Aparatele electrocasnice sunt susceptibile la supratensiuni: se uzează mai repede și se defectează. Și în rețea, tensiunea sare adesea, scade sau chiar se întrerupe: acest lucru se datorează distanței de la sursă și imperfecțiunii liniilor electrice.
Pentru alimentarea dispozitivelor cu curent cu caracteristici stabile, în apartamente se folosesc stabilizatoare de tensiune. Indiferent de parametrii curentului introduși în dispozitiv la ieșire, acesta va avea parametri aproape neschimbați.
Un dispozitiv de egalizare a curentului poate fi achiziționat, alegând dintr-o gamă largă (diferențe de putere, principiu de funcționare, control și parametru de tensiune de ieșire). Dar articolul nostru este dedicat modului de a face un stabilizator de tensiune cu propriile mâini. Este justificată munca de casă în acest caz?
Un stabilizator de casă are trei avantaje:
- Ieftinătate. Toate piesele sunt achiziționate separat, iar acest lucru este rentabil în comparație cu aceleași piese, dar deja asamblate într-un singur dispozitiv - un egalizator de curent;
- Posibilitate de reparare bricolaj. Dacă unul dintre elementele stabilizatorului achiziționat eșuează, este puțin probabil să îl puteți înlocui, chiar dacă înțelegeți ingineria electrică. Pur și simplu nu veți găsi nimic cu care să înlocuiți o piesă uzată. Cu un dispozitiv de casă, totul este mai simplu: ați cumpărat inițial toate elementele din magazin. Rămâne doar să mergi din nou acolo și să cumperi ce este spart;
- Reparație ușoară. Dacă ați asamblat singur un convertor de tensiune, atunci îl știți 100%. Și înțelegerea dispozitivului și a funcționării vă va ajuta să identificați rapid cauza defecțiunii stabilizatorului. Odată ce v-ați dat seama, vă puteți repara cu ușurință unitatea de casă.
Stabilizatorul autoprodus are trei dezavantaje serioase:
- Fiabilitate scăzută. La întreprinderile specializate, dispozitivele sunt mai fiabile, deoarece dezvoltarea lor se bazează pe citirile instrumentelor de înaltă precizie, care nu pot fi găsite în viața de zi cu zi;
- Gamă largă de tensiune de ieșire. Dacă stabilizatorii industriali pot produce o tensiune relativ constantă (de exemplu, 215-220V), atunci analogii de casă pot avea o gamă de 2-5 ori mai mare, ceea ce poate fi critic pentru echipamentele care sunt hipersensibile la schimbările de curent;
- Configurare complexă. Dacă cumpărați un stabilizator, atunci etapa de configurare este ocolită; tot ce trebuie să faceți este să conectați dispozitivul și să-i controlați funcționarea. Dacă sunteți creatorul egalizatorului curent, atunci ar trebui să îl configurați și pe acesta. Acest lucru este dificil, chiar dacă ați făcut singur cel mai simplu stabilizator de tensiune.
Egalizator de curent de casă: caracteristici
Stabilizatorul este caracterizat de doi parametri:
- Domeniul permis al tensiunii de intrare (Uin);
- Domeniul permis al tensiunii de ieșire (Uout).
Acest articol discută despre convertorul de curent triac, deoarece este foarte eficient. Pentru aceasta, Uin este 130-270V, iar Uout este 205-230V. Dacă un interval mare de tensiune de intrare este un avantaj, atunci pentru ieșire este un dezavantaj.
Cu toate acestea, pentru aparatele de uz casnic acest interval rămâne acceptabil. Acest lucru este ușor de verificat, deoarece fluctuațiile de tensiune permise sunt supratensiuni și scăderi de cel mult 10%. Și acesta este 22,2 volți în sus sau în jos. Aceasta înseamnă că este permisă schimbarea tensiunii de la 197,8 la 242,2 volți. În comparație cu această gamă, curentul pe stabilizatorul nostru triac este și mai fluid.
Dispozitivul este potrivit pentru conectarea la o linie cu o sarcină de cel mult 6 kW. Se comută în 0,01 secunde.
Proiectarea unui dispozitiv de stabilizare a curentului
Un stabilizator de tensiune de 220 V de casă, a cărui diagramă este prezentată mai sus, include următoarele elemente:
- unitate de putere. Utilizează dispozitivele de stocare C2 și C5, transformatorul de tensiune T1, precum și un comparator (dispozitiv de comparare) DA1 și LED VD1;
- Nod,întârzierea pornirii sarcinii. Pentru a-l asambla veți avea nevoie de rezistențe de la R1 la R5, tranzistoare de la VT1 la VT3, precum și de stocare C1;
- Redresor, măsurând valoarea supratensiunilor și scăderilor de tensiune. Designul său include un LED VD2 cu o diodă zener cu același nume, o unitate C2, un rezistor R14 și R13;
- Comparator. Va necesita rezistente de la R15 la R39 si compararea dispozitivelor DA2 cu DA3;
- Controler de tip logic. Necesită cipuri DD de la 1 la 5;
- Amplificatoare. Vor necesita rezistențe pentru a limita curentul R40-R48, precum și tranzistoare de la VT4 la VT12;
- LED-uri, jucand rolul unui indicator - HL de la 1 la 9;
- Comutatoare optocupler(7) cu triacuri VS de la 1 la 7, rezistențe R de la 6 la 12 și triacuri optocupler U de la 1 la 7;
- Comutator automat cu siguranta QF1;
- Autotransformator T2.
Cum va funcționa acest dispozitiv?
