Síťové napětí, zejména ve venkovských oblastech, často přesahuje limity povolené pro napájené zařízení, což vede k jeho selhání.

Takovým nepříjemným následkům je možné se vyhnout pomocí stabilizátoru, který podporuje výstupní napětí v nezbytných mezích pro zátěž, a pokud to není možné, vypne jej.

Navržené zařízení patří k velmi perspektivním konstrukcím, u kterých je zátěž automaticky připojena k odpovídající odbočce vinutí autotransformátoru v závislosti na aktuální hodnotě síťového napětí.

Godin A.V. Stabilizátor střídavého napětí

Časopis "RADIO". 2005. č. 08 (str. 33-36)
Časopis "RADIO". 2005. č. 12 (str. 45)
Časopis "RADIO". 2006. č. 04 (str. 33)

Kvůli nestabilitě napětí v síti na předměstí selhala lednička. Kontrola napětí během dne odhalila jeho změny ze 150 na 250 V. V důsledku toho jsem se ujal otázky pořízení stabilizátoru. Seznámení s cenami hotových výrobků se propadlo do šoku. Začal jsem hledat schémata v literatuře a na internetu.

Téměř vhodný mikrokontrolérem řízený stabilizátor je popsán v. Jeho výstupní výkon ale není dostatečně vysoký, spínání zátěže závisí nejen na amplitudě, ale také na frekvenci síťového napětí. Proto bylo rozhodnuto vytvořit vlastní konstrukci stabilizátoru, která tyto nedostatky nemá.

Navržený stabilizátor nepoužívá mikrokontrolér, díky čemuž je dostupný pro opakování širšímu okruhu radioamatérů. Necitlivost na frekvenci síťového napětí umožňuje jeho použití v terénu, kdy zdrojem elektrické energie je autonomní dieselový generátor.

Hlavní technické vlastnosti

Vstupní napětí, V: 130…270
Výstupní napětí, V: 205…230
Maximální zatěžovací výkon, kW: 6
Doba sepnutí (vypnutí) zátěže, ms: 10

Zařízení obsahuje tyto uzly: Napájení na prvcích T1, VD1, DA1, C2, C5. Zatížení jednotky zpoždění zapnutí C1, VT1-VT3, R1-R5. Usměrňovač pro měření amplitudy síťového napětí VD2, C2 s děličem R13, R14 a zenerovou diodou VD3. Napěťový komparátor DA2, DA3, R15-R39. Logický ovladač na mikroobvodech DD1-DD5. Zesilovače na tranzistorech VT4-VT12 s odpory omezujícími proud R40-R48. Indikační LED HL1-HL9, sedm optočlenových spínačů obsahujících optotriaky U1-U7, rezistory R6-R12, triaky VS1-VS7. Síťové napětí je připojeno k příslušné odbočce vinutí autotransformátoru T2 přes jistič-pojistku QF1. Zátěž je připojena k autotransformátoru T2 přes otevřený triak (jeden z VS1-VS7).

Stabilizátor funguje následovně. Po zapnutí napájení je kondenzátor C1 vybit, tranzistor VT1 je uzavřen a VT2 je otevřen. Tranzistor VT3 je sepnutý a protože proud procházející LED diodami, včetně těch obsažených v triakových optočlenech U1-U7, může protékat pouze tímto tranzistorem, nesvítí ani jedna LED, všechny triaky jsou sepnuté, zátěž je vypnutá. Napětí na kondenzátoru C1 se zvyšuje, když je nabíjen z napájecího zdroje přes rezistor R1. Na konci třísekundového intervalu zpoždění potřebného k dokončení přechodových jevů se aktivuje Schmidtova spoušť na tranzistorech VT1 a VT2, tranzistor VT3 se otevře a umožní zapnutí zátěže.

Napětí z vinutí III transformátoru T1 je usměrněno prvky VD2C2 a přivedeno do děliče R13, R14. Napětí na motoru ladicího rezistoru R14, úměrné síťovému napětí, je přiváděno na neinvertující vstupy osmi komparátorů (IO DA2, DA3). Invertující vstupy těchto komparátorů dostávají konstantní referenční napětí z odporového děliče R15-R23. Signály z výstupů komparátorů zpracovává regulátor zapnutý logické prvky"XOR" (čipy DD1-DD5). Na skupinové komunikační lince na Obr. výstupy komparátorů DA2.1-DA2.4 a DA3.1-DA2.3 jsou označeny čísly 1-7 a výstupy regulátoru jsou písmena A-H. Výstup komparátoru DA3.4 není součástí skupinové komunikační linky.

Pokud je síťové napětí nižší než 130 V, výstupy všech komparátorů a výstupů regulátoru mají nízkou logickou úroveň. Tranzistor VT4 je otevřený, svítí blikající LED HL1, což indikuje příliš nízké síťové napětí, při kterém stabilizátor nemůže dodávat energii do zátěže. Všechny ostatní LED nesvítí, triaky jsou uzavřeny, zátěž je vypnutá.

Pokud je síťové napětí menší než 150 V, ale více než 130 V, je logická úroveň signálů 1 a A vysoká, zbytek je nízký. Tranzistor VT5 je otevřen, LED HL2 a U1.1 svítí, optosimistor U1.2 je otevřen, zátěž je připojena k hornímu výstupu vinutí autotransformátoru T2 přes otevřený triak VS1.

Pokud je síťové napětí menší než 170 V, ale více než 150 V, je logická úroveň signálů 1, 2 a B vysoká, zbytek je nízký. Tranzistor VT6 je otevřen, LED HL3 a U2.1 svítí, optosimistor U1.2 je otevřen, zátěž je připojena k druhému výstupu vinutí autotransformátoru T2 shora přes otevřený triak VS2.

