Kodumasinad on vastuvõtlikud pingetõusudele: need kuluvad kiiremini ja lähevad rikki. Ja võrgus hüppab, langeb või isegi katkeb pinge sageli: see on tingitud kaugusest allikast ja elektriliinide ebatäiuslikkusest.
Stabiilsete omadustega vooluga seadmete toiteks kasutatakse korterites pingestabilisaatoreid. Sõltumata seadmesse selle väljundis sisestatava voolu parameetritest on selle parameetrid peaaegu muutumatud.
Soetada saab voolutasandusseadme, valides laiast valikust (erinevus võimsuses, tööpõhimõte, juhtimis- ja väljundpinge parameeter). Kuid meie artikkel on pühendatud sellele, kuidas oma kätega pingestabilisaatorit valmistada. Kas omatehtud töö on sel juhul õigustatud?
Omatehtud stabilisaatoril on kolm eelist:
- Odavus. Kõik osad ostetakse eraldi ja see on samade osadega võrreldes tasuv, kuid juba kokku pandud üheks seadmeks - vooluekvalaiseriks;
- Isetegija remondi võimalus. Kui ostetud stabilisaatori üks elementidest ebaõnnestub, ei saa te tõenäoliselt seda asendada, isegi kui mõistate elektrotehnikat. Te lihtsalt ei leia midagi, millega kulunud osa asendada. Isetehtud seadmega on kõik lihtsam: algselt ostsite kõik elemendid poest. Jääb üle vaid uuesti kohale minna ja katki läinud osta;
- Lihtne remont. Kui olete pingemuunduri ise kokku pannud, siis teate seda 100%. Ja seadme ja töö mõistmine aitab teil kiiresti tuvastada stabilisaatori rikke põhjuse. Kui olete selle välja mõelnud, saate omatehtud seadme hõlpsalt parandada.
Omatoodetud stabilisaatoril on kolm tõsist puudust:
- Madal töökindlus. Spetsialiseerunud ettevõtetes on seadmed töökindlamad, kuna nende arendamine põhineb ülitäpsete mõõteriistade näitudel, mida igapäevaelus ei leia;
- Lai väljundpinge vahemik. Kui tööstuslikud stabilisaatorid suudavad toota suhteliselt konstantset pinget (näiteks 215–220 V), siis kodus valmistatud analoogide ulatus võib olla 2–5 korda suurem, mis võib olla kriitilise tähtsusega voolu muutuste suhtes ülitundlike seadmete puhul;
- Keeruline seadistus. Kui ostate stabilisaatori, jäetakse seadistusetapp mööda, peate vaid seadme ühendama ja selle tööd juhtima. Kui olete praeguse ekvalaiseri looja, peaksite ka selle konfigureerima. See on keeruline, isegi kui olete ise valmistanud kõige lihtsama pingestabilisaatori.
Omatehtud vooluekvalaiser: omadused
Stabilisaatorit iseloomustavad kaks parameetrit:
- Sisendpinge lubatud vahemik (Uin);
- Väljundpinge lubatud vahemik (Uout).
Selles artiklis käsitletakse triac-voolu muundurit, kuna sellel on kõrge efektiivsusega. Selle jaoks on Uin 130-270 V ja Uout 205-230 V. Kui suur sisendpingevahemik on eeliseks, siis väljundi puhul on see puudus.
Kuid selleks kodumasinad see vahemik jääb kehtima. Seda on lihtne kontrollida, sest lubatud pingekõikumised on mitte üle 10% ülepinged ja langused. Ja see on 22,2 volti üles või alla. See tähendab, et pinget on lubatud muuta 197,8-lt 242,2-le. Selle vahemikuga võrreldes on meie triac-stabilisaatori vool veelgi sujuvam.
Seade sobib ühendamiseks liiniga, mille koormus ei ületa 6 kW. See lülitub 0,01 sekundiga.
Voolu stabiliseerimisseadme disain
Omatehtud 220 V pingestabilisaator, mille skeem on ülaltoodud, sisaldab järgmisi elemente:
- jõuseade. See kasutab salvestusseadmeid C2 ja C5, pingetrafot T1, samuti komparaatorit (võrdlusseadet) DA1 ja LED VD1;
- sõlm, koormuse alguse viivitamine. Selle kokkupanemiseks vajate takistusi R1 kuni R5, transistore VT1 kuni VT3, samuti salvestusruumi C1;
- Alaldi, mis mõõdab pinge tõusude ja languste väärtust. Selle disain sisaldab samanimelise zeneri dioodiga VD2 LED-i, C2-draivi, takistit R14 ja R13;
- Võrdleja. See nõuab takistusi R15 kuni R39 ja seadmete DA2 võrdlemist DA3-ga;
- Loogilist tüüpi kontroller. See nõuab DD kiipe vahemikus 1 kuni 5;
- Võimendid. Need nõuavad takistust voolu R40-R48 piiramiseks, samuti transistore VT4 kuni VT12;
- LEDid, indikaatori rolli mängimine - HL 1 kuni 9;
- Optronide lülitid(7) triakkidega VS 1 kuni 7, takistitega R 6 kuni 12 ja optroni triakkidega U 1 kuni 7;
- Automaatne lüliti kaitsmega QF1;
- Autotransformaator T2.
Kuidas see seade töötab?
Pärast ootel koormusega (C1) sõlme draivi ühendamist võrku on see endiselt tühjenenud. Transistor VT1 lülitub sisse ning 2 ja 3 sulguvad. Viimase kaudu liigub vool seejärel LED-idesse ja optroni triakidesse. Kuid kui transistor on suletud, ei anna dioodid signaali ja triacid on endiselt suletud: koormust pole. Kuid vool liigub juba läbi esimese takisti salvestusseadmesse, mis hakkab energiat koguma.
Ülalkirjeldatud protsess võtab aega 3 sekundit, mille järel käivitatakse transistoridel VT 1 ja 2 põhinev Schmitti päästik, misjärel lülitatakse transistor 3 sisse. Nüüd võib koormuse lugeda avatuks.