După ce unitatea nodului cu sarcina în așteptare (C1) este conectată la rețea, aceasta este încă descărcată. Tranzistorul VT1 pornește, iar 2 și 3 se închid. Prin acesta din urmă, curentul va curge ulterior către LED-uri și triac-urile optocuplerului. Dar în timp ce tranzistorul este închis, diodele nu dau semnal, iar triacurile sunt încă închise: nu există sarcină. Dar curentul trece deja prin primul rezistor către dispozitivul de stocare, care începe să acumuleze energie.
Procesul descris mai sus durează 3 secunde, după care se declanșează declanșatorul Schmitt, bazat pe tranzistoarele VT 1 și 2, după care este pornit tranzistorul 3. Acum sarcina poate fi considerată deschisă.
Tensiunea de ieșire de la a treia înfășurare a transformatorului de pe sursa de alimentare este egalizată de a doua diodă și condensator. Apoi curentul este direcționat către R13, trece prin R14. În momentul de față, tensiunea este proporțională cu tensiunea din rețea. Apoi curentul este furnizat comparatoarelor neinversoare. Imediat, dispozitivele de comparare inversoare primesc un curent deja egalizat, care este furnizat rezistențelor de la 15 la 23. Apoi este conectat un controler pentru a procesa semnalele de intrare pe dispozitivele de comparație.
Nuanțe de stabilizare în funcție de tensiunea furnizată la intrare
Dacă se introduce o tensiune de până la 130 de volți, atunci la bornele comparatorului este indicat un nivel logic de joasă tensiune (LU). Cel de-al patrulea tranzistor este deschis, iar LED-ul 1 clipește și indică că există o scădere puternică în linie. Trebuie să înțelegeți că stabilizatorul nu este capabil să producă tensiunea necesară. Prin urmare, toate triacurile sunt închise și nu există nicio sarcină.
Dacă tensiunea la intrare este de 130-150 volți, atunci se observă un LU ridicat la semnalele 1 și A, dar pentru alte semnale este încă scăzut. Al cincilea tranzistor se aprinde, a doua diodă se aprinde. Optocupler triac U1.2 și triac VS2 deschis. Sarcina va merge de-a lungul acestuia din urmă și va ajunge de sus la terminalul de înfășurare al celui de-al doilea autotransformator.
Cu o tensiune de intrare de 150-170 volți, se observă un LU ridicat pe semnalele 1, 2 și V; în rest este încă scăzut. Apoi al șaselea tranzistor se pornește și a treia diodă se pornește, VS2 se pornește și curentul este furnizat celui de-al doilea terminal de înfășurare (dacă este numărat de sus) al celui de-al doilea autotransformator.
Funcționarea stabilizatorului este descrisă în același mod la intervalele de tensiune de 170-190V, 190-210V, 210-230V, 230-250V.
Fabricarea PCB-urilor
Pentru un convertor de curent triac, aveți nevoie de o placă de circuit imprimat pe care vor fi amplasate toate elementele. Dimensiunea sa: 11,5 pe 9 cm.Pentru a-l realiza vei avea nevoie de fibra de sticla, acoperita cu folie pe o parte.
Placa poate fi imprimată pe o imprimantă laser, după care se va folosi un fier de călcat. Este convenabil să faci singur o tablă folosind programul Sprint Loyout. O diagramă a plasării elementelor pe acesta este prezentată mai jos.
Cum se fac transformatoare T1 și T2?
Primul transformator T1 cu o putere de 3 kW este fabricat folosind un miez magnetic cu o suprafață în secțiune transversală (CSA) de 187 mp. mm. Și trei fire PEV-2:
- Pentru prima ambalare, PPS este de doar 0,003 metri pătrați. mm. Număr de ture – 8669;
- Pentru a doua și a treia înfășurare, PPS este de numai 0,027 sq. mm. Numărul de ture este de 522 pentru fiecare.
Dacă nu doriți să înfășurați firul, atunci puteți achiziționa două transformatoare TPK-2-2×12V și le puteți conecta în serie, ca în figura de mai jos.
Pentru a realiza un autotransformator cu o a doua putere de 6 kW, veți avea nevoie de un miez magnetic toroidal și un fir PEV-2, din care se va face o înfășurare de 455 de spire. Și aici avem nevoie de coturi (7 bucăți):
- Înfășurarea a 1-3 coturi din sârmă cu PPS 7 sq. mm;
- Înfășurarea a 4-7 coturi din sârmă cu PPS 254 sq. mm.
Ce sa cumpar?
Cumpărați într-un magazin de echipamente electrice și radio (denumirea între paranteze în diagramă):
- 7 triacuri optocupler MOC3041 sau 3061 (U de la 1 la 7);
- 7 triacuri simple BTA41-800B (VS de la 1 la 7);
- 2 LED-uri DF005M sau KTs407A (VD 1 si 2);
- 3 rezistențe SP5-2, 5-3 posibile (R 13, 14, 25);
- Element de egalizare a curentului KR1158EN6A sau B (DA1);
- 2 dispozitive comparatoare LM339N sau K1401CA1 (DA 1 și 2);
- Comutator cu siguranta;
- 4 condensatoare cu peliculă sau ceramică (C 4, 6, 7, 8);
- 4 condensatoare de oxid (C 1, 2, 3, 5);
- 7 rezistențe pentru limitarea curentului, la bornele acestora ar trebui să fie egal cu 16 mA (R de la 41 la 47);
- 30 de rezistențe (oricare) cu o toleranță de 5%;
- 7 rezistente C2-23 cu o toleranta de 1% (R de la 16 la 22).
Caracteristicile de asamblare ale dispozitivului pentru egalizarea tensiunii
Microcircuitul dispozitivului de stabilizare a curentului este instalat pe un radiator, pentru care este potrivită o placă de aluminiu. Suprafața sa nu trebuie să fie mai mică de 15 metri pătrați. cm.
Un radiator cu o suprafață de răcire este, de asemenea, necesar pentru triacuri. Pentru toate cele 7 elemente, este suficient un radiator cu o suprafață de cel puțin 16 metri pătrați. dm.
