Ako zostaviť stabilizátor napätia vlastnými rukami. Stabilizátor napätia - ako to urobiť sami. Video Jednoduchý obvod stabilizátora napätia pre 220V

Moderný život zahŕňa neustále používanie rôznych technológií a niektoré oblasti sú bez toho 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 túto kategóriu domáce prístroje, čo znamená trvalé pripojenie k sieti, napríklad chladničky.

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.

Často pre bezpečné používanie, napríklad TV, zvyčajne v vidiecke oblasti, potrebujú jednu fázu stabilizátor napätia 220V, ktorý pri výraznom znížení napätia v elektrickej sieti vytvára na svojom výstupe menovité výstupné napätie 220 voltov.

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

V tomto článku uvádzame príklad jednej z možností takéhoto zariadenia. Obvod stabilizátora má v závislosti od aktuálneho napätia v sieti 4 rozsahy automatického nastavenia výstupného napätia. To prispelo k výraznému rozšíreniu stabilizačných limitov 160...250 voltov. A pri tom všetkom je výstupné napätie zabezpečené v normálnych medziach (220V +/- 5%).

Popis činnosti jednofázového stabilizátora napätia 220 voltov

IN elektrická schéma Zariadenie obsahuje 3 prahové bloky vyrobené podľa princípu pozostávajúce zo zenerovej diódy a rezistorov (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 DC napätie pre celú schému. Kapacity C1 a C3 sú navrhnuté tak, aby absorbovali menšie napäťové rázy v sieti. Kondenzátor C4 a odpor R4 sú prvky „zachytenia iskier“. Aby sa predišlo samoindukčným rázom napätia, do obvodu vo vinutí relé boli pridané dve diódy VD4 a VD7, keď sú vypnuté.

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

V skutočnosti je však potrebné brať do úvahy rozptyl parametrov rádiových komponentov a nestabilitu transformačného pomeru transformátora pri rôznych zaťaženiach. 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.

Fázy činnosti stabilizátora:

1. Keď je sieťové napätie 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 obrázku schematický diagram. Napätie na záťaži sa rovná sieťovému napätiu plus posilňovaciemu napätiu odstránenému z vinutí II a III transformátora T1.

2. Ak je napätie siete 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 činnosť relé K1. V dôsledku poklesu napätia na R6 sa otvorí tranzistor VT2. Tento tranzistor zase zapína relé K2 a skupina kontaktov K2.1 spína vinutie II (zosilňovač napätia)

3. Ak je napätie siete v rozmedzí 205...225 voltov, potom je zenerova dióda VD1 už v otvorenom stave. To vedie k otvoreniu tranzistora VT1, a preto je druhý prahový blok a podľa toho aj tranzistor VT2 vypnutý. Relé K2 je vypnuté. Súčasne sú zapnuté relé K1 a skupina kontaktov K1.1. sa presunie do inej polohy, v ktorej nie sú zapojené vinutia II a III a preto výstupné napätie bude rovnaké ako na vstupe.

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

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

Namiesto KS218Zh (VD5) je možné použiť zenerove diódy KS220Zh. Táto zenerova dióda musí mať určite dve anódy, pretože v rozsahu sieťové napätie 225...245 voltov, keď sa otvorí zenerova dióda VD6, oba tranzistory sa otvoria, obvod R3 - VD5 obchádza odpor R6 prahového bloku R5-VD6-R6. Aby sa eliminoval posunovací efekt, zenerova dióda VD5 musí mať dve anódy.

Zenerova dióda VD5 pre napätie nie viac ako 20V. Zenerova dióda VD1 - KS220Zh (22 V); je možné zostaviť obvod dvoch zenerových diód - D811 a D810. Zenerova dióda KS222Zh (VD6) pre 24 voltov. Môže byť nahradený obvodom zenerových diód D813 a D810. Tranzistory zo série. Relé K1 a K2 - REN34, pas HP4.500.000-01.

