Серед різних модифікацій пристроїв, призначених для стабілізації напруги, побутовий стабілізатор напруги може вважатися самим сучасним і перспективним. Він побудований на сучасній елементній базі і має високі технічні характеристики. Існує думка, правда спірне, що в доступному для огляду майбутньому ці пристрої витіснять всі інші моделі.
Що таке інверторний стабілізатор? Перш за все, це повністю електронний прилад, в якому відсутні будь-які механічні або електромеханічні компоненти. У ньому немає навіть трансформатора. У цьому пристрої здійснюється принцип подвійного перетворення напруги. На практиці цей процес виглядає наступним чином.
Інверторний стабілізатор складається з ряду елементів: • Мережевий фільтр; • Випрямляч; • Коректор коефіцієнта потужності; • Батарея конденсаторів; • Перетворювач-інвертор; • Контролер; • Кварцовий генератор; • Блок індикації.
Принцип роботи інверторного стабілізатора Напруга, потрапляє на вхідний фільтр. Цей елемент використовується для підвищення надійності і виконаний по двухзвенной схемою. Фільтр виконаний на пасивних елементах. Це конденсатори й індуктивності, виконані на феритових кільцях. Завдання фільтра прибирати все зайве, що може з мережі потрапити на вхід стабілізатора. Це імпульсні перешкоди і викиди високої частоти. Очищене напруга потрапляє на мостовий випрямляч, виконаний на кремнієвих потужних діодах. Тут здійснюється перетворення змінної напруги в постійне.
Далі випрямлена напруга надходить на коректор потужності. Його завдання підтримувати однаковий рівень потужності, незалежний від зміни напруги на вході. Крім того він забезпечує мережу від проникнення в неї імпульсних перешкод, які можуть виникати від роботи стабілізатора. Крім того, в його функцію входить контроль заряду конденсаторів. Постійна напруга накопичується в конденсаторах. Їх завдання накопичувати електроенергію при її надлишку і віддавати в подальшу схему при її нестачі. Наступний елемент схеми це перетворювач-інвертор, який здійснює зворотне перетворення постійної напруги в змінну. Це найбільш відповідальний процес. Фактично в цьому елементі напруга 220В формується заново, тому воно має практично ідеальні характеристики.
Інвертор представляє собою мультивибратор, зібраний на потужних IGBT транзисторах. Ця схема забезпечує мінімальну втрату енергії. Роботою інвертора управляє контролер, кварцовий генератор якого сприяє формуванню і підтримці стабільної частоти змінного струму. Інверторні стабілізатори напруги з подвійним перетворенням в обов'язковому порядку оснащуються електронними схемами захисту. Це може бути контроль напруги на вході, при перевищенні порога вище критичної величини і захист від перевантаження. Зазвичай стабілізатори мають блок індикації, виконаний на світлодіодних матрицях. Вони висвітлюють напруга на вході, напруга на виході і іноді частоту. Крім того на передній панелі знаходяться індикатори режимів і аварійні індикатори захисту.
Переваги і недоліки інверторних стабілізаторів напруги Іноді, у відгуках про цю техніку можна зустріти висловлювання, що інверторний стабілізатор взагалі не має недоліків. Це не зовсім так. Інша справа, що його гідності, значно переважають над недоліками. До переваг стабілізатора подвійного перетворення можна віднести наступне: • Великий діапазон напруги на вході • Висока швидкість стабілізації • Мінімальний відсоток відхилення від номіналу на виході • Практично чиста синусоїда • Відсутність важкого заліза • Безшумна робота • Надійність
Оскільки напруга мережі відразу випрямляється, і коригується, то стабілізатор інверторного типу менш критичний до розкиду вхідних величини. Відсутність повільно працює механіки, дозволяє пристрою практично миттєво реагувати на зміни напруги на вході, тому швидкість стабілізації тут найвища і залежить тільки від характеристик напівпровідникових приладів. У стабілізаторі подвійного перетворення відбувається навіть не стабілізація, а генерація напруги з високими характеристиками, тому з виходу знімається Неспотворена синусоїда з дуже маленьким відхиленням.
