Стабилизаторы напряжения. Словарь терминов.

Bypass 

 Режим bypass — это своеобразный режим транзита, когда стабилизатор выдает на выходе то напря-жение, которое получено на входе (без стабилизации или коррекции). 
Использовать этот режим работы рекомендуется в следующих случаях: напряжение не требует кор-ректировки; есть неисправности в работе стабилизатора; неподходящий климат в помещении (влаж-ность или температура).

Активная мощность (от 200 до 150000 Вт)
Активная выходная мощность стабилизатора напряжения. 
Данная характеристика определяет максимально возможную мощность нагрузки на стабилизатор. 
Для электрических схем с переменным током принято различать несколько понятий мощности. Это ре-активная мощность (для нагрузки, в которую входят реактивные элементы — конденсаторы и индук-тивности) и активная мощность (для нагрузки, которая содержит резистивные элементы). 
При выборе стабилизатора необходимо учитывать, что его выходная мощность должна быть больше мощности, потребляемой нагрузкой. В зависимости от типа нагрузки это может быть либо полная (см. "Полная мощность"), либо активная мощность. Например, если нагрузка состоит в основном из ламп накаливания, обогревателей, утюгов и т. п., то при выборе стабилизатора рекомендуется ориентиро-ваться на его активную мощность.

Вольтметр 
Встроенный вольтметр позволяет получать точные данные о текущем напряжении на входе или выхо-де стабилизатора. Эту информацию стабилизатор отображает на ЖК-экране или с помощью стрелоч-ного индикатора. 
Многие стабилизаторы могут одновременно выводить как входное, так и выходное напряжение. Если данная техническая возможность отсутствует (например, экран только один), то, как правило, демон-стрируется выходное напряжение.

Время отклика (от 1.0 до 500.0 мс)
Время отклика — это задержка между изменением во входном напряжении и началом его коррекции. Чем ниже значение данной величины, тем быстрее стабилизатор начинает компенсировать перепад в напряжении.

Задержка запуска 
Задержка запуска позволяет отсрочить подачу напряжения на выходе стабилизатора после экстренно-го выключения. Это необходимо, если к нагрузке подключены приборы с асинхронными двигателями (например, насосы). Задержка дает время такому устройству полностью остановить работу после экс-тренного выключения, вплоть до начала следующего цикла включения.

Защита от короткого замыкания 
Наличие у стабилизатора защиты от короткого замыкания. 
Короткое замыкание — это резкое уменьшение сопротивления нагрузки до малой величины (практиче-ски до нуля). Короткое замыкание может быть вызвано механическим замыканием проводов из-за нарушения изоляции или вследствие выхода из строя подключенного к стабилизатору электронного устройства. 
При коротком замыкании стабилизатор с соответствующей защитой отключается от нагрузки и остает-ся работоспособным, тогда как стабилизатор без защиты, как правило, выходит из строя.

Защита от перегрева 
Стабилизаторы могут значительно нагреваться при работе, особенно при больших нагрузках и высо-кой температуре окружающей среды. Система защиты от перегрева безопасно выключает сам стаби-лизатор и соединенные с ним устройства в случае перегрева.

Защита от повышенного напряжения 
Если стабилизатору не удается вовремя скорректировать скачок напряжения, на выходе стабилизато-ра может образоваться критическое напряжение, способное вывести из строя подключенную технику. В этом случае срабатывает система защиты от повышенного напряжения, которая безопасно обесто-чивает все подключенные к стабилизатору приборы.

Защита от помех 
Подавление высоковольтных и высокочастотных помех в электрической сети. 
Часто в электрической сети присутствуют помехи. Причины их появления различны: переходные про-цессы при включении и выключении мощных электрических приборов, наводки от мощных источников и др. 
Высокочастотные или высоковольтные помехи из электрической линии могут проникать на выход бло-ка питания электронного устройства и вызывать сбои в работе устройства. 
Для подавления нежелательных помех в стабилизаторе используется специальный фильтр.

