принцип работы заключается в переключении отводов от витков автотрансформатора для достижения стабильного напряжения выходной сети. Примерная схема такого стабилизатора изображена ниже:

В схеме видно, что релейный стабилизатор обеспечивает ступенчатую регулировку выходного напряжения. Отсюда есть погрешность в регулировании выходного напряжения порядка 8%. Фактически погрешность зависит от числа ступеней.

Как было сказано отводы от обмотки трансформатора коммутируются с помощью электромеханических реле, и для обеспечения работы как на повышение, так и на понижение автотрансформатор выполняется таким образом, чтобы было допустим 4 отвода на понижение выходного напряжения, и 3 отвода на повышение.

Реле срабатывают достаточно быстро, скорость реакции стабилизатора. В зависимости от типа конкретных реле они срабатывают за 2-7 миллисекунды. Сам прибор обеспечивает переключение ступеней и итоговую реакцию в 2-12 миллисекунды.

На фото виден сам трансформатор и переключающие реле – это блоки в корпусах черного цвета за ним.

Чем в большем количестве установлены реле, тем большая точность регулировки и диапазон рабочих напряжений. Некоторые модели работают в диапазоне напряжений 100-290В.

— не создают помех в сети;

— большинство моделей обладает дополнительными функциями, типа защиты от импульсных перенапряжений, подачи напряжения со входа на выход напрямую. этот режим называется байпасом (обход), нужен для уменьшения потерь на трансформаторе при нормальном значении напряжения питающей сети. Также может быть встроена защиты от КЗ и перегрева;

— срок службы 8-15 лет;

— отличная ремонтопригодность – если реле выйдут из строя их можно легко, быстро и дешево заменить. критическим является выход из строя трансформатора или платы управления;

— высокий КПД – 97-99%.

Недостатком является ступенчатость регулировки. Некоторых могут не устраивать регулярные щелчки при переключении реле. Однако они не слишком громкие.

Релейные стабилизаторы хорошо подходят для питания холодильников, стиральных машин и других приборов с двигателями и нагревателями.

Электромеханические или сервоприводные стабилизаторы напряжения

Сервоприводные стабилизаторы напряжения принципом действия напоминают лабораторный автотрансформатор, отличие лишь в том, что напряжение регулируется автоматически, с помощью сервопривода.

Читайте так же:

Коэффициент стабилизации стабилизатора тока

С такой конструкцией нельзя обеспечить резкой реакции на изменение напряжения, скорость реакции находится в пределах 10-15 вольт за 1 секунду. Поэтому он хорошо подходит для районов где постоянно наблюдается пониженное или повышенное напряжение, или вообще плавает в течение дня. Такое часто бывает в деревнях и частном секторе. Они среагируют на плавные изменения питающего напряжения и обеспечат стабильное выходное на уровне 220 В.

— плавная регулировка напряжения;

— износ подвижных частей, и необходимость их регулярной профилактики или замены;

— работа стабилизатора достаточно шумная из-за звуков от сервопривода и движения токосъемника по обмотке, это значит что при изменениях входного напряжения вы будете слышать жужжание;

— пыль и влажность – злые враги любого электроприбора, но в случае с сервоприводным стабилизатором это особенно критично, так как фактически основной функциональный узел внутри находится в открытом состоянии.

Электронный стабилизатор напряжения

Фактически это тот же релейный стабилизатор, но вместо реле используются полупроводниковые ключи – тиристоры или симисторы. Это обеспечивает тихое переключение и более быстрое срабатывание.

Модели с тиристоров имеют аналогичное устройство:

Если напряжение в сети в нормальных пределах, то система управления электронным стабилизатором включит режим «байпас», и пустит ток в обход трансформатора. Это нужно для повышения КПД.

На этом видео сравнивают работу релейного и электронного стабилизатора напряжения:

1. Надежность. Полупроводниковым ключам не свойственен механический износ контактов.

2. Быстродействие на порядок выше.

1. Стоимость выше чем у релейных моделей.

2. Способность к кратковременным перегрузкам у полупроводниковых ключей ниже, чем у электромеханических реле.

3. Также симмисторы могут выйти из строя, при пробое импульсным высокого напряжения, но производители минимизируют эти проблемы.

Другое название этого типа приборов – стабилизаторы с двойным преобразованием. Структурная схема устройства изображена на рисунке ниже.

То есть в этой схеме напряжение поступает на входной фильтр электромагнитных помех, далее на корректор коэффициента мощности (его может не быть в дешевых моделях) после этого выпрямляется и поступает на инвертор и на выходную цепь – к нагрузке. Таким образом выходное напряжение не влияет на выходное и скорость реакции стабилизатора с двойным преобразователем выше чем у остальных типов.

Единственное ограничение – диапазон входных напряжений, – он ограничен характеристиками схемы инвертора. В двойном преобразовании участвует инвертор с трансформатором, поэтому обеспечивается и гальваническая развязка входной и выходной цепи. Более наглядно это отражено на схеме ниже, хотя это схема источника бесперебойного питания, но смысл тот же.

Ниже изображён пример электрической принципиальной подобного устройства.

Соответственно условный график напряжения на входе и выходе стабилизатора с двойным преобразованием.

— Точность и скорость регулировки;

— Большой диапазон входных напряжений.

Заключение

Все стабилизаторы по-своему хороши, и установка любого из них улучшит условия работы электроприборов и продлит их срок службы. Однако следует учитывать быстродействие и делать выводы, если в вашей электросети часто происходят импульсные всплески напряжения.

Для того чтобы подвести итоги и сделать правильный выбор ознакомьтесь с таблицей, подобрали несколько моделей разных типов приблизительно одинаковой мощности. Цены взяты с «яндекс.маркета» и указаны на июль 2018.

Ранее ЭлектроВести писали, что согласно текущему сценарию развития, стабилизаторы напряжения находят все более широкое применение для защиты критической инфраструктуры и оборудования. И к 2025 году рынок устройств регулирующих напряжение в сети заметно увеличится.

голоса

Рейтинг статьи