راهنمای خرید استابلایزر یا دستگاه تثبیت کننده ولتاژ 

امروزه استفاده از دستگاه‌های تثبیت کننده ولتاژ یا استابلایزرها در هر خانه به یک نیاز عمومی تبدیل شده است. انواع مختلفی از دستگاه‌های تثبیت کننده ولتاژ در حال حاضر با کاربردها و کارکردهای متفاوت وجود دارند. آخرین پیشرفت‌های فناوری مانند استفاده از تراشه‌های ریزپردازنده و دستگاه‌های الکترونیکی قدرتمند، طرز تفکر ما نسبت به استابلایزر را تغییر داده است. آنها اکنون کاملاً خودکار و هوشمند شده‌اند و کاربردهای مختلفی را ارائه می‌دهند. این دستگاه‌ها همچنین واکنش فوق العاده سریعی به نوسانات ولتاژ دارند و در برخی از مدل‌ها به  کاربران اجازه می‌دهند تا ولتاژ مورد نیاز را از راه دور تنظیم کنند. در ادامه با استابلایزر و نحوه عملکرد آن و روش خرید استابلایزر آشنا می‌شوید.

استابلایزر یا تثبیت کننده ولتاژ چیست؟

تثبیت کننده ولتاژ یا استابلایزر یک دستگاه الکتریکی است که برای ارائه ولتاژ خروجی ثابت به بار در پایانه‌های خروجی آن صرف نظر از هرگونه تغییر نوسان در ورودی استفاده می‌شود.

هدف اصلی دستگاه تثبیت کننده ولتاژ محافظت از وسایل الکتریکی/الکترونیکی ارزشمند مانند کولرهای گازی، یخچال، تلویزیون و غیره در برابر آسیب‌های احتمالی ناشی از نوسانات ولتاژ ( ولتاژ خیلی زیاد یا خیلی کم) است.

شکل 1 - انواع مختلف تثبیت کننده‌های ولتاژ

دستگاه تثبیت کننده ولتاژ (استابلایزر) با نام AVR (تنظیم کننده خودکار ولتاژ) نیز شناخته می‌شود. استفاده از تثبیت کننده ولتاژ تنها محدود به تجهیزات خانگی یا اداری که منبع تغذیه آنها از خارج از محدوده‌شان تامین می‌شود، نیست. حتی کشتی‌هایی که دارای منبع تغذیه داخلی خود به شکل موتورهای دیزلی هستند، برای حفظ سلامتی تجهیزات خود وابستگی بالایی به دستگاه‌های AVR دارند.

انواع مختلفی از تثبیت کننده‌های ولتاژ را در بازار وجود دارد. که شامل دو دسته اتوماتیک دیجتیالی و آنالوگ  در بسیاری از کارخانه‌ها تولید می‌شوند. به لطف افزایش رقابت و آگاهی مردم از اهمیت استفاده از استابلایزرها، این دستگاه‌ها پیشرفت قابل قبولی داشته‌اند. این تثبیت کننده‌های ولتاژ  به شکل تک فاز (با خروجی 220-230 ولتی) یا سه فاز (با خروجی 380/400 ولتی) بر اساس نوع کاربردهایشان قابل خریداری هستند. تنظیم ولتاژ خروجی مطلوب به روش باک بوست (Buck and Boost) که توسط مدار داخلی آن انجام می‌شود صورت می‌گیرد. تثبیت کننده‌های ولتاژ سه فاز در دو مدل مختلف یعنی مدل‌های بار متعادل و مدل‌های بار نامتعادل موجود هستند.

آنها در محدوده‌های مختلف توان KVA (ولت‌آمپر) نیز موجود هستند. یک تثبیت کننده ولتاژ با محدوده معمولی می‌تواند ولتاژ خروجی ثابت 200-240 ولت را با مبدل بوست باک 20-35 ولت از یک تغذیه ولتاژ ورودی از 180 ولت تا 270 ولت تضمین کند. در حالی که یک تثبیت کننده ولتاژ با محدوده وسیع می‌تواند ولتاژ ثابت خروجی 190-240 ولت را با یک بوست 50-55 ولت از ولتاژ ورودی را از 140 ولت تا 300 ولت تضمین کند.