Відсутність потужного трансформатора, дозволило знизити вагу і габарити. Напівпровідникові прилади, звичайно, нагріваються, але ця проблема вирішується установкою безшумного кулера, який практично не чутно. Надійність инверторного стабілізатора забезпечується відсутністю механічних елементів, а у сучасних транзисторів і інтегральних компонентів, на основі яких виконано інверторний стабілізатор, дуже великий термін роботи.
Недоліків у инверторного стабілізатора зовсім не багато. Перш за все, це його вартість, яка помітно перевищує ціну будь-якого іншого стабілізатора. Наступним, більш серйозним недоліком можна вважати залежність навантаження від напруги на вході. Це відбувається через те, що не вистачає потужності накопичувальних ємностей.
Критерії вибору инверторного стабілізатора Інверторні стабілізатори напруги для будинку зазвичай вибирають за основними технічними характеристиками пристрою. До них належать такі величини: • Потужність; • Швидкість стабілізації; • Точність вихідних параметрів; • Діапазон мережі.
Потужність, напевно, найважливіший параметр. Вибір пристрою по потужності залежить від загальної потужності споживачів, які будуть до нього підключені. Тут слід підрахувати всі активні і реактивні навантаження і приплюсувати 25-30% на резерв. При виборі інверторного стабілізатора можна не звертати уваги на такий параметр, як швидкість реакції, оскільки у цих приладів, вона завжди вище, ніж у будь-якої моделі стабілізаторів інших типів.
Так само і в точності регулювання і як напруги на виході у стабілізаторів подвійного перетворення немає конкурентів. Важливий параметр, це діапазон мережі, але інверторні стабілізатори працюють в широкому діапазоні. Звичайно, у приладів для стабілізації напруги є менш важливі параметри, такі як конструктивне виконання. Зазвичай воно може бути настінним, у приладів невеликої потужності, та покриттям, у більш серйозних моделей. Важливим також є наявність функції «Байпас» (обхід). Суть її в наступному. Якщо напруга на вході знаходиться в допустимих межах, то харчування споживача здійснюється безпосередньо, тобто, минаючи електронну схему стабілізатора. Як тільки напруга відхилилося вище або нижче певних меж - підключається стабілізатор. Перемикання здійснюється автоматично і дуже швидко.
Умови експлуатації При всій своїй надійності, стабілізатори подвійного перетворення вимагають дотримання деяких правил. Інверторний стабілізатор напруги може функціонувати в умовах низьких і високих температур, але перевищувати ці межі не слід. Електронна схема досить чутлива до появи конденсату, тому якщо має місце поява цієї неприємності, слід почекати з включенням стабілізатора в мережу. Прилад не любить, коли відсутня вільна циркуляція повітря, тому його слід розташовувати так, щоб між кожною стінкою корпусу було відстань 5-10 см. З цієї ж причини пристрій не можна чимось накривати. І звичайно, не можна самостійно розкривати прилад.
Деякі моделі інверторних стабілізаторів Як компактного побутового стабілізатора можна розглянути інверторний стабілізатор напруги Штиль R 1000. Це однофазний стабілізатор, який прекрасно підійде для роботи з споживачами невеликої потужності. Прилад працює при напрузі від 90 до 310В і забезпечує на виході гладку синусоїду. Похибка його становить 220 В ± 2%. Він може витримувати перевантаження в 150%, близько 5 сек.
Якщо потрібно встановити більш серйозну модель, то можна звернути увагу на побутовий стабілізатор напруги 10 кВт Powercom AR-10K. Цей пристрій забезпечує роботу на потужне навантаження. Вихідні параметри даного стабілізатора відповідають найсуворішим критеріям. Він має всі види захисту та інформаційний дисплей. Він коштує досить дорого, і якщо немає жорстких вимог до вихідних параметрів, то можна обійтися більш дешевими моделями.