Класс защиты 
Класс защиты — это стандарт защиты устройства от жидкостей и других веществ. Для обозначения класса используется сокращение вида IPxy, где "x" — степень защиты от попадания посторонних предметов или веществ в корпус устройства, а "y" — уровень защиты от проникновения жидкостей. Большинство стабилизаторов имеют базовую защиту IP20 или IP21. 
IP20 предполагает защиту от проникновения внутрь корпуса предметов размером 12.5 мм и более. Защита от попадания жидкости отсутствует. 
IP21 означает защиту от проникновения внутрь корпуса предметов размером 12.5 мм и более, а также от вертикальных капель жидкости. 
IP30 предполагает защиту от проникновения внутрь корпуса предметов размером 2.5 мм и более. За-щита от попадания жидкости отсутствует. 
IP56 означает защиту от проникновения внутрь корпуса пыли. Также есть защита от морских волн и сильных водяных струй.

Клеммы 
Абсолютное большинство мощных стабилизаторов подключаются к сети и к нагрузке с помощью клемм.

Количество выходных розеток (общее) (от 0 до 8 шт.)
Общее количество выходных розеток у стабилизатора, независимо от типа подключения (стабилизация или bypass). 
Большинство розеток у стабилизаторов, официально продающихся в России, имеет тип подключения CEE 7/3 ("Schuko").

Количество выходных розеток (со стабилизацией) (от 1 до 7 шт.)
Количество розеток, подключенных к системе стабилизации. 
У ряда бытовых стабилизаторов с несколькими выходными розетками некоторые из этих розеток под-ключены в режиме "bypass", т. е. в режиме транзита. Стабилизации напряжения в таких розетках не происходит.

Количество ступеней стабилизации (от 3 до 36 шт.)
От количества ступеней (ключей или обмоток) автотрансформатора зависит точность стабилизации у релейных и электронных стабилизаторов (см. "Тип стабилизатора"). Чем больше ступеней, тем плавнее регулировка напряжения.

Коэффициент полезного действия (от 80 до 99 %)
Чем выше КПД, тем меньше электроэнергии теряется при стабилизации напряжения. Большинство ста-билизаторов имеют КПД более 90 % в рабочем диапазоне напряжений. Самые эффективные модели (обычно электромеханические) имеют КПД 97 % и выше.

Макс. входная частота (от 50 до 65 Гц)
Стандартная частота в европейских электросетях составляет 50 Гц. Все стабилизаторы поддерживают эту входную частоту. Некоторые модели стабилизаторов при слишком низкой или высокой частоте ав-томатически включают компенсацию частоты на выходе.

Макс. входное напряжение (предельное) (от 227 до 450 В)
Диапазон входного напряжения является одним из важнейших параметров стабилизатора. Чем шире диапазон, тем более универсальным является стабилизатор, но вместе с этим повышаются сложность устройства, габариты и цена. 
Если входное напряжение выходит за рамки рабочего, то стабилизатору сложно справляться с нагрузкой. Продолжительная эксплуатация устройства при таких условиях крайне нежелательна, так как негативно влияет на срок службы стабилизатора. 
Устройство может функционировать в стандартном режиме лишь в рабочем диапазоне напряжения (см. "Мин. входное напряжение (рабочее)" и "Макс. входное напряжение (рабочее)"). 
Для трехфазных стабилизаторов указывается напряжение между любой фазой и нейтралью (~220 В).

Макс. входное напряжение (рабочее) (от 205 до 420 В)
Диапазон входного напряжения является одним из важнейших параметров стабилизатора. Чем шире диапазон, тем более универсальным является стабилизатор, но вместе с этим повышаются сложность устройства, габариты и цена. 
Рабочим напряжением считают то напряжение, при котором устройство может функционировать по-стоянно и без перегрузок. 
Для трехфазных стабилизаторов указывается напряжение между любой фазой и нейтралью (~220 В).

