Ako vyrobiť stabilizátor napätia vlastnými rukami. Stabilizátor, stabilizácia striedavého sieťového napätia. Pulzný obvod. Vlastnými rukami. Nastavenie stabilizátora napätia 220V na obvode tranzistorov

Domáce spotrebiče sú náchylné na prepätie: rýchlejšie sa opotrebúvajú a zlyhávajú. A v sieti napätie často skáče, klesá alebo sa dokonca odlomí: je to spôsobené vzdialenosťou od zdroja a nedokonalosťou elektrického vedenia.

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

Je možné dokúpiť zariadenie na vyrovnávanie prúdu, výber zo širokej škály (rozdiely vo výkone, princíp činnosti, ovládanie a parameter výstupného napätia). Náš článok je však venovaný tomu, ako vyrobiť stabilizátor napätia vlastnými rukami. Je v tomto prípade domáca práca 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 jeden z prvkov zakúpeného stabilizátora zlyhá, je nepravdepodobné, že ho budete môcť nahradiť, aj keď rozumiete elektrotechnike. Jednoducho nenájdete nič, čím by ste opotrebovaný diel mohli nahradiť. S domácim zariadením je všetko jednoduchšie: pôvodne ste kúpili všetky prvky v obchode. Zostáva len ísť tam znova a kúpiť, čo je rozbité;
3. Jednoduchá oprava. Ak ste si sami zostavili menič napätia, tak to poznáte na 100%. A pochopenie zariadenia a prevádzky vám pomôže rýchlo identifikovať príčinu zlyhania stabilizátora. Keď na to prídete, môžete ľahko opraviť svoju domácu jednotku.

Vlastnoručne vyrobený stabilizátor 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 nemožno 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 rozsah 2-5 krát väčší, čo môže byť kritické pre zariadenia, ktoré sú precitlivené na zmeny prúdu;
3. Komplexné nastavenie. Ak si kúpite stabilizátor, potom sa fáza nastavenia obíde, stačí len pripojiť zariadenie a ovládať jeho činnosť. Ak ste tvorcom aktuálneho ekvalizéra, mali by ste ho tiež nakonfigurovať. To je ťažké, aj keď ste si sami vyrobili najjednoduchší stabilizátor napätia.

Domáci ekvalizér prúdu: vlastnosti

Stabilizátor sa vyznačuje dvoma parametrami:

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

Tento článok pojednáva o triakovom prevodníku prúdu, pretože má vysoká účinnosť. Pre neho je Uin 130-270V a Uout je 205-230V. Ak je veľký rozsah vstupného napätia výhodou, potom pre výstup je to nevýhoda.

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

Zariadenie je vhodné na pripojenie k vedeniu so záťažou nie väčšou ako 6 kW. Prepne sa za 0,01 sekundy.

Návrh zariadenia na stabilizáciu prúdu

Domáci stabilizátor napätia 220 V, ktorého schéma je uvedená vyššie, obsahuje nasledujúce prvky:

• pohonná jednotka. Používa pamäťové zariadenia C2 a C5, napäťový transformátor T1, ako aj komparátor (porovnávacie zariadenie) DA1 a LED VD1;
• uzol, oneskorenie spustenia záťaže. Na jeho zostavenie budete potrebovať odpory od R1 do R5, tranzistory od VT1 po VT3, ako aj úložisko C1;
• Usmerňovač, meranie hodnoty napäťových rázov a poklesov. Jeho konštrukcia obsahuje LED VD2 so zenerovou diódou rovnakého mena, pohon C2, odpor R14 a R13;
• Porovnávač. Bude to vyžadovať odpory od R15 do R39 a porovnanie zariadení DA2 s DA3;
• Regulátor logického typu. Vyžaduje DD čipy od 1 do 5;
• Zosilňovače. Budú vyžadovať odpory na obmedzenie prúdu R40-R48, ako aj tranzistory od VT4 do VT12;
• LED diódy, hrať úlohu ukazovateľa - HL od 1 do 9;
• Optočlenové spínače(7) s triakmi VS od 1 do 7, rezistormi R od 6 do 12 a optočlenovými triakami U od 1 do 7;
• Automatické prepínanie s poistkou QF1;
• Autotransformátor T2.

Ako bude toto zariadenie fungovať?

Po pripojení disku uzla s čakajúcou záťažou (C1) k sieti je stále vybitý. Tranzistor VT1 sa zapne a 2 a 3 sa zatvoria. Prostredníctvom nich bude prúd následne prúdiť do LED diód a triakov optočlenov. Ale zatiaľ čo je tranzistor zatvorený, diódy nedávajú signál a triaky sú stále zatvorené: nie je zaťaženie. Prúd ale už tečie cez prvý odpor do zásobníka, ktorý začne akumulovať energiu.

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

Výstupné napätie z tretieho vinutia transformátora na napájacom zdroji vyrovnáva druhá dióda a kondenzátor. Potom je prúd nasmerovaný na R13, prechádza cez R14. V súčasnosti je napätie úmerné napätiu v sieti. Potom sa prúd privádza do neinvertujúcich komparátorov. Okamžite dostanú invertujúce porovnávacie zariadenia už vyrovnaný prúd, ktorý sa privádza do odporov od 15 do 23. Potom je pripojený regulátor na spracovanie vstupných signálov na porovnávacích zariadeniach.

Nuansy stabilizácie v závislosti od napätia privádzaného na vstup

Ak sa zavedie napätie do 130 voltov, potom sa na svorkách komparátora zobrazí logická úroveň nízkeho napätia (LU). Štvrtý tranzistor je otvorený a LED 1 bliká a indikuje, že došlo k silnému poklesu vo vedení. Musíte pochopiť, že stabilizátor nie je schopný produkovať požadované napätie. Preto sú všetky triaky uzavreté 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 zhora dosiahne svorku vinutia druhého autotransformátora.