Zbývající napěťové úrovně sítě, odpovídající přepnutí zátěže na další odbočku vinutí autotransformátoru T2: 190, 210, 230 a 250 V.

Aby se zabránilo spínání více zátěží, v případě, že síťové napětí kolísá na prahové úrovni, je zavedena hystereze 2-3 V (zpoždění spínání komparátoru) pomocí kladného zpětná vazba přes R32-R39. Čím větší je odpor těchto rezistorů, tím menší je hystereze.

Pokud je síťové napětí větší než 270 V, jsou výstupy všech komparátorů a výstup H regulátoru logické vysoké. Ostatní výstupy regulátoru jsou nízké. Tranzistor VT12 je otevřený, blikání LED HL9 svítí, což signalizuje nadměrné vysokého napětí síť, ve které stabilizátor nemůže zajistit napájení zátěže. Všechny ostatní LED nesvítí, triaky jsou uzavřeny, zátěž je vypnutá.

Stabilizátor vydrží neomezeně dlouho nouzové zvýšení síťového napětí až na 380 V. Nápisy indikované LED diodami jsou podobné těm, které jsou popsány v.

Možnost s jedním napájecím transformátorem

Konstrukce a detaily

Stabilizátor je osazen na desce plošných spojů 90x115 mm z jednostranné fólie ze sklolaminátu.

LED diody HL1-HL9 jsou namontovány tak, že při instalaci desky plošných spojů do pouzdra zapadají do odpovídajících otvorů na předním panelu zařízení.

V závislosti na provedení pouzdra je možné namontovat LED na stranu tištěných vodičů. Jmenovité hodnoty odporů R41-R47 omezujících proud jsou zvoleny tak, aby proud protékající LED diodami triakových optočlenů U1.1-U7.1 byl v rozmezí 15-16mA. Není nutné používat blikající LED HL1 a HL9, ale jejich svit by měl být dobře viditelný, lze je tedy nahradit vysoce svítivými trvalými červenými LED, jako je např. AL307 km nebo L1543SRC-E.

Cizí diodový můstek DF005M(VD1, VD2) lze nahradit domácím KTS407A nebo jakýkoli s napětím alespoň 50V a proudem alespoň 0,4A. Zenerova dioda VD3 může být jakákoli nízkoenergetická se stabilizačním napětím 4,3 ... 4,7 V.

Regulátor napětí KR1158EN6A(DA1) lze nahradit KR1158EN6B. quad komparační čip LM339N(DA2,DA3), lze nahradit domácím analogem K1401CA1. mikročip KR1554LP5(DD1-DD5), lze nahradit podobným z řady KR1561 a KR561 nebo cizí 74AC86PC.

Triakové optočleny MOC3041(U1-U7) lze vyměnit MOC3061.

Trimrové rezistory R14, R15 a R23 drátové víceotáčkové SP5-2 nebo SP5-3. Pevné odpory R16-R22 C2-23 s tolerancí alespoň 1 %, zbytek může být jakýkoliv s tolerancí 5 %, se ztrátovým výkonem ne nižším, než je uvedeno v diagramu. Oxidové kondenzátory C1-C3, C5 mohou být libovolné, s kapacitou uvedenou na diagramu a napětím ne nižším, než je pro ně uvedeno. Zbývající kondenzátory C4, C6-C8 - jakýkoli film nebo keramika.

Importované triakové optočleny MOC3041(U1-U7) jsou zvoleny proto, že obsahují vestavěné napěťové nulové regulátory. To je nezbytné pro synchronizaci vypínání jednoho výkonného triaku a zapínání druhého, aby se zabránilo zkratování vinutí autotransformátoru.

Cizí jsou i výkonné triaky VS1-VS7 BTA41-800B, protože domácí o stejném výkonu vyžadují příliš velký řídicí proud, který překračuje limit přípustný proud Optomistory 120mA. Všechny triaky VS1-VS7 jsou instalovány na stejném chladiči s chladicí plochou minimálně 1600 cm2.

Stabilizační čip KR1158EN6A(DA1) musí být instalován na chladič vyrobený z kusu hliníkové desky nebo profilu ve tvaru U o ploše minimálně 15 cm2.

Transformátor T1 je vlastní výroby, navržený pro celkový výkon 3 W, s plochou průřezu magnetického obvodu 1,87 cm2. Jeho síťové vinutí I, určené pro maximální nouzové síťové napětí 380 V, obsahuje 8669 závitů drátu PEV-2 o průměru 0,064 mm. Vinutí II a III obsahuje 522 závitů drátu PEV-2 o průměru 0,185 mm.

Možnost se dvěma výkonovými transformátory

Při jmenovitém síťovém napětí 220 V by mělo být napětí každého výstupního vinutí 12 V. Místo vlastního transformátoru T1 lze použít transformátory dva TPK-2-2×12V zapojeny do série podle způsobu popsaného v, jak je znázorněno na Obr.

Tiskový soubor zařízení PrintStab-2.lay(možnost se dvěma transformátory TPK-2-2×12V) bylo provedeno pomocí programu Sprint Layout 4.0, který umožňuje vytisknout obrázek zrcadlově a je velmi vhodný pro výrobu desek plošných spojů pomocí laserová tiskárna a železo. Lze jej stáhnout zde.

Výkonový transformátor

Transformátor T2 pro 6 kW, rovněž domácí výroby, navinutý na toroidním magnetickém obvodu celkovou moc 3-4 kW, způsobem popsaným v. Jeho vinutí obsahuje 455 závitů drátu PEV-2.