استابلایزر ها همچنین برای طیف گسترده‌ای از کاربردهای محدود خانگی مانند تثبیت کننده ولتاژ اختصاصی برای مانند تلویزیون، یخچال، مایکروویو تا یک یونیت بزرگ برای کل لوازم خانگی یا تجهیزات اداری در دسترس هستند. تثبیت کننده‌های ولتاژ فعلی علاوه بر عملکرد اصلی تثبیت کنندگی ولتاژی خود، دارای بسیاری از ویژگی‌های منحصر به فرد دیگر هستند که شامل حفاظت اضافه بار، سوئیچینگ ولتاژ صفر، حفاظت از تغییرات فرکانس، نمایشگر قطع ولتاژ، امکان شروع و توقف خروجی، استارت دستی/خودکار، قطع ولتاژ و غیره هستند.

تثبیت کننده‌های ولتاژ دستگاه هایی بسیار کارآمد با راندمان 95-98٪ هستند. آنها برق بسیار کمتری مصرف می‌کنند که معمولاً 2 تا 5 درصد از حداکثر بار است.

چرا به استابلایزر ولتاژ نیاز داریم و اهمیت استفاده از آنها چیست؟

همه دستگاه‌های الکتریکی یا الکترونیکی به شکلی طراحی می‌شوند که بتوانند با یک منبع ولتاژ معمولی که به عنوان ولتاژ نامی عملیاتی شناخته می‌شود، با نهایت کارایی کار کنند. محدوده کار (با بازده بهینه) یک دستگاه الکتریکی یا الکترونیکی ممکن است به ± 5٪، ± 10٪ یا بیشتر محدود شود که به عواملی همچون حد عملیاتی ایمن که توسط سازنده ایجاد شده بستگی دارد.

به دلایل مختلفی، منبع ولتاژ ورودی که ما دریافت می‌کنیم همیشه دارای نوساناتی است که در نتیجه منجر به متغیر شدن ولتاژ ورودی می‌شود. این ولتاژ متغیر عامل اصلی کاهش راندمان دستگاه و همچنین افزایش نرخ خرابی آنها است.

به یاد داشته باشید، هیچ چیز برای یک دستگاه الکتریکی یا الکترونیکی مهمتر از یک منبع تغذیه فیلتر شده، محافظت شده و پایدار نیست. استفاده از یک منبع ولتاژ بدون نوسان و تثبیت شده برای تمامی دستگاه‌های برقی لازم است تا دستگاه بتواند عملکرد مورد نظر خود را به بهترین شکل ارائه دهد. دستگاه تثبیت کننده ولتاژ تضمین می‌کند که وسیله برقی (یا وسایل برقی) شما بدون توجه به نوسانات، ولتاژ مورد نظر و تثبیت شده‌ای را دریافت کند. بنابراین، تثبیت کننده ولتاژ یک راه حل بسیار کارآمد برای کسانی است که می‌خواهند عملکرد بهینه‌ای از وسایل خود داشته باشند و از دستگاه‌های ارزشمندشان در برابر این نوسانات غیرقابل پیش بینی ولتاژ اعم از نویز، افزایش یا کاهش لحظه‌ای در منبع تغذیه محافظت کنند.

مانند دستگاه UPS، استابلایزر های ولتاژ نیز برای محافظت از تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی بسیار مثمر‌ثمر هستند. نوسانات ولتاژ صرف نظر از اینکه در کجا زندگی می‌کنید بسیار رایج است. نوسانات ولتاژ ممکن است دلایل مختلفی مانند خطاهای الکتریکی، سیم کشی معیوب، صاعقه، اتصال کوتاه و غیره داشته باشد.

