Стабилизаторы напряжения SKAT STP и SKAT STL

Краткий обзор стабилизаторов

Неудовлетворительное состояние электроснабжающих сетей и потребность в качественном электропитании современной электротехники вызвало бурное развитие рынка бытовых стабилизаторов в России.

Высокий спрос и довольно большая цена на приборы большой мощности привлекли огромное количество производителей, что породило идеальные условия для здоровой конкуренции. За короткий период времени мы увидели впечатляющее количество технических решений, которые были применены в приборах. Для полноты картины перечислим технологии, которые появились и были применены за последние 30 лет в бытовых стабилизаторах напряжения:

• сервоприводные стабилизаторы;
• феррорезонансные;
• транзисторные высокочастотные;
• стабилизаторы с фазовым регулированием;
• ступенчатые релейные;
• ступенчатые стабилизаторы на полупроводниковых ключах;
• инверторные с двойным преобразованием напряжения.

Каждый тип стабилизаторов имеет свои преимущества и недостатки, которые выражаются в технических особенностях, надежности и, конечно же, в цене. Именно оптимизация технических характеристик, совмещённых с высокой степенью надёжности и гуманной ценой, определяют лидеров рынка.

Приобретая стабилизатор, современный покупатель нередко  экспертно оценивает параметры современных устройств, легко ориентируется в технических терминах. Помочь ему сделать правильный выбор, чтобы получить лучшее соотношение цена-качество - цель настоящей статьи.

Электромеханика, реле и тиристоры

Изучая список типов стабилизаторов нетрудно определить самые массовые модели, которые за приемлемую цену обеспечивают потребителю удовлетворение его потребностей.  В первую очередь, как самые ранние, это сервоприводные (электромеханические) модели. Они не обладают высоким быстродействием, и по причине наличия механического токосъемника, имеют ограниченный ресурс. Постепенно их популярность падает, т.к. отрицательных моментов немало. Кроме медлительности, это и более узкий диапазон входных напряжений, большие габариты и вес, невозможность работы при минусовой температуре, необходимость в периодическом обслуживании, чистке подвижных частей.

Более популярными являются релейные модели. Подавляющее их большинство, однако, собирается в Китае, поэтому в целом уровень качества нельзя назвать высоким. Говоря о релейных стабилизаторах, мы видим, что при всех своих достоинствах (скорость, широта диапазона стабилизации), в силу механических переключений реле они также имеют ограничения по ресурсу работы.

Набирают популярность, но пока все еще довольно дорогие – чрезвычайно точные инверторные стабилизаторы. Другие приборы (исключая ступенчатые с полупроводниковыми ключами), в силу своей специфичности или дороговизны, сложно назвать массовыми.

Принимая во внимание вышесказанное, мы можем выделить наиболее привлекательные с точки зрения  эффективности, надёжности и цены стабилизаторы. Это модели, реализующие регулирующие переключения с помощью полупроводниковых электронных ключей - тиристоров и симисторов. Они отличаются низким уровнем шума, высокой скоростью, компактностью, долговечностью, возможность за счет увеличения ступеней стабилизации поднимать напряжение с самых низких отметок. Поэтому, основная рыночная битва разворачивается именно вокруг этих моделей.

Что предлагает компания Бастион?

Инженеры компании БАСТИОН уже приняли участие в этой рыночной битве, предложив свои решения для бытовых ступенчатых стабилизаторов с полупроводниковыми ключами.

Это модели ультратихих приборов серии SKAT STM, созданных в узнаваемом формфакторе «круглая башня». Уникальная система теплоотвода, основанная на естественной внутренней конвекции воздуха, позволила отказаться от энергозатратных и шумных охладительных вентиляторов.

Обладая хорошими, для подобного класса устройств параметрами они имеют большую мощность, расширенное окно входных напряжений и относительно недороги. Однако непрерывное конкурентное давление рынка заставляет находить новые возможности по улучшению, повышению безопасности и удешевлению примененных технических решений.

По этой причине следующим технологическим поколением этих приборов стали стабилизаторы серий SKAT STP и SKAT STL, в которых была успешно применена система коммутации обмоток автотрансформатора по входу и по выходу. В этих стабилизаторах были сохранены уникальный дизайн корпуса и ультратихие характеристики работы. О них и будет наш дальнейший разговор, но, сначала узнаем, что такое коммутация по выходу и входу.

Коммутация по выходу - надёжная классика

Общепринятой и самой распространённой является схема коммутации по выходу. Изменения напряжения питающей сети, всегда подключенной к одному ответвлению первичной обмотки автотрансформатора, компенсируется увеличением или уменьшением числа вольтодобавочных (вольтовычитающих) выходных витков вторичной обмотки.

В моменты коммутации выходных ответвлений возникают незначительные броски тока, электромагнитные процессы в сердечнике автотрансформатора остаются непрерывными и электронные ключи в выходных ответвлениях могут работать практически на номинальных нагрузках.

Схема коммутация по выходу получила широкое распространение благодаря отсутствию разрывов тока и кратковременных контурных замыканий в первичной части обмотки. Яркими представителями этого направления являются стабилизаторы серии SKAT STM.

Недостатки коммутации по выходу

Однако расплачиваться за это приходится значительным запасом как габаритной мощности сердечника  (а, следовательно, его размерами и ценой), так и существенным увеличением числа витков обмотки автотрансформатора. Последний фактор вызывает ещё и присутствие очень высоких (до 500В) напряжений на верхних вольтодобавочных витках обмотки при повышенном напряжении питающей сети.