Větve 1,2,3 jsou navinuty drátem o průměru 3 mm. Větve 4,5,6,7 jsou navinuty pneumatikou o průřezu 18,0 mm2 (2 mm x 9 mm). Takový úsek je nutný, aby se autotransformátor při dlouhodobém provozu nezahříval.

Závitníky se vyrábějí od 203., 232., 266., 305., 348. a 398. otáčky, počítáno odspodu podle výstupního schématu. Síťové napětí je přivedeno na odbočku 266. otáčky.

Pokud výkon zátěže nepřesáhne 2,2 kW, pak lze autotransformátor T2 navinout na stator elektromotoru 1,5 kW s drátem PEV-2. Větve 1,2,3 jsou navinuty drátem o průměru 2 mm. Větve 4,5,6,7 jsou navinuty drátem o průměru 3 mm

Počet závitů vinutí by se měl úměrně zvýšit 1,3krát. Provozní proud pojistkového spínače QF1 musí být snížen na 20 A. Před zátěží je vhodné instalovat další 10A jistič

Při výrobě autotransformátoru s neznámou hodnotou magnetické permeability Vmax jádra, aby nedošlo k chybě při volbě poměru závitů na volt, je nutné provést praktickou studii statoru (viz část níže).

V obecném archivu je program pro výpočet odboček autotransformátoru podle jejich celkových rozměrů statoru se známou hodnotou magnetické permeability Vmax jádra.

Pokud výkon zátěže nepřesahuje 3 kW, pak lze autotransformátor T2 navinout na stator elektromotoru 4 kW drátem PEV-2 o průměru 2,8 mm (úsek 6,1 mm2). Počet závitů vinutí by měl úměrně zvýšit 1,2krát. Provozní proud pojistkového spínače QF1 je nutné snížit na 16 A. Lze použít triaky VS1-VS7 BTA140-800 umístěné na chladiči o ploše minimálně 800 cm2.

Nastavení

Nastavení se provádí pomocí LATR-a a dva voltmetry. Je nutné nastavit prahové hodnoty spínání zátěže a ujistit se, že výstupní napětí regulátoru je v přijatelných mezích pro napájené zařízení.

Označme U1, U2, U3, U4, U5, U6, U7 - hodnoty napětí na motoru ladicího rezistoru R14, odpovídající síťovému napětí 130, 150, 170, 190, 210, 230, 250, 270 V (spínací a vypínací prahy).

Místo trimovacích odporů R15 a R23 jsou dočasně namontovány pevné odpory s odporem 10 kOhm.

Dále je stabilizátor bez autotransformátoru T2 připojen k síti skrz LATR. U východu LATR-a zvyšte napětí na 250 V, poté trimrem R14 nastavte napětí U6 na 3,5 V a změřte jej digitálním voltmetrem. Poté se napětí sníží LATR-a do 130 V a změřte napětí U1. Nechť se například rovná 1,6 V.

Vypočítejte krok změny napětí:

∆U=(U6 - U1)/6=(3,5-1,6)/6=0,3166 V ,
proud protékající děličem R15-R23
I=∆U/R16=0,3166/2=0,1583 mA

Vypočítejte odpor rezistorů R15 a R23:

R15 \u003d U1 / I \u003d 1,6 / 0,1583 \u003d 10,107 kOhm,
R23 \u003d (Upit - U6 - ∆U) / I \u003d (6-3,5-0,3166) / 0,1588 \u003d 13,792 kOhm , kde Upit je stabilizační napětí mikroobvodu DA1. Výpočet je přibližný, jelikož nezohledňuje vliv rezistorů R32-R39, jeho přesnost je však dostatečná pro praktické nastavení stabilizátoru.

Program pro výpočet R8, R16 a hraniční napětí přepínače jsou ke stažení v přílohách.

Dále se zařízení odpojí od sítě a pomocí digitálního voltmetru nastaví odpory rezistorů R15 a R23 na vypočtené hodnoty a namontuje je na desku namísto pevných rezistorů uvedených výše. Znovu zapněte stabilizátor a sledujte spínání LED, postupně zvyšujte napětí LATR-a od minima k maximu a naopak. Současné svícení dvou nebo více LED indikuje poruchu jednoho z mikroobvodů DA2, DA3, DD1-DD5. Vadný mikroobvod musí být vyměněn, takže je vhodnější instalovat na desku nikoli samotné mikroobvody, ale panely pro ně.

Poté, co se ujistili, že mikroobvody jsou v dobrém stavu, připojí autotransformátor T2 a zátěž - žárovku o výkonu 100 ... 200 W. Opět se měří spínací prahy a napětí U1-U7. Chcete-li zkontrolovat správnost výpočtů, změna LATR-ohmový vstup na T1, musíte se ujistit, že LED HL1 bliká při napětí pod 130 V, LED HL2 - HL8 se postupně rozsvěcují při překročení výše uvedených spínacích prahů a HL9 bliká při napětí nad 270 V.

Pokud je maximální napětí LATR- méně než 270 V, nastavte jeho výstup na 250 V, vypočítejte napětí U7 podle vzorce: U7 \u003d U6 + ∆U \u003d 3,82 V. Motor R14 posuňte nahoru, zkontrolujte, zda je zátěž odpojena při napětí U7 a poté vraťte motor R14 dolů a nastavte U6 na předchozí hodnotu 3,5 V.

Nastavení stabilizátoru je žádoucí dokončit připojením k napětí 380 V na několik hodin.