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

Činnosť stabilizátora je opísaná podobným spôsobom pri napäťových rozsahoch 170-190V, 190-210V, 210-230V, 230-250V.

Výroba DPS

Pre triakový menič prúdu potrebujete dosku s plošnými spojmi, na ktorej 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. Schéma umiestnenia prvkov na ňom je uvedená nižšie.

Ako vyrobiť transformátory T1 a T2?

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

• Pri prvom balení je PPS iba 0,003 metrov štvorcových. mm. Počet závitov – 8669;
• Pre druhé a tretie vinutie je PPS iba 0,027 m2. mm. Počet otočení je 522 na každom.

Ak nechcete 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 toroidné magnetické jadro a drôt PEV-2, z ktorého sa vytvorí obal 455 závitov. A tu potrebujeme ohyby (7 kusov):

• Omotanie 1-3 ohybov z drôtu PPS 7 m2. mm;
• Ovinutie 4-7 ohybov z drôtu PPS 254 m2. mm.

Čo kúpiť?

Kúpiť v obchode s elektrickými a rádiovými zariadeniami (označenie v zátvorkách na obrázku):

• 7 optočlenových triakov MOC3041 alebo 3061 (U od 1 do 7);
• 7 jednoduchých triakov BTA41-800B (VS od 1 do 7);
• 2 LED diódy DF005M alebo KTs407A (VD 1 a 2);
• 3 odpory SP5-2, 5-3 možné (R 13, 14, 25);
• Prúdový vyrovnávací prvok KR1158EN6A alebo B (DA1);
• 2 porovnávacie zariadenia LM339N alebo K1401CA1 (DA 1 a 2);
• Spínač s poistkou;
• 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 by sa mal 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).

Montážne vlastnosti zariadenia na vyrovnávanie napätia

Mikroobvod zariadenia na stabilizáciu prúdu je inštalovaný 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.

Tak, že prevodník vyrábame striedavé napätie funguje, budete potrebovať mikrokontrolér. Mikroobvod KR1554LP5 dokonale zvláda svoju úlohu.

Už viete, že v obvode nájdete 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 vychádzali na strane, ktorá vám vyhovuje.

Namiesto blikajúcich LED diód je možné použiť neblikajúce LED diódy. Ale v tomto prípade musíte brať diódy s jasne červenou žiarou. Vhodné sú prvky nasledujúcich značiek: AL307KM a L1543SRC-E.

Teraz viete, ako vyrobiť stabilizátor napätia 220 voltov. A ak ste už niečo podobné museli robiť, tak táto práca pre vás nebude náročná. V dôsledku toho môžete ušetriť niekoľko tisíc rubľov na nákup priemyselného stabilizátora.

Ideálnou možnosťou pre prevádzku elektrických sietí je zmena hodnôt prúdu a napätia, a to tak znížením, ako aj zvýšením maximálne o 10% nominálneho 220 V. Ale keďže v skutočnosti sú prepätia charakterizované veľkými zmenami, elektrické spotrebiče priamo pripojené k sieti sú v nebezpečenstve straty svojich konštrukčných schopností a dokonca zlyhania.

Použitie špeciálneho vybavenia vám pomôže vyhnúť sa problémom. Ale keďže má veľmi vysokú cenu, mnohí ľudia radšej zostavujú stabilizátor napätia vyrobený sami. Nakoľko je takýto krok opodstatnený a čo bude potrebné na jeho realizáciu?

Konštrukcia a princíp činnosti stabilizátora

Dizajn zariadenia

Ak sa rozhodnete zostaviť zariadenie sami, budete sa musieť pozrieť do vnútra tela priemyselného modelu. Skladá sa z niekoľkých hlavných častí:

• transformátor;
• Kondenzátory;
• Rezistory;
• Káble pre spojovacie prvky a spojovacie zariadenia.

Samotný princíp fungovania jednoduchý stabilizátor na základe činnosti reostatu. Zvyšuje alebo znižuje odpor v závislosti od prúdu. Modernejšie modely majú širokú škálu funkcií a sú schopné plne chrániť domáce spotrebiče pred prepätím v sieti.

Typy zariadení a ich vlastnosti

Typy a ich aplikácie

Klasifikácia zariadení závisí od metód používaných na reguláciu prúdu. Keďže táto veličina predstavuje smerový pohyb častíc, možno ju ovplyvniť jedným z nasledujúcich spôsobov:

• Mechanický;
• Impulz.

Prvý je založený na Ohmovom zákone. Zariadenia, ktorých činnosť je na ňom založená, sa nazývajú lineárne. Zahŕňajú dve kolená, ktoré sú spojené pomocou reostatu. Napätie aplikované na jeden prvok prechádza cez reostat a tak sa objavuje na druhom, z ktorého sa dodáva spotrebiteľom.

Zariadenia tohto typu umožňujú veľmi jednoducho nastaviť parametre výstupného prúdu a možno ich rozšíriť o ďalšie komponenty. Nie je však možné použiť takéto stabilizátory v sieťach, kde je rozdiel medzi vstupným a výstupným prúdom veľký, pretože nebudú schopné chrániť domáce spotrebiče pred skratmi pri veľkom zaťažení.

Pozrime sa na video, princíp fungovania pulzného zariadenia:

Pulzné modely fungujú na princípe amplitúdovej modulácie prúdu. Obvod stabilizátora používa spínač, ktorý ho v určitých intervaloch preruší. Tento prístup umožňuje rovnomerné akumulovanie prúdu v kondenzátore a po jeho úplnom nabití ďalej do zariadení.

