Регулятор температуры отопления для радиатора

Содержание:

1. Необходимость установки терморегуляторов
2. Установка температурных регуляторов в домах многоквартирного типа
3. Монтаж регуляторов температуры в частных домах
4. Температурные датчики для радиаторов

Как известно, для того, чтобы качественно отопить любое помещение, требуется правильно отрегулировать температурные показатели, чтобы нагрев соответствовал оптимально комфортным условиям и обеспечивал благоприятный микроклимат в жилище. Поэтому следует более подробно рассмотреть особенности такого прибора, как регулятор температуры для радиатора отопления, который призван выполнять все эти функции. Кроме того, следует разобраться с тем, как регулировать температуру батареи отопления в различных постройках, включая частные и многоквартирные дома.

Необходимость установки терморегуляторов

Подобные механизмы применяются для следующих целей:

• экономия производимого отоплением тепла;
• поддержание комфортного показателя температуры в жилище.

Многие хозяева для решения второй задачи до сих пор пользуются традиционными способами, например, накрывают радиаторы покрывалом или открывают окна для проветривания. Однако гораздо более современным решением будет установка такого прибора, как регулятор температуры отопления, влияющий на расход теплоносителя в отопительной системе и способный функционировать как в ручном, так и в автоматическом режиме.

Очень важно помнить, что при монтаже терморегулятора для радиатора отопления крайне необходимо наличие специальной перемычки, расположенной непосредственно перед прибором отопления. Если ее не будет, то расход теплоносителя не получится регулировать через радиатор, так как делать это придется через общий стояк.

Говоря об экономии, этот фактор является актуальным для тех хозяев, жилое помещение которых оборудовано автономной отопительной системой, а также для служб жилищно-коммунального хозяйства, использующих приборы учета для оплаты тепла, поступающего от его производителей.

Установка температурных регуляторов в домах многоквартирного типа

Чтобы установить регулятор температуры радиатора батарей отопления в многоквартирном доме, необходимо разобраться с тем, что представляет собой учет тепла в такой конструкции.

Трубопроводы подачи и отдачи оснащены специальными подпорными шайбами, перед и после каждой из которых располагаются регулирующие давление датчики. Благодаря тому, что диаметр этих датчиков известен, появляется возможность рассчитать расход теплоносителя, циркулирующего через датчики. Как результат, разница, полученная между расходом воды в трубопроводах подачи и отдачи, будет отображать объем израсходованной жильцами воды.

Контроль температуры теплоносителя в системе отопления на обоих участках призваны осуществлять температурные датчики. Поэтому, зная то, в каком объеме расходуется тепло и чему равна его температура, можно легко рассчитать то количество тепла, которое осталось в помещении.

Для того чтобы регулировать работу отопления было проще, требуется постоянно следить за состоянием температуры.

Сделать это поможет один из двух способов:

1. Монтаж запорного клапана. Такое устройство призвано частично перекрывать систему трубопровода в том случае, если температура обратки является выше заданной. Представляет собой обычный электромагнитный клапан. Подобный вариант станет подходящим тех домов, где система отопления является относительно простой и не отличается большим объемом теплоносителя.
2. Устройство клапана трехходового типа. Этот прибор также позволяет регулировать текущий расход теплоносителя, однако функционирует он несколько иначе: в том случае, если температура воды превышает норму, то она направляется сквозь открытый клапан в трубопровод подачи в большем количестве. Путем смешения с остывшей водой общая температура снизится, а необходимая скорость циркуляции сохранится.

Подобная конструкция может несколько отличаться в разных системах. Схема устройства может быть оснащена несколькими температурными датчиками, а также одним или двумя насосами циркуляции. Кроме того, могут присутствовать клапаны механического типа, с помощью которых можно осуществлять контроль над работой отопления без подачи какого-либо питания.

Монтаж механических регуляторов не несет в себе особой сложности. Чтобы установить такой прибор, требуется лишь соединить его с фланцем в узле элеватора. Немаловажным является и тот факт, что цена таких устройств является значительно более низкой по сравнению с электронными механизмами.

Монтаж регуляторов температуры в частных домах

Как правило, автоматический регулятор температуры отопления является неотъемлемой частью нагревательного котла в автономной системе отопления. Такой датчик может быть мобильным, то есть его можно переносить, а также способен измерять температуру в комнате.

В котлах электрического типа используются электронные датчики, которые непосредственно связаны с установленными ТЭНами (тепловыми электронагревательными элементами) либо с напряжением, возникающим на электродах или на обмотке котла.

Системы котлов, работающие как с помощью газа, так и с применением технологии пиролиза, зачастую оснащены механическими регуляторами, главное из преимуществ которых – независимость в плане энергии. Но такой вариант, безусловно, не подразумевает использования выносных температурных датчиков. Читайте также: “Какой регулятор температуры на радиаторе отопления лучше установить и как это сделать”.

Температурные датчики для радиаторов

Иногда один датчик температуры имеет при себе несколько отопительных радиаторов. Влияет на это, в первую очередь, схема установки. Но гораздо чаще принято монтировать регулятор на каждый прибор отопления по отдельности.

Многие хозяева устанавливают привычную многим систему, именуемую «ленинградкой», принцип работы которой заключается в применении одной опоясывающей дом или один этаж трубы, имеющей довольно внушительный диаметр, а параллельно ей встраиваются батареи отопления или конвекторы.

Стоит отметить, что для того, чтобы отрегулировать температуру отопления, можно использовать не только стандартные устройства.

К распространенным механизмам этого типа относятся:

• головка на термостатической основе. Представляет собой автоматический датчик, контролирующий температуру теплоносителя в батарее. Принцип ее функционирования заключается в следующем: в процессе нагрева жидкие и газообразные вещества расширяются (детальнее: “Какая термоголовка для радиатора отопления лучше – выбор и установка”). Это, как следствие, ведет к тому, что нагретый продукт выдавливает специальный шток, перекрывая, тем самым, доступ теплоносителя;
• не менее часто применяются и приборы, именуемые дросселями. Они представляют собой специальные краны винтового типа, с помощью которых можно регулировать проходимость теплоносителя ручным образом. Стоимость их является более доступной, а кроме того, с их помощью можно контролировать двухтрубные отопительные системы;
• наименее дорогостоящий и самый простой механизм, помогающий отрегулировать температуру – это традиционный вентиль. Безусловно, эксплуатировать в данном случае следует лишь современные модели, а не устаревшие винтовые приборы, так как в старых механизмах очень часто отрываются клапаны, а также существует риск протечки сальников. Совершенно иная ситуация обстоит с шаровыми вентилями: даже в полуоткрытой позиции они надежно и качественно функционируют на протяжении долгого периода времени.

Для того чтобы устройство регуляторов температуры прошло максимально удобно, многие специалисты рекомендуют предварительно изучить различные фото этих устройств и детальные видео по их правильному подключению.

Пример регуляторов температуры отопления на видео:

Электронный регулятор температуры батареи отопления Frontier

Настоящая Политика конфиденциальности является составной частью Пользовательского соглашения Сайта и действует в отношении всей информации, в том числе персональных данных Пользователя, получаемых Администрацией Сайта в процессе работы Пользователя с Сайтом, исполнения Пользовательского соглашения  и соглашений между Администрацией сайта и Пользователем. Использование Сайта означает безоговорочное согласие Пользователя с настоящей Политикой конфиденциальности и указанными в ней условиями обработки его персональных данных; в случае несогласия с этими условиями Пользователь должен воздержаться от использования Сайта.

Перед использованием Сайта Пользователю необходимо внимательно изучить настоящую Политику конфиденциальности.

1. ПЕРСОНАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ

1.1. Предоставление в любой форме (регистрация на Сайте, осуществление заказов, подписка на рекламные рассылки и тд.) своих персональных данных Администрации сайта, Пользователь выражает согласие на обработку персональных данных Администрацией сайта в соответствии с Федеральным законом “О персональных данных” от 27.07.2006 №152-ФЗ.

1.2. Обработка персональных данных осуществляется в целях исполнения Пользовательского соглашения и иных соглашений между Администрацией сайта и Пользователем.

1.3. Обработка персональных данных производится исключительно на территории Российской Федерации, с соблюдением действующего законодательства Российской Федерации.

1.4. Согласие Пользователя на обработку его персональных данных дается Администрации сайта на срок исполнения обязательств между Пользователем и Администрацией сайта в рамках Пользовательского соглашения или других соглашений между Пользователем и Администрацией сайта.

1.5. В случае отзыва согласия на обработку персональных данных Пользователя, Пользователь уведомляет об этом Администрацию Сайта письменно или по электронной почте. После получения данного уведомления Администрация Сайта прекращает обработку персональных данных Пользователя и удаляет.

1.6. Сайт не имеет статуса оператора персональных данных. Персональные данные Пользователя не передаются каким-либо третьим лицам, за исключением случаев, прямо предусмотренных настоящей Политикой конфиденциальности.

2. МЕРЫ ПО ЗАЩИТЕ ПЕРСОНАЛЬНЫХ ДАННЫХ

2.1. В своей деятельности Администрация сайта руководствуется Федеральным законом “О персональных данных” от 27.07.2006 №152-ФЗ.

2. 2. Администрация сайта принимает все разумные меры по защите персональных данных Пользователей и соблюдает права субъектов персональных данных, установленные действующим законодательством Российской Федерации.

2.3. Защита персональных данных Пользователя осуществляется с использованием физических, технических и административных мероприятий, нацеленных на предотвращение риска потери, неправильного использования, несанкционированного доступа, нарушения конфиденциальности и изменения данных. Меры обеспечения безопасности включают в себя межсетевую защиту и шифрование данных, контроль физического доступа к центрам обработки данных, а также контроль полномочий на доступ к данным.

3. ИЗМЕНЕНИЕ ПОЛИТИКИ КОНФИДЕНЦИАЛЬНОСТИ

3.1. Администрация сайта оставляет за собой право в одностороннем порядке вносить любые изменения в Политику конфиденциальности без предварительного уведомления Пользователя. Актуальный текст Политики конфиденциальности размещен на данной странице.

Регулятор температуры для радиатора отопления: автоматический, ручной, механический

Основная функция регуляторов отопления – изменение степени обогрева помещения посредством изменения количества теплоносителя, проходящего через радиаторы. Грамотно установленные и правильно используемые термостатические регуляторы способны сделать более эффективным отопление в квартире, частном доме и других помещениях.

Основные составные части терморегуляторов для радиаторов – это:

• терморегулирующий вентиль, или термоклапан;
• с помощью которого осуществляется воздействие на шток клапана.

Регулятор отопления внешне похож на обычный кран, который устанавливается на входе и выходе труб из батарей, но вместо стандартного вентиля термостатические регуляторы оснащены быстросъемной гайкой, при помощи которой на корпусе закрепляется термоэлемент. Регулировка степени нагрева радиаторов и температурного режима в помещении становится более наглядной, благодаря градуировке, которая имеется на термостатической головке.

Почему использовать термостатические клапаны для батарей выгодно?

Во-первых, при помощи регулятора для батареи отопления происходит более тонкий контроль над микроклиматом в помещении, так как можно изменять температурный фон не во всей комнате сразу, а по отдельности в тех зонах, где установлены радиаторы.

Во-вторых, локальные термостатические регуляторы, в отличие от централизованной системы управления отоплением, учитывают и такой фактор, как нагрев помещения солнцем, что исключает возможность перегрева комнаты в солнечную погоду.

В-третьих, для каждой комнаты в доме или квартире регулировка обогрева может проводиться по особой программе. Для помещений с небольшой проходимостью и посещаемостью обычно выставляется минимальная теплоотдача радиаторов. Там, где члены семьи проводят больше времени, необходима более интенсивная работа батарей, то есть больший объем циркулирующего в них теплоносителя (воды).

Достойная альтернатива обычным запорным кранам

Для того чтобы сэкономить на организации обогрева помещения, вместо регулятора температуры батарей отопления на входе трубы в нагревательный элемент врезают обычный кран. Этот механический способ регулирования ухудшает качество отопления, потому что:

• запорная арматура быстро выйдет из строя, если ее часто открывать и закрывать;
• использование чревато «завоздушиванием» всего стояка;
• после установки механического регулятора возможен будет только ручной контроль работы радиаторов, а это – лишние временные затраты;
• с его помощью выставляется лишь приблизительная температура в помещении.

Особенности регулятора

Регулятор температуры отопления, который устанавливается на батарею, работает в автоматическом режиме – необходимо лишь вначале выбрать требуемую степень нагрева радиатора при помощи градуированной шкалы на термоголовке.

Современные термостатические регуляторы отопления работают таким образом, что никогда не перекрывают подачу теплоносителя в батареи полностью, а лишь увеличивают или уменьшают ее, в зависимости от температуры в помещении.

Термоклапан – это прибор для самого тонкого контроля над нагревом радиатора отопления. Погрешность при определении температурного режима в комнате будет минимальной.

По какому принципу работают?

Одна из ключевых деталей термоклапана – шток, оснащенный уплотнительной прокладкой из резины. Этот шток подвижный, он может опускаться и подниматься, при этом изменяя диаметр отверстия, через которое в батареи попадает вода.