Během provozu několika kopií stabilizátorů různých kapacit (asi šest měsíců) nedošlo k žádným poruchám a poruchám v jejich provozu. Nebyly zjištěny žádné poruchy zařízení, která jsou jimi napájena, v důsledku nestabilního síťového napětí.

Literatura

1. Koryakov S. Stabilizátor síťové napětí s ovládáním mikrokontrolérem. - Rozhlas, 2002, č. 8, s. 26-29.
2. Kopanev V. Ochrana transformátoru před zvýšeným napětím sítě. - Rozhlas, 1997, č. 2 s.46.
3. Andreev V. Výroba transformátorů. - Rozhlas, 2002, č. 7, s.58
4. http://rexmill.ucoz.ru/forum/50-152-1

Výpočet autotransformátoru

Podařilo se ti dostat stator z motoru, ale nevíš z jakého materiálu je. Obecně platí, že při výpočtu jader s výkonem vyšším než 1 kW často nastávají problémy s výchozími údaji. Problémům se můžete snadno vyhnout, pokud budete zkoumat své stávající jádro. Je to velmi snadné.

Jádro připravíme pro navinutí primárního vinutí: opracujeme ostré hrany, naneseme izolační těsnění (v mém případě jsem na toroidní jádro udělal lepenkové obložení). Nyní namotáme 50 závitů drátu o průměru 0,5-1 mm. Pro měření potřebujeme ampérmetr s limitem měření do cca 5 ampér, střídavý voltmetr a LATR.MS Excel

N/V \u003d 50 / ((140–140 * 0,25) \u003d 0,48 otáčky na volt.

Počet závitů v odbočkách se vypočítá z průměrných napětí každého ze vstupních rozsahů regulátoru a bude:

Kohout č. 1 - 128,5 V x 0,48 V = 62 Vit
Kohout #2 - 147 V x 0,48 V = 71 Vit
Kohout #3 - 168 V x 0,48 V = 81 Vit
Kohout #4 - 192 V x 0,48 V = 92 Vit
Kohout #5 - 220V x 0,48V = 106 Vit(z něj je odvedeno napětí do zátěže)
Kohout #6 - 251,5 V x 0,48 V = 121 Vit
Kohout #7 - 287,5 V x 0,48 V = 138 Vit(celkový počet otáček autotransformátoru)

To je celý problém!

Modernizace

Líbilo se to.

Často, pro bezpečné použití, například televizor, obvykle ve venkovských oblastech, potřebujete jednofázový stabilizátor napětí 220V, který při silném poklesu napětí v síti produkuje na svém výstupu jmenovité výstupní napětí 220 voltů.

Při provozu většiny typů spotřební elektroniky je navíc žádoucí použít regulátor napětí, který nevytváří změny sinusovky výstupního napětí. Schémata podobných stabilizátorů pro 220 voltů jsou uvedena v mnoha elektronických časopisech.

V tomto článku uvedeme příklad jedné z možností takového zařízení. Obvod stabilizátoru má v závislosti na aktuálním napětí v síti 4 rozsahy automatická instalace výstupní napětí. To přispělo k výraznému rozšíření stabilizačních hranic 160 ... 250 voltů. A při tom všem je výstupní napětí zajištěno v normálním rozsahu (220V +/- 5%).

Popis činnosti jednofázového stabilizátoru napětí 220 voltů

V elektrické schéma zařízení zahrnují 3 prahové bloky, vyrobené podle principu, sestávající ze zenerovy diody a rezistorů (R2-VD1-R1, VD5-R3-R6, R5-VD6-R6). V obvodu jsou také 2 tranzistorové spínače VT1 a VT2, které ovládají elektromagnetická relé K1 a K2.

Diody VD2 a VD3 a filtrační kondenzátor C2 tvoří zdroj konstantního napětí pro celý obvod. Kondenzátory C1 a C3 jsou určeny k tlumení menších napěťových rázů v síti. Kondenzátor C4 a odpor R4 jsou „jiskrové“ prvky. Aby se zabránilo samoindukčním napěťovým rázům, jsou do obvodu ve vinutí relé přidány dvě diody VD4 a VD7, když jsou vypnuty.

Při dokonalé činnosti transformátoru a prahových bloků by každý ze 4 řídicích rozsahů vytvořil rozsah napětí od 198 do 231 voltů a pravděpodobné síťové napětí by mohlo být v oblasti od 140 ... 260 voltů.

Ve skutečnosti je však nutné počítat s rozptylem parametrů rádiových komponent a nestabilitou transformačního poměru transformátoru při různém zatížení. V tomto ohledu je u všech 3 prahových bloků rozsah výstupního napětí snížen ve vztahu k výstupnímu napětí: 215 ± 10 voltů. V souladu s tím se interval oscilací na vstupu zúžil na 160 ... 250 voltů.

Stupně stabilizátoru:

1. Když je napětí v síti nižší než 185 voltů, je napětí na výstupu usměrňovače dostatečně nízké, aby jeden z prahových bloků fungoval. V tomto okamžiku jsou umístěny kontaktní skupiny obou relé, jak je uvedeno na Kruhový diagram. Napětí na zátěži se rovná síťovému napětí plus zesilovacímu napětí odebranému z vinutí II a III transformátoru T1.