Transformátor je namontovaný na magnetickom jadre OL50/80-25 z ocele E360 (alebo E350). Páska má hrúbku 0,08 mm. Vinutie I - 2400 otáčok navinutých drôtom PETV-2 0,355 (pre menovité napätie 220V). 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 zohľadnila záťaž na transformátore T1.

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

Predísť takýmto nepríjemným následkom je možné pomocou stabilizátora, ktorý udržiava výstupné napätie v požadovaných medziach pre záťaž a ak to nie je možné, vypne ho.

Navrhované zariadenie je veľmi sľubný dizajn, v ktorom 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 (s. 33-36)
časopis „RÁDIO“. 2005. č. 12 (s. 45)
časopis „RÁDIO“. 2006. č. 04 (s. 33)

V dôsledku nestability napätia v sieti v moskovskom regióne zlyhala chladnička. Kontrola napätia počas dňa odhalila jeho zmeny zo 150 na 250 V. V dôsledku toho som sa zaoberal otázkou nákupu stabilizátora. Keď som sa pozrel na ceny hotových výrobkov, bol som šokovaný. Začal som hľadať schémy v literatúre a na internete.

Mikrokontrolérom riadený stabilizátor s takmer vhodnými parametrami je popísaný v. Ale on výstupný výkon nie je dostatočne vysoká, spínanie záťaže závisí nielen od amplitúdy, ale aj od frekvencie sieťového napätia. Preto bolo rozhodnuté vytvoriť vlastný dizajn stabilizátora, ktorý tieto nevýhody nemá.

Navrhovaný stabilizátor nepoužíva mikrokontrolér, čo ho sprístupňuje širšiemu okruhu rádioamatérov. Necitlivosť na frekvenciu sieťového napätia umožňuje jeho použitie v poľných podmienkach, keď 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 (odpojenia) záťaže, ms: 10

Zariadenie obsahuje tieto komponenty: Napájanie na prvkoch T1, VD1, DA1, C2, C5. Načítajte jednotku oneskorenia zapnutia C1, VT1-VT3, R1-R5. Usmerňovač na meranie amplitúdy napätia siete VD2, C2 s deličom R13, R14 a zenerovou diódou VD3. Napäťový komparátor DA2, DA3, R15-R39. Logický radič založený na čipoch DD1-DD5. Zosilňovače na báze tranzistorov VT4-VT12 s rezistormi obmedzujúcimi prúd R40-R48. Indikačné LED HL1-HL9, sedem optočlenových spínačov obsahujúcich optosimistory U1-U7, odpory R6-R12, triaky VS1-VS7. Sieťové napätie je pripojené k príslušnému odbočovaču vinutia autotransformátora T2 cez automatický poistkový spínač 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 prechodných procesov sa spustí 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 napätiu siete, je privádzané na neinvertujúce vstupy ôsmich komparátorov (čipy DA2, DA3). Invertujúce vstupy týchto komparátorov prijímajú konštantné referenčné napätie z odporového deliča R15-R23. Signály z výstupov komparátorov sú spracované regulátorom pri logické prvky„exkluzívny OR“ (čipy DD1-DD5). Na skupinovej komunikačnej linke Obr. výstupy komparátorov DA2.1-DA2.4 a DA3.1-DA2.3 sú označené číslami 1-7 a výstupy regulátora sú označené písmená A-H. Výstup komparátora DA3.4 nie je súčasťou skupinovej komunikačnej linky.

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

Ak je napätie siete 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, optosimistor U1.2 je otvorený, záťaž je pripojená k hornej svorke vinutia autotransformátora T2 cez otvorený triak VS1.

Ak je napätie siete 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 z horného terminálu vinutia autotransformátora T2 cez otvorený triak VS2.

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

Aby sa zabránilo opakovanému spínaniu záťaže, v prípade kolísania sieťového napätia na prahovej úrovni sa zavedie hysterézia 2-3 V (oneskorenie spínania komparátora) pomocou kladnej spätnej väzby cez R32-R39. Čím väčší je odpor týchto rezistorov, tým menšia je hysterézia.

