Sieťové napätie, najmä vo vidieckych oblastiach, často prekračuje limity povolené pre napájané zariadenia, čo vedie k ich poruche.

Je možné vyhnúť sa takýmto nepríjemným následkom pomocou stabilizátora, ktorý podporuje výstupné napätie v medziach potrebných pre záťaž a ak to nie je možné, vypne ho.

Navrhované zariadenie patrí k veľmi sľubným konštrukciám, v ktorých je záťaž automaticky pripojená k zodpovedajúcej odbočke vinutia autotransformátora v závislosti od aktuálnej hodnoty sieťového napätia.

Godin A.V. Stabilizátor striedavého napätia

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

Kvôli nestabilite napätia v sieti na predmestí zlyhala chladnička. Kontrola napätia počas dňa odhalila jeho zmeny zo 150 na 250 V. V dôsledku toho som sa zaoberal otázkou získania stabilizátora. Zoznámenie sa s cenami hotových výrobkov sa ponorilo do šoku. Začal som hľadať schémy v literatúre a na internete.

Takmer vhodný stabilizátor riadený mikrokontrolérom je opísaný v. Jeho výstupný výkon však nie je dostatočne vysoký, prepínanie záťaže závisí nielen od amplitúdy, ale aj od frekvencie sieťového napätia. Preto bolo rozhodnuté vytvoriť vlastný dizajn stabilizátora, ktorý tieto nedostatky nemá.

Navrhovaný stabilizátor nepoužíva mikrokontrolér, čo ho sprístupňuje na opakovanie širšiemu okruhu rádioamatérov. Necitlivosť na frekvenciu sieťového napätia umožňuje jeho využitie v teréne, kedy je zdrojom elektrickej energie autonómny dieselový generátor.

Hlavné technické vlastnosti

Vstupné napätie, V: 130…270
Výstupné napätie, V: 205…230
Maximálny výkon, kW: 6
Čas spínania (vypínania) záťaže, ms: 10

Zariadenie obsahuje nasledovné uzly: Napájanie na prvkoch T1, VD1, DA1, C2, C5. Načítajte jednotku oneskorenia zapnutia C1, VT1-VT3, R1-R5. Usmerňovač na meranie amplitúdy sieťového napätia VD2, C2 s deličom R13, R14 a zenerovou diódou VD3. Napäťový komparátor DA2, DA3, R15-R39. Logický ovládač na mikroobvodoch DD1-DD5. Zosilňovače na tranzistoroch VT4-VT12 s odpormi obmedzujúcimi prúd R40-R48. Indikačné LED HL1-HL9, sedem optočlenových spínačov obsahujúcich optotriaky U1-U7, odpory R6-R12, triaky VS1-VS7. Sieťové napätie je pripojené k zodpovedajúcej odbočke vinutia autotransformátora T2 cez istič-poistku QF1. Záťaž je pripojená k autotransformátoru T2 cez otvorený triak (jeden z VS1-VS7).

Stabilizátor funguje nasledovne. Po zapnutí napájania je kondenzátor C1 vybitý, tranzistor VT1 je zatvorený a VT2 je otvorený. Tranzistor VT3 je uzavretý a keďže prúd cez LED diódy, vrátane tých, ktoré sú súčasťou triakových optočlenov U1-U7, môže pretekať iba týmto tranzistorom, nesvieti ani jedna LED, všetky triaky sú zatvorené, záťaž je vypnutá. Napätie na kondenzátore C1 sa zvyšuje, keď sa nabíja z napájacieho zdroja cez odpor R1. Na konci trojsekundového intervalu oneskorenia potrebného na dokončenie prechodov sa aktivuje Schmidtova spúšť na tranzistoroch VT1 a VT2, tranzistor VT3 sa otvorí a umožní zapnutie záťaže.

Napätie z vinutia III transformátora T1 je usmernené prvkami VD2C2 a privádzané do deliča R13, R14. Napätie na motore ladiaceho odporu R14, úmerné sieťovému napätiu, sa privádza na neinvertujúce vstupy ôsmich komparátorov (IO DA2, DA3). Invertujúce vstupy týchto komparátorov sú konštantné referenčné napätia z odporového deliča R15-R23. Signály z výstupov komparátorov spracuje regulátor zapnutý logické prvky"XOR" (čipy DD1-DD5). Na skupinovej komunikačnej linke na obr. výstupy komparátorov DA2.1-DA2.4 a DA3.1-DA2.3 sú označené číslami 1-7 a výstupy regulátora sú písmená A-H. Výstup komparátora DA3.4 nie je súčasťou skupinovej komunikačnej linky.

Ak je sieťové napätie nižšie ako 130 V, výstupy všetkých komparátorov a výstupov regulátora majú nízku logickú úroveň. Tranzistor VT4 je otvorený, bliká LED HL1, čo indikuje príliš nízke sieťové napätie, pri ktorom stabilizátor nemôže napájať záťaž. Všetky ostatné LED nesvietia, triaky sú zatvorené, záťaž je vypnutá.

Ak je sieťové napätie menšie ako 150 V, ale viac ako 130 V, logická úroveň signálov 1 a A je vysoká, ostatné sú nízke. Tranzistor VT5 je otvorený, LED HL2 a U1.1 svietia, opto-simistor U1.2 je otvorený, záťaž je pripojená k hornému výstupu vinutia autotransformátora T2 cez otvorený triak VS1.

Ak je sieťové napätie menšie ako 170 V, ale viac ako 150 V, logická úroveň signálov 1, 2 a B je vysoká, ostatné sú nízke. Tranzistor VT6 je otvorený, LED HL3 a U2.1 svietia, optosimistor U1.2 je otvorený, záťaž je pripojená k druhému výstupu vinutia autotransformátora T2 cez otvorený triak VS2.