2. Pokud je napětí v síti v rozmezí 185 ... 205 voltů, pak je zenerova dioda VD5 v otevřeném stavu. Proud protéká relé K1, zenerovou diodou VD5 a odpory R3 a R6. Tento proud nestačí k tomu, aby relé K1 fungovalo. V důsledku poklesu napětí na R6 se tranzistor VT2 otevře. Tento tranzistor zase sepne relé K2 a skupina kontaktů K2.1 spíná vinutí II (zvýšení napětí)

3. Pokud je napětí v síti v rozmezí 205 ... 225 voltů, pak je zenerova dioda VD1 již v otevřeném stavu. To vede k otevření tranzistoru VT1, kvůli tomu je druhý prahový blok vypnutý, a tedy tranzistor VT2. Relé K2 se vypne. Současně je relé K1 sepnuto skupinou kontaktů K1.1. přepne do jiné polohy, ve které nejsou zapojena vinutí II a III a tudíž výstupní napětí bude stejné jako na vstupu.

4. Pokud je napětí v síti v rozsahu 225 ... 245 voltů, otevře se Zenerova dioda VD6. To přispívá k aktivaci třetího prahového bloku, což vede k rozepnutí obou tranzistorových spínačů. Obě relé jsou zapnutá. Nyní je vinutí III transformátoru T1 již připojeno k zátěži, ale v protifázi se síťovým napětím („záporné“ zvýšení napětí). Výstup v tomto případě bude mít také napětí v oblasti 205 ... 225 voltů.

Při nastavování regulačního rozsahu musíte pečlivě vybrat zenerovy diody, protože, jak víte, mohou se výrazně lišit v rozložení stabilizačního napětí.

Místo KS218Zh (VD5) je možné použít zenerovy diody KS220Zh. Tato zenerova dioda musí být určitě se dvěma anodami, protože v rozsahu síťového napětí 225 ... 245 voltů, když se otevře zenerova dioda VD6, otevřou se oba tranzistory, obvod R3 - VD5 přepne odpor R6 prahového bloku R5- VD6-R6. Aby se eliminoval posunovací efekt, musí být zenerova dioda VD5 se dvěma anodami.

Zenerova dioda VD5 pro napětí nejvýše 20V. Zenerova dioda VD1 - KS220Zh (22 V); je možné sestavit řetězec dvou zenerových diod - D811 a D810. Zenerova dioda KS222Zh (VD6) pro 24 voltů. Lze jej změnit na řetězec zenerových diod D813 a D810. Tranzistory ze série. Relé K1 a K2 - REN34, pas HP4.500.000-01.

Transformátor je namontován na magnetickém obvodu OL50/80-25 z oceli E360 (nebo E350). Tloušťka pásky - 0,08 mm. Vinutí I - 2400 závitů navinutých drátem PETV-2 0,355 (pro jmenovité napětí 220V). Vinutí II a III jsou stejná, každé obsahuje 300 závitů drátu PETV-2 0,9 (13,9 V).

Stabilizátor je nutné upravit s připojenou zátěží, aby bylo zohledněno zatížení transformátoru T1.

Domácí spotřebiče jsou náchylné na přepětí: rychleji se opotřebovávají a selhávají. A v síti často napětí vyskočí, selže nebo se úplně přeruší: je to kvůli vzdálenosti od zdroje a nedokonalosti elektrického vedení.

Pro napájení zařízení proudem se stabilními charakteristikami se v bytech používají stabilizátory napětí. Bez ohledu na parametry proudu zavedeného do zařízení bude mít na svém výstupu téměř nezměněné parametry.

Zařízení pro vyrovnávání proudu můžete zakoupit výběrem ze široké škály (rozdíly výkonu, princip činnosti, ovládání a parametr výstupního napětí). Náš článek je však věnován tomu, jak vyrobit stabilizátor napětí vlastníma rukama. Je v tomto případě domácí výroba oprávněná?

Domácí stabilizátor má tři výhody:

1. Láce. Všechny díly se kupují samostatně, což je nákladově efektivní ve srovnání se stejnými díly, ale již sestavenými do jediného zařízení - proudového ekvalizéru;
2. Možnost svépomocné opravy. Pokud je jeden z prvků zakoupeného stabilizátoru mimo provoz, je nepravděpodobné, že jej budete moci vyměnit, i když rozumíte elektrotechnice. Jednoduše nenajdete, jak vyměnit opotřebovaný díl. Z domácí zařízení vše je jednodušší: všechny prvky jste původně zakoupili v obchodě. Zbývá jen jít tam znovu a koupit, co je rozbité;
3. Snadná oprava. Pokud jste si sami sestavili měnič napětí, tak to znáte na 100%. A pochopení zařízení a akce vám pomůže rychle identifikovat příčinu selhání stabilizátoru. Když na to přijdete, můžete snadno opravit domácí jednotku.

Stabilizátor vlastní výroby má tři vážné nevýhody:

1. Nízká spolehlivost. Ve specializovaných podnicích jsou zařízení spolehlivější, protože jejich vývoj je založen na měřeních vysoce přesných přístrojů, které nelze nalézt v každodenním životě;
2. Široký rozsah výstupního napětí. Pokud průmyslové stabilizátory dokážou produkovat relativně konstantní napětí (například 215–220 V), pak podomácku vyrobené analogy mohou mít 2–5krát větší rozsah, což může být kritické pro technologii, která je velmi citlivá na změny proudu;
3. Komplexní nastavení. Pokud si koupíte stabilizátor, krok nastavení se obejde, stačí zařízení připojit a ovládat jeho provoz. Pokud jste tvůrcem aktuálního ekvalizéru, můžete jej také nakonfigurovat. To je obtížné, i když jste si vyrobili nejjednodušší regulátor napětí vlastníma rukama.

Domácí proudový ekvalizér: vlastnosti

Stabilizátor se vyznačuje dvěma parametry:

• Přípustný rozsah vstupního napětí (Uin);
• Přípustný rozsah výstupního napětí (Uout).