Toiteallika trafo kolmanda mähise väljundpinge võrdsustatakse teise dioodi ja kondensaatoriga. Seejärel suunatakse vool R13-le, läbib R14. Hetkel on pinge võrdeline võrgu pingega. Seejärel antakse vool mitteinverteerivatele komparaatoritele. Vahetult saavad inverteerivad võrdlusseadmed juba võrdsustatud voolu, mis suunatakse takistustele 15 kuni 23. Seejärel ühendatakse kontroller, mis töötleb võrdlusseadmete sisendsignaale.
Stabiliseerimise nüansid sõltuvalt sisendisse antud pingest
Kui sisestatakse kuni 130-voldine pinge, kuvatakse komparaatori klemmidel madalpinge loogiline tase (LU). Neljas transistor on avatud ja LED 1 vilgub ja näitab, et liinis on tugev langus. Peate mõistma, et stabilisaator ei suuda vajalikku pinget toota. Seetõttu on kõik triacid kinni ja koormust pole.
Kui sisendpinge on 130-150 volti, siis signaalidel 1 ja A täheldatakse kõrget LU-d, kuid teiste signaalide puhul on see siiski madal. Viies transistor lülitub sisse, teine diood süttib. Optronide triac U1.2 ja triac VS2 avatud. Koormus läheb mööda viimast ja jõuab ülalt teise autotrafo mähisklemmini.
Sisendpingega 150-170 V on signaalidel 1, 2 ja V kõrge LU, ülejäänud on see endiselt madal. Seejärel lülitub sisse kuues transistor ja kolmas diood, VS2 lülitub sisse ja vool antakse teise autotrafo teise (kui loendatakse ülalt) mähisklemmile.
Sarnaselt kirjeldatakse stabilisaatori tööd ka pingevahemikes 170-190V, 190-210V, 210-230V, 230-250V.
PCB tootmine
Triac-voolumuunduri jaoks on vaja trükkplaati, millele kõik elemendid asetatakse. Selle suurus: 11,5 x 9 cm Selle valmistamiseks vajate ühelt poolt fooliumiga kaetud klaaskiudu.
Tahvlile saab printida laserprinteriga, misjärel kasutatakse triikrauda. Tahvlit on mugav teha Sprint Loyout programmi abil ise. Allpool on näidatud elementide paigutuse skeem sellel.
Kuidas teha trafosid T1 ja T2?
Esimene trafo T1 võimsusega 3 kW on toodetud magnetsüdamiku abil, mille ristlõikepindala (CSA) on 187 ruutmeetrit. mm. Ja kolm juhet PEV-2:
- Esimesel pakkimisel on PPS vaid 0,003 ruutmeetrit. mm. Pöörete arv – 8669;
- Teise ja kolmanda mähise puhul on PPS vaid 0,027 ruutmeetrit. mm. Iga pöörde arv on 522.
Kui te ei soovi juhet kerida, võite osta kaks TPK-2-2 × 12 V trafot ja ühendada need järjestikku, nagu alloleval joonisel.
Teise 6 kW võimsusega autotrafo valmistamiseks vajate toroidset magnetsüdamikku ja PEV-2 traati, millest tehakse 455 pöörde pikkune mähis. Ja siin vajame painutusi (7 tükki):
- 1-3 kurvi mähkimine traadist PPS-iga 7 ruutmeetrit. mm;
- 4-7 kurvi mähkimine traadist PPS-iga 254 ruutmeetrit. mm.
Mida osta?
Ostke elektri- ja raadioseadmete poest (tähistus skeemil sulgudes):
- 7 optroni triaki MOC3041 või 3061 (U 1 kuni 7);
- 7 lihtsat triakki BTA41-800B (VS 1-7);
- 2 LED-i DF005M või KTs407A (VD 1 ja 2);
- 3 takistit SP5-2, 5-3 võimalik (R 13, 14, 25);
- Voolu tasanduselement KR1158EN6A või B (DA1);
- 2 võrdlusseadet LM339N või K1401CA1 (DA 1 ja 2);
- Lüliti kaitsmega;
- 4 kile- või keraamilist kondensaatorit (C 4, 6, 7, 8);
- 4 oksiidkondensaatorit (C 1, 2, 3, 5);
- 7 takistust voolu piiramiseks, nende klemmides peaks see olema võrdne 16 mA (R vahemikus 41 kuni 47);
- 30 takistust (mis tahes) tolerantsiga 5%;
- 7 takistust C2-23 tolerantsiga 1% (R vahemikus 16 kuni 22).
Seadme monteerimisomadused pinge ühtlustamiseks
Voolu stabiliseerimisseadme mikroskeem paigaldatakse jahutusradiaatorile, millele sobib alumiiniumplaat. Selle pindala ei tohiks olla väiksem kui 15 ruutmeetrit. cm.
Triakide jaoks on vajalik ka jahutuspinnaga jahutusradiaator. Kõigi 7 elemendi jaoks piisab ühest jahutusradiaatorist, mille pindala on vähemalt 16 ruutmeetrit. dm.
Nii et konverter, mida me toodame Vahelduvpinge töötas, vajate mikrokontrollerit. Mikroskeem KR1554LP5 saab oma rolliga suurepäraselt hakkama.
Teate juba, et vooluringist leiate 9 vilkuvat dioodi. Kõik need asuvad sellel nii, et need sobivad seadme esipaneelil asuvatesse aukudesse. Ja kui stabilisaatori korpus ei võimalda nende asukohta, nagu diagrammil, saate seda muuta nii, et LED-id väljuksid teile sobival küljel.
Vilkuvate LED-ide asemel saab kasutada mittevilkuvaid LED-e. Kuid sel juhul peate võtma helepunase säraga dioodid. Sobivad järgmiste kaubamärkide elemendid: AL307KM ja L1543SRC-E.
Nüüd teate, kuidas teha 220-voldise pinge stabilisaatorit. Ja kui olete juba varem pidanud midagi sarnast tegema, siis see töö ei ole teile raske. Selle tulemusena saate säästa mitu tuhat rubla tööstusliku stabilisaatori ostmisel.