Если открыть клапаны, в радиаторах будет циркулировать больший объем теплоносителя, и они будут сильнее обогревать. Регулятор температуры с опущенным штоком уменьшит количество проходящей воды. Для радиатора отопления это означает менее интенсивный нагрев.

Ручные и автоматические

Менять температуру в помещении термостатическим регулятором можно вручную (механический способ) или автоматически. Ручной термоклапан для изменения положения штока требует поворота маховика вентиля. Следует учитывать, что защитный колпачок, имеющийся на клапане, может выйти из строя вследствие частых поворотов вентиля.

Автоматический регулятор – это более эффективный способ изменения температуры на радиаторе отопления. В клапанах такого типа термоголовка оснащена сильфоном – резервуаром, стенки которого представляют собой «гармошку». Внутреннее содержимое сильфона (газ или жидкость) мгновенно реагирует даже на незначительные изменения температуры в помещении.

Когда воздух прогрелся до определенного уровня, газ или жидкость в сильфоне расширяется, растягивает «гармошку», которая, в свою очередь, выталкивает и опускает шток. Шток давит на вентиль, и подача теплоносителя в батарею уменьшается.

Когда воздух начинает остывать, регуляторы температуры работают по обратному алгоритму: содержимое сильфона уменьшается в объеме, «гармошка» сжимается, шток поднимается. Для батарей отопления это означает начало более интенсивной подачи теплоносителя. Следовательно, и температура в помещении начинает подниматься.

При выборе терморегуляторов необходимо учитывать, как именно расположены радиаторы в данном помещении. Инструкция по монтажу термоклапанов включает следующее обязательное условие: термоголовка должна устанавливаться горизонтально. Такое положение обеспечит наилучшую циркуляцию воздушных потоков вокруг нее, а терморегулятор будет работать более четко и тонко.

Существуют термоклапаны с прямой и угловой термоголовкой, благодаря чему в разных системах отопления удается установить регулятор так, чтобы он находился в горизонтальной плоскости.

Особенности для двухтрубных схем отопления

Регуляторы для двухтрубных систем отопления должны обязательно иметь устойчивость к перепадам давления. Гидравлическая балансировка в двухтрубной системе происходит посредством снижения давления в районе клапана, поэтому у него должно быть высокое гидравлическое сопротивление и проходное отверстие не слишком большого диаметра. К регуляторам для однотрубных систем столь жесткие требования не предъявляются.

Более эффективными в работе считаются те термоклапаны для двухтрубных систем, которые можно настраивать дополнительно, в зависимости от особенностей помещения. Так удастся минимизировать обогрев комнат. Следовательно, отопление дома или квартиры станет более рациональным и экономным.

Терморегулятор Danfoss для радиатора отопления: инструкция, основные виды

Содержание статьи:

Поддерживать комфортную температуру, открывая окна и проветривая помещения, не всегда возможно и экономически неразумно. Дорогое тепло тратится на обогрев улицы, а сквозняки вызывают простуду. Решить проблему поможет терморегулятор Данфосс для радиатора отопления, в автоматическом режиме регулируя теплоотдачу батареи.

О компании

Фирма Данфосс основана в 1933 году

Датская компания Danfoss A/S — международный концерн, производящий тепловое и холодильное оборудование. Фирма основана в 1933 году, штаб-квартира расположена в Норборге (Дания).

В ассортименте присутствуют средства автоматизации для комплексов теплоснабжения, вентиляции и кондиционирования зданий. Заводы выпускают запорную и регулирующую арматуру.

Многолетний опыт конструирования и изготовления специализированной техники позволяет компании выпускать конкурентоспособную продукцию. По оценкам экспертов до 30% устройств для тепловой автоматики на территории России поставляет Данфосс. Вся продукция соответствует Европейским нормам качества.

Функции терморегулятора

Комфорт подразумевает поддержание разных температурных режимов в комнатах и помещениях квартиры или частного дома. Сделать это в условиях централизованного отопления без регулирующей аппаратуры невозможно по нескольким причинам:

• Радиатор имеет строгие параметры и при изменении температуры теплоносителя будет греться больше или меньше независимо от желания собственника.
• Температура теплоносителя одинакова на входе радиаторов во всех комнатах квартиры и зависит только от работы котельной.
• При подаче слишком горячей воды (пара) в комнатах будет жарко, душно и сухо.

Единственным способом регулирования микроклимата является установка термостата.

Алгоритм действия:

1. Изменяя положение регулировочной головки, выставляют терморегулятор на батарею Danfoss в необходимый режим работы.
2. При низкой температуре в комнате клапан регулятора находится в открытом положении и теплоноситель в радиатор поступает без ограничения — батарея работает на полную мощность, комната прогревается.
3. При достижении требуемой температуры регулятор постепенно перекрывает поток теплоносителя, направляя часть горячей воды в обход батареи по центральному стояку — батарея отдаёт меньше тепла, температура в комнате понижается.

Скорость и точность реагирования терморегуляторов Danfoss для радиаторов отопления зависит от конструкции прибора.

Виды конструкций

Виды регуляторов

Любые конструкции радиаторных терморегуляторов Danfoss построены и работают по похожей функциональной схеме. Есть вентили с ручной и автоматической регулировкой.

В случае ручной регулировки пользователь по мере необходимости закрывает или открывает подачу теплоносителя в радиатор. Способ неудобно использовать осенью и весной, когда температура значительно изменяется в течение суток.

Вентиль автоматического устройства открывается или закрывается при изменении температуры воздуха в помещении без участия человека.

Конструкция автоматического терморегулятора

В состав автоматического прибора входят:

• Корпус термоголовки с расположенным на ней регулятором и шкалой настройки.
• Сильфон, наполненный газоконденсатной жидкостью или газом.
• Кран-букса, управляющая работой клапана.
• Арматура для установки на подводящие теплоноситель к радиатору трубы.

Принцип работы заключается в том, что в зависимости от температуры воздуха в помещении газ, находящийся в сильфоне, расширяется при нагреве или сжимается при охлаждении. При расширении подвижная часть термоголовки перемещает шток и клапан, изменяя размер отверстия, через которое теплоноситель попадает в радиатор. При охлаждении газа в сильфоне шток перемещает клапан в открытое положение — батарея греется сильнее.

В качестве наполнителя сильфона используют специальные жидкости, парафин, газ или газовый конденсат. Данные исследований Рейнско-Вестфальского технического университета, показывают, что по скорости и точности реакции лучшими параметрами обладают газонаполненные регуляторы.

Патент на изобретение газовых устройств принадлежит компании Danfoss и только эта фирма производит такое оборудование.

Основные технические характеристики

Для пользователя важны потребительские качества и товара и его безопасность.

Любой регулятор температуры на батарею Данфосс гарантированно выдержит следующие параметры:

• рабочее давление в системе — до 10 Атм;
• испытательное давление — до 16 Атм;
• максимальную температуру теплоносителя — 120 градусов;
• пределы регулирования температуры — от 5 до 26 градусов.

При выборе обращают на присоединительные размеры регулятора. В ассортименте компании аппаратура на 10, 15, 20 и 25 мм.

Существуют корпуса, рассчитанные на прямое или угловое присоединение, что учитывают при покупке. При необходимости приобретают дополнительную арматуру.

При покупке приборов, работающих от электроэнергии, обращают внимание на способ питания регулятора: от аккумуляторов, сети, или от блока питания.

Достоинства и недостатки

Установщики теплотехнического оборудования отмечают положительные качества радиаторных терморегуляторов Danfoss:

• Экономию до 50% энергии за счёт поддержания нужной пользователю температуры в помещении. Особенно важно это свойство в частных домах или в квартирах, оборудованных индивидуальными приборами учёта потреблённого тепла.
• Быстрое автоматическое реагирование на изменение температуры воздуха в помещении.
• Простая установка на любые стандартные радиаторы, доступный ассортимент переходников и фитингов на трубы любых размеров и любой конфигурации трубопровода. Монтаж на системы с нижней, верхней, угловой подводкой в одно- и двухтрубных системах.
• Надёжность и большой срок службы при соблюдении правил эксплуатации.
• Наличие функций блокировок от несанкционированного снятия и разборки, что важно для безопасности, особенного для защиты детей от ожогов.
• Современный дизайн.
• Возможность приобретения прибора с выносным датчиком температуры, который может быть установлен на расстоянии до 5 м от радиатора. Опция помогает поддерживать нужный уровень комфорта в любой точке комнаты.

Как недостаток отмечают высокую стоимость — цена самых дешёвых образцов начинается от 15 Евро. Некоторые пользователи считают отрицательной стороной верхнюю границу регулировки 26 градусов, но такую температуру предпочитает минимальное количество людей.

Модельный ряд

Данфосс производит регуляторы с 1943 года. С 2009 года в серию запущена единая серия терморегуляторов для радиаторов, обозначенная индексом RA.

В 2016 году фирма презентовала локализованную под российский рынок линейку с обозначением RTR. Приборы приспособлены для условий эксплуатации в теплоцентралях нашей страны с учётом качества теплоносителя и параметров гидравлического давления.

При покупке регуляторов обязательно принимают во внимание сведения, содержащиеся в инструкции к автоматизированному регулятору отопления Данфосс.

Регулирующие клапаны типа RTR:

1. Приборы для двухтрубной системы с насосами — RTR-N, обладающие повышенным сопротивлением. В составе прибора имеется устройство монтажной настройки для выполнения гидравлической балансировки системы отопления.
2. RTR-G клапаны повышенной пропускной способности для насосной однотрубной или двухтрубной гравитационной системы отопления.

В квартирах и частных домах наиболее востребована серия приборов RTR7000, в которую входят приборы:

• RTR 7090 и 7091 со встроенным температурным датчиком и регулировкой температуры от 5 до 26 оС, серия 7091 может быть настроена на 0оС.
• RTR 7092 оснащены выносным датчиком* и устройством фиксирования минимальной и максимальной температуры (ограничитель хода).
• RTR 7094 — защищены от несанкционированного вмешательства в работу, встроенный датчик, предотвращающий замерзание.
• RTR 7096 защищён специальным кожухом, имеет ограничения регулировки температуры, датчик в приборе выносной*.

Выносной датчик присоединяется к прибору сверхтонкой трубкой длиной до 2 м.

Датчики с жидкостным заполнением обозначаются RTRW.

При замене датчиков старых серий RTD, RA на приборы RTR следует пользоваться таблицей.

Новая серия	Эквивалент
RTR 7090	RA 2994	RTD 3640
		RTD 3110
		RTD-R
RTD 7092	RA 2992	RTD 3642
		RTD 3120
RTD 7094	RA 2920	RTD 3120

Варианты замены более редких регуляторов можно найти в приложении к инструкции.

Особенности монтажа, настройки и эксплуатации

Установить терморегулятор несложно самостоятельно. Если в комнате несколько радиаторов, устройство устанавливают на каждую батарею либо на самую мощную.

Если радиатор не оборудован отсекающими кранами на входе и выходе, работы проводят только летом. Если батарею можно исключить из общего контура, терморегулятор можно установить в любое время.

Алгоритм монтажа:

1. При необходимости отключают отопление, сливают воду из системы.
2. Проводят разметку с учётом длины патрубков и переходников.
3. Если лишний участок трубы придётся срезать, на оставшемся участке изготавливают резьбу, используется плашка необходимого размера. В контур из полипропиленовых труб наваривается необходимый фитинг.
4. На резьбу наматывают уплотнитель (лён, ФУМ-лента) и наворачивается клапан. На корпусе стрелкой указано движение теплоносителя, оно должно строго выдерживаться.
5. В зависимости от модификации уплотнение производится резиновыми прокладками или конусной частью корпуса. Шлифовка абразивными материалами сочленений запрещена.
6. Согласно инструкции, на корпус регулятора надевается термоголовка.
7. Проводят пробный пуск, устраняют протечки.

Окончательную настройку термоголовки Данфосс для радиаторов проводят после подачи горячей воды в систему отопления.

Производитель даёт несколько важных советов по эксплуатации, позволяющих добиться наибольшего эффекта от установленного оборудования:

• если в комнате терморегуляторами оборудовано несколько батарей, они подлежат одновременной регулировке;
• при проветривании термостат отключают, чтобы не последовало повышенного расхода тепла;
• в режиме ожидания температуру не понижают больше чем на 3 градуса по сравнению с обычными показателями — сэкономленная энергия будет потрачена на повторный прогрев комнаты.

Установка терморегуляторов на радиаторы отопления — отличный способ решить проблему экономии энергоресурсов и автоматически поддерживать комфортную температуру в каждом из помещений квартиры. Установка приборов проста, не занимает много времени. Важно правильно выбрать прибор и выполнять инструкцию по эксплуатации — в этом случае устройство прослужит без поломок несколько десятков лет.

Как правильно установить терморегулятор на батарею отопления

Устанавливаемый на батарею терморегулятор является отличным инструментом для создания благоприятного микроклимата и дополнительным способом сэкономить на отоплении, поскольку позволяет уменьшить подачу теплоносителя. Терморегулятор для радиатора отопления выгодно использовать тогда, когда батареи очень сильно нагреваются. 

Регуляторы температуры следует устанавливать на такие батареи:

1. Алюминиевые.
2. Стальные.
3. Биметаллические.
4. Медные.