اثرات مخرب اضافه ولتاژ در لوازم خانگی

• ممکن است باعث آسیب دائمی دستگاه متصل شود

• ممکن است باعث آسیب به عایق سیم پیچ شود

• ممکن است منجر به اختلالات اساسی در بار شود

• ممکن است منجر به گرم شدن بیش از حد کابل یا دستگاه شود

• ممکن است عمر مفید دستگاه را کاهش دهد

اثرات مخرب افت ولتاژ در لوازم خانگی

• ممکن است منجر به خرابی تجهیزات شود

• ممکن است منجر به راندمان پایین دستگاه شود

• دستگاه در برخی موارد ممکن است ساعت‌های بیشتری کار کند تا عملکرد مورد نظر شما را ارائه دهد

• ممکن است عملکرد دستگاه را کاهش و یا قطع کند

• ممکن است دستگاه از چرخش باز بماند و جریان‌های بزرگی دریافت کند که باعث گرم شدن بیش از حد سیستم می‌شود

تثبیت کننده ولتاژ چگونه کار می‌کند؟ - منطق اصلی مبدل باک بوست

کار اصلی یک استابلایزر ولتاژ انجام دو عملکرد ضروری یعنی عملکرد باک و بوست است.  وظیفه مبدل باک و بوست چیزی نیست جز تنظیم یک ولتاژ ثابت در مواقع اضافه ولتاژ یا در شرایط افت ولتاژ. مبدل باک و بوست ممکن است به صورت دستی با کمک کلیدهای انتخابگر یا به طور خودکار با کمک مدارهای الکترونیکی انجام شود.

 شکل 3 - عملکرد اصلی تثبیت کننده ولتاژ

در شرایط اضافه ولتاژ، عملکرد باک به عنوان کاهنده شدت ولتاژ کار می‌کند. به طور مشابه، در شرایط افت ولتاژ، عملکرد بوست، ولتاژ را افزایش می‌دهد. ایده هر دو عملکرد به طور کلی حفظ ولتاژ خروجی به صورت یکسان است.

تثبیت ولتاژ شامل اضافه یا تفریق ولتاژ از منبع ولتاژ اولیه است. برای انجام این عملکرد، تثبیت کننده‌های ولتاژ از یک ترانسفورماتور استفاده می‌کنند که در پیکربندی‌های مختلفی به رله‌های سوئیچینگ متصل است. تعداد کمی از تثبیت کننده‌های ولتاژ از ترانسفورماتورهایی استفاده می‌کنند که دارای تپ چنجرهای مختلف روی سیم پیچ آن برای ایجاد اصلاحات ولتاژی هستند، در حالی که تثبیت کننده‌های ولتاژ کمی (مانند تثبیت کننده ولتاژ Servo) دارای ترانسفورماتور خودکار برای ارائه محدوده مورد نظر اصلاح هستند.

عملکرد باک و بوست چگونه در دستگاه‌های تثبیت کننده ولتاژ کار می‌کند؟

برای درک بهتر هر دو مفهوم، باک و بوست را به عملکردهای جداگانه‌ای تقسیم می‌کنیم.

عملکرد باک در دستگاه‌های تثبیت کننده ولتاژ

شکل شماره 4 - نمودار مدار عملکرد باک در تثبیت کننده ولتاژ

شکل بالا اتصال یک ترانسفورماتور در عملکرد باک را نشان می‌دهد. در عملکرد باک، قطبیت سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور به گونه‌ای وصل می‌شود که ولتاژ اعمال شده به بار ناشی از تفریق ولتاژ سیم پیچ اولیه با ثانویه باشد. 

شکل 5 - کاهش ولتاژ در عملکرد باک دستگاه تثبیت کننده ولتاژ

مدار سوئیچینگ در تثبیت کننده ولتاژ وجود دارد. هر زمان که اضافه ولتاژ را در منبع اصلی تشخیص دهد، اتصال بار به پیکربندی به حالت "Buck" در می‌آید که به صورت دستی یا خودکار، با کمک سوئیچ‌ها یا رله‌ها منتقل می‌شود.

عملکرد بوست در دستگاه تثبیت کننده ولتاژ

شکل 6 - نمودار مدار عملکرد تقویت کننده (بوست) در تثبیت کننده ولتاژ

شکل بالا اتصال یک ترانسفورماتور را در عملکرد "Boost" نشان می‌دهد. در عملکرد Boost، قطبیت سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور به گونه‌ای متصل می‌شود که ولتاژ اعمال شده به بار حاصل از افزودن ولتاژ سیم پیچ اولیه و ثانویه باشد.