Tento článek se zaměřuje na triakový měnič proudu, protože má vysokou účinnost. Pro něj je Uin 130-270V a Uout je 205-230V. Pokud je velký rozsah vstupního napětí výhodou, pak pro výstupní napětí je to nevýhoda.

Nicméně, pro domácí přístroje tento rozsah zůstává v platnosti. To lze snadno zkontrolovat, protože přípustné kolísání napětí jsou skoky a poklesy maximálně 10 %. A to je 22,2 V nahoru nebo dolů. To znamená, že změna napětí z 197,8 na 242,2 voltů je přijatelná. Ve srovnání s tímto rozsahem je proud na našem triakovém stabilizátoru ještě hladší.

Zařízení je vhodné pro připojení k lince se zátěží do 6 kW. Jeho přepnutí se provede za 0,01 sekundy.

Návrh zařízení pro stabilizaci proudu

Domácí stabilizátor napětí 220V, jehož obvod je uveden výše, obsahuje následující prvky:

• Zdroj napájení. Používal pohony C2 a C5, napěťový transformátor T1 a také komparátor (srovnávací zařízení) DA1 a LED VD1;
• uzel, odložení začátku zátěže. K jeho sestavení budete potřebovat odpory od R1 do R5, tranzistory od VT1 do VT3 a také pohon C1;
• Usměrňovač, měření hodnoty skoků a poklesů napětí. Jeho konstrukce obsahuje LED VD2 se stejnojmennou zenerovou diodou, pohon C2, rezistor R14 a R13;
• Komparátor. Bude potřebovat odpory od R15 do R39 a porovnání zařízení DA2 s DA3;
• Booleovský ovladač. Potřebuje DD čipy od 1 do 5;
• Zesilovače. Budou potřebovat odpor k omezení proudu R40-R48, stejně jako tranzistory od VT4 do VT12;
• LED diody, hraje roli indikátoru - HL od 1 do 9;
• Optočlenové klíče(7) s triaky VS 1 až 7, odpory R 6 až 12 a optočlenovými triaky U 1 až 7;
• automatický spínač s pojistkou QF1;
• Autotransformátor T2.

Jak bude toto zařízení fungovat?

Po připojení pohonu uzlu s odloženou zátěží (C1) do sítě je stále vybitý. Tranzistor VT1 se zapne a 2 a 3 se uzavřou. Prostřednictvím posledně jmenovaného bude proud následně proudit do LED diod a triaků optočlenů. Ale zatímco je tranzistor uzavřen, diody nedávají signál a triaky jsou stále uzavřeny: není žádná zátěž. Proud ale již protéká prvním rezistorem do měniče, který začne ukládat energii.

Výše popsaný proces trvá 3 sekundy, po kterých se spustí Schmittova spoušť založená na tranzistorech VT 1 a 2, načež se zapne tranzistor 3. Nyní lze zátěž považovat za otevřenou.

Výstupní napětí z třetího vinutí transformátoru na zdroji je vyrovnáno druhou diodou a kondenzátorem. Poté je proud poslán na R13, prochází přes R14. Na tento moment napětí je úměrné napětí v síti. Poté je proud přiváděn do neinvertujících komparátorů. Ihned do invertujících porovnávacích zařízení vstupuje již vyrovnaný proud, který je přiveden na odpory od 15 do 23. Poté je připojen regulátor, který zpracovává vstupní signály na zařízeních pro porovnání.

Nuance stabilizace v závislosti na napětí aplikovaném na vstup

Pokud je zadáno napětí do 130 Voltů, pak je na svorkách komparátorů indikována logická úroveň (LU) nízkého napětí. Čtvrtý tranzistor je otevřený a LED 1 bliká a indikuje, že došlo k silnému poklesu vedení. Musíte pochopit, že stabilizátor není schopen vydat napětí požadované hodnoty. Proto jsou všechny triaky uzavřeny a není zde žádná zátěž.

Pokud je vstupní napětí 130-150 voltů, pak je na signálech 1 a A pozorována vysoká LU, ale pro ostatní signály je stále nízká. Pátý tranzistor se zapne, druhá dioda se rozsvítí. Optočlen triak U1.2 a triak VS2 otevřeny. Zátěž půjde podél druhého a dosáhne výstupu vinutí druhého autotransformátoru shora.

Při vstupním napětí 150-170 Voltů je pozorována vysoká LU na signálech 1, 2 a V, na zbývajících je stále nízká. Poté se zapne šestý tranzistor a rozsvítí se třetí dioda, zapne se VS2 a proud je přiveden na druhý (pokud počítáte shora) výstup vinutí druhého autotransformátoru.

Obdobně je popsána činnost stabilizátoru pro rozsahy napětí 170-190V, 190-210V, 210-230V, 230-250V.

Výroba DPS

Pro triakový proudový měnič potřebujete tištěný spoj Na které budou umístěny všechny prvky. Jeho rozměr: 11,5 x 9 cm K jeho výrobě budete potřebovat sklolaminát, z jedné strany potažený fólií.

Deska může být vytištěna na laserové tiskárně, poté bude použita žehlička. Je vhodné si desku vyrobit sami pomocí programu Sprint Loyout. A rozložení prvků na něm je uvedeno níže.

Jak vyrobit transformátory T1 a T2?

První transformátor T1 o výkonu 3 kW je vyroben pomocí magnetického obvodu s plochou průřezu (CPS) 187 m2. mm. A tři dráty PEV-2:

• Pro první balení PPS pouze 0,003 m2. mm. Počet otáček - 8669;
• Pro druhé a třetí vinutí PPS je pouze 0,027 m2. mm. Počet otáček je 522 na každém.