Ak je sieťové napätie vyššie ako 270 V, výstupy všetkých komparátorov a výstup H regulátora sú na vysokej logickej úrovni. Na ostatných výstupoch regulátora -nízky level. 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 odpojená.

Stabilizátor odoláva núdzovému zvýšeniu sieťového napätia až na 380 V po neobmedzenú dobu. Nápisy zobrazené LED diódami sú podobné tým, ktoré sú opísané v.

Možnosť s jedným výkonovým transformátorom

Konštrukcia a detaily

Stabilizátor je namontovaný vytlačená obvodová doska 90x115 mm z jednostrannej sklolaminátovej fólie.

LED diódy HL1-HL9 sú osadené tak, aby pri inštalácii dosky plošných spojov do puzdra zapadli do príslušných otvorov na prednom paneli zariadenia.

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

Cize diodovy mostik 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. Porovnávací čip Quad LM339N(DA2,DA3), je možné vymeniť domáci analóg K1401SA1. Mikroobvod KR1554LP5(DD1-DD5), možno nahradiť podobným zo série KR1561 A KR561 alebo cudzie 74AC86PC.

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

Trimre rezistory R14, R15 a R23 viacotáčkové drôtové vinutie SP5-2 alebo SP5-3. Pevné rezistory R16-R22 C2-23 s toleranciou najmenej 1%, zvyšok môže byť akýkoľvek s toleranciou 5%, pričom stratový výkon nie je nižší, ako je uvedené v diagrame. Oxidové kondenzátory C1-C3, C5 môžu byť akékoľvek, s kapacitou uvedenou v diagrame a napätím nie nižším, ako je pre ne špecifikované. Zostávajúce kondenzátory C4, C6-C8 sú akékoľvek filmové alebo keramické.

Importované triakové optočleny MOC3041(U1-U7) boli zvolené, pretože obsahujú zabudované regulátory prechodu napätia nulou. 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 maximálny povolený prúd optosimistorov 120 mA. Všetky triaky VS1-VS7 sú inštalované na jednom 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 domácej výroby, 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 sieťovom napätí 220 V by malo byť napätie každého výstupného vinutia 12 V. Namiesto domáceho transformátora T1 môžete použiť dva transformátory TPK-2-2×12V, zapojené do série podľa spôsobu opísaného v, ako je znázornené na obr.

Súbor tlače zariadenia PrintStab-2.lay(možnosť s dvoma transformátormi TPK-2-2×12V) vykonávané pomocou programu Rozloženie sprintu 4.0, ktorý umožňuje vytlačiť dizajn v zrkadlovom obraze a je veľmi vhodný na výrobu dosiek plošných spojov pomocou laserovej tlačiarne a žehličky. Dá sa stiahnuť tu.

Výkonový transformátor

Transformátor T2 6 kW, tiež domácej výroby, navinutý na toroidnom magnetickom jadre s celkovým výkonom 3-4 kW, spôsobom popísaným v. Jeho vinutie obsahuje 455 závitov drôtu PEV-2.

Ohyby 1,2,3 sú navinuté drôtom s priemerom 3 mm. Ohyby 4,5,6,7 sú navinuté zbernicou s prierezom 18,0 mm2 (2 mm x 9 mm). Tento prierez je potrebný, aby sa autotransformátor pri dlhodobej prevádzke nezohrieval.

Kohútiky sú vyrobené z 203, 232, 266, 305, 348 a 398 závitov, počítajúc od spodného vo výstupnom obvode. Sieťové napätie je privádzané do kohútika 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. Ohyby 1,2,3 sú navinuté drôtom s priemerom 2 mm. Ohyby 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 by mal byť znížený na 20 A. Pred záťažou je vhodné nainštalovať dodatočný 10 A 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 autotransformátorov podľa ich celkové rozmery 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 (časť 6,1 mm2). 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 dva voltmetre. Je potrebné nastaviť prahy spínania záťaže a uistiť sa, že výstupné napätie stabilizátora je v medziach prijateľných 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 (prahy spínania a odpájania záťaže).

