Стабилизатор напряжения ресанта отключается: Стабилизатор напряжения постоянно отключается, почему? Устранение неполадок

Стабилизатор напряжения постоянно отключается, почему? Устранение неполадок

Время прочтения: 5 мин

Дата публикации: 11-08-2020

Сервисные центры часто сталкиваются с обращениями покупателей в связи с тем, что стабилизатор напряжения постоянно отключается. Потребители практически всегда считают, что это является следствием неисправности стабилизатора, когда как реальность оказывается куда прозаичнее. Мы постараемся рассмотреть распространенные причины неправильной работы прибора и придем к одному закономерному выводу.

Превышение допустимого тока

Казалось бы, при покупке практически любого электротехнического оборудования одним из важнейших параметров является его мощность. И все равно пользователи умудряются подобрать не подходящую модель из-за халатного отношения к этому вопросу. Стабилизатор напряжения становится источником питания для Вашего оборудования, поэтому к выбору его мощности и других характеристик следует подходить максимально серьезно. Если стабилизатор напряжения постоянно отключается – возможно, банально срабатывает защита по току. Современные стабилизаторы обычно имеют два уровня защиты. При незначительном превышении тока спустя определенное время срабатывает электронная защита. Отбивание автомата, в свою очередь, часто свидетельствует о лавинообразном скачке тока, который характерен для коротких замыканий.

Недостаточный запас по мощности

Большинство бытовых стабилизаторов напряжения (сервоприводные, релейные ступенчатые и электронные ступенчатые) осуществляют регулировку по принципу изменения коэффициента трансформации автотрансформатора. Основное преимущество данного подхода заключается в дешевизне и надежности конструкции. Однако есть один недостаток, который многие забывают учитывать при выборе подходящей модели: при понижении напряжения на входе допустимая мощность на выходе снижается. Чем большие просадки требуется компенсировать стабилизатору – тем ниже его мощность. Поэтому рекомендуем подбирать стабилизатор с более чем 30-процентным запасом по мощности.

Пусковые токи

Многие потребители забывают учитывать пусковые токи некоторых видов бытовой техники. В частности, компрессор холодильника постоянно запускается в циклическом режиме. Каждый запуск сопровождается высокими пусковыми токами, в разы превышающими ток в рабочем режиме. Стабилизатор напряжения должен либо иметь запас по мощности, достаточный для работы с пусковыми токами, либо перегрузочную способность. Разумеется, куда безопаснее рассчитывать на запас мощности.

Выход за рабочий диапазон

Распространенной частой причиной отключения стабилизатора напряжения является выход входного напряжения за рабочий диапазон стабилизации. Рассмотрим этот вопрос подробнее. Любой стабилизатор рассчитан на компенсацию сетевых колебаний с определенной амплитудой. Работа прибора невозможна при слишком высоком или слишком низком входном напряжении. Если стабилизатор не держит напряжение, а потом и вовсе выключается – не стоит спешить нести устройство в ремонт. Ответ может быть до банального прост: стабилизатор напряжения попросту не рассчитан на ту амплитуду сетевых колебаний, которые свойственны для Вашей сети. Если стабилизатор напряжения постоянно щелкает (в случае модели релейного типа), значит сеть очень нестабильна и вполне могут возникать всплески и просадки, с которыми прибор попросту не может справиться. Причем, отключение может быть связано как с выходом за рабочий диапазон стабилизации, так и с недостаточным запасом по мощности при компенсации глубоких просадок.


К какому выводу наводят основные причины постоянного отключения стабилизатора напряжения? Причина кроется не в самом стабилизаторе, а в его неправильном выборе. Прибор попросту не может работать в условиях, для которых он не был предназначен. Вот почему мы всегда делаем акцент на тщательном подборе в зависимости от конкретных потребностей. Вы либо должны хорошо изучить предметную область и делать выбор с умом, либо доверить это специалистам. Стабилизатор – это устройство довольно умное и его отключение чаще всего говорит не о неисправности, а об условиях работы, для которых он не предназначен.

Чтобы купить стабилизатор и забыть о каких-либо проблемах, следуйте ряду правил:

  • Изучите основные виды стабилизаторов напряжения и на основе их достоинств и недостатков примите решение в пользу одного из них.
  • Рассчитайте мощность оборудование, которое требуется защитить. Всегда берите максимальные показатели, учитывая даже пусковые токи некоторых потребителей. Точный расчет очень важен. Подбор слишком мощного стабилизатора не представляет никакой опасности – Вы получаете прибор с запасом, – однако за это придется переплатить. Куда хуже подобрать стабилизатор с низкой мощностью, которая будет приводить к защитным отключениям.
  • Чем шире рабочий диапазон стабилизации – тем лучше. Будет кстати, если Вы будете приблизительно знать, какие перепады напряжения происходят непосредственно в Вашей сети, чтобы подобрать модель с идеальным рабочим диапазоном.
  • Если изучать матчасть нет желания или возможности, не следует делать необдуманных решений – проконсультируйтесь со специалистами. К примеру, менеджеры интернет-магазина «Вольтмаркет» готовы проконсультировать Вас по всем вопросам и оказать поддержку на всех этапах приобретения стабилизатора вплоть до монтажа и подключения.

Разумеется, бывают случаи, когда отключение происходит по вине неисправности. Если стабилизатор напряжения постоянно отключается, попробуйте выяснить причину. В этом помогут диагностические возможности прибора. Чаще всего на дисплее, если таковой имеется, выводится код ошибки, по которой можно определить неисправность. Если причиной не является что-то из перечисленного выше, тогда следует задуматься об обращении в сервисный центр. Вмешательство без соответствующих технических знаний может угрожать не только целостности стабилизатора, но и Вашему здоровью.

Стабилизатор не включается или выбивает автоматы. Основные неисправности и ремонт стабилизаторов

Как и любое сложное электронное устройство, стабилизатор напряжения иногда выходит из строя, сам выключается или выбивает автоматы или по крайней мере не корректно работает, гудит или пищит.
Причин может быть несколько, в зависимости от конкретной ситуации, и это может зависеть от неправильности использования или же зависеть непосредственно от типа и электронной начинки самого аппарата.

Попытки хозяев отремонтировать самому такое сложное устройство могут быть оправданы только в случае поверхностных причин поломки и небольшого понимания в принципе работы устройства.

Но не всегда это приводит к желаемому результату, а зачастую и вовсе может привести к полной поломке платы управления а также силовых ключей, что в итоге повысит стоимость ремонта в разы.
По этому лучше доверить ремонт специалистам, тем более в случае если стабилизатор на гарантии.
Но мы все же рассмотрим основные причины неисправностей, и методы их устранения.

Стабилизатор любого типа — это сложное электронное устройство и зачастую для выявления неисправности будут необходимы измерительные приборы и хотя бы некоторые познания в радиотехнике.

Как правило во всех стабилизаторах напряжения стоит целая система защиты целью которой есть защита силовых элементов от сгорания, защита по превышению мощности, перегреву устройства, а также защита выходного напряжения от аномальных скачков напряжения.
В основном вся защита стабилизатора реализована на плате управления, сложность схемы которой, зависит от типа стабилизатора.

Сложнее всего выявить неисправность в стабилизаторе на симисторных ключах, сложная схема управления требует проверки с помощью осциллографа или в крайнем случае можно применить метод последовательной проверки каждого элемента схемы.

В релейных стабилизаторах напряжения частой причиной поломки является реле которое переключает обмотки трансформатора. При частом нестабильном напряжению в сети реле выполняют множество переключений на протяжение дня, со временем контакты реле подгорают, еще могут залипнуть, а бывает и сама катушка реле перегорает. В таких случаях может появится сообщение об ошибке, стабилизатор может просто выключится, а может быть и куда хуже вплоть до внутреннего замыкания с соответствующими последствиями.

Самым простым в ремонте можно назвать сервоприводный стабилизатор, после снятия крышки устройства можно наглядно рассмотреть его поведение и попытаться выявить причину логическими выводами.

Основные и общие неисправности стабилизатора

Стабилизатор отключается. Скорее всего, в большинстве случаев, отключение защитное и срабатывает при критическом повышение или понижение напряжения. После восстановления подходящего напряжения — питание восстанавливается сразу или через 5 секунд если установлены такие настройки.
Но следует заметить что не все стабилизаторы так «следят» за нижней границей напряжения и часто при снижению напряжения до «нестабилизируемых» нижних границ напряжение падает без отключений. В таких случаях рекомендуется использование в щитке реле напряжения в котором настраивается верхний и нижний границы нужного вам напряжения, при выходе за их пределы — реле отключит нагрузку от сети.

Стабилизатор может также отключится и при превышению нагрузки (перегрузке) в таком случае оно будет сделано ступенчато, а при двукратной перегрузке будет выполнено моментальное отключение стабилизатора.
Кроме того выключится стабилизатор может при сработке термодатчика от перегрева силовых элементов или трансформатора.

Если стабилизатор часто выключается, нужно проверить входное напряжение, при его допустимых значениях  — отключить нагрузку и убедится в том что в ней нет замыканий.
Если  без нагрузки стабилизатор работает значит нагрузка неисправна, убедится в этом можно, подключив к стабилизатору эквивалентную нагрузку и если стабилизатор будет с ней работать то в первой нагрузке замыкание, если не будет работать с эквивалентной нагрузкой — то стабилизатор стал неисправным. Также о неисправности будет говорить тот факт если на входе напряжение будет в пределах нормы а стабилизатор не будет включатся.

Выбивает автомат при включение стабилизатора. Срабатывает защита которая ясно дает нам понять о коротком замыкание или значительной перегрузке. Впервую очередь нужно попробовать включить стабилизатор без нагрузки, тем самым сузив круг возможных причин. Если автомат выбивает без нагрузки значит стабилизатору потребуется серьезный ремонт. Прежде всего необходимо обратить внимание на мощность стабилизатора и автомат (по номиналу), может быть автомат на слишком малый ток, а стабилизатор во время включения потребляет большой ток.  В некоторых (частых) случаях стабилизатор все же можно заставить работать если убрать заземление на сетевой вилке ( подключив стабилизатор с помощью переходника без заземления), но это не выход и скорее всего устройство придется ремонтировать.

Греется трансформатор стабилизатора (без нагрузки) Прежде всего нужно убедится в том что нагрузка выключена, если при этом трансформатор все же продолжает греться то возможно в трансформаторе произошло межвитковое замыкание, или что более вероятней — замыкание где то в переключателях (в зависимости от типа стабилизатора)
Например в релейном стабилизаторе следует обратить внимание на реле, а в симисторном — на силовые ключи. При пробое или замыкание (одного) силового элемента возникнет замыкание на одной из выходных обмоток, шаг напряжения на одной обмотке небольшой но все же достаточный чтоб перегреть трансформатор, а возможно и запустить защиту которая отключит устройство.

Реле можно осмотреть и прозвонить тестером (в выключенном состояние), убедится в отсутствие залипаний.
Симисторные или тиристорные ключи также можно проверить с помощью тестера. Между управляющим электродом и катодом сопротивление должно быть одинаковым при прямом и обратном измерении, а между анодом и катодом – стремиться к бесконечности.

В сервоприводных стабилизаторах, силовых ключей нет, но трансформатор может перегреваться из за  забившихся в пространство между витками графитовых опилок, элементов гари и пыли. Такие устройства требуют периодической чистки рабочей контактной части витков трансформатора.

Поломка двигателя сервопривода или некорректная его работа, сюда же можно и причесть и обгорание и износ рабочей щетки что будет сопровождаться чрезмерным искрообразованием.
В сетях с частыми скачками напряжения двигатель сервопривода постоянно работает на износ, такое частое движение быстро вырабатывает определенный ресурс работы реверсного двигателя.
Поломка двигателя часто, за собой влечет также выход из строя выходного каскада управления сервоприводом, силовые транзисторы попросту перегорают.
В некоторых случаях двигатель можно попытаться реанимировать, разобрав и добравшись к его щеткам, очистить их от мелкой пыли и загрязнений. Собрав двигатель снова, произвести смазку редуктора и втулок на его якоре. Такое профилактическое обслуживание может значительно увеличить его ресурс работы, а к тому же уменьшить общий шум от работы сервоприводного стабилизатора.

Выход из строя реле. Часто такая поломка приводит также и к выходу из строя транзисторных ключей соответствующего реле.
В таких случаях и реле и транзистор подлежат замене на новые. В некоторых случаях изношенные контакты реле можно восстановить. Для этого разбирают корпус реле, затем снимают с пружины подвижный контакт. С помощью «нулевочной» наждачной бумаги, с контакта снимаются все нагоревшие частицы, после чего контакты протирают мягкой тряпочкой смоченной в спирте или растворителе.
После восстановления реле, нужно обязательно убедится в исправности управляющих выходных транзисторов (типа SD882 или D882Р).

Помимо описанных выше поломок которые встречаются наиболее часто, часто можно столкнутся и с такими:

Дисплей. Хаотичное отображение на дисплее разных элементов или неполное отображение информации на дисплее может говорить о нарушение контакта между платой и дисплеем. Как правило для соединения там используют «токопроводящую резинку» которая прижимается между платой и стеклом ЖК-дисплея, в процессе постоянного нагрева стабилизатора и повышенной температуры внутри резинка пересыхает а плата может согнутся или незначительно деформироваться что вызовет потерю надежности контакта.
В сегментных дисплеях причины могут быть немножко другие.
В них зачастую причина кроется в плохой пропайке индикаторов и элементов платы. Элементы следует осмотреть на качество пайки, особое внимание уделив кварцевому резонатору и контролеру дисплея. Место соединения платы с дисплеем также осмотреть и при необходимости пропаять шлейф и контакты или очистить «токопроводящую резинку».

Поломка платы управления. Электронная плата управления у любого современного стабилизатора содержит множество радио элементов. Ее ремонт прежде всего, начинается с беглого осмотра всех элементов, их состояния и мест пропайки на плате. Обратить внимание на саму плату, почерневшие дорожки в местах перегрева и едва заметные микротрещины.
Очень часто можно заметить вздувшиеся электролитические конденсаторы. Часто конденсаторы внутри пересыхают и при этом теряют свою электрическую емкость.
Кроме того на плате можно выявить изменения оттенка радиоелементов от сильного перегрева, такие детали нужно выпаивать и проверять с помощью тестера и приборов.
Но как правило визуальный осмотр может только подсказать о масштабах случившейся неисправности, ну а сам ремонт таких плат не ограничивается заменой очевидно испорченных элементов и требует добавочной ревизии разных компонент при помощи особого оборудования. Поэтому, в случае если прозвонка силовых транзисторов и прочих элементов не обнаружила причины неисправности, ремонт платы управления лучше доверить специалистам.

Стабилизатор гудит (шумит). Почти все стабилизаторы в процессе своей работы издают небольшие шумы, одни типы больше, другие меньше. Количество шума от стабилизатора будет напрямую зависеть от стабильности напряжения в сети, чем больше скачков и изменений напряжения происходит — тем больше стабилизатор должен выравнивать напряжение на выходе.
Наиболее шумными считаются сервоприводные стабилизаторы, постоянное включения реверсивного двигателя и его шум при движение графитового ползунка по обмоткам трансформатора приносят небольшой дискомфорт к которому со временем каждый владелец привыкает. Релейные стабилизаторы также издают щелчки при переключение обмоток трансформатора — тоже шум. Более благоприятными в этом плане можно считать симисторные и тиристорные стабилизаторы.
Едва слышное гудение сопровождает все стабилизаторы, источником звука есть сам преобразующий трансформатор и его гудение будет тем больше, чем больше разница входного и выходного напряжения и чем больше нагрузка в это время.
При повышенных шумах и гудению устройство лучше разобрать и осмотреть, возможно потребуется ремонт, а возможно профилактическое восстановление, например восстановление подвижной части электродвигателя сервоприводного стабилизатора.

Стабилизатор пищит. Здесь важно пищит он под нагрузкой или в холостом режиме. Отключаем нагрузку и прислушиваемся, в некоторых типах стабилизаторов (электронного типа) может быть слышен едва ощутимый писк, ето нормально.
Но если стабилизатор пищит (ощутимо) от повышения нагрузки, это может говорить о малом запасе прочности элементов конструкции аппарата, другими словами, если вы не перегружаете стабилизатор то он все же работает на пределе возможностей.

После успешного ремонта стабилизатор напряжения можно проверить с помощью ЛАТРа.
К ЛАТРу подключают проверяемый стабилизатор, а на выход стабилизатора подключают нагрузку в виде лампочки накаливания (примерно 60вт). Дальше изменяя напряжения на ЛАТРе, наблюдают за работой стабилизатора и параметрами напряжения на выходе.

Напоследок дам несколько советов, которые помогут надолго сохранить прибор в рабочем состоянии:

  • Следите за тем чтобы стабилизатор не работал долгое время  при напряжение меньше 160 вольт. По крайней мере чтобы в такие моменты нагрузка на нем была сведена на минимум.
  • При постоянно пониженном напряжение нужно приобретать и использовать специальные стабилизаторы, например у «Ресанта» есть некоторые модели позволяющие работать даже при 90 вольтах в сети.
  • Суммарная мощность нагрузки должна быть хотя бы на 10% меньше мощности стабилизатора. При етом стараться одновременно не включать ее всю на длительное время.
  • Подключая стабилизатор на весь дом необходимо оборудовать в щитке дополнительное УЗО с токовым номиналом не ниже чем у автомата на стабилизаторе.
  • Очень важна правильная установка стабилизатора. Помещение где будет находится стабилизатор должно быть проветриваемым и сухим. Запрещается установка в нишах что будет нарушать воздухообмен и вызывать частый перегрев устройства.

Вопросы и ответы о работе стабилизаторов напряжения

Самые популярные вопросы, которые присылают пользователи.

Для чего нужен стабилизатор напряжения?

При периодическом повышении напряжения на 10% и более любая техника и оборудование уменьшают свой жизненный цикл. Иными словами повышенное напряжение изнашивает схемы очень быстро и техника ломается на несколько лет раньше срока износа.
Другая ситуация — напряжение пониженное, в этом случае техника может перестать запускаться. Например, выключится и не запустится холодильник, насос, перестанет работать котел отопления и т.д. И в том и другом случае применение стабилизатора электрического напряжения защитит работу оборудования.

Почему щелкает стабилизатор?

Щелчки это нормальная работа релейного механизма стабилизации, при переключении ступеней. Такие стабилизаторы обычно не устанавливают в спальне или небольшом доме. Для бесшумной работы следует выбирать тиристорные модели, например такие, симисторные (пример в обзоре) или инверторные (обзор модели), у них уровень шума при работе равен 0 дБ.

Читайте по теме:
— Какие стабилизаторы вам точно не подходят >

Так же часто приходит вопрос: «почему пищит стабилизатор?». Подобный звук может издавать ползунок в электромеханических моделях, который быстро перемещается по обмотке.

Почему отключается стабилизатор?

Если вы обнаружили, что не работает стабилизатор напряжения, скорее всего сработала встроенная защита. Возможные варианты: напряжение ушло за допустимые пределы, ниже нижней или выше верхней границы. После возврата к нормативным значениям, стабилизатор включится самостоятельно. Другой случай: сработала термозащита из-за повышения температуры в помещении, т.е. аппарат перегрелся. Так же после остывания самоактивируется и продолжит работу.

Читайте по теме:
— Какие стабилизаторы вам точно не подходят >

Почему греется?

Возможно, ваш прибор работает уже длительное время с максимальной стабилизацией, в этом нет ничего страшного, если есть активное охлаждение внутри корпуса.

Что такое Байпас?

Байпас — это режим работы, когда стабилизатор напряжения пропускает ток без изменения. Т.е. ток идет через него, но без улучшения параметров.

Почему выходное напряжение стабилизатора такое же, как входное?

Возможно, включен режим «Байпас» (см. выше).

Почему стабилизатор повышает напряжение?

У любого типа стабилизаторов есть погрешность, она работает, как вниз, так и вверх. Т.е. если погрешность составляет 5%, то напряжение 231 Вольт будет нормой для данной модели.

Зачем нужен стабилизатор напряжения для газового котла?

Котлы очень прихотливы в качестве электропитания. Искаженная синусоида тока, отключение котла при падении напряжения, перегорание управляющей платы, все это блокирует работу отопительной техники. Иногда вплоть до ремонта.

Что лучше ИБП или стабилизатор напряжения?

По данной тематике читайте развернутую статью.

ᐅ РЕСАНТА LUX АСН-12000Н/1-Ц отзывы — 37 честных отзыва покупателей о стабилизаторе напряжения РЕСАНТА LUX АСН-12000Н/1-Ц

Самые выгодные предложения по РЕСАНТА LUX АСН-12000Н/1-Ц

 


Andrey, 17. 06.2019

Недостатки:
не выполняет своих функций.

Комментарий:
Стабилизатор устанвлен на квартиру, вчера ночью скакануло напряжение и сгорела акустика. Два активных монитора подключенные в разные розетки. Вот и поддержал отечественного производителя.
Самое не приятное что у меня таких две в разных квартирах.


Sidorov Sergey, 05.02.2019

Достоинства:
НИ КАКИХ

Недостатки:
Щелкает, как стреляет из пистолета. Через закрытые плотно двери слышен шум переключения реле. Не стабилизирует напряжение: при показаниях на выходе 220 вольт, лампы моргают в такт щелчкам! По паспорту должен выдерживать до 260 вольт, фактически отключается при 247.

Комментарий:
Производитель на связь не выходит, письменные обращения игнорирует.


Денис Матвеев, 20.01.2019

Достоинства:
Хороший, надёжный стабилизатор релейного типа. Живу в пригороде в посёлке, свет по вечерам скачет, особенно зимой, напряжение низкое, спасибо Ресанте – бережёт нашу технику. Защита от короткого, от слишком большого напряжения, от перегрева.

Недостатки:
Отсутствуют.

Комментарий:
Отличная мощность. Хватает на весь дом, то есть я могу спокойно пользоваться компьютером, обогревателем, бойлером, плитой одновременно. Работает даже при очень низком напряжении 140-150 В. Компактный, повесил на стену в прихожей, габариты не стесняют.


Анна, 12. 01.2019

Достоинства:
работает бесшумно, табло яркое. Напряжение выдаёт отлично.

Недостатки:
Не увидел.

Комментарий:
В работе с 2012 года. До покупки было куплено две стиральные машины, так как входное напряжение скакало и они горели. Лампы тускло светились.поставив его забыл об этой проблемме. До сегодняшнего утра. Просто отключился. При включении начался треск. Вот это беда! После работы нужно снимать и разбираться что случилось.


Степан Белов, 10.12.2018

Достоинства:
Не нужна специализированная установка, быстрые точные преобразования, компактный размер.

Недостатки:
Нет

Комментарий:
Техника рекомендованная. Выравнивает нагрузки по дому в частном секторе – были периодические понижения, куда только не обращались. Начала выходить из строя бытовая техника, решились приобрести – «скупой платит дважды». Скажу, что российские производители вернулись в прошлое СССР и стали производить нужные качественные приборы. С установкой стабилизатора все идет по норме уже второй год.


Николай, 30.11.2018

Достоинства:
Легко можно в нём разобраться ,не шумный ,хорошее напряжение.

Недостатки:
пока не нашёл

Комментарий:
Купил 4 месяца назад, очень всё понравилось, для такой цены всё отлично. Советую купить.


Тарнакина Анастасия, 09. 10.2018

Достоинства:
Высокая мощность 12 кВа обеспечивает дачу с запасом (Водонагреватель, чайник, микроволновая печь, электроплитка и духовой шкаф, холодильник, водяной насос, общие осветительные приборы, 2 ПК и телевизор)

Недостатки:
Громко щелкает реле при смене напряжения, при этом отключаются светодиодные лампы, но моментально включаются, немного напрягает.

Комментарий:
Покупали до того, как поменяли общую подводку электричества по даче. Напряжение скакало от 160 до 250 вольт и проседало при включении чайника. Стабилизатор это снял. Да, не очень плавно, да со щелчками, но проблемы с плохой сетью нивелировались.
Сейчас, когда поменяли подводящую сеть, скачки на входе стали меньше и стабилизатор практически не «щелкает».