Pentru ca convertorul de tensiune AC pe care îl producem să funcționeze, veți avea nevoie de un microcontroler. Microcircuitul KR1554LP5 face față perfect rolului său.
Știți deja că puteți găsi 9 diode intermitente în circuit. Toate sunt amplasate pe acesta, astfel încât să se potrivească în găurile care se află pe panoul frontal al dispozitivului. Și dacă corpul stabilizatorului nu permite amplasarea lor, ca în diagramă, atunci îl puteți modifica astfel încât LED-urile să iasă pe partea care vă este convenabilă.
În loc de LED-uri intermitente, pot fi folosite LED-uri care nu clipesc. Dar în acest caz, trebuie să luați diode cu o strălucire roșie strălucitoare. Sunt potrivite elemente ale următoarelor mărci: AL307KM și L1543SRC-E.
Acum știi cum să faci un stabilizator de tensiune de 220 de volți. Și dacă ați fost deja nevoit să faceți ceva similar înainte, atunci această muncă nu vă va fi dificilă. Ca rezultat, puteți economisi câteva mii de ruble la achiziționarea unui stabilizator industrial.
Tensiunea rețelei electrice de acasă este adesea scăzută, neatingând niciodată valoarea normală de 220 V. Într-o astfel de situație, frigiderul nu pornește bine, iluminarea este slabă, iar apa din fierbătorul electric nu fierbe mult timp. Puterea unui stabilizator de tensiune învechit, conceput pentru a alimenta un televizor (tub) alb-negru, este de obicei insuficientă pentru toate celelalte aparate electrocasnice, iar tensiunea rețelei scade adesea sub ceea ce este permis pentru un astfel de stabilizator.
Există o modalitate simplă cunoscută de a crește tensiunea în rețea folosind un transformator cu o putere semnificativ mai mică decât puterea de sarcină. Înfășurarea primară a transformatorului este conectată direct la rețea, iar sarcina este conectată în serie cu înfășurarea secundară (descendente) a transformatorului. Cu o fazare adecvată, tensiunea de pe sarcină va fi egală cu suma tensiunii rețelei și a tensiunii îndepărtate de la transformator.
Circuit stabilizator de tensiune de rețea care funcționează pe acest principiu este prezentat în fig. 1. Când tranzistorul cu efect de câmp VT2 conectat la diagonala punții de diode VD2 este închis, înfășurarea I (primar) a transformatorului T1 este deconectată de la rețea. Tensiunea de sarcină este aproape egală cu tensiunea rețelei minus o mică cădere de tensiune pe înfășurarea II (secundar) a transformatorului T1. Dacă deschideți tranzistorul cu efect de câmp, circuitul de putere al înfășurării primare a transformatorului va fi închis și suma tensiunii înfășurării sale secundare și a tensiunii de rețea va fi aplicată sarcinii.
Orez. 1 Circuit stabilizator de tensiune
Tensiunea de sarcină, redusă de transformatorul T2 și redresată de puntea de diode VD1, este alimentată la baza tranzistorului VT1. Rezistorul de reglare R1 trebuie setat într-o poziție în care tranzistorul VT1 este deschis și VT2 este închis dacă tensiunea de sarcină este mai mare decât tensiunea nominală (220 V). Când tensiunea este mai mică decât cea nominală, tranzistorul VT1 va fi închis și VT2 va fi deschis. Feedback-ul negativ I organizat în acest fel menține tensiunea de sarcină aproximativ egală cu tensiunea nominală
Tensiunea redresată de puntea VD1 este, de asemenea, utilizată pentru alimentarea circuitului colector al tranzistorului VT1 (prin stabilizatorul integrat DA1). Circuitul C5R6 suprimă supratensiunile nedorite ale sursei de scurgere a tranzistorului VT2. Condensatorul C1 reduce interferența care intră în rețea în timpul funcționării stabilizatorului. Rezistoarele R3 și R5 sunt selectate pentru a obține cea mai bună și mai stabilă stabilizare a tensiunii. Comutatorul SA1 pornește și oprește stabilizatorul împreună cu sarcina. Prin închiderea comutatorului SA2, automatizarea este oprită, ceea ce menține tensiunea pe sarcină neschimbată. În acest caz, devine maximul posibil la o anumită tensiune de rețea.
Majoritatea pieselor stabilizatoare sunt montate pe placa de circuit imprimat prezentată în Fig. 2. Restul sunt conectate la acesta în punctele A-D.
Selectarea unei punți de diode de schimb KTs405A(VD2), trebuie avut în vedere că trebuie să fie proiectat pentru o tensiune de cel puțin 600 V și un curent egal cu curentul maxim de sarcină împărțit la raportul de transformare al transformatorului T1. Cerințele pentru puntea VD1 sunt mai modeste: tensiune și curent - cel puțin 50 V și, respectiv, 50 mA
Orez. 2 Instalare PCB
tranzistor KT972A poate fi înlocuit cu KT815B,A IRF840- pe IRF740. Tranzistorul cu efect de câmp are un radiator de 50x40 mm.
Transformatorul „amplificator de tensiune” T1 este realizat din transformatorul ST-320, care a fost utilizat în sursele de alimentare BP-1 pentru televizoarele ULPCT-59. Transformatorul este dezasamblat și înfășurările secundare sunt înfășurate cu grijă, lăsând intacte înfășurările primare. Noile înfășurări secundare (identice pe ambele bobine) sunt înfășurate cu sârmă de cupru emailat (PEL sau PEV) în conformitate cu datele din tabel. Cu cât tensiunea din rețea scade mai mult, cu atât sunt necesare mai multe ture și cu atât puterea de sarcină admisă este mai mică.