Namiesto orezávacích odporov R15 a R23 sú dočasne inštalované trvalé 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 pomocou trimovacieho rezistora R14 nastavte napätie U6 na 3,5 V a zmerajte ho digitálnym voltmetrom. Potom znížte napätie LATR-a do 130 V a zmerajte napätie U1. Nech je to napríklad 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= U1/I=1,6/0,1583=10,107 kOhm,
R23= (Upit – U6 –∆U)/I=(6–3,5–0,3166)/0,1588=13,792 kOhm , kde Upit je stabilizačné napätie mikroobvodu DA1. Výpočet je približný, pretože nezohľadňuje vplyv rezistorov R32-R39, ale jeho presnosť je dostatočná na praktické nastavenie stabilizátora.

Program na výpočet R8, R16 a spínanie hraničných napätí si môžete stiahnuť v prílohách.

Ďalej 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 späť. Súčasné rozsvietenie dvoch alebo viacerých LED indikuje poruchu jedného z mikroobvodov DA2, DA3, DD1-DD5. Chybný mikroobvod musí byť vymenený, takže je vhodnejšie inštalovať panely skôr ako samotné mikroobvody na doske.

Po uistení sa, že mikroobvody sú v dobrom stave, pripojte 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-tom vstupe na T1, musíte sa uistiť, že LED HL1 bliká pri napätí pod 130 V, postupná aktivácia LED HL2 - HL8 pri prekročení spínacích prahov uvedených vyššie a tiež HL9 bliká pri napätí nad 270 V.

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

Inštaláciu stabilizátora je vhodné dokončiť pripojením k napätiu 380 V na niekoľko hodín.

Počas prevádzky niekoľkých kópií stabilizátorov rôzneho výkonu (asi šesť mesiacov) nedošlo k žiadnym poruchám alebo poruchám v ich prevádzke. Nevyskytli sa žiadne poruchy zariadení napájaných cez ne v dôsledku nestabilného sieťového napätia.

Literatúra

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

Výpočet autotransformátoru

Stator sa vám podarilo z motora vybrať, no neviete, z akého materiálu je vyrobený. Vo všeobecnosti pri výpočte jadier s výkonom nad 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 podložky (v mojom prípade som na toroidné jadro vyrobil kartónové podložky). Teraz navinieme 50 závitov drôtu s priemerom 0,5-1 mm. Na merania budeme potrebovať ampérmeter s limitom merania približne 5 ampérov, voltmeter striedavého napätia a LATR.MS Excel

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

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

Kohútik č.1 – 128,5 V x 0,48 V = 62 Vit
Kohútik č.2 – 147 V x 0,48 V = 71 Vit
Kohútik č.3 – 168 V x 0,48 V = 81 Vit
Kohútik č.4 – 192 V x 0,48 V = 92 Vit
Kohútik č.5 – 220 V x 0,48 V = 106 Vit(odstráni sa z neho aj napätie na záťaži)
Kohútik č.6 – 251,5 V x 0,48 V = 121 Vit
Kohútik č.7 – 287,5 V x 0,48 V = 138 Vit(celkový počet otáčok autotransformátora)

To je celý problém!

Modernizácia

Páčilo sa mi to.

Napätie domácej elektrickej siete je často nízke, nikdy nedosahuje bežných 220 V. V takejto situácii sa chladnička zle naštartuje, osvetlenie je slabé a voda v rýchlovarnej kanvici dlho nevrie. Výkon zastaraného stabilizátora napätia určeného na napájanie čiernobieleho (elektrónkového) televízora je zvyčajne nedostatočný pre všetky ostatné domáce prístroje, a napätie v sieti často klesne pod to, čo je pre takýto stabilizátor prípustné.

Je známy jednoduchý spôsob zvýšenia napätia v sieti pomocou transformátora s výkonom výrazne menším ako je výkon záťaže. Primárne vinutie transformátora je pripojené priamo k sieti a záťaž je zapojená do série so sekundárnym (klesajúcim) vinutím transformátora. Pri vhodnom fázovaní sa napätie na záťaži bude rovnať súčtu sieťového napätia a napätia odstráneného z transformátora.