 شکل 7 - افزایش ولتاژ در عملکرد تقویت کننده تثبیت کننده ولتاژ

چگونه پیکربندی باک و بوست به طور خودکار کار می‌کند؟

در اینجا یک نمونه از استابلایزر 2 مرحله‌ای است. این تثبیت کننده ولتاژ از 2 رله (رله 1 و رله 2) برای تامین برق تثبیت شده AC برای بار در شرایط اضافه ولتاژ و افت ولتاژ استفاده می‌کند.

 شکل 8 - نمودار مدار عملکرد باک و بوست خودکار در دستگاه تثبیت کننده ولتاژ

در نمودار مدار تثبیت کننده ولتاژ 2 مرحله‌ای (تصویر بالا)، از رله 1 و رله 2 برای ارائه کانفیگ باک و بوست در شرایط مختلف نوسان‌دار یعنی اضافه ولتاژ و افت ولتاژ استفاده می‌شود. به عنوان مثال - فرض کنید ورودی جریان متناوب 230 ولت و خروجی مورد نیاز نیز 230 ولت است. حال اگر تثبیت کننده +/- 25 ولت باک بوست دارید، به این معنی است که تثبیت کننده ولتاژ شما می‌تواند ولتاژ ثابت مورد نظر (230 ولت) را بین 205 ولت (حالت افت ولتاژ) و 255 ولت (حالت اضافه ولتاژ) منبع AC ورودی به شما ارائه دهد. .

در تثبیت کننده‌های ولتاژ که از ترانسفورماتورهای سر وسط استفاده می‌کنند، نقاط تَپ (لغزانه) بر اساس مقدار ولتاژ مورد نیاز برای کم کردن (باک) یا تقویت (بوست) انتخاب می‌شوند. در این مورد، ما محدوده‌های ولتاژ متفاوتی برای انتخاب داریم. در حالی که در استابلایزرهای ولتاژی که از ترانسفورماتورهای خودکار استفاده می‌کنند، از موتورهای سروو همراه با کنتاکت‌های لغزان برای به دست آوردن مقدار ولتاژ مورد نیاز برای حالت کاهشی یا افزایشی استفاده می‌شود. کنتاکت لغزان برای ترانسفورماتورهای خودکار از آنجایی که  فقط یک سیم پیچ دارند ضروری است.

انواع استابلایزر ولتاژ

دستگاه‌های تثبیت‌ کننده‌ ولتاژ که در ابتدا به‌صورت دستی کار می‌کردند با سوئیچ انتخابگر به بازار آمدند. این نوع تثبیت کننده‌ها از رله‌های الکترومکانیکی برای انتخاب ولتاژ مورد نظر استفاده می‌کردند. با پیشرفت تکنولوژی، مدارهای الکترونیکی افزوده به وجود آمدند و تثبیت کننده‌های ولتاژ اتوماتیک شدند. سپس تثبیت کننده ولتاژ مبتنی بر سروو آمد که قادر به تثبیت ولتاژ به طور مداوم و بدون هیچ گونه دخالت دستی است. اکنون، تثبیت کننده‌های ولتاژ مبتنی برIC/ Micro controller نیز در دسترس هستند که می‌توانند عملکردهای بیشتری را نیز ارائه دهند.

استابلایزرهای ولتاژ را می‌توان به طور کلی به سه نوع دسته بندی کرد:

• تثبیت کننده‌های ولتاژ از نوع رله‌ای

• تثبیت کننده‌های ولتاژ مبتنی بر سروو

• تثبیت کننده‌های ولتاژ استاتیک

استابلایزر ولتاژ از نوع رله‌ای

در تثبیت کننده‌های ولتاژ از نوع رله‌ای، ولتاژ توسط رله‌های سوئیچینگ تنظیم می‌شود. رله‌ها برای اتصال ترانسفورماتور(های) ثانویه در پیکربندی‌های مختلف برای دستیابی به عملکرد باک و بوست استفاده می‌شوند.