Зураб, 10. 09.2018

Достоинства:
Цена и удобство монтажа (хотя с монтажом тоже можно было бы получше сделать).

Недостатки:
Большой и тяжёлый… но это положено мощному стабилизатору. На выходе почти всегда пишет 220 (входное практически всегда ниже вплоть до 160, но они типа такой молодец и всегда одинаковое выдаёт). Судя по замерам отклонение есть но не критичное в пределах 3-4 вольт. Половину дома стабилизирует другой стабилизатор Ресанта на 8 квт и тот работает быстрее. У этого большой минус — очень громко щёлкает и медленно стабилизирует — свет всегда моргает в этот момент, хотя тот что на 8 квт тоже громко щёлкает, но успевает, чтобы свет не моргнул.

Комментарий:
Конечно если ориентироваться на цену — хороший агрегат, если всё-таки есть деньги, то лучше поискать поприличнее аппарат… а вообще я понял, что стабилизатор надо выносить из дома иначе всё равно постоянно слышна работа. Этот ещё и умудряется нагреваться и регулярно работает вентилятор.
По поводу монтажа вот вопрос к производителям… неужели нельзя вложить в комплект бумажный шаблон, чтобы приложить вкрутить саморезы и вез проблем повесить. Это дёшево, но невероятно удобно было бы вешать. Так как этот стабилизатор очень тяжёлый его туда сюда не поворочаешь, а вешать его полюбас под потолок.


Ручной рептилоид, 24.08.2018

Достоинства:
Не занимает много места, почти бесшумная работа, цена ниже чем у конкурентов, служит уже больше двух лет.

Недостатки:
Полностью доволен

Комментарий:
Отличный стабилизатор . Который желательно иметь в каждом доме, чтоб не возникало неприятных ситуаций во время грозы или перепадов напряжение. Вот стабилизатор ресанта, служит мне уже больше двух лет верой и правдой. Стоит прямо на холодильнике и через него питается весь дом. Очень понравился


Сергей Мелишак, 17.08.2018

Достоинства:
Выполняет свои функции не привлекая лишнего внимания. Электрокотел системы отопления стал в разы быстрее нагревать до нужного уровня теплоноситель. Перестали мигать диодные лампочки, как это было при просадке напряжения. Микроволновка греет за 1 минуту так как грела за 3. Вобщем ощутили все прелести стабильного нормального напряжения.

Комментарий:
Для дачи вещь необходимая. В сети на даче у нас напряжение нестабильное, данный стабилизатор дает уверенные 220 Вольт. В доме и на участке много разного электрооборудования — теперь все работает стабильно. Прибор очень прост в эксплуатации – вся нужная информация выводится на дисплей.


Руслан Морозов, 15.08.2018

Комментарий:
Купили дом, периодически понижалась нагрузка, больно за технику. Сеть протестировал сам, обратился к спецам, рекомендовали взять такой. По крайней мере, по лампочкам освещения срабатывает незаметно, может и есть отклонения, но не по существу.


Алексей Ситнов, 15.08.2018

Достоинства:
Работает как часы. Нареканий в работе нет.
Быстрая доставка в Челябинск.

Недостатки:
Не обнаружил.

Комментарий:
Покупал для работы в гараже для всей электроники.
Теперь могу быть спокоен за свои гаджеты.
Всем советую.


Данил Король, 14.08.2018

Достоинства:
Простая установка, информативный дисплей, не шумит и приятный дизайн.

Недостатки:
Недостатков не нашел

Комментарий:
Аппарат как ни странно, покупался для дачи. В последнее время участились скачки напряжения, и из-за этого сгорел мой любимый электрический чайник. Надеюсь, больше мои любимые чайники не будут сгорать 😀


Мейл, 09.08.2018

Достоинства:
Нет

Недостатки:
Постоянный перезапуск с отключением электричества во всем доме

Комментарий:
Три раза отдавали в ремонт, результат тот же : каждый скачок напраяжения ( от. 170 до 240) сопровождается выключением всего электричества в доме , паузой в несколько минут и запуском. У соседей свет есть- у меня со стабилизатором постоянная иллюминация . Отключила . Жалею , что не потребовала возврата денег сразу
Только у меня такие проблемы?


Александр, 09.08.2018

Достоинства:
большой диапазон входных напряжений от 140 до 260 В, если напряжения выходит за допустимые пределы есть защита от подачи тока, стабилизатор не нагревается, компактный и удобно крепиться к стене.

Недостатки:
Пока минусов нет

Комментарий:
Купил этот стабилизатор себе на дачу, так как у нас дом в деревне, то соседи постоянно использую сварку, станки для резки дерева и качают воду из колодцев. Напряжение в сети то и дело скачет время от времени. Стабилизатор справляется хорошо, быстро реагирует на скачки, выходное напряжение всегда стабильно держится на 220 В.


Клоков Влад, 08.08.2018

Достоинства:
простота использования, надежность

Недостатки:
нет

Комментарий:
Данный стабилизатор служит мне долгое время, так как постоянно перебои электроэнергии он нас спасает.


Гость, 06.08.2018

Достоинства:
надежный,компактный.

Недостатки:
нет

Комментарий:
живу в частном доме,перебои с напряжением натолкнули на покупку стабилизатора,чтобы помочь бытовой технике и себе. стабилизатор мощный,запитал весь дом,отлично справляется,повесили на стену,смотрится аккуратно,места занимает немного и напряжение держит в норме.


dbir76, 06.08.2018

Достоинства:
Очень хороший стабилизатор,работа без сбоев.
Работает очень тихо,без шума.
Информация выводится на дисплей.

Недостатки:
Не нашел

Комментарий:
Советую к покупке!


SADist948, 05.08.2018

Достоинства:
Не плохое устройство, для стабилизации входного напряжения, простое в установке. У стабилизатора приятный, дизайн, стальной корпус имеет отверстия для охлаждения.

Недостатки:
Больше подходит для установки в теплых помещениях

Комментарий:
Использую данное устройство четыре месяца, напряжение стабилизирует четко, выдает 220 в


Валерия Зулина, 03.08.2018

Достоинства:
универсальный дизайн, компактный, легкий, показывает на экране температуру воздуха и влажность, выбирается поток увлажнения

Недостатки:
не нашла

Комментарий:
Интуитивно понятное управление, работает бесшумно, воды хватает больше, чем на сутки, а подсветка показывает, когда она заканчивается.


Гость, 01. 08.2018

Достоинства:
простота установки
все информация выводится на дисплей

Недостатки:
работает

Комментарий:
стоит на даче справляется со своей задачей
вытягивает напряжение до 220
бойлер, теплый пол, чайник, холодильник, свч, стиралка, свет, прожектора
если перегруз потребителей (много чего включено в доме) то сам выключается и после перезагрузки сам включается


Гость, 31.07.2018

Достоинства:
работа без сбоев с 2014 года

Недостатки:
вроде их нет

Комментарий:
Купил и установил в марте 2014 года. Работает хорошо. Тихо, без шума. Выпрямляет напряжение. Как замечено и с 210 и с 240 на 220. Как установил — ни одна лампочка не была заменена в доме, и техника работает 24/7 без проблем. Холодильник, печь, часы, ПК, кондиционеры, телевизоры.


Руслан, 30.07.2018

Достоинства:
Со своей задачей справляется на все сто после установки все электрические приборы работают без сбоев.(до этого уже две плиты и телевизор сгорели из-за скачка напряжения)

Недостатки:
Бабушка жалуется на небольшой шум.

Комментарий:
Этот стабилизатор я установил у бабушки в деревне. До установки часто сгорали бытовые приборы. Теперь все отлично. Мешает только шум.


Грузовая Акулина, 08. 05.2018

Достоинства:
Один аппарат на весь дом !

Недостатки:
Иногда щелкает, но не очень заметно . Работает хорошо, сбоев не было.

Комментарий:
Покупали на весь дом , теперь освободилось много места , убрали три старых стабилизатора.


Тимофей, 17.02.2018

Достоинства:
Очень хороший прибор, о покупке не пожалел. Могу отметить хорошее соотношение цены и качества, а так же комплектацию.

Недостатки:

Качество сборки немного не соответствует ожиданиям

Комментарий:
Доволен своей покупкой, пользуюсь данным аппаратом очень долго


Сергей Сергеич, 08. 06.2017

Достоинства:
Очень хорошо справляется с поставленной задачей.

Недостатки:
Недостатков за несколько месяцев не увидел

Комментарий:
Уже порекомендовал это чудо всем своим друзьям! Некоторые уже купили и довольны.


Миша, 21.05.2017

Достоинства:
Брал стабилизатор себе на дачу, напряжение часто прыгает, и не стабильно. Справляется

Недостатки:
нету

Комментарий:
Класс!!


Ушакова Елена, 03.05.2017

Достоинства:
Удобный в обращении малошумный. Выравнивает выходное напряжение до 220 В и защищает от скачков напряжения,есть электронное табло. Компактный дизайн

Недостатки:
Не выявлено

Комментарий:
Данный стабилизатор является одним из лучших в своем роде. Убирает проблему низкого напряжения


Денис, 28.03.2017

Достоинства:
Покупался для стабилизации напряжения в офисе несколько месяцев назад,товар очень понравился,работу выполняет очень хорошо

Недостатки:
Есть небольшие траблы с товаром,но за его цену это уместно

Комментарий:
Очень хороший товар за эти деньги


Сергей Иванов, 28.03.2017

Достоинства:
Цена

Недостатки:
Пока не обнаружил

Комментарий:
Купил себе на дачу эту модель стабилизатора, установил на целый дом и проблем с напряжением больше нет. Советую.

Трехфазный стабилизатор напряжения электронного типа Ресанта АСН-15000/3-Ц 63/4/17

Трехфазный стабилизатор напряжения электронного типа Ресанта АСН-15000/3-Ц обеспечивает эффективное электропитание любой техники, защищая от возможных повреждений и сбоев. Данная модель разработана для защиты устройств от аварийных скачков электроэнергии в пределах небольших жилых помещений и производственных комплексов. Прибор реализует уверенную работу различных устройств в условиях нестабильного по значению напряжения.

Особенности модели:

  • Цифровой дисплей для быстрого контроля основных параметров; Отсутствует искажение синусоиды;
  • Предназначен для трехфазных сетей с напряжением 380В;
  • В наличии вентиляционные отверстия для предотвращения перегрева; Установлен  прочный корпус для защиты внутренних узлов от механических повреждений.

Принцип работы

Релейный стабилизатор осуществляет ступенчатую регулировку выходного напряжения. Трансформатор данного стабилизатора имеет четыре отвода, к которым подключены реле, при изменении входного напряжения измерительная плата анализирует напряжение и подает сигнал на нужное реле, тем самым добавляя или уменьшая напряжение на выходе трансформатора. Благодаря быстрому переключению реле стабилизатор имеет хорошее быстродействие, скорость отработки любого скачка напряжения 10-15 миллисекунд. Такой стабилизатор стоит устанавливать в места, где входное напряжение постоянно колеблется (скачет) или при больших перепадах входного напряжения.

Общие сервисные функции стабилизатора

  • Регулировка выходного напряжения в широком диапазоне, дискретным способом без искажения формы сигнала.
  • Широкий диапазон входных напряжений 240-430 В линейное, 140-260 В фазное.
  • Высокое быстродействие.
  • Контроль над выходным напряжением и суммарной подключенной мощностью с помощью встроенного в корпус дисплея.
  • Автоматическое отключение нагрузки при превышении предельных значений выходного напряжения (максимального и минимального).
  • Автоматическое отключение нагрузки при коротком замыкании.
  • Автоматическое подключение нагрузки при восстановлении выходного напряжения в пределах рабочего диапазона.
  • Индикация режимов работы.

Стабилизатор Ресанта ACH-15000/3-Ц имеет суммарную мощность 15 кВт, по 5 кВт на фазу, данной мощности хватает, чтобы питать отдельные потребители, или несколько потребителей, но общее потребление не должно превышать установленный мощностной номинал. Диапазон входных напряжений стабилизатора 240-430 В линейное и 140-260 В фазное, но при понижении входного фазного напряжения ниже 190 Вольт начинается потеря выходной мощности, при минимальном входном напряжении 140 Вольт выходная мощность сократиться на 50% и составит 7,5 кВт суммарно или по 2,5 кВт на каждую фазу.

Рекомендуем выбирать модель стабилизатора напряжения с небольшим запасом по мощности, который позволит создать резерв для подключения нового оборудования.


При длительных превышениях допустимых значений входного напряжения система защиты отключит выходное напряжение, а сам стабилизатор уйдет в режим защиты. При перегреве стабилизатора так же произойдёт аварийное отключение выходного напряжения. Максимальное температурное значение обмотки трансформатора может достигать 70 °С, нагрев трансформатора напрямую зависит от температуры окружающей среды. Стабилизатор так же защищён от короткого замыкания при помощи предохранителя.

Защита от перегрузки

  • При повышении суммарной подключенной мощности на 120% от номинала, выход отключается в течение 20 секунд.
  • При повышении суммарной подключенной мощности на 135% от номинала, выход отключается в течение 10 секунд.
  • При повышении суммарной подключенной мощности на 150% от номинала, выход отключается в течение 5 секунд.

Описание индикаторов дисплея

Трехфазные стабилизаторы напряжения оборудованы тремя LCD-дисплеями, каждый дисплей на одну фазу.

Ниже представлено схематичное изображение дисплея с указанием всех индикаторов.

  1. Задержка — индикатор активен при включении стабилизатора и при срабатывании одной из защит, (низкое/высокое напряжение, перегрев, перегрузка). Дополнительно на дисплее отображается обратный отсчет времени задержки.
  2. Работа — индикатор активен постоянно при включенном устройстве.
  3. Защита — индикатор активен при срабатывании одной из защит.
  4. Индикатор нагрузки — изменяется пропорционально току нагрузки.
  5. Гиря — часть индикатора нагрузки — индикатор активен постоянно при включенном устройстве.
  6. Ресанта – индикатор появляется при включении (буква за буквой), и активен постоянно при включенном устройстве.
  7. Перегрев — индикатор активен при срабатывании защиты от перегрева.
  8. Перегрузка — индикатор активен при срабатывании защиты от перегрузки.
  9. Пониженное напряжение — индикатор активен при выходном напряжении <202 В.
  10. Строка состояния — представляет собой 8 точек. При включении каждая точка соответствует 1 секунде задержки при включении.
  11. Повышенное напряжение — индикатор активен при выходном напряжении >245 В.
  12. Входное напряжение — отображает входное напряжение.
  13. Выходное напряжение — отображает выходное напряжение.

Поможет ли стабилизатор напряжения при низком напряжении?

Сгорел стабилизатор напряжения

Как и любое сложное электронное устройство, стабилизатор напряжения иногда выходит из строя, сам выключается или выбивает автоматы или по крайней мере не корректно работает, гудит или пищит.
Причин может быть несколько, в зависимости от конкретной ситуации, и это может зависеть от неправильности использования или же зависеть непосредственно от типа и электронной начинки самого аппарата.
Попытки хозяев отремонтировать самому такое сложное устройство могут быть оправданы только в случае поверхностных причин поломки и небольшого понимания в принципе работы устройства.
Но не всегда это приводит к желаемому результату, а зачастую и вовсе может привести к полной поломке платы управления а также силовых ключей, что в итоге повысит стоимость ремонта в разы.
По этому лучше доверить ремонт специалистам, тем более в случае если стабилизатор на гарантии.
Но мы все же рассмотрим основные причины неисправностей, и методы их устранения.
Стабилизатор любого типа — это сложное электронное устройство и зачастую для выявления неисправности будут необходимы измерительные приборы и хотя бы некоторые познания в радиотехнике.
Как правило во всех стабилизаторах напряжения стоит целая система защиты целью которой есть защита силовых элементов от сгорания, защита по превышению мощности, перегреву устройства, а также защита выходного напряжения от аномальных скачков напряжения.
В основном вся защита стабилизатора реализована на плате управления, сложность схемы которой, зависит от типа стабилизатора.
Сложнее всего выявить неисправность в стабилизаторе на симисторных ключах, сложная схема управления требует проверки с помощью осциллографа или в крайнем случае можно применить метод последовательной проверки каждого элемента схемы.

В релейных стабилизаторах напряжения частой причиной поломки является реле которое переключает обмотки трансформатора. При частом нестабильном напряжению в сети реле выполняют множество переключений на протяжение дня, со временем контакты реле подгорают, еще могут залипнуть, а бывает и сама катушка реле перегорает. В таких случаях может появится сообщение об ошибке, стабилизатор может просто выключится, а может быть и куда хуже вплоть до внутреннего замыкания с соответствующими последствиями.
Самым простым в ремонте можно назвать сервоприводный стабилизатор, после снятия крышки устройства можно наглядно рассмотреть его поведение и попытаться выявить причину логическими выводами.

Основные и общие неисправности стабилизатора

Стабилизатор отключается. Скорее всего, в большинстве случаев, отключение защитное и срабатывает при критическом повышение или понижение напряжения. После восстановления подходящего напряжения — питание восстанавливается сразу или через 5 секунд если установлены такие настройки.
Но следует заметить что не все стабилизаторы так «следят» за нижней границей напряжения и часто при снижению напряжения до «нестабилизируемых» нижних границ напряжение падает без отключений. В таких случаях рекомендуется использование в щитке реле напряжения в котором настраивается верхний и нижний границы нужного вам напряжения, при выходе за их пределы — реле отключит нагрузку от сети.

Стабилизатор может также отключится и при превышению нагрузки (перегрузке) в таком случае оно будет сделано ступенчато, а при двукратной перегрузке будет выполнено моментальное отключение стабилизатора.
Кроме того выключится стабилизатор может при сработке термодатчика от перегрева силовых элементов или трансформатора.
Если стабилизатор часто выключается, нужно проверить входное напряжение, при его допустимых значениях — отключить нагрузку и убедится в том что в ней нет замыканий.
Если без нагрузки стабилизатор работает значит нагрузка неисправна, убедится в этом можно, подключив к стабилизатору эквивалентную нагрузку и если стабилизатор будет с ней работать то в первой нагрузке замыкание, если не будет работать с эквивалентной нагрузкой — то стабилизатор стал неисправным. Также о неисправности будет говорить тот факт если на входе напряжение будет в пределах нормы а стабилизатор не будет включатся.
Выбивает автомат при включение стабилизатора. Срабатывает защита которая ясно дает нам понять о коротком замыкание или значительной перегрузке. Впервую очередь нужно попробовать включить стабилизатор без нагрузки, тем самым сузив круг возможных причин. Если автомат выбивает без нагрузки значит стабилизатору потребуется серьезный ремонт. Прежде всего необходимо обратить внимание на мощность стабилизатора и автомат (по номиналу), может быть автомат на слишком малый ток, а стабилизатор во время включения потребляет большой ток. В некоторых (частых) случаях стабилизатор все же можно заставить работать если убрать заземление на сетевой вилке ( подключив стабилизатор с помощью переходника без заземления), но это не выход и скорее всего устройство придется ремонтировать.
Греется трансформатор стабилизатора (без нагрузки) Прежде всего нужно убедится в том что нагрузка выключена, если при этом трансформатор все же продолжает греться то возможно в трансформаторе произошло межвитковое замыкание, или что более вероятней — замыкание где то в переключателях (в зависимости от типа стабилизатора)
Например в релейном стабилизаторе следует обратить внимание на реле, а в симисторном — на силовые ключи. При пробое или замыкание (одного) силового элемента возникнет замыкание на одной из выходных обмоток, шаг напряжения на одной обмотке небольшой но все же достаточный чтоб перегреть трансформатор, а возможно и запустить защиту которая отключит устройство.
Реле можно осмотреть и прозвонить тестером (в выключенном состояние), убедится в отсутствие залипаний.
Симисторные или тиристорные ключи также можно проверить с помощью тестера. Между управляющим электродом и катодом сопротивление должно быть одинаковым при прямом и обратном измерении, а между анодом и катодом – стремиться к бесконечности.
В сервоприводных стабилизаторах, силовых ключей нет, но трансформатор может перегреваться из за забившихся в пространство между витками графитовых опилок, элементов гари и пыли. Такие устройства требуют периодической чистки рабочей контактной части витков трансформатора.

Поломка двигателя сервопривода или некорректная его работа, сюда же можно и причесть и обгорание и износ рабочей щетки что будет сопровождаться чрезмерным искрообразованием.

В сетях с частыми скачками напряжения двигатель сервопривода постоянно работает на износ, такое частое движение быстро вырабатывает определенный ресурс работы реверсного двигателя.
Поломка двигателя часто, за собой влечет также выход из строя выходного каскада управления сервоприводом, силовые транзисторы попросту перегорают.
В некоторых случаях двигатель можно попытаться реанимировать, разобрав и добравшись к его щеткам, очистить их от мелкой пыли и загрязнений. Собрав двигатель снова, произвести смазку редуктора и втулок на его якоре. Такое профилактическое обслуживание может значительно увеличить его ресурс работы, а к тому же уменьшить общий шум от работы сервоприводного стабилизатора.

Выход из строя реле. Часто такая поломка приводит также и к выходу из строя транзисторных ключей соответствующего реле.
В таких случаях и реле и транзистор подлежат замене на новые. В некоторых случаях изношенные контакты реле можно восстановить. Для этого разбирают корпус реле, затем снимают с пружины подвижный контакт. С помощью «нулевочной» наждачной бумаги, с контакта снимаются все нагоревшие частицы, после чего контакты протирают мягкой тряпочкой смоченной в спирте или растворителе.
После восстановления реле, нужно обязательно убедится в исправности управляющих выходных транзисторов (типа SD882 или D882Р).

Помимо описанных выше поломок которые встречаются наиболее часто, часто можно столкнутся и с такими:
Дисплей. Хаотичное отображение на дисплее разных элементов или неполное отображение информации на дисплее может говорить о нарушение контакта между платой и дисплеем. Как правило для соединения там используют «токопроводящую резинку» которая прижимается между платой и стеклом ЖК-дисплея, в процессе постоянного нагрева стабилизатора и повышенной температуры внутри резинка пересыхает а плата может согнутся или незначительно деформироваться что вызовет потерю надежности контакта.
В сегментных дисплеях причины могут быть немножко другие.
В них зачастую причина кроется в плохой пропайке индикаторов и элементов платы. Элементы следует осмотреть на качество пайки, особое внимание уделив кварцевому резонатору и контролеру дисплея. Место соединения платы с дисплеем также осмотреть и при необходимости пропаять шлейф и контакты или очистить «токопроводящую резинку».
Поломка платы управления. Электронная плата управления у любого современного стабилизатора содержит множество радио элементов. Ее ремонт прежде всего, начинается с беглого осмотра всех элементов, их состояния и мест пропайки на плате. Обратить внимание на саму плату, почерневшие дорожки в местах перегрева и едва заметные микротрещины.
Очень часто можно заметить вздувшиеся электролитические конденсаторы. Часто конденсаторы внутри пересыхают и при этом теряют свою электрическую емкость.
Кроме того на плате можно выявить изменения оттенка радиоелементов от сильного перегрева, такие детали нужно выпаивать и проверять с помощью тестера и приборов.
Но как правило визуальный осмотр может только подсказать о масштабах случившейся неисправности, ну а сам ремонт таких плат не ограничивается заменой очевидно испорченных элементов и требует добавочной ревизии разных компонент при помощи особого оборудования. Поэтому, в случае если прозвонка силовых транзисторов и прочих элементов не обнаружила причины неисправности, ремонт платы управления лучше доверить специалистам.

