Ступенчатые (релейные) стабилизаторы - один из наиболее надежных типов универсальных стабилизаторов напряжения.
Схема основана на коммутации отводов автотрансформатора с помощью электронных коммутаторов. Напряжение на выходе стабилизатора изменяется ступенчато. Прерывание напряжения при переключении у разных моделей составляет от 2 до 12 мс (для реле 5-7 мс). Корректоры напряжения имеют широкий диапазон входного напряжения, высокую точность поддержания выходного напряжения, не вносят искажений во внешнюю сеть и надежно работают при любых изменениях нагрузки, обеспечивают эффективную защиту от перегрузки, короткого замыкания и импульсных помех.
Данный тип стабилизаторов напряжения хорошо подходит для реальных условий и может быть использован для стабилизации напряжения питания и защиты бытовой и промышленной техники, в том числе компьютеров, аппаратуры связи, дорогой видеотехники, торгового и медицинского оборудования, а также для комплексного питания промышленного оборудования, коттеджей, квартир и офисов.
Достоинства релейных стабилизаторов напряжения:
- Высокая точность стабилизации, прямо пропорциональная числу ступеней и ключей. Высокая скорость отработки возмущения, которую можно грубо оценить как 20 мсек на измерение, +10 мсек на закрытие ключа обмотки, +10 мсек на открытие другого ключа обмотки, +20 мсек на переходные процессы в обмотках. Итого 100 мсек на ступень. При точности стабилизации в 5% (т.е. размер ступени 11 В) скорость составляет около 180 В/сек. При точности стабилизации в 3% (т.е. размер ступени 6,6 В) скорость составляет около 110 В/сек.
- Перегрузочная способность до двукратной в течение 4 секунд, поскольку из-за вольтодобавочного трансформатора, реле непосредственно цепь нагрузки не коммутирует и работает с меньшими токами, в более благоприятном режиме.
- Форма напряжения не искажается за отсутствием искажающих элементов.
- Относительно широкий температурный диапазон, ограничен снизу и сверху температурной характеристикой реле.
- Широкий диапазон стабилизации, определяется вольтодобавочным трансформатором.
- Габарит вольтодобавочного трансформатора, вследствие циркуляции в нем только компенсирующей мощности нагрузки, в разумных пределах.
- Стабилизатор напряжения работает с нулевой нагрузкой.
- Точность стабилизации в основном диапазоне определяется количеством обмоток вольтодобавочного трансформатора – т.е. постоянна.
- Фазы стабилизируются независимо, их перекос не влияет на качество
стабилизации. Стабилизатор напряжения устраняет перекос фаз. - Малая чувствительность к частоте сети.
- Хорошо работает в шумных промышленных сетях, поскольку коммутационный элемент к помехам, формам тока и напряжения не чувствителен.
Недостатки релейных стабилизаторов напряжения:
- Наличие постепенного механического износа реле в течение до десятка лет, в зависимости от качества реле и интенсивности перепадов напряжения.
- Ступенчатый способ стабилизации напряжения, при точности отработки ниже 3% не рекомендуется для систем освещения, т.к. изменение накала ламп при отработке всплесков/просадок будет заметно глазу.
- Быстродействие стабилизатора напряжения обратно пропорционально заявленной точности стабилизации, поскольку, чем выше точность – тем меньший допустимый шаг ступени добавки напряжения (обмотки трансформатора), тем, соответственно, большее число ступеней нужно переключить и большее время на это уйдет. - Большое количество коммутационных элементов в целом снижает надежность системы.
- Из соображений уменьшения износа реле, рекомендуется выбирать мощность стабилизатора напряжения близкую к значению пиковой мощности нагрузки.