Макс. выходное напряжение (фазное) (от 221 до 242 В)
Максимальное выходное напряжение зависит от точности стабилизации и номинального выходного напряжения, на которое рассчитано устройство. 
Например, однофазный стабилизатор с номинальным выходным напряжением 220 В и точностью ста-билизации 10 % имеет максимальное выходное напряжение 242 В (220 В плюс 10 %) 
Для трехфазных стабилизаторов указывается напряжение между любой фазой и нейтралью (~220 В).

Макс. относительная влажность (от 70 до 102 %)
Стабилизаторы принадлежат к различным климатическим классам. Одной из важных характеристик каждого класса является максимальная относительная влажность. Обычно производитель гарантирует нормальную работу устройства только в определенном диапазоне относительной влажности. Обяза-тельным условием работы является полное отсутствие конденсата.

Макс. рабочая температура 
Все стабилизаторы относятся к определенному климатическому классу. Одной из важных характери-стик каждого класса является максимальная рабочая температура. Обычно производитель гарантиру-ет нормальную работу устройства только в определенном температурном диапазоне.

Мин. входная частота (от 43 до 50 Гц)
Стандартная частота в европейских электросетях составляет 50 Гц. Все стабилизаторы поддерживают эту входную частоту. Некоторые модели стабилизаторов при слишком низкой или высокой частоте ав-томатически включают компенсацию частоты на выходе.

Мин. входное напряжение (предельное) (от 60 до 180 В)
Диапазон входного напряжения является одним из важнейших параметров стабилизатора. Чем шире диапазон, тем более универсальным является стабилизатор, но вместе с этим повышаются сложность устройства, габариты и цена. 
Если входное напряжение выходит за рамки рабочего, то стабилизатору сложно справляться с нагрузкой. Продолжительная эксплуатация устройства при таких условиях крайне нежелательна, так как негативно влияет на срок службы стабилизатора. 
Устройство может функционировать в стандартном режиме лишь в рабочем диапазоне напряжения (см. "Мин. входное напряжение (рабочее)" и "Макс. входное напряжение (рабочее)"). 
Для трехфазных стабилизаторов указывается напряжение между любой фазой и нейтралью (~220 В).

Мин. входное напряжение (рабочее) (от 70 до 207 В)
Диапазон входного напряжения является одним из важнейших параметров стабилизатора. Чем шире диапазон, тем более универсальным является стабилизатор, но вместе с этим повышаются сложность устройства, габариты и цена. Работать эффективно при сверхнизком напряжении (90-120 В) могут только самые дорогие стабилизаторы. 
Рабочим напряжением считают то напряжение, при котором устройство может функционировать по-стоянно и без перегрузок. 
Для трехфазных стабилизаторов указывается напряжение между любой фазой и нейтралью (~220 В).

Мин. выходное напряжение (фазное) (от 170 до 219 В)
Минимальное выходное напряжение зависит от точности стабилизации и номинального выходного напряжения, на которое рассчитано устройство. 
Например, однофазный стабилизатор с номинальным выходным напряжением 220 В и точностью ста-билизации 10 % имеет минимальное выходное напряжение 198 В (220 В минус 10 %). 
Для трехфазных стабилизаторов указывается напряжение между любой фазой и нейтралью (~220 В).

Мин. относительная влажность (от 0 до 40 %)
Стабилизаторы принадлежат к различным климатическим классам. Одной из важных характеристик каждого класса является минимальная относительная влажность. Обычно производитель гарантирует нормальную работу устройства только в определенном диапазоне относительной влажности.

Мин. рабочая температура 
Стабилизаторы принадлежат к различным климатическим классам. Одной из важных характеристик каждого класса является минимальная рабочая температура. Обычно производитель гарантирует нормальную работу устройства только в определенном температурном диапазоне.