Стабилизатор гудит (шумит). Почти все стабилизаторы в процессе своей работы издают небольшие шумы, одни типы больше, другие меньше. Количество шума от стабилизатора будет напрямую зависеть от стабильности напряжения в сети, чем больше скачков и изменений напряжения происходит — тем больше стабилизатор должен выравнивать напряжение на выходе.
Наиболее шумными считаются сервоприводные стабилизаторы, постоянное включения реверсивного двигателя и его шум при движение графитового ползунка по обмоткам трансформатора приносят небольшой дискомфорт к которому со временем каждый владелец привыкает. Релейные стабилизаторы также издают щелчки при переключение обмоток трансформатора — тоже шум. Более благоприятными в этом плане можно считать симисторные и тиристорные стабилизаторы.
Едва слышное гудение сопровождает все стабилизаторы, источником звука есть сам преобразующий трансформатор и его гудение будет тем больше, чем больше разница входного и выходного напряжения и чем больше нагрузка в это время.
При повышенных шумах и гудению устройство лучше разобрать и осмотреть, возможно потребуется ремонт, а возможно профилактическое восстановление, например восстановление подвижной части электродвигателя сервоприводного стабилизатора.
Стабилизатор пищит. Здесь важно пищит он под нагрузкой или в холостом режиме. Отключаем нагрузку и прислушиваемся, в некоторых типах стабилизаторов (электронного типа) может быть слышен едва ощутимый писк, ето нормально.
Но если стабилизатор пищит (ощутимо) от повышения нагрузки, это может говорить о малом запасе прочности элементов конструкции аппарата, другими словами, если вы не перегружаете стабилизатор то он все же работает на пределе возможностей.
После успешного ремонта стабилизатор напряжения можно проверить с помощью ЛАТРа.
К ЛАТРу подключают проверяемый стабилизатор, а на выход стабилизатора подключают нагрузку в виде лампочки накаливания (примерно 60вт). Дальше изменяя напряжения на ЛАТРе, наблюдают за работой стабилизатора и параметрами напряжения на выходе.
Напоследок дам несколько советов, которые помогут надолго сохранить прибор в рабочем состоянии:

  • Следите за тем чтобы стабилизатор не работал долгое время при напряжение меньше 160 вольт. По крайней мере чтобы в такие моменты нагрузка на нем была сведена на минимум.
  • При постоянно пониженном напряжение нужно приобретать и использовать специальные стабилизаторы, например у «Ресанта» есть некоторые модели позволяющие работать даже при 90 вольтах в сети.
  • Суммарная мощность нагрузки должна быть хотя бы на 10% меньше мощности стабилизатора. При етом стараться одновременно не включать ее всю на длительное время.
  • Подключая стабилизатор на весь дом необходимо оборудовать в щитке дополнительное УЗО с токовым номиналом не ниже чем у автомата на стабилизаторе.
  • Очень важна правильная установка стабилизатора. Помещение где будет находится стабилизатор должно быть проветриваемым и сухим. Запрещается установка в нишах что будет нарушать воздухообмен и вызывать частый перегрев устройства.

Источник: https://elektt.blogspot.com/2017/02/neispravnosti-stabilizatora-napryazheniya.html

Ремонт стабилизаторов напряжения своими руками

Сегодня рассмотрим перечень базовых неисправностей стабилизаторов напряжения различных типов с описанием причин возникновения и методов их ремонта.

Сегодня рассмотрим перечень базовых неисправностей стабилизаторов напряжения различных типов с описанием причин возникновения и методов их ремонта. Ведь не каждая поломка стабилизатора напряжения требует сервисного ремонта, особенно по истечении гарантийного срока.

О внутреннем устройстве и типах стабилизаторов

Из всех разновидностей стабилизаторов напряжения можно выделить три наиболее распространённых топологии с довольно специфичными принципами преобразования. Среди них нельзя однозначно выделить самую надёжную, слишком многое зависит от характера питания и типа нагрузки, а также от добротности исполнения прибора. В нашем обзоре мы рассмотрим сервоприводные, релейные и полупроводниковые преобразователи, особенности их работы и типовые неисправности.

В сервоприводном стабилизаторе основным функциональным органом служит линейный трансформатор со множеством выводов средних точек вторичной, а иногда и первичной обмотки — от 10 до 40 в зависимости от класса точности. Концы выводов собраны в коллекторную гребёнку, по которой перемещается токосъёмная каретка. В зависимости от действующего напряжения по линии питания, стабилизатор поправляет положение каретки, регулируя тем самым число задействованных витков и, соответственно, коэффициент трансформации. На выходе схемы может осуществляться более тонкая подстройка напряжения, например с помощью интегральных полупроводниковых стабилизаторов.

Релейные трансформаторы устроены похожим образом. Число выводов трансформатора у них меньше, вместо плавного регулирования тонкость подстройки достигается рекомбинацией включенных в работу обмоток. За оперативное переключение отвечают силовые реле со сложной конфигурацией релейной группы. Как и в предыдущем случае, на выходе могут стоять дополнительные фильтры, стабилизаторы и устройства защиты, тем не менее, основную работу выполняют трансформатор и релейная сборка под аналоговым управлением.

В основе электронных стабилизаторов напряжения может лежать два принципа преобразования. Первый — переключение обмоток трансформатора, но уже с помощью симметричных тиристоров, а не реле. Второй принцип — преобразование тока в постоянный, его накопление в буферных ёмкостях (конденсаторах), а затем обратное преобразование в «переменку» с чистой синусоидой посредством встроенного генератора. Схема на первый взгляд кажется достаточно сложной, но зато так обеспечивается беспрецедентно высокая точность стабилизации и качественная защита линии.

Конечно, есть и другие схемы стабилизаторов, в том числе и гибридные, но по причине узкоспециализированного применения или архаичности их мы рассматривать не будем. Каждое из трёх наиболее распространённых семейств обладает так называемыми детскими болезнями или врождёнными недостатками техники. И поэтому важнейшая задача перед отправкой прибора в сервисный центр — установить, не является ли поломка причиной несоблюдения норм ухода или заурядной для этого вида стабилизатора неисправностью.

Типовые неисправности релейных приборов

Релейные стабилизаторы характеризуются оптимальным соотношением стоимости и надёжности. Основному износу подвергается релейная группа, а при частой или постоянной работе в режиме повышенной нагрузки — также и диэлектрическая изоляция трансформаторных обмоток.

Диагностировать реле как причину неисправности достаточно просто. Первым делом производится демонтаж компонентов с печатной платы, отличить их можно по компактному прямоугольному корпусу, иногда из прозрачного пластика, с числом выводов не менее шести. Чтобы определить назначение выводов и схему переключения можно обратиться к принципиальной электрической схеме или технической спецификации на конкретный тип реле согласно указанной на корпусе маркировки.

Можно произвести пробное включение реле, для чего на контакты катушки подается рабочее напряжение, как правило, его указывают на корпусе изделия. Отсутствие щелчка при подключении — явный признак сгоревшей катушки или залипших контактов. Если щелчок слышен, но при прозвонке группы основных контактов не соблюдается схема их переключения, проблема, скорее всего, в механизме отброса и прижатия, либо в обугленных контактных площадках.

Значительная часть радиоэлектронных реле имеет разборный корпус и может подвергаться обслуживанию: восстановлению работы механизма, очистке контактных подушечек от нагара ластиком, иногда даже замене неисправной катушки. Однако лучшим решением будет всё же приобретение новых реле на замену вышедшим из строя согласно артикулу или расположению выводов.

Потеря диэлектрической прочности трансформатора вследствие перегрева сопровождается междувитковыми замыканиями и внешне наблюдается как потемнение или разрушение изоляции обмоток. Основной признак — существенное снижение сопротивления ниже паспортных норм.

Поскольку большинство бюджетных стабилизаторов имеют одну цельную первичную обмотку и многовыводную вторичную, перемотка не вызывает особых сложностей. В каждом звене число витков небольшое, их можно аккуратно уложить даже без веретена или прочих намоточных приспособлений. Самое важное — точно соблюдать количество витков и направление укладки, а также верно определить исходное удельное сопротивление проводников, а не просто приобретать обмоточный провод по диаметру.

Другая разновидность неисправностей трансформатора — срабатывание полупроводникового термопредохранителя, который обычно включен в разрыв одной из обмоток. Для замены полупроводникового элемента достаточно уточнить его серию или основные параметры, чтобы подобрать аналог. Обычно термопредохранитель подключён последовательно с первым звеном вторичной обмотки, поэтому для доступа к нему придётся снять все наружные витки. Диагностируется проблема просто: между началом обмотки и первым отводом цепь не прозванивается, зато все остальные витки в полном порядке.

Поломки сервоприводных стабилизаторов

Основная причина поломок сервоприводных устройств очевидна: износ токосъёмного узла. Именно этот недостаток и входит в разряд детских болезней, которые не удается устранить в большинстве моделей бюджетной техники.

Существует два вида токосъёмных механизмов. При малых нагрузках с задачей переключения обмоток прекрасно справляются обычные подпружиненные щётки. Устройство полностью повторяет принцип работы коллекторных двигателей электроинструмента, разве что сам коллектор развёрнут из цилиндрического положения в плоскость. Второй тип токосъёмников имеет щёточный узел в виде ролика, за счёт чего снижается трение при движении, а значит, не происходит интенсивного износа ламелей. При этом скорость износа плиточных и роликовых щёток примерно сопоставима.

Недостаток роликового токосъёмника проистекает из его геометрии. Контактное пятно очень малое — только лишь линия касания цилиндрического ролика к плоскости. Правда, в наиболее технически совершенных моделях ламели имеют радиусные канавки, хотя такое решение не совсем оправдано: по мере износа графитового ролика площадь контакта неизбежно снижается. В зависимости от интенсивности эксплуатации, замена щёток требуется с периодичностью от 3 до 7 лет. Ситуация может усугубляться при наличии большого количества пыли и нагара — вплоть до замыкания нескольких обмоток или полной потери контакта.

Хотя сервоприводные стабилизаторы также подвержены работе в режиме перегрузки, их трансформатор изнашивается меньше. В отличие от релейных приборов, в которых при переключении регулярно происходят броски напряжения и тока, коллекторный узел проводит регулировку более плавно, из-за чего механическое действие тока выражено минимально. Лаковая изоляция обмоток по-прежнему иссыхает и становится хрупкой, но при этом не осыпается.

В основном же принцип работы сервоприводного стабилизатора предельно прозрачен. Если при включении присутствует индикация входного напряжения, но прибор не реагирует, неисправность кроется либо в самом приводе, либо в контрольно-измерительной цепи. В последнем случае неисправный элемент схемы легко обнаружить чисто визуально или прозвонкой. Если на выходе нет напряжения — неисправен трансформатор, если же не обеспечивается должная точность стабилизации — на лицо наличие междувиткового замыкания во вторичной обмотке, загрязнение коллектора, износ токосъёмных щеток или самих ламелей.

Характерные проблемы электронных устройств

Инверторные стабилизаторы считаются наименее ремонтопригодными в домашних условиях. Причин тому несколько, но первоочередная — необходимость специальных познаний в схемотехнике и, в частности, принципах работы импульсных источников питания. Не получится обойтись и без соответствующей материальной базы: паяльного оборудования с регулировкой температуры, а также измерительных приборов. Комплект средств диагностики выходит далеко за пределы обычного мультиметра, потребуется прибор с расширенным набором функций для измерения ёмкости, частоты и индуктивности, также желательно иметь в распоряжении простейший осциллограф.

Наиболее частой причиной сбоев в работе инверторных стабилизаторов можно назвать нарушение в работе тактового генератора. Необходимо, исходя из номинальной мощности прибора и параметров трансформатора, определить оптимальную рабочую частоту импульсного преобразователя, после чего сравнить её с реальными параметрами. Обычно сбой частоты служит следствием неисправности в опорном колебательном контуре, подключённым к соответствующим выводам ИС тактового генератора.

Полный отказ прибора возможен по ряду причин. Если встроенной системы диагностики не имеется или по её показаниям невозможно определить поломку, скорее всего причиной неисправности стал выход из строя полевых или IGBT ключей, что достаточно просто определить по внешнему виду корпуса. Другая характерная причина неисправностей — поломка встроенного источника питания цепей управления, эта часть схемы в наибольшей степени уязвима к колебаниям напряжения, особенно импульсным.

Не будет лишним сделать прозвонку всех цепей, их проводимость должна соответствовать принципиальной и электрической схемам прибора. Из наиболее уязвимых элементов можно назвать входной и выходной выпрямители, снабберные цепочки трансформатора (для подавления импульсных перенапряжений), а также корректор коэффициента мощности при наличии такового.

Общие рекомендации

Радиоэлектронные компоненты встречаются не только в инверторных стабилизаторах, они могут применяться в контрольно-измерительных цепях или устройствах индикации и самодиагностики. В основном это касается пассивных элементов и микросхем с низкой степенью интеграции: операционных усилителей, логических элементов, совмещённых транзисторов, стабилизаторов тока и напряжения.

Выход из строя этих элементов наиболее часто можно определить чисто по внешним признакам: сгоревшие транзисторы и диоды имеют треснувший корпус, резисторы — следы подгара лакового покрытия, конденсаторы попросту раздувает. Поэтому пристальный внешний осмотр печатной платы — первый этап определения неисправности.

Если визуально причины поломки определить не удаётся, должна производиться последовательность контрольных замеров. Сначала проверяется проводимость и качество диэлектрической изоляции схемы в отключенном состоянии. После этого при подаче питания измеряются напряжения в ключевых точках: на клеммах подключения, после предохранителя, на фильтрах и стабилизаторах, обмотках трансформатора, основных узлах схемы управления.

Если описанные методы диагностики не дают результата, лучше обратиться в сервисный центр, ведь даже простая поломка может быть весьма специфичной, при том, что любительских познаний в электротехнике и домашних условий для её устранения оказывается недостаточно. опубликовано econet.ru

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта .

Источник: https://econet.ru/articles/181765-remont-stabilizatorov-napryazheniya-svoimi-rukami

Выключается под нагрузкой

Стабилизатор напряжения не держит нагрузку – такая проблема случается по ряду причин. Первая среди них – это повышенная нагрузка (мощность потребителей). Если вы не меняли подключаемые устройства, значит проблема в стабилизаторе. Если он отключается не мгновенно, а через какое-то время работы, то виной этому может быть перегрев или межвитковые замыкания автотрансформатора.

Что делать: разберите прибор и произведите внешний осмотр обмоток автотрансформатора, если он не слишком сильно запылён, то проверьте, нет ли следов локальных перегревов. Если пыли много – вычистите её

Если следы перегрева и гари есть – повреждена изоляция обмоток. Это и есть межвитковое замыкание, тогда как отремонтировать стабилизатор в этом случае? Нужно перемотать либо заменить автотрансформатор на аналогичный или больший по мощности. Но стоимость такого ремонта может быть сопоставимой с покупкой нового стабилизатора напряжения.

Важно! У сервоприводных моделей ряд неисправностей может быть вызван износом щетки и загрязнением токоведущих частей графитовой стружкой. В процессе работы щетка стирается, засыпая графитом автотрансформатор. Из-за чего могут возникать замыкания между токосъемниками участками витков и перегрев. В этом случае нужно смести графит и вычистить его между витками. Убедитесь, что обмотки уложены ровно, нет обрывов. Контактную поверхность зачистите обычным канцелярским ластиком до блеска, особенно наиболее его используемый сектор.

На выходе нет 220 Вольт

Неисправность проявляется в том, что стабилизатор не выдает напряжение 220 Вольт. Это не обязательно говорит о внутренних проблемах, причина может быть в напряжении сети – оно слишком низкое, и устройство просто не вытягивает. Если питание находится в рабочем диапазоне стабилизатора, тогда приступим к ремонту.

Что делать: в сервоприводных моделях поломка может быть вызвана износом щеточного механизма или самого сервопривода. Он может не доходить до конца обмотки или щетка может не контактировать с соответствующим её сектором. В простейшем случае может быть просто загрязнена графитом. Чтобы отремонтировать его, нужно почистить поверхность контактов до металлического блеска. Иногда нужно заменить щетку.

Интересно! Бывает и так, что из-за загрязнений рабочего сектора щеточного узла графитом часто напряжение не поднимается выше определенного значения.

В релейных СН это чаще всего говорит о том, что неисправно одно или несколько электромагнитных реле или каскад управления ими. Обычно он строится на транзисторе. Реле могут иметь различное напряжение катушки, часто это 12 Вольт.

Что делать: для проверки подайте напряжение на катушку и прозвоните силовые контакты. Они должны замыкать и размыкаться, реле при этом щелкает. Если этого не происходит – либо прилипли контакты (чаще), либо сгорела катушка реле (реже). Если реле исправно – проверьте транзистор, он не должен быть пробит, а переходы эмиттер-база и коллектор-база должны прозваниваться в одну сторону, как диод. Транзисторы используйте любые маломощные аналогичной проводимости.

В симисторных и тиристорных СН диагностика поломки аналогична – нужно прозвонить на пробой полупроводниковый силовой ключ и если он вышел из строя заменить аналогичным или более мощным.

Плохая стабилизация напряжения

Если напряжение стабилизируется слишком большими шагами, а раньше всё было плавно, то поломка близка к предыдущей – вышел из строя коммутационный прибор на одной или нескольких ступенях регулировки. Алгоритм проверки неисправности стабилизатора напряжения и их устранение описаны в предыдущем пункте.

Внимание! В характеристиках каждого из стабилизаторов описан либо шаг регулировки, либо границы каждой из ступеней, а также точность поддержания номинального напряжения на выходе.

В сервоприводных стабилизаторах такое встречается при поломке в механизме редуктора двигателя, а также при загрязнениях обмоток, как это было в случаях описанных выше. Неисправности редуктора могут сопровождаться неравномерным жужжанием или потрескиванием – это проскакивают шестерни.

Что делать: нужно разобрать механизм и если все детали в норме, заменить смазку.

Еще стоит отметить, что у сервоприводных СН стабилизация может отсутствовать, работать неверно из-за выхода из строя полупроводниковых ключей управления двигателем. Тогда бегунок со щеткой перемещается в одно из крайних положений или вообще не сдвигается с места.

Не включается или выбивает автомат после отчета таймера

Большинство стабилизаторов после включения входят в рабочий режим не сразу, а после временной задержки. Но после отчета обратного таймера пуска не происходит, при этом на дисплее-индикаторе выдает букву Н. Пример ремонта устройства с такой неисправностью рассмотрен в следующих видео:

К сведению код ошибки «Н» говорит о завышенном напряжении сети и срабатывании защиты. Это действительно для приборов фирмы «Ресанта», «Luxeon» и некоторых других.

Интересно: буква «H» — значит «Высокое» или «High», а L – «низкое», «Low». Резистор, замену которого вы видели на видео, отвечает за пороги срабатывания по верхнему и нижнему уровню напряжения. Из-за неверного сопротивления плата стабилизации не справляется со своей работой и уходит в защиту.

Такие симптомы или другой код неисправности может сопровождаться выбиванием автомата питающего сам стабилизатор после отчета таймера задержки включения. В этом случае проблема решается заменой реле, при залипании которых может возникать повышенное потребление тока.

Совсем не подает признаков жизни или другие поломки

Самая пугающая неисправность – это когда после подачи напряжения ни индикаторы не зажигаются, ни напряжение на выходе не появляется, т.е. когда стабилизатор напряжения не работает вообще. В таком случае возможен выход из строя управляющей платы. Чаще всего ремонт начинают с визуального осмотра, обращают внимание на:

  • выгоревшие дорожки;
  • вздутые электролитические конденсаторы;
  • выгоревшие, треснутые или взорвавшиеся компоненты платы;
  • микротрещины на паяных контактах и холодная пайка.

Все выявленные недостатки устраняют, а если внешний осмотр не дал результатов переходят к проверке платы на обрывы дорожек и короткие замыкания мультиметром в режиме измерения сопротивления и прозвонки. Такой ремонт стабилизатора может потребовать глубоких знаний электроники, схемы электрической принципиальной, а в самых сложных случаях и использования осциллографа для проверки управляющих сигналов и логики работы схемы.

Вот и все, что мы хотели рассказать вам про неисправности стабилизаторов напряжения и способы их устранения своими руками. Надеемся, теперь вы знаете, что делать в том или ином случае и почему возникают поломки!

Будет полезно прочитать:

  • Как пользоваться мультиметром
  • Что делать, если низкое напряжение в сети
  • Неисправности посудомоечных машин

Источник: https://samelectrik.ru/kakie-byvayut-neispravnosti-stabilizatorov-napryazheniya.html

Как правильно подключить стабилизатор напряжения

Стабилизаторы напряжения приобретают не от хорошей жизни, и раз вы это сделали, то у вас, скорее всего уже есть или были проблемы с напряжением.

Стандартный уровень напряжения согласно норм, должен быть 230 вольт (не 220, как многие до сих пор считают).

Но в зависимости от места проживания (протяженность и загруженность линий электропередач) и возможных аварий в электросетях (обрыв нулевого провода, перегрузка), напряжение может быть либо стабильно заниженным-повышенным, либо просто ”скакать” в произвольных величинах.

Когда приобретается маленький аппарат для защиты одного конкретного прибора – компьютер, холодильник, телевизор, котел, то с подключением проблем не возникает.

На стабилизаторе имеется вилка и розетка. Тут разберется даже школьник.

А вот если вы хотите установить мощный аппарат, для защиты электроприборов всего дома одновременно, тогда придется повозиться со схемой подключения.

Что нужно для подключения

Помимо самого стабилизатора, вам понадобится ряд дополнительных материалов:

  • трехжильный кабель ВВГнГ-Ls

Сечение провода должно быть точно таким же, как и на вашем вводном кабеле, который приходит на рубильник или автомат главного ввода. Так как через него будет идти вся нагрузка дома.

  • выключатель трехпозиционный

Данный выключатель в отличие от простых, имеет три состояния:

1включен потребитель №1
2выключено
3включен потребитель №2

Можно использовать и обычный модульный автомат, но при такой схеме, если понадобится отключиться от стабилизатора, придется каждый раз полностью обесточивать весь дом и перекидывать провода.

Есть конечно же режим байпас или транзит, но чтобы перейти на него, нужно соблюдать строгую последовательность. Подробнее об этом будет сказано ниже.

С данным переключателем, вы одним движением целиком отсекаете агрегат, а дом остается со светом напрямую.

  • провод ПУГВ разных цветов

Вы должны четко понимать, что стабилизатор напряжения устанавливается строго до электросчетчика, а не после него.

Ни одна энергоснабжающая организация вам не разрешит подключиться по другому, как бы вы не доказывали, что тем самым, кроме эл.оборудования в доме, вы хотите защитить и сам прибор учета.

Стабилизатор имеет свой холостой ход и также потребляет эл.энергию, даже работая без нагрузки (до 30Вт/ч и выше). И эта энергия должна быть учтена и подсчитана.

Второй важный момент – крайне желательно, чтобы в схеме до места подключения прибора стабилизации было либо УЗО, либо дифф.автомат.

Это рекомендуют все производители популярных марок Ресанта, Sven, Лидер, Штиль и т.п. Это может быть вводной дифф.автомат на весь дом, не важно. Главное, чтобы само оборудование было защищено от утечек тока.

В ниже описываемом способе как раз и будет рассматриваться такой вариант. Ведь очень часто эти аппараты вешают на стене в комнатах, прихожих, в свободном доступе для прикосновения.

А пробой обмоток трансформатора на корпус, не такая уж и редкая вещь.

Инструкция по подключению в щитке

Первым делом монтируете в электрощитке, сразу после вводного автомата трехпозиционный переключатель.

  • в первом положении, когда язычок поднят вверх, напряжение будет подаваться в дом напрямую с электросети, без задействования стабилизатора

Вдруг он у вас вышел из строя или нужно провести какие либо ревизионные работы. Не будете же каждый раз откидывать провода и обесточивать всю квартиру.

  • во втором положении II (язычок автомата смотрит вниз) – эл.снабжение будет идти через стабилизатор
  • положение «0» – все электроприборы отключены, как от стабилизатора, так и от внешней сети

Выбираете место установки стабилизатора напряжения. Ставить где попало его тоже нельзя. Существуют определенные правила, которых следует придерживаться.

Прокладываете от щитка до этого места два кабеля ВВГнГ-Ls.

Каждый из них желательно промаркировать и сделать соответствующие надписи с обоих концов:

  • вход на стабилизатор
  • выход из стабилизатора

Снимаете изоляцию с жил и сначала подключаете кабель в электрощитке. Фазу с того провода, что идет на вход стабилизатора, подсоединяете к выходным зажимам вводного автомата.

Далее разбираетесь с кабелем стабилизатор-выход. Фазную жилу (пусть это будет белый провод), подключаете к контакту №2 на трехпозиционном выключателе.

Ноль и землю с обоих кабелей сажаете на соответствующие шинки.