Zostávajúce napäťové úrovne siete zodpovedajúce prepnutiu záťaže na inú odbočku vinutia autotransformátora T2: 190, 210, 230 a 250 V.

Aby sa zabránilo viacnásobnému spínaniu záťaže, v prípade, že sieťové napätie kolíše na prahovej úrovni, zavedie sa hysterézia 2-3 V (oneskorenie spínania komparátora) pomocou kladného spätná väzba cez R32-R39. Čím väčší je odpor týchto rezistorov, tým menšia je hysterézia.

Ak je sieťové napätie väčšie ako 270 V, výstupy všetkých komparátorov a výstup H regulátora sú logické vysoké. Ostatné výstupy regulátora sú nízke. Tranzistor VT12 je otvorený, blikajúca LED HL9 svieti, čo znamená nadmerné množstvo vysoké napätie sieť, v ktorej stabilizátor nemôže napájať záťaž. Všetky ostatné LED nesvietia, triaky sú zatvorené, záťaž je vypnutá.

Stabilizátor vydrží nekonečne dlho núdzový nárast sieťového napätia až do 380 V. Nápisy indikované LED diódami sú podobné tým, ktoré sú popísané v.

Možnosť s jedným výkonovým transformátorom

Konštrukcia a detaily

Stabilizátor je namontovaný na doske plošných spojov 90x115 mm z jednostrannej sklolaminátovej fólie.

LED diódy HL1-HL9 sú namontované tak, že pri inštalácii dosky plošných spojov do puzdra zapadajú do príslušných otvorov na prednom paneli zariadenia.

V závislosti od konštrukcie krytu je možné namontovať LED diódy na stranu tlačených vodičov. Menovité hodnoty odporov obmedzujúcich prúd R41-R47 sú zvolené tak, aby prúd pretekajúci cez LED diódy triakových optočlenov U1.1-U7.1 bol v rozmedzí 15-16mA. Nie je potrebné používať blikajúce LED diódy HL1 a HL9, ale ich žiara by mala byť dobre viditeľná, preto ich možno nahradiť vysokosvietivými nepretržitými červenými LED, ako napr. AL307 km alebo L1543SRC-E.

cudzí diódový mostík DF005M(VD1,VD2) je možné nahradiť domácim KTS407A alebo akékoľvek s napätím aspoň 50V a prúdom aspoň 0,4A. Zenerova dióda VD3 môže byť akákoľvek nízkoenergetická so stabilizačným napätím 4,3 ... 4,7 V.

Regulátor napätia KR1158EN6A(DA1) môže byť nahradený KR1158EN6B. quad komparačný čip LM339N(DA2,DA3), môže byť nahradený domácim analógom K1401CA1. mikročip KR1554LP5(DD1-DD5), možno nahradiť podobným zo série KR1561 a KR561 alebo cudzie 74AC86PC.

Triakové optočleny MOC3041(U1-U7) je možné vymeniť MOC3061.

Trimerové odpory R14, R15 a R23 drôtové viacotáčkové SP5-2 alebo SP5-3. Pevné rezistory R16-R22 C2-23 s toleranciou najmenej 1%, zvyšok môže byť akýkoľvek s toleranciou 5%, ktorých rozptylový výkon nie je nižší, ako je uvedené v diagrame. Oxidové kondenzátory C1-C3, C5 môžu byť akékoľvek, s kapacitou uvedenou na diagrame a napätím nie nižším, ako je pre ne uvedené. Zostávajúce kondenzátory C4, C6-C8 - akýkoľvek film alebo keramika.

Importované triakové optočleny MOC3041(U1-U7) sú zvolené, pretože obsahujú vstavané regulátory prechodu nulou napätia. Je to potrebné na synchronizáciu vypnutia jedného výkonného triaku a zapnutie druhého, aby sa zabránilo skratu vinutia autotransformátora.

Cize su aj vykonne triaky VS1-VS7 BTA41-800B, keďže domáce s rovnakým výkonom vyžadujú príliš veľký riadiaci prúd, ktorý prekračuje limit prípustný prúd optosimistor 120mA. Všetky triaky VS1-VS7 sú inštalované na rovnakom chladiči s chladiacou plochou minimálne 1600 cm2.

Stabilizačný čip KR1158EN6A(DA1) musí byť inštalovaný na chladič vyrobený z kusu hliníkovej platne alebo profilu v tvare U s plochou najmenej 15 cm2.

Transformátor T1 je svojpomocne vyrobený, navrhnutý pre celkový výkon 3 W, s plochou prierezu magnetického obvodu 1,87 cm2. Jeho sieťové vinutie I, určené pre maximálne núdzové sieťové napätie 380 V, obsahuje 8669 závitov drôtu PEV-2 s priemerom 0,064 mm. Vinutia II a III obsahujú 522 závitov drôtu PEV-2 s priemerom 0,185 mm.

Možnosť s dvoma výkonovými transformátormi

Pri menovitom napätí siete 220 V by malo byť napätie každého výstupného vinutia 12 V. Namiesto vlastného transformátora T1 je možné použiť dva transformátory TPK-2-2×12V zapojené do série podľa spôsobu opísaného v, ako je znázornené na obr.

Tlačový súbor zariadenia PrintStab-2.lay(možnosť s dvoma transformátormi TPK-2-2×12V) bola vykonaná pomocou programu Rozloženie sprintu 4.0, ktorý umožňuje vytlačiť obrázok v zrkadlovom obraze a je veľmi vhodný na výrobu dosiek plošných spojov pomocou laserova tlačiareň a železo. Dá sa stiahnuť tu.

Výkonový transformátor

Transformátor T2 na 6 kW, tiež domácej výroby, navinutý na toroidnom magnetickom obvode celková sila 3-4 kW, spôsobom popísaným v. Jeho vinutie obsahuje 455 závitov drôtu PEV-2.

