Как понизить напряжение в сети

Как понизить постоянное и переменное напряжение — обзор способов

Эффективные способы понижения постоянного и переменного напряжения. Узнайте, как понизить напряжение с 220 до 110 или 36 Вольт, либо с 12 до 5 Вольт.

Понижаем переменное напряжение

Рассмотрим типовые ситуации, когда нужно опустить напряжение, чтобы подключить прибор, который работает от переменного тока, но напряжение его питания не соответствует привычным 220 Вольтам. Это может быть, как различная бытовая техника, инструмент, так и упомянутые выше светильники.

Понижаем постоянное напряжение

При конструировании электроники часто возникает необходимость понижения напряжения имеющегося блока питания. Мы также рассмотрим несколько типовых ситуаций.

Если вы работаете с микроконтроллерами – могли заметить, что некоторые из них работают от 3 Вольт. Найти соответствующие блоки питания бывает непросто, поэтому можно использовать зарядное устройство для телефона. Тогда вам нужно понизить его выход с 5 до 3 Вольт (3,3В). Это можно сделать, если опустить выходное напряжение блока питания путём замены стабилитрона в цепи обратной связи. Вы можете добиться любого напряжения как повышенного, так и пониженного – установив стабилитрон нужного номинала. Определить его можно методом подбора, на схеме ниже он выделен красным эллипсом.

А на плате он выглядит следующим образом:

На следующем видео автор демонстрирует такую переделку, только не на понижение, а на повышение выходных параметров.

На зарядных устройствах более совершенной конструкции используется регулируемый стабилитрон TL431, тогда регулировка возможна заменой резистора или соотношением пары резисторов, в зависимости от схемотехники. На схеме ниже они обозначены красным.

Кроме замены стабилитрона на плате ЗУ, можно опустить напряжение с помощью резистора и стабилитрона – это называется параметрический стабилизатор.

Еще один вариант – установить в разрыв цепи цепочку из диодов. На каждом кремниевом диоде упадёт около 0,6-0,7 Вольт. Так опустить напряжение до нужного уровня можно, набрав нужное количество диодов.

Часто возникает необходимость подключить устройство к бортовой сети автомобиля, оно колеблется от 12 до 14,3-14,7 Вольт. Чтобы понизить напряжение постоянного тока с 12 до 9 Вольт можно использовать линейный стабилизатор типа L7809, а, чтобы опустить с 12 до 5 Вольт – используйте L7805. Или их аналоги ams1117-5.0 или ams1117-9.0 или amsr-7805-nz и подобные на любое нужное напряжение. Схема подключения таких стабилизаторов изображена ниже.

Для питания более мощных потребителей удобно использовать импульсные преобразователи для понижения и регулировки напряжения от источника питания. Примером таких устройств являются платы на LM2596, а в англо-язычных интернет-магазинах их можно найти по запросам «DC-DC step down» или «DC-DC buck converter».

Напоследок рекомендуем просмотреть видео, на которых наглядно рассмотрены способы понижения напряжения:

Вот и все наиболее рациональные варианты, позволяющие понизить напряжение постоянного и переменного тока. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!

Как уменьшить повышенное напряжение в электросети? Какие могут быть варианты?

Итак столкнулся с такой проблемой: в сети не 220-230 В, а все 240-245, что явно выше нормы и может негативно сказаться на аппаратуре. Знаю, что есть устройства развязывающие сеть и выдающие правильное чистое питание, но их стоимость превосходит мои финансовые возможности. Что можно применить без вреда для звука и за вменяемые деньги? Нашел вот такой аппаратик Volter VOLTER-2000, но насколько он отличается от тех же стабилизаторов, кроме внешнего вида не известно. Обычные стабилизаторы думаю мало пригодны, как и ИБП, хотя некоторые используют и их. Что кто думает? Если есть опыт поделитесь плиз.

Ответы

ну не без этого. Только вот не уверен, что реакция Мосэнерго последует.

Да, норматив нынче 230±10%. Так что (((

это вы откуда взяли? 10% максимальное, кратковременное увелечение или уменьшение. Если же все время 235-238, то прибавьте 10% кратковременного? Скока? 260! Не многовото ли!