Ставить регулятор на чугунные изделия бесполезным потому, что чугунный радиатор или батарея имеют большую тепловую инерцию.

Строение

Конструкция любого терморегулятора состоит из двух основных элементов:

1. Термоклапана (термостатического вентиля).
2. Термоэлемента.

Термоклапан является обычным клапаном или вентилем. Он представляет собой запорную арматуру, через которую проходит теплоноситель, и внутри которой находится седло и конус. Конус влияет на степень перекрытия рабочего сечения. Этот элемент может подниматься вверх и опускаться вниз, что приводит к изменению количества поступающего теплоносителя.

В термостатическом вентиле конус двигает термоголовка. Она также известна как термостатический элемент.

Она состоит из:

• основания;
• крышки, которая и представляет собой корпус. В некоторых моделях крышка может менять свое положение. Таким образом настраивается рабочая температура;
• цилиндра;
• теплового агента;
• шпинделя. Его часто дополняют сильной пружиной.

Главным элементом является цилиндр. Его еще называют «сильфоном».  

Цилиндр представляет собой небольшую герметичную и эластичную емкость. Она заполнена тепловым агентом. Чаще всего он представлен газом и жидкостью. Газ и жидкость подбираются так, чтобы при малейших колебаниях температуры они могли быстро изменять свой объем. Некоторые производители используют твердые тепловые агенты. Из-за того, что они реагируют на изменения температуры через 30 минут и более, их используют немногие компании.

Цилиндр с тепловым агентом размещают под верхом крышки-корпуса. Под сильфоном находится шпиндель, который присоединяется к штоку термоклапана.

Принцип работы

1. Меняется температура воздуха в помещении. Если она растет, увеличивается объем цилиндра. В результате сильфон растягивается.
2. Увеличенный сильфон давит на размещенный под ним шпиндель.
3. Шпиндель вызывает давление на шток и конус (золотник). Последний опускается вниз и частично или полностью перекрывает поток нагретой жидкости.
4. Батарея начинает остывать, температура в помещении падает, что приводит к уменьшению объема сильфона.
5. Пружина давит на шпиндель или конус, и оба элемента поднимаются вверх, что увеличивает поток теплоносителя.
6. Радиатор нагревается, поднимая температуру в помещении. В то же время увеличивается цилиндр. Цикл повторяется.

Наиболее прогрессивные терморегуляторы для радиаторов способны регулировать температуру с точностью до 1 °С. Все зависит от того, какой тепловой агент находится в середине сильфона. Если он быстро реагирует на изменение климата в помещении, то точность высокая.

Работа всех терморегуляторов на батареях приводит к тому, что часть радиаторов всегда остается холодной. Ограничивается поток теплоносителя. Однако холодными батареи могут быть и из-за засорения или наличия воздуха. Обнаруживают эти проблемы путем снятия термоголовки и ожидания. Если через некоторое время поверхность радиатора стала полностью теплой, то проблем нет.

Не всегда терморегуляторы для радиаторов могут корректно работать. Это происходит из-за следующих факторов:

1. Закрытия шторой.
2. Сквозняков.
3. Попадания прямых солнечных лучей.
4. Дополнительных источников тепла.

Виды

Терморегуляторы для радиаторов бывают разных видов. Причем их классифицируют по двум признакам:

1. Тип термоголовки.
2. Вид теплового агента.

Согласно первому критерию бывает:

1. Ручной терморегулятор для батарей отопления.
2. Механический.
3. Электронный.

Первый вид представляет собой обычный вентиль с простой крышкой, которую нужно крутить вправо-влево. Ее вращение приводит к поднятию/опусканию золотника в кране. Такой регулятор нуждается в постоянной опеке, ведь когда становится слишком тепло, нужно перекрывать вентиль, а когда становится холодно, опять нужно менять положение его крышки. Но можно легко снять крышку и на ее место поставить автоматический терморегулятор. Заменять клапан не нужно, ведь он универсален.

Термостат с механической головкой также требует ручной настройки. Однако она проводится только один раз. Далее температура регулируется в автоматическом порядке. Выставление нужного уровня температуры происходит путем поворота крышки термоголовки. В большинстве случаев на крышке есть отметки «больше-меньше» или цифры от 1 до 5-7.

Некоторые модели имеют выносной датчик. Он соединяется с основанием с помощью капиллярной трубки.

Электронные терморегуляторы на батареи имеют очень много полезных опций. Они отличаются большими размерами. Это обусловлено тем, что электронный блок управления, а также сервопривод требуют электрической энергии. Во многих моделях ее источником выступают батарейки или съемные аккумуляторы. Находятся они в корпусе.

Главная особенность электронных терморегуляторов для радиаторов заключается в возможности работать в нескольких режимах и самостоятельно изменять их.  На ночь, на выходные или на время отсутствия людей в квартире можно выставить сниженную температуру. Далее можно настроить термоголовку так, чтобы за несколько часов до появления жителей в квартире или доме произошла смена режима, и помещение прогрелось до нужной температуры.

Типы теплового агента

Наиболее часто используют жидкость и газ. Из-за этого выделяют такие виды термоголовок:

1. Жидкостные.
2. Газовые.

Более дешевыми и простыми являются регуляторы первого вида. Но они управляют батареей медленнее.

Газовый регулятор для батареи отопления имеет меньшую инерционность, благодаря чему способен быстро среагировать на изменение температуры в помещении.

На практике разница между реакцией двух типов маленькая.

Практически все виды терморегуляторов способны устанавливать температуру, диапазон которой составляет +6…+28 °С.

Особенности термоклапана

Он имеет две разновидности. Они зависят от того, в какой системе отопления должен использоваться кран: однотрубной или двухтрубной.

Если вы установите в однотрубную систему кран для двухтрубной, радиатор будет плохо прогреваться. Причиной этого является то, что запорная арматура для 2-трубной системы имеет высокое гидравлическое сопротивление. Фактически оно вдвое больше такого показателя вентилей для 1-трубной системы. Чтобы достичь такого сопротивления, производители делают малое проходное сечение. Оно позволяет уменьшить давление на вентили и сбалансировать давление в системе. Из-за этого при условии низкого давления (характерно для 1-трубной системы) через кран поступает мало теплоносителя.

Для 1-трубных систем подходят те вентили, проходная способность которых равна или превышает 3.

Установка

Монтируют электронный терморегулятор на батарею просто. Для этого выполняют следующие действия:

1. Перекрывают стояк и спускают воду.
2. У радиатора отрезают кусок трубы. Его длина должна соответствовать длине термостатического вентиля. Трубу перерезают в одном месте.
3. Демонтируют часть трубы, которая осталась в радиаторе. Эти шаги не выполняют, если система отопления только создается или стоит кран с такими размерами, как и у нужного вентиля.
4. Откручивают от термовентиля штуцер с американкой.
5. Штуцер фиксируют в радиаторе, а основание крана на трубе.
6. Прикладывают кран к штуцеру в радиаторе и затягивают американку. Вентиль должен находиться так, чтобы шток «смотрел» в сторону.
7. Фиксируют электронную или механическую термоголовку.

Особенности установки:

• термостат обычно ставят на вводную трубу. При этом стрелка на нем должна совпадать с направлением движения теплоносителя;
• электронное устройство всегда должно находиться в горизонтальном положении. Запрещается размещение термоголовки над трубой потому, что тепло от трубы будет нагревать цилиндр и вызывать ненужное перекрытие радиатора. Следствие – холодное помещение;
• большинство электронных и механических регуляторов настроены для монтажа на высоте 40-60 см. Если разместить их на высоте 10-15 см (нижнее подключение батареи), то в помещении будет слишком тепло. Решить проблему с нижним подключением можно благодаря перенастройке терморегулятора, использованию выносного датчика или покупкой специально предназначенного регулятора;
• если система отопления является однотрубной, то вводную и выводную трубу правильно соединять дополнительной трубой. Надо создавать байпас.

Погода в доме – ретроспективный обзор автоматического регулятора для батареи отопления.

Обзор-размышление на тему домашней автоматики без использования ардуин и прочих мажордомов. Снова хватит делать из муськи хабр пост о том как дом может стать немного умнее легким движением руки.
Прошлый пост: про Амбилайт своими руками

Итак… тяга к графомании так и не оставляет меня в покое..( В связи с этим- окинул взглядом квартиру (в поисках какой-нибудь фигни про которую стоило бы написать, но чтобы не очередной фонарик, или шнурок за 50 центов или еще какой мусор). Натолкнулся на одну из наиболее полезных но при этом незаметных покупок из всей моей онлайн истории шоппинга. Несмотря на предельную простоту прибора и его исключительную совместимость с различными стандартами- тем не менее практически ни у кого из своих знакомых ни в России, ни вне ее -я таких штук не видел… а зря )

В связи с этим — хочу обратит ваше внимание на весьма полезный прибор- автоматический регулятор\вентиль для батареи центрального отопления. Прошу любить и жаловать.

Показать фотку из магазина

Внеклассное чтение: полезные ссылки из коммента alexislip от 27 августа 2015, 07:50

Кому интересна данная тема, то вот ссылки по ней (не мной написанные): 1; 2; 3

Девайс установлен у меня уже более года. показал себя как в жару так и в холод. высадил один (!!!) комплект батарей. так что видео распаковки тип- увы не будет. зато могу поделиться своими ощущениями на таком долгом периоде времени.
(Спрашивайте в комментариях буду отвечать по-сути)

Если в 2 словах- брать надо однозначно. Особенно людям с новыми ремонтами, владельцам частных домов\коттеджей, всем кто платит за тепло в доме по счетчику (за горячую воду\газ\электричество\дрова\итп)

Пара слов предыстории: после переезда в новую квартиру — встал вопрос оплаты за отопление. в связи с этим старался особенно не кочегарить, да и в жарко натопленной комнате сидеть не очень комфортно. С другой стороны постепенно замерзать и постоянно ловить комфортную температуру ручной регулировкой башки на батарее было несколько обломно. Да и вставать по утрам хочется в теплой комнате (а спать наоборот в прохладной… так лучше высыпаюсь). Короче классический случай попытки запрячь льва и агнца в одну телегу.
Проблема стояла- не решалась пару недель… ровно до тех пор пока я не понял что у меня под руками клавиатура и трудолюбивые китайцы наверняка нашли все ответы на все волнующие меня вопросы. Не тут-то было!
Толь артикулов на Али оказалось слишком много, толи слова я неправильный в поиск забивал- но все что находилось оказывалось даже близко не похоже на искомое.
Пришлось обратиться к магазинчику поближе. Дело сразу пошло в разы веселее: недолгий поиск вывел меня на целый класс устройств под названием «автоматический\программируемый регулятор для батареи». Принцип работы — простой как палка. По задаешь желаем диапазоны времени, задаешь желаемую температуру. Штука вешается на вентиль батареи (прям на игольчатый клапан)- в соответствии с программой либо (при)открывает, либо перекрывает этот самый клапан стараясь поддерживать температуру в районе заданной пользователем. Точность: +\- четверть градуса вроде.

Короче говоря почитал отзывы- заказал-получил установил.
Утсановка- производится БЕЗ каких либо инструментов. Скручиваю зажимное кольцо старой башки-регулятора — ставлю автоматическую — закручиваю кольцо.
В комплекте были переходники на все возможные более мене распространенные системы под различные диаметры. Мне подошел стандартный и дальше я копать не стал. В инструкции были какие-то страшные слова в которые вникать было лень. Выглядело как 3-4 дополнительных кольца\переходника\проставки.
после установки девайс делает 2 прогона от упора до упора- настраивается на глубину проживания клапана (запоминает крайние значения). Электромоторчик внутри прикольно жужжит — сначала выдвигает по максимуму металлический шатко который утапливает штырек клапана регулировки, потом втягивает его обратно- проверяя где его максимальное открытое значение. и потом еще раз.

После этого можно переходить к установке даты\времени и программированию временных зон.
Настраивается либо прям по дням, либо вся неделя, либо рабочие + выходные дни.
По 5 временных интервалов на день.
Я сильно заморачиваться не стал. поставил в настройках следующие параметры:
Пн-Пт
0.00-6.30 — 16 градусов (чтобы спать в прохладе. реально — так низко не опускается но мне надо чтобы батарея была почти полностью перекрыта)
6. 30-8.00 — 24 градуса (за несколько минут до моего подъема регулятор открывает клапан и начинает жарить на все деньги. 10 минут и в комнате становится реально теплее- батарея весьма героическая)
8.00-17.00 — 16 градусов. (дома меня нет- зачем греть\платить)
17.00- 22.00 — 18 градусов (не жарко и не холодно… нормально)
22.00-23.59 — 20 градусов (немного прогреть перед сном чтобы комфортно было укладываться)
Сб-Вс
все так же, только утренний прогрев начинается на пару часов позже- чтобы поспать подольше.

после окончания программирования девайс переходит в боевой режим и в приницпе на полгода можно о нем забыть.

Уезжая в командировку на месяц — перевел его в режим «отпуск» — поставил дату и время возвращения. приехал, а у меня снова теплая комната… как и не уезжал ).

Кроме автоматического — есть еще ручной режим- крутило на торце выставляешь желаемую температуру и автоматика начинает действовать сразу.
Кроме того — однократное нажатие на центральную клавишу включает\выключает режим «Boost» — полное открытие клапана на 5 минут. Очень полезно когда вернулся после долгой прогулки по морозу и хочется отогреться.