Теперь нужно подать фазу непосредственно с вводного автомата на трехпозиционный. Зачищаете монтажный провод ПУГВ, оконцовываете жилы наконечниками НШВИ и заводите его с фазного выхода вводного автомата на зажим №4 выключателя.

Все что остается сделать в щитке – запитать все автоматы с клеммы №1 трехпозиционника.

Проделываете эту операцию опять же гибкими монтажными проводами.

Таким образом по схеме вы подали фазу с вводного автомата на 3-х позиционный, а уже далее через его контакты распределили нагрузку, путем подключения через стабилизатор (контакт №2-№1) и напрямую без него (контакт №4-№1).

В вашем конкретном случае данные номера контактов могут не совпадать с указанными здесь цифрами! Обязательно уточняйте все в инструкции или в паспорте на автомат.

Подключение стабилизатора

Теперь переходим к непосредственному подключению самого стабилизатора. Для того, чтобы подобраться к его контактам, может понадобиться снять внешнюю крышку.

Пропускаете два кабеля (вход и выход) через отверстия и зажимаете под клеммы по следующей схеме:

  • фазную жилу входного кабеля стабилизатора затягиваете на клемме ВХОД (Lin)
  • нулевую жилу (синего цвета) к клемме N (Nin)
  • заземляющую жилу к винтовому зажиму с обозначением ”земля”

Кстати, отдельной клеммы ”земля” может и не быть. Тогда данную жилу закручиваете под винт на самом корпусе аппарата.

Есть модели с клеммниками всего под 3 провода. В них назад возвращается только фаза.

Ноль на питание электроприборов берется с общего щитка.

Теперь когда вы подали напряжение от щитка до стабилизатора, вам нужно вернуть это напряжение, но уже стабилизированное обратно в общий щит.

Для этого подсоединяете кабель — выход со стабилизатора.

  • его фазную жилу к зажиму ВЫХОД (Lout)
  • нулевую к N (Nout)
  • жилу заземления, туда же где и заземляющая жила от входного кабеля

Еще раз визуально проверяете всю схему и закрываете крышку.

Проверка схемы

Первое включение нужно осуществлять без нагрузки. То есть все автоматы кроме вводного и того, что идет на стабилизатор должны быть отключены.

Запускаете его на холостой ход и контролируете работу. Входные и выходные параметры, нет ли посторонних шумов или писка.

Также не помешает проверить правильность и точность тех.данных, что высвечиваются на электронном табло.

Если у вас дома трехфазная сеть 380В, то для такого подключения рекомендуется использовать 3 однофазных стабилизатор напряжения, с подключением каждого по отдельной фазе.

Более подробно о преимуществах трехфазных и однофазных аппаратов и когда какой нужно выбирать, можно ознакомиться в статье ”Как выбрать стабилизатор напряжения для дома”.

Ошибки подключения

1Неправильное расположение и место установки

У вас может быть все идеально подключено и соблюдена схема, но стабилизатор будет постоянно греться и отключаться, либо на его табло выскакивать ошибки.

О том, где можно, а где ни в коем случае нельзя располагать данный прибор подробно читайте в статье ”Где устанавливать стабилизатор напряжения в доме”.

2Подключение через простой автомат, а не трехпозиционный

Безусловно, данный пункт и ошибкой то трудно назвать. Тем более 90% потребителей именно так и делают.

Однако, этот выключатель может реально спасти ваш прибор от выхода из строя.

Дело в том, что переключение стабилизатора напряжения из обычного режима в режим “транзит”, должно выполняться с определенной последовательностью.

Сначала вы отключаете автоматы на панели стабика.

Потом сам переключатель переводите в положение ТРАНЗИТ или БАЙПАС.

И только затем снова включаете автоматы.

Многие забывают об этом и делают переключение под нагрузкой. Что в итоге приводит к поломкам.

С 3-х позиционным автоматом такое исключено. Вы автоматически переключаете напряжение, без каких либо манипуляций на стабилизаторе. И все это одной клавишей!

Никакой последовательности запоминать не нужно. Так что данную процедуру можно смело доверять любому члену семьи.

3Использование для подключения кабеля меньшего сечения чем вводной

Вы можете выбирать меньшее сечение, только когда запитываете отдельные электроприемники.

Если же у вас на стабилизаторе сидит весь дом, то будьте добры соблюдать параметры по вводу согласно всей общедомовой нагрузке.

4Отсутствие наконечников на многожильных проводах

Почему-то многие забывают, что зачастую через стабилизатор проходит вся нагрузка вашего дома. Ровно такая же как и на вводом автомате.

При этом в электрощите все провода обжаты, даже на выключателях освещения с минимальными токами, а вот на клеммниках стабилизатора или его автоматах, постоянно можно встретить голый провод просто поджатый винтом.

Поэтому не скупитесь, и заранее вместе с аппаратом приобретайте соответствующие наконечники.

5Выбивает общий автомат в щитке

Иногда после подключения стабилизатора, начинает выбивать вводной автомат. При этом без стабилизатора, все нормально и ничего не отключается.

Многие сразу грешат на неправильную схему подключения или дефект аппарата. Везут его на гарантийный ремонт и т.п.

А причина может быть совсем в другом. Если у вас через чур низкое напряжение 150-160В, то при его повышении до стандартных 220-230В, ток в сети значительно вырастет.

Отсюда и все проблемы. Обращайте на это внимание, прежде чем нести его обратно в магазин.

Источники — //cable.ru, Кабель.РФ

Статьи по теме

Управление питанием, Глава 7: ИС регуляторов напряжения

Практически во всех источниках питания используются полупроводники для обеспечения регулируемого выходного напряжения. Если источник питания имеет вход переменного тока, он выпрямляется до постоянного напряжения. ИС преобразователя мощности принимает входной сигнал постоянного тока и выдает выходной сигнал постоянного тока или управляет полупроводниковыми переключателями на выходе внешней мощности для создания выходного сигнала постоянного тока. Это стабилизатор напряжения, когда его выходное напряжение возвращается в цепь, благодаря которой напряжение остается постоянным. Если выходное напряжение имеет тенденцию повышаться или понижаться, обратная связь заставляет выходное значение оставаться прежним.

Преобразователь мощности может работать как по импульсной, так и по линейной схеме. В линейной конфигурации управляющий транзистор всегда рассеивает мощность, которую можно минимизировать, используя стабилизаторы с малым падением напряжения (LDO), которые регулируют должным образом даже при относительно низком перепаде напряжения между их входом и выходом. ИС LDO имеют более простые схемы, чем их собратья с импульсным режимом, и производят меньше шума (без переключения), но ограничены своей способностью выдерживать ток и рассеивать мощность.Некоторые ИС LDO рассчитаны на ток около 200 мА, а другие могут выдерживать ток до 1 А.

КПД ИС LDO может составлять 40-60%, тогда как ИС в режиме переключения могут показывать КПД до 95%. Топологии с коммутационным режимом являются основным подходом для встроенных систем, но LDO также находят применение в некоторых приложениях.

Линейный регулятор с малым падением напряжения (LDO)

Линейные стабилизаторы

LDO обычно используются в системах, где требуется малошумящий источник питания вместо импульсного стабилизатора, который может нарушить работу системы.LDO также находят применение в приложениях, где регулятор должен поддерживать регулирование с небольшими различиями между входным напряжением питания и выходным напряжением нагрузки, например, в системах с батарейным питанием. Их низкое падение напряжения и низкий ток покоя делают их подходящими для портативных и беспроводных приложений. LDO со встроенным силовым полевым МОП-транзистором или биполярным транзистором обычно обеспечивают выходные сигналы в диапазоне от 50 до 500 мА.

Стабилизатор напряжения LDO работает в линейной области с топологией, показанной на рис.7-1. В качестве основного регулятора напряжения, его основные компоненты серии проход транзистор (биполярный транзистор или MOSFET), дифференциальный усилитель ошибки и точное опорное напряжение.

7-1. В базовом LDO один вход усилителя дифференциальной ошибки, установленный резисторами R1 и R2, контролирует процентное значение выходного напряжения. Другой вход усилителя ошибки является ссылкой стабильного напряжения (V REF ). Если выходное напряжение увеличивается относительно VREF, усилитель дифференциальной ошибки изменяет выход проходного транзистора для поддержания постоянного выходного напряжения нагрузки (V OUT ).

Ключевыми рабочими факторами LDO являются его падение напряжения, коэффициент отклонения источника питания (PSRR) и выходной шум. Низкое падение напряжения относится к разнице между входным и выходным напряжениями, которая позволяет ИС регулировать выходное напряжение нагрузки. То есть LDO может регулировать выходное напряжение нагрузки до тех пор, пока его вход и выход не приблизятся друг к другу при падении напряжения. В идеале падение напряжения должно быть как можно меньшим, чтобы минимизировать рассеивание мощности и максимизировать эффективность. Обычно считается, что падение напряжения достигается, когда выходное напряжение упало до 100 мВ ниже номинального значения.Ток нагрузки и температура проходного транзистора влияют на падение напряжения.

Внутреннее опорное напряжение

An LDO является потенциальным источником шума, как правило, определяется как мкВ RMS над полосой пропускания конкретного, например, 30 мкВ RMS от 1 до 100 кГц. Этот низкий уровень шума вызывает меньше проблем, чем переходные процессы переключения и гармоники импульсного преобразователя. На фиг. 7-1, LDO имеет (напряжение-эталон) перепускной булавку опорного напряжения фильтра шума с конденсатором на землю. Добавление входных, выходных и байпасных конденсаторов, указанных в таблице, обычно приводит к беспроблемному уровню шума.

Среди их эксплуатационных соображений — тип и диапазон приложенного входного напряжения, требуемое выходное напряжение, максимальный ток нагрузки, минимальное падение напряжения, ток покоя, рассеиваемая мощность и ток отключения.

Управление контуром компенсации частоты LDO с включением нагрузочного конденсатора снижает чувствительность к ESR конденсатора (эквивалентное последовательное сопротивление), что обеспечивает стабильный LDO с конденсаторами хорошего качества любого типа. Кроме того, выходной конденсатор должен располагаться как можно ближе к выходному.

Дополнительные функции в некоторых LDO:

• Вход разрешения, позволяющий внешнее управлять включением и выключением LDO.

• Плавный пуск, который ограничивает пусковой ток и контролирует время нарастания выходного напряжения при включении питания.

• Перепускных контактные, что позволяет внешний конденсатор для уменьшения шума опорного напряжения.

• Выходной сигнал ошибки, указывающий, выходит ли выход из регулирования.

• Тепловое отключение, при котором LDO отключается, если его температура превышает заданное значение.

• Защита от перегрузки по току (OCP), которая ограничивает выходной ток LDO и рассеиваемую мощность.

LT3042

LT3042 от Linear Technology — это линейный стабилизатор с малым падением напряжения (LDO), в котором используется уникальная архитектура для минимизации шумовых эффектов и оптимизации подавления пульсаций источника питания (PSRR).

PSRR описывает, насколько хорошо схема отклоняет пульсации, введенные на ее входе. Пульсации могут быть вызваны либо входным источником питания, например пульсациями питания 50/60 Гц, пульсациями переключения от преобразователя постоянного / постоянного тока, либо пульсациями из-за совместного использования входного питания с другими цепями.

Для LDO PSRR — это функция регулируемой пульсации выходного напряжения по сравнению с пульсацией входного напряжения в заданном диапазоне частот (обычно от 10 Гц до 1 МГц), выраженная в децибелах (дБ). Это может быть важным фактором, когда LDO питает аналоговые схемы, потому что низкий PSRR может позволить пульсации на выходе влиять на другие схемы.

выходные конденсаторы с низким ESR и добавлены шунтирующие конденсаторы опорного напряжения улучшить производительность PSRR. В аккумуляторных системах должны использоваться LDO, которые поддерживают высокий PSRR при низком напряжении аккумуляторной батареи.

LT3042, показанный на упрощенной схеме на рис. 7-2, представляет собой LDO, который снижает шум и увеличивает PSRR. Вместо опорного напряжения, используемого большинство традиционных линейных регуляторов, то LT3042 использует текущую ссылку, которая работает с типичным шумом текущего уровнем 20pA / √Цем (6nARMS над 10 Гц до 100 кГц полосы пропускания).

7-2. LT3042 — это LDO-стабилизатор, в котором используется уникальная архитектура для минимизации шумовых эффектов и оптимизации подавления пульсаций источника питания (PSRR).

Источник тока сопровождается высокопроизводительным буфером напряжения Rail-to-Rail, что позволяет легко подключать его параллельно для дальнейшего снижения шума, увеличения выходного тока и распределения тепла на печатной плате.Параллельное подключение нескольких LT3042 дополнительно снижает уровень шума в √N раз, где N — количество параллельных цепей.

LT3080

LT3080 компании

Linear Technology — это уникальный LDO 1,1 А, который можно подключить параллельно для увеличения выходного тока или распределения тепла в платах для поверхностного монтажа (рис. 7-3). Эта ИС выводит коллектор проходного транзистора, чтобы обеспечить работу с малым падением напряжения — до 350 мВ — при использовании с несколькими источниками питания. Функции защиты включают защиту от короткого замыкания и безопасную рабочую зону, а также тепловое отключение.

7-3. LT3080 может программировать выходное напряжение на любой уровень от нуля до 36 В.

Ключевой особенностью LT3080 является способность обеспечивать широкий диапазон выходного напряжения. Используя опорный ток через единственный резистор, выходное напряжение программируется на любой уровень от нуля до 36 В. Он стабилен с емкостью на выходе 2,2 мкФ и может использовать небольшие керамические конденсаторы, которые не требуют дополнительного ESR, в отличие от других регуляторов.

LT3080 особенно хорошо подходит для приложений, требующих нескольких рельсов.Его архитектура регулируется до нуля с помощью одного резистора, который обслуживает современные низковольтные цифровые ИС, а также обеспечивает простую параллельную работу и управление температурой без радиаторов. Регулировка выхода на «ноль» позволяет отключить схему с питанием, а когда вход предварительно регулируется — например, входной источник 5 В или 3,3 В — внешние резисторы могут помочь распределить тепло.

Прецизионный «0» внутренний источник тока TC 10 мкА подключается к неинвертирующему входу его операционного усилителя мощности, который обеспечивает низкоомный буферизованный выход для напряжения на неинвертирующем входе.Один резистор между неинвертирующим входом и землей устанавливает выходное напряжение; установка этого резистора на ноль дает нулевой выходной сигнал. Любое выходное напряжение может быть получено от нуля до максимального значения, определяемого входным источником питания.

Использование источника истинного тока позволяет регулятору демонстрировать усиление и частотную характеристику независимо от положительного входного импеданса. Старые регулируемые регуляторы изменяют усиление контура в зависимости от выходного напряжения и изменяют полосу пропускания при обходе регулировочного штифта.Для LT3080 коэффициент усиления контура не изменяется при изменении выходного напряжения или обходе. Регулировка выхода не фиксируется в процентах от выходного напряжения, а составляет фиксированную долю милливольт. Использование истинного источника тока позволяет все усиления в усилителе буфера, чтобы обеспечить регулирование и ни один из этого усиления не требуется, чтобы повысить ссылку на более высоком выходном напряжении.

ИС может работать в двух режимах. Один из них — это трехконтактный режим, который соединяет управляющий вывод с входным выводом питания, что ограничивает его значением 1.Падение напряжения 35 В. В качестве альтернативы вы можете подключить вывод «control» к более высокому напряжению, а вывод питания IN к более низкому напряжению, что приведет к падению напряжения 350 мВ на выводе IN и минимизации рассеиваемой мощности. Это позволяет источнику питания 1,1 А регулировать от 2,5VIN до 1,8VOUT или от 1,8VIN до 1,2VOUT с низким уровнем рассеивания.

Импульсные ИС

На рис. 7-4 показан упрощенный ШИМ-контроллер, используемый с импульсным преобразователем. Во время работы часть выходного постоянного напряжения возвращается в усилитель ошибки, что заставляет компаратор управлять временем включения и выключения ШИМ.На рис. 7-4 показано, как изменяется ширина импульса ШИМ для разных процентов времени включения и выключения. Чем больше время включения, тем выше выпрямленное выходное напряжение постоянного тока. Регулировка выходного напряжения сохраняется, если выходной сигнал отфильтрованного силового MOSFET имеет тенденцию к изменению, если это происходит, обратная связь регулирует рабочий цикл ШИМ, чтобы поддерживать выходное напряжение на желаемом уровне.

7-4. Контроллер PWM генерирует прямоугольные волны разной ширины в зависимости от обратной связи по выходному напряжению.

Для генерирования ШИМ-сигнала, усилитель ошибки принимает в качестве входного сигнала обратной связи и ссылки стабильное напряжение для получения выходного сигнала, связанный с разностью двух входов.Компаратор сравнивает выходное напряжение усилителя ошибки с пилообразной характеристикой генератора, создавая модулированную ширину импульса. Выход компаратора применяется к логической схеме переключения, выход которой поступает на выходной драйвер для внешнего силового полевого МОП-транзистора. Логика переключения обеспечивает возможность включения или отключения сигнала ШИМ, подаваемого на силовой полевой МОП-транзистор.

Большинство микросхем ШИМ-контроллеров обеспечивают токоограничивающую защиту, измеряя выходной ток. Если вход считывания тока превышает определенный порог, он завершает текущий цикл (поцикловое ограничение тока).

Компоновка схемы имеет решающее значение при использовании резистора считывания тока, который должен быть типа с низкой индуктивностью. Расположите конденсатор фильтра считывания тока очень близко и подключите непосредственно к выводу PWM IC. Кроме того, все чувствительные к шуму маломощные заземляющие соединения должны быть соединены вместе рядом с IC GND, а одно соединение должно быть выполнено с заземлением питания (точка заземления сенсорного резистора).

В большинстве микросхем ШИМ-контроллеров частоту генератора задает один внешний резистор или конденсатор.Чтобы установить желаемую частоту генератора, используйте уравнение в таблице данных контроллера для расчета номинала резистора.

Некоторые преобразователи ШИМ включают возможность синхронизации генератора с внешними часами с частотой, которая либо выше, либо ниже частоты внутреннего генератора. Если нет необходимости в синхронизации, подключите вывод синхронизации к GND, чтобы предотвратить шумовые помехи.

Поскольку ИС ШИМ является частью цепи обратной связи, вход усилителя ошибки должен использовать схему частотной компенсации для обеспечения стабильности системы.

Типичный преобразователь мощности принимает входной сигнал постоянного тока, преобразует его в частоту переключения, а затем выпрямляет его для получения выходного постоянного тока. Часть его выхода постоянного тока сравнивается с опорным напряжением (V REF ) и управляет ШИМ. Если выходное напряжение имеет тенденцию к увеличению, напряжение, подаваемое обратно в схему ШИМ, снижает ее рабочий цикл, в результате чего ее выходное напряжение уменьшается и поддерживается надлежащее регулируемое напряжение. И наоборот, если выходное напряжение имеет тенденцию к снижению, обратная связь приводит к увеличению рабочего цикла переключателя мощности, поддерживая регулируемый выход при надлежащем напряжении.

Обычно силовой полупроводниковый переключатель включается и выключается с частотой, которая может находиться в диапазоне от 100 кГц до 1 МГц, в зависимости от типа ИС. Частота переключения определяет физический размер и стоимость катушек индуктивности, конденсаторов и трансформаторов фильтра. Чем выше частота переключения, тем меньше физический размер и стоимость компонентов. Чтобы оптимизировать эффективность, материал магнитопровода для индуктора и трансформатора должен соответствовать частоте переключения. То есть материал сердечника трансформатора / катушки индуктивности следует выбирать таким образом, чтобы он эффективно работал на частоте переключения.

На рис. 7-5 показана упрощенная схема импульсного регулятора напряжения. Для импульсных преобразователей постоянного тока в постоянный требуется средство для изменения выходного напряжения в ответ на изменения нагрузки. Один из подходов заключается в использовании широтно-импульсной модуляции (ШИМ), которая управляет входом в соответствующий переключатель питания. Сигнал ШИМ состоит из двух значений: ВКЛ и ВЫКЛ. Фильтр нижних частот, подключенный к выходу переключателя питания, обеспечивает напряжение, пропорциональное времени включения и выключения контроллера ШИМ.

7-5. Импульсный преобразователь использует широтно-импульсный модулятор для управления регулированием

.

Существует два типа импульсных преобразователей: изолированные и неизолированные, что зависит от наличия прямого пути постоянного тока от входа к выходу. В изолированном преобразователе используется трансформатор, обеспечивающий изоляцию между входным и выходным напряжением (рис. 7-6).

7-6. Изолированный импульсный преобразователь использует трансформатор для изоляции.

В неизолированном преобразователе обычно используется индуктор, и между входом и выходом нет развязки по напряжению (рис. 7-7). Для подавляющего большинства приложений подходят неизолированные преобразователи. Однако в некоторых приложениях требуется изоляция между входным и выходным напряжениями. Преимущество преобразователя на основе трансформатора состоит в том, что он может легко создавать несколько выходных напряжений, тогда как преобразователь на основе индуктора обеспечивает только один выход.

7-7.Неизолированный импульсный преобразователь.

Топологии цепей

В преобразователях питания постоянного тока используются две основные топологии ИС. Если выходное напряжение ниже входного напряжения, ИС называется понижающим преобразователем. Если выходное напряжение выше входного напряжения, ИС называется повышающим преобразователем.

В своей базовой схеме (рис. 7-8) понижающий стабилизатор принимает входной сигнал постоянного тока, преобразует его в частоту переключения ШИМ (широтно-импульсный модулятор), которая управляет выходным сигналом силового полевого МОП-транзистора (Q1).Внешний выпрямитель, катушка индуктивности и выходной конденсатор создают регулируемый выход постоянного тока. ИС регулятора сравнивает часть выпрямленного выходного напряжения постоянного тока с опорным напряжением (V REF ) и изменяет рабочий цикл ШИМ для поддержания постоянного выходного напряжения постоянного тока. Если выходное напряжение имеет тенденцию к увеличению, ШИМ снижает свой рабочий цикл, вызывая уменьшение выходного сигнала и поддержание регулируемого выходного сигнала при надлежащем напряжении. И наоборот, если выходное напряжение имеет тенденцию к снижению, обратная связь заставляет рабочий цикл ШИМ увеличиваться и поддерживать регулируемый выход.

7,8. Базовый понижающий преобразователь; индуктор всегда «противостоит» входному напряжению.

Топология понижающего или понижающего регулятора имеет преимущества простоты и низкой стоимости. Однако он имеет ограниченный диапазон мощности, и его прямой путь постоянного тока от входа к выходу может создать проблему, если есть закороченный переключатель питания.

LT8602

LT8602 от Linear Technology представляет собой монолитный понижающий импульсный стабилизатор постоянной частоты, работающий по току, с четырьмя выходными каналами (рис.7-9). Два канала — это каналы высокого напряжения с входом от 3 до 42 В, а два других — каналы низкого напряжения с входом от 2,6 до 5,5 В.

7-9. Четырехканальный понижающий преобразователь LT8602 имеет два канала высокого напряжения с входом от 3 до 42 В, а два других — низковольтные каналы с входом от 2,6 до 5,5 В.

В ИС используется один генератор, который генерирует два тактовых сигнала (CLK) на 180 градусов. не в фазе. Каналы 1 и 3 работают с CLK1, а каналы 2 и 4 работают с CLK2. Понижающий стабилизатор потребляет входной ток только во время верхнего цикла включения, поэтому многофазный режим снижает пиковый входной ток и удваивает частоту входного тока.Это снижает как пульсации входного тока, так и требуемую входную емкость.

Каждый канал высокого напряжения (HV) представляет собой синхронный понижающий стабилизатор, который работает от своего собственного вывода PVIN. Внутренний полевой МОП-транзистор с максимальной мощностью включается в начале каждого цикла генератора и выключается, когда ток, протекающий через верхний МОП-транзистор, достигает уровня, определяемого его усилителем ошибки. Усилитель ошибки измеряет выходное напряжение через внешний резистивный делитель, подключенный к выводу FB, для управления пиковым током в верхнем переключателе.