Vetvy 1,2,3 sú navinuté drôtom s priemerom 3 mm. Vetvy 4,5,6,7 sú navinuté pneumatikou s prierezom 18,0 mm2 (2 mm x 9 mm). Takáto sekcia je potrebná, aby sa autotransformátor pri dlhodobej prevádzke nezohrieval.

Kohútiky sa vyrábajú z 203., 232., 266., 305., 348. a 398. otáčky, počítané odspodu podľa výstupnej schémy. Sieťové napätie je privedené na kohútik 266. otáčky.

Ak výkon záťaže nepresiahne 2,2 kW, potom môže byť autotransformátor T2 navinutý na stator elektromotora s výkonom 1,5 kW s drôtom PEV-2. Vetvy 1,2,3 sú navinuté drôtom s priemerom 2 mm. Vetvy 4,5,6,7 sú navinuté drôtom s priemerom 3 mm

Počet závitov vinutia by sa mal proporcionálne zvýšiť 1,3-krát. Prevádzkový prúd poistkového spínača QF1 musí byť znížený na 20 A. Pred záťažou je vhodné nainštalovať dodatočný 10A istič

Pri výrobe autotransformátora s neznámou hodnotou magnetickej permeability Vmax jadra, aby nedošlo k chybe pri výbere pomeru závitov na volt, je potrebné vykonať praktickú štúdiu statora (pozri časť nižšie).

Vo všeobecnom archíve je program na výpočet odbočiek autotransformátora podľa ich celkových rozmerov statora so známou hodnotou magnetickej permeability Vmax jadra.

Ak výkon záťaže nepresahuje 3 kW, potom je možné autotransformátor T2 navinúť na stator elektromotora s výkonom 4 kW s drôtom PEV-2 s priemerom 2,8 mm (rez 6,1 mm2). Počet závitov vinutia by mal byť sa proporcionálne zvýši 1,2-krát. Prevádzkový prúd poistkového spínača QF1 je potrebné znížiť na 16 A. Možno použiť triaky VS1-VS7 BTA140-800, umiestnené na chladiči s plochou minimálne 800 cm2.

Nastavenie

Úprava sa vykonáva pomocou LATR-a a dva voltmetre. Je potrebné nastaviť prahy spínania záťaže a uistiť sa, že výstupné napätie stabilizátora je v rámci povolených limitov pre napájané zariadenie.

Označme U1, U2, U3, U4, U5, U6, U7 - hodnoty napätia na motore ladiaceho odporu R14, zodpovedajúce sieťovému napätiu 130, 150, 170, 190, 210, 230, 250, 270 V (spínacie a vypínacie prahy).

Namiesto orezávacích odporov R15 a R23 sú dočasne namontované pevné odpory s odporom 10 kOhm.

Ďalej je stabilizátor bez autotransformátora T2 pripojený k sieti cez LATR. Pri východe LATR-a zvýšte napätie na 250 V, potom trimrom R14 nastavte napätie U6 na 3,5 V a zmerajte ho digitálnym voltmetrom. Potom sa napätie zníži LATR-a do 130 V a zmerajte napätie U1. Nech sa napríklad rovná 1,6 V.

Vypočítajte krok zmeny napätia:

∆U=(U6 - U1)/6=(3,5-1,6)/6=0,3166 V ,
prúd pretekajúci cez delič R15-R23
I=∆U/R16=0,3166/2=0,1583 mA

Vypočítajte odpor rezistorov 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 stabilizačné napätie mikroobvodu DA1. Výpočet je približný, keďže nezohľadňuje vplyv rezistorov R32-R39, jeho presnosť je však dostatočná na praktické nastavenie stabilizátora.

Program na výpočet R8, R16 a hraničné napätia prepínače si môžete stiahnuť v prílohách.

Potom sa zariadenie odpojí od siete a pomocou digitálneho voltmetra sa odpory rezistorov R15 a R23 nastavia na vypočítané hodnoty a namontujú sa na dosku namiesto pevných odporov uvedených vyššie. Znova zapnite stabilizátor a sledujte spínanie LED diód, postupne zvyšujte napätie LATR-a od minima k maximu a naopak. Súčasné svietenie dvoch alebo viacerých LED diód indikuje poruchu jedného z mikroobvodov DA2, DA3, DD1-DD5. Chybný mikroobvod sa musí vymeniť, takže je vhodnejšie inštalovať na dosku nie samotné mikroobvody, ale ich panely.

Po uistení sa, že mikroobvody sú v dobrom stave, spoja autotransformátor T2 a záťaž - žiarovku s výkonom 100 ... 200 W. Opäť sa merajú spínacie prahy a napätia U1-U7. Ak chcete skontrolovať správnosť výpočtov, zmena LATR-ohmový vstup na T1, musíte sa uistiť, že LED HL1 bliká pri napätí pod 130 V, LED HL2 - HL8 sa postupne rozsvietia pri prekročení spínacích prahov uvedených vyššie a HL9 bliká pri napätí nad 270 V.

Ak je maximálne napätie LATR- menej ako 270 V, nastavte jeho výstup na 250 V, vypočítajte napätie U7 podľa vzorca: U7 \u003d U6 + ∆U \u003d 3,82 V. Motor R14 posuňte nahor, skontrolujte, či je záťaž odpojená pri napätí U7 a potom vráťte motor R14 nadol a nastavte U6 na predchádzajúcu hodnotu 3,5 V.

Je žiaduce dokončiť úpravu stabilizátora pripojením k napätiu 380 V na niekoľko hodín.

Počas prevádzky niekoľkých kópií stabilizátorov rôznych kapacít (asi šesť mesiacov) nedošlo k poruchám a poruchám v ich prevádzke. V dôsledku nestabilného sieťového napätia sa nevyskytli žiadne poruchy zariadení, ktoré boli cez ne napájané.