Na rozdiel od lineárnych stabilizátorov tie pulzné nemajú možnosť nastavenia konkrétnej hodnoty. V predaji sú modely step-up a step-down - to je ideálna voľba pre domácnosť.

Stabilizátory napätia sa tiež delia na:

1. Jednofázový;
2. Trojfázový.

Ale keďže väčšina domácich spotrebičov beží jednofázová sieť, potom v obytných priestoroch zvyčajne používajú zariadenia patriace do prvého typu.

Začnime s montážou: komponenty, nástroje

Keďže triakové zariadenie sa považuje za najúčinnejšie, v našom článku sa pozrieme na to, ako samostatne zostaviť práve takýto model. Okamžite treba poznamenať, že tento DIY stabilizátor napätia vyrovná prúd za predpokladu, že vstupné napätie je v rozsahu od 130 do 270 V.

Prípustný výkon zariadení pripojených k takémuto zariadeniu nesmie presiahnuť 6 kW. V tomto prípade sa záťaž prepne do 10 milisekúnd.

Pokiaľ ide o komponenty, na zostavenie takéhoto stabilizátora budete potrebovať nasledujúce prvky:

• Pohonná jednotka;
• Usmerňovač na meranie amplitúdy napätia;
• komparátor;
• Ovládač;
• Zosilňovače;
• LED diódy;
• Jednotka oneskorenia zapnutia zaťaženia;
• Autotransformátor;
• Optočlenové spínače;
• Vypínač-poistka.

Nástroje, ktoré budem potrebovať, sú spájkovačka a pinzeta.

Etapy výroby

Na zostavenie stabilizátora napätia 220V pre váš dom vlastnými rukami je potrebné najskôr pripraviť dosku plošných spojov s rozmermi 115x90 mm. Je vyrobený z fóliového sklolaminátu. Rozloženie dielov je možné vytlačiť na laserovej tlačiarni a preniesť na dosku pomocou žehličky.

Pozrime sa na video, domáce jednoduché zariadenie:

schéma elektrického obvodu

• magnetické jadro s plochou prierezu 1,87 cm²;
• tri káble PEV-2.

Prvý drôt sa používa na vytvorenie jedného vinutia a jeho priemer je 0,064 mm. Počet otočení by mal byť 8669.

Dva zostávajúce drôty budú potrebné na vytvorenie ďalších vinutí. Od prvého sa líšia priemerom 0,185 mm. Počet závitov pre tieto vinutia bude 522.

Ak si chcete zjednodušiť svoju úlohu, môžete použiť dva hotové transformátory TPK-2-2 12V. Sú zapojené do série.

V prípade vlastnej výroby týchto častí, keď je jedna z nich pripravená, prejdú na vytvorenie druhej. Bude to vyžadovať toroidný magnetický obvod. Pre navíjanie zvoľte rovnaký PEV-2 ako v prvom prípade, iba počet závitov bude 455.

Aj v druhom transformátore budete musieť urobiť 7 kohútikov. Okrem toho sa pre prvé tri používa drôt s priemerom 3 mm a pre zvyšok sa používajú zbernice s prierezom 18 mm². To pomôže zabrániť zahrievaniu transformátora počas prevádzky.

pripojenie dvoch transformátorov

Všetky ostatné komponenty pre zariadenie, ktoré si sami vytvoríte, je lepšie zakúpiť v obchode. Po zakúpení všetkého, čo potrebujete, môžete začať s montážou. Najlepšie je začať inštaláciou mikroobvodu, ktorý funguje ako regulátor na chladiči, ktorý je vyrobený z hliníkovej platiny s plochou viac ako 15 cm². Sú na ňom namontované aj triaky. Okrem toho chladič, na ktorý sa majú inštalovať, musí mať chladiaci povrch.

Ak sa vám montáž triakového stabilizátora napätia 220V vlastnými rukami zdá komplikovaná, potom sa môžete rozhodnúť pre jednoduchší lineárny model. Bude mať podobné vlastnosti.

Účinnosť ručne vyrobeného produktu

Čo núti človeka vyrobiť to alebo ono zariadenie? Najčastejšie - jeho vysoké náklady. A v tomto zmysle je stabilizátor napätia zostavený vlastnými rukami, samozrejme, lepší ako továrenský model.

K výhodám domáce zariadenia možno pripísať aj možnosti svojpomocná oprava. Osoba, ktorá zostavila stabilizátor, pochopila jeho princíp činnosti a štruktúru, a preto bude schopná odstrániť poruchu bez vonkajšej pomoci.

Okrem toho boli všetky diely pre takéto zariadenie predtým zakúpené v obchode, takže ak zlyhajú, vždy nájdete podobný.

Ak porovnáme spoľahlivosť stabilizátora zostaveného vlastnými rukami a vyrobeného v podniku, potom je výhoda na strane výrobných modelov. Doma je takmer nemožné vyvinúť model s vysokým výkonom, pretože neexistuje žiadne špeciálne meracie zariadenie.

Záver

Existujú rôzne typy stabilizátorov napätia a niektoré z nich je celkom možné vyrobiť vlastnými rukami. Aby ste to dosiahli, budete musieť pochopiť nuansy prevádzky zariadenia, zakúpiť potrebné komponenty a vykonať ich správnu inštaláciu. Ak si nie ste istí svojimi schopnosťami, potom najlepšia možnosť– nákup továrensky vyrobeného zariadenia. Takýto stabilizátor stojí viac, ale kvalita je výrazne lepšia ako modely zostavené nezávisle.