Пока верхний полевой МОП-транзистор выключен, нижний полевой МОП-транзистор включен на оставшуюся часть цикла генератора или до тех пор, пока ток в катушке индуктивности не начнет реверсировать. Если в результате перегрузки через нижний переключатель проходит ток более 2 А (канал 1) или 3,3 А (канал 2), следующий тактовый цикл будет отложен до тех пор, пока ток переключения не вернется к более низкому безопасному уровню.

Высоковольтные каналы имеют входы Track / Soft-Start (TRKSS1, TRKSS2). Когда этот контакт находится ниже 1V, преобразователь регулирует FB штифт к TRKSS напряжения вместо внутреннего эталона.Вывод TRKSS имеет подтягивающий ток 2,4 мкА. Вывод TRKSS также может использоваться, чтобы позволить выходу отслеживать другой регулятор, либо другой канал высокого напряжения, либо внешний регулятор.

Как показано на упрощенной схеме индуктивно-повышающего преобразователя постоянного тока (рис. 7-10), включение силового полевого МОП-транзистора вызывает нарастание тока через катушку индуктивности. При выключении силового МОП-транзистора ток через диод направляется к выходному конденсатору. Несколько циклов переключения создают напряжение выходного конденсатора из-за заряда, который он накапливает от тока катушки индуктивности.В результате выходное напряжение выше входного.

7-10. Базовый неизолированный импульсный индуктивно-повышающий преобразователь постоянного тока.

LTC3124

Типичная прикладная схема LTC3124 компании Linear Technology, показанная на рис. 7-11, использует внешний резистивный делитель напряжения от VOUT до FB и SGND для программирования выходного сигнала от 2,5 В до 15 В. При настройке на выход 12 В он может непрерывно выдавать до 1,5 А от входа 5 В. Ограничение по току 2,5 А на фазу, а также возможность программирования выходного напряжения до 15 В делают его пригодным для различных приложений.

7-11. В прикладной схеме LTC3124 используется внешний резистивный делитель напряжения от VOUT до FB и до SGND для программирования выхода от 2,5 до 15 В.

Использование двух фаз, расположенных на равном расстоянии 180 град. кроме того, удваивает частоту пульсаций на выходе и значительно снижает ток пульсаций выходного конденсатора. Хотя для этой архитектуры требуются две катушки индуктивности, а не одна, она имеет несколько важных преимуществ:

• Существенно более низкий пиковый ток индуктивности позволяет использовать индукторы меньшего размера и с меньшими затратами.

• Значительно сниженный выходной ток пульсации сводит к минимуму требования к выходной емкости.

• Более высокочастотные пульсации на выходе легче отфильтровать для приложений с низким уровнем шума.

• Входной ток пульсации также снижен для снижения шума VIN.

При двухфазном режиме работы одна фаза всегда подает ток на нагрузку, если VIN больше половины VOUT (для рабочих циклов менее 50%). По мере дальнейшего уменьшения рабочего цикла, ток нагрузки между двумя фазами начинает перекрываться, происходя одновременно для растущей части каждой фазы по мере того, как рабочий цикл приближается к нулю.По сравнению с однофазным преобразователем, это значительно снижает как выходной ток пульсации, так и пиковый ток в каждой катушке индуктивности.

LTC3124 обеспечивает преимущество для систем с батарейным питанием, он может запускаться от входов с низким напряжением до 1,8 В и продолжать работать от входов с низким напряжением до 0,5 В, при этом создавая выходное напряжение выше 2,5 В. Это увеличивает время работы за счет максимального увеличения количества энергии, извлекаемой из входного источника. Ограничивающими факторами для применения являются способность источника питания обеспечивать достаточную мощность на выходе при низком входном напряжении и максимальный рабочий цикл, который ограничен 94%.При низких входных напряжениях небольшие падения напряжения из-за последовательного сопротивления становятся критическими и ограничивают подачу мощности преобразователем.

Даже если входное напряжение превышает выходное напряжение, ИС будет регулировать выход, обеспечивая совместимость с любым типом батарей. LTC3124 — идеальное решение для повышающих приложений, требующих выходного напряжения до 15 В, где определяющими факторами являются высокая эффективность, небольшие размеры и высокая надежность.

LTC3110

LTC3110 от Linear Technology представляет собой комбинацию понижающе-повышающего регулятора / зарядного устройства постоянного / постоянного тока на 2 А с выбираемыми контактами режимами работы для зарядки и резервного копирования системы (рис.7-12). Это двунаправленное, программируемое зарядное устройство суперконденсатора с понижающим и повышающим входным током обеспечивает активную балансировку заряда для суперконденсаторов 1-й или 2-й серии. Его запатентованная топология понижающего-повышающего шума с низким уровнем шума выполняет работу двух отдельных импульсных регуляторов, экономя размер, стоимость и сложность.

7-12. LTC3110 представляет собой комбинацию понижающе-повышающего регулятора / зарядного устройства постоянного / постоянного тока на 2 А с выбираемыми контактами режимами работы для зарядки и резервного питания системы.

Двунаправленный относится к потоку постоянного тока, связанному с VSYS, выводом источника питания для резервного выходного напряжения системы и входного напряжения зарядного тока.В одном направлении LTC3110 работает как понижающий-повышающий стабилизатор, снимая ток с суперконденсатора и обеспечивая регулируемое напряжение на нагрузке на выводе VSYS. В другом направлении знак тока меняется на противоположный, и точно ограниченный ток течет от системной шины обратно, чтобы зарядить суперконденсатор. Если VSYS падает из-за потери мощности, он может автономно переключать направление для стабилизации напряжения системы, подавая ток от суперконденсатора в VSYS.

0.Диапазон напряжения конденсатора / батареи от 1 В до 5,5 В и резервного напряжения системы от 1,8 В до 5,25 В делает его подходящим для широкого спектра приложений резервного копирования с использованием суперконденсаторов или батарей, например:

• Он объединяет все функции, необходимые для использования преимуществ суперконденсаторов, зарядки, балансировки и резервного копирования.

• Ограничение входного тока с точностью ± 2% исключает использование внешних компонентов, снижает IQ и позволяет использовать все возможности источника питания без превышения пределов безопасности.

• Распределение входной мощности позволяет LTC3110 и другим преобразователям постоянного / постоянного тока или нагрузкам использовать один и тот же источник питания с минимальным снижением номинальных характеристик / запасом.

• Активный балансир синхронно перемещает заряд между конденсаторами, устраняя внешние балластные резисторы и их потери мощности, что приводит к сокращению циклов перезарядки и более быстрой зарядке.

• Он может автономно переходить из режима зарядки в резервный или переключать режимы на основе внешней команды.

На рис. 7-13 ШИМ-регулятор включает и выключает полевой МОП-транзистор.Без обратной связи рабочий цикл ШИМ определяет выходное напряжение, которое в два раза больше входного для 50% рабочего цикла. Увеличение напряжения в два раза приводит к тому, что входной ток в два раза превышает выходной ток. В реальной схеме с потерями входной ток немного выше.

7-13. Базовый прямой преобразователь может работать как повышающий или понижающий преобразователь. Теоретически он должен использовать «идеальный» трансформатор без потоков утечки, нулевого тока намагничивания и потерь.

Его преимущества — простота, низкая стоимость и возможность увеличения мощности без использования трансформатора. Недостатками являются ограниченный диапазон мощностей и относительно высокая пульсация на выходе из-за постоянной энергии, исходящей от выходного конденсатора.

Выбор индуктора является важной частью этой схемы повышения, потому что значение индуктивности влияет на входные и выходные пульсации напряжения и токи. Индуктор с низким последовательным сопротивлением обеспечивает оптимальную эффективность преобразования энергии.Выберите номинальный ток насыщения катушки индуктивности так, чтобы он был выше установившегося пикового тока катушки индуктивности в приложении.

Для обеспечения стабильности для рабочих циклов выше 50% для индуктора требуется минимальное значение, определяемое минимальным входным напряжением и максимальным выходным напряжением. Это зависит от частоты переключения, рабочего цикла и сопротивления открытого МОП-транзистора.

Топология прямого преобразователя

(рис. 7-13) по сути является изолированной версией понижающего преобразователя. Использование трансформатора позволяет прямому преобразователю быть либо повышающим, либо понижающим преобразователем, хотя наиболее распространенным применением является понижающий преобразователь.Основными преимуществами прямой топологии являются ее простота и гибкость.

Другая топология с трансформаторной изоляцией, упрощенный обратноходовой преобразователь (рис. 7-14), работает в режиме непрямого преобразования. Топология Flyback — один из наиболее распространенных и экономичных способов генерирования умеренного уровня изолированного питания в преобразователях переменного тока в постоянный. Он обладает большей гибкостью, поскольку может легко генерировать несколько выходных напряжений путем добавления дополнительных вторичных обмоток трансформатора. Недостатком является то, что регулирование и пульсации на выходе не так жестко контролируются, как в некоторых других топологиях, и нагрузки на выключатель питания выше.

7-14. Трансформатор базового обратноходового преобразователя обычно имеет воздушный зазор, что позволяет ему накапливать энергию во время работы и передавать энергию диоду во время простоя.

LT3798

LT3798 компании

Linear Technology представляет собой изолированный контроллер обратного хода с одноступенчатой ​​активной коррекцией коэффициента мощности (PFC). Эффективность более 86% может быть достигнута при уровне выходной мощности до 100 Вт. В зависимости от выбора внешних компонентов, он может работать в диапазоне входных напряжений от 90 до 277 В переменного тока и может легко увеличиваться или уменьшаться.Кроме того, LT3798 может использоваться в приложениях с высоким входным напряжением постоянного тока, что делает его пригодным для использования в промышленности, электромобилях, горнодобывающей промышленности и медицине.

На рис. 7-15 показано типичное приложение для LT3798. Эта ИС представляет собой контроллер переключения режима тока, специально предназначенный для создания источника постоянного тока / постоянного напряжения с изолированной топологией обратного хода. Для поддержания регулирования в этой топологии обычно используется обратная связь по выходному напряжению и току от изолированной вторичной обмотки выходного трансформатора до VIN.Обычно для этого требуется оптоизолятор. Вместо этого LT3798 использует пиковый ток внешнего полевого МОП-транзистора, полученный из считывающего резистора, для определения выходного тока обратноходового преобразователя, не требуя оптопары.

7-15. Контроллер обратного хода LT3798 с одноступенчатой ​​активной коррекцией коэффициента мощности (PFC).

Как показано на рис. 7-15, выходной трансформатор имеет три обмотки, включая выходную. Сток внешнего полевого МОП-транзистора подключается к одной из первичных обмоток.Третья обмотка трансформатора определяет выходное напряжение, а также подает питание для установившегося режима работы. Вывод VIN подает питание на внутренний LDO, который генерирует 10 В на выводе INTVCC. Схема внутреннего управления состоит из двух усилителей ошибок, схемы минимума, умножителя, передаточного затвора, компаратора тока, генератора низкого выходного тока и главной защелки. Кроме того, схема выборки и хранения контролирует выходное напряжение третьей обмотки. Компаратор обнаруживает режим прерывистой проводимости (DCM) с конденсатором и последовательным резистором, подключенными к третьей обмотке.

Во время типичного цикла драйвер затвора включает внешний полевой МОП-транзистор, так что ток течет в первичной обмотке. Этот ток увеличивается со скоростью, пропорциональной входному напряжению и обратно пропорциональной индуктивности намагничивания трансформатора. Контур управления определяет максимальный ток, и компаратор выключает переключатель, когда он достигает этого значения. Когда переключатель выключается, энергия трансформатора вытекает из вторичной обмотки через выходной диод D1.Этот ток уменьшается со скоростью, пропорциональной выходному напряжению. Когда ток уменьшается до нуля, выходной диод отключается, и напряжение на вторичной обмотке начинает колебаться в зависимости от паразитной емкости и намагничивающей индуктивности трансформатора.

Напряжение на всех обмотках одинаковое, поэтому и третья обмотка тоже работает. Конденсатор, подключенный к выводу DCM, отключает компаратор, который служит детектором du / dt при возникновении звонка. Эта временная информация используется для расчета выходного тока.Детектор du / dt ожидает, пока сигнал вызывного сигнала достигнет своего минимального значения, а затем включается переключатель. Такое переключение аналогично переключению при нулевом напряжении и сводит к минимуму потери энергии при включении переключателя, повышая эффективность до 5%. Эта ИС работает на границе непрерывного и прерывистого режимов проводимости, что называется критическим режимом проводимости (или граничным режимом проводимости). Работа в режиме критической проводимости позволяет использовать трансформатор меньшего размера, чем конструкции, работающие в режиме постоянной проводимости.

СЕПИК

Несимметричный преобразователь первичной индуктивности (SEPIC) представляет собой топологию преобразователя постоянного / постоянного тока, который обеспечивает положительное регулируемое выходное напряжение от входного напряжения, которое изменяется сверху вниз от выходного напряжения. В упрощенном преобразователе SEPIC, показанном на рис. 7-16, используются две катушки индуктивности, L1 и L2, которые могут быть намотаны на один и тот же сердечник, поскольку на протяжении всего цикла переключения к ним прикладываются одинаковые напряжения. Использование спаренного дросселя занимает меньше места на ПК. плата и, как правило, дешевле, чем два отдельных индуктора.Конденсатор C4 изолирует вход от выхода и обеспечивает защиту от короткого замыкания нагрузки.

7-16. Две катушки индуктивности в базовом преобразователе SEPIC могут быть намотаны на один и тот же сердечник, поскольку в течение всего цикла переключения к ним прикладываются одинаковые напряжения.

ИС регулирует выход с помощью ШИМ-управления в текущем режиме, которое включает силовой полевой МОП-транзистор Q1 в начале каждого цикла переключения. Входное напряжение подается на катушку индуктивности и сохраняет энергию по мере нарастания тока в катушке индуктивности.Во время этой части цикла переключения ток нагрузки обеспечивается выходным конденсатором. Когда ток катушки индуктивности повышается до порога, установленного выходом усилителя ошибки, выключатель питания выключается, и внешний диод Шоттки смещается в прямом направлении. Катушка индуктивности передает накопленную энергию для пополнения выходного конденсатора и подачи тока нагрузки. Эта операция повторяется в каждом цикле переключения. Рабочий цикл преобразователя определяется компаратором управления ШИМ, который сравнивает выходной сигнал усилителя ошибки и текущий сигнал.

Сигнал пилообразного изменения от генератора добавляется к пилообразному сигналу тока. Эта компенсация наклона предназначена для предотвращения субгармонических колебаний, которые присущи управлению режимом тока при скважности выше 50%. Петля обратной связи регулирует штырь FB к опорному напряжению через усилитель ошибки. Выход усилителя ошибки подключен к выводу COMP. К выводу COMP подключена внешняя RC-компенсационная цепь для оптимизации контура обратной связи для обеспечения стабильности и переходной характеристики.

TPS61170

TPS61170 — это монолитный высоковольтный импульсный стабилизатор от Texas Instruments со встроенным силовым полевым МОП-транзистором 1,2 А, 40 В. Устройство может быть сконфигурировано в нескольких стандартных топологиях регулятора, включая повышающий и SEPIC. Рисунок 7-17 показывает конфигурацию SEPIC. Устройство имеет широкий диапазон входного напряжения для поддержки приложений с входным напряжением от батарей или регулируемых шин питания 5 В, 12 В.

7-17. TPS61170 сконфигурирован как преобразователь SEPIC.

В ИС встроен полевой транзистор нижнего уровня на 40 В для обеспечения выходного напряжения до 38 В. Устройство регулирует выход с помощью токового режима управления ШИМ (широтно-импульсной модуляцией). Частота переключения ШИМ составляет 1,2 МГц (типовая). Схема управления ШИМ включает переключатель в начале каждого цикла переключения. Входное напряжение подается на катушку индуктивности и сохраняет энергию по мере нарастания тока в катушке индуктивности. Во время этой части цикла переключения ток нагрузки обеспечивается выходным конденсатором.Когда ток катушки индуктивности повышается до порога, установленного выходом усилителя ошибки, выключатель питания выключается, и внешний диод Шоттки смещается в прямом направлении. Катушка индуктивности передает накопленную энергию для пополнения выходного конденсатора и подачи тока нагрузки. Эта операция повторяется каждый цикл переключения. Как показано на блок-схеме, рабочий цикл преобразователя определяется компаратором управления ШИМ, который сравнивает выходной сигнал усилителя ошибки и текущий сигнал.

TPS61170 работает на 1.Частота коммутации 2 МГц, что позволяет использовать низкопрофильные катушки индуктивности и недорогие керамические входные и выходные конденсаторы. Он имеет встроенную защиту, включая ограничение по току, плавный пуск и тепловое отключение.

Гистерезисный преобразователь

Базовый гистерезисный регулятор, показанный на рис. 7-18, представляет собой тип импульсного регулятора, в котором не используется ШИМ. Он состоит из компаратора с входным гистерезисом, который сравнивает выходное напряжение обратной связи с опорным напряжением. Когда напряжение обратной связи превышает опорное напряжение, выход компаратора переходит на низкий уровень, поворачиваясь от понижающего переключателя МОП-транзистора.Выключатель остается выключенным, пока напряжение обратной связи падает ниже опорного напряжения гистерезиса. Затем на выходе компаратора устанавливается высокий уровень, включается переключатель и снова повышается выходное напряжение.

7-18. Базовый гистерезисный регулятор представляет собой самый быстрый способ управления преобразователем постоянного тока.

Базовый гистерезисный преобразователь состоит из компаратора ошибок, управляющей логики и внутреннего задания. Выход обычно управляет синхронным выпрямителем, который может быть внутренним или внешним.Часть выходного напряжения возвращается в компаратор ошибок, который сравнивает его с опорным напряжением. Если выход имеет тенденцию к низким относительно опорного напряжения, выходной конденсатор заряжает, пока он не достигнет равновесия с опорным напряжением. Затем компаратор включает синхронный выпрямитель. Когда синхронный выпрямитель включен, выходное напряжение падает достаточно низко, чтобы преодолеть гистерезис компаратора, после чего синхронный выпрямитель отключается, начиная новый цикл.

В гистерезисном регуляторе нет усилителя ошибки напряжения, поэтому его реакция на любое изменение тока нагрузки или входного напряжения практически мгновенно. Следовательно, гистерезисный регулятор представляет собой самый быстрый способ управления преобразователем постоянного тока. Недостатком обычного гистерезисного регулятора является то, что его частота изменяется пропорционально ESR выходного конденсатора. Поскольку начальное значение часто плохо контролируется, а ESR электролитических конденсаторов также изменяется с температурой и возрастом, практические изменения ESR могут легко привести к изменениям частоты в диапазоне от одного до трех.Однако существует модификация гистерезисной топологии, которая устраняет зависимость рабочей частоты от ESR.

LM3475

LM3475 — это понижающий (понижающий) контроллер постоянного / переменного тока, в котором используется гистерезисная архитектура управления, которая обеспечивает регулирование с частотно-импульсной модуляцией (ЧИМ) (рис. 7-19). Схема гистерезисного управления не использует внутренний генератор. Частота переключения зависит от внешних компонентов и условий эксплуатации. Рабочая частота снижается при малых нагрузках, что обеспечивает превосходную эффективность по сравнению с архитектурами с ШИМ.Поскольку переключение напрямую контролируется выходными условиями, гистерезисное управление обеспечивает исключительную переходную характеристику нагрузки.

7-19. LM3475 — это понижающий (понижающий) контроллер постоянного / переменного тока, в котором используется гистерезисная архитектура управления, которая обеспечивает регулирование с частотно-импульсной модуляцией (ЧИМ).

LM3475 использует контур управления напряжением на основе компаратора. Напряжение на выводе обратной связи сравнивается с опорным напряжением 0,8 В с гистерезисом 21 мВ. Когда вход FB на компаратор падает ниже опорного напряжения, выход компаратора переходит на низкий уровень.Это приводит к тому, что выходной сигнал драйвера PGATE переводит затвор PFET в низкий уровень и включает PFET.

При включенном PFET входной источник питания заряжает COUT и подает ток на нагрузку через PFET и катушку индуктивности. Ток через катушку индуктивности линейно нарастает, а выходное напряжение увеличивается. Поскольку напряжение в FB достигает верхний порог (опорное напряжение плюс гистерезис) выход компаратора переходит на высоком уровне, а PGATE превращает PFET выключения. Когда PFET выключается, загорается диод, и ток через катушку индуктивности падает.Как падает выходное напряжение ниже опорного напряжения, цикл повторяется.

Конвертер Cuk

Преобразователь Cuk — это преобразователь постоянного тока, величина выходного напряжения которого может быть больше или меньше входного напряжения. По сути, это повышающий преобразователь, за которым следует понижающий преобразователь с конденсатором для передачи энергии. Это инвертирующий преобразователь, поэтому выходное напряжение отрицательно по отношению к входному. Неизолированный преобразователь Cuk может иметь только противоположную полярность между входом и выходом.Он использует конденсатор в качестве основного элемента накопления энергии, в отличие от большинства других типов преобразователей, в которых используется катушка индуктивности.

Как и другие преобразователи (понижающий преобразователь, повышающий преобразователь, понижающий-повышающий преобразователь), преобразователь Cuk может работать в режиме непрерывного или прерывистого тока. Однако, в отличие от этих преобразователей, он также может работать в режиме прерывистого напряжения (напряжение на конденсаторе падает до нуля во время цикла коммутации).

LM2611 от Texas Instruments представляет собой преобразователь Cuk, который состоит из контроллера режима тока со встроенным первичным переключателем и встроенной схемой измерения тока (рис.7-20). Обратная связь подключена к усилителю внутренней ошибки и использует внутреннюю компенсацию типа II / III. Генератор рампы обеспечивает некоторую компенсацию наклона системе. Вывод SHDN — это логический вход, предназначенный для отключения преобразователя.

7-20. LM2611 сконфигурирован как преобразователь Cuk

Режим тока, фиксированная частота переключения ШИМ регулятор LM2611 имеет ссылку -1.23V, что делает его идеальным для использования в преобразователе CUK. Преобразователь Cuk инвертирует вход и может повышать или понижать абсолютное значение.Используя катушки индуктивности как на входе, так и на выходе, преобразователь Cuk производит очень небольшие колебания входного и выходного тока. Это значительное преимущество по сравнению с другими инвертирующими топологиями, такими как повышенно-понижающий и обратный.

Многофазный преобразователь

По мере увеличения текущих требований возрастает и необходимость увеличения количества фаз в преобразователе. Однофазные понижающие контроллеры подходят для низковольтных устройств с токами примерно до 25 А, однако рассеивание мощности и эффективность являются проблемой при более высоких токах.Одним из подходов к более высоким токовым нагрузкам является многофазный понижающий контроллер. Их производительность делает их идеальными для питания персональной электроники, портативных промышленных устройств, твердотельных накопителей, приложений с малыми ячейками, ПЛИС и микропроцессоров.

Двухфазная схема, показанная на рис. 7-21, имеет чередование фаз, что снижает токи пульсаций на входе и выходе. Это также уменьшает количество горячих точек на печатной плате или отдельном компоненте. Двухфазный понижающий преобразователь вдвое снижает рассеиваемую мощность тока RMS в полевых МОП-транзисторах и катушках индуктивности.Перемежение также снижает переходные потери.

7-21. Базовый многофазный преобразователь имеет две чередующиеся фазы, что снижает токи пульсаций на входе и выходе.

Многофазные элементы работают на общей частоте, но сдвинуты по фазе, так что переключение преобразования происходит через равные промежутки времени, контролируемые общей микросхемой управления. Микросхема управления смещает время переключения каждого преобразователя таким образом, чтобы фазовый угол между переключениями преобразователя составлял 360 градусов./ n, где n — количество фаз преобразователя. Выходы преобразователей параллельны, так что эффективная частота пульсаций на выходе равна n × f, где f — рабочая частота каждого преобразователя. Это обеспечивает лучшие динамические характеристики и значительно меньшую развязывающую емкость по сравнению с однофазной системой.

Разделение тока между многофазными ячейками необходимо, чтобы не потреблять слишком много тока. В идеале каждая многофазная ячейка должна потреблять одинаковое количество тока.Чтобы добиться равного распределения тока, необходимо контролировать и контролировать выходной ток для каждой ячейки.