طرز کار تثبیت کننده‌های ولتاژ از نوع رله‌ای

 شکل 9 - نمای داخلی تثبیت کننده ولتاژ رله‌ای

شکل بالا نمای داخلی یک استابلایزر رله‌ای را نشان می‌دهد. این تثبیت کننده ولتاژ دارای یک ترانسفورماتور با لغزنده‌ها، رله و یک مدار الکترونیکی است. مدار حاوی مدار یکسو کننده (رکتیفایر)، تقویت کننده، واحد میکروکنترلر و سایر اجزای پشتیبانی است.

مدار الکترونیکی وظیفه مقایسه ولتاژ خروجی با منبع ولتاژ مرجع را برعهده دارد. به محض تشخیص هر گونه افزایش یا کاهش در منبع ورودی فراتر از مقدار مرجع، رله مربوطه را برای tapping (سیم‌پیچی اضافه) مورد نیاز برای عملکرد باک و بوست تغییر می‌دهد.

تثبیت کننده‌های ولتاژ رله‌ای معمولاً نوسانات ورودی 15±% را با دقت خروجی بین ± 5% تا ±10% تثبیت می‌کنند.

مزایا و کابردهای استابلایزر ولتاژ از نوع رله‌ای

این تثبیت کننده بیشتر برای لوازم و تجهیزات کم مصرف در مصارف مسکونی، تجاری، صنعتی استفاده می‌شود.

• هزینه کمتری دارند

• اندازه آنها کوچک است

محدودیت‌های استابلایزر ولتاژ رله‌ای

• سرعت آنها به نوسانات ولتاژ در مقایسه با سایر انواع تثبیت کننده‌های ولتاژ کمی کندتر است

• دوام کمتری دارند

• کمتر قابل اتکا هستند

• قادر به تحمل نوسانات ولتاژ بالا نیستند زیرا حد تحمل نوسان آنها کمتر است.

• در حال تثبیت ولتاژ، ممکن است در انتقال مسیر منبع تغذیه وقفه جزئی در آن ایجاد کند

تثبیت کننده‌های ولتاژ مبتنی بر سروو

در استابلایزرهای ولتاژ مبتنی بر سروو تنظیم ولتاژ با کمک موتور سروو انجام می‌شود. آنها همچنین به عنوان استابلایزر سروو شناخته می‌شوند. آنها سیستم‌های حلقه بسته هستند.

تثبیت کننده ولتاژ مبتنی بر سروو چگونه کار می‌کند؟

در یک سیستم حلقه بسته، سیگنال فیدبک منفی (همچنین به عنوان منبع خطا شناخته می‌شود) از ولتاژ خروجی تامین می‌شود تا سیستم بتواند اطمینان حاصل کند که خروجی مورد نظر به دست آمده است. این کار با مقایسه سیگنال‌های خروجی و ورودی انجام می‌شود. در صورتی که خروجی مورد نظر بیش از یا کمتر از مقدار مورد نیاز باشد، سیگنال خطا (مقدار خروجی - مقدار ورودی) توسط تنظیم کننده منبع ورودی دریافت می‌شود. سپس این رگولاتور دوباره یک سیگنال (بسته به مقدار خروجی به دست آمده مثبت یا منفی) تولید می‌کند و آن را به محرک‌ها می‌رساند تا خروجی را به مقدار دقیق برساند.

به دلیل خاصیت حلقه بسته، تثبیت کننده‌های ولتاژ مبتنی بر سروو برای وسایل و تجهیزاتی که بسیار حساس هستند و برای کارکرد مورد نظر نیاز به منبع تغذیه ورودی دقیق (±01%) دارند، استفاده می‌شود.

شکل 10 - نمای داخلی تثبیت کننده ولتاژ مبتنی بر سروو

شکل بالا داخل یک تثبیت کننده ولتاژ مبتنی بر سروو را نشان می‌دهد. این تثبیت کننده ولتاژ دارای سروو موتور (موتور سروو)، ترانسفورماتور خودکار، ترانسفورماتور باک و بوست، موتور، برد الکترونیکی و سایر اجزای پشتیبانی است.

در تثبیت کننده ولتاژ مبتنی بر سروو، یک سر سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور باک و بوست به سیم‌پیچ انشعابی ثابت ترانسفورماتور خودکار متصل می‌شود و سر دیگر سیم پیچ اولیه به بازوی متحرک متصل است. این دستگاه توسط سروو موتور کنترل می‌شود. یک سر سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور باک و بوست به منبع ورودی و سر دیگر به خروجی تثبیت کننده ولتاژ متصل است.