Pokud si nepřejete navinout drát, můžete si zakoupit dva transformátory TPK-2-2 × 12V a zapojit je do série, jako na obrázku níže.

K výrobě autotransformátoru s druhým výkonem 6 kW budete potřebovat toroidní magnetický obvod a drát PEV-2, ze kterého se udělá zákrut 455 závitů. A tady potřebujeme kohoutky (7 kusů):

• Navinutí 1-3 větví z drátu s PPS 7 m2. mm;
• Navíjení 4-7 větví z drátu s PPS 254 m2. mm.

Co koupit?

V obchodě s elektrotechnikou a radiotechnikou kupte (v závorkách označení na schématu):

• 7 optočlenových triaků MOC3041 nebo 3061 (U od 1 do 7);
• 7 jednoduchých triaků BTA41-800B (VS 1 až 7);
• 2 LED DF005M nebo KTS407A (VD 1 a 2);
• 3 rezistory SP5-2, možná 5-3 (R 13, 14, 25);
• Vyrovnávací proudový prvek KR1158EN6A nebo B (DA1);
• 2 srovnávací přístroje LM339N nebo K1401CA1 (DA 1 a 2);
• Bezpečnostní spínač;
• 4 filmové nebo keramické kondenzátory (C 4, 6, 7, 8);
• 4 oxidové kondenzátory (C 1, 2, 3, 5);
• 7 odporů pro omezení proudu, na jejich svorkách se musí rovnat 16 mA (R od 41 do 47);
• 30 odporů (libovolných) s tolerancí 5 %;
• 7 odporů C2-23 s tolerancí 1% (R od 16 do 22).

Vlastnosti sestavy zařízení pro vyrovnání napětí

Mikroobvod zařízení pro stabilizaci proudu je namontován na chladiči, pro který je vhodná hliníková deska. Jeho plocha by neměla být menší než 15 metrů čtverečních. cm.

U triaků je nutný i chladič s chladicí plochou. Pro všech 7 prvků stačí jeden chladič o ploše minimálně 16 metrů čtverečních. dm

Aby námi vyrobený měnič střídavého napětí fungoval, potřebujete mikrokontrolér. Čip KR1554LP5 odvádí svou roli na výbornou.

Již víte, že v obvodu lze nalézt 9 blikajících diod. Všechny jsou na něm umístěny tak, aby zapadaly do otvorů, které jsou na předním panelu zařízení. A pokud tělo stabilizátoru neumožňuje jejich umístění, jako na obrázku, můžete jej upravit tak, aby LED šly na stranu, která je pro vás výhodná.

Místo blikajících LED lze použít neblikající LED. Ale v tomto případě musíte vzít diody s jasně červenou září. Vhodné prvky značek: AL307KM a L1543SRC-E.

Nyní víte, jak vyrobit regulátor napětí pro 220 voltů. A pokud jste již něco podobného museli dělat, pak pro vás tato práce nebude náročná. V důsledku toho můžete ušetřit několik tisíc rublů na nákup průmyslového stabilizátoru.

Sestavení radioamatérské okruhy a návrhy stabilizátorů napětí montované ručně. Některé obvody uvažují se stabilizátorem bez ochrany proti zkratu v zátěži, jiné mají možnost plynulé regulace napětí od 0 do 20 Voltů. Charakteristickým rysem jednotlivých obvodů je schopnost ochrany proti zkratům v zátěži.

5 velmi jednoduché obvody převážně sestavené na tranzistorech, jeden z nich, s ochranou proti zkratu

Často se stává, když nakrmit novorozence elektronická domácí výroba je vyžadováno stabilní napětí, které se nemění se zátěží, například 5 voltů nebo 12 voltů pro napájení autorádia. A abych si moc nelámal hlavu s designem domácí blok napájení na tranzistorech se používají tzv. mikroobvody stabilizátoru napětí. Na výstupu takového prvku dostaneme napětí, pro které je toto zařízení určeno

Mnoho radioamatérů opakovaně sestavovalo obvody stabilizátoru napětí na specializovaných mikroobvodech řady 78xx, 78Mxx, 78Lxx. Například na čipu KIA7805 můžete sestavit domácí schéma navrženo pro výstupní napětí +5 V a maximální zatěžovací proud 1 A. Málokdo však ví, že existují vysoce specializované mikroobvody řady 78Rxx, které kombinují napěťové regulátory s kladnou polaritou s nízkým saturačním napětím, které nepřesahuje 0,5 V při zatěžovacím proudu 1 A. Jedno z těchto schémat budeme zvažovat podrobněji.

Nastavitelný 3-pólový kladný regulátor napětí LM317 poskytuje zatěžovací proud 100 mA v rozsahu výstupního napětí 1,2 V až 37 V. Regulátor se velmi snadno používá a vyžaduje pouze dva externí odpory pro zajištění výstupního napětí. Napěťová a proudová nestabilita stabilizátoru LM317L má navíc lepší výkon než tradiční stabilizátory s pevnou hodnotou výstupního napětí.

Pro stabilizaci napětí stejnosměrný proud dostatečně vysokého výkonu se mimo jiné používají kontinuální kompenzační stabilizátory. Principem činnosti takového stabilizátoru je udržovat výstupní napětí na dané úrovni změnou úbytku napětí na regulačním prvku. V tomto případě je velikost řídicího signálu přiváděného do regulačního prvku závislá na rozdílu mezi daným a výstupním napětím stabilizátoru.