După rebobinarea și asamblarea transformatorului, bornele 2 și 2" ale jumătăților înfășurării primare, situate pe diferite miezuri ale circuitului magnetic, sunt conectate printr-un jumper. Jumătățile înfășurării secundare trebuie conectate în serie, astfel încât totalul lor. tensiunea este maximă (dacă este conectată incorect, va fi aproape de zero). Tensiunea totală maximă a înfășurării secundare și a rețelei trebuie să determine care dintre bornele libere rămase ale acestei înfășurări trebuie conectate la borna 1 a primarului și care la sarcină.
Transformator T2 - orice transformator de retea cu o tensiune pe infasurarea secundara apropiata de cea indicata in schema cu un curent consumat din aceasta infasurare de 5O...1OOmA.
Masa 1
| Tensiune suplimentară, V | 70 | 60 | 50 | 40 | 30 | 20 |
| Puterea maximă de sarcină, kW | 1 | 1.2 | 1.4 | 1,8 | 2,3 | 3,5 |
| Numărul de spire ale înfășurării II | 60+60 | 54+54 | 48+48 | 41+41 | 32+32 | 23+23 |
| Diametrul firului, mm | 1.5 | 1,6 | 1,8 | 2 | 2,2 | 2,8 |
După conectarea stabilizatorului asamblat la rețea, utilizați rezistența de reglare R1 pentru a seta tensiunea de sarcină la 220 V. Trebuie avut în vedere că dispozitivul descris nu elimină fluctuațiile tensiunii de rețea dacă depășește 220 V sau scade sub minimul acceptat la calculul transformatorului.
Un stabilizator instalat într-o încăpere umedă trebuie să fie plasat într-o carcasă metalică împământată.
Notă: în condiții grele de funcționare a stabilizatorului, puterea disipată de tranzistorul VT2 poate fi destul de crescută. Aceasta este, și nu puterea transformatorului, cea care poate limita puterea de sarcină admisă. Prin urmare, trebuie avut grijă pentru a asigura o bună disipare a căldurii a tranzistorului.
În circuitele electrice, există o nevoie constantă de a stabiliza anumiți parametri. În acest scop, se folosesc scheme speciale de control și monitorizare. Precizia acțiunilor de stabilizare depinde de așa-numitul standard, cu care este comparat un parametru specific, de exemplu, tensiunea. Adică, atunci când valoarea parametrului este sub standard, circuitul stabilizator de tensiune va porni controlul și va da o comandă pentru ao crește. Dacă este necesar, se efectuează acțiunea opusă - reducerea.
Acest principiu de funcționare stă la baza controlului automat al tuturor dispozitivelor și sistemelor cunoscute. Stabilizatorii de tensiune funcționează în același mod, în ciuda varietății de circuite și elemente utilizate pentru a le crea.
Circuit stabilizator de tensiune DIY 220V
La funcționarea ideală a rețelelor electrice, valoarea tensiunii ar trebui să se modifice cu cel mult 10% din valoarea nominală, în sus sau în jos. Cu toate acestea, în practică, căderile de tensiune ating valori mult mai mari, ceea ce are un efect extrem de negativ asupra echipamentelor electrice, chiar până la defectare.
Echipamentul special de stabilizare va ajuta la protejarea împotriva unor astfel de probleme. Cu toate acestea, datorită costului său ridicat, utilizarea sa în condiții casnice este în multe cazuri neprofitabilă din punct de vedere economic. Cea mai bună cale de ieșire din situație este un stabilizator de tensiune de 220V de casă, al cărui circuit este destul de simplu și ieftin.
Puteți lua un design industrial ca bază pentru a afla din ce părți este compus. Fiecare stabilizator include un transformator, rezistențe, condensatoare, cabluri de conectare și de conectare. Cel mai simplu este considerat un stabilizator de tensiune alternativă, circuitul căruia funcționează pe principiul unui reostat, crescând sau scăzând rezistența în funcție de puterea curentului. Modelele moderne conțin în plus multe alte funcții care protejează aparatele de uz casnic de supratensiuni.
Dintre modelele de casă, dispozitivele triac sunt considerate cele mai eficiente, așa că acest model va fi considerat ca exemplu. Egalizarea curentului cu acest dispozitiv va fi posibilă cu o tensiune de intrare în intervalul 130-270 volți. Înainte de a începe asamblarea, trebuie să achiziționați un anumit set de elemente și componente. Constă dintr-o sursă de alimentare, redresor, controler, comparator, amplificatoare, LED-uri, autotransformator, unitate de întârziere la pornire a sarcinii, întrerupătoare optocupler, comutator pentru siguranțe. Principalele instrumente de lucru sunt penseta și un fier de lipit.
Pentru a asambla un stabilizator de 220 volțiÎn primul rând, veți avea nevoie de o placă cu circuit imprimat de 11,5x9,0 cm, care trebuie pregătită în prealabil. Se recomandă utilizarea foliei de fibră de sticlă ca material. Dispunerea pieselor este imprimată pe o imprimantă și transferată pe placă folosind un fier de călcat.
Transformatoarele pentru circuit pot fi luate gata făcute sau asamblate singur. Transformatoarele finite trebuie să fie marca TPK-2-2 12V și conectate în serie între ele. Pentru a vă crea primul transformator cu propriile mâini, veți avea nevoie de un miez magnetic cu o secțiune transversală de 1,87 cm2 și 3 cabluri PEV-2. Primul cablu este folosit într-o singură înfășurare. Diametrul acestuia va fi de 0,064 mm, iar numărul de spire va fi de 8669. Firele rămase sunt folosite în alte înfășurări. Diametrul lor va fi deja de 0,185 mm, iar numărul de spire va fi de 522.