Obvod stabilizátora sieťového napätia fungujúce na tomto princípe je znázornené na obr. 1. Keď je tranzistor VT2 s efektom poľa pripojený k uhlopriečke diódového mostíka VD2 zatvorený, vinutie I (primárne) transformátora T1 je odpojené od siete. Napätie záťaže sa takmer rovná sieťovému napätiu mínus malý pokles napätia na vinutí II (sekundárne) transformátora T1. Ak otvoríte tranzistor s efektom poľa, výkonový obvod primárneho vinutia transformátora sa uzavrie a na záťaž sa použije súčet napätia jeho sekundárneho vinutia a sieťového napätia.

Ryža. 1 Obvod stabilizátora napätia

Záťažové napätie, redukované transformátorom T2 a usmernené diódovým mostíkom VD1, sa privádza na bázu tranzistora VT1. Trimrový odpor R1 musí byť nastavený do polohy, v ktorej je tranzistor VT1 otvorený a VT2 zatvorený, ak je záťažové napätie väčšie ako menovité napätie (220 V). Keď je napätie nižšie ako menovité napätie, tranzistor VT1 sa zatvorí a VT2 sa otvorí. Takto organizovaná negatívna I spätná väzba udržuje napätie záťaže približne rovnaké ako menovité napätie

Napätie usmernené mostíkom VD1 sa používa aj na napájanie kolektorového obvodu tranzistora VT1 (cez integrovaný stabilizátor DA1). Obvod C5R6 potláča nežiaduce rázy v kolektorovom napätí tranzistora VT2. Kondenzátor C1 znižuje rušenie vstupujúce do siete počas prevádzky stabilizátora. Rezistory R3 a R5 sú zvolené tak, aby sa dosiahla najlepšia a najstabilnejšia stabilizácia napätia. Spínač SA1 zapína a vypína stabilizátor spolu so záťažou. Zatvorením spínača SA2 sa automatika vypne, čím sa napätie na záťaži udržiava nezmenené. V tomto prípade sa stáva maximálnym možným pri danom sieťovom napätí.

Väčšina častí stabilizátora je namontovaná na doske s plošnými spojmi znázornenej na obr. 2. Ostatné sú s ním spojené v bodoch A-D.

Výber náhradného diódového mostíka KTs405A(VD2), je potrebné mať na pamäti, že musí byť navrhnutý pre napätie najmenej 600 V a prúd rovný maximálnemu zaťažovaciemu prúdu vydelenému transformačným pomerom transformátora T1. Požiadavky na mostík VD1 sú skromnejšie: napätie a prúd - najmenej 50 V a 50 mA

Ryža. 2 Inštalácia PCB

Tranzistor KT972A možno nahradiť KT815B,a IRF840- zapnuté IRF740. Tranzistor s efektom poľa má chladič s rozmermi 50x40 mm.

Transformátor T1 „na zvýšenie napätia“ je vyrobený z transformátora ST-320, ktorý bol použitý v napájacích zdrojoch BP-1 pre televízory ULPCT-59. Transformátor sa rozoberie a sekundárne vinutia sa opatrne navinú, pričom primárne vinutia zostanú nedotknuté. Nové sekundárne vinutia (identické na oboch cievkach) sú navinuté smaltovaným medeným drôtom (PEL alebo PEV) v súlade s údajmi uvedenými v tabuľke. Čím viac klesne napätie v sieti, tým viac závitov je potrebných a tým nižší je povolený výkon záťaže.

Po previnutí a zložení transformátora sa prepojkou prepoja vývody 2 a 2" polovíc primárneho vinutia, umiestnených na rôznych jadrách magnetického obvodu. Polovice sekundárneho vinutia musia byť zapojené do série tak, aby ich súčet napätie je maximálne (pri nesprávnom zapojení sa bude blížiť k nule Maximálne celkové napätie sekundárneho vinutia a siete musí určiť, ktorý zo zostávajúcich voľných svoriek tohto vinutia má byť pripojený na svorku 1 primárneho). k nákladu.