Literatúra

1. Koryakov S. Stabilizátor sieťové napätie s ovládaním mikrokontrolérom. - Rádio, 2002, č. 8, s. 26-29.
2. Kopanev V. Ochrana transformátora pred zvýšeným napätím siete. - Rozhlas, 1997, č.2 s.46.
3. Andreev V. Výroba transformátorov. - Rádio, 2002, č. 7, s.58
4. http://rexmill.ucoz.ru/forum/50-152-1

Výpočet autotransformátoru

Podarilo sa ti dostať stator z motora, no nevieš z akého materiálu je. Vo všeobecnosti pri výpočte jadier s výkonom vyšším ako 1 kW často vznikajú problémy s počiatočnými údajmi. Problémom sa môžete ľahko vyhnúť, ak budete skúmať svoje existujúce jadro. Je to veľmi jednoduché.

Jadro pripravíme na navíjanie primárneho vinutia: opracujeme ostré hrany, nanesieme izolačné tesnenia (v mojom prípade som na toroidné jadro urobil lepenkové obklady). Teraz navinieme 50 závitov drôtu s priemerom 0,5-1 mm. Na merania potrebujeme ampérmeter s limitom merania do cca 5 ampérov, striedavý voltmeter a LATR.MS Excel

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

Počet závitov v odbočkách sa vypočíta z priemerných napätí každého zo vstupných rozsahov regulátora a bude:

Kohútik č. 1 - 128,5 V x 0,48 V = 62 Vit
Kohútik #2 - 147 V x 0,48 V = 71 Vit
Kohútik #3 - 168 V x 0,48 V = 81 Vit
Kohútik #4 - 192 V x 0,48 V = 92 Vit
Kohútik č. 5 - 220 V x 0,48 V = 106 Vit(napätie je z neho odstránené do záťaže)
Kohútik #6 - 251,5 V x 0,48 V = 121 Vit
Kohútik #7 - 287,5 V x 0,48 V = 138 Vit(celkový počet otáčok autotransformátora)

To je celý problém!

Modernizácia

Páčilo sa mi to.

Na bezpečné používanie, napríklad, televízor, zvyčajne vo vidieckych oblastiach, často potrebujete jednofázový stabilizátor napätia 220V, ktorý pri silnom poklese napätia v sieti vytvára na svojom výstupe menovité výstupné napätie 220 voltov.

Okrem toho pri prevádzke väčšiny typov spotrebnej elektroniky je žiaduce použiť regulátor napätia, ktorý nevytvára zmeny v sínusovej vlne výstupného napätia. Schémy podobných stabilizátorov pre 220 voltov sú uvedené v mnohých časopisoch o elektronike.

V tomto článku uvedieme príklad jednej z možností takéhoto zariadenia. Obvod stabilizátora má v závislosti od aktuálneho napätia v sieti 4 rozsahy automatická inštalácia výstupné napätie. To prispelo k výraznému rozšíreniu hraníc stabilizácie 160 ... 250 voltov. A pri tom všetkom je výstupné napätie poskytované v normálnom rozsahu (220V +/- 5%).

Popis činnosti jednofázového stabilizátora napätia 220 voltov

AT elektrické schéma zariadenia zahŕňajú 3 prahové bloky vyrobené podľa princípu pozostávajúce zo zenerovej diódy a odporov (R2-VD1-R1, VD5-R3-R6, R5-VD6-R6). V obvode sú tiež 2 tranzistorové spínače VT1 a VT2, ktoré ovládajú elektromagnetické relé K1 a K2.

Diódy VD2 a VD3 a filtračný kondenzátor C2 tvoria zdroj konštantného napätia pre celý obvod. Kondenzátory C1 a C3 sú určené na tlmenie menších napäťových rázov v sieti. Kondenzátor C4 a odpor R4 sú prvky „zachytenia iskier“. Aby sa predišlo samoindukčným prepätiam napätia, do obvodu vo vinutí relé sa pridávajú dve diódy VD4 a VD7, keď sú vypnuté.

Pri dokonalej prevádzke transformátora a prahových blokov by každý zo 4 riadiacich rozsahov vytvoril rozsah napätia od 198 do 231 voltov a pravdepodobné napätie v sieti by mohlo byť v oblasti 140 ... 260 voltov.

V skutočnosti je však potrebné brať do úvahy rozptyl parametrov rádiových komponentov a nestabilitu transformačného pomeru transformátora pri rôznom zaťažení. V tomto ohľade je pre všetky 3 prahové bloky rozsah výstupného napätia znížený vo vzťahu k výstupnému napätiu: 215 ± 10 voltov. V súlade s tým sa interval oscilácií na vstupe zúžil na 160 ... 250 voltov.

Etapy stabilizátora:

1. Keď je napätie v sieti nižšie ako 185 voltov, napätie na výstupe usmerňovača je dostatočne nízke na to, aby fungoval jeden z prahových blokov. V tomto okamihu sú kontaktné skupiny oboch relé umiestnené, ako je uvedené na schému zapojenia. Napätie na záťaži sa rovná sieťovému napätiu plus posilňovaciemu napätiu odoberanému z vinutí II a III transformátora T1.

2. Ak je napätie v sieti v rozmedzí 185 ... 205 voltov, potom je zenerova dióda VD5 v otvorenom stave. Prúd preteká cez relé K1, zenerovu diódu VD5 a odpory R3 a R6. Tento prúd nestačí na to, aby relé K1 fungovalo. V dôsledku poklesu napätia na R6 sa tranzistor VT2 otvorí. Tento tranzistor zase zopne relé K2 a skupina kontaktov K2.1 spína vinutie II (zvýšenie napätia)

3. Ak je napätie v sieti v rozmedzí 205 ... 225 voltov, potom je zenerova dióda VD1 už v otvorenom stave. To vedie k otvoreniu tranzistora VT1, z tohto dôvodu je druhý prahový blok vypnutý, a teda tranzistor VT2. Relé K2 sa vypne. Súčasne je relé K1 zapnuté kontaktnou skupinou K1.1. prepne do inej polohy, v ktorej nie sú zapojené vinutia II a III a teda výstupné napätie bude rovnaké ako na vstupe.