Ну и конечно (как и везде) — есть нюансы. Куда без них… )
Датчик комнатной температуры установлен непосредственно в корпусе девайса. Соответственно если регулятор окажется на сквозняке (из окна или из открытой балконной двери) — то он так или иначе будет охлаждаться сильнее — мерять температуру в комнате ниже чем она есть на самом деле. Раньше начнет включать батарею на прогрев. В результате температура в комнате будет выше чем запрограммировано. Это конечно не трагедия, но нужно иметь в виду. У меня получилось почти так- регулятор находится недалеко от окна- не на сквозняке но реальную температуру занижает на градус-полтора.

Среди дополнительных аксессуаров- видел магнитные концовки на окна. В случае если окно открыто в режим проветривания — регулятор перекрывает батарею чтоб не молотил вхолостую и ждет пока окно не будет закрыто. У меня окно немного приоткрыто круглый год, так что мне оказалось неактуально. Но тем не менее такая опция есть и кому=то может показаться нужной.

Так же у данного производителя есть более старшая модель — целая система автоматизации отопления:
кубик-хаб с подключением к интернету
+ группа таких вот автоматических регуляторов (с беспроводным подключением)
Позвольте программировать разнообразные температурные режимы в разных комнатах в разные временные промежутки. прям оно смартфона\компа или через интернет. Очень круто, но я пока себе отложил покупку на после НГ- как раз планируется переезд в квартиру побольше. Там и буду программировать чтобы в спальне один режим, в гостиной другой, в ванной — третий итд…

кучка фоток

С чего вся началось- счетчик отопления. хотелось бы чтоб он насчитал как можно меньше

Клапан без башки

«Рабочий орган» — штырек движется и либо открывает либо зажимает клапан на батарее

Устройство установлено:

Выставление температуры вручную:

Общий вид:

Чужой видос, но девайс такой же точно!

В качестве заключения хочется отметить- хотя в россии и не так остро стоит вопрос с оплатой за отопление, но приехав к маме в гости на НГ- чуть не сдох от жары старый сталинский дом с чугунными батареями, которые жарят как в последний раз при мягкой зиме- просто смерти подобно. Бегать по комнатам и подгонять температуру врукопашную- ключей или крутилками- можно, но очень быстро утомляет. Тем более неприемлемо для человека в возрасте.
Поставить автоматический регулятор- запрограммировать один раз и менять батарейки раз в год- кажется единственное правильное решение в 21м веке.

Хорошей погоды!

PS ошибок наверно опять много. если будет резать глаз- прошу прощения. шлите в личку- все исправлю. За конструктивную критику- всегда + в карму.

Установить регуляторы на чугунные батареи в г. Москва недорого

Цена договорная

3 чугунные батареи, нужно установить регуляторы, перемычку. регуляторы нужны потому что очень хорошо топят.

Когда: , 00:00

Адрес: улица Рудневой, Москва

Смотрите также:

Хотите найти лучшего мастера по ремонту?

Последние добавленные задания

• Цена договорная

  Услуги электрика

  Поставить розетку на 380 вольт

  Калашников М. улица Вавилова, 9Ас6, Москва, Россия

• Цена договорная

  Собрать Мебель

  Нужно собрать: Обеденный стол Маленькую тумбу (икеа) Тумбу под раковину, в также установить на неё раковину и смеситель И мебель в детской – кроватку, Детский стульчик и столик, и 2 невысоких шкафчика…

  Полина П. Сколковская улица, Одинцово

• Цена договорная

  Повесить кронштейн для телевизора

  Пытался повесить кронштейн самостоятельно- итог два сломаных болта, застрявших в стене. Все оборудование есть

  Захар А. Мещанская улица, 14, Москва

• Цена договорная

  Сделать замер

  Замерить ванную комнату (около 4 кВ м) и гостиную (около 20 кВ м) + некоторые элементы мебели. Готовы заплатить 1000р.

  Юлия Д. Уссурийская улица, 1к1, Москва

• Цена договорная

  Сборка кухни в Уфе

  Собрать кухонный гарнитур

  Гульнур М. улица Георгия Мушникова, 15/3, Уфа, Республика Башкортостан, Россия

Контроллер заряда

| Регуляторы заряда и аккумулятора

Дополнительная информация о контроллерах заряда

Что такое контроллеры заряда от солнечных батарей и как они работают?

Узнайте основы контроллера заряда солнечной энергии, что он делает, как работает и как выбрать правильный размер для автономной солнечной энергосистемы. Контроллер заряда является важным компонентом солнечной системы, основанной на батареях, и не используется в системах с прямыми сетками.

Типы контроллеров заряда

• Контроллеры заряда солнечных батарей используются для регулирования и оптимизации заряда от солнечных панелей, а также для защиты батарей в солнечных энергетических системах.
• Контроллеры солнечного освещения предлагает как контроллер заряда солнечной энергии, так и программируемый контроллер освещения в одном устройстве. Лампы постоянного тока или другие нагрузки постоянного тока могут запускаться непосредственно от контроллера солнечного освещения в запланированное время, что потенциально устраняет необходимость в отдельном таймере или контроллере нагрузки.
• Зарядные устройства переменного тока используют источник переменного тока (AC), например, настенную розетку, для зарядки аккумуляторной батареи постоянного тока (DC). Доступны различные модели, обеспечивающие более быструю зарядку, или различные входы и выходы напряжения.
• Контроллеры отклонения (сброса) нагрузки могут быть либо контроллером заряда солнечной батареи, либо контроллером нагрузки постоянного тока, или контроллером отклоняющей нагрузки.
• Датчики температуры позволяют источнику зарядки, например солнечному контроллеру заряда или зарядному устройству переменного тока, определять температуру батареи. Это побуждает источник зарядки отрегулировать настройки, чтобы обеспечить соответствующую зарядку, а также защитить аккумулятор.

OutBack FLEXmax 100

В этом видео с выставки Solar Power International 2017 мы знакомимся с OutBack Power и узнаем об их новом контроллере FLEXmax 100 MPPT с более высоким напряжением.Это очень гибкий и конфигурируемый элемент солнечной батареи – его можно подключить к последовательному соединению 6 или 7 солнечных панелей для высоковольтной и слаботочной работы с солнечной батареей. Это позволяет использовать провода меньшего размера для меньшего падения напряжения. FLEXmax 100 соответствует требованиям NEMA3, что позволяет устанавливать его снаружи рядом с солнечной батареей.

FLEXmax 100 имеет встроенную защиту от замыкания на землю и совместим с батареями как на 24 В, так и на 48 В. Он обеспечивает выходную мощность 100 А и позволяет заряжать аккумуляторную батарею мощностью до 5 кВт.

Как работают контроллеры заряда?

Нас часто спрашивают: как на самом деле работают контроллеры заряда и что они делают в солнечной энергетической системе? Или зачем мне она вообще нужна в моей солнечной системе – нельзя ли просто подключить солнечные панели напрямую к батареям?

Контроллеры заряда

необходимы, потому что они защищают ваши батареи от перезарядки солнечными панелями и блокируют любой обратный ток от батарей к панелям в ночное время. Кроме того, они защищают все аспекты вашей солнечной энергетической системы.

Датчики температуры – недорогое дополнение, которое помогает контроллеру заряда более точно регулировать заряд аккумуляторной батареи.

Функция отключения при низком напряжении (LVD) позволяет подключать нагрузку постоянного тока с таким же напряжением, что и аккумуляторная батарея, и позволяет контроллеру отключать ее, когда аккумуляторная батарея разряжена. Это защищает батареи от полного разряда, также известного как «глубокая разрядка».

Узнайте больше о контроллерах заряда солнечных батарей, включая MPPT vs.Контроллеры PWM, в нашем блоге: «Контроллеры заряда солнечных батарей».

Midnite Solar’s The Kid Контроллер заряда солнечных батарей

Хотите узнать больше о контроллере заряда MPPT, который идеально подходит для автономной солнечной системы или морского применения? Посмотрите наше видео о “The Kid” от Midnite Solar. Этот контроллер чрезвычайно универсален и может управлять питанием от солнечных панелей до различных батарей глубокого цикла, включая AGM, гелевые, заливные свинцово-кислотные, литиевые, кальциевые и даже нестандартные батареи. Продолжая тему универсальности, The Kid можно использовать в системах на 12, 24 и 48 В.

The Kid также предлагает возможность группировки нескольких детей вместе в зависимости от потребностей и типа солнечной системы, которую вы используете. Kid прост в установке и предлагает мощные возможности настройки, так что вы можете настроить его в соответствии со своими требованиями.

Поиск и устранение неисправностей солнечного контроллера заряда

Посмотрите наше видео о том, как устранить неполадки контроллера.В этом видео мы покажем вам, как убедиться, что ваша солнечная энергосистема правильно заряжает аккумулятор через контроллер заряда. Познакомиться с оборудованием, из которого состоит ваша солнечная энергетическая система, стоит того, особенно если ваша система установлена ​​в удаленном автономном месте.

Мы покажем вам, как измерить ток, идущий от устройства к батарее, с помощью мультиметра, установленного для считывания ампер, чтобы убедиться, что ваша система работает. Мультиметры – важная часть оборудования, которое необходимо иметь под рукой, чтобы помочь диагностировать проблемы с внесетевыми солнечными системами.Большинство мультиметров могут считывать значения как постоянного, так и постоянного тока, что позволит вам выйти за рамки простого измерения вольт. Смотрите и узнавайте больше!

Генераторы и регуляторы заряда | Mastervolt

Существующий генератор на главном двигателе предназначен для зарядки стартерной батареи. В результате комбинация не идеальна для быстрой и полной зарядки других аккумуляторов, особенно если вы хотите зарядить аккумуляторы в течение короткого времени или при питании большой нагрузки.

Есть два варианта решения этой проблемы:

Оборудуйте стандартный генератор регулятором заряда Mastervolt Alpha Pro.Этот регулятор заряда максимизирует выходную мощность генераторов, регулируя генератор таким образом, чтобы аккумуляторы получали оптимальный заряд. Проверенный трехступенчатый + метод зарядки гарантирует быструю и безопасную зарядку аккумуляторов.

Вы также можете выбрать второй мощный генератор Mastervolt Alpha с регулятором заряда Alpha Pro. Эта комбинация была специально разработана для зарядки сервисных аккумуляторов и позволяет быстро заряжать и выключать двигатель, когда захотите.

Регуляторы заряда Alpha Pro

• Подходит для 12 и 24 В.
• Включая соединительный кабель Plug & Play, адаптерный кабель для генераторов Bosch не является обязательным.
• Серия Alpha Pro подходит для большинства генераторов переменного тока с зарядным током до 400 ампер.
• Автоматическая компенсация напряжения и температуры.
• Функция «Keep alive» для тахометра.
• Совместимость с MasterBus.

Регулятор заряда измеряет температуру аккумулятора и соответствующим образом регулирует процесс зарядки, обеспечивая безопасную и быструю зарядку.Поэтому аккумулятор всегда содержится в хорошем состоянии.

Генератор серии Alpha

• Быстрая и полная зарядка стартерных и служебных аккумуляторов.
• Электроснабжение всех потребителей.
• Версии 12 В и 24 В.
• Зарядный ток от 75 A до 150 A.
• Standard поставляется с регулятором заряда Alpha Pro MB для оптимальной работы и увеличения срока службы батарей.

Использование Battery Mate или изолятора батареи в сочетании с генератором Alpha позволяет легко заряжать два или три отдельных комплекта батарей одновременно.

Технология регулирования напряжения Balmar – BalmarBalmar

Технология регулирования напряжения Balmar
Генераторы с высокой выходной мощностью являются важной частью вашей системы по уходу за батареями, но определенно не единственной ее частью. Без надлежащего регулирования напряжения зарядка аккумулятора может быть медленным процессом или, что еще хуже, идеальным рецептом для раннего выхода аккумулятора из строя.

Все коммерческие генераторы переменного тока поставляются с внутренней схемой выпрямителя / регулятора, которая:

(1) Преобразует переменный ток, генерируемый генератором переменного тока, в постоянный, и (2) фиксирует выходное напряжение на статическом уровне – обычно 14. 6 вольт.

Есть несколько недостатков с внутренними регуляторами:

(1) Не все аккумуляторные технологии хотят получать 14,6 В. (2) Все типы аккумуляторов имеют оптимальный «профиль» зарядки, что означает, что им нужны разные напряжения и токи на разных этапах цикла зарядки, а также изменения при изменении температуры аккумулятора. (3) После полной зарядки аккумуляторы могут перегреться, если на них подается постоянный ток при фиксированном напряжении заряда.

Запатентованные Balmar регуляторы напряжения Max Charge и ARS-5 обеспечивают динамический метод мониторинга состояния батареи и применяют правильный уровень управления генератором (напряжение и ток), чтобы гарантировать, что ваши батареи заряжаются быстро и безопасно. Во время работы двигателя регуляторы Balmar проходят следующие этапы для обеспечения надлежащей зарядки аккумулятора:

Этап 1: Задержка пуска –

После запуска двигателя регулятор ожидает в течение нескольких секунд перед подачей тока возбуждения на генератор. Это позволяет двигателю и ремням прогреться перед приложением нагрузки генератора.