Многовато, после 300 может погореть на пробой даже техника находящаяся в ожидании

Если бы речь шла не об аудио, то для решения проблемы хватило бы обыкновенного стабилизатора напряжения типа Ресанта. Но для качественного питания аудио аппаратуры всё это не годится. Тут нужен регенератор. А это очень дорогое устройство. Так что, если и выбирать стабилизатор как более доступный вариант, то только после прослушивания, ибо точных рекомендаций тут быть не может, и как отреагирует ваша система не известно.

У меня была схожая проблема только со знаком минус (опускалось ниже 160 вольт) сначало приобрел бесперебойник (компьютерный) но он не ужился с ресивером (при его работе сильно гудел трансформатор ресивера) причиной тому была не правильная выходная синусоида бп я заменил на стабилизатор Луксион (тоже 2 кв) в ходе эксплуатации вылезли следующие проблемки

1 он не выдает ровно 220 , его выходная мощность пляшет в пределах 210-235 (в паспорте к стабилизаторам указывается выходной ток 220 + — некий % обычно это от 4 до7 %).

2 Стабилизатор релейный и при срабатывание рыле (переход с одной обмотки транса на другую ) идет скачок вольт в 10 (очень короткий) но на лампочках это заметно .

3 также при полной загрузке стабилизатор достаточно сильно греется и иногда резонирует (это нужно учесть)

4 на звуке работа стабилизатора заметна , в моём случае чуть подсушивает звук но увеличивает отдачу по басу .

И так вам нужно узнать правильная ли синусоида на выходе , какой процент выходного напряжения (220+ — ?) , релейный он или сервоприводный (переход с обмотки на обмотку осуществляет моторчик) , ну и желательно его входное напряжения (у меня от 140 до 270 вольт но бывают абсолютно разные в том числе от 180 до 240 что в вашем случае не вариант так как он будет выключатся при 245 вольтах , а включаются они не сразу (у меня через 5 сек) это очень раздражает когда смотришь к примеру фильм ).

Нашел вот такой вариант Стабилизатор напряжения Штиль R 1500i Инверторная технология. Мне показалось интересным такое решение и цена не заоблачная. Что думаете? Интересно как они ток держат? Хватит ли его или может и 1000i достаточно и фильтр более никакой не нужен я так понимаю.

По характеристикам не плохой аппарат (судя по всему высокий контроль выходного напряжения по разным параметрам ) , не экономте возьмите с запасом (и стабилизатор будет чувствовать себя комфортней и запас под другую аппаратуру тоже не лишний ).

Я бы не рекомендовал данный аппарат как минимум по двум причинам:

1) из-за того, что он инверторный (электронные ключи) влияние на звук может быть существенным и не в лучшую сторону;

2) принудительно охлаждение — может шуметь и раздражать, если поставить в комнате (хотя всегда можно вынести в другое помещение при желании)

В любом случае без прослушки лучше не покупать.

Себе я взял релейный с мощным трансформатором и выходным напряжением 230 В (опция на заказ), точность регулировки 2,5%, так что моя аппаратура всегда работает в заданном диапазоне 220-240 В. Единственный минус, что переключение происходит с обрывом фазы, но негативное влияние этого явления в аппаратуре сглаживается за счет больших емкостей в БП и на звуке не заметно (проверено). А на лампочках, конечно же, мерцание заметно.

вот релейный точно имеет больше минусов. Вы уверены насчет охлаждения? И насчет ключе? Есть интересные статьи на тему этой технологии и по моему это лучшее что можно использовать.

Не спорю, сама реализация стабилизатора напряжения на электронных ключах интересна, удобна и эффективна. Однако, повторюсь, по влиянию на звук — это не лучший вариант.

Про охлаждение в техописании указано или Вы имели ввиду, что будет раздражать шум в помещении?

да какие ключи в инверторном? Вы что то путаете.

Любой инвертор построен на тиристорах, а это и есть «электронный ключ», если не ошибаюсь.

не нашел ни одного релейного с такой точностью. Ничего не путаете?

не очень то я разбираюсь в этом вопросе, а здесь

что за штуковина?