4. Ak je napätie v sieti v rozmedzí 225 ... 245 voltov, otvorí sa Zenerova dióda VD6. To prispieva k aktivácii tretieho prahového bloku, čo vedie k otvoreniu oboch tranzistorových spínačov. Obe relé sú zapnuté. Teraz je vinutie III transformátora T1 už pripojené k záťaži, ale v protifáze so sieťovým napätím („záporné“ zvýšenie napätia). Výstup v tomto prípade bude mať tiež napätie v oblasti 205 ... 225 voltov.

Pri nastavovaní regulačného rozsahu musíte starostlivo vybrať zenerové diódy, pretože, ako viete, môžu sa výrazne líšiť v rozložení stabilizačného napätia.

Namiesto KS218Zh (VD5) je možné použiť zenerove diódy KS220Zh. Táto zenerova dióda musí byť určite s dvoma anódami, pretože v rozsahu sieťového napätia 225 ... 245 voltov, keď sa otvorí zenerova dióda VD6, otvoria sa obidva tranzistory, obvod R3 - VD5 posunie odpor R6 prahového bloku R5- VD6-R6. Aby sa eliminoval efekt posunu, musí byť zenerova dióda VD5 s dvoma anódami.

Zenerova dióda VD5 pre napätie nie väčšie ako 20V. Zenerova dióda VD1 - KS220Zh (22 V); je možné zostaviť reťazec dvoch zenerových diód - D811 a D810. Zenerova dióda KS222Zh (VD6) pre 24 voltov. Dá sa zmeniť na reťazec zenerových diód D813 a D810. Tranzistory zo série. Relé K1 a K2 - REN34, pas HP4.500.000-01.

Transformátor je namontovaný na magnetickom obvode OL50/80-25 z ocele E360 (alebo E350). Hrúbka pásky - 0,08 mm. Vinutie I - 2400 otáčok navinutých drôtom PETV-2 0,355 (pre menovité napätie 220 V). Vinutia II a III sú rovnaké, každé obsahuje 300 závitov drôtu PETV-2 0,9 (13,9 V).

Stabilizátor je potrebné upraviť s pripojenou záťažou, aby sa zohľadnilo zaťaženie transformátora T1.

Domáce spotrebiče sú náchylné na prepätie: rýchlejšie sa opotrebúvajú a zlyhávajú. A v sieti napätie často vyskočí, zlyhá alebo sa úplne preruší: je to kvôli vzdialenosti od zdroja a nedokonalosti elektrického vedenia.

Na napájanie zariadení prúdom so stabilnými charakteristikami sa v bytoch používajú stabilizátory napätia. Bez ohľadu na parametre prúdu zavedeného do zariadenia bude mať na svojom výstupe takmer nezmenené parametre.

Prístroj na vyrovnávanie prúdu si môžete zakúpiť výberom zo širokého sortimentu (rozdiely výkonu, princíp činnosti, ovládanie a parameter výstupného napätia). Náš článok je však venovaný tomu, ako vyrobiť stabilizátor napätia vlastnými rukami. Je domáca v tomto prípade opodstatnená?

Domáci stabilizátor má tri výhody:

1. Lacnosť. Všetky diely sa kupujú samostatne, čo je nákladovo efektívne v porovnaní s rovnakými dielmi, ale už zmontované do jedného zariadenia - prúdového ekvalizéra;
2. Možnosť svojpomocnej opravy. Ak je jeden z prvkov zakúpeného stabilizátora mimo prevádzky, je nepravdepodobné, že ho budete môcť nahradiť, aj keď rozumiete elektrotechnike. Ako vymeniť opotrebovaný diel jednoducho nenájdete. OD domáce zariadenie všetko je jednoduchšie: pôvodne ste kúpili všetky prvky v obchode. Zostáva len ísť tam znova a kúpiť to, čo je rozbité;
3. Jednoduchá oprava. Ak ste si sami zostavili menič napätia, tak to poznáte na 100%. A pochopenie zariadenia a akcie vám pomôže rýchlo identifikovať príčinu zlyhania stabilizátora. Keď na to prídete, môžete ľahko opraviť domácu jednotku.

Stabilizátor vlastnej výroby má tri vážne nevýhody:

1. Nízka spoľahlivosť. V špecializovaných podnikoch sú zariadenia spoľahlivejšie, pretože ich vývoj je založený na údajoch z vysoko presných prístrojov, ktoré sa nedajú nájsť v každodennom živote;
2. Široký rozsah výstupného napätia. Ak priemyselné stabilizátory dokážu produkovať relatívne konštantné napätie (napríklad 215-220V), potom domáce analógy môžu mať 2-5-krát väčší rozsah, čo môže byť rozhodujúce pre technológiu, ktorá je mimoriadne citlivá na zmeny prúdu;
3. Komplexné nastavenie. Ak si kúpite stabilizátor, krok nastavenia sa obíde, stačí pripojiť zariadenie a ovládať jeho činnosť. Ak ste tvorcom aktuálneho ekvalizéra, môžete ho tiež nakonfigurovať. Je to ťažké, aj keď ste si vyrobili najjednoduchší regulátor napätia vlastnými rukami.

Domáci ekvalizér prúdu: vlastnosti

Stabilizátor sa vyznačuje dvoma parametrami:

• Prípustný rozsah vstupného napätia (Uin);
• Prípustný rozsah výstupného napätia (Uout).

Tento článok sa zameriava na triakový prevodník prúdu, pretože má vysokú účinnosť. Pre neho je Uin 130-270V a Uout je 205-230V. Ak je veľký rozsah vstupného napätia výhodou, potom pre výstupné napätie je to nevýhoda.