Этап 2: плавный подъем –

Регулятор медленно увеличивает возбуждение поля генератора, чтобы уменьшить нагрузку на ремень.

Этап 3: объемная заправка –

Регулятор увеличивает выходную мощность возбуждения до максимально безопасного уровня, позволяя генератору достичь максимальной выходной силы тока на основе целевых пределов заряжаемого типа батареи.Целевое напряжение находится в диапазоне от 14,1 В до 14,6 В в зависимости от выбранного типа батареи (напряжение объемной зарядки 24 В находится в диапазоне от 28,2 В до 29,2 В). Заводская установка времени заполнения составляет 18 минут, и ее можно полностью настроить в режиме расширенного программирования.

Этап 4: Расчетный объем –

В конце установленного периода времени большой емкости регулятор вычисляет состояние зарядки на основе способности генераторов переменного тока достигать и поддерживать заданное напряжение, а также процента выходного поля, необходимого для поддержания этого напряжения. На этом этапе будет поддерживаться объемная зарядка до тех пор, пока не будут выполнены все критерии, после чего регулятор снизится до напряжения поглощения.

Этап 5: Напряжение абсорбции –

Обычно на две десятых вольта ниже основного целевого напряжения, абсорбционное напряжение позволяет генератору подавать ток в почти полностью заряженные батареи без перезарядки. Время абсорбции предварительно установлено на 18 минут и регулируется в расширенном режиме программирования регулятора.

Этап 6: Расчетное поглощение –

В конце установленного периода времени поглощения регулятор вычисляет состояние зарядки на основе способности генератора переменного тока достигать и поддерживать заданное напряжение и процента выходного поля, необходимого для поддержания этого напряжения.На этом этапе будет поддерживаться напряжение абсорбционной зарядки до тех пор, пока не будут выполнены все критерии, после чего регулятор снизится до плавающего напряжения.

Этап 7: напряжение холостого хода –

Обычно напряжение холостого хода на вольт ниже основного целевого напряжения позволяет генератору подавать ток в полностью заряженные батареи, достаточный для замены любой емкости батареи, используемой во время движения. Время плавания предварительно установлено на 18 минут и регулируется в режиме программирования регуляторов.

Этап 8: Расчетное число с плавающей запятой –

В конце установленного периода времени плавающего режима регулятор вычисляет состояние зарядки на основе способности генератора переменного тока поддерживать заданное напряжение плавающего режима и процента выходного поля, необходимого для поддержания этого напряжения. Если все критерии расчета соблюдены, регулятор продолжит поддерживать напряжение холостого хода. Если расчет показывает, что генератор не поддерживает напряжение батареи, регулятор вернется к напряжению поглощения.

Многоступенчатый регулятор Balmar: дополнительные характеристики

Выбираемые пользователем предустановленные программы батарей

Balmar предоставляет несколько профилей зарядки для обеспечения оптимальной зарядки. Просто выберите программу аккумуляторов, соответствующую вашей технологии аккумуляторов. Семейство регуляторов Max Charge содержит 8 предустановленных профилей заряда. ARS-5 содержит 5 предустановленных профилей.

Расширенные режимы программирования

Многоступенчатые регуляторы

Balmar обладают широким набором расширенных настроек регулятора.Получив доступ к расширенной функции программирования, пользователь может изменять время зарядки и напряжения на всех этапах зарядки, настраивать время задержки запуска, пределы температурной компенсации, крутизны температурной компенсации и изменять уставки для реакции генератора на перегрев.

Датчик и контроль температуры генератора и аккумулятора

Многоступенчатые регуляторы

Balmar имеют возможность автоматически корректировать мощность зарядки, чтобы гарантировать, что батареи заряжены должным образом независимо от температуры окружающей среды.Если температура батареи превышает безопасный рабочий уровень, регуляторы максимального заряда и напряжения ARS-5 автоматически уменьшат выходную мощность зарядки, чтобы избежать опасных условий теплового разгона.

Управление нагрузкой на ремень

Многоступенчатые регуляторы

Balmar могут защитить двигатель и ремень, позволяя пользователю снижать выходную мощность генератора с небольшими приращениями, регулируя диспетчер нагрузки на ремень. Регулируемый с шагом 4%, диспетчер нагрузки на ремень расширяет полосу пропускания импульсов поля регулятора, тем самым снижая нагрузку на приводной ремень.Диспетчер нагрузки на ремень также можно использовать для защиты генератора переменного тока в приложениях, где емкость аккумулятора превышает идеальные коэффициенты зарядки.

Выбор подходящего многоступенчатого регулятора Balmar для ваших нужд может вызвать затруднения. В следующей таблице указаны соответствующие регуляторы Balmar для каждого применения и серии генераторов Balmar. Нажмите на номер детали, чтобы получить лист технических данных.

	Регуляторы Balmar				Цифровая зарядка Duo	Центральное поле со сдвоенным двигателем
	12 В			24 В
Предустановленные многоступенчатые программы работы с батареями Номер детали:	АРС-5	MC-614	MC-612-DUAL	MC-624	DDC-12/24	CFII-12/24
Универсальная заводская программа, заливка глубоким циклом, гелевая ячейка, мат из абсорбированного стекла (AGM) и заливка спиральной намоткой (Optima)	Есть	Есть	Есть	Есть	Есть	Есть
Стандартные затопленные, чувствительные к напряжению галогенные системы, литиевые		Есть	Есть	Есть	Есть	Есть
Модели генератора переменного тока Balmar
Генераторы 6-й серии (70A-120A)	Есть	Есть	Есть	Есть	Есть	Есть
Генераторы переменного тока серии AT (165A-200A)		Есть	Есть		Есть	Есть
Генераторы переменного тока с большим корпусом серии 9 (140A-310A)		Есть	Есть	Есть	Есть	Есть
Несколько конфигураций генератора / двигателя
Двойной двигатель, по одному генератору на каждый		Да (требуется 2)		Да (требуется 2)	Есть	Есть
Один двигатель, два генератора			Есть	Да (требуется 2)	Есть	Есть

Как выбрать подходящий регулятор (-ы) напряжения для вашей конструкции

В этой статье показано, как выбрать лучший тип стабилизатора напряжения для вашего конкретного электронного продукта.

Опубликовано 29 апреля 2019 г. автор John Teel

Вероятно, более 90% продукции требуют регулятора напряжения того или иного типа, что делает их одними из наиболее часто используемых электрических компонентов.

Если у вас нет возможности работать напрямую от напряжения батареи или внешнего адаптера постоянного / переменного тока, требуется стабилизатор напряжения. Скорее всего, потребуется несколько регуляторов напряжения.

Эта статья – ваше руководство по выбору регуляторов напряжения, подходящих для вашей конструкции.Мы рассмотрим все: от определения типа регулятора напряжения до выбора регулятора, отвечающего вашим конкретным требованиям.

Выбор типа регулятора, который необходимо использовать

Первым шагом при выборе правильного регулятора напряжения является определение входного напряжения, выходного напряжения и максимального тока нагрузки.

Хотя существует множество других спецификаций, эти три помогут вам начать работу и помогут сузить круг необходимого вам регулятора.

Регуляторы напряжения

можно разделить на две большие классификации:

• Понижающий : Выходное напряжение ниже входного
• Повышающий : Выходное напряжение больше входного

Знание входных и выходных напряжений поможет вам легко решить, к какой группе относится ваш регулятор.

Регуляторы напряжения, для которых требуется выходное напряжение меньше входного, являются наиболее распространенным типом регуляторов напряжения. Например, вы вводите 5 В и выдает 3,3 В, или вы вводите 12 В и выдает 5 В.

Вам необходимо рассмотреть два типа регуляторов:

• Линейные регуляторы : простые, дешевые и бесшумные, но могут иметь низкую энергоэффективность. Линейные регуляторы способны только понижать напряжение.
• Импульсные регуляторы : Высокая энергоэффективность, но более сложная и дорогая, с большим шумом на выходе.Импульсные регуляторы могут использоваться как для понижения, так и для повышения напряжения.

Если вам требуется выходное напряжение, которое меньше входного, начните с линейного регулятора, а не импульсного регулятора.

Рисунок 1. Линейный регулятор использует транзистор и контур управления с обратной связью для регулирования выходного напряжения. Линейный регулятор может производить только выходное напряжение ниже входного.

Линейные регуляторы

намного дешевле и проще в использовании, чем импульсные регуляторы, поэтому, как правило, они должны быть вашим первым выбором.

Единственный случай, когда вы не хотите использовать линейный стабилизатор, – это если рассеиваемая мощность слишком велика или вам нужно повысить напряжение.

Определение рассеиваемой мощности

Хотя линейные регуляторы дешевы и просты в использовании, основным недостатком является то, что они могут тратить много энергии. Это может вызвать чрезмерный разряд батареи, перегрев или повреждение продукта.

Если у вас есть аккумулятор, мощность которого расходуется на тепло, аккумулятор разряжается быстрее. Если это не аккумулятор, но он по-прежнему выделяет значительное количество тепла, это может вызвать другие проблемы с вашей конструкцией.

Фактически, при определенных условиях линейный регулятор может выделять столько тепла, что фактически разрушает себя. Очевидно, вы этого не хотите.

При использовании линейного регулятора начните с определения того, сколько мощности будет рассеиваться регулятором.

Для линейных регуляторов используйте уравнение:

Мощность = (Входное напряжение – Выходное напряжение) x Ток (Уравнение 1)

Можно предположить, что выходной ток (также называемый током нагрузки) примерно такой же, как входной ток для линейных регуляторов.

По правде говоря, входной ток равен выходному току плюс ток покоя, который потребляет линейный регулятор для выполнения функции регулирования.

Однако для большинства регуляторов ток покоя чрезвычайно мал по сравнению с током нагрузки, поэтому достаточно предположить, что выходной ток равен входному току.

Как видно из уравнения 1, если у вас большой перепад напряжения (Vin – Vout) на регуляторе и / или большой ток нагрузки, то ваш регулятор будет рассеивать большое количество энергии.

Например, если на входе 12 В и на выходе 3,3 В, разность напряжений будет рассчитана как 12 В – 3,3 В = 8,7 В.

Если ток нагрузки составляет 1 ампер, это означает, что регулятор должен рассеивать 8,7 Вт мощности. На это тратится огромное количество энергии, и это больше, чем может выдержать любой линейный регулятор.

Если, с другой стороны, у вас есть высокий перепад напряжения, но вы используете ток нагрузки всего в несколько миллиампер, то мощность будет небольшой.

Например, в приведенном выше случае, если вы сейчас используете ток нагрузки только 100 мА, рассеиваемая мощность упадет до 0,87 Вт, что гораздо более приемлемо для большинства линейных регуляторов.

При выборе линейного регулятора недостаточно просто убедиться, что входное напряжение, выходное напряжение и ток нагрузки соответствуют характеристикам регулятора.

Например, у вас есть линейный стабилизатор, рассчитанный на напряжение до 15 В и ток 1 А. Вы думаете: «Хорошо, если это так, я могу подать на вход 12 В, взять 3.3 В на выходе и запустить его при 1 А, верно? ”

Неправильно! Вы должны убедиться, что линейный регулятор может выдерживать даже такое количество мощности. Для этого нужно определить, насколько нагревается регулятор, исходя из мощности, которую он должен рассеять.

Для этого сначала рассчитайте, сколько мощности будет рассеиваться линейным регулятором, используя уравнение 1 выше.

Во-вторых, посмотрите в таблице данных регулятора в разделе «тепловые характеристики» параметр под названием «Theta-JA», выраженный в единицах ° C / Вт (° C на ватт).

Theta-JA указывает количество градусов, на которое микросхема будет нагреваться выше температуры окружающего воздуха, на каждый ватт мощности, которую он должен рассеять.

Просто умножьте расчетную рассеиваемую мощность на Theta-JA, и вы узнаете, насколько сильно этот линейный регулятор будет нагреваться при такой мощности:

Мощность x Theta-JA = Температура выше окружающей (Уравнение 2)

Допустим, ваш регулятор соответствует спецификации Theta-JA 50 ° C на ватт. Это означает, что если ваш продукт рассеивает:

• 1 ватт, он нагреется до 50 ° C.
• 2 Вт нагреется до 100 ° С.
• ½ ватта нагревается до 25 ° C.

Важно отметить, что рассчитанная выше температура представляет собой разницу температур выше температуры окружающего воздуха.

Предположим, вы подсчитали, что при ваших условиях питания регулятор будет рассеивать 2 Вт мощности. Вы умножаете это на Theta-JA, и вы определяете, что он нагреется до 100 ° C.

Здесь важно не забыть добавить температуру окружающего воздуха. Комнатная температура обычно составляет 25 ° C. Следовательно, вы должны добавить 25 ° C к 100 ° C. Теперь у вас температура 125 ° C.

125 ° C – это максимальная температура, на которую рассчитано большинство электронных компонентов, поэтому вы никогда не захотите намеренно превышать 125 ° C.

Обычно вы не повредите свой продукт, пока не достигнете температуры примерно от 170 ° C до 200 ° C. К счастью, у большинства регуляторов также есть тепловое отключение, которое срабатывает при температуре около 150 ° C, поэтому они отключатся до того, как вызовут какие-либо повреждения.