У Ресанты есть похожая модель тоже. Ну на самом деле можно купить и релейный. Дёшево и сердито! На даче у меня такие. Там я когда кино смотрю, а он щелкает в большой комнате и не слышно, но хотелось бы устройство получше и менее вредное. На даче у меня в него еще фильтр включен, т.к сам он не фильтрует, а скорее наоборот))) От срабатываний реле и перебросе на другую обмотку транса идет всплеск и обрыв фазы, как правильно выше написали, что не очень хорошо. Короче, пока борюсь с Мосэнерго. Две заявки сделал. Даже позвонили из диспетчерской доложили, что уменьшили типа, но на мультиметре наблюдаю 235-239! Вчера было 238-245. Утром 250! И мне не понятно чего они там уменьшили, если 239 В не норма! Такое впечетление, что они с ГОСТами не знакомы и предельно допустимое, кратковременное отклонение на 10% принимают как в пределах нормы! Блин! Ездил в другой район, к маме, жене, тёще все в пределах 213-222 В! Просто бесит сия ситуация.

Если в доме напряжение не скачет по сто раз за час в диапазоне +- 10%, то релейный стабилизатор, на мой взгляд лучше — щёлкнет 1-2 раза и всё, практически не скажется на сроке службы самих реле.

Но и здесь экономить не стоит: дешёвые реле через десяток циклов коммутации вылетят, да и транс очень важен, особенно для сохранения динамических характеристик усилителя.

ну во первых не известно в каком диапазоне окажется напряжение, а то это может быть именно точка срабатывания реле. Тогда постоянные щелчки, что не есть хорошо. Во вторых насчет надежности реле, не думаю, что может быть проблема. На даче Ресанта уже пять лет работает на аппаратуру, а там скачки постоянные и щелкает оччень часто. Я все таки склоняюсь к инверторному. Почитал по теме, именно такие скорее не портят, а даже улусшают звучание.

В таком случае желаю удачи в приобретении. И обязательно отпишитесь по результатам.

это конечно, но пока надюсь побороть проблему без финансовых затрат. В доме не один проживаю, так что надо подключать общественность!)))

Вот думаю, может стоит просто понизить напряжение с помощью ЛАТРа? Не знаю насколько его применение может испортить звук? Хотя по сути этот тот же стаб только без автоматики и контроля за напряжением. Еще вопрос не будет ли он гудеть. и как будут обстоять дела с током покоя.

Пробовал китайский ЛАТР. Звук становился жёстким и агрессивным. В любом случае у Вас не будет регулировки напряжения, а ATOLL ниже 220В играет очень посредственно.

Про гудение — всё зависит от конструкции и качества изготовления (дешёвый гудит, дорогой может гудеть, а может и нет). Про ток покоя у ЛАТРа не понял.

Интересно почему агресивность в звуке появилась? Вроде принципиальных отличий от стаба то нету. а регулировка то и не нужна. Нужно понизить и все. Короче как то все не понятно. Про ток покоя, ну это потребление самого латра, без нагрузки.

Причин деградации звука может быть множество. К примеру: дешёвый маломощный ЛАТР намотан не известно какой медью с маленьким сечением и плохой изоляцией. Сама намотка может быть не оптимальной, что снижает КПД трансформатора и является источником вредных наводок, и т.д и т.п.

Любой трансформатор в режиме холостого хода потребляет небольшой ток (у меня 3 кВт’ый стаб сам потребляет около 15 Вт) — это нормально.

На время прослушивания музыки включаете всю нагрузку в квартире и напряжение снизится, правда не известно на сколько.

Ну это, конечно же, шутка))

С сетевой организацией вы можете побороться только за возмещение материального и морального ущерба, если регулировки уровня напряжения в ТП не помогают, то вряд ли они станут менять силовой трансформатор. Другими способами выровнять напряжение либо очень дорого, либо не возможно.

«Другими способами выровнять напряжение либо очень дорого, либо не возможно.»
Имеется ввиду выровнять напряжение на выходе ТП, а не в квартире.

они просто не хотят этим заниматься. Мосэнерго принимает заявки от ДЭЗа, а электрики дэза мне не верят, точнее моему мультиметру. У них стрелочный вольтметр вытащенный из прибора какого то, с проводочками прикрученными и он у них показывает примерно 220 или 230 это как его подвесить))) так что просто человеческий фактор дурости!