Ideaalne võimalus elektrivõrkude tööks on muuta voolu ja pinge väärtusi, nii kahandades kui ka suurendades mitte rohkem kui 10% nominaalpingest 220 V. Kuid kuna tegelikkuses iseloomustavad liigpingeid suured muutused, siis elektriseadmed võrku otse ühendatud on oht kaotada oma disainivõimed ja isegi ebaõnnestuda.
Spetsiaalse varustuse kasutamine aitab vältida probleeme. Kuid kuna sellel on väga kõrge hind, eelistavad paljud inimesed ise valmistatud pingestabilisaatorit kokku panna. Kui õigustatud on selline samm ja mida selle elluviimiseks vaja on?
Stabilisaatori konstruktsioon ja tööpõhimõte
Seadme disain
Kui otsustate seadme ise kokku panna, peate vaatama tööstusliku mudeli korpuse sisse. See koosneb mitmest põhiosast:
- Trafo;
- Kondensaatorid;
- Takistid;
- Kaablid elementide ja seadmete ühendamiseks.
Toimimispõhimõte ise lihtne stabilisaator põhineb reostaadi tööl. See suurendab või vähendab takistust sõltuvalt voolust. Kaasaegsematel mudelitel on lai valik funktsioone ja need suudavad kodumasinaid täielikult kaitsta võrgu voolupingete eest.
Seadmete tüübid ja nende omadused
Tüübid ja nende rakendused
Seadmete klassifikatsioon sõltub voolu reguleerimiseks kasutatavatest meetoditest. Kuna see suurus tähistab osakeste suunalist liikumist, saab seda mõjutada ühel järgmistest viisidest:
- Mehaaniline;
- Impulss.
Esimene põhineb Ohmi seadusel. Seadmeid, mille töö sellel põhineb, nimetatakse lineaarseteks. Need sisaldavad kahte põlve, mis on ühendatud reostaadi abil. Ühele elemendile rakendatav pinge läbib reostaadi ja ilmub seega teisele, kust see tarbijatele tarnitakse.
Seda tüüpi seadmed võimaldavad väga lihtsalt seadistada väljundvoolu parameetreid ja neid saab täiendada lisakomponentidega. Kuid selliseid stabilisaatoreid on võimatu kasutada võrkudes, kus sisend- ja väljundvoolu erinevus on suur, kuna need ei suuda kodumasinaid kaitsta suurte koormuse all olevate lühiste eest.
Vaatame videot, impulssseadme tööpõhimõtet:
Impulssmudelid töötavad voolu amplituudmodulatsiooni põhimõttel. Stabilisaatori vooluring kasutab lülitit, mis selle teatud ajavahemike järel katkestab. Selline lähenemine võimaldab voolu ühtlaselt koguneda kondensaatorisse ja pärast selle täielikku laadimist edasi seadmetesse.
Erinevalt lineaarsetest stabilisaatoritest ei ole impulss-stabilisaatoritel võimalik konkreetset väärtust määrata. Müügil on astmelised ja astmelised mudelid – see on ideaalne valik koju.
Pinge stabilisaatorid jagunevad ka:
- Üksik faas;
- Kolmefaasiline.
Aga kuna enamik kodumasinaid töötab ühefaasiline võrk, siis eluruumides kasutatakse reeglina esimesse tüüpi kuuluvaid seadmeid.
Alustame kokkupanemist: komponendid, tööriistad
Kuna triac-seadet peetakse kõige tõhusamaks, vaatleme meie artiklis, kuidas just sellist mudelit iseseisvalt kokku panna. Tuleb kohe märkida, et see DIY pingestabilisaator võrdsustab voolu tingimusel, et sisendpinge on vahemikus 130 kuni 270 V.
Selliste seadmetega ühendatud seadmete lubatud võimsus ei tohi ületada 6 kW. Sel juhul lülitub koormus 10 millisekundi jooksul.
Mis puudutab komponente, siis sellise stabilisaatori kokkupanekuks vajate järgmisi elemente:
- jõuallikas;
- Alaldi pinge amplituudi mõõtmiseks;
- Võrdleja;
- Kontroller;
- Võimendid;
- LED-id;
- Koormuse sisselülitamise viivitusseade;
- Autotransformaator;
- optroniide lülitid;
- Lüliti-kaitse.
Tööriistad, mida ma vajan, on jootekolb ja pintsetid.
Tootmise etapid
Kodu 220 V pingestabilisaatori oma kätega kokkupanemiseks tuleb esmalt ette valmistada trükkplaat mõõtmetega 115x90 mm. See on valmistatud fooliumist klaaskiust. Osade paigutust saab laserprinterile printida ja triikraua abil tahvlile üle kanda.
Vaatame videot, omatehtud lihtsat seadet:
elektriskeem
- magnetsüdamik ristlõike pindalaga 1,87 cm²;
- kolm PEV-2 kaablit.
Esimest traati kasutatakse ühe mähise loomiseks ja selle läbimõõt on 0,064 mm. Pöörete arv peaks olema 8669.
Ülejäänud kahte juhet läheb vaja teiste mähiste tegemiseks. Need erinevad esimesest läbimõõdult 0,185 mm. Nende mähiste keerdude arv on 522.
Kui soovite oma ülesannet lihtsustada, võite kasutada kahte valmis TPK-2-2 12 V trafot. Need on ühendatud järjestikku.
Nende osade ise valmistamise puhul liigutakse pärast ühe valmimist teise loomise juurde. See nõuab toroidaalset magnetahelat. Mähiseks valige sama PEV-2 nagu esimesel juhul, ainult keerdude arv on 455.
Ka teises trafos peate tegema 7 kraani. Veelgi enam, esimese kolme jaoks kasutatakse traati läbimõõduga 3 mm ja ülejäänud jaoks kasutatakse busse ristlõikega 18 mm². See aitab vältida trafo kuumenemist töötamise ajal.
kahe trafo ühendamine
Parem on osta kõik muud komponendid seadme jaoks, mille loote ise poest. Kui kõik vajalik on ostetud, võite alustada kokkupanekut. Alustuseks on parem paigaldada jahutusradiaatorile kontrollerina toimiv mikroskeem, mis on valmistatud alumiiniumplaatinast, mille pindala on üle 15 cm². Sellele on paigaldatud ka triacid. Lisaks peab jahutusradiaatoril, millele need paigaldatakse, olema jahutuspind.