Отображение информации 
Существует несколько способов отображения информации о состоянии стабилизатора: светодиодный индикатор, стрелочный или цифровой индикатор. 
Светодиодные индикаторы — самый простой вариант. Обычно такая индикация способна отобра-жать текущий режим работы устройства. Например, световой индикатор может сообщать об исполь-зовании стабилизатора при скачках напряжения или срабатывании системы защиты от помех. Светоди-одного индикатора вполне достаточно для маломощных стабилизаторов (до 3 кВ∙А). 
Стрелочные индикаторы — более информативное решение. Такой индикатор в реальном времени отображает текущее напряжение. Информация, как правило, доступна лишь в приблизительном виде. Точный вольтаж "на глаз" измерять обычно не удается. 
Цифровой индикатор способен сообщать максимальное количество информации. Обычно на экране в цифровом виде отображается текущее напряжение с точностью то вольта.

Полная мощность (от 100 до 3150000 В•А)
Полная выходная мощность стабилизатора напряжения. 
Данная характеристика определяет максимальную мощность нагрузки на стабилизатор. 
Для электрических схем с переменным током принято различать несколько понятий мощности. Это ре-активная мощность (для нагрузки, в которую входят реактивные элементы — конденсаторы и индук-тивности) и активная мощность (для нагрузки, которая содержит резистивные элементы). Полная мощ-ность складывается из активной и реактивной мощностей и измеряется в вольт-амперах (В∙А). 
При выборе стабилизатора необходимо учитывать, что его выходная мощность должна быть больше мощности, потребляемой нагрузкой. В зависимости от типа нагрузки это может быть либо полная, ли-бо активная мощность (см. "Активная мощность"). Если в нагрузку входят мощные электродвигатели, крупная бытовая техника, электроника, то при выборе стабилизатора рекомендуется ориентироваться на его полную мощность.

Размещение 
По типу размещения стабилизаторы делятся на напольные, настенные и универсальные. Компактные бытовые стабилизаторы не требуют специальной установки. 
Напольные модели являются самым распространенным решением. Большинство стабилизаторов, независимо от мощности, устанавливаются на полу. Это обусловлено их довольно большим весом. 
Настенные стабилизаторы подходят для установки рядом с котлами отопления. Для монтажа требу-ется специальное крепление, которое часто не входит в комплект поставки. Обычно настенные стаби-лизаторы имеют узкий профиль и ограниченный вес (до 20 кг). 
Универсальные стабилизаторы могут устанавливаться как на полу, так и на стене (крепление входит в комплект поставки).

Регулировка выходного напряжения 
У некоторых стабилизаторов предусмотрена возможность регулировки номинального выходного напряжения. Эта опция полезна при подключении сложного медицинского или научного оборудования, где требуется строго определенное входное напряжение. Также данная опция необходима для соеди-нения европейского оборудования, рассчитанного на 230 В, с российскими сетями 220 В.

Скорость стабилизации (от 10 до 800 В/с)
Скорость стабилизации — это максимально возможное изменение в напряжении, которое стабилиза-тор обеспечивает за одну секунду при скачках во входном напряжении. Чем выше значение данной ве-личины, тем быстрее стабилизатор реагирует на изменения входного напряжения. 
В зависимости от типа стабилизатора, скорость стабилизации значительно варьируется. Например, электродинамические стабилизаторы обычно имеют скорость 100-125 В/с, электромеханические моде-ли обеспечивают 10-50 В/с. Ступенчатые электронные устройства способны демонстрировать ско-рость стабилизации более 250 В/с.

Тип входного напряжения 
Тип стабилизатора напряжения в зависимости от используемой сети. 
Стабилизаторы напряжения делятся на однофазные и трехфазные. 
Однофазные стабилизаторы используются для поддержания стабильного напряжения в однофазной сети 220 В. Однофазные стабилизаторы малой мощности могут применяться для защиты от перепадов напряжения бытовой техники: телевизоров, холодильников, аудиосистем. Однофазные стабилизаторы высокой мощности задействуются для питания промышленного оборудования, а также для подключе-ния к электросети коттеджей, дач, квартир и офисов. 
Трехфазные стабилизаторы работают с трехфазной сетью 380 В. Как правило, они рассчитаны на большую нагрузку (промышленное оборудование, офисы, квартиры, загородные дома.) Трехфазный стабилизатор представляет собой три однофазных стабилизатора с общей защитной электроникой.