V elektrických obvodoch je neustála potreba stabilizovať určité parametre. Na tento účel sa používajú špeciálne kontrolné a monitorovacie schémy. Presnosť stabilizačných akcií závisí od takzvaného štandardu, s ktorým sa porovnáva konkrétny parameter, napríklad napätie. To znamená, že keď je hodnota parametra pod normou, obvod stabilizátora napätia zapne ovládanie a vydá príkaz na jeho zvýšenie. V prípade potreby sa vykoná opačná akcia - zníženie.

Tento princíp fungovania je základom automatického riadenia všetkých známych zariadení a systémov. Stabilizátory napätia fungujú rovnakým spôsobom, napriek rôznorodosti obvodov a prvkov použitých na ich vytvorenie.

DIY 220V obvod stabilizátora napätia

Pri ideálnej prevádzke elektrických sietí by sa hodnota napätia nemala meniť o viac ako 10% menovitej hodnoty, a to nahor alebo nadol. V praxi však úbytky napätia dosahujú oveľa vyššie hodnoty, čo má mimoriadne negatívny vplyv na elektrické zariadenia až k poruche.

Špeciálne stabilizačné zariadenie pomôže chrániť pred takýmito problémami. Pre jeho vysokú cenu je však jeho použitie v domácich podmienkach v mnohých prípadoch ekonomicky nerentabilné. Najlepšia cesta von situácia sa stáva domácim stabilizátorom napätia 220 V, ktorého obvod je pomerne jednoduchý a lacný.

Ako základ si môžete vziať priemyselný vzor, ​​aby ste zistili, z akých častí sa skladá. Súčasťou každého stabilizátora je transformátor, odpory, kondenzátory, prepojovacie a prepojovacie káble. Za najjednoduchší sa považuje stabilizátor striedavého napätia, ktorého obvod funguje na princípe reostatu, ktorý zvyšuje alebo znižuje odpor v súlade so silou prúdu. Moderné modely navyše obsahujú mnoho ďalších funkcií, ktoré chránia domáce spotrebiče pred prepätím.

Medzi domácimi dizajnmi sú triakové zariadenia považované za najefektívnejšie, takže tento model bude považovaný za príklad. Vyrovnanie prúdu s týmto zariadením bude možné so vstupným napätím v rozsahu 130-270 voltov. Pred začatím montáže musíte zakúpiť určitú sadu prvkov a komponentov. Skladá sa z napájacieho zdroja, usmerňovača, regulátora, komparátora, zosilňovačov, LED diód, autotransformátora, jednotky oneskorenia zapnutia záťaže, spínačov optočlenov, poistkového spínača. Hlavnými pracovnými nástrojmi sú pinzeta a spájkovačka.

Na zostavenie 220 voltového stabilizátora V prvom rade budete potrebovať plošný spoj s rozmermi 11,5x9,0 cm, ktorý si treba vopred pripraviť. Ako materiál sa odporúča použiť fóliu zo sklenených vlákien. Rozloženie dielov je vytlačené na tlačiarni a prenesené na dosku pomocou žehličky.

Transformátory pre obvod je možné odobrať hotové alebo zostaviť sami. Hotové transformátory musia byť značky TPK-2-2 12V a navzájom zapojené do série. Na vytvorenie svojho prvého transformátora vlastnými rukami budete potrebovať magnetické jadro s prierezom 1,87 cm2 a 3 káble PEV-2. Prvý kábel sa používa v jednom vinutí. Jeho priemer bude 0,064 mm a počet závitov bude 8669. Zvyšné drôty sa použijú v iných vinutiach. Ich priemer bude už 0,185 mm a počet závitov bude 522.

Druhý transformátor je vyrobený na báze toroidného magnetického jadra. Jeho vinutie je vyrobené z rovnakého drôtu ako v prvom prípade, ale počet závitov bude iný a bude 455. V druhom zariadení je vyrobených sedem kohútikov. Prvé tri sú vyrobené z drôtu s priemerom 3 mm a zvyšok z pneumatík s prierezom 18 mm2. Tým sa zabráni zahrievaniu transformátora počas prevádzky.

Všetky ostatné komponenty odporúčame zakúpiť od hotová forma, v špecializovaných predajniach. Základom zostavy je schému zapojenia stabilizátor napätia, továrensky vyrobený. Najprv je nainštalovaný mikroobvod, ktorý funguje ako regulátor chladiča. Na jeho výrobu sa používa hliníkový plech s plochou nad 15 cm2. Triaky sú nainštalované na tej istej doske. Chladič určený na inštaláciu musí mať chladiacu plochu. Potom sa tu nainštalujú LED diódy podľa obvodu alebo na strane tlačených vodičov. Takto zostavená konštrukcia sa nedá porovnávať s továrenskými modelmi ani z hľadiska spoľahlivosti, ani kvality práce. Takéto stabilizátory sa používajú s domáce prístroje, ktoré nevyžadujú presné parametre prúdu a napätia.

Obvody stabilizátora napätia tranzistorov

Vysokokvalitné transformátory používané v elektrický obvod efektívne zvládať aj veľké rušenie. Spoľahlivo chránia domáce spotrebiče a zariadenia inštalované v dome. Prispôsobený filtračný systém vám umožní vysporiadať sa s akýmkoľvek prepätím. Riadením napätia dochádza k zmenám prúdu. Limitná frekvencia na vstupe sa zvyšuje a na výstupe klesá. Prúd v obvode sa teda mení v dvoch stupňoch.

Najprv je na vstupe použitý tranzistor s filtrom. Nasleduje začiatok práce. Na dokončenie súčasnej konverzie obvod používa zosilňovač, najčastejšie inštalovaný medzi odpormi. Vďaka tomu sa v zariadení udržiava požadovaná úroveň teploty.