Многофазный подход также предлагает преимущества упаковки. Каждый преобразователь выдает 1 / n от общей выходной мощности, уменьшая физический размер и ценность магнитных полей, используемых в каждой фазе. Кроме того, силовые полупроводники в каждой фазе должны обрабатывать только 1 / n общей мощности. Это распределяет внутреннее рассеивание мощности между несколькими силовыми устройствами, устраняя концентрированные источники тепла и, возможно, необходимость в радиаторе.Несмотря на то, что здесь используется больше компонентов, компромисс по стоимости может быть благоприятным.

Многофазные преобразователи

имеют важные преимущества:

• Пониженный среднеквадратичный ток конденсатора входного фильтра, позволяет использовать меньшие и менее дорогие типы

• Распределенный отвод тепла, снижает температуру горячих точек, повышая надежность

• Повышенная общая мощность

• Повышенная эквивалентная частота без увеличения коммутационных потерь, что позволяет использовать меньшие эквивалентные индуктивности, сокращающие переходное время нагрузки.

• Пониженный ток пульсаций в выходном конденсаторе снижает пульсации напряжения на выходе и позволяет использовать меньшие и менее дорогие выходные конденсаторы

• Превосходная реакция на переходные процессы при нагрузке во всем диапазоне нагрузок

Многофазные преобразователи

также имеют некоторые недостатки, которые следует учитывать при выборе количества фаз, например:

• Необходимость в большем количестве переключателей и выходных катушек индуктивности, чем в однофазной конструкции, что приводит к более высокой стоимости системы, чем однофазное решение, по крайней мере, ниже определенного уровня мощности

• Более сложное управление

• Возможность неравномерного распределения тока между фазами

• Добавлена ​​сложность топологии схемы

Синхронное выпрямление

Эффективность — важный критерий при проектировании преобразователей постоянного тока, что означает, что потери мощности должны быть минимизированы.Эти потери вызваны переключателем мощности, магнитными элементами и выходным выпрямителем. Для уменьшения потерь в переключателе мощности и магнитных потерь требуются компоненты, которые могут эффективно работать на высоких частотах переключения. В выходных выпрямителях могут использоваться диоды Шоттки, но синхронное выпрямление (рис. 7-22), состоящее из силовых полевых МОП-транзисторов, может обеспечить более высокий КПД.

7-22. Синхронный выпрямитель более эффективен, чем диодный выпрямитель.

Полевые МОП-транзисторы

имеют более низкие потери прямой проводимости, чем диоды Шоттки.В отличие от обычных самокоммутирующихся диодов, полевые МОП-транзисторы включаются и выключаются с помощью управляющего сигнала затвора, синхронизированного с работой преобразователя. Основным недостатком синхронного выпрямления является дополнительная сложность и стоимость, связанные с устройствами MOSFET и соответствующей управляющей электроникой. Однако при низких выходных напряжениях результирующее повышение эффективности более чем компенсирует недостаток стоимости во многих приложениях.

Компенсация регулятора напряжения

Импульсные источники питания

используют отрицательную обратную связь для регулирования своей выходной мощности до желаемого значения.Оптимальная система управления SMPS, использующая отрицательную обратную связь, должна обеспечивать скорость, точность и отклик без колебаний. Один из способов добиться этого — ограничить частотный диапазон, в котором реагирует SMPS. Чтобы быть стабильным, частотный диапазон или полоса пропускания должны соответствовать частоте, на которой тракт передачи с обратной связью от входа к выходу падает на 3 дБ (так называемая частота кроссовера). Обязательно ограничивайте полосу пропускания до того, что на самом деле требуется вашему приложению. Принятие слишком широкой полосы пропускания влияет на помехозащищенность системы, а слишком низкая пропускная способность приводит к плохой переходной характеристике.Вы можете ограничить полосу пропускания системы управления SMPS, сформировав ее кривую усиления контура (V OUT / V IN ) с помощью блока компенсатора G (s), показанного на рис. 7-23. Этот блок гарантирует, что после определенной частоты амплитуда усиления контура упадет и опустится ниже 1 или 0 дБ.

7-23. Типичная модель импульсного источника питания с отрицательной обратной связью использует блок компенсации G (s) и H (s), коэффициент усиления разомкнутого контура. VIN (s) — это вход, а VOUT (s) — это выход.

Кроме того, для получения отклика, сходящегося к стабильному состоянию, нам необходимо убедиться, что фаза, при которой величина усиления контура равна 1, меньше -180 градусов. Чтобы убедиться, что мы держимся подальше от -180 град. на частоте кроссовера компенсатор G (s) должен адаптировать отклик контура на выбранной частоте кроссовера для создания необходимого запаса по фазе. Соответствующий запас по фазе гарантирует, что, несмотря на внешние возмущения или неизбежные спреды добычи, изменения в усилении контура не поставят под угрозу стабильность системы.Запас по фазе также влияет на переходную характеристику системы. Следовательно, компенсатор G (s) должен обеспечивать желаемые характеристики усиления и фазы.

Используя анализатор цепей, вы можете определить запасы устойчивости, измерив коэффициент усиления и фазу контура управления, а затем просмотреть полученный график Боде (рис. 7-24), который представляет собой график зависимости коэффициента усиления и фазы от частоты источника питания. . 60 град. запас по фазе предпочтителен, но 45 град. обычно приемлемо. Обычно приемлемым считается коэффициент усиления –10 дБ.Коэффициент усиления и запас по фазе важны, потому что фактические значения компонентов могут изменяться в зависимости от температуры. Таким образом, значения компонентов могут отличаться от блока к блоку при производстве, что приводит к соответствующему изменению коэффициента усиления напряжения и фазы контура управления. Кроме того, значения компонентов могут изменяться со временем и вызывать нестабильность.

7-24. Типичный график Боде для импульсного стабилизатора напряжения IC показывает частоту кроссовера, усиление и запас по фазе.

Если значения компонентов приводят к обнулению фазы на частоте кроссовера, регулятор становится нестабильным и колеблется.Целью компенсации является обеспечение наилучшего запаса по усилению и фазе при максимально возможной частоте кроссовера. Высокая частота кроссовера обеспечивает быструю реакцию на изменения тока нагрузки, тогда как высокое усиление на низких частотах обеспечивает быстрое установление выходного напряжения. Значения компонентов и вариации V OUT / V IN могут привести к компромиссу между высокой частотой кроссовера и высоким запасом устойчивости.

7-25. LM21305 — это ИС импульсного регулятора, в котором используется один узел компенсации, для которого требуются компоненты компенсации RC и CC1, подключенные между контактом COMP и AGND.

Определение компенсации для источника питания не всегда легко, потому что оценка графика Боде невозможна, когда нет доступа к петле обратной связи к детали. В других случаях доступ к контуру обратной связи затруднен, потому что оборудование интегрировано или потребуется вырезать дорожку на печатной плате. В других случаях устройства либо содержат несколько контуров управления, и только один из них доступен, либо порядок контура управления выше второго порядка, и в этом случае график Боде является плохим предсказателем относительной стабильности.Еще одна сложность заключается в том, что во многих портативных электронных устройствах, таких как сотовые телефоны и планшеты, схемы очень малы и густо заполнены, оставляя мало препятствий для доступа к элементам контура управления.

В вышеуказанных случаях единственный способ проверить стабильность — это оценка неинвазивного запаса стабильности (NISM). Он получен на основе легко доступных измерений выходного импеданса. Математическое соотношение, которое позволяет точно определять стабильность контура управления по данным выходного импеданса, было разработано Picotest и включено в программное обеспечение OMICRON Lab Bode 100 Vector Network Analyzer (VNA).На рисунке 7-26 показана испытательная установка для этого измерения.

7-26. Недоступные измерения выходного импеданса (Пикотест).

Один из первых методов компенсации предусматривал использование регулятора напряжения с внешними узлами, чтобы разработчик мог вставлять компоненты компенсации. Определение значений компонентов компенсации включало анализ ИС регулятора и его внешних компонентов. После определения необходимой компенсации проектировщик смоделировал или измерил схему регулятора с установленными компенсационными компонентами.Для получения желаемых результатов этот процесс обычно требовал нескольких итераций.

Для правильного внедрения компенсационной сети требуются инженеры со специальными инструментами, навыками и опытом. Если схема была смоделирована и не измерена, разработчик должен был в конечном итоге вставить фактические компоненты компенсации для измерения характеристик источника питания. Моделирование было настолько хорошо, насколько хорошо дизайнер знал компоненты и паразиты. Модель могла быть неполной или отличаться от реальной схемы, поэтому компенсацию необходимо было проверить путем измерения реальной схемы.Неизменно требовалась доработка из-за возможных ошибок, связанных с заменой компонентов. Ремонтные работы также могут изменить характеристики источника питания и повредить цепи, питаемые от регулятора.

Некоторые поставщики ИС регуляторов включали компоненты внутренней компенсации, поэтому конструкция не нуждалась в дальнейшем анализе. Однако разработчику пришлось использовать внешние компоненты, указанные производителем.

Единичный компенсационный узел был следующим этапом в этой эволюции. Примером этого является ИС импульсного регулятора LM21305 компании Texas Instruments, показанная на рис.7-25. LM21305 обычно требует только одного резистора и конденсатора для компенсации. Однако иногда требовался дополнительный конденсатор.

Автоматическая компенсация

Для устранения проблем, связанных с ручным определением компенсации источника питания, две компании разработали технологию автоматической компенсации. В результате были разработаны ИС регулятора смешанных сигналов с автоматической компенсацией. Это избавило проектировщика от необходимости в специальных инструментах, знаниях или опыте для оптимизации производительности.Автоматическая компенсация устанавливает выходные характеристики таким образом, чтобы изменения из-за допусков компонентов, старения, температуры, входного напряжения и других факторов не влияли на производительность.

Семейство цифровых источников питания

CUI NDM2Z (рис. 7-27) включает автоматическую компенсацию с использованием ИС регулятора Intersil / Zilker ZL8101M. Автоматическая компенсация обходит традиционную практику создания маржи для учета вариаций компонентов, что может привести к более высоким затратам на компоненты и более длительным циклам проектирования.

7-27. В семействе источников питания CUI NDM2Z используется автоматическая компенсация, которая позволяет динамически устанавливать оптимальную стабильность и переходную характеристику.

Источники питания NDM2Z на 50 А обеспечивают КПД 91% при входном напряжении 12 В постоянного тока и выходном напряжении 1,0 В постоянного тока при нагрузке 50%. Все эти источники питания имеют входной диапазон от 4,5 до 14 В постоянного тока и программируемый выход от 0,6 до 5,0 В постоянного тока в версии 12 А и от 0,6 до 3,3 В постоянного тока в версиях 25 А и 50 А.

Функции модуля

включают активное разделение тока, последовательность напряжения, отслеживание напряжения, синхронизацию и распределение фазы, программируемый плавный пуск и останов, а также множество возможностей мониторинга.Простой и легкий в использовании графический интерфейс пользователя CUI помогает в этих проектах.

ZL8101

В NMD2Z используется синхронный понижающий контроллер Intersil / Zilker ZL8101, работающий в режиме напряжения, с широтно-импульсным модулятором постоянной частоты (PWM). В этом цифровом контроллере третьего поколения используется специальный оптимизированный конечный автомат для генерации точных импульсов ШИМ и собственный микроконтроллер, используемый для настройки, обслуживания и оптимизации (рис. 7-28). Для этого требуются внешние драйверы, силовые полевые МОП-транзисторы, конденсаторы и катушки индуктивности.Интегрированная подрегулировка позволяет работать от одного источника питания от 4,5 В до 14 В. Используя простые штыревые соединения или стандартные команды PMBus, вы можете настроить обширный набор функций управления питанием с помощью графического интерфейса Intersil PowerNavigator.

7-28. Блок-схема Intersil ZL8101 IC показывает выходы PWM (PWMH и PWML), которые взаимодействуют с внешним драйвером, таким как ZL1505.

Первоначально автоматическая компенсация ZL8101 измеряет характеристики силовой передачи и определяет требуемую компенсацию.ИС сохраняет значения компенсации и использует их при последующих входах. После включения ZL8101 готов к регулированию мощности и выполнению задач управления питанием без необходимости программирования. Расширенные параметры конфигурации и изменения конфигурации в реальном времени доступны через интерфейс I2C / SMBus. Встроенная энергонезависимая память (NVM) сохраняет данные конфигурации.

Вы должны выбирать полевые МОП-транзисторы с внешним питанием в первую очередь для RDS (ON) и во вторую очередь для полного заряда затвора. Фактический выходной ток преобразователя мощности зависит от характеристик драйверов и выходных полевых МОП-транзисторов.

Конфигурируемые функции защиты цепи непрерывно защищают ИС и нагрузку от повреждений из-за сбоев системы. ZL8101 непрерывно контролирует входное напряжение, выходное напряжение / ток, внутреннюю температуру и температуру внешнего термодиода. Вы также можете установить параметры мониторинга для определенных предупреждений о неисправности.

Петля с нелинейным откликом (NLR) улучшает время отклика и снижает переходные отклонения выходного сигнала нагрузки. Чтобы оптимизировать эффективность преобразователя мощности, ZL8101 отслеживает его рабочие условия и постоянно регулирует время включения и выключения полевых МОП-транзисторов высокого и низкого напряжения.Алгоритмы адаптивной оптимизации производительности, такие как контроль мертвого времени, эмуляция диодов и адаптивная частота, обеспечивают большее повышение эффективности.

Сигнал Power-Good (PG) указывает, что выходное напряжение находится в пределах указанного допуска от целевого уровня, и условия неисправности отсутствуют. По умолчанию вывод PG определяет, находится ли выходное напряжение в пределах -10% / + 15% от целевого напряжения. Вы можете изменить эти пределы и полярность через интерфейс I2C / SMBus.

Внутренний контур фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) служит синхронизатором для внутренних схем.Вы можете управлять ФАПЧ от внешнего источника синхронизации, подключенного к выводу SYNC. Вы можете установить частоту переключения от 200 кГц до 1,33 МГц.

Графический интерфейс на базе Windows обеспечивает возможность полной настройки и мониторинга через интерфейс I2C / SMBus.

NDM3Z-90

CUI — это модуль на 90 А, который имеет несколько функций, обеспечивающих высокую эффективность преобразования мощности. Адаптивные алгоритмы и управление зарядом от цикла к циклу сокращают время отклика и уменьшают отклонение выходного сигнала в результате переходных процессов нагрузки.

ZL8800

NDM3Z использует Intersil ZL8800 для автоматической компенсации. Это двойной или двухфазный цифровой контроллер постоянного / постоянного тока. Каждый выход может работать независимо или использоваться вместе в двухфазной конфигурации для сильноточных приложений. ZL8800 поддерживает широкий диапазон выходных напряжений (от 0,54 В до 5,5 В), работая от входных напряжений от 4,5 до 14 В. На рис. 7-29 показана двухфазная конфигурация, в которой используются внешние модули питания DRMOS.

7-29.Intersil ZL8800 сконфигурирован как двухфазный преобразователь

Благодаря полностью цифровому управлению ChargeMode Control, ZL8800 будет реагировать на скачок переходной нагрузки в течение одного цикла переключения. Этот уникальный метод модуляции без компенсации позволяет конструкциям соответствовать требованиям к переходным процессам с минимальной выходной емкостью, что позволяет сэкономить средства и место на плате.

Фирменная однопроводная последовательная шина DDC (Digital-DC) компании

Intersil позволяет ZL8800 обмениваться данными между другими ИС Intersil. Используя DDC, ZL8800 выполняет сложные функции, такие как балансировка фазных токов между ИС, упорядочивание и устранение неисправностей, устраняя необходимость в сложных системах управления источниками питания с многочисленными внешними дискретными компонентами.

ZL8800 имеет пошаговую защиту от перегрузки по току на выходе. Входное и выходное напряжение, а также напряжение питания драйвера DrMOS / MOSFET защищены от повышенного и пониженного напряжения. Для контроля температуры доступны два внешних и один внутренний датчик температуры, один из которых используется для защиты от пониженной и повышенной температуры. Функция параметрического захвата моментальных снимков позволяет пользователям делать снимки рабочих данных и данных о неисправностях в нормальных условиях или в условиях сбоя.

Интегрированные регуляторы

с малым падением напряжения (LDO) позволяют ZL8800 работать от одного источника питания, устраняя необходимость в дополнительных линейных регуляторах.Выход LDO может использоваться для питания внешних драйверов или устройств DrMOS.

Благодаря полной совместимости с PMBus, ZL8800 способен измерять и сообщать входное напряжение, входной ток, выходное напряжение, выходной ток, а также внутреннюю температуру устройства, внешние температуры и вход вспомогательного напряжения.

Этот блок питания включает в себя широкий спектр настраиваемых функций управления питанием, которые легко реализовать с минимальным количеством внешних компонентов. Кроме того, источник питания имеет функции защиты, которые постоянно защищают нагрузку от повреждений из-за неожиданных сбоев системы.

Стандартная конфигурация источника питания подходит для работы в широком диапазоне значений входного напряжения, выходного напряжения и нагрузки. Конфигурация хранится во внутренней энергонезависимой памяти (NVM). Все функции управления питанием можно перенастроить с помощью интерфейса PMBus.

Автоматическая компенсация Powervation

Компания

Bellnix Co. Ltd. (Япония) использует цифровой контроллер ROHM PV3012 Powervation в своем низкопрофильном модуле постоянного / постоянного тока на 60 А. Цифровой модуль питания BDP12-0.6S60R0 представляет собой неизолированный понижающий преобразователь, совместимый с PMBus, который удовлетворяет потребности в конструкциях с малым форм-фактором, обеспечивая при этом высокую надежность и высокую производительность.ROHM PV3012 — это цифровой двухфазный контроллер (рис. 7-30).

7-30. ИС PV3012 от Powervation — это ИС с автоматической компенсацией в реальном времени с одним выходом, двух- или однофазным цифровым синхронным понижающим контроллером для приложений POL.

Используется BDP на 60 А, и параллельная работа модуля BDP поддерживается через шину разделения тока DSS компании ROHM. Этот совместимый с PMBus модуль обеспечивает точные измерения и телеметрические отчеты, полную линейку программируемых функций защиты источника питания, хорошее энергопотребление и дополнительную функцию отслеживания — все в компактном 32.Дизайн корпуса SMD, соответствующий ROHS, 8 мм × 23,0 мм.

Цифровой контроллер

ROHM PV3012 Powervation также используется в сильноточных цифровых модулях POL серии iJB от TDK-Lambda. Продукты серии iJB поддерживают работу при низком напряжении и сильном токе, обеспечивая точность заданного значения ± 0,5% по линии, нагрузке и диапазону температур. В то время как функциональность модуля PMBus обеспечивает телеметрию напряжения, тока и температуры в реальном времени и обеспечивает полную программируемость преобразователя постоянного / постоянного тока, в продуктах серии iJB также используются контакты для настройки функций, что позволяет использовать их в приложениях, не связанных с PMBus. .

Используя интеллектуальную технологию автонастройки Powervation, Auto-Control, модули iJB POL обеспечивают лучшую динамическую производительность и стабильность системы для приложения. Auto-Control — это запатентованная технология адаптивной компенсации, которая оптимизирует динамические характеристики и стабильность системы в режиме реального времени, не требуя внесения шума или недостатков периодических методов. Это ключевое преимущество для модулей и других конструкций, которые управляют неизвестными или переменными нагрузками на выходе, и решает проблемы, связанные с дрейфом параметров нагрузки, возникающим в зависимости от температуры и времени.

Еще одним пользователем цифрового контроллера PV3012 является модуль DC / DC OKLF-T / 25-W12N-C от Murata Power Solutions. Это неизолированный преобразователь постоянного тока в постоянный, вырабатывающий максимум 25 А при выходном напряжении 1,2 В при работе до 70 ° C с потоком воздуха 200 LFM. Регулируемые выходы обеспечивают точное регулирование от 0,69 В до 3,63 В в широком диапазоне входных сигналов (от 6,5 В до 14 В).

Модуль OKLF 25 A компании

Murata Power Solutions обеспечивает сверхбыструю реакцию на переходные процессы при нагрузке, исключительные характеристики снижения номинальных характеристик и типичный КПД> 90% в форм-факторе с высокой плотностью мощности.Модуль представляет собой полноценный автономный источник питания; Благодаря использованию ИС цифрового управления PV3012 он обеспечивает полный набор функций защиты и прецизионную точность уставки.

Этот преобразователь POL обеспечивает прецизионную точность уставки ± 0,5% по линии, нагрузке и диапазону температур — намного лучше, чем аналоговые варианты. Кроме того, это предложение повышает ценность за счет использования компактных приподнятых катушек индуктивности и функции автоматического управления Powervation.

PV3204

Одним из новых продуктов Powervation от ROHM, обеспечивающих автокомпенсацию, является PV3204, двухфазный цифровой синхронный понижающий контроллер с адаптивной компенсацией контура для приложений точки нагрузки (POL) (рис.7-31). Выход может подавать от 0,6 В до 5,5 В и может быть настроен и управляться через PMBus или посредством программирования, хранящегося в энергонезависимой памяти (NVM). Помимо интерфейса SMBus, PV3204 предоставляет 3-битный параллельный интерфейс VID с отображением от 0,85 В до 1,0 В с шагом 25 мВ и 1,05 В.

7-31. Powervation PV3204 — это двухфазный цифровой синхронный понижающий контроллер с адаптивной автоматической компенсацией контура для приложений точки нагрузки (POL).

PV3204

PV3204 использует фирменный адаптивный цифровой контур управления Powervation, Auto-Control, технологию адаптивной компенсации контура в реальном времени для переключаемых преобразователей мощности, которая автономно балансирует компромисс между динамическими характеристиками и стабильностью системы.Auto-Control избавляет от сложных вычислений и настройки оптимальной стабильности, используемой с традиционными методами компенсации. Функция Auto-Control регулирует коэффициенты P, I и D в каждом цикле переключения для непрерывного достижения оптимальной стабильности в широком диапазоне помех. Автоматическое управление встроено в архитектуру управления цифровых устройств Powervation и не зависит от шума, вносимого периодическими калибровками. Непрерывный характер автоматического управления позволяет ему управлять изменениями в системе, которые происходят в режиме реального времени или медленно с течением времени при использовании источника питания.Эта самокомпенсация происходит от цикла к циклу, поэтому Auto-Control может непрерывно регулироваться в соответствии с изменениями температуры, которые происходят во время использования источника питания, и учитывает другие факторы, такие как старение и дрейф.

Этот контроллер может использоваться в одно- или двухфазном режиме. При использовании в двухфазном режиме фазы могут добавляться или удаляться по мере изменения нагрузки, так что эффективность максимальна во всем диапазоне нагрузки. Кроме того, выходы фаз чередуются, так что эффективная частота переключения на выходе увеличивается вдвое.

Цифровые функции этого контроллера преобразователя мощности PMBus позволяют осуществлять системную телеметрию (удаленное измерение и составление отчетов) о токе, напряжении и температуре.

Кроме того, чтобы максимизировать производительность и надежность системы, ИС обеспечивает температурную коррекцию / компенсацию нескольких параметров.

Назад к основам: ИС регуляторов напряжения, часть 1

Среди регуляторов самая простая схема — это стабилизатор напряжения с малым падением напряжения (LDO), топология которого показана на рис.1. В качестве линейного регулятора напряжения, его основными компонентами являются пропуском транзистор, усилитель ошибки, опорное напряжение, и выходной мощности МОП-транзистора. Один вход усилителя ошибки, установленный резисторами R1 и R2, контролирует процентное значение выходного напряжения. Другой входом является ссылкой стабильного напряжения (VREF). Если выходное напряжение увеличивается относительно VREF, усилитель ошибки изменяет выход проходного транзистора для поддержания постоянного выходного напряжения (VOUT).

Рисунок 1.Низкое падение напряжения и низкий ток покоя LDO делает его подходящим для портативных и беспроводных приложений.

Низкое падение напряжения относится к разнице между входным и выходным напряжениями, которая позволяет ИС регулировать выходное напряжение. То есть LDO регулирует выходное напряжение до тех пор, пока его вход и выход не сблизятся друг с другом при падении напряжения. В идеале падение напряжения должно быть как можно меньшим, чтобы минимизировать рассеивание мощности и максимизировать эффективность.