Смотрел сегодня ЛАТР Сантек. Сделан качественно, но включать его мне отказали, поэтому насколько он сам гудит или нет вопрос. Спец по ним уверяет, что они качественные и не гудят. Опять же вопрос на какую мощность брать? Думал 1000 Вт, но может стоит еще больший запас, скажет 2000 Вт, только который может сильнее гудеть?))) И самое большое разочарование, что тот же спец говорит их надо выключать через часов 8, а то типа нагрев и все такое. это мне не понятно! Стабы работают годами, БП тоже, а латр не может? Что то не понятно.

Само название «лабораторный автотрансформатор» (ЛАТР) говорит о сфере применения. Скорее всего конструктивно не предназначен для длительной работы, в отличие от трансформаторов в стабилизаторах напряжения. Поэтому словам продавца не верить причин нет, но никто не запрещает поэкспериментировать и оставить ЛАТР включенным на неделю и более.

Как понизить напряжение?

За счет наличия большого количества международных стандартов и технических решений питание электронных устройств может осуществляться от различных номиналов. Но, далеко не все они присутствуют в свободном доступе, поэтому для получения нужной разности потенциалов придется использовать преобразователь. Такие устройства можно найти как в свободной продаже, так и собрать самостоятельно из радиодеталей.

В связи с наличием двух родов электрического тока: постоянного и переменного, вопрос, как понизить напряжение, следует рассматривать в ключе каждого из них отдельно.

Понижение напряжения постоянного тока

В практике питания бытовых приборов существует масса примеров работы электрических устройств от постоянного тока. Но номинал рабочего напряжения может существенно отличаться, к примеру, если из 36 В вам нужно получить 12 В, или в ситуациях, когда от USB разъема персонального компьютера нужно запитать прибор от 3 В вместо имеющихся 5 вольт.

Для снижения такого уровня от блока питания или другого источника почти вполовину можно использовать как простые методы – включение в цепь дополнительного сопротивления, так и более эффективные – заменить стабилизатор напряжения в ветке обратной связи.

Рис. 1. Замена резистора или стабилитрона

На рисунке выше приведен пример схемы блока питания, в котором вы можете понизить вольтаж путем изменения параметров резистора и стабилитрона. Этот узел на рисунке обведен красным кругом, но в других моделях место установки, как и способ подсоединения, может отличаться. На некоторых схемах, чтобы понизить напряжение вы сможете воспользоваться лишь одним стабилитроном.

Если у вас нет возможности подключаться к блоку питания – можно обойтись и менее изящными методами. К примеру, вы можете понизить напряжение за счет включения в цепь резистора или подобрать диоды, второй вариант является более практичным для цепей постоянного тока. Этот принцип основан на падении напряжения за счет внутреннего сопротивления элементов. В зависимости от соотношения проводимости рабочей нагрузки и полупроводникового элемента может понадобиться около 3 – 4 диодов.

Рис. 2. Понижение постоянного напряжения диодами

На рисунке выше показана принципиальная схема понижения напряжения при помощи диодов. Для этого они включаются в цепь последовательно по отношению к нагрузке. При этом выходное напряжение окажется ниже входного ровно на такую величину, которая будет падать на каждом диоде в цепи. Это довольно простой и доступный способ, позволяющий понизить напряжение, но его основной недостаток – расход мощности для каждого диода, что приведет к дополнительным затратам электроэнергии.

Понижение напряжения переменного тока

Переменное напряжение в 220 Вольт повсеместно используется для бытовых нужд, за счет физических особенностей его куда проще понизить до какой-либо величины или осуществлять любые другие манипуляции. В большинстве случаев, электрические приборы и так рассчитаны на питание от электрической сети, но если они были приобретены за рубежом, то и уровень напряжения для них может существенно отличаться.

К примеру, привезенные из США устройства питаются от 110В переменного тока, и некоторые умельцы берутся перематывать понижающий трансформатор для получения нужного уровня. Но, следует отметить, что импульсный преобразователь, которым часто комплектуется различный электроинструмент и приборы не стоит перематывать, так как это приведет к его некорректной работе в дальнейшем. Куда целесообразнее установить автотрансформатор или другой на нужный вам номинал, чтобы понизить напряжение.