Kui 220 V triac pingestabilisaatori oma kätega kokkupanek tundub teile keeruline, võite valida lihtsama lineaarse mudeli. Sellel on sarnased omadused.
Käsitsi valmistatud toote efektiivsus
Mis sunnib inimest seda või teist seadet tegema? Kõige sagedamini - selle kõrge hind. Ja selles mõttes on oma kätega kokkupandud pingestabilisaator muidugi tehasemudelist parem.
Kasudele omatehtud seadmed võib seostada ka võimalusega iseparandus. Stabilisaatori kokkupanija sai aru nii selle tööpõhimõttest kui ka ülesehitusest ning suudab seetõttu rikke kõrvaldada ilma kõrvalise abita.
Lisaks osteti kõik sellise seadme osad eelnevalt poest, nii et kui need ebaõnnestuvad, leiate alati sarnase.
Kui võrrelda oma kätega kokkupandud ja ettevõttes toodetud stabilisaatori töökindlust, siis eelis on tehasemudelite poolel. Kodus on peaaegu võimatu välja töötada suure jõudlusega mudelit, kuna puuduvad spetsiaalsed mõõteseadmed.
Järeldus
Pinge stabilisaatoreid on erinevat tüüpi ja mõnda neist on täiesti võimalik oma kätega teha. Kuid selleks peate mõistma seadmete töö nüansse, ostma vajalikud komponendid ja teostama nende õige paigaldamise. Kui te pole oma võimetes kindel, siis parim variant– tehases valmistatud seadme ostmine. Selline stabilisaator maksab rohkem, kuid kvaliteet on oluliselt parem kui iseseisvalt kokkupandud mudelid.
Sisu:Elektriahelates on pidev vajadus teatud parameetrite stabiliseerimiseks. Sel eesmärgil kasutatakse spetsiaalseid kontrolli- ja seireskeeme. Stabiliseerimistoimingute täpsus sõltub nn standardist, millega võrreldakse konkreetset parameetrit, näiteks pinget. See tähendab, et kui parameetri väärtus on standardist madalam, lülitab pinge stabilisaatori ahel juhtseadise sisse ja annab käsu selle suurendamiseks. Vajadusel tehakse vastupidine toiming - vähendada.
See tööpõhimõte on kõigi teadaolevate seadmete ja süsteemide automaatse juhtimise aluseks. Pinge stabilisaatorid töötavad samamoodi, hoolimata nende loomiseks kasutatud ahelate ja elementide mitmekesisusest.
DIY 220V pinge stabilisaatori ahel
Elektrivõrkude ideaalse töö korral peaks pinge väärtus muutuma mitte rohkem kui 10% nimiväärtusest, üles või alla. Praktikas ulatuvad pingelangud aga palju suuremate väärtusteni, mis mõjub elektriseadmetele äärmiselt negatiivselt, isegi kuni rikkeni.
Spetsiaalsed stabiliseerimisseadmed aitavad selliste probleemide eest kaitsta. Kuid selle kasutamine kodumaistes tingimustes on kõrge hinna tõttu paljudel juhtudel majanduslikult kahjumlik. Parim väljapääs olukord muutub omatehtud 220 V pingestabilisaatoriks, mille vooluahel on üsna lihtne ja odav.
Võite võtta aluseks tööstusdisainilahenduse, et teada saada, millistest osadest see koosneb. Iga stabilisaator sisaldab trafot, takisteid, kondensaatoreid, ühendus- ja ühenduskaableid. Lihtsaimaks peetakse vahelduvpinge stabilisaatorit, mille vooluahel töötab reostaadi põhimõttel, suurendades või vähendades takistust vastavalt voolutugevusele. Kaasaegsed mudelid sisaldavad lisaks palju muid funktsioone, mis kaitsevad kodumasinaid voolupingete eest.
Omatehtud kujunduste hulgas peetakse triac-seadmeid kõige tõhusamaks, nii et seda mudelit käsitletakse näitena. Voolu võrdsustamine selle seadmega on võimalik sisendpingega vahemikus 130–270 volti. Enne kokkupaneku alustamist peate ostma teatud elementide ja komponentide komplekti. See koosneb toiteallikast, alaldist, kontrollerist, komparaatorist, võimenditest, LED-idest, autotransformaatorist, koormuse sisselülitamise viivitusseadmest, optroni lülititest, kaitsme lülitist. Peamisteks töövahenditeks on pintsetid ja jootekolb.
220-voldise stabilisaatori kokkupanekuks Kõigepealt läheb vaja trükkplaati mõõtmetega 11,5x9,0 cm, mis tuleb eelnevalt ette valmistada. Materjalina on soovitatav kasutada fooliumklaaskiudu. Osade paigutus trükitakse printerile ja kantakse triikraua abil plaadile.
Ahela trafosid saab võtta valmis kujul või ise kokku panna. Valmis trafod peavad olema kaubamärgiga TPK-2-2 12V ja ühendatud üksteisega järjestikku. Oma kätega esimese trafo loomiseks vajate 1,87 cm2 ristlõikega magnetsüdamikku ja 3 PEV-2 kaablit. Esimest kaablit kasutatakse ühes mähises. Selle läbimõõt on 0,064 mm ja pöörete arv 8669. Ülejäänud juhtmeid kasutatakse muudes mähistes. Nende läbimõõt on juba 0,185 mm ja pöörete arv 522.
Teine trafo on valmistatud toroidse magnetsüdamiku baasil. Selle mähis on valmistatud samast traadist, mis esimesel juhul, kuid pöörete arv on erinev ja on 455. Teises seadmes tehakse seitse kraani. Esimesed kolm on valmistatud 3 mm läbimõõduga traadist ja ülejäänud rehvidest ristlõikega 18 mm2. See hoiab ära trafo kuumenemise töö ajal.