Основным преимуществом LDO IC является ее относительно «тихая» работа, поскольку она не требует переключения.Напротив, импульсный регулятор обычно работает в диапазоне от 50 кГц до 1 МГц, что может создавать электромагнитные помехи, влияющие на аналоговые или радиочастотные цепи. LDO с внутренним силовым MOSFET или биполярным транзистором могут обеспечивать выходы в диапазоне от 50 до 500 мА. Низкое падение напряжения и низкий ток покоя LDO делает его подходящим для портативных и беспроводных приложений.

Падение напряжения стабилизатора LDO определяет наименьшее используемое входное напряжение питания. То есть, хотя спецификации могут указывать на широкий диапазон входного напряжения, входное напряжение должно быть больше, чем напряжение падения плюс выходное напряжение.Для LDO с выпадением 200 мВ входное напряжение должно быть выше 3,5 В, чтобы на выходе было 3,3 В.

При использовании LDO разница между входным и выходным напряжением может быть небольшой, а выходное напряжение должно строго регулироваться. Кроме того, переходная характеристика должна быть достаточно быстрой, чтобы выдерживать нагрузку от нуля до десятков ампер за наносекунды. Кроме того, выходное напряжение может изменяться из-за изменений входного напряжения, выходного тока нагрузки и температуры. В первую очередь, эти вариации выходных вызваны действием температуры на опорного напряжения LDO, усилитель ошибки, и ее выборки резисторов (R1 и R2).

ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬНЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ

Во многих приложениях линейные источники питания были заменены импульсными источниками. На рис. 2 показан типичный изолированный импульсный источник питания.

Рис. 2. Импульсный источник питания включает и выключает входной постоянный ток, а затем выпрямляет его для получения выходного постоянного тока.

Один из широко используемых подходов использует время включения и выключения широтно-импульсной модуляции (ШИМ) для управления выходным напряжением переключателя мощности. Отношение времени включения к времени периода переключения — это рабочий цикл.Чем выше рабочий цикл, тем выше выходная мощность переключателя силового MOSFET. Фильтр нижних частот, подключенный к выходному трансформатору, обеспечивает напряжение, пропорциональное времени включения и выключения контроллера ШИМ. Во время работы часть выходного постоянного напряжения возвращается в усилитель ошибки, что заставляет компаратор управлять временем включения и выключения ШИМ. Если выходное напряжение изменяется, обратная связь регулирует рабочий цикл, чтобы поддерживать выходное напряжение на желаемом уровне.

Для генерирования ШИМ-сигнала, усилитель ошибки принимает в качестве входного сигнала обратной связи и ссылки стабильное напряжение для получения выходного сигнала, связанный с разностью двух входов.Компаратор сравнивает выходное напряжение усилителя ошибки с пилообразной характеристикой генератора, создавая модулированную ширину импульса. Выход компаратора подается на драйвер, выход которого идет на силовой полевой МОП-транзистор.

Выходной фильтр нижних частот индуктора-конденсатора преобразует коммутируемое напряжение переключающего трансформатора в постоянное напряжение. Фильтр не идеален, поэтому всегда есть некоторый остаточный выходной шум, называемый пульсацией. Величина пульсации зависит от эффективности фильтра нижних частот на частоте переключения.Частоты переключения источника питания могут находиться в диапазоне от 100 кГц до более 1 МГц. Более высокие частоты переключения позволяют использовать катушки индуктивности и конденсаторы меньшего номинала в выходном фильтре нижних частот. Однако более высокие частоты также могут увеличивать потери в силовых полупроводниках, что снижает эффективность источника питания.

Что касается рассеиваемой мощности, выключатель питания является ключевым компонентом импульсного источника питания. Переключатель обычно представляет собой силовой полевой МОП-транзистор, который работает только в двух состояниях — включено и выключено.В выключенном состоянии переключатель питания потребляет очень мало тока и рассеивает очень мало энергии. Во включенном состоянии переключатель питания потребляет максимальное количество тока, но его сопротивление во включенном состоянии невелико, поэтому в большинстве случаев его рассеиваемая мощность минимальна. При переходе из включенного состояния в выключенное и выключенного во включенное состояние переключатель питания проходит через свою линейную область, где он потребляет некоторую мощность. Таким образом, общие потери для переключателя мощности складываются из потерь во включенном и выключенном состояниях плюс потери при переходе через его линейную область.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ИС

ИС для импульсных источников питания бывают двух основных конфигураций: ИС преобразователя и ИС контроллера.

ИС преобразователя представляют собой полный преобразователь постоянного тока в постоянный в одном корпусе. Единственными необходимыми внешними компонентами обычно являются пассивные устройства. Переключатели питания могут быть биполярными или полевыми МОП-транзисторами, способными обрабатывать требуемый ток и мощность. Обычно силовой полупроводниковый переключатель включается и выключается с частотой от 100 кГц до 1 МГц, в зависимости от типа ИС.Большинство переключателей мощности используют широтно-импульсную модуляцию для управления выходным напряжением, поэтому рабочий цикл изменяется в соответствии с желаемым выходным напряжением.

Для ИС контроллера требуется внешний переключатель питания, либо биполярный транзистор, либо силовой полевой МОП-транзистор. Схема контроллера, в которой используется внешний переключатель питания, обычно имеет более высокий КПД, чем преобразователь со встроенным силовым полевым МОП-транзистором, поскольку интегрированные полевые МОП-транзисторы имеют более высокое сопротивление в открытом состоянии (более высокие потери). Сопротивление во включенном состоянии внешнего силового MOSFET ниже, и MOST обычно имеет более высокую выходную мощность, чем IC со встроенным MOSFET.

И для преобразователя, и для ИС контроллера частота коммутации определяет физический размер и стоимость катушек индуктивности, конденсаторов и трансформаторов фильтра. Чем выше частота переключения, тем меньше физический размер и меньшие значения компонентов. Чтобы оптимизировать эффективность, материал магнитопровода для индуктора и трансформатора должен соответствовать частоте переключения. То есть материал сердечника трансформатора / катушки индуктивности следует выбирать таким образом, чтобы он эффективно работал на частоте переключения.

Преобразователи постоянного тока в постоянный принимают входной и вырабатывают постоянный ток. Они могут быть изолированными или неизолированными, в зависимости от того, есть ли прямой путь постоянного тока от входа к выходу. В изолированном преобразователе (рис. 2) используется трансформатор, обеспечивающий изоляцию между входным и выходным напряжением. В неизолированном преобразователе используется индукторно-конденсаторный фильтр, а оптопара обычно обеспечивает изоляцию между выходной обратной связью и входом. Для многих приложений подходят неизолированные преобразователи.Преимущество преобразователя на основе трансформатора заключается в том, что он может легко создавать несколько выходных напряжений, используя несколько вторичных обмоток.

Первоначально в преобразователях с интегрированным переключателем мощности использовались биполярные переключатели питания, но практически во всех новых устройствах используются переключатели питания на полевых МОП-транзисторах, которые повышают эффективность. Еще одним улучшением эффективности является использование интегрированных синхронных выпрямителей, состоящих из переключателей силовых полевых МОП-транзисторов, которые выпрямляют выход источника питания и обеспечивают выход постоянного тока.

Среди функций, имеющихся в ИС преобразователя и контроллера:

• Постоянное или регулируемое выходное напряжение

• Несимметричные или синхронные выходы

• Плавный пуск, обеспечивающий постепенное увеличение мощности

• Блокировка минимального напряжения

• Тепловое отключение

• Максимальная токовая защита

• Защита от перенапряжения

НАСОС НАСОС ICS

Зарядные насосы на самом деле представляют собой другую форму переключения питания.Они переключают конденсаторы, чтобы обеспечить преобразование постоянного напряжения, используя сеть переключателей для зарядки и разрядки одного или нескольких конденсаторов. Сеть переключателей переключает между состояниями заряда и разряда конденсаторов. Как показано на рис. 3, «летающий конденсатор» (C1) перемещает заряд, а «накопительный конденсатор» (C2) удерживает заряд и фильтрует выходное напряжение.

Рис. 3. Преимуществом зарядового насоса является устранение магнитных полей и электромагнитных помех, которые возникают с помощью индуктора или трансформатора.

В базовом насосе заряда отсутствует регулирование, которое обычно добавляется с использованием либо линейного регулирования, либо модуляции насоса заряда. Линейное регулирование обеспечивает наименьший выходной шум и, следовательно, лучшую производительность. Модуляция подкачки заряда обеспечивает больший выходной ток для данного размера (или стоимости) кристалла, потому что ИС регулятора не обязательно должна включать в себя транзистор с последовательным проходом.

Основным преимуществом зарядового насоса является устранение магнитных полей и электромагнитных помех, которые возникают с индуктором или трансформатором.Существует один возможный источник электромагнитных помех — высокий зарядный ток, который течет к «летающему конденсатору», когда он подключается к входному источнику или другому конденсатору с другим напряжением.

MOSFET, потому что интегрированные MOSFET имеют более высокое сопротивление в открытом состоянии (более высокие потери). Сопротивление во включенном состоянии внешнего силового MOSFET ниже, и MOST обычно имеет более высокую выходную мощность, чем IC со встроенным MOSFET.

И для преобразователя, и для ИС контроллера частота коммутации определяет физический размер и стоимость катушек индуктивности, конденсаторов и трансформаторов фильтра.Чем выше частота переключения, тем меньше физический размер и меньшие значения компонентов. Чтобы оптимизировать эффективность, материал магнитопровода для индуктора и трансформатора должен соответствовать частоте переключения. То есть материал сердечника трансформатора / катушки индуктивности следует выбирать таким образом, чтобы он эффективно работал на частоте переключения.

Преобразователи постоянного тока в постоянный принимают входной и вырабатывают постоянный ток. Они могут быть изолированными или неизолированными, в зависимости от того, есть ли прямой путь постоянного тока от входа к выходу.В изолированном преобразователе (рис. 2) используется трансформатор, обеспечивающий изоляцию между входным и выходным напряжением. В неизолированном преобразователе используется индукторно-конденсаторный фильтр, а оптопара обычно обеспечивает изоляцию между выходной обратной связью и входом. Для многих приложений подходят неизолированные преобразователи. Преимущество преобразователя на основе трансформатора заключается в том, что он может легко создавать несколько выходных напряжений, используя несколько вторичных обмоток.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ / РЕГУЛЯТОР С НЕСКОЛЬКИМИ ВЫХОДАМИ ICS

ИС контроллеров с несколькими выходами состоят из двух или более регуляторов в одном корпусе.Это могут быть два импульсных преобразователя или два регулятора LDO.

Примером двойного импульсного регулятора является понижающий DC-DC преобразователь с двойным током в режиме ШИМ с внутренними переключателями питания 2 А, эта ИС работает от входного напряжения от 3,6 В до 25 В, что позволяет регулировать широкий диапазон мощности. такие источники, как четырехэлементные батареи, логические шины 5 В, нерегулируемые настенные трансформаторы, свинцово-кислотные батареи и распределенные источники питания. Эти два регулятора разделяет общую схему, включая источник входного сигнала, опорное напряжение и генератор, но в остальном независимы.Их контур обратной связи контролирует пиковый ток в переключателе во время каждого цикла. Это управление в режиме тока улучшает динамику контура и обеспечивает ограничение тока от цикла к циклу.

Пример микросхемы стабилизатора напряжения с двумя выходами и малым падением напряжения имеет встроенные функции сброса, сброса при включении (POR) и стабилизации питания (PG). Дифференцированные функции, такие как точность, быстрая переходная характеристика, схема контроля (сброс при включении питания), вход ручного сброса и независимые функции включения, обеспечивают полное системное решение.Эти регуляторы напряжения имеют чрезвычайно низкий уровень шума на выходе без использования каких-либо дополнительных байпасных конденсаторов фильтра и разработаны для обеспечения быстрой переходной характеристики и обычно стабильны с конденсаторами с низким ESR.

Это семейство LDO также может иметь спящий режим; подача высокого сигнала на разрешающий вход отключает Регулятор 1 или Регулятор 2 соответственно. Перевод регуляторов в спящий режим снижает входной ток до TJ = 25 ° C. Каждый регулятор имеет внутренний разрядный транзистор для разрядки выходного конденсатора, когда регулятор выключен (отключен).

Микросхемы контроллеров с несколькими выходами также могут состоять из двух или более преобразователей накачки заряда в одном корпусе. Это могут быть контроллеры с внешними переключателями питания или регуляторы с внутренним переключателем питания. Одна из возможностей — выход 5 В и выход 3,3 В для процессоров и логических приложений.

Например, типичные микросхемы контроллера накачки заряда с несколькими выходами могут понижать преобразователи постоянного тока в постоянный, которые производят два регулируемых регулируемых выхода из одного 2.Вход от 7 В до 5,5 В. В ИС используется дробное преобразование переключаемых конденсаторов для достижения типичного повышения эффективности на 50% по сравнению с линейным регулятором. Никаких индукторов не требуется.

ИС имеет два переключаемых насоса заряда конденсаторов для понижения VIN до двух регулируемых выходных напряжений. Два нагнетательных насоса работают со сдвигом по фазе на 180 °, чтобы уменьшить входную пульсацию. Регулировка достигается путем измерения каждого выходного напряжения через внешний резистивный делитель и модуляции выходного тока накачки заряда на основе сигнала ошибки.Двухфазный, неперекрывающийся тактовый сигнал активирует два зарядных насоса, запускающих их в противофазе друг от друга.

СИНХРОННАЯ РЕКТИФИКАЦИЯ

Эффективность — важный критерий при проектировании преобразователей постоянного тока, требующих малой мощности. Эти потери вызваны переключателем мощности, магнитными элементами и выходным выпрямителем. Для уменьшения потерь в переключателе мощности и магнитных потерь требуются компоненты, которые могут эффективно работать на высоких частотах переключения. Выходные выпрямители могут быть диодами Шоттки, но с синхронным выпрямлением (рис.4) состоящие из силовых полевых МОП-транзисторов обеспечивают более высокий КПД.

Рис. 4. Синхронный выпрямитель более эффективен, чем выпрямитель на диоде Шоттки.

МОП-транзисторы демонстрируют более низкие потери прямой проводимости, чем диоды Шоттки. В отличие от обычных самокоммутирующихся диодов, полевые МОП-транзисторы включаются и выключаются с помощью управляющего сигнала затвора, синхронизированного с работой преобразователя. Основным недостатком синхронного выпрямления является дополнительная сложность и стоимость, связанные с устройствами MOSFET и соответствующей управляющей электроникой.Однако при низких выходных напряжениях результирующее повышение эффективности более чем компенсирует недостаток стоимости в большинстве приложений.

ПРЕДСТОЯЩИЕ ТЕМЫ

Существуют и другие ключевые топологии регуляторов. В следующем месяце мы обсудим две основные топологии ИС, используемые в источниках питания постоянного тока: понижающий или понижающий преобразователь и повышающий или повышающий преобразователь. Топология Buck — это неизолированная конфигурация управления питанием, преимуществами которой являются простота и низкая стоимость. В повышающем преобразователе используется метод переключения, который вызывает нарастание тока в катушке индуктивности, а затем сохраняет полученное напряжение в выходном конденсаторе.Несколько циклов переключения создают напряжение выходного конденсатора, так что выходное напряжение выше входного.

% PDF-1.4
%
413 0 объект
>
эндобдж

xref
413 76
0000000016 00000 н.
0000003343 00000 п.
0000003476 00000 н.
0000003512 00000 н.
0000004176 00000 п.
0000004211 00000 п.
0000004350 00000 н.
0000004489 00000 н.
0000004601 00000 п.
0000004715 00000 н.
0000005061 00000 н.
0000005328 00000 н.
0000005548 00000 н.
0000007591 00000 н.
0000009490 00000 н.
0000009597 00000 п.
0000010299 00000 п.
0000010622 00000 п.
0000010802 00000 п.
0000010954 00000 п.
0000011355 00000 п.
0000011763 00000 п.
0000012100 00000 н.
0000012757 00000 п.
0000013122 00000 п.
0000015026 00000 п.
0000015357 00000 п.
0000015967 00000 п.
0000016249 00000 п.
0000016563 00000 п.
0000016963 00000 п.
0000016990 00000 н.
0000017293 00000 п.
0000017637 00000 п.
0000018251 00000 п.
0000018384 00000 п.
0000020370 00000 п.
0000020915 00000 н.
0000021114 00000 п.
0000021433 00000 п.
0000021496 00000 п.
0000022983 00000 п.
0000023292 00000 п.
0000023819 00000 п.
0000025295 00000 п.
0000025686 00000 п.
0000026413 00000 п.
0000028112 00000 п.
0000028448 00000 п. Nb @% TZ ށ; ֬ P * XkK.| ~ Gumb_p91 ڝ Ȃ

Базовые знания регулятора напряжения (3/4)

Функция защиты / функция энергосбережения

Защита от перегрузки по току и тепловая защита

Поскольку линейные регуляторы представляют собой силовые ИС, они обычно выполняют некоторые функции защиты. Обычно используемые защиты — это цепи ограничителя тока и схемы обратной связи для максимальной токовой защиты, а также схемы теплового отключения для тепловой защиты.

На графике 12 показан пример рабочих характеристик ограничителя постоянного тока и схемы обратной связи.Когда выходной ток становится выше 240 мА, срабатывает ограничитель постоянного тока, и выходное напряжение на графике уменьшается почти вертикально. По мере того как спуск продолжается, срабатывает обратная схема, которая снижает выходной ток. В конечном итоге выходной ток снижается до 60 мА, поэтому тепловые потери могут быть уменьшены до примерно 240 мВт при входном напряжении 4,0 В.

[График 12] Ограничение тока и обратная связь (XC6504x181)

CE / CL Разрядка

Некоторые из последних линейных стабилизаторов CMOS могут автоматически разряжать заряд, оставшийся в нагрузочных конденсаторах, синхронизируя переключатель включения / выключения регуляторов.Эта функция управления питанием часто используется для повышения эффективности батарей в портативных электронных устройствах. Поскольку каждый блок разряжает заряд, оставшийся в конденсаторах на момент отключения питания, время ожидания разряда сокращается, и, таким образом, легко запрограммировать последовательность включения / выключения каждого блока. На графике 13 показана форма выходного напряжения высокоскоростного разряда серии XC6221B, когда вывод CE выключен. Вы можете видеть, что оставшийся заряд в нагрузочном конденсаторе разряжается с высокой скоростью, когда напряжение на контакте CE достигает 0 В.

[График 13] Форма волны высокоскоростного разряда (серия XC6221)

XC6221A
Без высокоскоростной разгрузки

XC6221B
С высокоскоростной разрядкой

Следующая страница

Технологии эффективного использования КМОП линейных регуляторов

Стабилизатор напряжения

vs регулятор напряжения: эксперты взвешивают

Стабилизатор напряжения

vs регулятор напряжения: окончательная битва в области обеспечения качества электроэнергии.Чтобы понять разницу, мы должны взглянуть на некоторую историю и причину появления каждого из этих важных компонентов защиты электропитания. Давайте углубимся:

Сравнение стабилизатора напряжения и стабилизатора напряжения

С момента появления электронных систем помехи, связанные с электропитанием, могут разрушать компоненты, нарушать работу системы и снижать производительность. Почти каждый в тот или иной момент сталкивался с последствиями проблем с питанием, и распространено мнение, что отказ системы происходит из-за «просадок» и «скачков» напряжения.Однако электронные технологии постоянно развиваются, и важно признать, что эта эволюция изменила способ реагирования систем на нарушения питания. Появление импульсных источников питания (SMPS) было специально реализовано для решения этих проблем. Принятие SMPS заменило линейный источник питания, сделав современные компьютеры фатальным недостатком.

Эволюция

Когда Джон Атанасов и Клиффорд Берри изобрели первый цифровой компьютер в 1939 году в Университете штата Айова, они построили машину, основанную на электронных лампах в качестве фундаментальной логической схемы.Это были высоковольтные слаботочные устройства, которые питались от базового линейного источника питания. От систем ENIAC, EDVAC и UNIVAC, которые последовали за ними, до более знакомых систем середины 1980-х годов, в конструкции источников питания не произошло особых изменений. Однако к концу 80-х инженеры начали использовать большое количество интегральных схем, которые сами строились с увеличивающимся количеством транзисторных переходов. В результате получился компьютер с «низким напряжением», который потреблял значительный ток.Технология линейного электропитания в то время была неэффективной. Источник питания, способный удовлетворить текущие потребности быстрорастущей компьютерной схемы, будет значительно больше, чем его предшественники. Дизайнеры стремились сделать компьютеры меньше, а блоки питания большего размера просто несовместимы с этой целью. Результатом стало внедрение SMPS. Эта конструкция устранила 60 Гц. секция понижающего трансформатора и последовательного регулятора в пользу высокочастотной схемы с широтно-импульсной модуляцией, способной выпрямлять линейные напряжения до пригодной для использования, хорошо регулируемой мощности постоянного тока для логической схемы компьютера.

Фундаментальные различия

Это технологическое изменение является причиной некоторых фундаментальных различий в способах реагирования систем на проблемы с питанием. Линейный источник питания выпрямлял входящее линейное напряжение и подавал питание на логическую схему через последовательный стабилизатор. Однако диапазон этого регулятора был ограничен, и слишком высокое или слишком низкое входное напряжение быстро приводило к проблемам. Низкое входное напряжение может привести к тому, что выходной сигнал источника питания «откатится» или упадет ниже рабочего допуска логической схемы.Слишком высокое входное напряжение могло активировать цепь «лома» источника питания. В процессе защиты выходная мощность блока питания снова упадет ниже рабочего допуска электронной схемы компьютера. Из-за частых колебаний напряжения в сети провалы и скачки напряжения обычно были причиной ранних отказов электронных систем. Выделенные электрические цепи были первой линией защиты от этого состояния, и в случае неэффективности обычно использовался регулятор напряжения.

Источники питания в режиме переключения сильно отличаются. Серийный регулятор был исключен вместе с входным понижающим трансформатором. Импульсные источники питания потребляют ток от источника переменного тока только в течение части каждого цикла линии электропередачи. Импульсные источники питания не только значительно меньше и эффективнее, но и в значительной степени устойчивы к скачкам и скачкам напряжения. Объяснение можно найти в том, как работает система.

Рабочий цикл — это все

Поскольку импульсный источник питания потребляет ток только в течение короткого периода времени, многое может произойти с сетевым напряжением во время «выключения» коммутатора, что незначительно повлияет на его работу.Если напряжение в сети проседает или подскакивает во время «включения» источника питания, источник питания компенсирует отклонение, регулируя свой рабочий цикл или период времени, в течение которого он работает. При меньшем доступном пиковом токе источник питания компенсирует его потреблением тока в течение более длительного периода времени. Выходы источника питания по-прежнему подают хорошо стабилизированные +5 и + 12 В при полной номинальной нагрузке.

Встроенное регулирование напряжения

Возможности импульсных источников питания в отношении проблем регулирования напряжения хорошо задокументированы.Фактически, присущая толерантность к таким колебаниям напряжения позволяет управлять современной системой от резервного ИБП, в котором компьютер может работать полностью без питания в течение 5 или 6 миллисекунд, пока он переключается на питание от батареи. инвертор. Можно сказать, что импульсные источники питания содержат собственные «встроенные» возможности регулирования. Важно отметить, что большинство регуляторов напряжения могут адекватно регулировать только до 75% номинального напряжения сети. Импульсные источники питания, естественно, толерантны к напряжениям, которые намного ниже возможностей регулирования большинства регуляторов.

Есть много проблем с совместимостью

Самыми популярными типами регуляторов являются автоматические формирователи ответвлений и / или трансформаторы и феррорезонансные трансформаторы. Независимо от типа, все эти регуляторы выполняют свою функцию, управляя током, протекающим в электрической цепи. Это может повлиять на правильную работу источников питания в режиме переключения. Регуляторы напряжения, как правило, представляют собой источники с высоким импедансом, которые ограничивают величину тока, доступного для источника питания в любой момент времени.В этих условиях импульсный источник питания может испытывать «нехватку» по току и в процессе вызывать значительные искажения напряжения на выходе регулятора. Это может привести к значительному шуму, и в отрасли высказываются предположения о нагрузке на источник питания из-за постоянного изменения его рабочего цикла. Все это вопросы совместимости первого порядка. Для импульсной технологии больше не требуется регулирование напряжения. Устранение неправильного применения технологии регулирования напряжения также устранит любые опасения по поводу совместимости.

