Содержание
Стоит ли собирать стабилизатор напряжения своими руками
Идеальным вариантом работы электросетей является изменение значений тока и напряжения как в сторону уменьшения, так и увеличения не более чем на 10% от номинальных 220 В. Но поскольку в реальности скачки характеризуются большими изменениями, то электроприборам, подключенным к сети напрямую, грозит потеря проектных возможностей и даже выход из строя.
Избежать неприятностей поможет использование специального оборудования. Но поскольку оно отличается весьма высокой ценой, то многие предпочитают собирать стабилизатор напряжения сделанный своими руками. Насколько оправдан такой шаг и что потребуется для его реализации?
Конструкция и принцип действия стабилизатора
Конструкция прибора
Решив собрать прибор самостоятельно придется заглянуть внутрь корпуса промышленной модели. Она состоит из нескольких основных деталей:
- Трансформатора;
- Конденсаторов;
- Резисторов;
- Кабеля для соединения элементов и подключения устройства.
Принцип действия самого простого стабилизатора основан на работе реостата. Он повышает или понижает сопротивление в зависимости от силы тока. Более современные модели обладают широким набором функций и способны в полной мере защитить бытовую технику от скачков напряжения в сети.
Виды приборов и их особенности
Виды и их применения
Классификация оборудования зависит от методов, используемых для регулировки тока. Поскольку эта величина представляет собой направленное движение частиц, то воздействовать на нее можно одним из способов:
- Механическим;
- Импульсным.
Первый основывается на законе Ома. Приборы, работа которых основана на нем называют линейными. Они включают в себя два колена, которые соединяются при помощи реостата. Поданное на один элемент напряжение проходит по реостату и таким образом оказывается на другом, с которого поступает к потребителям.
Приборы этого типа позволяют очень только выставлять параметры выходного тока и могут быть модернизированы дополнительными узлами.
Но использовать такие стабилизаторы в сетях, где разница между входным и выходным током велика нельзя, так как они не смогут обезопасить бытовую технику от КЗ при больших нагрузках.
Импульсные модели работают по принципу амплитудной модуляции тока. В цепи стабилизатора используется выключатель, разрывающий ее через определенные промежутки времени. Такой подход позволяет равномерно накапливать ток в конденсаторе, а после его полной зарядки и далее на приборы.
В отличие от линейных стабилизаторов импульсные не имеют возможности задавать определенную величину. В продаже встречаются модели повышающе-понижающие – это идеальный выбор для дома.
Также стабилизаторы напряжения делятся на:
- Однофазные;
- Трехфазные.
Но так как большинство бытовых приборов работают от однофазной сети, то в жилых помещениях используют как правило оборудование, относящееся к первому типу.
Приступаем к сборке: комплектующие, инструменты
Поскольку наиболее эффективным считается симисторный аппарат, то в своей статье мы рассмотрим, как самостоятельно собрать именно такую модель. Сразу следует отметить, что этот стабилизатор напряжения, выполненный своими руками, будет выравнивать ток при условии, что входное напряжение находится в диапазоне от 130 до 270В.
Допустимая мощность приборов, подключаемых к такому оборудованию не сможет превышать 6 кВт. При этом переключение нагрузки будет осуществляться за 10 миллисекунд.
Что касается комплектующих, то для сборки такого стабилизатора понадобятся следующие элементы:
- Блок питания;
- Выпрямитель для измерения амплитуды напряжения;
- Компаратор;
- Контроллер;
- Усилители;
- Светодиоды;
- Узел задержки включения нагрузки;
- Автотрансформатор;
- Оптронные ключи;
- Выключатель-предохранитель.
Из инструментов буду необходимы паяльник и пинцет.
Этапы изготовления
Чтобы собрать стабилизатор напряжения 220В для дома своими руками сначала нужно подготовить печатную плату размером 115х90 мм. Она изготавливается из фольгированного стеклотекстолита. Схема размещения деталей может быть напечатана на лазерном принтере и при помощи утюга перенесена на плату.
схема электрическая принципиальная
Далее переходим к сборке трансформаторов. Для одного такого элемента потребуется:
- магнитопровод площадью сечения 1,87 см²;
- три кабеля ПЭВ-2.