С помощью трансформатора

Изменение величины напряжения при помощи электрических машин используется в блоках питания и подзарядных устройствах. Но чтобы понизить вольтаж источника в такой способ, можно использовать различные типы преобразовательных трансформаторов:

• С выводом от средней точки – могут выдавать разность потенциалов как 220В, так и в два раза меньшее – 127В или 110В. От него вы сможете взять установленный номинал на те же 110В со средней точки. Это заводские изделия, которые массово устанавливались в старых советских телевизорах и других приборах. Но у этой схемы преобразователя имеется существенный недостаток – если нарушить целостность обмотки ниже среднего вывода, то на выходе трансформатора получится номинал значительно большей величины.

• Автотрансформатором – это универсальная электрическая машина, которая способна не только понизить вольтаж, но и повысить его до нужного вам уровня. Для этого достаточно перевести ручку в нужное положение и проследить полученные показания на вольтметре.

• Понижающим трансформатором с преобразованием 220В на нужный вам номинал или с любого другого напряжения переменной частоты. Реализовать этот метод можно как уже готовыми моделями трансформаторов, так и самодельными. За счет наличия большого количества инструментов и приспособлений, сегодня каждый может собрать трансформатор с заданными параметрами в домашних условиях. Более детально об этом вы можете узнать из соответствующей статьи: https://www.asutpp.ru/transformator-svoimi-rukami.html

Выбирая конкретную модель электрической машины, чтобы понизить напряжение, обратите внимание на характеристики конкретной модели по отношению к тем устройствам, которые вы хотите запитать.

Наиболее актуальными параметрами у трансформаторов являются:

• Мощность – трансформатор должен не только соответствовать, подключаемой к нему нагрузке, но и превосходить ее, хотя бы на 10 – 20%. В противном случае максимальный ток приведет к перегреву обмоток трансформатора и дальнейшему выходу со строя.
• Номинал напряжения – выбирается и для первичной, и для вторичной цепи. Оба параметра одинаково важны, так как, выбрав модель с входным напряжением на 200 или 190В, на выходе вы при питании от 220В получится пропорционально большая величина.
• Защита от поражения электротоком – все обмотки и выводы от них должны обязательно иметь достаточную изоляцию и защиту от прикосновения.
• Класс пыле- влагозащищенности – определяет устойчивость оборудования к воздействию окружающих факторов. В современных приборах обозначается индексом IP.

Помимо этого любой преобразователь напряжения, даже импульсный трансформатор, следовало бы защитить от токов короткого замыкания и перегрузки в обмотках. Это существенно сократит затраты на ремонт при возникновении аварийных ситуаций.

С помощью резистора

Для понижения напряжения в цепь нагрузки последовательно включается делитель напряжения в виде активного сопротивления.

Основной сложностью в регулировке напряжения на подключаемом приборе является зависимость от нескольких параметров:

• величины напряжения;
• сопротивления нагрузки;
• мощности источника.

Если вы будете понижать от бытовой сети, то ее можно считать источником бесконечной мощности и принять эту составляющую за константу. Тогда расчет резистора будет выполняться таким методом:

• R – сопротивление резистора;
• R_Н – сопротивление прибора нагрузки;
• I – ток, который должен обеспечиваться в номинальном режиме прибора;
• U_C – напряжение в сети.

После вычисления номинала резистора можете подобрать соответствующую модель из имеющегося ряда. Стоит отметить, что куда удобнее менять потенциал при помощи переменного резистора, включенного в цепь. Подключив его последовательно с нагрузкой, вы можете подбирать положение таким образом, чтобы понизить напряжение до необходимой величины. Однако эффективным способ назвать нельзя, так как помимо работы в приборе, электрическая энергия будет просто рассеиваться на резисторе, поэтому этот вариант является временным или одноразовым решением.

Как понизить постоянное и переменное напряжение

В некоторых случаях возникает вопрос снижения напряжения до нужного уровня. Эта ситуация складывается, например, если есть источник питания, выходной уровень которого превышает допустимое значение для потребителя, или когда надо ограничить возможное напряжение, например, на датчике, во избежание выходе его из строя.