Usmerňovací obvod funguje nasledovne. Usmernenie striedavého napätia zo sekundárneho vinutia transformátora prebieha pomocou diódového mostíka (VD1-VD4). Vyhladenie napätia sa vykonáva kondenzátorom C1, po ktorom vstupuje do systému kompenzačného stabilizátora. Pôsobením odporu R1 sa nastavuje stabilizačný prúd na zenerovej dióde VD5. Rezistor R2 je zaťažovací odpor. Za účasti kondenzátorov C2 a C3 sa napájacie napätie filtruje.

Hodnota výstupného napätia stabilizátora bude závisieť od prvkov VD5 a R1, na výber ktorých existuje špeciálna tabuľka. VT1 sa inštaluje na radiátor, ktorého chladiaca plocha musí byť minimálne 50 cm2. Domáci tranzistor KT829A je možné nahradiť zahraničným analógom BDX53 od Motoroly. Zvyšné prvky sú označené: kondenzátory - K50-35, odpory - MLT-0,5.

Obvod lineárneho regulátora napätia 12V

Lineárne stabilizátory používajú čipy KREN, ako aj LM7805, LM1117 a LM350. Je potrebné poznamenať, že symbol KREN nie je skratka. Ide o skratku celého názvu stabilizačného čipu označeného ako KR142EN5A. Ostatné mikroobvody tohto typu sú označené rovnakým spôsobom. Po skratke tento názov vyzerá inak - KREN142.

Lineárne stabilizátory alebo stabilizátory napätia priamy prúd schémy sa stali najrozšírenejšími. Ich jedinou nevýhodou je nemožnosť prevádzky pri nižšom napätí ako je deklarované výstupné napätie.

Napríklad, ak potrebujete získať napätie 5 voltov na výstupe LM7805, potom vstupné napätie musí byť aspoň 6,5 voltov. Keď sa na vstup privedie menej ako 6,5 V, dôjde k takzvanému poklesu napätia a výstup už nebude mať deklarovaných 5 voltov. Okrem toho sa lineárne stabilizátory pri zaťažení veľmi zahrievajú. Táto vlastnosť je základom princípu ich fungovania. To znamená, že napätie vyššie ako stabilizované sa premení na teplo. Napríklad, keď sa na vstup mikroobvodu LM7805 privedie napätie 12 V, potom sa 7 z nich použije na ohrev puzdra a k spotrebiteľovi pôjde iba potrebných 5 V. Počas procesu transformácie dochádza k takému silnému ohrevu, že tento mikroobvod jednoducho vyhorí bez chladiaceho radiátora.

Nastaviteľný obvod stabilizátora napätia

Často nastávajú situácie, keď je potrebné upraviť napätie dodávané stabilizátorom. Obrázok ukazuje jednoduchý obvod nastaviteľný stabilizátor napätia a prúdu, umožňujúci nielen stabilizovať, ale aj regulovať napätie. Dá sa jednoducho zložiť aj so základnými znalosťami elektroniky. Napríklad vstupné napätie je 50 V a výstup má akúkoľvek hodnotu v rozmedzí 27 voltov.

Používa sa hlavná časť stabilizátora tranzistor s efektom poľa IRLZ24/32/44 a ďalšie podobné modely. Tieto tranzistory sú vybavené tromi terminálmi - drain, source a gate. Štruktúru každého z nich tvorí dielektrický kov (oxid kremičitý) - polovodič. Puzdro obsahuje stabilizačný čip TL431, pomocou ktorého sa upravuje výstup elektrické napätie. Samotný tranzistor môže zostať na chladiči a byť spojený s doskou vodičmi.

Tento obvod môže pracovať so vstupným napätím v rozsahu od 6 do 50V. Výstupné napätie sa pohybuje od 3 do 27V a je možné ho nastaviť pomocou trimovacieho odporu. V závislosti od konštrukcie radiátora dosahuje výstupný prúd 10A. Kapacita vyhladzovacích kondenzátorov C1 a C2 je 10-22 μF a C3 je 4,7 μF. Obvod môže fungovať aj bez nich, ale zníži sa kvalita stabilizácie. Elektrolytické kondenzátory na vstupe a výstupe sú dimenzované na približne 50 V. Výkon rozptýlený takýmto stabilizátorom nepresahuje 50 W.

Obvod stabilizátora napätia triaku 220V

Triakové stabilizátory fungujú podobným spôsobom ako reléové zariadenia. Významným rozdielom je prítomnosť jednotky, ktorá spína vinutia transformátora. Namiesto relé sa používajú výkonné triaky pracujúce pod kontrolou regulátorov.

Ovládanie vinutí pomocou triakov je bezkontaktné, takže pri prepínaní nedochádza k charakteristickým kliknutiam. Na navíjanie autotransformátora sa používa medený drôt. Triakové stabilizátory môžu pracovať pri nízkom napätí od 90 voltov a vysokom napätí až do 300 voltov. Regulácia napätia sa vykonáva s presnosťou až 2 %, a preto žiarovky vôbec neblikajú. Počas spínania však dochádza k samoindukovanému emf, ako v reléových zariadeniach.

Triakové spínače sú vysoko citlivé na preťaženie, a preto musia mať výkonovú rezervu. Tento typ stabilizátora má veľmi zložitý teplotný režim. Preto sa triaky inštalujú na radiátory s núteným chladením ventilátorom. Obvod stabilizátora napätia tyristora 220V pre domácich majstrov funguje presne rovnakým spôsobom.