شکل شماره 11 – نمودار مدار دستگاه تثبیت کننده ولتاژ مبتنی بر سروو

برد الکترونیکی وظیفه مقایسه ولتاژ خروجی با منبع ولتاژ مرجع را بر عهده دارد. به محض اینکه افزایش یا کاهش در منبع ورودی فراتر از مقدار مرجع را تشخیص داد، موتور شروع به کار می‌کند و بازوی ترانسفورماتور خودکار را حرکت می‌دهد.

با حرکت بازو روی ترانسفورماتور خودکار، ولتاژ ورودی به سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور باک و بوست به ولتاژ خروجی مورد نیاز تغییر می‌کند. سروو موتور تا زمانی که اختلاف بین مقدار ولتاژ مرجع و خروجی تثبیت کننده صفر شود به چرخش خود ادامه می‌دهد. این فرآیند کامل در چند میلی ثانیه اتفاق می‌افتد. استابلایزرهای مبتنی بر سرووی امروزی با مدارهای کنترل مبتنی بر میکروکنترلر/ریزپردازنده ارائه می‌شوند تا کنترل هوشمند را به کاربران ارائه دهند.

انواع مختلف استابلایزر ولتاژ مبتنی بر سروو

انواع مختلف تثبیت کننده‌های ولتاژ مبتنی بر سروو عبارتند از:

استابلایزر ولتاژ مبتنی بر سروو تک فاز

در تثبیت کننده‌های ولتاژ مبتنی بر سروو تک فاز، تثبیت ولتاژ با کمک یک سروو موتور متصل به یک ترانسفورماتور متغیر حاصل می‌شود.

استابلایزر ولتاژ مبتنی بر سروو سه فاز یکنواخت

در تثبیت کننده های ولتاژ مبتنی بر سروو از نوع یکنواخت سه فاز، تثبیت ولتاژ با کمک یک سروو موتور متصل به سه ترانسفورماتورهای خودکار و یک مدار کنترل مشترک حاصل می‌شود. خروجی ترانسفورماتورهای خودکار برای دستیابی به تثبیت متفاوت است.

استابلایزر ولتاژ مبتنی بر سروو سه فاز نامتعادل (غیریکنواخت)

در تثبیت کننده های ولتاژ مبتنی بر سروو سه فاز نامتعادل، تثبیت ولتاژ با کمک یک سروو موتور متصل به 3 ترانسفورماتور خودکار و 3 مدار کنترل مستقل (یکی برای هر ترانسفورماتور خودکار) حاصل می‌شود.

 شکل 12 - نمای داخلی تثبیت کننده‌های ولتاژ مبتنی بر سروو نوع سه فاز غیریکنواخت

موارد استفاده و مزایای تثبیت کننده ولتاژ مبتنی بر سروو

• به نوسانات ولتاژ واکنش سریع دارد

• دقت تثبیت ولتاژ بالایی دارد.

• بسیار قابل اعتماد است

• می‌تواند نوسانات ولتاژ بالا را تحمل کند

محدودیت‌های تثبیت کننده ولتاژ مبتنی بر سروو

• نیاز به نگهداری دوره‌ای دارد

• برای از بین بردن خطا، سروو موتور باید تراز شود. تراز سروو موتور به افراد ماهر نیاز دارد.

استابلایزر ولتاژ ایستا (استاتیک)

شکل شماره 13 - تثبیت کننده‌های ولتاژ ایستا

یکسو کننده ولتاژ از نوع استاتیک مانند تثبیت کننده‌های ولتاژ مبتنی بر سروو فاقد قطعات متحرک است. برای تثبیت ولتاژ از یک مدار مبدل الکترونیکی قدرت استفاده می‌کند. این تثبیت کننده‌های ولتاژ استاتیک دقت بسیار بالایی دارند و تثبیت ولتاژ آنها در محدوده ± 1٪ است.