Однако у некоторых регуляторов нет теплового отключения, поэтому вы можете повредить их, если они рассеивают слишком много энергии.

В любом случае, вы не хотите, чтобы ваш продукт постоянно перегревался и ему приходилось отключаться, чтобы остыть.

Также следует учитывать, что температура воздуха не всегда может быть 25 ° C.

Допустим, ваш регулятор по-прежнему нагревается до 100 ° C при нагрузке, но теперь температура окружающей среды составляет 50 ° C (например, в закрытой машине в жаркий летний день).

Теперь у вас 50 ° C плюс 100 ° C, а при загрузке – до 150 ° C. Вы превысили указанную максимальную температуру и находитесь на грани срабатывания теплового отключения.

Очевидно, этого следует избегать. Эксплуатация регулятора таким образом, чтобы он регулярно превышал заданную температуру 125 ° C, может не вызвать немедленного повреждения, но может сократить срок службы компонента.

Регуляторы с малым падением напряжения (LDO)

В некоторых случаях линейные регуляторы могут быть чрезвычайно эффективными, потребляя очень мало энергии. Это происходит, когда они работают с очень низким входным напряжением к выходному напряжению.

Например, если Vin – Vout составляет всего 300 мВ, то даже при токе нагрузки 3 А рассеиваемая мощность составляет всего 0,9 Вт, что является достаточно низкой мощностью, чтобы выдерживать нагрузку большинством регуляторов.

Минимальный дифференциал Vin-Vout, с которым может работать линейный регулятор, называется напряжением падения. Если разница между Vin и Vout падает ниже напряжения отключения, то регулятор находится в режиме отключения.

Регулятор в режиме отпускания просто выглядит как небольшой резистор от входа до выхода. Это означает, что выход, по сути, просто соответствует входному питанию, и на самом деле никакое регулирование не выполняется.

В большинстве случаев вы не хотите использовать линейный регулятор в режиме отключения. Это ни в коем случае не повредит чему-либо, но вы потеряете многие преимущества регулятора.

Например, если на вашем входном источнике много шума, он обычно отфильтровывается линейным регулятором. Однако эта фильтрация не будет происходить в режиме отключения, поэтому весь шум входного источника питания проходит прямо через выходное напряжение.

Причина, по которой стабилизаторы с малым падением напряжения так полезны, заключается в том, что они позволяют управлять регулятором с очень малой рассеиваемой мощностью. Это связано с тем, что линейный регулятор наиболее эффективен при небольшой разнице между Vin и Vout.

Многие старые линейные регуляторы имели очень высокое падение напряжения. Например, популярные стабилизаторы серии 7800 имеют паспортное напряжение падения 2 В.Это означает, что входное напряжение должно быть как минимум на 2 В выше выходного напряжения.

Рис. 2. Старые трехконтактные линейные регуляторы требуют большего перепада напряжения Vin-Vout и, следовательно, расходуют больше энергии, чем более новые регуляторы LDO.

Хотя 2 В – это не так уж и много, если вы пропускаете через этот регулятор ток в 1 ампер и у вас есть разница в 2 В, то это 2 Вт энергии, которые теряются.

Регуляторы LDO нового поколения могут иметь очень низкое падение напряжения менее 200 мВ при полной нагрузке.

LDO, работающий только с перепадом напряжения 200 мВ, может пропускать в 10 раз больше тока при той же рассеиваемой мощности, что и линейный регулятор, работающий с перепадом напряжения 2 В. Таким образом, 1 ампер тока с дифференциалом Vin-Vout 200 мВ соответствует только 0,2 Вт рассеиваемой мощности.

Обзор линейных регуляторов

Линейные регуляторы полезны, если:

• Разница между входным и выходным напряжением мала
• У вас низкий ток нагрузки
• Требуется исключительно чистое выходное напряжение
• Вы должны сделать дизайн максимально простым и дешевым

Как мы обсудим дальше, импульсные стабилизаторы создают на выходе много шума и могут создавать нечеткое выходное напряжение.

Это может быть приемлемо для некоторых приложений, но во многих случаях требуется очень чистое напряжение питания. Например, при генерации напряжения питания для аналого-цифрового преобразователя или какой-либо звуковой схемы.

Таким образом, линейные регуляторы не только проще в использовании, но и обеспечивают гораздо более чистое выходное напряжение по сравнению с импульсными регуляторами без пульсаций, всплесков или шума любого типа.

Таким образом, если рассеиваемая мощность не слишком велика или вам не требуется повышающий регулятор, линейный регулятор будет вашим лучшим вариантом.

Импульсные регуляторы

Импульсные регуляторы намного сложнее для понимания, чем линейные регуляторы. Линейный стабилизатор основан на силовом транзисторе, который регулирует величину тока, разрешенного для подачи на выход.

ПРИМЕЧАНИЕ: Обязательно загрузите бесплатное руководство в формате PDF 15 шагов для разработки нового электронного оборудования .

Если система управления линейного регулятора определяет, что выходное напряжение ниже, чем должно быть, то от входа к выходу может проходить больший ток. И наоборот, если обнаруживается, что выходное напряжение выше, чем должно быть, регулятор будет пропускать меньший ток от входа к выходу, тем самым снижая выходное напряжение.

С другой стороны, импульсные регуляторы используют катушки индуктивности и конденсаторы для временного хранения энергии перед передачей ее на выход.

В этом уроке я проектирую печатную плату с использованием простого линейного регулятора, а в этом более глубоком курсе я проектирую индивидуальную плату с использованием более сложного импульсного регулятора.

Существует два основных типа импульсных регуляторов: повышающий и понижающий.

Понижающий импульсный стабилизатор также называется понижающим стабилизатором и, как линейный регулятор, выдает выходное напряжение ниже входного.

Рис. 3. Понижающий импульсный стабилизатор использует катушку индуктивности в качестве временного накопителя энергии для эффективного создания выходного напряжения ниже входного.

Если вы начали планировать использование линейного регулятора (понижающего), но определили, что рассеиваемая мощность слишком велика, тогда вам следует использовать понижающий импульсный стабилизатор.

В то время как повышающий импульсный стабилизатор создает выходное напряжение, превышающее входное, и называется повышающим регулятором.

Импульсные регуляторы

обладают высокой эффективностью даже при очень высоких перепадах входа и выхода.

КПД равен выходной мощности, деленной на входную. Это соотношение того, какая часть мощности от входа поступает на выход.

КПД = Pout / Pin = (Vout x Iout) / (Vin x Iin) (Уравнение 3)

Уравнение КПД такое же, как и для линейного регулятора.Однако, поскольку выходной ток равен входному току для линейного регулятора, уравнение 3 упрощается до простого:

КПД (линейный регулятор) = Vout / Vin (уравнение 4)

Например, предположим, что у вас на входе 24 В, а на выходе необходимо 3 В при токе нагрузки 1 А. Если бы это был линейный регулятор, он работал бы с чрезвычайно низким КПД, и почти вся мощность рассеивалась бы в виде тепла.

КПД для линейного регулятора будет только 3 В / 24 В = 12.5%. Это означает, что только 12,5% мощности от входа поступает на выход. Остальные 87,5% передаваемой мощности теряются в виде тепла!

С другой стороны, импульсные регуляторы обычно имеют КПД 90% или больше, независимо от разницы между входным и выходным напряжениями. Для импульсного регулятора около 90% мощности передается на выход и только 10% теряется.

Только когда Vin и Vout близки друг к другу, линейный регулятор может сравниться по эффективности с импульсным регулятором.

Например, если входное напряжение составляет 3,6 В (напряжение литий-полимерной батареи), а на выходе выдается 3,3 В, то линейный регулятор будет иметь КПД 3,3 В / 3,6 В = 91,7%.

Повышающие регуляторы напряжения

В большинстве случаев выходное напряжение будет ниже входного. В этом случае следует использовать линейный регулятор или понижающий импульсный стабилизатор, как обсуждалось.

Однако есть и другие случаи, когда вам может потребоваться выходное напряжение выше входного.Например, если у вас аккумулятор на 3,6 В и вам нужно питание 5 В.

Рис. 4. В повышающем импульсном стабилизаторе катушка индуктивности используется в качестве временного накопительного элемента для эффективного создания выходного напряжения, превышающего входное.

Многие новички в электронике удивляются, узнав, что можно генерировать более высокое напряжение из более низкого напряжения. Для выполнения этой функции необходим импульсный регулятор, называемый повышающим регулятором.

В отличие от линейных регуляторов, выходной ток импульсного регулятора не равен входному току. Вместо этого вы должны смотреть на входную мощность, выходную мощность и эффективность.

Рассчитаем входной ток для повышающего регулятора. Предположим, что входное напряжение – 3 В, выходное напряжение – 5 В, выходной ток – 1 А, а энергоэффективность – 90% (как указано в таблице данных).

Чтобы выяснить это, нам нужно использовать небольшую базовую алгебру для уравнения 3, чтобы найти входную мощность:

Pin = Pout / КПД (Уравнение 5)

Мы знаем, что эффективность составляет 90% (или 0.90), и мы знаем, что выходная мощность составляет 5 В x 1 А = 5 Вт. Мы можем рассчитать, что входная мощность составляет 5 Вт / 0,9 = 5,56 Вт.

Поскольку входная мощность составляет 5,56 Вт, а выходная мощность составляет 5 Вт, это означает, что регулятор рассеивает только 0,56 Вт.

Далее, поскольку мы знаем, что мощность равна напряжению, умноженному на ток, это означает, что входной ток равен:

Входной ток = 5,56 Вт / Vin = 5,56 Вт / 3 В = 1,85 A (Уравнение 6)

Для повышающего регулятора входной ток всегда будет выше выходного.С другой стороны, входной ток понижающего регулятора всегда будет меньше выходного тока.

Понижающие регуляторы

Допустим, вы получаете питание от двух последовательно соединенных батареек AA. При полной зарядке две батареи AA могут выдавать около 3,2 В, но когда они почти разряжены, они выдают только 2,4 В.

В этом случае напряжение вашего источника питания может находиться в диапазоне от 2,4 В до 3,2 В.

Теперь предположим, что вам нужно выходное напряжение ровно 3 В независимо от состояния батарей.Когда батареи полностью заряжены (выходное напряжение 3,2 В), вам необходимо понизить напряжение батареи с 3,2 В до 3 В.

Однако, когда батареи близки к разряду (выходное напряжение 2,4 В), вам необходимо увеличить напряжение батареи с 2,4 В до 3 В.

В этом сценарии вы должны использовать так называемый повышающий-понижающий импульсный стабилизатор, который представляет собой просто комбинацию повышающего и понижающего регуляторов.

Для решения этой проблемы потенциально можно использовать отдельный понижающий регулятор, за которым следует повышающий регулятор (или наоборот).Но обычно лучше использовать одинарный понижающе-повышающий регулятор.

Импульсный регулятор + линейные регуляторы

Помните о трех преимуществах линейных регуляторов: дешевизне, простоте и чистоте выходного напряжения.

Может быть много случаев, когда вы хотите использовать линейный стабилизатор, потому что вам нужно чистое выходное напряжение, но вы не можете, потому что они тратят слишком много энергии.

В этой ситуации вы можете использовать импульсный регулятор, за которым следует линейный регулятор.

Допустим, у вас есть входное напряжение от литий-полимерной батареи, равное 3.6 В, но вам понадобится источник clean 5 В.

Для этого вы должны использовать повышающий регулятор, чтобы поднять напряжение до значения чуть выше целевого выходного напряжения. Например, вы можете использовать повышающий регулятор для повышения напряжения с 3,6 В до 5,5 В.

Затем вы следуете за этим с помощью линейного регулятора, который берет 5,5 В и понижает его до 5 В, а также убирает шум и пульсации для получения чистого сигнала.

Это очень распространенный метод получения КПД импульсного регулятора и бесшумного выходного напряжения линейного регулятора.

Если вы выбрали эту опцию и специально пытаетесь отфильтровать коммутируемый шум, обязательно обратите внимание на коэффициент подавления подачи питания (PSRR) линейного регулятора.

PSSR данного линейного регулятора изменяется в зависимости от частоты. Таким образом, PSSR обычно представляется в виде графика, который показывает, как линейный регулятор подавляет любые пульсации на входном питании на различных частотах.

Рисунок 5 – Коэффициент подавления помех от источника питания (PSRR) в зависимости от частоты для TPS799 от Texas Instruments.

Чтобы использовать этот график, посмотрите на частоту коммутации вашего импульсного стабилизатора (или любых других источников шума в вашей цепи). Затем посмотрите на PSSR линейного регулятора на этой конкретной частоте.

Затем вы можете рассчитать, какая часть шума импульсного регулятора будет удалена линейным регулятором.

Сводка

Чтобы выбрать регулятор напряжения для вашей системы, начните с предположения, что линейный регулятор может использоваться, если входное напряжение выше, чем выходное.

Только если при этом расходуется слишком много энергии, используйте понижающий импульсный стабилизатор.

Если вам нужно выходное напряжение выше, чем входное, используйте импульсный импульсный стабилизатор.

Если у вас есть ситуация, когда входное напряжение может быть выше или ниже выходного напряжения, вам нужен импульсный импульсный стабилизатор.