Avšak, pre domáce prístroje tento rozsah zostáva v platnosti. To sa dá ľahko skontrolovať, pretože prípustné kolísanie napätia sú skoky a poklesy nie väčšie ako 10%. A to je 22,2 V hore alebo dole. To znamená, že zmena napätia z 197,8 na 242,2 voltov je prijateľná. V porovnaní s týmto rozsahom je prúd na našom triakovom stabilizátore ešte hladší.

Zariadenie je vhodné na pripojenie k vedeniu so zaťažením nie väčším ako 6 kW. Jeho prepnutie sa vykoná za 0,01 sekundy.

Konštrukcia súčasného stabilizačného zariadenia

Domáce stabilizátor napätia 220V, ktorého obvod je uvedený vyššie, obsahuje nasledujúce prvky:

• Zdroj. Používal pohony C2 a C5, napäťový transformátor T1, ako aj komparátor (porovnávacie zariadenie) DA1 a LED VD1;
• uzol, odloženie začiatku zaťaženia. Na jeho zostavenie budete potrebovať odpory od R1 do R5, tranzistory od VT1 po VT3, ako aj pohon C1;
• Usmerňovač, meranie hodnoty skokov a poklesov napätia. Jeho konštrukcia obsahuje LED VD2 so zenerovou diódou rovnakého mena, pohon C2, odpor R14 a R13;
• Porovnávač. Bude potrebovať odpory od R15 do R39 a porovnanie zariadení DA2 s DA3;
• Booleovský ovládač. Potrebuje DD čipy od 1 do 5;
• Zosilňovače. Budú potrebovať odpor na obmedzenie prúdu R40-R48, ako aj tranzistory od VT4 do VT12;
• LED diódy, hrať úlohu ukazovateľa - HL od 1 do 9;
• Optočlenové kľúče(7) s triakmi VS 1 až 7, odpormi R 6 až 12 a optočlenovými triakmi U 1 až 7;
• automatické prepínanie s poistkou QF1;
• Autotransformátor T2.

Ako bude toto zariadenie fungovať?

Po pripojení pohonu uzla s odloženou záťažou (C1) do siete je stále vybitý. Tranzistor VT1 sa zapne a 2 a 3 sa zatvoria. Prostredníctvom nich bude prúd následne prechádzať do LED diód a triakov optočlenov. Ale zatiaľ čo je tranzistor zatvorený, diódy nedávajú signál a triaky sú stále zatvorené: nie je zaťaženie. Prúd však už preteká cez prvý odpor do pohonu, ktorý začne ukladať energiu.

Vyššie popísaný proces trvá 3 sekundy, po ktorých sa spustí Schmittova spúšť založená na tranzistoroch VT 1 a 2, po ktorej sa zapne tranzistor 3. Teraz možno záťaž považovať za otvorenú.

Výstupné napätie z tretieho vinutia transformátora na napájacom zdroji vyrovnáva druhá dióda a kondenzátor. Potom je prúd odoslaný do R13, prechádza cez R14. Na tento moment napätie je úmerné napätiu v sieti. Potom sa prúd privádza do neinvertujúcich komparátorov. Okamžite do invertujúcich porovnávacích zariadení vstupuje už vyrovnaný prúd, ktorý sa aplikuje na odpory od 15 do 23. Potom je pripojený regulátor, ktorý spracováva vstupné signály na zariadeniach na porovnanie.

Nuansy stabilizácie v závislosti od napätia aplikovaného na vstup

Ak je zadané napätie do 130 Voltov, potom je na svorkách komparátorov indikovaná logická úroveň (LU) nízkeho napätia. Štvrtý tranzistor je otvorený a LED 1 bliká a signalizuje, že v linke je silný pokles. Musíte pochopiť, že stabilizátor nie je schopný vydať napätie požadovanej hodnoty. Preto sú všetky triaky zatvorené a nie je tam žiadna záťaž.

Ak je vstupné napätie 130-150 voltov, potom je na signáloch 1 a A pozorovaná vysoká LU, ale pre ostatné signály je stále nízka. Piaty tranzistor sa zapne, rozsvieti sa druhá dióda. Optočlen triak U1.2 a triak VS2 otvorený. Zaťaženie pôjde pozdĺž druhého a dosiahne výstup vinutia druhého autotransformátora zhora.

Pri vstupnom napätí 150-170 voltov sa pozoruje vysoká LU na signáloch 1, 2 a V, na zvyšku je stále nízka. Potom sa zapne šiesty tranzistor a zapne sa tretia dióda, zapne sa VS2 a prúd sa privádza do druhého (ak počítate zhora) výstupu vinutia druhého autotransformátora.

Podobne je popísaná činnosť stabilizátora pre rozsahy napätia 170-190V, 190-210V, 210-230V, 230-250V.

Výroba DPS

Pre triakový prúdový menič potrebujete vytlačená obvodová doska Na ktorom budú umiestnené všetky prvky. Jeho rozmer: 11,5 x 9 cm Na jeho výrobu budete potrebovať sklolaminát, z jednej strany potiahnutý fóliou.

Dosku je možné vytlačiť na laserovej tlačiarni, potom sa použije žehlička. Dosku je vhodné vyrobiť sami pomocou programu Sprint Loyout. A rozloženie prvkov na ňom je uvedené nižšie.

Ako vyrobiť transformátory T1 a T2?

Prvý transformátor T1 s výkonom 3 kW je vyrobený pomocou magnetického obvodu s plochou prierezu (CPS) 187 m2. mm. A tri vodiče PEV-2:

• Na prvé balenie PPS len 0,003 m2. mm. Počet závitov - 8669;
• Pre druhé a tretie vinutie PPS je iba 0,027 m2. mm. Počet otočení je 522 na každom.

Ak si neželáte navíjať drôt, môžete si kúpiť dva transformátory TPK-2-2 × 12V a zapojiť ich do série, ako na obrázku nižšie.