Al doilea transformator este realizat pe baza unui miez magnetic toroidal. Înfășurarea sa este realizată din același fir ca în primul caz, dar numărul de spire va fi diferit și va fi de 455. În al doilea dispozitiv se fac șapte robinete. Primele trei sunt realizate din sârmă cu diametrul de 3 mm, iar restul din anvelope cu secțiunea transversală de 18 mm2. Acest lucru previne încălzirea transformatorului în timpul funcționării.
Se recomandă achiziționarea tuturor celorlalte componente gata făcute în magazine specializate. Baza ansamblului este schema de circuit a unui stabilizator de tensiune fabricat din fabrică. În primul rând, este instalat un microcircuit care acționează ca un controler pentru radiatorul. Pentru fabricarea sa se folosește o placă de aluminiu cu o suprafață de peste 15 cm2. Triacurile sunt instalate pe aceeași placă. Radiatorul de căldură destinat instalării trebuie să aibă o suprafață de răcire. După aceasta, LED-urile sunt instalate aici în conformitate cu circuitul sau pe partea conductorilor imprimați. Structura astfel asamblată nu poate fi comparată cu modelele din fabrică nici în ceea ce privește fiabilitatea, nici calitatea muncii. Astfel de stabilizatori sunt utilizați cu aparate de uz casnic care nu necesită parametri precisi de curent și tensiune.
Circuite stabilizatoare de tensiune tranzistoare
Transformatoarele de înaltă calitate utilizate în circuitul electric fac față în mod eficient chiar și la interferențe mari. Ele protejează în mod fiabil aparatele electrocasnice și echipamentele instalate în casă. Un sistem de filtrare personalizat vă permite să faceți față oricăror supratensiuni. Prin controlul tensiunii apar modificări de curent. Frecvența de limitare la intrare crește, iar la ieșire scade. Astfel, curentul din circuit este convertit în două etape.
În primul rând, la intrare este utilizat un tranzistor cu filtru. Urmează începerea lucrărilor. Pentru a finaliza conversia curentului, circuitul folosește un amplificator, cel mai adesea instalat între rezistențe. Din acest motiv, nivelul necesar de temperatură este menținut în dispozitiv.
Circuitul de redresare funcționează după cum urmează. Rectificarea tensiunii alternative de la înfășurarea secundară a transformatorului are loc folosind o punte de diode (VD1-VD4). Netezirea tensiunii este realizată de condensatorul C1, după care intră în sistemul stabilizator de compensare. Acțiunea rezistenței R1 stabilește curentul de stabilizare pe dioda zener VD5. Rezistorul R2 este un rezistor de sarcină. Cu participarea condensatoarelor C2 și C3, tensiunea de alimentare este filtrată.
Valoarea tensiunii de ieșire a stabilizatorului va depinde de elementele VD5 și R1, pentru a căror selecție există un tabel special. VT1 este instalat pe un radiator a cărui suprafață de răcire trebuie să fie de cel puțin 50 cm2. Tranzistorul intern KT829A poate fi înlocuit cu un analog străin BDX53 de la Motorola. Elementele rămase sunt marcate: condensatoare - K50-35, rezistențe - MLT-0,5.
Circuit regulator liniar de tensiune de 12 V
Stabilizatorii liniari folosesc cipuri KREN, precum și LM7805, LM1117 și LM350. Trebuie remarcat faptul că simbolul KREN nu este o abreviere. Aceasta este o abreviere a numelui complet al cipului stabilizator, denumit KR142EN5A. Alte microcircuite de acest tip sunt desemnate în același mod. După abreviere, acest nume arată diferit - KREN142.
Stabilizatorii liniari sau regulatoarele de tensiune DC sunt cele mai comune. Singurul lor dezavantaj este incapacitatea de a funcționa la o tensiune mai mică decât tensiunea de ieșire declarată.
De exemplu, dacă trebuie să obțineți o tensiune de 5 volți la ieșirea LM7805, atunci tensiunea de intrare trebuie să fie de cel puțin 6,5 volți. Când la intrare se aplică mai puțin de 6,5 V, va avea loc o așa-numită cădere de tensiune, iar ieșirea nu va mai avea cei 5 volți declarați. În plus, stabilizatorii liniari devin foarte fierbinți sub sarcină. Această proprietate stă la baza principiului funcționării lor. Adică, tensiunea mai mare decât cea stabilizată este transformată în căldură. De exemplu, atunci când se aplică o tensiune de 12V la intrarea microcircuitului LM7805, atunci 7 dintre ele vor fi folosite pentru a încălzi carcasa și doar 5V necesari vor merge către consumator. În timpul procesului de transformare, are loc o încălzire atât de puternică încât acest microcircuit se va arde pur și simplu în absența unui radiator de răcire.
Circuit stabilizator de tensiune reglabil
Adesea apar situații când tensiunea furnizată de stabilizator trebuie ajustată. Figura prezintă un circuit simplu al unui stabilizator de tensiune și curent reglabil, care permite nu numai stabilizarea, ci și reglarea tensiunii. Poate fi asamblat cu ușurință chiar și cu doar cunoștințe de bază de electronică. De exemplu, tensiunea de intrare este de 50 V, iar ieșirea este orice valoare în limita a 27 de volți.
Partea principală a stabilizatorului este tranzistorul cu efect de câmp IRLZ24/32/44 și alte modele similare. Aceste tranzistoare sunt echipate cu trei terminale - drenaj, sursă și poartă. Structura fiecăruia dintre ele constă dintr-un metal dielectric (dioxid de siliciu) - un semiconductor. Carcasa contine un cip stabilizator TL431, cu ajutorul caruia se regleaza tensiunea electrica de iesire. Tranzistorul în sine poate rămâne pe radiator și poate fi conectat la placă prin conductori.