Kõik muud komponendid on soovitatav osta valmis vorm, spetsialiseeritud kauplustes. Kokkupaneku aluseks on elektriskeem pinge stabilisaator, tehases valmistatud. Esiteks paigaldatakse mikroskeem, mis toimib jahutusradiaatori kontrollerina. Selle valmistamiseks kasutatakse alumiiniumplaati, mille pindala on üle 15 cm2. Triacid on paigaldatud samale plaadile. Paigaldamiseks mõeldud jahutusradiaator peab olema jahutuspinnaga. Pärast seda paigaldatakse siia LED-id vastavalt vooluringile või trükitud juhtmete küljele. Selliselt kokkupandud konstruktsiooni ei saa võrrelda tehasemudelitega ei töökindluse ega töökvaliteedi poolest. Selliseid stabilisaatoreid kasutatakse koos kodumasinad, mis ei nõua täpseid voolu- ja pingeparameetreid.
Transistori pinge stabilisaatori ahelad
Kasutatud kvaliteetseid trafosid elektriahel, tuleb tõhusalt toime isegi suurte häiretega. Nad kaitsevad usaldusväärselt majja paigaldatud kodumasinaid ja seadmeid. Kohandatud filtreerimissüsteem võimaldab teil toime tulla mis tahes voolutõusuga. Pinget reguleerides toimuvad voolu muutused. Piirav sagedus sisendis suureneb ja väljundis väheneb. Seega muundatakse vooluahelas vool kahes etapis.
Esiteks kasutatakse sisendis filtriga transistorit. Edasi tuleb töö algus. Voolu muundamise lõpuleviimiseks kasutab vooluahel võimendit, mis on enamasti paigaldatud takistite vahele. Tänu sellele hoitakse seadmes vajalikku temperatuuri taset.
Alaldusahel töötab järgmiselt. Trafo sekundaarmähise vahelduvpinge alaldamine toimub dioodsilla (VD1-VD4) abil. Pinge silumine toimub kondensaatori C1 abil, mille järel see siseneb kompensatsiooni stabilisaatori süsteemi. Takisti R1 toime seab stabiliseeriva voolu zeneri dioodile VD5. Takisti R2 on koormustakisti. Kondensaatorite C2 ja C3 osalusel filtreeritakse toitepinge.
Stabilisaatori väljundpinge väärtus sõltub elementidest VD5 ja R1, mille valimiseks on olemas spetsiaalne tabel. VT1 paigaldatakse radiaatorile, mille jahutuspind peab olema vähemalt 50 cm2. Kodumaise transistori KT829A saab asendada Motorola välismaise analoogiga BDX53. Ülejäänud elemendid on tähistatud: kondensaatorid - K50-35, takistid - MLT-0,5.
12V lineaarne pingeregulaatori ahel
Lineaarsed stabilisaatorid kasutavad KREN kiipe, aga ka LM7805, LM1117 ja LM350. Tuleb märkida, et sümbol KREN ei ole lühend. See on stabilisaatori kiibi täisnime lühend, mis on tähistatud kui KR142EN5A. Teised seda tüüpi mikroskeemid on tähistatud samal viisil. Pärast lühendit näeb see nimi välja teistsugune - KREN142.
Lineaarsed stabilisaatorid või pingestabilisaatorid alalisvool skeemid on muutunud kõige levinumaks. Nende ainus puudus on võimetus töötada deklareeritud väljundpingest madalamal pingel.
Näiteks kui teil on vaja LM7805 väljundis saada pinget 5 volti, siis peab sisendpinge olema vähemalt 6,5 volti. Kui sisendile rakendatakse alla 6,5 V, tekib nn pingelangus ja väljundis ei ole enam deklareeritud 5 volti. Lisaks lähevad lineaarsed stabilisaatorid koormuse all väga kuumaks. See omadus on nende tööpõhimõtte aluseks. See tähendab, et stabiliseeritust kõrgem pinge muundatakse soojuseks. Näiteks kui LM7805 mikroskeemi sisendile rakendatakse pinget 12 V, siis 7 neist kasutatakse korpuse soojendamiseks ja tarbijale läheb ainult vajalik 5 V. Ümberkujundamise käigus toimub nii tugev kuumenemine, et see mikroskeem põleb jahutusradiaatori puudumisel lihtsalt läbi.
Reguleeritav pinge stabilisaatori ahel
Tihti tuleb ette olukordi, kui stabilisaatori poolt antavat pinget on vaja reguleerida. Joonis näitab lihtne vooluring reguleeritav pinge ja voolu stabilisaator, mis võimaldab mitte ainult stabiliseerida, vaid ka pinget reguleerida. Seda saab hõlpsasti kokku panna isegi ainult algteadmistega elektroonikast. Näiteks on sisendpinge 50 V ja väljund on mis tahes väärtus 27 V piires.
Kasutatakse stabilisaatori põhiosa väljatransistor IRLZ24/32/44 ja muud sarnased mudelid. Need transistorid on varustatud kolme klemmiga - äravoolu, allika ja värava. Kõigi nende struktuur koosneb dielektrilisest metallist (ränidioksiidist) - pooljuhist. Korpuses on TL431 stabilisaatorkiip, millega reguleeritakse väljundit elektripinge. Transistor ise võib jääda jahutusradiaatorile ja olla juhtmetega plaadiga ühendatud.
See ahel võib töötada sisendpingega vahemikus 6 kuni 50 V. Väljundpinge on vahemikus 3 kuni 27 V ja seda saab reguleerida trimmeri takisti abil. Sõltuvalt radiaatori konstruktsioonist ulatub väljundvool 10A-ni. Silumiskondensaatorite C1 ja C2 võimsus on 10-22 μF ja C3 on 4,7 μF. Ahel võib ilma nendeta töötada, kuid stabiliseerimise kvaliteet väheneb. Elektrolüütkondensaatorite sisendis ja väljundis on nimipinge ligikaudu 50 V. Sellise stabilisaatori poolt hajutatud võimsus ei ületa 50 W.