Na výrobu autotransformátora s druhým výkonom 6 kW budete potrebovať toroidný magnetický obvod a drôt PEV-2, z ktorého sa urobí zákrut o 455 otáčkach. A tu potrebujeme kohútiky (7 kusov):

• Navíjanie 1-3 vetiev z drôtu s PPS 7 m2. mm;
• Navinutie 4-7 vetiev z drôtu s PPS 254 m2. mm.

Čo kúpiť?

V obchode s elektrotechnikou a rádiotechnikou si kúpte (označenie na obrázku v zátvorkách):

• 7 optočlenových triakov MOC3041 alebo 3061 (U od 1 do 7);
• 7 jednoduchých triakov BTA41-800B (VS 1 až 7);
• 2 LED diódy DF005M alebo KTS407A (VD 1 a 2);
• 3 odpory SP5-2, možno 5-3 (R 13, 14, 25);
• Prvok vyrovnávacieho prúdu KR1158EN6A alebo B (DA1);
• 2 porovnávacie prístroje LM339N alebo K1401CA1 (DA 1 a 2);
• bezpečnostný spínač;
• 4 filmové alebo keramické kondenzátory (C 4, 6, 7, 8);
• 4 oxidové kondenzátory (C 1, 2, 3, 5);
• 7 odporov na obmedzenie prúdu, na ich svorkách sa musí rovnať 16 mA (R od 41 do 47);
• 30 odporov (akýchkoľvek) s toleranciou 5%;
• 7 odporov C2-23 s toleranciou 1% (R od 16 do 22).

Vlastnosti zostavy zariadenia na vyrovnávanie napätia

Mikroobvod zariadenia na stabilizáciu prúdu je namontovaný na chladiči, pre ktorý je vhodná hliníková doska. Jeho plocha by nemala byť menšia ako 15 metrov štvorcových. cm.

Pre triaky je potrebný aj chladič s chladiacou plochou. Pre všetkých 7 prvkov stačí jeden chladič s plochou minimálne 16 metrov štvorcových. dm.

Aby nami vyrobený menič striedavého napätia fungoval, potrebujete mikrokontrolér. Čip KR1554LP5 odvádza svoju úlohu vynikajúco.

Už viete, že v obvode možno nájsť 9 blikajúcich diód. Všetky sú na ňom umiestnené tak, aby zapadli do otvorov, ktoré sú na prednom paneli zariadenia. A ak telo stabilizátora neumožňuje ich umiestnenie, ako na obrázku, môžete ho upraviť tak, aby LED diódy smerovali na stranu, ktorá je pre vás vhodná.

Neblikajúce LED môžu byť použité namiesto blikajúcich LED. Ale v tomto prípade musíte brať diódy s jasne červenou žiarou. Vhodné prvky značiek: AL307KM a L1543SRC-E.

Teraz viete, ako vyrobiť regulátor napätia pre 220 voltov. A ak ste už niečo podobné museli robiť, tak táto práca pre vás nebude náročná. Výsledkom je, že pri nákupe priemyselného stabilizátora môžete ušetriť niekoľko tisíc rubľov.

Kompilácia amatérske rádiové okruhy a návrhy stabilizátorov napätia zostavené ručne. Niektoré obvody uvažujú so stabilizátorom bez ochrany proti skratu v záťaži, iné majú možnosť plynulej regulácie napätia od 0 do 20 Voltov. Charakteristickým rysom jednotlivých obvodov je schopnosť chrániť pred skratmi v záťaži.

5 veľmi jednoduché obvody prevažne zostavené na tranzistoroch, jeden z nich, s ochranou proti skratu

Často sa stáva, keď nakŕmiť novorodenca elektronické domáce je potrebné stabilné napätie, ktoré sa nemení so záťažou, napríklad 5 voltov alebo 12 voltov na napájanie autorádia. A aby som sa s dizajnom veľmi netrápil domáci blok napájanie na tranzistoroch, používajú sa takzvané mikroobvody stabilizátora napätia. Na výstupe takéhoto prvku dostaneme napätie, pre ktoré je toto zariadenie určené

Mnoho rádioamatérov opakovane zostavovalo obvody stabilizátora napätia na špecializovaných mikroobvodoch série 78xx, 78Mxx, 78Lxx. Napríklad na čipe KIA7805 môžete zostaviť domáca schéma navrhnuté pre výstupné napätie +5 V a maximálny zaťažovací prúd 1 A. Málokto však vie, že existujú vysoko špecializované mikroobvody radu 78Rxx, ktoré kombinujú regulátory napätia s kladnou polaritou s nízkym saturačným napätím, ktoré nepresahuje 0,5 V pri zaťažovacom prúde 1 A. Podrobnejšie zvážime jednu z týchto schém.

Nastaviteľný 3-pólový kladný regulátor napätia LM317 poskytuje zaťažovací prúd 100 mA v rozsahu výstupného napätia 1,2 V až 37 V. Regulátor sa veľmi ľahko používa a vyžaduje len dva externé odpory na zabezpečenie výstupného napätia. Navyše napäťová a prúdová nestabilita stabilizátora LM317L má lepší výkon ako tradičné stabilizátory s pevnou hodnotou výstupného napätia.

Pre stabilizáciu napätia priamy prúd dostatočne vysokého výkonu sa okrem iného používajú kontinuálne kompenzačné stabilizátory. Princíp činnosti takéhoto stabilizátora je udržiavať výstupné napätie na danej úrovni zmenou úbytku napätia na regulačnom prvku. V tomto prípade je veľkosť riadiaceho signálu privádzaného do regulačného prvku závislá od rozdielu medzi daným a výstupným napätím stabilizátora.