Ещё одним недостатком такой схемы можно считать опасность воспламенения. При выходе из строя одного из электронных ключей между соседними регулирующими ответвлениями автотрансформатора возникает режим короткого замыкания. Токи могут достигать сотен ампер, разогревая замкнутую часть схемы до очень высоких температур, а входные цепи при этом будут работать при вполне номинальных нагрузках. Следовательно, входной защитный автомат, не увидит сверхтоков и не произведёт аварийного отключения, что может привести к возгоранию прибора, что заставляет прикладывать значительные дополнительные усилия для повышения безопасности.

Коммутация по входу

В то же время, в технических кругах общеизвестно, что применение схемы коммутации по входу даёт возможность существенно оптимизировать габаритную мощность и число регулирующих витков автотрансформатора, снизив их.

Благодаря постоянному соотношению Вольт-виток,  сердечник работает в узком диапазоне значений магнитной проницаемости, и число витков во всех регулирующих секциях обмотки практически одинаково. Стабильность значения магнитной проницаемости и возможность использования сердечника в режиме максимального приближения к точке насыщения, позволяет значительно уменьшить его габариты.

В то же время, при любых неисправностях коммутирующих ключей, это гарантировано приведёт к возникновению сверхтоков в обмотке, которые обязательно «увидит» защитный автоматический выключатель и отключит питание. Как мы видим, при использовании этой схемы, эффективность автомата значительно увеличивается.

Плавность как залог успеха

В новой линейке стабилизаторов SKAT-STP и SKAT-STL специалисты компании БАСТИОН применили уникальный алгоритм плавного переключения регулирующих ответвлений автотрансформатора без разрыва тока, и гарантировано исключающий контурные замыкания его ответвлений. Благодаря этому, в разрез общепринятому мнению, стало возможным безопасное использование схемы коммутации по входу со всеми её преимуществами.

Одним из этих преимуществ является широкий диапазон напряжений сети от 125 В до 295 В при сохранении «честного» номинального значения выходного напряжения. Методика плавного переключения регулирующих ответвлений позволила отказаться от избыточного запаса мощности электронных ключей и при этом обеспечить высокую надёжность стабилизаторов.

И это ещё не всё! Реализуя комплекс мер для повышения безопасности, в этих стабилизаторах впервые применена последовательная интеллектуальная диагностика отказа, а для исключения малейшей возможности причинения вреда имуществу потребителя, помимо автоматического выключателя, во входную цепь был введен электронный узел коммутации. Благодаря ему, при возникновении отклонений в работе регулирующих электронных ключей, контроллер запретит включение силовой части стабилизатора.

Ставшие уже традиционными ультратихие характеристики стабилизаторов компании БАСТИОН обусловили отказ от вентиляторного охлаждения в пользу конвекционного. Это определило повышенные требования к пожарной безопасности. Поэтому для обеспечения надёжности и предотвращения возгорания были расширены функции контроля температуры всех силовых элементов и внутреннего пространства в корпусе.

Все датчики температуры имеют защиту от короткого замыкания и обрыва проводников. Перегрев или обрыв любого температурного датчика индицируется световым индикатором.

Отличия серий SKAT STL и SKAT STP

Сегодня мы много раз упомянули названия SKAT STL и SKAT STP. Настал момент более подробно разобраться не только с описанием примененных технологий, но и посмотреть на реальные изделия.

В чем же разница между этими двумя сериями?

SKAT STP

Начнем с серии SKAT STP. Индекс STP обозначает, что стабилизатор принадлежит к «профессиональной» (Pro) серии приборов с улучшенными характеристиками. В серии существует три стабилизатора:

• SKAT STP-5000 – пиковая мощность 5000 ВА;
• SKAT STP-10000 – пиковая мощность 10 000 ВА;
• SKAT STP-20000 – пиковая мощность 20 000 ВА.

Главным отличием «PRO» серии является высокая точность выходного напряжения, составляющая ±3,5% от номинала.

SKAT STL

Однако, для большинства бытовых задач точность 3,5% является избыточной. Поэтому появилась «облегченная» (Light) серия стабилизаторов SKAT STL, где точность выходного напряжения уже составляет ±7% от номинала, что также допускается ГОСТ-ами является весьма хорошим показателем. Диапазон выходных напряжений «облегченной» серии составит от 205 до 235 вольт.

В серии STL насчитывается 4 модели:

• SKAT STL-5000 – пиковая мощность 5000 ВА;
• SKAT STL-10000 – пиковая мощность 10 000 ВА;
• SKAT STL-15000 – пиковая мощность 15 000 ВА;
• SKAT STL-20000 – пиковая мощность 20 000 ВА.

Для аварийных ситуаций в приборах обеих серий пользователем может быть включен аварийный режим, при котором диапазон входного напряжения может расшириться от 80 до 290 вольт, однако выходное напряжение также ухудшит свои параметры и станет 135 … 242 вольта, соответственно. В критической ситуации это может поддержать работоспособность некоторых приборов и освещения.

Надежность как инвестиция

Кропотливая работа инженеров компании БАСТИОН по совершенствованию и поиску новых эффективных решений для стабилизации напряжения для всего дома была успешно реализована в серии новых стабилизаторов SKAT STP и SKAT STL. Широкий диапазон входного напряжения, большая мощность, привлекательная форма, ультратихая работа, уникальная экономичность (высокий КПД), а также инновационные решения, заложенные в эти приборы, позволит за разумные деньги надолго обеспечить любое жилище стабильным напряжением электропитания.

Выбор качественного и надежного прибора от известного производителя - это хорошая инвестиция в ваше безопасное и комфортное будущее.

P.S. Благодарим компанию Бастион за предоставленые материалы для данной статьи.