Transformátor T2 - akýkoľvek sieťový transformátor s napätím na sekundárnom vinutí blízkym tomu, ktoré je uvedené v diagrame, s prúdom spotrebovaným z tohto vinutia 5O...1OOmA.

Tabuľka 1

Po pripojení zmontovaného stabilizátora do siete pomocou trimovacieho rezistora R1 nastavte napätie záťaže na 220 V. Treba brať do úvahy, že popísané zariadenie neodstraňuje výkyvy sieťového napätia, ak prekročí 220 V alebo klesne pod minimálnu hodnotu. akceptované pri výpočte transformátora.

Stabilizátor inštalovaný vo vlhkej miestnosti musí byť umiestnený v uzemnenom kovovom puzdre.

Poznámka: v ťažkých prevádzkových podmienkach stabilizátora môže byť výkon rozptýlený tranzistorom VT2 značne zvýšený. Je to práve toto, a nie výkon transformátora, ktorý môže obmedziť povolený výkon záťaže. Preto je potrebné dbať na dobrý odvod tepla tranzistora.

Zariadenia na stabilizáciu sieťového napätia sa používajú už desaťročia. Mnohé modely sa už dlho nepoužívajú, zatiaľ čo iné ešte nenašli široké uplatnenie, napriek ich vysokým charakteristikám. Obvod regulátora napätia nie je nič príliš zložité. Princíp činnosti a základné parametre rôznych stabilizátorov by mali byť známe tým, ktorí si ešte nevybrali.

Typy stabilizátorov napätia

V súčasnosti sa používajú tieto typy stabilizátorov:

• ferorezonančný;
• Servopohon;
• relé;
• Elektronické;
• Dvojitá konverzia.

Ferorezonančné stabilizátory štrukturálne sú najviac jednoduché zariadenia. Pozostávajú z dvoch tlmiviek a kondenzátora a fungujú na princípe magnetickej rezonancie. Stabilizátory tohto typu sa vyznačujú vysokou rýchlosťou odozvy, veľmi dlhou životnosťou a môžu pracovať v širokom rozsahu vstupných napätí. V súčasnosti ich možno nájsť v zdravotníckych zariadení. V každodennom živote sa prakticky nepoužívajú.

Princíp činnosti servopohonu alebo elektromechanický stabilizátor je založený na zmene hodnoty napätia pomocou autotransformátora. Zariadenie sa vyznačuje výnimočne vysokou presnosťou nastavenia napätia. Zároveň je rýchlosť stabilizácie najnižšia. Elektromechanický stabilizátor môže pracovať s veľmi ťažkým zaťažením.

Stabilizátor relé Vo svojom dizajne má tiež transformátor s deleným vinutím. Vyrovnanie napätia sa vykonáva pomocou skupiny relé, ktoré sa spúšťajú príkazmi z dosky riadenia napätia. Zariadenie má relatívne vysokú rýchlosť stabilizácie, ale presnosť inštalácie je výrazne nižšia kvôli diskrétnemu prepínaniu vinutí.

Elektronický stabilizátor funguje na rovnakom princípe, len sekcie vinutia riadiaceho transformátora sa spínajú nie pomocou relé, ale výkonovými spínačmi na polovodičových zariadeniach. Presnosť elektronických a reléových stabilizátorov je približne rovnaká, ale rýchlosť elektronické zariadenie zreteľne vyššie.

Stabilizátory dvojitej konverzie , na rozdiel od iných modelov nemajú vo svojom dizajne výkonový transformátor. Korekcia napätia sa vykonáva elektronicky. Zariadenia tohto typu sa vyznačujú vysokou rýchlosťou a presnosťou, ale ich cena je oveľa vyššia ako cena iných modelov. Urobte si svojpomocne 220-voltový stabilizátor napätia, napriek svojej zdanlivej zložitosti, môže byť implementovaný presne na princípe meniča.