Acest circuit poate funcționa cu o tensiune de intrare în intervalul de la 6 la 50V. Tensiunea de ieșire variază de la 3 la 27 V și poate fi reglată cu ajutorul unui rezistor trimmer. În funcție de designul radiatorului, curentul de ieșire ajunge la 10A. Capacitatea condensatoarelor de netezire C1 și C2 este de 10-22 μF, iar C3 este de 4,7 μF. Circuitul poate funcționa fără ele, dar calitatea stabilizării va fi redusă. Condensatorii electrolitici la intrare și la ieșire sunt evaluați la aproximativ 50V. Puterea disipată de un astfel de stabilizator nu depășește 50 W.
Circuit stabilizator de tensiune triac 220V
Stabilizatorii triac funcționează într-un mod similar cu dispozitivele releu. O diferență semnificativă este prezența unei unități care comută înfășurările transformatorului. În loc de relee, se folosesc triacuri puternice, care funcționează sub controlul controlorilor.
Controlul înfășurărilor folosind triac-uri este fără contact, deci nu există clicuri caracteristice la comutare. Sârma de cupru este folosită pentru a înfăşura autotransformatorul. Stabilizatorii triac pot funcționa la tensiune joasă de la 90 volți și la tensiune înaltă până la 300 volți. Reglarea tensiunii se realizează cu o precizie de până la 2%, motiv pentru care lămpile nu clipesc deloc. Cu toate acestea, în timpul comutării, apare o f.em. autoindusă, ca în dispozitivele relee.
Comutatoarele triac sunt foarte sensibile la suprasarcini și, prin urmare, trebuie să aibă o rezervă de putere. Acest tip de stabilizator are un regim de temperatură foarte complex. Prin urmare, triac-urile sunt instalate pe radiatoare cu răcire forțată cu ventilator. Circuitul stabilizator de tensiune a tiristorului DIY de 220 V funcționează exact în același mod.
Există dispozitive cu precizie sporită care funcționează pe un sistem în două trepte. Prima etapă realizează o ajustare brută a tensiunii de ieșire, în timp ce a doua etapă realizează acest proces mult mai precis. Astfel, controlul a două etape se realizează folosind un singur controler, ceea ce înseamnă de fapt prezența a doi stabilizatori într-o singură carcasă. Ambele trepte au înfășurări înfășurate într-un transformator comun. Cu 12 comutatoare, aceste două trepte vă permit să reglați tensiunea de ieșire în 36 de niveluri, ceea ce asigură o precizie ridicată.
Stabilizator de tensiune cu circuit de protecție a curentului
Aceste dispozitive furnizează energie în primul rând pentru dispozitivele de joasă tensiune. Acest circuit stabilizator de curent și tensiune se distinge prin designul său simplu, baza elementului accesibil și capacitatea de a regla fără probleme nu numai tensiunea de ieșire, ci și curentul la care este declanșată protecția.
Baza circuitului este un regulator paralel sau o diodă zener reglabilă, de asemenea, cu putere mare. Folosind un așa-numit rezistor de măsurare, este monitorizat curentul consumat de sarcină.
Uneori apare un scurtcircuit la ieșirea stabilizatorului sau curentul de sarcină depășește valoarea setată. În acest caz, tensiunea la rezistorul R2 scade, iar tranzistorul VT2 se deschide. Există, de asemenea, o deschidere simultană a tranzistorului VT3, care oprește sursa de tensiune de referință. Ca rezultat, tensiunea de ieșire este redusă la un nivel aproape zero, iar tranzistorul de control este protejat de suprasarcinile curente. Pentru a seta pragul exact pentru protecția curentului, se folosește o rezistență de reglare R3, conectată în paralel cu rezistența R2. Culoarea roșie a LED-ului 1 indică faptul că protecția a declanșat, iar LED-ul verde 2 indică tensiunea de ieșire.
După asamblarea corectă, circuitele stabilizatoarelor puternice de tensiune sunt imediat puse în funcțiune; trebuie doar să setați valoarea necesară a tensiunii de ieșire. După încărcarea dispozitivului, reostatul setează curentul la care se declanșează protecția. Dacă protecția ar trebui să funcționeze la un curent mai mic, pentru aceasta este necesară creșterea valorii rezistenței R2. De exemplu, cu R2 egal cu 0,1 Ohm, curentul minim de protecție va fi de aproximativ 8A. Dacă, dimpotrivă, trebuie să creșteți curentul de sarcină, ar trebui să conectați două sau mai multe tranzistoare în paralel, ale căror emițători au rezistențe de egalizare.
Circuitul stabilizator de tensiune al releului 220
Cu ajutorul unui stabilizator releu, este asigurată o protecție fiabilă a instrumentelor și a altor dispozitive electronice, pentru care nivelul de tensiune standard este de 220V. Acest stabilizator de tensiune este de 220V, circuitul căruia este cunoscut de toată lumea. Este foarte popular datorită simplității designului său.
Pentru a funcționa corect acest dispozitiv, este necesar să se studieze proiectarea și principiul de funcționare al acestuia. Fiecare stabilizator releu este format dintr-un transformator automat și un circuit electronic care controlează funcționarea acestuia. În plus, există un releu găzduit într-o carcasă durabilă. Acest dispozitiv aparține categoriei de amplificator de tensiune, adică adaugă curent doar în cazul unei tensiuni scăzute.
Adăugarea numărului necesar de volți se face prin conectarea înfășurării transformatorului. De obicei, pentru funcționare se folosesc 4 înfășurări. Dacă curentul din rețeaua electrică este prea mare, transformatorul reduce automat tensiunea la valoarea dorită. Designul poate fi completat cu alte elemente, de exemplu, un afișaj.
Astfel, stabilizatorul de tensiune releu are un principiu de funcționare foarte simplu. Curentul este măsurat de un circuit electronic, apoi, după primirea rezultatelor, este comparat cu curentul de ieșire. Diferența de tensiune rezultată este reglată independent prin selectarea înfășurării necesare. Apoi, releul este conectat și tensiunea atinge nivelul necesar.