Наконец, если вам нужен чистый выход, но нужна энергоэффективность импульсного регулятора, то используйте импульсный регулятор, а затем линейный регулятор для очистки напряжения питания.

Наконец, не забудьте загрузить бесплатный PDF-файл : The Ultimate Guide to Develop Your New Electronic Hardware Product . Вы также будете получать мой еженедельный информационный бюллетень, в котором я делюсь премиальным контентом, недоступным в моем блоге.

Другой контент, который может вам понравиться:

Назад к основам: выбор идеального регулятора

Регулятор напряжения выполняет две функции: изменение входного напряжения на другой уровень на выходе и регулирование (поддержание постоянного выходного напряжения, несмотря на изменение условий нагрузки).Регуляторы постоянного / постоянного тока являются ключевым компонентом любой энергосистемы, поэтому выбор правильного регулятора имеет решающее значение для разработки оптимального решения.

Хотя инженеры понимают функции регулятора, менее опытным инженерам часто бывает трудно выбрать лучший регулятор для своего применения. В этом сообщении в блоге определены критерии, которые может использовать любой, кто не является опытным разработчиком электроэнергии, чтобы выбрать идеальный регулятор.

Понижающий, повышающий или понижающий-повышающий регулятор?

Есть три основных категории:

• Buck – регуляторы с выходным напряжением ниже, чем на входе
• Boost – регуляторы с выходным напряжением выше, чем на входе
• Понижающий-повышающий – регуляторы, которые могут обеспечивать выходное напряжение, которое выше, ниже или такое же, как входное

В большинстве приложений напряжение понижается от шины к нагрузке, поэтому обычно используются понижающие стабилизаторы. Другие приложения требуют увеличения напряжения с помощью повышающего регулятора: например, если мощность постоянного тока должна передаваться по длинному кабелю, потери I ² R могут быть уменьшены путем повышения напряжения перед передачей, а затем его повторного понижения на Загрузка. В аккумуляторных батареях пониженно-повышающие регуляторы часто используются для обеспечения постоянного стабильного напряжения, преодолевая изменение выходного напряжения, которое проявляется как заряд и разряд аккумулятора.

Номинальные входы и выходы

Многие системы имеют четкие требования к входному и выходному напряжению – например, вам может потребоваться понизить уровень напряжения 12 В до 3.3В. Для многих приложений в наличии будет подходящий регулятор, отвечающий требованиям напряжения.

Очевидно, что регулятор должен обеспечивать мощность, необходимую для нагрузки. Мощность регулятора обычно определяется максимальным выходным током.

Диапазоны ввода и вывода

Хотя приложениям часто требуется определенное напряжение, для других требуется регулируемый выход. Это может быть связано с изменением нагрузки – например, в части испытательного оборудования – или может быть, что нагрузка питается по длинному кабелю, и напряжение необходимо подрезать немного выше, чем требуется нагрузке, чтобы компенсировать падение напряжения на кабеле.

Диапазоны входного напряжения особенно важны для таких приложений, как системы с батарейным питанием. В автомобильном применении аккумулятор с номинальным напряжением 12 В может выдавать 12,5 В при полной зарядке и падать до 10 В или меньше по мере разряда аккумулятора. Регулятор с узким входным диапазоном может больше не работать при падении напряжения батареи, а это означает, что полная емкость батареи не может быть использована. Поэтому обеспечение достаточно широкого диапазона входных сигналов является важным критерием при выборе регулятора.

Выбор регуляторов с широким входом также имеет еще одно преимущество: они также могут снизить затраты на складские запасы, поскольку один регулятор может использоваться в различных ситуациях.

Эффективность

КПД – один из критериев для большинства проектируемых сегодня энергосистем. Выбор регулятора с высокими потерями мощности может сделать почти невозможным достижение целей эффективности. Также важно помнить, что эффективность регулятора непостоянна: обычно эффективность регулятора резко падает по мере увеличения коэффициента понижения или повышения и уменьшения тока, потребляемого на выходе.

Современные регуляторы, например, на основе топологии переключения при нулевом напряжении (ZVS) Vicor, по своей сути обладают высокой эффективностью и более стабильны во всем рабочем диапазоне.

Шум

Импульсные регуляторы обеспечивают высокий КПД, но схема переключения генерирует шум. В некоторых системах, особенно с чувствительными аналоговыми компонентами, шум источника питания может ограничивать общую производительность. Излишний электронный шум также может затруднить получение сертификата ЭМС.

Как и в случае с эффективностью, топология регулятора является ключом к достижению низкого уровня шума: гораздо проще использовать компонент, который не генерирует шум, чем пытаться отфильтровать этот шум. ZVS, например, представляет собой топологию с мягким переключением, которая по своей сути имеет низкий уровень шума, что упрощает разработку высокопроизводительных систем.

Формат и упаковка

Сегодня электронные системы часто имеют ограниченное пространство. Даже если цель не состоит в том, чтобы сделать систему как можно меньше, например, продукты, размещенные в стандартизированных 19-дюймовых стойках, уменьшение размера системы питания позволяет использовать сэкономленное пространство для добавления дополнительных функций.

При любом расчете размера необходимо также учитывать периферийные компоненты, необходимые для регулятора. За счет более высокого уровня интеграции и высокой частоты переключения размер и количество периферийных компонентов могут быть уменьшены, что потенциально может обеспечить большую экономию места, чем просто выбор регулятора в меньшем корпусе.

Доступные типы пакетов не только определяют необходимое пространство: часто пакеты меньшего размера могут быть расположены ближе к нагрузке, что обеспечивает более точное регулирование нагрузки и более быструю реакцию на переходные процессы.

Помимо размера важным фактором может быть вес, особенно в тех случаях, когда оборудование может перемещаться. Примеры таких систем варьируются от переносного переносного оборудования до автомобильной электроники и дронов.

Рабочая температура и тепловые характеристики

Регуляторы

не могут быть эффективными на 100%, поэтому они всегда будут рассеивать тепло, которое необходимо отводить. Если требуется радиатор, это может значительно увеличить как размер, так и вес системы питания.Неспособность рассеять тепло также может повлиять на производительность системы и другими способами: например, в системах освещения или отображения, если регулятор вызывает повышение температуры светодиодов, это снизит интенсивность и изменит длину волны и, следовательно, оттенок светодиода. свет произведен.

Регулятор должен надежно работать во всем диапазоне температур, которым он может подвергаться. В целом, более эффективные регуляторы смогут работать при более высоких температурах, поскольку им не нужно рассеивать столько тепла, но продукты от разных поставщиков могут сильно различаться, поэтому важно проверять технические характеристики.

Дополнительные возможности

В дополнение к критериям, описанным выше, вашему приложению может потребоваться определенная функциональность, которая может ограничить выбор. Примеры этих дополнительных функций:

• Возможность параллельного подключения: если регуляторы могут быть подключены параллельно, то могут быть получены более высокие выходные токи. Не все регуляторы могут иметь параллельные выходы, поскольку во многих топологиях это вызовет нестабильность.
• Постоянный выходной ток: в аккумуляторных приложениях требуется постоянное напряжение для питания нагрузки, но постоянный ток требуется для зарядки.Некоторые регуляторы предлагают выходы, которые можно настроить как на постоянный ток, так и на постоянное напряжение, что делает их идеальными для этих систем.
• Плавный запуск: возможность медленно наращивать напряжение помогает обеспечить стабильность системы питания, даже когда к выходу регулятора подключена большая емкость.
• Защита от перенапряжения: регуляторы, которые имеют защиту, гарантирующую, что они не могут выдавать напряжение, превышающее заданное выходное напряжение, гарантируют, что нагрузка не будет повреждена даже во время неисправности. Другая схема защиты может отключить регулятор, если входное напряжение выходит за пределы допустимого диапазона.
• Переходная характеристика: некоторые нагрузки быстро изменяют требуемый ток. Быстрый переходный отклик гарантирует, что регулятор может выдавать необходимую мощность без больших выходных конденсаторов для хранения энергии.

Заключение

Хотя регуляторы концептуально являются простыми компонентами – они принимают напряжение на входе и подают другое напряжение на выходе, – существует множество факторов, которые определяют лучший регулятор для вашего приложения.Тщательное рассмотрение критериев, изложенных выше, поможет выбрать идеальный регулятор для вашей системы.

Топологии регуляторов

для батарейного питания – Maxim Integrated

Аннотация: В этом руководстве представлен обзор топологий регуляторов для оборудования с батарейным питанием. Обсуждаются линейные регуляторы, насосы заряда, понижающие и повышающие регуляторы, инверторы и конструкции обратного хода. Объясняется важность пикового тока и показаны схемы каждой топологии.

Аналогичная версия этой статьи появилась в номере EDN от 20 января 1994 г.

Введение

Источники питания, пожалуй, самые важные элементы системы с батарейным питанием. Знание некоторых основных топологий регуляторов поможет вам выбрать и спроектировать правильные конфигурации источника питания для ваших нужд. В этом руководстве представлен обзор топологий регуляторов для оборудования с батарейным питанием. Обсуждаются линейные регуляторы, насосы заряда, понижающие и повышающие регуляторы, инверторы и конструкции обратного хода.Объясняется важность пикового тока и показаны схемы каждой топологии. Обзор топологии регулятора

Настольные компьютеры, ноутбуки, нетбуки, смартфоны, КПК и многие другие бытовые электронные устройства обычно требуют более одного источника питания. Этим устройствам может потребоваться адаптер переменного / постоянного тока, зарядное устройство, высоковольтный преобразователь постоянного / переменного тока для подсветки и другие источники питания для лазеров, сотовых радиопередатчиков и вспомогательного оборудования. В таблице 1 показаны семь наиболее распространенных топологий регуляторов, начиная с простейшей (линейный регулятор) и переходя к более специализированным типам (например, обратноходовому регулятору).В таблице также перечислены плюсы и минусы каждой топологии.

Перестановка компонентов в базовой схеме импульсного регулятора изменяет топологию схемы для создания регуляторов, которые повышают (повышают), понижают (понижают) или инвертируют входное напряжение. Замена катушки индуктивности на трансформатор дает еще как минимум две цепи регулятора или вспомогательные выходные напряжения.

Таблица 1. Иерархия топологии DC / DC

В таблице 1 отсутствуют сложные топологии, такие как регуляторы с резонансным режимом, поскольку их схемы управления потребляют слишком много энергии для небольших систем с батарейным питанием.Правило для этих систем – простота: чем проще схема, тем лучше. В простых схемах нет магнитов, простых индукторов или трансформаторов 1: 1. Готовые магниты упрощают сборку и сводят к минимуму затраты. Другие топологии могут быть получены из базовых топологий, приведенных в таблице 1. Сюда входят преобразователь Cuk, который сочетает в себе топологии понижающего и повышающего преобразования, и прямой преобразователь, который объединяет понижающий преобразователь с половиной двухтактного преобразователя. Однако эти топологии подробно не обсуждаются в этом руководстве.

Линейные регуляторы

Линейные регуляторы являются самыми простыми и наименее дорогими из цепей питания, но такая простота использования обычно обходится дорого. Как указано в таблице 1, линейный регулятор включает в себя сеть обратной связи, которая контролирует выходное напряжение и регулирует его, управляя внутренним проходным транзистором (BJT или FET). Когда входное напряжение значительно превышает выходное напряжение, этот проходной транзистор рассеивает большое количество энергии (в виде тепла) при высоких нагрузках. Это приводит к более низкой эффективности, чем у сопоставимого импульсного регулятора.

Линейные регуляторы особенно полезны при генерировании нескольких напряжений, когда используются вместе с импульсным регулятором. Импульсный регулятор может повысить низкое напряжение батареи. Однако вместо того, чтобы включать несколько переключателей на небольшую плату, разработчик может использовать линейные регуляторы с низким падением напряжения для генерирования напряжения для последующих цепей.

При использовании линейных регуляторов в системах с батарейным питанием важно учитывать ток покоя (типичный и при полной нагрузке), падение напряжения, тепловые характеристики и возможности отключения. Таблица 2 показывает краткое сравнение некоторых доступных регуляторов Maxim.

Таблица 2. Сравнение линейных регуляторов

Деталь	Диапазон входного напряжения (В)	Ток покоя		Падение напряжения (при нагрузке 500 мА) (мВ)	Ток отключения (мкА)	Пакет
		Без нагрузки	I НАГРУЗКА = 500 мА (мкА)
MAX15029	от 1,425 до 3. 6	275 мкА	315	40	5,5	TDFN
MAX1806	от 2,25 до 5,5	210 мкА	575	201	0,02	µMAX®
MAX1589	от 1,62 до 3,6	70 мкА	90	175	0,01	ЦОТ, ТДФН
MAX1935	от 2,25 до 5,5	210 мкА	575	201	0.02	TQFN

См. Примечание по применению 751 компании Maxim «Линейные регуляторы в портативных устройствах», где подробно обсуждается использование линейных регуляторов в цепях с батарейным питанием.

Зарядные насосы

В зарядных насосах вместо схемы переключателя индуктивности используются конденсаторы для генерации выходного напряжения, которое выше или ниже входного. Насосы регулируемого заряда также могут инвертировать входное напряжение.