Při stacionárním provozu zařízení, CD a audio přehrávačů vznikají problémy s napájecí jednotkou. Většina sériově vyráběných napájecích zdrojů domácí výrobce, (abychom byli přesní) téměř všechny nemohou uspokojit spotřebitele, protože obsahují zjednodušené obvody. Pokud se budeme bavit o importovaných čínských a podobných napájecích zdrojích, pak obecně představují zajímavou sadu dílů „nakup a vyhoď“. Tyto a mnohé další problémy nutí radioamatérské zdroje k výrobě napájecích zdrojů. Ale i v této fázi se amatéři potýkají s problémem výběru: bylo publikováno mnoho návrhů, ale ne všechny fungují dobře. Tento radioamatérský vývoj je prezentován jako varianta netradičního zařazení operačního zesilovače, dříve publikovaného a brzy zapomenutého

Téměř všechny amatérské rádio domácí výroby a konstrukce zahrnují stabilizovaný napájecí zdroj. A pokud váš návrh pracuje na napětí 5 voltů, pak nejlepší možností by bylo použít třísvorkový integrovaný stabilizátor 78L05

Stabilizátor napětí pro 220 voltů

Stabilizátor je síťový autotransformátor, jehož odbočky vinutí se přepínají automaticky v závislosti na napětí v síti.

Stabilizátor umožňuje udržet výstupní napětí na úrovni 220V při změně vstupního napětí ze 180 na 270 V. Přesnost stabilizace je 10V.

Schéma zapojení lze rozdělit na obvod nízkého proudu (nebo řídicí obvod) a obvod vysokého proudu (nebo obvod autotransformátoru).

Řídicí obvod je znázorněn na obrázku 1. Role měřiče napětí je přiřazena polykomparátorovému mikroobvodu s lineární indikací napětí, - A1 (LM3914).

Síťové napětí je přiváděno do primární vinutí nízkopříkonový transformátor T1. Tento transformátor má dvě sekundární vinutí, každé 12V, s jednou společnou svorkou (nebo jedno vinutí 24V s odbočkou ze středu).

Pro získání napájecího napětí slouží usměrňovač na diodě VD1. Napětí z kondenzátoru C1 je přiváděno do napájecího obvodu čipu A1 a LED optočlenů H1.1-H9.1. A také slouží k získání příkladných stabilních napětí minimální a maximální stupnice. K jejich získání se používá parametrický stabilizátor na US a P1. Meze měření se nastavují trimrovými rezistory R2 a R3 (rezistor R2 - horní hodnota, rezistor RЗ -spodní).

Naměřené napětí je odebíráno z druhého sekundárního vinutí transformátoru T1. Je usměrněn diodou VD2 a přiveden na rezistor R5. Podle úrovně konstantního napětí na rezistoru R5 se posuzuje míra odchylky síťového napětí od jmenovité hodnoty. Během procesu nastavení je rezistor R5 předběžně nastaven do střední polohy a rezistor R3 do spodní polohy podle schématu.

Poté se na primární vinutí T1 přivede zvýšené napětí (asi 270V) z autotransformátoru typu LATR a rezistor R2 nastaví stupnici mikroobvodu na hodnotu, při které se rozsvítí LED připojená na pin 11 (dočasně místo LED diod optočlenu lze připojit běžné světelné diody). Poté se vstupní střídavé napětí sníží na 190V a stupnice se při rozsvícení LED připojené na pin 18 A1 přivede na hodnotu rezistorem R3.

Pokud výše uvedená nastavení selžou, musíte trochu upravit R5 a opakovat je znovu. Postupnými aproximacemi je tedy dosaženo výsledku, kdy změna vstupního napětí o 10V odpovídá sepnutí výstupů čipu A1.

Celkem je získáno devět prahových hodnot - 270V, 260V, 250V, 240V, 230V, 220V, 210V, 200V, 190V.

Schematické schéma autotransformátoru je na obrázku 2. Vychází z přestavěného transformátoru typu LATR. Skříň transformátoru je demontována a je odstraněn posuvný kontakt, který slouží ke spínání odboček. Poté jsou na základě výsledků předběžných měření napětí z odboček vyvozeny závěry (od 180 do 260V po 10V krocích), které jsou následně spínány pomocí triakových spínačů VS1-VS9, řízených řídicím systémem přes optočleny H1-H9. . Optočleny jsou zapojeny tak, že když se údaj mikroobvodu A1 sníží o jeden dílek (o 10V), přepne se na zvyšující (o dalších 10V) odbočku autotransformátoru. A naopak - zvýšení hodnot mikroobvodu A1 vede k přepnutí na sestupný kohoutek autotransformátoru. Volbou odporu rezistoru R4 (obr. 1) se nastaví proud LED diodami optočlenů, při kterém suverénně spínají triakové spínače. Obvod na tranzistorech VT1 a VT2 (obr. 1) slouží ke zpoždění zapnutí zátěže autotransformátoru o dobu potřebnou k dokončení přechodových jevů v obvodu po zapnutí. Tento obvod zpožďuje připojení LED optočlenu k napájení.

Místo čipu LM3914 nemůžete použít podobné čipy LM3915 nebo LM3916, protože fungují podle logaritmického zákona, ale zde potřebujete lineární, jako je LM3914. Transformátor T1 - malý Čínský transformátor typ TLG, pro primární napětí 220V a dva sekundární 12V každý (12-0-12V) a proud 300mA. Můžete použít jiný podobný transformátor.

Transformátor T2 může být vyroben z LATR, jak je popsáno výše, nebo jej můžete navinout sami.