Triac pinge stabilisaatori ahel 220V
Triac stabilisaatorid töötavad sarnaselt releeseadmetega. Oluliseks erinevuseks on seadme olemasolu, mis lülitab trafo mähiseid. Releede asemel kasutatakse võimsaid triakke, mis töötavad kontrollerite kontrolli all.
Mähiste juhtimine triakide abil on kontaktivaba, seega ei esine ümberlülitamisel iseloomulikke klõpse. Autotrafo kerimiseks kasutatakse vasktraati. Triac-stabilisaatorid võivad töötada madalal pingel alates 90 voltist ja kõrgepingel kuni 300 volti. Pinge reguleerimine toimub kuni 2% täpsusega, mistõttu lambid ei vilgu üldse. Lülitamise ajal tekib aga iseindutseeritud emf, nagu releeseadmetes.
Triac-lülitid on ülekoormuste suhtes ülitundlikud ja seetõttu peab neil olema võimsusreserv. Seda tüüpi stabilisaatoritel on väga keeruline temperatuurirežiim. Seetõttu paigaldatakse sundventilaatorjahutusega radiaatoritele triacid. Täpselt samamoodi töötab DIY 220V türistori pinge stabilisaatori skeem.
On suurema täpsusega seadmeid, mis töötavad kaheastmelisel süsteemil. Esimeses etapis reguleeritakse väljundpinget jämedalt, teises etapis aga palju täpsemalt. Seega toimub kahe astme juhtimine ühe kontrolleri abil, mis tegelikult tähendab kahe stabilisaatori olemasolu ühes korpuses. Mõlemal astmel on ühisesse trafosse keritud mähised. 12 lülitiga võimaldavad need kaks astet reguleerida väljundpinget 36 tasemel, mis tagab selle suure täpsuse.
Voolukaitseahelaga pingestabilisaator
Need seadmed pakuvad toidet peamiselt madalpingeseadmetele. Seda voolu ja pinge stabilisaatori ahelat eristab lihtne disain, juurdepääsetav elemendibaas ja võime sujuvalt reguleerida mitte ainult väljundpinget, vaid ka voolu, mille juures kaitse käivitatakse.
Skeemi aluseks on paralleelregulaator või reguleeritav zeneri diood, samuti suure võimsusega. Nn mõõtetakisti abil jälgitakse koormuse poolt tarbitavat voolu.
Mõnikord tekib stabilisaatori väljundis lühis või koormusvool ületab seatud väärtuse. Sel juhul takisti R2 pinge langeb ja transistor VT2 avaneb. Samuti on samaaegne transistori VT3 avamine, mis šundab võrdluspinge allikat. Selle tulemusena väheneb väljundpinge peaaegu nulltasemeni ja juhttransistor on kaitstud voolu ülekoormuste eest. Voolukaitse täpse läve seadmiseks kasutatakse trimmitakistit R3, mis on ühendatud paralleelselt takistiga R2. LED1 punane värv näitab, et kaitse on rakendunud, ja roheline LED2 näitab väljundpinget.
Pärast korrektset kokkupanekut pannakse võimsate pingestabilisaatorite ahelad kohe tööle, peate lihtsalt seadistama vajaliku väljundpinge. Pärast seadme laadimist määrab reostaat voolu, mille juures kaitse rakendub. Kui kaitse peaks töötama väiksema vooluga, on selleks vaja takisti R2 väärtust suurendada. Näiteks kui R2 on 0,1 oomi, on minimaalne kaitsevool umbes 8A. Kui aga on vaja koormusvoolu suurendada, tuleks paralleelselt ühendada kaks või enam transistorit, mille emitteritel on võrdsustakistid.
Relee pinge stabilisaatori ahel 220
Relee stabilisaatori kasutamine, seadmete usaldusväärne kaitse ja muu elektroonilised seadmed, mille puhul on standardne pingetase 220V. See pingestabilisaator on 220V, mille vooluring on kõigile teada. See on oma disaini lihtsuse tõttu laialt populaarne.
Selle seadme nõuetekohaseks kasutamiseks on vaja uurida selle disaini ja tööpõhimõtet. Iga relee stabilisaator koosneb automaatsest trafost ja elektroonilisest vooluringist, mis juhib selle tööd. Lisaks on vastupidavas korpuses relee. See seade kuulub pingevõimendi kategooriasse, see tähendab, et see lisab voolu ainult madala pinge korral.
Vajaliku arvu voltide lisamine toimub trafo mähise ühendamise teel. Tavaliselt kasutatakse tööks 4 mähist. Kui vool elektrivõrgus on liiga kõrge, vähendab trafo automaatselt pinget soovitud väärtuseni. Disaini saab täiendada muude elementidega, näiteks kuvariga.
Seega on relee pinge stabilisaatoril väga lihtne tööpõhimõte. Voolu mõõdetakse elektroonilise vooluringiga, seejärel võrreldakse seda pärast tulemuste saamist väljundvooluga. Saadud pingeerinevust reguleeritakse iseseisvalt, valides vajaliku mähise. Järgmisena ühendatakse relee ja pinge jõuab nõutavale tasemele.
Pinge ja voolu stabilisaator LM2576-l
Kaasaegne elu hõlmab erinevate tehnoloogiate pidevat kasutamist ja mõned valdkonnad on ilma selleta lihtsalt mõeldamatud. Loomulikult soovib iga inimene, et selliste seadmete kasutusiga oleks maksimaalne, mõned ostavad selleks ainult tooteid kuulsad kaubamärgid suurema töökindluse tagamiseks. Kuid kõrge hind ei taga alati ohutust kriitilistes töötingimustes. Nende hulka kuuluvad võrgu pinge äkilised muutused. See kehtib eriti nende kodumasinate kategooriate kohta, mis nõuavad püsivat võrguühendust, näiteks külmkapp.