Existujú zariadenia so zvýšenou presnosťou, ktoré pracujú na dvojstupňovom systéme. Prvý stupeň vykonáva hrubé nastavenie výstupného napätia, zatiaľ čo druhý stupeň vykonáva tento proces oveľa presnejšie. Riadenie dvoch stupňov sa teda vykonáva pomocou jedného ovládača, čo v skutočnosti znamená prítomnosť dvoch stabilizátorov v jednom kryte. Oba stupne majú vinutia navinuté v spoločnom transformátore. S 12 spínačmi umožňujú tieto dva stupne nastavenie výstupného napätia v 36 úrovniach, čo zaisťuje jeho vysokú presnosť.

Stabilizátor napätia s prúdovým ochranným obvodom

Tieto zariadenia poskytujú energiu predovšetkým pre nízkonapäťové zariadenia. Tento obvod stabilizátora prúdu a napätia sa vyznačuje jednoduchou konštrukciou, prístupnou základňou prvkov a schopnosťou plynulo nastavovať nielen výstupné napätie, ale aj prúd, pri ktorom sa ochrana spúšťa.
Základom obvodu je paralelný regulátor alebo nastaviteľná zenerova dióda, tiež s vysokým výkonom. Pomocou takzvaného meracieho odporu sa monitoruje prúd spotrebovaný záťažou.

Niekedy dôjde ku skratu na výstupe stabilizátora alebo záťažový prúd prekročí nastavenú hodnotu. V tomto prípade napätie na rezistore R2 klesne a tranzistor VT2 sa otvorí. Dochádza tiež k súčasnému otvoreniu tranzistora VT3, ktorý posúva zdroj referenčného napätia. Výsledkom je zníženie výstupného napätia na takmer nulovú úroveň a riadiaci tranzistor je chránený pred prúdovým preťažením. Na nastavenie presnej prahovej hodnoty prúdovej ochrany sa používa trimovací odpor R3, zapojený paralelne s odporom R2. Červená farba LED1 indikuje vypnutie ochrany a zelená LED2 indikuje výstupné napätie.

Po správnom zostavení sú obvody výkonných stabilizátorov napätia okamžite uvedené do prevádzky, stačí nastaviť požadovanú hodnotu výstupného napätia. Po zaťažení zariadenia reostat nastaví prúd, pri ktorom sa ochrana spustí. Ak by ochrana mala pracovať pri nižšom prúde, je potrebné zvýšiť hodnotu odporu R2. Napríklad s R2 rovným 0,1 Ohm bude minimálny ochranný prúd asi 8A. Ak naopak potrebujete zvýšiť zaťažovací prúd, mali by ste paralelne zapojiť dva alebo viac tranzistorov, ktorých žiariče majú vyrovnávacie odpory.

Obvod stabilizátora napätia relé 220

Použitie stabilizátora relé, spoľahlivá ochrana zariadení a iné elektronické zariadenia, pre ktoré je štandardná úroveň napätia 220V. Tento stabilizátor napätia je 220V, ktorého obvod je známy každému. Je veľmi populárny vďaka jednoduchosti jeho dizajnu.

Pre správne fungovanie tohto zariadenia je potrebné preštudovať jeho konštrukciu a princíp fungovania. Každý reléový stabilizátor pozostáva z automatického transformátora a elektronického obvodu, ktorý riadi jeho činnosť. Okrem toho je v robustnom kryte umiestnené relé. Toto zariadenie patrí do kategórie zosilňovačov napätia, to znamená, že pridáva prúd iba v prípade nízkeho napätia.

Pridanie požadovaného počtu voltov sa vykonáva pripojením vinutia transformátora. Na prevádzku sa zvyčajne používajú 4 vinutia. Ak je prúd v elektrickej sieti príliš vysoký, transformátor automaticky zníži napätie na požadovanú hodnotu. Dizajn je možné doplniť ďalšími prvkami, napríklad displejom.

Reléový stabilizátor napätia má teda veľmi jednoduchý princíp činnosti. Prúd sa meria elektronickým obvodom, potom sa po obdržaní výsledkov porovnáva s výstupným prúdom. Výsledný rozdiel napätia je regulovaný nezávisle výberom požadovaného vinutia. Ďalej je relé pripojené a napätie dosiahne požadovanú úroveň.

Stabilizátor napätia a prúdu na LM2576

Moderný život zahŕňa neustále používanie rôznych technológií a niektoré oblasti sú bez nich jednoducho nemysliteľné. Prirodzene, každý chce, aby životnosť takýchto zariadení bola maximálna, niektorí na tento účel kupujú iba produkty slávnych značiek pre väčšiu spoľahlivosť. Vysoké náklady však nie vždy zaručujú bezpečnosť v kritických prevádzkových podmienkach. Patria sem náhle zmeny sieťového napätia. To platí najmä pre tie kategórie domácich spotrebičov, ktoré vyžadujú trvalé pripojenie k sieti, napríklad chladnička.

Aby ste sa ochránili pred nepríjemnými následkami takýchto prepätí, môžete získať špeciálne technické zariadenie, ktoré stabilizuje výstupný prúd. Na reguláciu napätia sa používajú dva spôsoby:

1. Mechanické. Pre túto metódu sa používa lineárny stabilizátor pozostávajúci z 2 kolien a reostatu, ktorý ich spája. Napätie je privádzané do prvého kolena a prenášané cez reostat do druhého, ktorý distribuuje tok ďalej. Táto metóda je účinná, keď je malý rozdiel medzi vstupným a výstupným prúdom, v iných prípadoch sa účinnosť znižuje.

2. Pulz. Konštrukcia stabilizátora obsahuje spínač, ktorý periodicky prerušuje obvod na určitý čas. To umožňuje dodávať prúd po častiach a rovnomerne ho akumulovať v kondenzátore. Po úplnom nabití kondenzátora sa do zariadení dodáva vyrovnaný prietok bez prepätia.