Тип охлаждения 
Стабилизаторы имеют естественное или принудительное охлаждение. 
Естественное охлаждение подразумевает отсутствие отвода тепла от стабилизатора с помощью ак-тивных устройств, например вентилятора, помпы и др. Плюсами данного типа считаются простота кон-струкции и отсутствие шума от системы охлаждения. Если температура окружающей среды высокая, то естественное охлаждение может не справляться со своей задачей. 
Принудительное охлаждение подразумевает наличие специальной активной системы охлаждения, чаще всего воздушной. Такая система позволяет быстро и эффективно отводить тепло от нагреваю-щихся компонентов с помощью вентиляторов. Преимуществом такой системы является высокая эф-фективность и возможность работы даже при довольно высоких температурах окружающей среды. Главным минусом считается шумная работа вентиляторов.

Тип стабилизатора 
Принцип работы стабилизатора напряжения. 
Все стабилизаторы делятся на несколько типов: с двойным преобразованием, электронные, релейные, электромеханические, электродинамические ,гибридные и феррорезонансные. 
Стабилизаторы напряжения с двойным преобразованием состоят из выпрямителя, который преобра-зует переменное напряжение электросети в стабильное. От постоянного напряжения питается транзи-сторный инвертор, который на выходе обеспечивает стабилизированное синусоидальное напряжение частотой 50 Гц. 
Основными преимуществами стабилизатора с двойным преобразованием являются правильная сину-соидальная форма выходного сигнала, подавление высоковольтных и высокочастотных помех, быст-родействие и широкий диапазон регулирования. К недостаткам относятся низкий КПД и довольно вы-сокая цена. 
Модели с двойным преобразованием рекомендованы при использовании дорогостоящего оборудова-ния. 
Стабилизаторы со ступенчатым переключением (релейные и электронные) имеют обмотку трансфор-матора с множеством отводов. Каждому отводу обмотки соответствуют разные коэффициенты трансформации. Электронная схема коммутирует выходное напряжение с разных секций катушки, обеспечивая стабильное выходное напряжение. 
Такие стабилизаторы отличаются широким диапазоном рабочих напряжений, высоким КПД, быстро-действием, правильной синусоидой на выходе. Недостатком считается ступенчатость регулировки вы-ходного напряжения. 
Ступенчатые стабилизаторы делятся на релейные и электронные. 
В релейном ступенчатом стабилизаторе для переключения обмоток используются реле, а в электронном — полупроводниковые приборы (тиристоры и симисторы). 
Полупроводниковые стабилизаторы не имеют механических деталей и обладают большей надежно-стью, но обходятся дороже релейных. Срок службы полупроводникового стабилизатора составляет 10-15 лет. 
Релейные стабилизаторы обладают более высокой перегрузочной способностью, практически не шу-мят и имеют достаточно широкий диапазон входного напряжения. Релейный стабилизатор рекоменду-ется выбирать с запасом мощности не менее 20 %. 
Электромеханический стабилизатор по принципу работы похож на ступенчатые стабилизаторы, од-нако переключение между отводами обмотки осуществляется с помощью щеточного контакта, кото-рый перемещается посредством электромеханического привода. 
Такие стабилизаторы обеспечивают высокую точность регулирования, могут работать с широким диа-пазоном напряжений и имеют высокую перегрузочную способность. К их недостаткам относят низкое быстродействие, ограниченный ресурс работы, необходимость частого обслуживания, а также ограни-чение по температуре (выше -5 °C) и влажности окружающего воздуха. Такие стабилизаторы не реко-мендуется устанавливать возле газового оборудования. 
Потребность в замене некоторых изнашивающихся компонентов (щетки) электромеханического стаби-лизатора может возникнуть уже через 3-5 лет эксплуатации. Во время стабилизации электромеханиче-ские устройства издают характерный звук, который обычно длится доли секунды. 
Электродинамический тип можно считать подтипом электромеханического. К плюсам таких стабили-заторов относят повышенную надежность и возможность работать при минусовых температурах. Вме-сто графитовой щетки (щеточного контакта) для регулировки напряжения используется специальный токосъемный ролик, который практически не изнашивается. 
Стоимость таких стабилизаторов выше, по сравнению с электромеханическими аналогами. 
Гибридные стабилизаторы также можно отнести к подтипу электромеханических. Основным отличием от обычных электромеханических устройств является присутствие двух дополнительных релейных стабилизаторов. Релейная часть приходит на помощь электромеханической, когда та не справляется с нагрузкой. Это означает, что при штатном входном напряжении гибридный стабилизатор ведет себя так же, как и электромеханический. Релейная часть конструкции значительно расширяет диапазон входного рабочего напряжения. 
Принцип действия феррорезонансного стабилизатора основан на использовании эффекта магнито-резонанса (феррорезонанса) напряжения в контуре трансформатор-конденсатор. Их работа основана на изменении индуктивности катушек с железным сердечником при изменении силы протекающего по ним тока.
Достоинством феррорезонансного стабилизатора является высокая точность поддержания выходного напряжения на уровне 1-3%. Быстродействие данного типа стабилизаторов порядка 50мс, чего доста-точно для работы измерительного, телекоммуникационного и других видов оборудования, выходное напряжение регулируется бесступенчато. Некоторые модели феррорезонансных стабилизаторов име-ют внешнюю регулировку напряжения на выходе,это удобно при необходимости скорректировать напряжения, когда возникают потери на линиях большой протяженности. Стабилизатор имеет высокий уровень надежности и большой ресурс работы. 
К недостаткам данного типа стабилизаторов относят высокий уровень шума, малый диапазон входного напряжения, недопустимость работы в режимах холостого хода и при перегрузках, зависимость вы-ходного напряжения от частоты питающей сети и заметное искажение синусоидальной формы напря-жения.