Обычно ток нагрузки, который может быть получен от зарядного насоса, ограничен несколькими десятками миллиампер. Выходное напряжение нерегулируемого зарядового насоса зависит от входного напряжения и падает пропорционально увеличению выходной нагрузки. Регулируемые насосы заряда не зависят от входного напряжения для установки выходного напряжения, и, поскольку они регулируются, выходное напряжение остается постоянным во всем диапазоне нагрузки. Некоторые зарядные насосы способны выдерживать ток до 125 мА (например, MAX1595), а некоторые – до 250 мА (MAX682).

Зарядные насосы создают шум при зарядке и разрядке конденсатора (ей), подключенного к устройству.Из-за пределов небольшой нагрузки и отсутствия индуктора этот шум, как правило, меньше по величине, чем у сопоставимого импульсного стабилизатора.

Регуляторы переключения

Импульсные регуляторы более эффективны и универсальны, чем их линейные аналоги; однако они также заметно сложнее. Параметры, влияющие на выбор топологии импульсного регулятора, включают пиковые токи для нагрузки и индуктора, уровень напряжения на силовых транзисторах и необходимость в магнитном и емкостном накопителе энергии. Импульсные регуляторы

имеют два основных режима работы: прерывистая проводимость и непрерывная проводимость. Прерывистая проводимость позволяет току индуктора снижаться до нуля в течение каждого периода выключения, что вызывает передачу накопленной энергии на выходной фильтр во время каждого цикла переключения. В режиме непрерывной проводимости ток индуктора включает постоянную составляющую, пропорциональную нагрузке. Работа в режиме непрерывной проводимости снижает отношение пикового тока индуктора к постоянному току нагрузки.Это, в свою очередь, снижает размах пульсаций тока и уменьшает потери в сердечнике.

Пиковый ток критичен

В преобразователях с батарейным питанием важен пиковый ток индуктивности, поскольку он напрямую влияет на срок службы батареи и паразитные потери. Это частично зависит от среднего тока нагрузки, который зависит от топологии регулятора, схемы управления и от того, является ли ток индуктора непрерывным. Некоторые примеры уравнений для пикового тока катушки индуктивности для повышающих, понижающих и инверторных регуляторов показаны в , Таблица 3 .

Таблица 3. Примеры уравнений пик-индуктивности

Конфигурация	Устройство	Пиковый ток индуктора (A)
Понижающий / Бак	MAX8566
Повышение / Повышение	МАКС15059
Инвертор	MAX1846

* LIR – это отношение тока пульсаций индуктора к среднему продолжительному току при минимальной нагрузке.цикл. Для достижения максимальной производительности и стабильности рекомендуется выбирать LIR в диапазоне от 20% до 40%.
** T _S – период переключения устройства, η – эффективность.
*** D _MAX – максимальный рабочий цикл.

Напряжение на переключающем транзисторе обычно не является проблемой для преобразователей с батарейным питанием. Номинальное напряжение пробоя 20 В и 50 В для стандартных полевых МОП-транзисторов с логическим уровнем соответствует низким входным и выходным напряжениям в системах с батарейным питанием.

Диссипативные потери возникают в паразитных резистивных элементах цепи регулятора. Эти потери включают последовательное сопротивление батареи; эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) конденсаторов фильтра; сопротивление переключающего элемента во включенном состоянии; и сопротивления проводников, разъемов и проводки. Потери на рассеивание пропорциональны квадрату пикового тока, поэтому уменьшение пикового тока может значительно минимизировать эти потери. Кроме того, внутренний нагрев ухудшает химический состав батареи; таким образом, чрезмерные пиковые токи могут сократить срок службы батареи.

Другие топологии

Понижающий стабилизатор – лучший выбор для большинства приложений с батарейным питанием, при условии, что вы можете позволить себе несколько ячеек, необходимых для генерирования напряжения батареи, превышающего выходное напряжение. Ток индуктора течет к нагрузке в течение обеих фаз цикла переключения, поэтому средний выходной ток равен среднему току индуктора. Теоретически наибольший КПД достигается при низком входном напряжении, что подразумевает меньшее количество последовательно соединенных элементов батареи. Если предположить, что падение напряжения в открытом состоянии переключателя намного меньше входного напряжения, низкое входное напряжение снижает коммутационные потери переменного тока и среднеквадратичный входной ток.

Повышающая или повышающая топология генерирует выходное напряжение, превышающее входное. Эти топологии подходят для систем с ограниченным количеством аккумуляторных элементов. Поскольку напряжение источника и катушка индуктивности включены последовательно, средний ток катушки индуктивности равен входному постоянному току, определяемому по формуле:

I = P _IN / V _IN .

Топология инвертора, которую иногда называют повышающей-понижающей схемой, генерирует выходное напряжение, полярность которого противоположна входному.Инвертирующие и обратные регуляторы электрически эквивалентны с учетом пиковых токов и напряжения. Эти топологии наиболее подходят для приложений, требующих отрицательных или гальванических изолированных выходов. В целом, однако, высокие пиковые токи делают инвертирующие и обратноходовые топологии наименее привлекательными среди простых регуляторов.

Инвертирующая и повышающая топологии работают аналогично, но выпрямленный ток индуктивности инвертора создает отрицательное выходное напряжение, которому не способствует напряжение источника.Переключающий элемент инвертирующего регулятора испытывает большие перепады напряжения, которые приводят к высоким коммутационным потерям и нагрузке на транзистор. Кроме того, инвертирующие и обратноходовые регуляторы имеют конденсаторы входного и выходного фильтров, которые должны поглощать формы волны тока с большими резкими переходами. На входном конденсаторе повышающего регулятора или на выходном конденсаторе понижающего регулятора отсутствуют быстро движущиеся края формы волны.

Перевернутая топология с переключателем на нижней стороне

Вы можете реализовать три отрицательные топологии, перевернув классические топологии понижающего, повышающего и инвертирующего уровней. Поскольку входной источник инвертирован, вы должны поменять полярность переключателя и выпрямителя (рисунок 1). Хотя в настоящее время нет доступных ИС для отрицательной топологии, вы можете использовать ИС с положительным выходом. Регуляторы с отрицательным понижающим коэффициентом обладают всеми преимуществами регуляторов с положительным понижающим коэффициентом, а также дополнительным преимуществом переключателя нижнего уровня. В схеме переключателя нижнего уровня используется n-канальный МОП-транзистор с низким R и простыми требованиями к приводу. Отрицательный понижающий стабилизатор имеет некоторую привлекательность в качестве альтернативы основному положительному регулятору, если батарея может плавать относительно заземления системы.Если возможно “плавающее” напряжение батареи, вы можете подключить массу к отрицательному выходу, а положительный полюс батареи – к V _OUT .

Рисунок 1. Вы можете инвертировать входной источник, чтобы создать три топологии. Отрицательный понижающий стабилизатор (а) имеет выходное напряжение меньше входного. Регулятор отрицательного усиления (b) имеет более отрицательный выход, чем вход. Стабилизатор с отрицательным инвертором (c) преобразует отрицательное напряжение в положительное.

Обычно создание нескольких независимых источников питания – лучший способ спроектировать несколько выходов в системе с батарейным питанием.Используя простые топологии, вы можете сгенерировать оставшиеся выходы, используя стандартные трансформаторы или ответвители для накачки заряда.

Цепи со связанными индукторами (, рис. 2 ) добавляют дополнительную обратную обмотку к базовой топологии понижающего, повышающего и инвертирующего сигналов. Эти гибридные схемы важны, потому что они сочетают в себе преимущества схемы обратного хода (изоляция и недорогие множественные выходы) с преимуществами понижающих и повышающих схем (низкий пиковый ток и низкое напряжение на переключателе).Цепь со связанными индукторами уменьшает количество обмоток, необходимых для схемы обратного хода, на одну. Это сокращение позволяет использовать недорогой трансформатор 1: 1 для генерации двойных выходных напряжений.

Рис. 2. Вы можете создать вспомогательные выходы, используя обратноходовой трансформатор вместо индуктора в базовой (а) понижающей, (б) повышающей и (в) инверторной конфигурациях.

Понижающий стабилизатор с возвратной обмоткой – это топология с превосходными характеристиками для многих приложений с батарейным питанием.Конфигурация имеет отличную стабильность, низкие пиковые токи и низкие пульсации на выходе. Выходная мощность вторичной обмотки зависит от тока нагрузки основного выхода и величины дифференциального напряжения на первичной обмотке. Оба эти параметра определяют изменение магнитного потока в сердечнике, которое запускает обратный механизм.

Как правило, общая доступная вторичная мощность равна или меньше половины основной выходной мощности. Это правило применимо только к высоким входным напряжениям.Оценка вторичной мощности должна быть уменьшена для входного напряжения менее чем в полтора раза превышающего выходное напряжение. Правило также не распространяется на схемы, содержащие синхронный выпрямитель вместо простого диода. Синхронные выпрямители имеют короткий период, когда первичный ток меняет направление, что заставляет схему вести себя как прямой преобразователь, а не как обратный преобразователь. Чтобы эффективно передавать мощность в этом режиме прямой проводимости, вы должны минимизировать индуктивность рассеяния, уменьшить импеданс обмотки и выпрямителя, а также сделать конденсатор фильтра вторичного выхода настолько малым, насколько это позволяет пульсации напряжения.

Насосы заряда диод-конденсатор предлагают еще один недорогой способ генерации нескольких выходных напряжений. Любой узел, который имеет повторяющиеся импульсы, может управлять диодно-конденсаторной цепью. Выход драйвера затвора или главный переключающий узел импульсного регулятора – хороший кандидат. Например, повышающие регуляторы могут заряжать летающий конденсатор через заземленный диод, когда коммутационный узел находится под высоким уровнем (, рис. 3a, ). Включение повышающего транзистора переводит узел переключения и положительное напряжение летающего конденсатора на 0 В.Когда повышающий транзистор включается, летающий конденсатор генерирует отрицательное напряжение, разряжаясь во вспомогательный выходной конденсатор.

Рис. 3. Ответвитель подкачки заряда предлагает недорогой способ получения вспомогательного выходного напряжения. Отключение цепи повышения с летающим конденсатором (а) создает накачку отрицательного заряда. Размещение удвоителя напряжения на выходе цепи повышения (b) создает вспомогательный выход высокого напряжения.

Диодно-конденсаторные насосы заряда лучше всего работают с импульсными импульсными регуляторами, поскольку коммутационный узел переключается между четко определенным напряжением V _OUT и землей.Поэтому линейное регулирование хорошее. Однако регулирование не так хорошо, когда вы нажимаете на узел переключения понижающего или инвертирующего регулятора, потому что высокое напряжение, V _IN , изменяется в зависимости от напряжения батареи. Регулировка нагрузки в основном зависит от прямого падения напряжения на диоде. В приложениях с очень низким энергопотреблением (20 мА или меньше), где выходной сигнал питает операционный усилитель или драйвер затвора на полевом транзисторе, вы можете создать накачку заряда, используя недорогой диод 1N4148 и конденсатор 1 мФ.

Что такое регулятор напряжения?

Если вы были одним из тех любопытных студентов во время занятий по электронике, вы вспомните транзистор и его способность регулировать токи и напряжения.Но помнить об этих принципах работы транзисторов не обязательно, чтобы понимать, почему важно поддерживать в исправном состоянии стабилизатор напряжения генератора переменного тока в автомобиле или источника питания компьютера. Было бы неплохо помнить, что правильное регулирование напряжения в зарядных устройствах, которые мы используем каждый день в наших электронных гаджетах и ​​устройствах, позволит избежать дефектов.

Как это работает

Регулятор напряжения входит в состав практически любой системы электроснабжения, работающей от постоянного напряжения. Генератор нашей машины – хороший тому пример. Внутри него генерируемое переменное напряжение преобразуется в постоянное напряжение (посредством процесса преобразования переменного тока в постоянный), которое, в свою очередь, подается на батарею SLI. Теперь аккумулятор не предназначен для приема постоянного напряжения выше или ниже 12 вольт (важно отметить, что другая система зарядки аккумуляторов SLI работает от 13,8 В, 14,5 В и 16 В). Что делает регулятор напряжения, так это то, что он поддерживает постоянное выходное напряжение генератора на постоянном уровне 12 вольт.

Источник изображения: Веб-сайт Electronics Project Circuits

Из приведенной выше принципиальной схемы видно, что от входа 12–14 В выход стабилизируется до стабильного 12 В. В этой системе используется транзистор. Генератор переменного тока автомобиля (как показано ниже) имеет систему цепи регулятора напряжения, рассчитанную на выходное напряжение 12 В, собранную для совместимости с механической системой и способной выдерживать условия окружающей среды двигателя.

Источник изображения: Auto Shop 101 Website

Общие приложения

Существуют различные типы и конструкции регуляторов напряжения в зависимости от области применения.Чаще всего регулятор напряжения применяется в системах зарядки аккумуляторов. Это зарядные устройства, которые мы используем каждый день для наших мобильных телефонов, ноутбуков и других портативных устройств, которые работают от аккумулятора. Один отличный тип аккумуляторной батареи для широкого применения – это батарея SLI. О способах зарядки мы поговорим в следующем посте.

Статьи по теме:

Процесс преобразования переменного тока в постоянный

Как работает генератор?

Что такое батарея SLI?

.