В современных промышленных и бытовых электрических устройствах сложно не встретить такой прибор, как стабилизатор напряжения. В домашних устройствах они применяются повсеместно: в холодильниках, кондиционерах, телевизорах, печном оборудовании, музыкальных системах, стиральных машинах и т.д. В производстве также высоковольтное оборудование оснащается специальными стабилизаторами напряжения. Основной целью их применения является защита устройств от различных скачков напряжения, потому что каждый электроприбор предназначен для функционирования при определенном напряжении, которое обеспечивает требуемую производительность.
Если же напряжение будет выше или ниже заданного значения, то прибор будет работать неправильно или даже может быть поврежден. В бытовых и промышленных приложениях, как правило, применяются автоматические регуляторы напряжения для поддержания постоянства напряжения для конкретного оборудования.
Итак, как следует из названия, стабилизатор напряжения стабилизирует или регулирует напряжение, если оно изменяется или колеблется в определенном диапазоне. Внутренняя логика устройства позволяет обнаружить нехарактерное поведение питающей сети, чтобы силовая часть стабилизатора отрегулировала напряжение до желаемого диапазона. Вообще, базовый принцип функционирования стабилизатора основан на двух противоположных операциях. При понижении напряжения стабилизатор должен поднять его до требуемого значения, это называется операция повышающего преобразования, а уменьшение напряжения при перенапряжении является операцией понижающего преобразования.
На изображении ниже показано внутреннее устройство простейшего стабилизатора напряжения. Он состоит из автотрансформатора или трансформатора, выпрямителя, компараторов, цепи переключения и реле.
В современных стабилизаторах цифрового типа в качестве центрального блока управления используется микроконтроллер или микропроцессор.
Стабилизаторы потребляют довольно небольшое количество энергии, как правило, от 2 до 5% от максимальной нагрузки. Эти устройства обычно обладают достаточно высоким КПД – от 95% до 98%. На рынке силовой электроники можно найти как однофазные, так и трехфазные стабилизаторы напряжения. Оба типа могут быть как цифровыми, так и с аналоговой начинкой. В современные стабилизаторы напряжения также встраиваются дополнительные функции, например, защита от высокого напряжения, защита от перегрузки, защита от изменения частоты, функции перехода при нулевом напряжении и т.д.
Стабилизаторы напряжения будут развиваться и дальше, обрастая новыми возможностями и функциями. Но уже ясно одно – без стабилизаторов современная электротехника не будет такой качественной и надежной, как сегодня.