Elektromechanický stabilizátor

Stabilizátor servopohonu pozostáva z nasledujúcich komponentov:

• Vstupný filter;
• doska na meranie napätia;
• Autotransformátor;
• Servo motor;
• Grafitový posuvný kontakt;
• Indikačná tabuľa.

Činnosť je založená na princípe regulácie napätia zmenou transformačného pomeru. Táto zmena sa vykonáva pohybom grafitového kontaktu pozdĺž bezizolačného vinutia transformátora. Kontakt je posúvaný servomotorom.

Sieťové napätie je privádzané do filtra pozostávajúceho z kondenzátorov a feritových tlmiviek. Jeho úlohou je čo najviac očistiť prichádzajúce napätie od vysokofrekvenčného a impulzného šumu. Doska na meranie napätia má určitú toleranciu. Ak sa do neho zmestí sieťové napätie, okamžite prejde do záťaže.

Ak sa napätie vychýli nad povolenú hranicu, doska merania napätia vyšle príkaz do riadiacej jednotky servomotora, ktorá posunie kontakt v smere zvyšovania alebo znižovania napätia. Akonáhle sa napätie vráti do normálu, servomotor sa zastaví. Ak je sieťové napätie nestabilné a často sa mení, servopohon môže vykonávať proces regulácie takmer neustále.

Schéma zapojenia stabilizátora napätia s nízkym výkonom nie je komplikovaná, pretože na tele sú nainštalované zásuvky a pripojenie k sieti sa vykonáva pomocou kábla a zástrčky. Na výkonnejších zariadeniach sa sieť a záťaž pripájajú pomocou skrutkovacieho konektora.

Stabilizátor relé

Reléový stabilizátor má takmer rovnakú sadu hlavných komponentov:

• sieťový filter;
• Riadiaca a riadiaca rada;
• transformátor;
• Elektromechanický reléový blok;
• Zobrazovacie zariadenie.

V tomto dizajne sa korekcia napätia vykonáva v krokoch pomocou relé. Vinutie transformátora je rozdelené na niekoľko samostatných sekcií, z ktorých každá má kohútik. Stabilizátor napätia relé má niekoľko stupňov regulácie, ktorých počet je určený počtom inštalovaných relé.

Spojenie sekcií vinutia a následne zmena napätia sa môže uskutočniť buď analógovo alebo digitálne. Riadiaca doska v závislosti od zmien vstupného napätia pripája potrebný počet relé, aby sa zabezpečilo výstupné napätie zodpovedajúce tolerancii. majú najnižšiu cenu spomedzi týchto zariadení.

Príklad obvodu stabilizátora relé

Ďalší obvod stabilizátora typu relé

Elektronický stabilizátor

Schematický diagram stabilizátora napätia tohto typu má len malé rozdiely od konštrukcie s elektromagnetickými relé:

• sieťový filter;
• Meracia a riadiaca doska napätia;
• transformátor;
• Blok výkonových elektronických kľúčov;
• Indikačná tabuľa.

Princíp činnosti sa nelíši od princípu činnosti reléového zariadenia. Jediným rozdielom je použitie elektronických kľúčov namiesto relé. Kľúčmi sú riadené polovodičové ventily - tyristory a triaky. Každý z nich má riadiacu elektródu, privedením napätia, na ktoré je možné ventil otvoriť. V tomto momente sa prepnú vinutia a zmení sa napätie na výstupe stabilizátora. Stabilizátor má dobré parametre a vysokú spoľahlivosť. Rozsiahlej distribúcii bránia vysoké náklady na zariadenie.

Stabilizátor dvojitej konverzie

Toto zariadenie, nazývané aj vďaka svojmu dizajnu a technické riešenia, je úplne odlišný od všetkých ostatných modelov. Chýba mu transformátor a spínacie prvky. Jeho činnosť je založená na princípe dvojitej konverzie napätia. Zo striedavého napätia na jednosmerné napätie a späť na striedavé napätie.