Stabilizator de tensiune și curent pe LM2576
Modul optim de operare a rețelelor electrice este considerat a fi modificarea funcțiilor de curent, precum și a tensiunii necesare, cu 10% de la 220V. Cu toate acestea, deoarece supratensiunile se schimbă destul de des, dispozitivele electrice care sunt conectate direct la rețea sunt expuse riscului de a se defecta.
Pentru a elimina astfel de probleme, este necesar să instalați anumite echipamente. Și, deoarece dispozitivul de revistă are un cost destul de ridicat, în mod natural mulți oameni asamblează stabilizatorul cu propriile mâini.
Este o astfel de decizie justificată și ce este necesar pentru ca aceasta să devină realitate?
Principiul de funcționare al stabilizatorului
După ce ați decis să creați un stabilizator de casă, ca în fotografie, trebuie să vă uitați la interiorul carcasei, care constă din anumite părți. Principiul de funcționare al unui dispozitiv convențional se bazează direct pe funcționarea unui reostat, care crește sau scade rezistența.
În plus, modelele propuse au o varietate de funcții și pot proteja complet echipamentele de supratensiuni nedorite din rețea.
Echipamentele sunt clasificate în funcție de metodele utilizate pentru reglarea curentului. Deoarece valoarea este mișcarea direcțională a particulelor, aceasta poate fi influențată în consecință printr-o metodă mecanică sau cu impulsuri.
Primul funcționează conform legii lui Ohm. Dispozitivele a căror funcționare se bazează pe acesta se numesc liniare. Acestea includ mai multe coturi, combinate prin intermediul unui reostat.
Tensiunea care este furnizată unei piese trece printr-un reostat, ajungând într-un mod similar celuilalt, de la care este transmisă consumatorului.
Acest tip de dispozitiv face posibilă setarea cât mai precisă a parametrilor de curent necesari și poate fi ușor actualizat cu componente speciale.
Cu toate acestea, este inacceptabil să se utilizeze astfel de stabilizatori în rețelele în care există o diferență mare între curenți, deoarece aceștia nu vor proteja complet echipamentele de scurtcircuite în timpul supraîncărcărilor.
Opțiunile de impulsuri funcționează folosind metoda de modulare a curentului de amplitudine. Circuitul folosește un comutator care îl întrerupe după perioada de timp necesară. Această abordare face posibilă acumularea curentului necesar în condensator cât mai uniform posibil și după finalizarea încărcării și apoi la dispozitive.
Să începem asamblarea
Deoarece cel mai eficient dispozitiv este un dispozitiv triac, haideți să vorbim despre cum să faceți un stabilizator similar cu propriile mâini.
Este important de subliniat că acest tip de model va putea egaliza curentul furnizat cu condiția ca tensiunea să fie în intervalul 130-270 V. Vor fi necesare și componente. Uneltele de care aveți nevoie sunt penseta și un fier de lipit.
Etapele producției
Conform instrucțiunilor detaliate despre cum să montați stabilizatorul, în primul rând, ar trebui să pregătiți o placă de circuit imprimat de dimensiunea necesară. Este creat din fibră de sticlă acoperită cu folie specială. Microcircuitul pentru aranjarea elementelor poate fi într-un format tipărit sau transferat pe placă folosind un fier de călcat.
Apoi, schema de creare a unui stabilizator simplu prevede asamblarea directă a dispozitivului. Pentru acest element veți avea nevoie de un circuit magnetic și mai multe cabluri. Pentru realizarea înfășurării se folosește un fir cu diametrul de 0,064 mm. Numărul de ture necesare ajunge la 8669.
Cele două fire rămase sunt folosite pentru a crea înfășurările rămase, care, în comparație cu prima opțiune, au un diametru de 0,185 mm. Numărul de spire aranjate pentru aceste înfășurări este de cel puțin 522.
Dacă este necesar să simplificați sarcina, este de preferat să utilizați transformatoare conectate în serie ale mărcii TPK-2-2 12V.
Când produc aceste piese în mod independent, după finalizarea creării uneia dintre ele, se procedează la producerea alteia. În aceste scopuri, va fi necesar un circuit magnetic troidal. PEV-2 cu un număr de spire de 455 este, de asemenea, potrivit ca înfășurare.
În plus, prin producția manuală pas cu pas a stabilizatorului în cel de-al doilea dispozitiv, ar trebui făcute 7 curburi. În acest caz, pentru mai multe trei, se folosește un fir de 3 mm în diametru, pentru alții se folosesc autobuze cu o secțiune transversală de 18 mm2. Acest lucru va face posibilă eliminarea încălzirii nedorite a dispozitivului în timpul procesului de lucru.
Articolele rămase trebuie achiziționate de la un punct de vânzare specializat. Odată ce ați achiziționat tot ce aveți nevoie, ar trebui să asamblați dispozitivul.
Lucrările ar trebui să înceapă cu instalarea microcircuitului necesar, care acționează ca un controler pe radiatorul care se instalează, din platină. În plus, triac-urile sunt instalate pe el. Apoi LED-uri intermitente sunt montate pe placă.
Dacă crearea dispozitivelor triac este o sarcină dificilă pentru dvs., atunci este recomandat să alegeți o versiune liniară, caracterizată prin proprietăți similare.
Fotografii cu stabilizatori de bricolaj
Stabilizatorul este un autotransformator de rețea, ale cărui robinete de înfășurare se comută automat în funcție de tensiunea din rețeaua electrică.
Stabilizatorul vă permite să mențineți tensiunea de ieșire la 220V atunci când tensiunea de intrare se schimbă de la 180 la 270 V. Precizia stabilizarii este de 10V.