Počas stacionárnej prevádzky zariadení, CD a audio prehrávačov vznikajú problémy s napájacou jednotkou. Väčšina masovo vyrábaných napájacích zdrojov domáci výrobca, (aby som bol presný) takmer všetky nemôžu uspokojiť spotrebiteľa, keďže obsahujú zjednodušené obvody. Ak hovoríme o importovaných čínskych a podobných napájacích zdrojoch, potom vo všeobecnosti predstavujú zaujímavú sadu dielov "kúp a hodí". Tieto a mnohé ďalšie problémy nútia rádioamatérov vyrábať napájacie zdroje. Ale aj v tomto štádiu sa amatéri stretávajú s problémom výberu: bolo publikovaných veľa návrhov, ale nie všetky fungujú dobre. Tento rádioamatérsky vývoj je prezentovaný ako variant netradičného zaradenia operačného zosilňovača, predtým publikovaného a čoskoro zabudnutého

Takmer všetky amatérske rádio domáce a konštrukcie obsahujú stabilizovaný zdroj energie. A ak váš dizajn pracuje na napätí 5 voltov, potom najlepšou možnosťou by bolo použiť trojpólový integrálny stabilizátor 78L05

Stabilizátor napätia pre 220 voltov

Stabilizátor je sieťový autotransformátor, ktorého odbočky vinutia sa prepínajú automaticky v závislosti od napätia v sieti.

Stabilizátor umožňuje udržiavať výstupné napätie na úrovni 220V pri zmene vstupného napätia zo 180 na 270 V. Presnosť stabilizácie je 10V.

Schéma zapojenia môže byť rozdelená na obvod nízkeho prúdu (alebo riadiaci obvod) a obvod vysokého prúdu (alebo obvod autotransformátoru).

Riadiaci obvod je znázornený na obrázku 1. Úloha merača napätia je priradená polykomparátorovému mikroobvodu s lineárnou indikáciou napätia, - A1 (LM3914).

Sieťové napätie je privádzané do primárne vinutie nízkovýkonový transformátor T1. Tento transformátor má dve sekundárne vinutia, každé 12V, s jednou spoločnou svorkou (alebo jedno 24V vinutie s odbočkou zo stredu).

Na získanie napájacieho napätia sa používa usmerňovač na dióde VD1. Napätie z kondenzátora C1 sa privádza do napájacieho obvodu čipu A1 a LED diód optočlenov H1.1-H9.1. A tiež slúži na získanie príkladných stabilných napätí minimálnych a maximálnych značiek stupnice. Na ich získanie sa používa parametrický stabilizátor na US a P1. Hranice merania sa nastavujú pomocou trimrov rezistorov R2 a R3 (rezistor R2 - horná hodnota, rezistor RЗ -dolný).

Namerané napätie sa odoberá z druhého sekundárneho vinutia transformátora T1. Je usmernený diódou VD2 a privádzaný na odpor R5. Podľa úrovne konštantného napätia na rezistore R5 sa posudzuje miera odchýlky sieťového napätia od menovitej hodnoty. Počas procesu nastavovania je rezistor R5 predbežne nastavený do strednej polohy a rezistor R3 do spodnej polohy podľa schémy.

Potom sa na primárne vinutie T1 privedie zvýšené napätie (asi 270 V) z autotransformátora typu LATR a stupnica mikroobvodu sa privedie na hodnotu, pri ktorej sa LED pripojená na kolík 11 rozsvieti s odporom R2 (dočasne namiesto optočlenom LED môžete pripojiť bežné svetelné diódy). Potom sa vstupné striedavé napätie zníži na 190V a pri rozsvietení LED pripojenej na svorku 18 A1 sa stupnica privedie na hodnotu rezistorom R3.

Ak vyššie uvedené nastavenia zlyhajú, musíte trochu upraviť R5 a zopakovať ich znova. Postupnými aproximáciami sa teda dosiahne výsledok, keď zmena vstupného napätia o 10V zodpovedá spínaniu výstupov čipu A1.

Celkovo sa získa deväť prahových hodnôt - 270 V, 260 V, 250 V, 240 V, 230 V, 220 V, 210 V, 200 V, 190 V.

Schematický diagram autotransformátora je znázornený na obrázku 2. Je založený na konvertovanom transformátore typu LATR. Puzdro transformátora je demontované a posuvný kontakt, ktorý slúži na spínanie odbočiek, je odstránený. Potom sa na základe výsledkov predbežných meraní napätí z odbočiek vyvodia závery (od 180 do 260V v 10V krokoch), ktoré sa následne spínajú pomocou triakových spínačov VS1-VS9, riadených riadiacim systémom cez optočleny H1-H9. Optočleny sú zapojené tak, že keď sa údaj mikroobvodu A1 zníži o jeden dielik (o 10V), prepne sa na zvýšenie (o ďalších 10V) odbočku autotransformátora. A naopak - zvýšenie hodnôt mikroobvodu A1 vedie k prepnutiu na zostupný kohútik autotransformátora. Voľbou odporu rezistora R4 (obr. 1) sa nastaví prúd cez LED diódy optočlenov, pri ktorom suverénne spínajú triakové spínače. Obvod na tranzistoroch VT1 a VT2 (obr. 1) slúži na oneskorenie zapnutia záťaže autotransformátora o čas potrebný na dokončenie prechodových javov v obvode po zapnutí. Tento obvod oneskoruje pripojenie LED optočlena k napájaniu.

Namiesto čipu LM3914 nemôžete použiť podobné čipy LM3915 alebo LM3916, pretože fungujú podľa logaritmického zákona, ale tu potrebujete lineárny, ako napríklad LM3914. Transformátor T1 - malý Čínsky transformátor typ TLG, pre primárne napätie 220V a dva sekundárne po 12V (12-0-12V) a prúd 300mA. Môžete použiť iný podobný transformátor.

Transformátor T2 môže byť vyrobený z LATR, ako je opísané vyššie, alebo si ho môžete navinúť sami.