Selleks, et kaitsta end selliste pingetõusude ebameeldivate tagajärgede eest, võite hankida spetsiaalse tehnilise seadme, mis stabiliseerib väljundvoolu. Pinge reguleerimiseks kasutatakse kahte meetodit:
1. Mehaaniline. Selle meetodi jaoks kasutatakse lineaarset stabilisaatorit, mis koosneb 2 põlvest ja neid ühendavast reostaadist. Pinge antakse esimesele põlvele ja edastatakse reostaadi kaudu teisele, mis jaotab voolu edasi. See meetod on efektiivne, kui sisend- ja väljundvoolu vahel on väike erinevus, muudel juhtudel efektiivsus väheneb.
2. Pulss. Stabilisaatori konstruktsioon sisaldab lülitit, mis perioodiliselt katkestab ahela teatud aja jooksul. See võimaldab anda voolu osade kaupa ja koguda seda ühtlaselt kondensaatorisse. Pärast kondensaatori täielikku laadimist suunatakse seadmetele tasandatud vool ilma ülepingeteta.
Selle meetodi peamiseks puuduseks on võimetus määrata konkreetse parameetri väärtust. Seetõttu, kui otsustate 220 V pingestabilisaatori oma kätega kokku panna, peate keskenduma mehaanilisele meetodile. Lihtsa lineaarse ühefaasilise vooluekvalaiseri loomiseks vajate:
- Trafo;
- Kondensaatorid;
- Takistid;
- Diood;
- Juhtmed, mis ühendavad mikroskeeme.
Trafo on poolide paar, mis moodustavad induktiivse elektromagnetilise sidestuse, st. jõudes primaarmähiseni, laeb vool seda ja tekkiv elektromagnetväli laeb teist mähist. Seda suhet pinge (U), voolu (I) ja keerdude arvu (N) vahel mõlemal mähisel väljendatakse järgmise valemiga:
I2/I1 = N2/N1 = U2/U1
Induktiivpoolid ise on saadaval igas elektrikaupluses. Esimese sisselülituste arv ei tohiks olla väiksem kui 2000. Võrgu pinget mõõtes saab arvutada nõutav summa lülitab sisse sekundaarmähise. Näiteks tegelik pinge on 198V, siis teisel poolil peaks olema x/2000 = 220/198 = 2223 pööret. Tekitatud vool määratakse samal põhimõttel. Selle skeemi kohaselt suureneb võimsuse järsu suurenemisega sisendis pinge proportsionaalselt väljundis. Seetõttu on selliste olukordade reguleerimiseks vaja reostaati võrgu takistuse muutmiseks. Stabilisaatori kiibile on märgitud trafo järgnev voolutee.
Trafost väljastatakse vool sama võimsusega kondensaatoritesse, et koguda ja ühtlustada vooluhulka. Järgmisena tuleb kondensaatorid ühendada reostaadiga. Selle takistus pingel 220 V ja voolul 4,75 A (vahemiku keskmine väärtus 4,5-5 A) pärast trafot peaks olema 46 oomi. Pinge võimalikult sujuvaks tasandamiseks võite paigaldada mitu reostaati, jaotades takistuse igaühele võrdselt. Pärast seda, kui vooluahel läbib reostaadid, ühendatakse see uuesti üheks vooluks ja järgib dioodi, mis on otse väljalaskeavaga ühendatud.
Need toimingud kehtivad faasiga juhtmele, mis suunatakse otse pistikupessa. Sellised stabilisaatorid sobivad kõige paremini konstantse pinge tingimustes ja on kokku pandud konkreetse seadme parameetrite alusel, mis suurendab oluliselt seadme efektiivsust.
Toitepinge erinevus võrdluspingest 220 V võib olla tingitud nii trafode ja juhtmete kvaliteedist kui ka tarbija kaugusest jaotusseadmest. Samuti üks neist olulised tegurid pinge stabiilsust mõjutavad tegurid on elektriliinide füüsiline kulumine ja ülekoormus. Kõik see toob kaasa pingelanguse ja tõusu, mis mõjutab negatiivselt eranditult kõiki elektriseadmeid.
220 V pingestabilisaatorid lahendavad selle probleemi. Selliste seadmete vooluring võimaldab teil võrgus pingeid tasandada ja saada väikese lubatud veaga stabiilse 220 V väljundi. Samal ajal pole sellist seadet vaja osta - kui soovite ja omate minimaalseid teadmisi vooluringidest, saate selle kodus oma kätega kokku panna.
Stabilisaatorite tüübid
Kõik selliste seadmete tööstusdisainilahendused võib jagada kahte suurde rühma:
- elektromehaaniline;
- pulseeriv.
Elektromehaaniline
Elektromehaaniliste seadmete töö põhineb servoajamil, mis on võimeline muutma mähise keerdude arvu (ja seega ka väljundpinget), liigutades juhtivat liugurit mööda reostaati. Sellised seadmed on odavamad kui kõik teised mudelid ja neil on väga hea stabiliseerimisvõime. Siiski on tõenäolisem, et need purunevad paljude mehaaniliste osade olemasolu tõttu.
Kuid nende peamine puudus on reageerimiskiirus. Tänu sellele, et ajam ei liiguta voolukollektorit hetkega, võib stabiliseerimisviivitus olla kuni 0,1 sekundit, mis on erinevuste suhtes tundlike seadmete puhul katastroofiliselt pikk. Teisisõnu, sellisel stabilisaatoril ei pruugi lihtsalt olla aega kaasaegse elektroonika kaitsmiseks. Lisaks on mehaaniliste osade olemasolu tõttu sellise seadme kodus reprodutseerimine mitte-triviaalne ülesanne.
Pulss
Stabilisaatoreid nimetatakse impulssstabilisaatoriteks, mille töö põhineb voolu akumuleerimise ja tarbijale fragmentidena - impulsside jaotamise põhimõttel. Need ajaintervallid võimaldavad süsteemil vajaliku voolu koguda ja seejärel stabiliseeritud võimsust pakkuda. Selliste seadmete hulka kuuluvad ka seadmed, mille töö põhineb triacidel ja türistoritel.