Hlavnou nevýhodou tejto metódy je nemožnosť nastaviť konkrétnu hodnotu parametra. Preto, ak sa rozhodnete zostaviť stabilizátor napätia 220V vlastnými rukami, musíte sa zamerať na mechanickú metódu. Na vytvorenie jednoduchého lineárneho jednofázového ekvalizéra prúdu budete potrebovať:

• transformátor;
• Kondenzátory;
• Rezistory;
• dióda;
• Drôty, ktoré spoja mikroobvody.

Transformátor je dvojica cievok, ktoré tvoria indukčnú elektromagnetickú väzbu, t.j. po dosiahnutí primárneho vinutia ho prúd nabije a výsledné elektromagnetické pole nabije druhú cievku. Tento vzťah medzi napätím (U), prúdom (I) a počtom závitov (N) na oboch vinutiach je vyjadrený vzorcom:

I2/I1 = N2/N1 = U2/U1

Samotné indukčné cievky nájdete v každom elektropredajni. Počet závitov na prvom by nemal byť nižší ako 2000. Meraním napätia v sieti môžete vypočítať požadované množstvo zapne sekundárne vinutie. Napríklad skutočné napätie je 198 V, potom by mala mať druhá cievka x/2000 = 220/198 = 2223 závitov. Generovaný prúd sa určuje pomocou rovnakého princípu. Podľa tejto schémy s prudkým nárastom výkonu na vstupe sa napätie úmerne zvýši na výstupe. Preto na reguláciu takýchto situácií je potrebný reostat na zmenu odporu siete. Na čipe stabilizátora je vyznačená dráha, po ktorej prúdi prúd za transformátorom.

Z transformátora je prúd vyvedený do kondenzátorov rovnakej kapacity na akumuláciu a vyrovnanie toku bude potrebných približne 16 z nich. Ďalej musia byť kondenzátory pripojené k reostatu. Jeho odpor pri napätí 220 V a prúde 4,75 A (priemerná hodnota rozsahu 4,5-5 A) za transformátorom by mal byť 46 Ohmov. Ak chcete vyrovnať napätie čo najhladšie, môžete nainštalovať niekoľko reostatov, ktoré rozložia odpor rovnomerne na každý z nich. Potom, čo obvod prejde cez reostaty, je opäť zapojený do jedného prúdu a nasleduje diódu, ktorá je pripojená priamo k výstupu.

Tieto operácie sa vzťahujú na drôt s fázou, nula sa priamo prenáša do zásuvky. Takéto stabilizátory sú najvhodnejšie pre podmienky konštantného napätia a sú zostavené na základe parametrov konkrétneho zariadenia, čo výrazne zvyšuje účinnosť zariadenia.

Rozdiel v dodávanom napätí od referenčného 220 V môže byť spôsobený ako kvalitou transformátorov a vodičov, tak aj vzdialenosťou spotrebiteľa od distribučného zariadenia. Tiež jeden z dôležité faktory faktory ovplyvňujúce stabilitu napätia sú fyzické opotrebovanie a preťaženie elektrického vedenia. To všetko vedie k poklesu a prepätiu napätia, čo negatívne ovplyvňuje všetky elektrické spotrebiče bez výnimky.

Tento problém riešia stabilizátory napätia 220 V. Obvody takýchto zariadení vám umožňujú vyhladiť prepätia v sieti a získať stabilný výstup 220 V s malou prípustnou chybou. Zároveň nie je potrebné kupovať takéto zariadenie - ak si želáte a máte minimálne znalosti o obvodoch, môžete si ho zostaviť vlastnými rukami doma.

Druhy stabilizátorov

Všetky priemyselné vzory takýchto zariadení možno rozdeliť do dvoch veľkých skupín:

• elektromechanické;
• pulzný.

Elektromechanické

Prevádzka elektromechanických zariadení je založená na servopohone, ktorý je schopný meniť počet závitov vinutia (a tým aj výstupné napätie) pohybom vodivého posúvača pozdĺž reostatu. Takéto zariadenia sú lacnejšie ako všetky ostatné modely a majú veľmi dobrý stabilizačný výkon. Je však pravdepodobnejšie, že sa zlomia kvôli prítomnosti mnohých mechanických častí.

Ich hlavnou nevýhodou je ale rýchlosť odozvy. Vzhľadom na to, že pohon nepohne zberačom prúdu okamžite, oneskorenie stabilizácie môže byť až 0,1 sekundy, čo je katastrofálne dlhé pre zariadenia citlivé na rozdiely. Inými slovami, takýto stabilizátor jednoducho nemusí mať čas na ochranu modernej elektroniky. Navyše, vzhľadom na prítomnosť mechanických častí je reprodukovanie takéhoto zariadenia doma netriviálnou úlohou.

Pulz

Stabilizátory sa nazývajú impulzné stabilizátory, ktorých činnosť je založená na princípe akumulácie prúdu a jeho distribúcie k spotrebiteľovi po fragmentoch - impulzoch. Tieto časové intervaly umožňujú systému akumulovať požadovaný prúd a potom poskytovať stabilizovaný výkon. Medzi takéto zariadenia patria aj zariadenia, ktorých činnosť je založená na triakoch a tyristoroch.

Takéto zariadenia sú drahšie ako ich elektromechanické náprotivky, ale sú tiež oveľa spoľahlivejšie - neexistujú žiadne trenie alebo pohyblivé časti, čo znamená, že v skutočnosti nie je čo zlomiť. Pravda, ich stabilizačné ukazovatele sú horšie - sú schopné len proporcionálne zvyšovať alebo znižovať vstupné ukazovatele. Rýchlosť odozvy je však až 20 milisekúnd a to stačí na ochranu aj tých najcitlivejších domácich elektrospotrebičov. Okrem toho je možné takéto zariadenie zostaviť vlastnými rukami, ktoré majú potrebnú zručnosť a základňu prvkov.