Первый провод используется для создания одной обмотки, при этом его диаметр составляет 0,064 мм. Число витков должно равняться 8669.
Два оставшихся провода потребуются для выполнения других обмоток. Они отличаются от первого диаметром, составляющим 0,185 мм. Количество витков для этих обмоток будет равно 522.
Если хотите упростить себе задачу, то можно воспользоваться двумя готовыми трансформаторами ТПК-2-2 12В.
Их соединяют последовательно.
В случае изготовления этих деталей самостоятельно после того как будет готов один из них переходят к созданию второго. Для него будет нужен тороидальный магнитопровод. Для обмотки выбирают тот же ПЭВ-2, что и в первом случае, только количество витков составит 455.
Также во втором трансформаторе придется выполнить 7 отводов. Причем для первых трех используется провод диаметром 3мм, а для остальных – шины, сечением 18 мм². Это поможет избежать нагревания трансформатора в процессе работы.
соединение двух трансформаторов
Все остальные комплектующие для прибора, создаваемого своими руками лучше приобретать в магазине. После того, как все необходимое закуплено можно приступать к сборке. Начинать лучше всего с установки микросхемы, выполняющей роль контроллера на теплоотвод, который изготавливается из алюминиевой платины площадью более 15 см². На него также монтируются симисторы. Причем теплоотвод, на который предполагается их установка должен иметь охлаждающую поверхность.
Далее необходимо установить на плату светодиоды. Причем лучше выбирать мигающие. Если не получается расположить их согласно схеме, то можно разместить на стороне, где находятся печатные проводники.
Если сборка симисторного стабилизатора напряжения 220В своими руками для вас кажется сложной, то можно остановиться на более простой линейной модели. Она будет обладать аналогичными свойствами.
Эффективность изделия, выполненного своими руками
Что толкает человека на изготовление того или иного прибора? Чаще всего – его высокая стоимость. И в этом смысле стабилизатор напряжения, собранный своими руками, конечно, превосходит фабричную модель.
К преимуществам самодельных устройств можно отнести и возможность самостоятельного ремонта. Человек, собравший стабилизатор разобрался как в его принципе действия, так и строении и поэтому сможет устранить неисправность без посторонней помощи.
Кроме того, все детали для такого прибора предварительно покупались в магазине, поэтому в случае выхода их из строя всегда можно будет найти аналогичную.
Если же сравнивать надежность стабилизатора, собранного своими руками и произведенного на предприятии, то здесь преимущество на стороне заводских моделей. В домашних условиях разработать модель, отличающуюся высокой производительностью практически невозможно, так как нет специального измерительного оборудования.
Заключение
Существуют различные типы стабилизаторов напряжения, причем некоторые из них вполне реально сделать своими руками. Но для этого придется разобраться в нюансах работы оборудования, приобрести необходимые комплектующие и выполнить их грамотный монтаж. Если вы не уверены в своих силах, то лучший вариант – приобретение устройства заводского изготовления. Стоит такой стабилизатор дороже, но и по качеству значительно превосходит модели, собираемые самостоятельно.
Схема простого сетевого стабилизатора напряжения
Как сделать 220–вольтный стабилизатор напряжения своими руками и бережно
сохранить синусоидальную форму сетевого напряжения
Основное назначение стабилизатора напряжения сети – защита электрического оборудования от возможного повреждения в результате
колебаний уровня сетевого напряжения, выходящего за пределы допусков для данного типа устройств.
Причём, если для некоторых гаджетов,
питающихся от встроенных импульсных преобразователей, форма сетевого напряжения не имеет существенного значения, то для таких устройств как:
холодильник, стиральная машина, кондиционер и прочих, имеющих на борту классический сетевой трансформатор, компрессор или двигатель
переменного тока, синусоидальная форма сетевого напряжения является жизненно необходимой.
А потому на повестке нашего сегодняшнего заседания – схема простого стабилизатора напряжения сети, выдающего на выходе стабильное
переменное напряжение чистой синусоидальной формы.
Данное устройство было опубликовано в журнале Радиоконструктор, 2006 г, №6 под
авторством Н. Кривошеина. Вот что пишет автор:
Стабилизатор представляет собой сетевой автотрансформатор, отводы обмотки которого переключаются автоматически в зависимости от величины
напряжения в электросети.