Соответствующие решения

При переходе от линейного источника питания к коммутатору входной понижающий трансформатор был исключен. При этом была полностью потеряна естественная невосприимчивость системы к синфазным помехам и импульсам высокого напряжения. Современные решения по защите электропитания признают, что этот иммунитет необходимо восстановить. Подходящее решение для современных систем включает в себя переключатель перенапряжения, изолирующий трансформатор и шумовой фильтр. Эти три элемента работают совместно с естественной способностью регулирования напряжения импульсного источника питания, обеспечивая все элементы защиты питания, необходимые для современных систем.

Заключение

Стабилизаторы напряжения

больше не обеспечивают необходимой защиты современных компьютерных систем. Их постоянное использование в значительной степени связано с неспособностью отрасли информировать клиентов о потребностях современных систем в защите электропитания. Решения, включающие изолирующие трансформаторы, устройства защиты от перенапряжения и фильтры шумов, намного более эффективны и не вызывают проблем совместимости, которые могут создать больше проблем с питанием, чем решено.

Диагностические проверки системы зарядки мотоциклов

Если на вашем велосипеде перегоревшие лампы фар или способность аккумулятора удерживать заряд становится непредсказуемой, вам необходимо проверить систему зарядки вашего велосипеда.

В системе зарядки большинства велосипедов есть три основных участка (не считая проводки между ними). Это аккумулятор, регулятор / выпрямитель (R / R) и статор.

Аккумулятор служит для питания электрических компонентов велосипеда, когда двигатель не работает.

Задача статора — преобразовывать механическую энергию двигателя обратно в электрическую. Выходной сигнал статора на большинстве современных велосипедов представляет собой трехфазный (отсюда и трехпроводный) переменный ток с пиковым напряжением, значительно превышающим напряжение постоянного тока 12–14 В, которое требуется вашей электрической системе.

Блок R / R преобразует переменный ток (AC) в выпрямительной секции диодного моста, затем регулирует напряжение, чтобы ограничить его примерно до 14 В постоянного тока, откуда оно подается обратно в батарею и питает остальную электрооборудование велосипеда. выше, чем напряжение батареи, поэтому ток течет от блока R / R обратно к батарее для ее зарядки.

Прежде чем приступить к выполнению следующих тестов, если у вас возникли проблемы с электричеством / зарядкой, убедитесь, что все электрические клеммы / разъемы затянуты, не подвержены коррозии и надежны.Также проверьте, нет ли на проводе или разъемах признаков обрывов или прожогов.

Для тщательного тестирования системы зарядки или других электрических устройств вам потребуется мультиметр и / или контрольная лампа на 12 В. Мультиметр при правильном использовании даст вам более точные результаты, тогда как тестовая лампа даст вам только приблизительный результат в зависимости от яркости лампы или того, загорелась она или нет.

1. ЗАЖИГАНИЕ ВЫКЛЮЧЕНО
2. ЗАЖИГАНИЕ ВКЛЮЧЕНО, СВЕТИЛЬНИК ВКЛЮЧЕН, ВЕЛОСИПЕД НЕ ЕСТЬ
3.ВЕЛОСИПЕД ЗАПУСКАЕТСЯ, ГОРИТ СВЕТИЛЬНИК, РАБОТАЕТ НА БЫСТРЫХ ХОЛОСТЯХ ХОДАХ
4. ДАЛЬНЕЙШИЕ ИСПЫТАНИЯ, ЗАЖИГАНИЕ ВЫКЛЮЧЕНО
5. ИСПЫТАНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ
6. ИСПЫТАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ
7. ИСПЫТАНИЕ ТОКА СЛИВА

1. ЗАЖИГАНИЕ ВЫКЛЮЧЕНО
Сначала проверьте состояние аккумулятора. С аккумулятором на велосипеде и подключенным установите мультиметр на 20 В постоянного тока. Вы в основном устанавливаете измеритель на следующее ближайшее число, которое охватывает максимальный диапазон, который вы тестируете. Подключите красный щуп к положительной (+) клемме, а черный — к отрицательной (-) клемме заземления и проверьте начальное напряжение аккумулятора.Он должен показывать все, что выше 12,0 В, но ниже 13,2 В, но в идеале требуется от 12,5 до 12,9 В постоянного тока. При меньшем значении вы можете столкнуться с проблемами запуска, так как у аккумулятора не будет достаточно заряда, чтобы перевернуть большой сдвоенный двигатель. Большая часть заряда аккумулятора требуется для запуска двигателя на холоде.

Если аккумулятор разряжен, используйте для зарядки аккумулятора Optimate или аналогичное медленное зарядное устройство. Зарядные устройства Optimate также имеют режим восстановления. Чем медленнее зарядка, тем лучше для батареи.Не используйте автомобильное зарядное устройство, так как оно сократит срок службы аккумулятора и приведет к перегреву внутренней жидкости и элементов. Вы должны отсоединить аккумулятор, если велосипед не используется в течение длительного времени, и поставить его на постоянную подзарядку. Батареи со временем разряжаются медленно, и не всегда возможно восстановить полностью разряженную батарею.

2. ЗАЖИГАНИЕ ВКЛЮЧЕНО, ФОНАРЬ ВКЛЮЧЕНА, ВЕЛОСИПЕД НЕ РАБОТАЕТ
Когда аккумулятор полностью заряжен и работает, пора проверить падение напряжения аккумулятора. С мультиметром те же настройки, что и выше.При включенном зажигании и неработающем велосипеде включите фары, и вы должны увидеть медленное падение напряжения, поскольку фары расходуют энергию в аккумуляторной батарее. Напряжение не должно падать намного ниже 12 В и должно снижаться только медленно. Если напряжение быстро падает примерно до 11 В, значит, аккумулятор либо не был полностью заряжен, либо он недостаточно заряжен и требует замены.

3. ВЕЛОСИПЕД ЗАПУСКАЕТСЯ, ФОНАРИ ВКЛЮЧАЕТСЯ, БУДЕТ БЫСТРОГО ХОЛОСТОГО ХОДА
Теперь перейдем к проверке основной функции зарядки, выходного напряжения регулятора.Проверьте напряжение на велосипеде, работающем на высоких холостых оборотах, примерно между 2000 и 5000 об / мин, чтобы убедиться, что он получает от велосипеда правильное количество заряда. Когда мультиметр установлен на 20 В постоянного тока, поместите провода измерителя через батарею, как и раньше, если все в порядке, вы должны получить напряжение между 13,5-14,5 вольт, старая или уставшая батарея будет около 13,2-14,8 вольт при недостаточной или избыточной зарядке, но имеет Пока особого беспокойства нет, но внимательно следите за событиями, чтобы убедиться, что они не ухудшаются.Обратите внимание, что эти напряжения будут колебаться в зависимости от температуры и числа оборотов.

Разгоните мотоцикл и напряжение должно быть не ниже 13 на всех оборотах двигателя и не выше 14,5 В. Если вы читаете 15 В или выше, это плохо и означает, что R / R не регулирует дополнительное напряжение от статора и не заряжает аккумулятор. Это приведет к тому, что жидкость внутри батареи начнет высыхать, и в конечном итоге вы окажетесь в затруднительном положении, так как батарея не сможет удерживать заряд.

В этом случае, вероятно, вам придется заменить регулятор / выпрямитель и батарею. Это также работает противоположным образом. Если батарея неисправна, высохла или имеет поврежденные элементы из-за возраста или электрических неисправностей, регулятор выдает максимум, который он может попытаться зарядить батарею. Если это будет продолжаться в течение длительного периода времени, это может в конечном итоге повредить регулятор, хотя тепловое повреждение связано с необходимостью рассеивать избыточное напряжение, а не заряжать аккумулятор.Так что опять же вполне вероятно, что вам придется заменить регулятор / выпрямитель и батарею.

Будьте осторожны, не просто выходите и заменяйте один или другой, не проверив, что другой работает правильно. В противном случае вы могли бы просто лечить симптом, а не причину, и попасть в цикл, когда один или другой нарушают вашу замену. Это может обойтись дорого.

Но подождите…. перед тем, как спешить и покупать замену, следует проверить заземление и исключить возможность получения неверных показаний.

R / R будет заземлен либо путем крепления к раме, либо с помощью отдельного провода. Отдельный провод является наиболее распространенным из двух. Очень важно иметь хорошее твердое заземление, так как регулятор будет шунтировать (закоротить) любой избыточный переменный ток (AC) от статора, прежде чем подавать на батарею необходимое количество постоянного тока (DC). Вот почему блоки R / R сильно нагреваются, так как внутренние диоды включаются и выключаются на землю, поскольку они пропускают через них большой ток. Чрезмерное шунтирование из-за неисправной батареи создает дополнительную нагрузку на статор, что может привести к перегоранию катушек!

Чтобы проверить надежность заземления и очистить все соединения, рекомендуется использовать шайбу с зубцами, которая впивается в поверхность при затягивании после предварительного удаления краски или порошкового покрытия.Либо голый металл, либо прямое соединение с аккумулятором обеспечат наилучшее соединение. Как только вы убедитесь, что земля в хорошем состоянии, снова проведите вышеуказанный тест выходного напряжения. Если заземление исключено и все в порядке, но вы все еще получаете напряжение выше 15 В, то пришло время заменить блок R / R, батарею или и то, и другое.

При работающем велосипеде световые индикаторы включены, и по мере того, как вы набираете обороты, огни должны становиться немного ярче, поскольку регулятор возвращает большее напряжение в батарею для ее зарядки. Если напряжение вообще не повышается, и огни не становятся ярче, возможно, возникла неисправность с положительным (+) питанием аккумулятора через главный предохранитель, поэтому не исключайте подключения реле стартера сзади. левый задний обтекатель или даже сам выключатель зажигания.

Тогда, если вы получаете нормальное напряжение зарядки, но когда вы увеличиваете обороты велосипеда, напряжение падает, даже до нуля, тогда регулятор / выпрямитель выходит из строя под нагрузкой и требует замены. Вы также можете выполнить быстрый тест под нагрузкой при включенном зажигании, когда велосипед не работает и тормозит. Напряжение аккумулятора не должно упасть более чем примерно на 1 вольт при включенных тормозах.

4. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ИСПЫТАНИЯ, ЗАЖИГАНИЕ ВЫКЛЮЧЕНО
Проведите испытание утечки на массу при выключенном зажигании.Начните с отсоединения вилки от R / R или с 3-контактной соединительной колодки ниже, которая ведет к статору. Он находится в связке разъемов основного жгута проводов перед аккумулятором и имеет три желтых провода, идущих в него.

Проверьте каждый провод индивидуально с помощью мультиметра, установленного на 20 В постоянного тока, поместите красный положительный щуп на каждый разъем либо непосредственно на выходы R / R, либо, если работа ведется от блока разъемов в жгуте проводов, на каждый контакт разъема на стороне R / R. Затем поместите черный отрицательный зонд на массу либо на раму двигателя, либо на аккумулятор и проверьте, не показывает ли счетчик утечки избыточного тока.

Если у вас напряжение больше пары вольт, то диоды внутри регулятора неисправны и позволяют напряжению от батареи течь на землю. Это также позволит току со стороны статора течь на землю, поэтому он не будет обеспечивать полную мощность.

Такой же тест можно провести на заземляющем проводе R / R или на самом корпусе R / R. Для этого вам нужно отсоединить R / R от рамы и отсоединить землю либо от рамы, либо от батареи, если она у вас подключена напрямую.Поместите положительный щуп измерителя либо на корпус R / R, либо на провод заземления, а отрицательный щуп — на землю. Опять же, если напряжение больше пары вольт, у вас проблема.

5. ИСПЫТАНИЕ НА СОПРОТИВЛЕНИЕ
Теперь пора выполнить проверку сопротивления на отсутствие непрерывности между катушками / обмотками статора. Это можно сделать с помощью того же 3-контактного соединительного блока в связке разъемов основного жгута проводов перед аккумулятором, только вы будете использовать противоположный конец вилки, который идет назад к статору, или вы можете снять показания с R / R соединительный блок, ведущий назад к 3-контактному разъему и далее к статору.

Сначала установите мультиметр на самую низкую шкалу Ом, моя — 200, затем соедините щупы вместе, чтобы измерить сопротивление измерителя. Мой глюкометр показывает 00,2, ваш может быть другим показанием в зависимости от используемого глюкометра. Вы должны запомнить это число, так как его нужно будет вычесть из вашего окончательного чтения позже.

При выключенном двигателе и отсоединении соединительного блока либо от регулятора / выпрямителя, либо от 3-контактного блока, проверьте сопротивление на каждом из трех желтых проводов в следующей комбинации: 1-2, 1-3 и 2-3, как показано ниже. диаграмма.

Для каждого теста измеритель должен показывать от 0,2 до 0,5 Ом. Если у вас нет сопротивления или высокое сопротивление между какой-либо парой, вам необходимо вытащить статор и визуально осмотреть его на предмет каких-либо перегоревших участков. Если треть или более из них повреждены, пришло время заменить статор. Этого может быть достаточно, чтобы мотоцикл продолжал работать, но как только вы увеличите количество заряда аккумулятора с фарами или аксессуарами, аккумулятор будет медленно разряжаться, пока в конечном итоге не разрядится.

Также проверьте три желтых провода статора на замыкание на массу.Подключите положительный измерительный щуп к одному из трех соединений статора в вилке, а отрицательный — к земле. Если ваш счетчик показывает либо 1, либо I, за которым следует десятичная точка, то это бесконечное сопротивление, означающее отсутствие пути к земле / земле, что нам и нужно. Если у вас есть другие показания, значит, одна из катушек / обмоток статора заземлена и не будет производить такой большой ток, как могла бы, и потеряет способность заряжать аккумулятор. Проделайте такой же тест на всех трех проводах.

6.ИСПЫТАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ
Даже если сопротивление в норме, вы все равно можете иметь неисправный статор, так как он может пройти проверку сопротивления, но не пройти проверку напряжения. Проверка выходного напряжения появится, если он обеспечивает надежный ток во всем диапазоне оборотов.

Для этого теста вам необходимо настроить мультиметр на переменное напряжение (переменный ток) минимум 100 В переменного тока, в зависимости от того, как далеко вы тестируете, минимальное значение на моем измерителе — 200 В переменного тока, что более чем достаточно. При работающем велосипеде и отсоединенном блоке разъемов измерьте напряжение переменного тока между каждым из трех выводов разъема статора, как в предыдущем тесте сопротивления, в соответствии с приведенной выше схемой, и запишите, что они читают.У вас будет около 20 В переменного тока или около того при 1000 об / мин, в зависимости от силы тока системы зарядки велосипедов.

Фактические измеренные напряжения не так важны, и они будут варьироваться в зависимости от числа оборотов. Но важно то, что три измеренных напряжения имеют примерно одинаковое значение. Достаточно безопасный допуск составляет около -5 или +5 друг от друга, это не означает, что это означает короткое замыкание в катушках / обмотках статора и потребуются дальнейшие исследования. Также проверьте напряжение во всем диапазоне оборотов, так как оно должно возрастать с шагом при увеличении числа оборотов.Например, при 2000 об / мин он должен показывать около 40 В переменного тока, поэтому удвойте количество, которое он считывает при 1000 об / мин, затем при 3000 об / мин он должен показывать около 60 В переменного тока, 4000 об / мин это должно быть 80 В переменного тока и так далее. Если выходная мощность слабая или ее нет вообще, значит, проблема со статором на более высоких оборотах, и требуется дальнейшее расследование.

Для тщательной проверки сопротивления статора и напряжения следует проводить как при холодном двигателе, так и при полной рабочей температуре мотоцикла.Это гарантирует, что вы не пропустите какие-либо неисправности, которые могут проявиться только в холодном или горячем состоянии из-за расширения и сжатия с температурой.

Если вы уверены, что неисправность связана с самим статором, потребуется снять крышку генератора. Проверьте статор на наличие ослабленных обмоток, обрывов проводов или признаков перегрева и возгорания.

7. ТЕКУЩИЙ СЛИВ
Если все вышеперечисленные тесты оказываются достаточными, и вы не можете найти неисправность в системе зарядки и у вас постоянно разряжается аккумулятор, это может быть одно из двух.Сначала у вас либо неисправный аккумулятор.

Иногда аккумулятор может пройти все тесты, но может дать сбой по многим причинам, и неисправности не всегда обнаруживаются при тестировании. Или, во-вторых, у вас есть какой-то другой компонент, который потребляет ток от велосипеда, особенно когда все выключено и байк стоит на ночь. Особого внимания здесь могут быть аварийные сигналы или иммобилайзеры.

Для быстрой проверки при выключенном зажигании отсоедините положительный кабель аккумулятора, стараясь не касаться корпуса гаечным ключом, или сначала временно отсоедините отрицательный полюс / массу.Подключите контрольную лампу 12 В между плюсовым кабелем и плюсом аккумулятора. Если загорается свет, значит, у вас есть что-то, что черпает энергию. Чем ярче свет, тем больше потребляется энергии. Чтобы попытаться определить, из какой цепи поступает питание, отключайте предохранители один за другим, пока свет не погаснет или не погаснет. Затем вы сузили бы его до компонентов в этой конкретной цепи и могли бы продолжить исследование.

Более точным тестом будет использование мультиметра для измерения ампер постоянного тока, а не вольт.Возможно, вам придется переместить положительный щуп в отдельное гнездо на мультиметре. Иногда бывает две розетки: высокий диапазон и низкий диапазон. Всегда сначала проверяйте на максимальном значении, максимальное значение на вашем мультиметре, скорее всего, будет 10A Max. Нижнее значение будет в миллиамперах, обозначенных как мА или мкА. Если при тестировании сначала на самом высоком значении, а потребляемый ток меньше следующего минимального значения мультиметра, можно безопасно продолжить перемещение положительного щупа обратно в другое гнездо и продолжить тестирование.

Не запускайте двигатель во время этого теста и не подключайте щупы к обоим клеммам аккумулятора, иначе вы рискуете повредить мультиметр или перегореть его внутренний предохранитель. Чтобы начать тест, сначала отсоедините отрицательный / заземляющий кабель аккумулятора. При выключенном зажигании и начиная с максимального значения на мультиметре, поместите положительный щуп измерительного прибора на кабель, а отрицательный щуп — на отрицательный на аккумуляторной батарее. После этого вы увидите любой текущий розыгрыш. Если возможно, выберите более низкую настройку, например мА или мкА, и переместите положительный датчик в соответствующее гнездо на измерителе.Это изменит показание с ампер на миллиампер и даст наиболее точное показание при небольшом потреблении тока. Стандартное потребление тока составляет 0,01 мА. Пока у вас нет предметов на велосипеде, подключенных к постоянному источнику питания от батареи и включенных, таких как сигнализация, иммобилайзеры, светодиоды или что-то еще, это не должно измениться, иначе показание будет немного выше, но не должно быть больше примерно 0,03 в зависимости от того, сколько предметов у вас запущено.

Если у вас большой ток утечки, вынимайте предохранители один за другим, как и раньше, пока ток не упадет, чтобы сузить диапазон, из какой цепи потребляется ток.Альтернативным способом проведения этого теста может стать использование самих предохранителей путем размещения зондов непосредственно поперек каждой стороны предохранителя в проверяемой цепи.

Я думаю, что это почти все.

Al.

(PDF) FIVR — Полностью интегрированные регуляторы напряжения в SoC Intel® Core ™ 4-го поколения

FIVR — Полностью интегрированные регуляторы напряжения в SoC Intel® Core ™ 4-го поколения

Edward A. Burton, Gerhard Schrom, Fabrice Paillet,

Джонатан Дуглас

CCDO

Intel Corporation

Хиллсборо, Орегон, США

Уильям Дж.Ламберт, Каладхар Радхакришнан,

Майкл Дж. Хилл

ATTD

Intel Corporation

Чандлер, Аризона, США

Краткое содержание микропроцессоры Intel® Core ™ 4-го поколения

питаются от полностью интегрированных регуляторов напряжения (FIVR). Эти многофазные понижающие стабилизаторы

140 МГц интегрированы в 22-нм кристалл процессора

и имеют пропускную способность до 80 МГц с единичным усилением

, немагнитные индуктивности корпуса и встроенные конденсаторы MIM

.FIVR имеют широкие возможности настройки, что позволяет им

питать широкий спектр продуктов, от планшетов без вентилятора 3 Вт до серверов

300 Вт. FIVR помогает увеличить срок службы батареи на 50% и более.

улучшений для мобильных продуктов и более чем вдвое увеличивает пиковую мощность

, доступную для периодических рабочих нагрузок.

I. ВВЕДЕНИЕ

Микропроцессоры Intel® Core ™ 4-го поколения (код

, название Haswell) питаются от полностью интегрированных регуляторов напряжения

(FIVR), первого в отрасли крупномасштабного развертывания

импульсных стабилизаторов высокого тока, интегрированных в Матрица СБИС

и корпус.Обзор схемы представлен на рис. 1 (а).

VR первого каскада, который находится на материнской плате, преобразует из

напряжение блока питания или батареи (12–20 В) примерно в 1,8 В,

, которое распределяется по кристаллу микропроцессора. Второй каскад преобразования

состоит из от 8 до 31 (в зависимости от

от продукта) FIVR, которые представляют собой синхронные многофазные понижающие преобразователи

с частотой 140 МГц с числом фаз до 16. Упрощенная схема

для двухфазной области FIVR показана на рис.1 (б).

Силовые полевые транзисторы, схема управления и высокочастотная развязка

находятся на кристалле, а катушки индуктивности и входные развязывающие конденсаторы средней частоты

размещены на корпусе

. Каждый FIVR независимо программируется для достижения оптимальной работы

, учитывая требования домена, это питание

. Настройки оптимизируются блоком управления питанием

(PCU), который определяет входное напряжение, выходное напряжение,

количество рабочих фаз и множество других настроек до

, чтобы минимизировать общее энергопотребление кристалла.

FIVR — это обеспечивающая технология, лежащая в основе ключевых улучшений

для микропроцессоров Intel® 4-го поколения Core ™, включая

50% или более увеличение срока службы батареи для мобильных продуктов и

2-3-кратное увеличение пиковой доступной мощности (что преобразуется в серийную производительность

). Регуляторы напряжения материнской платы

, исключенные FIVR, освобождают пространство, которое можно использовать для добавления функций платформы

или уменьшения размеров платформы.Подробности

обсуждаются в разделе V.

A. Предпосылки

Микропроцессорная микроархитектура Intel® 2008 представила

блок управления питанием (PCU) [1], микроконтроллер, который

отслеживал условия на кристалле в реальном времени, и

динамически настраивает различные параметры для оптимального управления энергопотреблением и производительностью

. Одной из наиболее важных функций

, контролируемых PCU, были недавно добавленные силовые вентили

, которые обеспечили значительное повышение энергоэффективности ЦП на

за счет устранения больших потерь утечки

в простаивающих вычислительных доменах.Силовые вентили на

сильноточных доменах

были введены путем добавления транзисторов затворов

в тонкие «щели» между основными функциональными блоками

и составляли очень небольшой процент от общей площади кристалла.

Выступы кристалла, необходимые для поддержки сильноточных областей

, требовали гораздо большей площади, чем сами транзисторы затвора.

Большая «выпуклость» представляла собой жесткий барьер для производства.

, пока не была разработана схема «заимствования» выпуклостей из окружающих схем

с использованием толстого слоя маршрутизации с низкими потерями.Расширение

этой схемы делает FIVR доступным.

Ограничение силового затвора состоит в том, что все активные домены

по-прежнему работают при наивысшем напряжении, требуемом для любого отдельного домена

. Для создания отдельных областей напряжения на материнскую плату необходимо добавить совершенно новый стабилизатор

, что увеличивает стоимость,

увеличивает площадь и требует дополнительных выводов корпуса. Улучшение

, предложенное недавними исследованиями, — это интеграция высокочастотных понижающих стабилизаторов

непосредственно в корпус микропроцессора

или в сам кристалл [2] [3] [4] [5].