Okrem separácie podľa princípu stabilizácie existuje separácia na jedno- a trojfázové zariadenia. Ale vzhľadom na to, že doma sa zvyčajne používa jednofázové napájanie, neberieme do úvahy trojfázové zariadenia.

Obvod stabilizátora napätia pre 220 V

V obvode, ktorý budeme považovať za príklad vytvorenia stabilizátora vlastnými rukami, sa používajú triaky. Vďaka dobre zvolenému elementová základňa, bude toto zariadenie schopné poskytovať stabilný výkon pri napájaní od 130 do 270 V a vydrží pripojenie záťaže až 6 kW. Najdôležitejšia je však rýchlosť odozvy – asi 10 ms! Tu je schéma zapojenia budúceho stabilizátora napätia 220 V:

Napriek zjavnej zložitosti obvodu stabilizátora napätia 220 V by pri výrobe takéhoto zariadenia vlastnými rukami nemali byť žiadne problémy, ak máte aspoň základné znalosti v elektrotechnike. Takže zoznam komponentov potrebných na úspešnú montáž:

• Pohonná jednotka;
• Usmerňovač (korekcia amplitúdy napätia);
• Ovládač a komparátor;
• Stupeň zosilňovača;
• oneskorenie zapnutia záťaže;
• Automatický transformátor;
• kľúče;
• Vypínač s funkciou poistky.

Budete tiež potrebovať vodiče na spojovacie prvky a navíjacie transformátory, dosku s plošnými spojmi na zostavenie obvodu a nástroje - spájkovačku, spájku a pinzetu.

Proces výroby stabilizátora 220 V vlastnými rukami

Najprv si treba zobrať kúsok fóliovej DPS vhodnej veľkosti (cca 120×90 mm) na výrobu vytlačená obvodová doska. Samotný diagram je možné preniesť do roviny pomocou žehličky a schémy zapojenia vytlačenej na papieri:

Po získaní potrebnej architektúry môžete začať navíjať transformátory (môžete si kúpiť hotové TPK-2-2, 12V a zapojiť ich do série, ale môžete si to vyrobiť sami). Na navinutie každého transu budete potrebovať magnetické jadro s prierezom 1,87 cm 2 a tri drôty. Prvé vinutie je 8669 závitov drôtu s prierezom 0,064 mm. Ďalšie dve vinutia sú vyrobené z drôtu s plochou prierezu 0,185 mm a každé z nich bude obsahovať 522 závitov.

Druhý transformátor je iný - je namontovaný na toroidnom magnetickom jadre, ale počet závitov už bude 455. Druhý transformátorový blok musí obsahovať 7 odbočiek a ak pre prvé tri stačí drôt 3 mm 2, potom pre zvyšok je potrebné použiť zbernicu s prierezom najmenej 18 mm 2. Tým sa zabráni zahrievaniu zariadenia pri prevádzke a zvýši sa celková bezpečnosť.

Po zložení transformátorov musia byť zapojené do série podľa schémy nižšie:

Zvyšné komponenty na montáž je potrebné dokúpiť. Po získaní všetkého, čo potrebujete, môžete začať s montážou zariadenia podľa princípu elektrická schéma. Je dôležité mať na pamäti, že čip regulátora a triaky musia byť namontované na chladič pomocou tepelne vodivej pasty alebo lepidla.

Spojením všetkých prvkov získate spoľahlivé a kvalitné zariadenie s vlastnosťami, ktoré uspokoja všetky potreby domácnosti bežnej obytnej budovy.

Ak je pre vás takýto obvod komplikovaný, je lepšie zvoliť inú verziu domáceho stabilizátora, napríklad typ relé. Obvod takéhoto stabilizátora 220 V nie je taký zložitý ako obvod triakovej verzie a zvyčajne sa uvádza ako príklad vo všetkých časopisoch pre rádioamatérov:

Obvod je jednoduchý a obsahuje 3 stabilizačné bloky, s rôznymi prahovými hodnotami napätia. Každý z nich pozostáva zo zenerovej diódy a rezistorov. Okrem blokov obsahuje obvod dva tranzistorové spínače, ktoré ovládajú elektromagnetické relé. Vďaka svojej jednoduchosti a relatívnej spoľahlivosti bude takéto zariadenie vynikajúcou alternatívou k zložitejším zariadeniam.

Výhody a nevýhody domáceho stabilizátora

Medzi pozitívne aspekty takéhoto zariadenia stojí za zmienku:

• Pomerne vysoké miery stabilizácie, dostatočné pre domáce potreby;
• Nízka cena v porovnaní s továrenskými zariadeniami;
• Dostupnosť vlastnej opravy.

Okrem svojich výhod však bude mať takýto stabilizátor aj niekoľko nevýhod:

• Montáž vlastnými rukami má nižšiu kvalitu ako továrenská montáž (spájkovanie, navíjacie transformátory atď.);
• Komplexné a starostlivé nastavenie hotového zariadenia;
• Neschopnosť získať presné údaje o stabilizácii z dôvodu nedostatku špeciálneho vybavenia.

Na záver by som chcel povedať, že ak nemáte aspoň základné zručnosti v oblasti navrhovania obvodov a skúsenosti s spájkovaním rádiových komponentov, nemali by ste vykonávať montáž takéhoto zariadenia, pretože ide o zodpovedný a dôležitý uzol v elektrotechnike. sieť domu, od ktorej závisí bezpečnosť všetkých elektrických spotrebičov.

Základné údaje o konštrukcii stabilizátora napätia sú v tomto video: