2 стабилизатора напряжения в одной сети

Одновременное подключение нескольких стабилизаторов напряжения в однофазной сети

Если вы без проблем приобрели, в нашем магазине, оригинальный стабилизатор напряжения от ТМ Volter, это еще не повод расслабиться. Существуют сложности, которые могут возникнуть в будущем. Спустя время, некоторые клиенты начинают сталкиваться с небольшими трудностями. Люди приобретают все больше бытовой техники, но стабилизатор в доме остается один. Стоит помнить, что ресурс механизма имеет ограничения, а расширение количества бытовых приборов сказывается на мощности стабилизатора.

Чтобы приобретенные бытовые приборы смогли работать без проблем в заданном режиме, следует установить стабилизатор напряжения с большей мощностью. Купленный ранее механизм можно смело изъять с приборной панели и отправить его работать в другое место. Вы намерены в ближайшем будущем приобрести еще несколько мощных единиц бытовых электроприборов? Не забудьте учесть это, покупая обновленный стабилизатор напряжения.

Другой выход – это возможность ограничить количество одновременно подсоединенных к сети приборов, чтобы их общая нагрузка не превосходила разрешенную норму в работающем стабилизаторе. Однако в этом случае возникает определенное неудобство для потребителя. Также стоит отметить, что есть шанс не снимать устаревший прибор и приобретать другой стабилизатор напряжения на отсутствующую мощность для стабильного функционирования.
Разрешается монтировать несколько стабилизаторов в однофазной сети переменного напряжения. Стоит только понимать как воплотить все без ошибок. Существует определенная технология, с которой необходимо внимательно ознакомиться. В этом случае нельзя соединять последовательно два прибора – это идея сама по себе неудачная и абсурдная. Нелогично изучать электрические механизмы как обособленные электротехнические изделия, которые допускается сообщать друг с другом.

Следует рассматривать электрический прибор в совокупности с подающейся на него нагрузкой. В таком случае реален шанс установить два однофазных стабилизатора для единовременной работы на нужном вам объекте.
Основное правило для бесперебойного функционирования – разграничение нагрузки на 2 обособленные линии. Разветвление необходимо создать после счетчика с соблюдением таких условий:

  • 1 этаж – 2 этаж (для частного дома);
  • жилые помещения – ванная, туалет, столовая (для квартир, одноэтажных домов).

После этого один из приборов монтируется на одну линию, второй – на другую. К каждому подсоединяется его заданная нагрузка. В результате получаются две обособленные схемы «стабилизатор-нагрузка», соединенные параллельным способом. Это наиболее действенный метод сделать монтаж двух электрических приборов.

«Нельзя просто так взять и запараллелить источники напряжения»

Не раз и не два мне попадались предложения типа «давайте включим два стабилизатора напряжения параллельно, если не хватает выходного тока одного». В том числе и здесь:
Тут — в авторском тексте о ПК Специалист (Spectrum) habr.com/ru/post/247211 (в итоге — автор применил двухканальный импульсный источник питания).
Тут — в комментариях habr.com/ru/post/400617/#comment_18002157
И тут — в комментариях habr.com/ru/post/400381/#comment_17983821
Да тысячи их:
electronics.stackexchange.com/questions/261537/dc-dc-boost-converter-in-parallel
forum.allaboutcircuits.com/threads/paralleling-lm317ts.16198
forum.arduino.cc/index.php?topic=65327.0 (обсуждение довольно показательное с точки зрения пренебрежения схемотехникой и энергосбережением мобильного робота).

Вспомнив немного ТОЭ и воспользовавшись симулятором TINA-TI, покажем несбыточность малую обоснованность надежд на благоприятный исход этого чита.

О параллельном соединении источников напряжения с точки зрения закона Ома, правил Кирхгофа и примкнувших к ним ТОЭ.

Два источника напряжения (E1, E2) с внутренними сопротивлениями (Rвн1, Rвн2) работают на нагрузку (Rн). Составив и упростив 3 уравнения — получим:
Uн = Rн * (Rвн2*E1 + Rвн1*E2) / (Rвн1*Rвн2 + Rн*[Rвн1+Rвн2]);
I1 = (E1 — Uн) / Rвн1;
I2 = (E2 — Uн) / Rвн2.
Беря номинал 3.3 В с разбалансом ЭДС в ± 0.1% (3,303 и 3,297 В, соответственно), внутренние сопротивления 0,01 Ом и сопротивление нагрузки 3,3 Ом — получим токи 0,8 и 0,2 А соответственно (± 60% от ожидаемых 0.5 А) при напряжении на нагрузке 3,295 В. Обратите внимание на величину исходного разбаланса — если не брать сверхточные и сверхстабильные источники опорного напряжения (стоимостью как крыло от вертолёта), она мало достижима в «вульгарной» микроэлектронике. А чем качественнее наши источники напряжения (меньше их внутреннее сопротивление) и чем выше сопротивление нагрузки — тем больше будет разбаланс токов при прочих равных.
Вооружась этой простой теорией — посмотрим пристальнее на внутреннюю структуру стабилизаторов напряжения.

О параллельном соединении стабилизаторов напряжения с точки зрения наличия в них обратной связи.

Как известно, чуть более чем все современные стабилизаторы напряжения строятся как компенсационные — обратная связь отслеживает напряжение на выходе стабилизатора и поддерживает его постоянным либо меняя внутреннее сопротивление между входом и выходом, либо меняя соотношение замкнутого и разомкнутого состояний между входом и выходом. Из этого вытекает тот факт, что если подать на выход стабилизатора напряжение превышающее его выходное, то ОС должна будет отключить регулирующие элементы и данный стабилизатор выйдет из борьбы за жизнь нагрузки.
Не будем рассматривать здесь случаи линейного стабилизатора с push-pull выходом (используются как источники питания терминаторов DDR-памяти) и импульсных стабилизаторов с синхронным выпрямлением. Первые — должны, а вторые, теоретически, — могут пытаться снижать напряжение на своём выходе.
В случае применения импульсных стабилизаторов — можно рассмотреть и такие гипотетические вещи, как биение частот преобразования или их самосинхронизация… Но это выходит за рамки моих текущих интересов. Для закрытия теоретической части добавлю, что если кто-то предложит использовать внешнее тактирование импульсных стабилизаторов со сдвигом фаз, то Вы опоздали. Микропроцессоры Intel и AMD уже многие годы питаются от многофазных конвертеров, а если есть готовый двух- и более фазный контроллер, то городить внешнюю синхронизацию для отдельных стабилизаторов — бессмысленно.
А теперь — перейдём к симуляции реальности.

Читайте также: Стабилизатор напряжения lvt асн 250 инструкция

О параллельном соединении стабилизаторов напряжения в симуляторе.

Первый пример — вариация простенького линейного стабилизатора из app. note на регулируемый источник опорного напряжения типа 431.
Он применялся, например, в некоторых ранних блоках питания ATX для стабилизации напряжения 3.3 В. На сток регулирующего транзистора подавалось 5 В, а резистор в цепи затвора питался от 12 В.
Поскольку в симуляции нас не волнует КПД, то для простоты на входе один единственный источник питания. Также — с ходу я не нашёл средства внести погрешность в опорное напряжение TL431, кроме как добавить генератор напряжения G1 в цепь управляющего электрода. Вот результат расчёта (меню «Анализ постоянного тока», раздел «Переходные характеристики»):

Как видим — достаточно разбаланса опорных напряжений в 3 мВ, чтобы один из стабилизаторов превратился в тыкву. А это всего 0,12% от номинального, да ещё отнюдь не каждая 431 имеет точность лучше 0.5%.
Предложение «поставим в цепь обратной связи триммер и подгоним правильное деление тока нагрузки» я отметаю на том основании, что типичные подстроечные резисторы (Bourns и muRata, керметные, одно и многооборотные) — имеют вибростойкость до 1% (изменение зафиксированного отношения напряжений или сопротивлений после воздействия вибрации с ускорением 20..30 G).
Упомянутые в ссылках на зарубежные ресурсы пляски с последовательными резисторами на выходах стабилизаторов — я даже рассматривать не буду. Просто потому, что этим убивается то, для чего собственно и ставится стабилизатор напряжения — постоянство напряжения на нагрузке при изменении её тока потребления.
Потом я вспомнил, что на выходе обычно есть конденсаторы… Добавление на выходы конденсаторов по 1000 мкФ с ESR 100 мОм не внесло кардинальных отличий в результаты симуляции параллельной работы этих стабилизаторов (меню «Анализ переходных процессов»).

Возможно, кто-то скажет: «Сработает ограничение по току у первого стабилизатора и второй тоже подключится». Но очевидно, что даже если это произойдёт, то первый всё равно продолжит работать с перегрузкой, что не прибавит надёжности нашей системе. Вот пример работы пары LP2951 (максимальный ток нагрузки — 100 мА, ограничение тока в модели — около 160 мА) с общим током нагрузки около 180 мА.
Почему такое старье? Потому, что они есть у меня в удобном для втыкания в «бредовую борду» DIP’е и, если кто-то из читателей пожелает пойти путём Фомы, то я смогу измерить всё IRL.
Результаты симуляции (меню «Анализ переходных процессов»):

Как видите — второй и не думает деятельно участвовать в спасении нагрузки от голода. А благодаря бóльшему коэффициенту усиления — выход из игры происходит при меньшем разбалансе.

На этом — всё. Питайтесь правильно!

Вывод.

Если максимальный выходной ток стабилизатора напряжения не обеспечивает потребности питаемой схемы, то есть только два выхода — заменить стабилизатор на модель с бóльшим выходным током или использовать схемотехническую балансировку выходных токов нескольких стабилизаторов.

P.S. «Всякое лыко — в строку». Во время подготовки статьи на глаза попалась широко растиражированная в документации на стабилизатор типа 1117 схема переключателя «батарея — сеть» с параллельным включением их выходов. К ней есть вопросы о практической применимости, но тему статьи она подтверждает чуть более, чем полностью. Привожу фрагмент из документации фирмы «ON semiconductor», который снабжён текстовыми пояснениями:

The 50 Ohm resistor that is in series with the ground pin of the upper regulator level shifts its output 300 mV higher than the lower regulator. This keeps the lower regulator off until the input source is removed.

P.P.S. Дописал вывод. Точнее — скопировал его из синопсиса.

Читайте также: Лучшие стабилизаторы для экшн камер

Synopsis: You can’t boost output current of weak voltage regulators by simple parallel connection. You must use tougest one or special schematic for properly current sharing.

Подключение двух стабилизаторов напряжения к однофазной сети

Несмотря на технический прогресс практически во всех сферах, проблемы с обеспечением качественным напряжением по-прежнему остаются актуальными и в промышленности, и в быту. Перегрузки в электросетях и перепады напряжения, возникающие вследствие целого ряда причин, сегодня являются обыденным явлением. Следствием этого становятся поломки дорогостоящих электроприборов, снижение эффективности их работы, возгорания электропроводки в результате короткого замыкания.

Наиболее эффективным методом решения этой насущной проблемы является установка стабилизатора напряжения, который приводит параметры электросети до приемлемых значений, тем самым обеспечивая безопасность подключенного электрооборудования.

В случае если колебания в сети не критические, можно ограничиться установкой стабилизатора небольшой мощности для защиты наиболее требовательной к качеству напряжения техники. При этом следует учитывать, что подключение мощных потребителей к этим устройствам недопустимо. Помимо того, крайне нежелательно подключение двух стабилизаторов к одной розетке, так как при этом устройства будут генерировать взаимные помехи.

В большинстве случаев, подключение к сети маломощных стабилизаторов не связано с какими-либо трудностями, а вот при использовании мощных устройств могут возникнуть определенные проблемы.

Оптимальным решением проблемы снабжения качественным напряжением всей используемой электротехники является установка стабилизатора на весь дом. Как правило, устройство устанавливается за счетчиком, с пресечением фазного кабеля.

Схема подключения стабилизатора к сети представлена на корпусах большинства устройств, и с задачей их монтажа может без труда справиться любой электромонтер. Некоторые вопросы могут возникнуть при необходимости подключения к сети двух стабилизаторов. Подобные ситуации достаточно актуальны для сегодняшнего дня – ассортимент бытовых электроприборов постоянно расширяется, в доме появляется новая техника, и мощность ранее установленного стабилизатора не позволяет подключать к нему новые устройства. В таких случаях приходится либо заменять имеющийся стабилизатор на более мощную модель, либо приобрести и установить еще одно устройство необходимой мощности.

Отметим, что монтировать одновременно два и более стабилизатора к однофазной электросети не запрещено, однако делать это надо без ошибок, с соблюдением определенной технологии. Отметим, что в подобных случаях не следует последовательно соединять два стабилизатора – это крайне неудачная и даже абсурдная идея. Последовательное подключение стабилизаторов не только не даст необходимого результата, но и усугубит проблему.

Нелогично рассматривать электрические устройства в качестве обособленных изделий, которые возможно соединить друг с другим. Стабилизаторы следует рассматривать в совокупности с подающейся на них нагрузкой, что позволит использовать два однофазных устройства для работы на необходимом участке.

Базовым условием бесперебойного функционирования двух стабилизаторов является разделение нагрузки на две обособленные друг от друга линии. Разветвление линий осуществляется непосредственно после электросчетчика. Если монтаж стабилизаторов проводится в частном доме, одну линию следует выделить для жилых помещений, а вторую – для подсобного хозяйства. После этого стабилизаторы монтируются на разветвленных линиях. В итоге получаются две автономные схемы, включающие стабилизатор и нагрузку, соединенные параллельно. Это оптимальная и наиболее действенная технология монтажа двух стабилизаторов на одном участке электросети.

2 стабилизатора напряжения в одной сети

Сообщение aRTEMMM » 23 авг 2017, 16:31

Прощу проверить, правильно ли я сделал схему подключения двух стабилизаторов и схему щитка к ним. Не являюсь специалистов в электрике, поэтому допускаю, что мог допустить ошибку. Не судите строго

От квартирного щитка провести линию в помещение, где установлен щиток на 8 автомктов и развести эту линию на 2 стабилизатора. На одном стабилизаторе будет висеть 2 розетки (на общую нагрузку 1,8 кВт), на другом 3 (на общую нагрузку 4,2 кВт).
На каждый стабилизатор я поставил по автомату, соответственно 10А и 20А. Ноль и землю вывел на общие шины, но отделил нули с выходов стабилизаторов. Все ли тут верно?