Принципы работы понижения напряжения

Уменьшить уровень напряжения на нагрузке можно различными способами. Эти методы зависят от рода тока, потребляемого устройством, от мощности нагрузки, желаемого КПД и т.п. Применяются в основном два способа снижения вольтажа:

1. Использование гасящих элементов (балласта).
2. Преобразование уровня.

В первом случае последовательно с нагрузкой включают дополнительный пассивный элемент, на котором падает излишек напряжения. Во втором применяют специальные устройства, преобразующие напряжение одного уровня в напряжение другого уровня (так можно не только снижать, но и повышать напряжение). У каждого метода есть свои преимущества и недостатки, и они зависят еще и от реализации способа.

Если применяется принцип формирования напряжения методом широтно-импульсной модуляции, то изменение уровня напряжения может производиться изменением (снижением) ширины импульса – вручную или автоматически через обратную связь.

Способы ограничения напряжения

На практике применяются различные решения для снижения напряжения. Каждое имеет свою область применения, а также собственные достоинства и недостатки.

Резистором

Самый простой способ снизить напряжение – включить последовательно с нагрузкой резистор. Получится делитель напряжения, одно плечо которого составляет балласт, а второе – нагрузка. Рассчитать сопротивление резистора можно по формуле R=U/I, где:

• R – требуемое сопротивление, Ом;
• U – требуемое падение напряжения;
• I – ток через нагрузку.

Надо учитывать, что дополнительный элемент будет ограничивать ток в цепи, по этой причине, возможно, придется точнее подобрать резистор до получения нужного значения напряжения на нагрузке.

Резистор в качестве гасящего элемента

Главный недостаток этого способа в том, что падение напряжения на резисторе зависит от тока, потребляемого нагрузкой. Если ток будет меняться, будет меняться и падение напряжения. Второй момент – на балласте рассеивается (бесполезно тратится) мощность, зависящая как от тока, так и от излишка напряжения (P=U*I). Резистор должен быть рассчитан на соответствующий режим.

Уменьшить влияние тока нагрузки можно с помощью делителя, оба плеча которого образуют резисторы. В этом случае напряжение на резисторах R1 и R2 разделятся пропорционально их сопротивлениям. Через верхний резистор идет ток делителя Iдел и ток нагрузки Iнагр, через нижний – только ток делителя. Если выбрать соотношение резисторов делителя и нагрузки так, чтобы сопротивление нагрузки было минимум на порядок выше сопротивления резистора нижнего плеча, то изменение тока нагрузки будет мало влиять на падение напряжения на параллельной цепи из резистора и нагрузки. Недостаток такой схемы – большой бесполезный расход мощности через резисторы R1 и R2 – он тоже минимум на порядок будет выше мощности, потребляемой нагрузкой.

Снижение напряжения с помощью резистивного делителя

Оба подхода можно применять как в цепях переменного напряжения, так и постоянного.

Конденсатором

В цепях переменного тока вместо резистора можно использовать конденсатор. Преимущество такого построения схемы – теоретическое отсутствие тепловыделения, при этом нет необходимости решать проблему отвода тепла (на самом деле определённое выделение тепловой энергии имеет место в диэлектрике и зависит от его качества).

Конденсатор в качестве балласта

Можно включить конденсатор в качестве гасящего сопротивления – на нем упадет часть напряжения. Сопротивление, как функцию частоты и ёмкости, можно рассчитать по формуле Rx=1/(2*π*f*C), а падение напряжения, как U=I/(2*π*f*C), где:

• U – падение напряжения на гасящем элементе, В;
• I – ток в цепи, А;
• f – частота тока в цепи, Гц;
• С – емкость конденсатора, Ф.

Очевидно, что чем меньше ёмкость конденсатора, тем выше его сопротивление.

Требуемое же значение ёмкости рассчитывается по формуле С=I/(U*2*π*f*), где:

• С – потребная ёмкость, Ф;
• I – ток в цепи, А;
• U – требуемое падение напряжения на конденсаторе.

Для практических расчетов, возможно, придётся пересчитать все формулы для дольных (возможно, кратных) единиц – ёмкость в микрофарады, ток — в миллиамперы и т.д.