Стабилизаторы напряжения Quant / Стабілізатори напруги Quant

Стабілізатори напруги Quant: захист від перенапруг як щит

У статті під назвою: «Непомітність або скритність» було згадано, що стабілізатори напруги мають властивість захисту від аварійних викидів напруги «ціною свого життя». Але набагато краще, коли без самопожертви, щоб стабілізатор напруги продовжував вірно служити й надалі. Для цього стабілізатори напруги Quant використовують спеціальний поглинач / обмежувач небезпечних імпульсів напруги.

Принцип роботи стабілізатора Quant наступний: якщо раптово на вході з’явилося щось дійсно небезпечне, то спочатку його обмежують до безпечного для самого стабілізатора рівня (на практиці це імпульси не вище 600В або змінну напругу ефективним значенням нижче ніж 380), після чого стабілізатор доводить ці значення до номінальних, так як його принцип роботи дозволяє йому «встигати» за швидкими стрибками напруги, аби вони не перевищували небезпечних для нього значень. Таким чином, один побутовий стабілізатор напруги здатний поглинути імпульс, який несе струм до 250А в імпульсі та утримувати його на безпечному рівні напруги. Спеціальний поглинач енергії при цьому може без шкоди для себе багато разів поглинати до 30000Дж енергії. Також поглинач при перевищенні рівня змінної напруги (переплутані фази з нулем на вході, обрив нуля, замикання фази на нуль тощо) після утримання протягом деякого часу приймає рішення відключити вхідний автомат стабілізатора.

Існуючі на ринку захисні пристрої від імпульсів (ПЗІП, пристрій захисту від перенапруг) зазвичай можуть спрацьовувати лише кілька разів, після чого потрібно замінити змінний картридж. А на виробництві подібних імпульсів може за день приходити з мережі сотні і навіть тисячі (якщо на виробництві функціонує електрозварювальний цех). Такі імпульси називаються комутаційними перенапруженнями і надійного захисту від них до сьогодні не було придумано. Існували ДБЖ подвійного повного перетворення, старі ферорезонансні стабілізатори та популярні за кордоном потужні і важкі фільтри, проте це все застаріла і габаритна техніка, яка гуде, тому рішення досить сумнівне.

Сучасні інверторні стабілізатори напруги Quant, а також аналогічні стабілізатори першого покоління забезпечують цю опцію безпеки витончено, надійно, безшумно та протягом всього терміну служби стабілізатора.

Звичайний для сучасних стабілізаторів (починаючи з минулого століття) захист від перенапруги на виході і вході – теж застосовується, але як було вже зазначено вище – її швидкодію для ніжної електроніки 21 століття в брутальних електромережах 20 століття недостатньо. Фактично, це вбудоване в стабілізатор «реле напруги», тільки воно не повертає його в роботу після спрацьовування, а відключає вхідний автомат стабілізатора зовсім.

При звичайній роботі стабілізатора напруги на виході не буде ніяких перевищень напруги, а ось якщо користувач включив режим «Транзит», то тоді він позбавить себе максимального захисту, яку давало йому подвійне перетворення.

Режим «Транзит» призначений для можливості вмикання освітлення в разі несправності стабілізатора та у випадках, коли потрібно забезпечити користувача стандартним захистом від перенапруг, знизивши шанси пошкодження його апаратури (наприклад, стабілізатор буде відключатися при попаданні на його вхід напруги вище ніж 380В.

Технічне знайомство з Quant

Інверторний стабілізатор напруги Quant це сучасний стабілізатор, який регулює скачки вхідної напруги раніше, ніж, вони потраплять на вихід стабілізатора.

Коли на вході стабілізатора напруги виникає різкий скачок, то, доки цей скачок, дійде через фільтри до виходу стабілізатора напруги – пройде до 10 мікросекунд. За ці десятки мікросекунд, стабілізатор встигає відреагувати і зробити вихідну напругу вже номінальною 220 В!

Завдяки фільтрам, відбувається часова затримка.

Один з таких фільтрів – силовий реактор, який робочу потужність по входу, пропускає через себе і перетворює прямокутну напругу ШІМ в гладку напругу виходу.

Другий з таких фільтрів – вхідний фільтр відсікає перешкоди з мережі. А після процесу перетворення електроенергії, вихідна напруга додатково фільтрується вихідним фільтром щоб і сам стабілізатор нічого не генерував в навантаження.

Материнська плата – серце приладу, управляє робочими модулями на базі двох мікропроцесорів СМ32 працюючим на тактовій частоті 72 Мг. Керуючі алгоритми надзвичайно швидкі. Процесор ШІМ виділений в окремий блок і обслуговує тільки фізику: роботу ШІМ, роботу автоматики та інше.

Рис. 1. Мікропроцесор СМ32

Миттєве перевищення вхідної напруги з мережі компенсується і коригується прямо на льоту. Якщо, в якийсь момент часу з’явилося 340 В, а перед цим процесор наміряв 160 В, то підкоригуємо до потрібних 220 В. Тобто на льоту. Кожна наступна мить коригує значення поточної мережі. Плата, так званих літаючих драйверів, закрита екранами, для того щоб не отримувати електромагнітних перешкод і не випромінювати подібних перешкод в мережу і навколишній простір.

Рис. 2. Плата «Літаючих драйверів»

Силові ємності фірми Епкос – витримують великі струми. Це набір ємностей що генерують з великим запасом вихідний струм. Ємності також дають згладжування ШІМ сигналу. ШІМ без накопичення енергії.

Рис. 3. Силові ємності

Транзистори застосовані Infinion п’ятого покоління що працюють багато швидше транзисторів четвертого покоління, які застосовувалися в минулому. Швидкість наростання фронтів – дуже круті і перешкоди в драйверах суттєво зросли. Тому, розроблені авторські оптрони Quant, які витримують швидкість наростання до 100 Кіловольт за одну мікросекунду.

Датчик струму Quant – комбінований, багатоканальний який швидко відсікає і обмежує струм при його перевищенні, завдяки чому наші стабілізатори, як інверторні стабілізатори, відрізняються тим, що вміють обмежити струм. Це дало можливість реалізувати ЕКО режим, який вбудований за замовчуванням на випадок, якщо у когось в будинку або на виробництві буде потужне навантаження яке заважало сусідам, кожен раз, коли вмикалось. З цим інверторним стабілізатором, пуск та робота такого навантаження будуть оптимізовані.

Рис. 4. Датчик струму Quant

Силовий модуль від Quant – комбінований, в якому зібраний той самий знаменитий захист від комутаційних перенапруг з поглиначем з ніхрому. Захист володіє високим питомим та малим температурним коефіцієнтом опору. Схема цього захисту, вловлює напругу вище 500 Вольт, миттєво поглинаючи величезні струми до 350 Ампер.

Рис.5. Силовий модуль від Quant

На вхідних клемах стоять варистори. Варистори, врятують від наслідків які виникають після удару блискавки поруч з будинком.

Рис. 6. Варістори

Для зручності користування стабілізатором Quant на корпусі зроблена вихідна розетка підключена безпосередньо до вихідних клем.