Стабилизатор позволяет поддерживать выходное напряжение на уровне 220V при изменении входного от 180 до 270 V.
Точность стабилизации 10V.
Принципиальную схему можно разделить на слаботоковую схему (или схему управления) и сильнотоковую (или схему автотрансформатора).
Схема управления показана на рисунке 1.
|
|
Измеряемое напряжение берётся с другой вторичной обмотки трансформатора Т1. Оно выпрямляется диодом VD2 и поступает на резистор R5.
Именно по уровню постоянного напряжения на резисторе R5 производится оценка степени отклонения сетевого напряжения от номинального
значения.
В процессе налаживания резистор R5 предварительно устанавливают в среднее положение, а резистор RЗ в нижнее по схеме.
Затем на первичную обмотку Т1 от автотрансформатора типа ЛАТР подают повышенное напряжение (около 270V) и резистором R2 выводят шкалу
микросхемы на значение, при котором горит светодиод, подключённый к выводу 11 (временно вместо светодиодов оптопар можно подключить
обычные светодиоды). Затем входное переменное напряжение уменьшают до 190V и резистором RЗ выводят шкалу на значение, при котором горит
светодиод, подключённый к выводу 18 А1.
Если вышеуказанные настройки сделать не удаётся, то нужно подстроить немного R5 и повторить их снова. Так, путём последовательных
приближений добиваются результата, когда изменению входного напряжения на 10V соответствует переключение выходов микросхемы А1.
Всего должно получиться девять пороговых значений: 270V, 260V, 250V, 240V, 230V, 220V, 210V, 200V, 190V.
|
Подбором сопротивления резистора R4 (рис. 1) устанавливают ток через светодиоды оптопар, при котором симисторные ключи переключаются
Схема на транзисторах VТ1 и VT2 (рисунок 1) служит для задержки включения нагрузки автотрансформатора на время, необходимое на завершение
Вместо микросхемы LM3914 нельзя использовать аналогичные микросхемы LM3915 или LM3916, из-за того, что они работают по логарифмическому
Трансформатор Т2 можно сделать из ЛАТРа, как описано выше, или намотать его самостоятельно. Симисторы можно использовать другие – всё зависит от мощности нагрузки.
|
Оптопары подключены так, что при снижении показания
Сделав другие настройки резисторами R2, RЗ, R5 (рисунок 1) и, соответственно, другие отводы Т2 (рисунок 2), можно изменить шаг переключения
напряжения.
Сборка 2-ступенчатой схемы стабилизатора сетевого питания — Весь дом
В этой статье мы узнаем, как сделать 2-релейную или двухступенчатую схему стабилизатора напряжения для управления и регулирования сетевого напряжения 220 В или 120 В с помощью простой схемы.
Введение
В этой схеме стабилизатора мощности одно реле подключено для выбора высокого или низкого отвода от трансформатора стабилизатора при определенном уровне напряжения; в то время как второе реле поддерживает нормальное сетевое напряжение включенным, но в момент колебания напряжения оно переключается и выбирает соответствующий ГОРЯЧИЙ отвод через контакты первого реле.
Обсуждаемая здесь простая схема стабилизатора питания очень проста в сборке, но при этом способна обеспечить двухступенчатую коррекцию входной сети.
Простой метод преобразования обычного трансформатора в стабилизирующий трансформатор также обсуждался с использованием принципиальных схем.
Работа схемы
Как показано на следующем рисунке, всю работу схемы можно понять по следующим пунктам:
Основная идея состоит в том, чтобы заставить реле №1 переключаться при двух различных крайних значениях сетевого напряжения (высоком и низком), которые считаются не подходящими для приборов.
Это переключение позволяет этому реле выбирать подходящее кондиционированное напряжение от другого реле через его размыкающие контакты.
Как подключить контакты реле
Контакты этого второго реле № 2 обеспечивают выбор соответствующего напряжения от стабилизирующего трансформатора и держат его готовым для реле № 1 всякий раз, когда оно переключается при опасных уровнях напряжения.
При нормальном напряжении реле №1 остается включенным и выбирает нормальное напряжение через свои нормально разомкнутые контакты.
Транзисторы Т1 и Т2 используются как датчики напряжения. Реле №1 подключено к этой конфигурации на коллекторе T2.
Пока напряжение в норме, T1 остается выключенным. Следовательно, Т2 в этот момент остается включенным. Реле №1 активировано, и его нормально разомкнутые контакты подключают НОРМАЛЬНЫЙ переменный ток к устройству.
Если напряжение имеет тенденцию к росту, Т1 медленно проводит, и при определенном уровне (определяется настройкой Р1) Т1 полностью проводит и отключает Т2 и реле №1.
Реле немедленно подключает скорректированное (пониженное) напряжение, подаваемое реле №2, через свои размыкающие контакты к выходу.
Теперь, в случае низкого напряжения T1 и T2 оба перестанут проводить, что даст тот же результат, что и выше, но на этот раз подаваемое напряжение от реле № 2 к реле № 1 будет высоким, так что выход получает требуемое скорректированный уровень напряжения.
Реле №2 получает питание от T3 при определенном уровне напряжения (в соответствии с настройкой P3) между двумя крайними значениями напряжения. Его контакты подключены к отводу трансформатора стабилизатора, так что он соответствующим образом выбирает нужное напряжение.
Как собрать схему
Конструкция этой схемы очень проста. Это можно сделать, выполнив следующие действия:
Отрежьте небольшой кусок платы общего назначения (примерно 10 на 5 мм).
Начните сборку, сначала вставив транзисторы, оставив достаточно места между ними, чтобы остальные можно было разместить вокруг каждого из них. Припаяйте и отрежьте их выводы.
Затем вставьте остальные компоненты и соедините их друг с другом и с транзисторами пайкой. Воспользуйтесь электрической схемой для их правильной ориентации и размещения.
Наконец, закрепите реле, чтобы завершить сборку платы.
Следующая страница посвящена конструкции трансформатора стабилизатора мощности и процедуре испытаний.
После завершения этих процедур вы можете интегрировать проверенную сборку схемы в соответствующие трансформаторы.
Вся установка может быть помещена в прочный металлический корпус и установлена для выполнения необходимых операций.
Список деталей
R1, R2, R3 = 1K, 1/4W,
P1, P2,P3 = 10K, ЛИНЕЙНЫЕ ПРЕДУСТАНОВКИ,
C1 = 1000 мкФ/25 В
Z1, Z2, Z3 = 3 В, 400 мВт стабилитрон,
T1, T2, T3 = BC 547B,
RL1, RL2= РЕЛЕ 12 В, SPDT, 400 Ом,
D1- -D4 = 1N4007,
TR1 = 0–12 В, 500 мА,
TR2 = 25–0–25 В, 5 А. С РАЗЪЕМНЫМ ЦЕНТРАЛЬНЫМ ОТВОДОМ, ОБЩЕЙ ПЛАТОЙ, МЕТАЛЛИЧЕСКИМ КОРПУСОМ, СЕТЕВЫМ ШНУРОМ, РОЗЕТКОЙ, ДЕРЖАТЕЛЕМ ПРЕДОХРАНИТЕЛЯ И Т. Д.
Как превратить обычный трансформатор в трансформатор-стабилизатор
Трансформаторы-стабилизаторы обычно изготавливаются на заказ и недоступны на рынке в готовом виде. Поскольку от них требуется несколько отводов сетевого напряжения переменного тока (высокого и низкого), а также поскольку они специфичны для конкретного приложения, становится очень сложно приобрести их в готовом виде.
Для данной схемы также требуется трансформатор регулятора мощности, но для простоты конструкции можно использовать простой метод преобразования обычного трансформатора источника питания в трансформатор стабилизатора напряжения.
Как показано на рисунке, здесь нам нужен обычный трансформатор на 25-0-25/5 А. Центральный отвод должен быть разделен, чтобы вторичная обмотка могла состоять из двух отдельных обмоток. Теперь осталось просто подключить первичные провода к двум вторичным обмоткам, как показано на схеме.
Таким образом, следуя описанной выше процедуре, вы сможете успешно преобразовать обычный трансформатор в стабилизирующий трансформатор, очень удобный для данного приложения.
Как настроить устройство
Для процедуры настройки вам потребуется переменный источник питания 0–24 В/500 мА. Это может быть завершено следующими шагами:
Поскольку мы знаем, что колебания напряжения сети переменного тока всегда будут создавать пропорциональную величину колебаний напряжения постоянного тока от трансформатора, мы можем предположить, что для входных напряжений 210, 230 и 250, соответственно полученные эквивалентные напряжения постоянного тока должны быть 11,5, 12,5 и 13,5 соответственно.
Теперь настройка соответствующих предустановок становится очень простой в соответствии с указанными выше уровнями напряжения.
- Сначала оставьте оба трансформатора TR1 и TR2 отключенными от цепи.
- Держите ползунок P1, P2 и P3 примерно посередине.
- Подключите внешний регулируемый источник питания к цепи. Отрегулируйте напряжение примерно до 12,5.
- Теперь медленно начните регулировать P3, пока не активируется RL2.
- Уменьшите напряжение питания примерно до 11,5 вольт (RL2 при этом должен отключиться), отрегулируйте P1 так, чтобы RL1 просто отключился.
- Постепенно увеличьте подачу примерно до 13,5 – это должно привести к включению RL1 и RL2 один за другим, указывая на правильность вышеуказанных настроек.
- Теперь медленно отрегулируйте P2 так, чтобы RL1 снова деактивировался при этом напряжении (13.5).
- Подтвердите указанные выше настройки, изменяя входное напряжение от 11,5 до 13,5 В и обратно. Вы должны получить следующие результаты:
- RL1 должен деактивироваться при уровнях напряжения 11,5 и 13,5, но должен оставаться активным между этими напряжениями.
RL2 должен включаться выше 12,5 и выключаться ниже 12 вольт.
RL2 должен включаться выше 12,5 и выключаться ниже 12 вольт. На этом процедура настройки завершена.
Окончательная конструкция этого блока регулятора мощности может быть завершена путем соединения тестируемой цепи с соответствующими трансформаторами и сокрытия всей секции внутри хорошо вентилируемого металлического корпуса, как это было предложено на предыдущей странице.
Схема автоматического стабилизатора напряжения для телевизоров и холодильников
Вы здесь: Главная / Домашние электрические схемы / Схема автоматического стабилизатора напряжения для телевизоров и холодильников
Искать на веб-сайте
Последнее обновление от Swagatam 106 комментариев
Здесь мы изучим конструкцию простого автоматического стабилизатора сетевого напряжения переменного тока, который можно применять для защиты таких приборов, как телевизоры и холодильники, от колебаний напряжения. .
Стабилизатор напряжения — это устройство, предназначенное для обнаружения несоответствующих колебаний напряжения на входах сети переменного тока и корректировки их для создания стабилизированного напряжения для подключенных приборов или гаджетов.
Как работает схема
Ссылаясь на рисунок, мы видим, что предлагаемая схема автоматического стабилизатора напряжения сконфигурирована с одним операционным усилителем IC 741. Он становится секцией управления всей конструкции. Операционный усилитель подключен как компаратор, мы все знают, насколько хорошо этот режим подходит для IC 741 и других операционных усилителей. Его два входа подходят для указанных операций.
Вывод № 2 микросхемы фиксируется на опорном уровне, создаваемом резистором R1 и стабилитроном, а на вывод № 3 подается напряжение выборки от трансформатора или источника питания.
Это напряжение становится напряжением считывания для микросхемы и прямо пропорционально изменению входного переменного тока нашего источника питания.
Предустановка используется для установки точки срабатывания или пороговой точки, при которой напряжение может считаться опасным или недопустимым. Мы обсудим это в разделе процедуры настройки.
На контакте №6, который является выходом микросхемы, устанавливается высокий уровень, как только контакт №3 достигает заданного значения, и активирует каскад транзистора/реле.
В случае, если напряжение сети превышает заданный порог, неинвертирующая микросхема обнаруживает это, и ее выход немедленно становится высоким, включая транзистор и реле для желаемых действий.
Реле типа DPDT имеет контакты, подключенные к трансформатору, который представляет собой обычный трансформатор, модифицированный для выполнения функции стабилизирующего трансформатора.