Точность стабилизации (от 0.5 до 10.0 %)
Точность стабилизации, или погрешность работы, является важной характеристикой стабилизатора и непосредственно влияет на класс устройства и его цену. Эта величина измеряется в процентах и пока-зывает максимально возможное отклонение напряжения на выходе. Чем ближе это значение к нулю, тем лучше. 
Отклонения более 10 % считаются неприемлемыми для большинства сценариев эксплуатации стабили-затора. В целом стоит воздерживаться от покупки устройств с погрешностью работы более 8 %. 
Большинство недорогих моделей имеют погрешность 5-8 %, что является нормальным показателем для стабилизаторов, установленных на даче или дома. 
Более точные устройства отличаются узким диапазоном погрешности 2-5 %. Они подходят для стаби-лизации сети, к которой подключены различные бытовые приборы (насосы, холодильное оборудова-ние, нагреватели, электродвигатели, плиты, чайники и др.). 
Высокоточные стабилизаторы с погрешностью 2 % и ниже рекомендованы для вычислительной, аудио- и видеотехники, а также медицинских приборов.

Уровень шума (от 20 до 50 )
Уровень шума стабилизатора при работе.

Форма выходного сигнала 
Форма выходного напряжения стабилизатора. 
Различают две формы выходного напряжения: ступенчатая аппроксимация синусоиды и чистая сину-соида. 
Ступенчатая аппроксимация синусоиды применяется в основном в простых и недорогих моделях стабилизаторов. При использовании в качестве нагрузки компьютерных систем и другой электроники с импульсными блоками питания вполне допустима такая форма питающего напряжения. 
Чистая синусоида — "правильная" форма выходного сигнала, для создания которой задействуется более сложная схема инвертора. 
Использование питающего напряжения грубой формы приводит к появлению высокочастотной состав-ляющей в линиях питания, которая может вызывать наводки на сигнальные линии в электронных устройствах. 
Для нагрузки, в которой задействуются линейные (трансформаторные) блоки питания, например для аудиотехники, желательно использовать только стабилизатор с чистой синусоидой на выходе.