Schema circuitului poate fi împărțită în circuit de curent scăzut (sau circuit de control) și circuit de curent ridicat (sau circuit autotransformator).
Circuitul de control este prezentat în figura 1. Rolul tensmetrului este atribuit unui microcircuit policomparator cu o indicație de tensiune liniară - A1 (LM3914).
Tensiunea de rețea este furnizată înfășurării primare a transformatorului de putere mică T1. Acest transformator are două înfășurări secundare, de 12 V fiecare, cu o bornă comună (sau o înfășurare de 24 V cu un robinet central).
Redresorul cu diodă VD1 este utilizat pentru obținerea tensiunii de alimentare. Tensiunea de la condensatorul C1 este furnizată circuitului de alimentare al microcircuitului A1 și LED-urilor optocuplelor H1.1-H9.1. Și, de asemenea, servește la obținerea unor tensiuni stabile exemplare ale semnelor de scară minime și maxime. Pentru a le obține, se folosește un stabilizator parametric pe SUA și P1. Valorile limită de măsurare sunt stabilite prin tăierea rezistențelor R2 și R3 (rezistorul R2 este valoarea superioară, rezistența RZ este valoarea inferioară).
Tensiunea măsurată este preluată dintr-o altă înfășurare secundară a transformatorului T1. Este rectificat de dioda VD2 și alimentat la rezistența R5. Prin nivelul tensiunii continue pe rezistorul R5 se apreciază gradul de abatere a tensiunii de rețea de la valoarea nominală. În timpul procesului de configurare, rezistența R5 este setată preliminar în poziția de mijloc, iar rezistența RЗ în partea de jos, conform circuitului.
Apoi, o tensiune crescută (aproximativ 270V) este furnizată înfășurării primare T1 de la un autotransformator de tip LATR, iar rezistența R2 setează scara microcircuitului la valoarea la care LED-ul conectat la pinul 11 se aprinde (temporar, în schimb de LED-uri optocupler, puteți conecta LED-uri obișnuite). Apoi tensiunea alternativă de intrare este redusă la 190V și rezistorul RЗ este utilizat pentru a seta scala la valoarea când LED-ul conectat la pinul 18 A1 este aprins.
Dacă setările de mai sus nu pot fi făcute, trebuie să ajustați puțin R5 și să le repetați din nou. Astfel, prin aproximări succesive, se obține un rezultat atunci când o modificare a tensiunii de intrare cu 10V corespunde comutării ieșirilor microcircuitului A1.
Există nouă valori de prag în total - 270V, 260V, 250V, 240V, 230V, 220V, 210V, 200V, 190V.
Schema schematică a autotransformatorului este prezentată în Figura 2. Se bazează pe un transformator de tip LATR convertit. Corpul transformatorului este dezasamblat și contactul glisant, care este folosit pentru comutarea robinetelor, este îndepărtat. Apoi, pe baza rezultatelor măsurătorilor preliminare ale tensiunilor de la prize, se trag concluzii (de la 180 la 260V în trepte de 10V), care sunt ulterior comutate cu ajutorul comutatoarelor triac VS1-VS9, controlate de sistemul de control prin optocuplele H1-H9. . Optocuptoarele sunt conectate în așa fel încât atunci când citirea microcircuitului A1 scade cu o diviziune (cu 10V), acesta trece la robinetul crescător (cu următorii 10V) al autotransformatorului. Și invers - o creștere a citirilor microcircuitului A1 duce la o comutare la robinetul descendent al autotransformatorului. Prin selectarea rezistenței rezistenței R4 (Fig. 1), este setat curentul prin LED-urile optocuplelor, la care comutatoarele triac comută în mod fiabil. Circuitul de pe tranzistoarele VT1 și VT2 (Fig. 1) servește la întârzierea pornirii sarcinii autotransformatorului pentru timpul necesar pentru a finaliza procesele tranzitorii din circuit după pornire. Acest circuit întârzie conectarea LED-urilor optocuplerului la alimentare.
În locul microcircuitului LM3914 nu poți folosi microcircuite similare LM3915 sau LM3916, din cauza faptului că funcționează după o lege logaritmică, dar aici ai nevoie de una liniară, precum LM3914. Transformer T1 este un transformator chinezesc de dimensiuni mici de tip TLG, pentru o tensiune primara de 220V si doua tensiuni secundare de 12V (12-0-12V) si un curent de 300mA. Puteți folosi un alt transformator similar.
Transformatorul T2 poate fi fabricat din LATR, așa cum este descris mai sus, sau îl puteți bobina singur.
Puteți folosi alte triacuri, totul depinde de puterea de încărcare. Puteți folosi chiar și relee electromagnetice ca elemente de comutare.
Efectuând alte setări cu rezistențele R2, RЗ, R5 (Fig. 1) și, în consecință, alte robinete T2 (Fig. 2), puteți modifica treapta de comutare a tensiunii.
Krivosheim N. Constructor radio. 2006 nr. 6.
Literatură:
- Andreev S. Sondă logică universală, g. Constructor radio 09-2005.
- Godin A. Stabilizator de tensiune AC, w. Radio, nr. 8, 2005
P.S.În „Magazinul nostru” puteți achiziționa module gata făcute de stabilizatoare, amplificatoare, indicatoare de tensiune și curent, precum și diverse kituri radio amatori pentru auto-asamblare.
Al nostru ""
P O P U L A R N O E:
Cum se limitează curentul printr-o sarcină?
Adesea devine necesar să se introducă o limită de curent în circuit. Aceasta este una dintre metodele de protecție a sarcinilor electronice. Dacă există un scurtcircuit în circuitul de sarcină, circuitul de protecție a curentului poate salva sursa de alimentare de la deteriorare.
Anterior, am postat circuite încărcătoare