یک تثبیت کننده ولتاژ از نوع استاتیک شامل ترانسفورماتور باک و بوست، مبدل قدرت ترانزیستور دوقطبی گیت عایق شده (IGBT)، میکروکنترلر، ریزپردازنده و سایر اجزای ضروری است.

 شکل 14 - نمای داخلی تثبیت کننده ولتاژ استاتیک

استابلایزر ولتاژ استاتیک چگونه کار می‌کند؟

میکروکنترلر و ریزپردازنده مبدل توان IGBT را برای تولید سطح ولتاژ مورد نیاز با استفاده از تکنیک "مدولاسیون پهنای پالس" کنترل می‌کند. در تکنیک "مدولاسیون پهنای پالس"، مبدل‌های برق دارای سوئیچینگ از یک سوئیچ نیمه هادی قدرت (مانند MOSFET) برای به حرکت درآوردن ترانسفورماتور برای ولتاژ خروجی مورد نظر استفاده می‌کنند. این ولتاژ تولید شده سپس به سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور "باک و بوستر" اعمال می‌شود. مبدل برق IGBT همچنین فاز ولتاژ را کنترل می‌کند. این مبدل می‌تواند ولتاژی را ایجاد کند که ممکن است در فاز یا 180 درجه خارج از فاز به منبع تغذیه ورودی باشد، که به نوبه خود آن را قادر می‌سازد بسته به افزایش یا کاهش سطح منبع تغذیه ورودی، ولتاژ اضافه یا کم شود.

 شکل 15 - نمودار مدار تثبیت کننده ولتاژ استاتیک

به محض اینکه ریزپردازنده کاهش سطح ولتاژ را احساس کرد، سیگنال مدولاسیون پهنای پالس را به مبدل قدرت IGBT ارسال می‌کند. مبدل برق IGBT بر این اساس ولتاژی را تولید می‌کند که مشابه اختلاف ولتاژی است که در منبع تغذیه ورودی کاهش یافته است. این ولتاژ تولید شده در فاز منبع تغذیه ورودی است. سپس این ولتاژ به سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور "باک و بوست" اضافه می‌شود. از آنجایی که سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور باک و بوست به منبع تغذیه ورودی متصل است، ولتاژی که در سیم پیچ ثانویه القا شده است به منبع تغذیه ورودی اضافه می‌شود. و بنابراین اضافه ولتاژ تثبیت شده به بار توزیع می‌شود.

به همین ترتیب، به محض اینکه ریزپردازنده افزایش سطح ولتاژ را احساس کرد، سیگنال مدولاسیون پهنای پالس را به مبدل قدرت IGBT ارسال می‌کند. مبدل برق IGBT بر این اساس ولتاژی را تولید می‌کند که مشابه اختلاف ولتاژی است که در منبع تغذیه ورودی کاهش یافته است. اما این بار ولتاژ تولید شده 180 درجه خارج از فاز با منبع تغذیه ورودی خواهد بود. سپس این ولتاژ به سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور "باک و بوست" تغذیه می‌شود. از آنجایی که سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور باک و بوست به منبع تغذیه ورودی متصل است، ولتاژی که در سیم پیچ ثانویه القا شده است اکنون از منبع تغذیه ورودی کم می‌شود. و بنابراین ولتاژ کاهش یافته تثبیت شده به بار ارائه می‌شود.

موارد استفاده و مزایای استابلایزر ولتاژ استاتیک

• اندازه آنها بسیار کوچک است

• واکنش بسیار سریعی به نوسانات ولتاژ دارند

• دقت بسیار بالایی در تثبیت ولتاژ دارند

• از آنجایی که در این نوع تثبیت کننده‌ها هیچ قطعه متحرکی وجود ندارد، تقریباً بدون تعمیر و نگهداری است

• بسیار قابل اعتماد هستند

• کارایی آنها بسیار بالاست

محدودیت‌های تثبیت کننده ولتاژ استاتیک

• در مقایسه با همتایان خود گران هستند

تفاوت بین تثبیت کننده ولتاژ و تنظیم کننده ولتاژ چیست؟

تفاوت میان تنظیم کننده ولتاژ و تثبیت کننده ولتاژ (استابلایزر) چیست؟

به نظر خیلی‌ها هر دو یک کار انجام می‌دهند. هر دوی آنها عملکرد یکسانی برای تثبیت ولتاژ ارائه می‌دهند. با این حال، روشی که آنها به این کار دست می‌زنند تفاوت اصلی را به ارمغان می‌آورد. تفاوت عملکردی اصلی بین تثبیت کننده ولتاژ و تنظیم کننده ولتاژ عبارت است از:

تثبیت کننده ولتاژ دستگاهی است که ولتاژ ثابتی را در خروجی ارائه می‌دهد؛ بدون آنکه تغییری در ولتاژ ورودی ایجاد کند

. در حالیکه، تنظیم کننده ولتاژ دستگاهی است که بدون تغییر در جریان بار، ولتاژ ثابتی را به خروجی می‌رساند.

راهنمای خرید؛ چگونه بهترین تثبیت کننده ولتاژ را برای خانه خود انتخاب کنیم؟

هنگام خرید استابلایزر یا تثبیت کننده ولتاژ باید عوامل مختلفی را در نظر بگیرید. در غیر این صورت، ممکن است با یک تثبیت کننده ولتاژ مواجه شوید که ممکن است عملکرد ضعیف یا بیش از حد داشته باشد. عملکرد بیش از مورد نیاز ضرری ندارد، اما هزینه اضافی به شما تحمیل خواهد کرد. پس چرا تثبیت کننده ولتاژی را انتخاب نکنید که بتواند نیازهای شما را برآورده کند و جیب شما را پر پول نگه دارد.

عوامل مختلفی که نقش مهمی در انتخاب یک تثبیت کننده ولتاژ دارند

عوامل مختلفی که قبل از انتخاب استابلایزر نقش حیاتی دارند و نیاز به بررسی دارند عبارتند از:

• وات مورد نیاز دستگاه یا دستگاه‌ها

• نوع دستگاه

• سطح نوسان ولتاژ در منطقه شما

• نوع تثبیت کننده ولتاژ

• محدوده کاری (نوسانی) تثبیت کننده ولتاژ که به آن نیاز دارید

• ویژگی قطع ولتاژ در هنگام افت ولتاژ یا اضافه ولتاژ

• نوع مدار تثبیت/کنترل

• نوع نصب تثبیت کننده ولتاژ

راهنمای خرید استابلایزر برق برای خانه شما

این مرحله از مراحل ضروری است که باید برای انتخاب بهترین یکسو کننده ولتاژ برای خانه خود دنبال کنید:

• توان نامی دستگاهی که برای آن به تثبیت کننده ولتاژ نیاز دارید، بررسی کنید. توان نامی در پشت دستگاه به شکل برچسب در دسترس است. توان نامی بر حسب کیلووات (KW) خواهد بود. به طور کلی، توان تثبیت کننده ولتاژ بر حسب KVA است. ابتدا آن را به کیلو وات (KW) تبدیل کنید

(کیلو وات = کیلو ولت آمپر x ضریب توان)

• حاشیه 25 تا 30 درصدی توان تثبیت کننده را حتما لحاظ کنید. این امر به شما امکان اضافه کردن هر وسیله‌ای را در آینده به تثبیت کننده می‌دهد

• حد تحمل نوسانات ولتاژ را بررسی کنید. اگر میزان تحمل نوسانات ولتاژی دستگاه با نیاز شما مطابقت دارد، یک گزینه ایده‌آل برای شما خواهد بود

• محل دستگاه و نیاز نصب و اندازه مورد نیاز را بررسی کنید

• می‌توانید ویژگی‌های افزوده‌ای که در محدوده قیمتی مورد نظر شما است را از برندها و مدل‌های مختلف هم در نظر بگیرید

 یک مثال عملی برای درک بهتر استابلایزر

فرض کنید برای تلویزیون خود به یک تثبیت کننده ولتاژ نیاز دارید. فرض کنید تلویزیون شما دارای توان 1 KVA است. حاشیه افزودنی 30 درصد برای 1KVA  سی‌صد وات است. با اضافه کردن هر دو، می‌توانید یک تثبیت کننده ولتاژ 1.3 کیلووات (1300 وات) برای تلویزیون خود خریداری کنید.