Его первичная и вторичная обмотки соединены между собой таким образом, что путем соответствующего переключения отводов трансформатор может добавлять или вычитать определенную величину сетевого напряжения переменного тока и выдавать полученное значение на выходную подключенную нагрузку.
Контакты реле соответствующим образом интегрированы в ответвления трансформатора для выполнения вышеуказанных действий в соответствии с командами, подаваемыми с выхода операционного усилителя.
Таким образом, если входное напряжение переменного тока имеет тенденцию к увеличению установленного порогового значения, трансформатор вычитает некоторое напряжение и пытается не допустить, чтобы напряжение достигло опасного уровня, и наоборот в ситуациях низкого напряжения.
Полная принципиальная схема
Расчеты операционных усилителей
Если вместо стабилитрона на выводе № 2 использовался резисторный делитель, отношение между опорным уровнем на выводе № 2 операционного усилителя с резисторным делителем и Vcc может быть указано как:
Vref = (R2 / R1 + R2) x Vcc
Где R2 — резистор, используемый вместо Z1.
Схема подключения реле трансформатора
Список деталей
Для изготовления самодельной схемы автоматического стабилизатора сетевого напряжения потребуются следующие компоненты:
- R1, R2 = 10K,
- R3 = 470K или 1M , (более низкие значения позволят медленная коррекция напряжения)
- C1 = 1000 мкФ/25 В
- D1, D2, D3 = 1N4007,
- T1 = BC547,
- TR1 = 0–12 В, 500 мА,
- TR2 = 9–0–9 В, 5 А,
- IC1 = 741,
- Z1, Z2 = 4,7 В/400 мВт
- Re реле = DPDT, 12 В , 200 или более Ом, приблизительное выходное напряжение для заданных входов
Пропорции стабилизированного выходного и нестабилизированного входного напряжения
ВХОД —— ВЫХОД
200 В ——— 212 В 9 0051 210В — ——- 222В
220В ——— 232В
225В ——— 237В
230В ——— 218В
240В ——- — 228В
250 В ——— 238 В
Как настроить схему
Обсуждаемую схему простого автоматического стабилизатора напряжения можно настроить, выполнив следующие действия: Держите R3 отключенным.
Теперь, используя переменный источник питания, подайте питание на цепь через C1, положительный источник питания идет на линию контакта № 7 операционного усилителя, а отрицательный — на линию отрицательного контакта № 4 операционного усилителя.
Установите напряжение примерно на 12,5 В и отрегулируйте предустановку так, чтобы выходной сигнал ИС только стал высоким и срабатывал реле.
Помните, здесь мы предположили, что выход постоянного тока 12,5 В от TR1 соответствует примерно 225 В переменного тока на входе от сети…. Для вашей схемы обязательно подтвердите это перед выполнением этой процедуры настройки. Это означает, что если вы обнаружите, что ваш выход постоянного тока TR1 соответствует 13 В для входа 225 В, затем выполните эту процедуру, используя 13 В …. и так далее.
Теперь снижение напряжения примерно до 12 вольт должно привести к тому, что операционный усилитель приведет реле в исходное состояние или обесточит его.
Повторить и проверить действие реле, изменив напряжение с 12 до 13 вольт, что должно привести к соответствующему срабатыванию реле.
Процедура настройки завершена.
Теперь вы можете подключить оба трансформатора к соответствующим позициям в схеме, а также восстановить соединения R3 и реле в исходных точках
Ваша простая самодельная схема стабилизатора сетевого напряжения готова.
При установке реле срабатывает всякий раз, когда входное напряжение превышает 230 вольт, доводя выходное напряжение до 218 вольт, и постоянно удерживает это расстояние, когда напряжение достигает более высоких уровней.
Когда напряжение снова падает до 225 В, реле обесточивается, поднимая напряжение до 238 В, и поддерживает разницу при дальнейшем падении напряжения.
Описанное выше действие удерживает выходное напряжение на приборе в диапазоне от 200 до 250 вольт с колебаниями от 180 до 265 вольт.
Предупреждение. Одно неправильное соединение может привести к пожару или взрыву, поэтому действуйте с осторожностью. Всегда используйте защитную лампу мощностью 100 Вт последовательно с той линией сети, которая изначально идет к стабилизирующему трансформатору.
Добавить комментарий