Sellised seadmed on kallimad kui nende elektromehaanilised kolleegid, kuid nad on ka palju töökindlamad - pole hõõrduvaid ega liikuvaid osi, mis tähendab, et tegelikult pole midagi lõhkuda. Tõsi, nende stabiliseerimisnäitajad on kehvemad – nad on suutelised vaid proportsionaalselt sisendnäitajaid suurendama või vähendama. Kuid reageerimiskiirus on kuni 20 millisekundit ja see on piisav, et kaitsta isegi kõige tundlikumaid kodumasinaid. Lisaks saab sellist seadet oma kätega kokku panna, omades vajalikke oskusi ja elemente.
Lisaks stabiliseerimispõhimõttele vastavale eraldamisele toimub eraldamine ühe- ja kolmefaasilisteks seadmeteks. Kuid kuna kodus kasutatakse tavaliselt ühefaasilist voolu, ei võta me kolmefaasilisi seadmeid arvesse.
Pinge stabilisaatori ahel 220 V jaoks
Ahelas, mida käsitleme oma kätega stabilisaatori loomise näitena, kasutatakse triakke. Tänu hästi valitud elemendi alus, suudab see seade pakkuda stabiilset jõudlust, kui toide on 130–270 V, ja talub kuni 6 kW koormuse ühendamist. Kõige tähtsam on aga reageerimiskiirus – umbes 10 ms! Siin on tulevase 220 V pingestabilisaatori skeem:
Vaatamata 220 V pinge stabilisaatori ahela näilisele keerukusele ei tohiks sellise seadme oma kätega tootmisel tekkida probleeme, kui teil on vähemalt põhiteadmised elektrotehnika alal. Niisiis, edukaks kokkupanekuks vajalike komponentide loend:
- jõuallikas;
- Alaldi (pinge amplituudi korrigeerimine);
- Kontroller ja komparaator;
- Võimendi staadium;
- Koormuse sisselülitamise viivitusseade;
- automaatne trafo;
- Võtmed;
- Kaitsmefunktsiooniga lüliti.
Vaja läheb ka juhtmeid elementide ja mähiste trafode ühendamiseks, trükkplaati vooluringi kokkupanekuks ning tööriistu - jootekolbi, jootekolbi ja pintsetid.
220 V stabilisaatori valmistamise protsess oma kätega
Kõigepealt tuleb valmistamiseks võtta sobiva suurusega (ca 120×90 mm) fooliumtrükkplaadi tükk. trükkplaat. Skeemi ise saab triikraua ja paberile trükitud vooluringi skeemi abil tasapinnale üle kanda:
Olles saanud vajaliku arhitektuuri, võite alustada trafode mähisega (saate osta valmis TPK-2-2, 12 V ja ühendada need järjestikku, kuid saate seda ise teha). Iga transi kerimiseks vajate 1,87 cm 2 ristlõikega magnetsüdamikku ja kolme juhtmestikku. Esimene mähis on 8669 keerdu traati ristlõikega 0,064 mm. Ülejäänud kaks mähist on valmistatud traadist, mille ristlõikepindala on 0,185 mm ja igaüks neist sisaldab 522 pööret.
Teine trafo on erinev - see on kokku pandud toroidaalsele magnetsüdamikule, kuid pöörete arv on juba 455. Teine trafoplokk peab sisaldama 7 kraani ja kui esimese kolme jaoks piisab 3 mm 2 traadist, siis ülejäänud on vaja kasutada bussi, mille ristlõikepindala on vähemalt 18 mm 2. See hoiab ära seadme kuumenemise töö ajal ja suurendab üldist ohutust.
Pärast trafode kokkupanemist tuleb need ühendada järjestikku vastavalt allolevale skeemile:
Ülejäänud komponendid kokkupanekuks tuleb osta. Olles omandanud kõik vajaliku, võite alustada seadme kokkupanemist vastavalt põhimõttele elektriskeem. Oluline on meeles pidada, et kontrolleri kiip ja triacid tuleb paigaldada jahutusradiaatorile, kasutades soojust juhtivat pasta või liimi.
Kõiki elemente kokku pannes saate töökindla ja kvaliteetse seadme, mille omadused vastavad tavalise elamu kõikidele majapidamisvajadustele.
Kui selline vooluahel on teie jaoks keeruline, on parem valida mõni muu omatehtud stabilisaatori versioon, näiteks releetüüp. Sellise 220 V stabilisaatori vooluahel pole nii keeruline kui triac-versiooni oma ja seda tuuakse tavaliselt näitena kõigis raadioamatööride ajakirjades:
Ahel on lihtne ja sisaldab 3 erineva pingelävega stabiliseerimisplokki. Igaüks neist koosneb zeneri dioodist ja takistitest. Ahel sisaldab lisaks plokkidele kahte transistorlülitit, mis juhivad elektromagnetreleed. Oma lihtsuse ja suhtelise töökindluse tõttu on selline seade suurepärane alternatiiv keerukamatele seadmetele.
Omatehtud stabilisaatori plussid ja miinused
Sellise seadme positiivsete külgede hulgas väärib märkimist:
- Üsna kõrged stabiliseerimismäärad, piisavad kodumaiste vajaduste jaoks;
- Madal hind võrreldes tehaseseadmetega;
- Iseremondi võimalus.
Kuid lisaks eelistele on sellisel stabilisaatoril ka mitmeid puudusi:
- Ise-ise kokkupanek on kvaliteedilt halvem kui tehases kokkupanek (jootmine, trafode mähis jne);
- Valmis seadme keeruline ja vaevarikas seadistamine;
- Spetsiaalse varustuse puudumise tõttu ei ole võimalik saada täpseid stabiliseerimisandmeid.
Kokkuvõtteks tahaksin öelda, et kui teil pole vähemalt põhioskusi vooluringide kujundamisel ja raadiokomponentide jootmise kogemust, ei tohiks te sellist seadet kokku panna, kuna see on elektrienergia vastutustundlik ja oluline sõlm. maja võrk, millest sõltub kõigi elektriseadmete ohutus.
Põhiandmed pinge stabilisaatori konstruktsiooni kohta on selles video:
