Побутова техніка сприйнятлива до перепадів напруги: вона швидше зношується і виходить з ладу. А в мережі вольтаж часто скаче, провалюється або зовсім обривається: це пов'язано з віддаленістю від джерела та недосконалістю ліній електропередач.
Щоб живити прилади струмом із стійкими характеристиками, у квартирах використовують стабілізатори напруги. Незалежно від параметрів струму, що вводиться в пристрій, на його виведенні він матиме майже незмінні параметри.
Вирівнюючий струм пристрій можна купити, вибираючи з широкого (відмінності за потужністю, принципом дії, управлінню та параметром напруги, що виводиться). Але наша стаття присвячена тому, як зробити стабілізатор напруги своїми руками. Чи виправдана в цьому випадку саморобка?
Саморобний стабілізатор має три переваги:
- Дешевизна. Усі деталі купуються окремо, але це економічно вигідно проти тими самими деталями, але вже зібраними у єдине пристрій – вирівнювач струму;
- Можливість ремонту своїми руками. Якщо один із елементів купленого стабілізатора вийшов з ладу, навряд чи ви його зможете замінити, навіть якщо знаєтеся на електротехніці. Ви просто не знайдете, чим замінити деталь, що зносилася. З саморобним пристроєм все простіше: спочатку всі елементи купили в магазині. Залишиться лише знову сходити туди і купити те, що зламалося;
- Легкий ремонт. Якщо ви самі зібрали перетворювач напруги, то ви знаєте на 100% його. А розуміння пристрою та дії допоможе вам швидко виявити причину виходу з ладу стабілізатора. З'ясувавши її, ви легко полагодите саморобний агрегат.
Стабілізатор власного виробництва має три серйозні мінуси:
- Низька надійність. На спеціалізованих підприємствах пристрої надійніші, оскільки їх розробка заснована на показаннях високоточних контрольно-вимірювальних приладів, яких у побуті не знайти;
- Широкий діапазон напруги, що виводиться. Якщо стабілізатори промислового виробництва можуть видавати відносно постійний вольтаж (наприклад, 215-220В), то саморобні аналоги можуть мати у 2-5 разів більший діапазон, що може бути критичним для надчутливої до зміни струму техніки;
- Складне налаштування. Якщо ви купуєте стабілізатор, то етап налаштування минеться, вам залишиться лише підключити пристрій та керувати його роботою. Якщо ви творець вирівнювача струму, то і вам його налаштовувати. Це важко, навіть якщо ви виготовили найпростіший стабілізатор напруги своїми руками.
Саморобний вирівнювач струму: характеристики
Стабілізатор характеризується двома параметрами:
- Допустимий діапазон напруги, що вводиться (Uвх);
- Допустимий діапазон напруги, що виводиться (Uвих).
У цій статті розглядається симісторний перетворювач струму, тому що він має високу ефективність. Для нього Uвх становить 130-270В, а Uвих - 205-230В. Якщо великий діапазон вхідної напруги – це перевага, то вихідного – це недолік.
Однак для побутової техніки цей діапазон залишається допустимим. Це легко перевірити, тому що допустимими коливаннями вольтажу є стрибки та провали не більше 10%. А це 22,2 Вольта у більшу чи меншу сторону. Значить допустима зміна вольтажу від 197,8 до 242,2 Вольта. Порівняно з цим діапазоном струм на нашому стабілізаторі симисторном виходить ще рівніше.
Підходить пристрій підключення до лінії навантаженням не більше 6 кВт. Її перемикання здійснюється за 0,01 секунд.
Конструкція стабілізуючого струму пристрою
Саморобний стабілізатор напруги 220В, схема якого представлена вище, включає наступні елементи:
- Блок живлення. Для нього використані накопичувачі С2 та С5, трансформатор напруги Т1, а також компаратор (порівняльний пристрій) DA1 та світлодіод VD1;
- Вузол,що відкладає початок навантаження. Для його збирання знадобляться опору від R1 до R5, транзистори від VT1 до VT3, а також накопичувач С1;
- Випрямляч, що замірює значення вольтажних стрибків та провалів. У його конструкцію входить світлодіод VD2 з однойменним стабілітроном, накопичувач С2, резистором R14 та R13;
- Компаратор.Для нього знадобляться опори від R15 до R39 і пристрої, що порівнюють DA2 з DA3;
- Контролер логічного типу. Він потрібні мікросхеми DD від 1 до 5;
- Підсилювачі. Для них знадобляться опори для обмеження струму R40-R48, а також транзистори від VT4 до VT12;
- Світлодіоди,що грають роль індикатора, - HL від 1 до 9;
- Оптронні ключі(7) з симісторами VS від 1 до 7, резисторами R від 6 до 12 і оптронними симісторами U від 1 до 7;
- Автовимикачіз запобіжником QF1;
- Автотрансформатор Т2.
Як працюватиме цей апарат?
Після включення до мережі накопичувача вузла з відкладеним навантаженням (С1) ще розряджений. Транзистор VT1 включається, а 2 та 3 – закриваються. Через останній згодом піде струм на світлодіоди та оптронні сімістори. Але поки що транзистор закритий, діоди не дають сигнал, і симістори ще закриті: навантаження немає. Але струм уже йде через перший резистор до накопичувача, який починає накопичувати енергію.
Описаний вище процес займає 3 секунди, після чого тригер спрацьовує Шмітта, заснований на транзисторах VT 1 і 2, після чого включається транзистор 3. Тепер можна вважати навантаження відкритим.
Напруга, що виходить з третьої обвивки трансформатора на блоці живлення вирівнюється другим діодом і конденсатором. Потім струм направляє R13, проходить по R14. На даний момент напруга пропорційна до вольтажу в мережі. Потім струм подається компараторам, які не інвертують. Тут же на повертальні пристрої, що інвертують, входить вже вирівняний струм, який подається на опори від 15 до 23. Потім підключається контролер, що обробляють вхідні сигнали на пристроях для порівняння.
Нюанси стабілізації в залежності від напруги, що подається на вхід
Якщо вводиться напруга до 130 Вольт, на висновках компараторів позначається логічний рівень (ЛУ) низького вольтажу. Четвертий транзистор відкритий, а світлодіод 1 моргає і свідчить, що спостерігається сильний провал лінії. Ви повинні зрозуміти, що стабілізатор не може видати напругу потрібної величини. Тому всі симістори закриті, і навантаження відсутнє.
Якщо вольтаж на введенні становить 130-150 Вольт, то сигналах 1 і А спостерігається високий ЛУ, проте інших сигналів він як і низький. Включається п'ятий транзистор, світиться другий діод. Оптронний симістор U1.2 та симістор VS2 відкриваються. Навантаження піде останнім і дійде до виведення обвивки другого автотрансформатора зверху.
При вхідному вольтажі 150-170 Вольт високий ЛУ спостерігається на 1, 2 і сигналах, на решті він все ще низький. Тоді включається шостий транзистор і включається третій діод, включається VS2 і подається струм на другий (якщо вважати зверху) висновок обвивки другого автотрансформатора.
Аналогічно описується робота стабілізатора при діапазонах напруги 170-190В, 190-210В, 210-230В, 230-250В.
Виготовлення друкованої плати
Для симісторного перетворювача струму потрібна друкована плата, на якій розміщуватимуться всі елементи. Її розмір: 11,5 на 9 см. Для її виготовлення знадобиться склотексоліт, покритий фольгою з одного боку.
Плату можна надрукувати на принтері лазерного типу, після чого в хід піде праска. Виконати плату самостійно зручно за допомогою програми Sprint Loyout. А схема розміщення елементів у ній наведено нижче.
Як зробити трансформатори Т1 та Т2?
Перший трансформатор Т1 потужністю 3 кВт виготовляється з використанням магнітопроводу з площею поперечного перерізу (ППЗ) 187 кв. мм. І трьох проводів ПЕВ-2:
- Для першої обвивки ПКС лише 0,003 кв. мм. Кількість витків – 8669;
- Для другої та третьої обмоток ППС всього 0,027 кв. мм. Кількість витків – 522 на кожній.
Якщо ж немає бажання намотувати провід, то можна придбати два трансформатори ТПК-2-2×12В і з'єднати їх послідовно, як на малюнку нижче.
Щоб виготовити автотрансформатор другою потужністю в 6 кВт, вам знадобиться тороїдальний магнітопровід та провід ПЕВ-2, з якого буде зроблено обвивання 455 витків. І тут потрібні відводи (7 штук):
- Обвивка 1-3 відводів із дроту з ППС 7 кв. мм;
- Обвивка 4-7 відводів із дроту з ППС 254 кв. мм.
Що купити?
У магазині електро та радіотехніки купіть (у дужках позначення на схемі):
- 7 оптронних симісторів MOC3041або 3061 (U від 1 до 7);
- 7 простих симісторів BTA41-800B (VS від 1 до 7);
- 2 світлодіоди DF005M або КЦ407А (VD 1 та 2);
- 3 резистора СП5-2, можна 5-3 (R 13, 14, 25);
- Вирівнюючий струм елемент КР1158ЕН6А або Б(DA1);
- 2 порівнюючих пристрої LM339N або К1401СА1 (DA 1 та 2);
- Вмикач із запобіжником;
- 4 конденсатори плівкових або керамічних (З 4, 6, 7, 8);
- 4 конденсатора оксидних (1, 2, 3, 5);
- 7 опорів для обмеження струму, на їх висновках він повинен дорівнювати 16 мА (R від 41 до 47);
- 30 опорів (будь-яких) з допуском 5%;
- 7 опорів С2-23 з допуском від 1% (R від 16 до 22).
Особливості складання пристрою для вирівнювання напруги
Мікросхема стабілізуючого струму пристрою встановлюється на тепловідводі, для якого підходить пластина з алюмінію. Її лишати не має бути менше 15 кв. див.
Тепловідведення з охолоджувальною поверхнею необхідне і симісторам. Для всіх 7 елементів достатньо одного тепловідведення із площею не менше 16 кв. дм.
Щоб перетворювач змінної напруги, що виготовляється нами, працював, знадобиться мікроконтролер. З його роллю добре справляється мікросхема КР1554ЛП5.
Ви вже знаєте, що в схемі можна знайти 9 миготливих діодів. Всі вони розташовані на ній так, щоб вони потрапляли в отвори, що є на передній панелі пристрою. І якщо корпус стабілізатора не допускає їх розташування, як на схемі, то ви можете змінити її так, щоб світлодіоди виходили на той бік, який буде для вас зручним.
Замість миготливих світлодіодів допускається використання немиготливих. Але в такому разі потрібно брати діоди з яскравим червоним свіченням. Підходять елементи марок: АЛ307КМ та L1543SRC-Е.
Тепер ви знаєте, як зробити стабілізатор напруги на 220 вольт. І якщо раніше вам уже доводилося робити щось подібне, то ця робота вам не виявиться складною. В результаті ви зможете заощадити кілька тисяч рублів на покупці стабілізатора промислового виробництва.
Напруга домашньої електромережі часто буває зниженою, ніколи не досягаючи нормальних 220 В. У такій ситуації і холодильник погано запускається, і слабке освітлення, і вода в електрочайнику довгий час не закипає. Потужність застарілого стабілізатора напруги, призначеного для живлення чорно-білого (лампового) телевізора, зазвичай недостатня для всіх інших побутових приладів, та й напруга в мережі часто падає нижче за допустимий для такого стабілізатора.
Відомий простий спосіб підвищити напругу мережі, використовуючи трансформатор потужністю значно менше потужності навантаження. Первинну обмотку трансформатора включають безпосередньо в мережу, а навантаження з'єднавши послідовно з вторинною (знижувальною) обмоткою трансформатора. При відповідному фазуванні напруга на навантаженні дорівнюватиме сумі мережного і знімається з трансформатора.
Схема стабілізатора напруги., що діє за цим принципом, зображена на рис. 1. Коли включений у діагональ діодного мосту VD2 польовий транзистор VT2 закритий, обмотка I (первинна) трансформатора Т1 відключена від мережі. Напруга на навантаженні практично дорівнює мережевому за винятком невеликого падіння напруги на обмотці II (вторинної) трансформатора Т1. Якщо ж відкрити польовий транзистор, ланцюг живлення первинної обмотки трансформатора буде замкнутий, а до навантаження прикладена сума напруги його вторинної обмотки та мережевого.
Мал. 1 Схема стабілізатора напруги
Напруга на навантаженні, знижена трансформатором Т2 і випрямлена діодним мостом VD1, надходить на базу транзистора VT1. Двигун підстроювального резистора R1 повинен бути встановлений у положення, при якому транзистор VT1 відкритий, a VT2 закритий, якщо напруга навантаження більше номінального (220 В). При напрузі менше за номінальний транзистор VT1 буде закритий, a VT2 - відкритий. Організований таким чином негативний I зворотний зв'язок підтримує напругу на навантаженні приблизно рівним номінальному
Випрямлена мостом VD1 напруга використана і для живлення колекторного ланцюга транзистора VT1 (через інтегральний стабілізатор DA1). Ланцюг C5R6 пригнічує небажані викиди напруги сток-витік транзистора VT2. Конденсатор С1 знижує перешкоди, що проникають у мережу під час роботи стабілізатора. Резистори R3 і R5 підбирають, домагаючись найкращої та стійкої стабілізації напруги. Вимикачем SA1 включають і вимикають стабілізатор разом із навантаженням. Замкнувши вимикач SA2, відключають автоматику, що підтримує напругу на навантаженні постійним. Воно в цьому випадку стає максимально можливим при цій напрузі в мережі.
Більшість деталей стабілізатора змонтовано на друкованій платі, зображеній на рис. 2. Інші з'єднуються з нею в точках А-Г.
Підбираючи заміну діодного мосту КЦ405А(VD2), слід мати на увазі, що він повинен бути розрахований на напругу не менше 600 В і струм, що дорівнює максимальному струму навантаження, поділеному на коефіцієнт трансформації трансформатора Т1. Вимоги до мосту VD1 скромніші: напруга та струм - не менше відповідно 50 В та 50 мА
Мал. 2 Монтаж друкованої плати
Транзистор КТ972Аможна замінити на КТ815Б, a IRF840- на IRF740. Польовий транзистор має тепловідведення розмірами 50x40 мм.
"Вольтододатковий" трансформатор Т1 виготовлений із трансформатора СТ-320, що застосовувався в блоках живлення БП-1 телевізорів УЛПЦТ-59. Трансформатор розбирають, і акуратно змотують вторинні обмотки, залишивши первинні збереження. Нові вторинні обмотки (однакові на обох котушках) намотують емальованим мідним проводом (ПЕЛ або ПЕВ) відповідно до даних, наведених у таблиці. Чим сильніше падає напруга в мережі, тим більше знадобиться витків і тим менша допустима потужність навантаження.
Після перемотування і складання трансформатора висновки 2 і 2" половин первинної обмотки, що знаходяться на різних стрижнях магнітопроводу, з'єднані перемичкою. Половини вторинної обмотки потрібно з'єднати послідовно таким чином, щоб їх сумарна напруга була максимальною (при неправильному з'єднанні воно виявиться близьким до ну. максимуму сумарної напруги вторинної обмотки і мережі потрібно визначити, який із вільних висновків цієї обмотки слід з'єднати з висновком 1 первинної, а який - з навантаженням.
Трансформатор Т2 - будь-який мережевий з напругою на вторинній обмотці, близьким до зазначеного на схемі при споживаному від цієї обмотки струмі 5О...1ООмА.
Таблиця 1
| Додаткова напруга, | 70 | 60 | 50 | 40 | 30 | 20 |
| Максимальна потужність навантаження, кВт | 1 | 1.2 | 1.4 | 1,8 | 2,3 | 3,5 |
| Число витків обмотки II | 60+60 | 54+54 | 48+48 | 41+41 | 32+32 | 23+23 |
| Діаметр дроту, мм | 1.5 | 1,6 | 1,8 | 2 | 2,2 | 2,8 |
Увімкнувши зібраний стабілізатор в мережу, підстроювальним резистором R1 встановіть напругу на навантаженні рівним 220 В. Слід враховувати, що описаний пристрій не усуває коливання напруги мережі, якщо воно перевищує 220 В або опускається нижче мінімального, прийнятого при розрахунку трансформатора.
Стабілізатор, що встановлюється у сирому приміщенні, потрібно обов'язково помістити у заземлений металевий корпус.
Примітка: у важких режимах роботи стабілізатора потужність, що розсіюється транзистором VT2, буває дуже збільшеною. Саме вона, а чи не потужність трансформатора, може обмежити допустиму потужність навантаження. Тому слід подбати про хороше тепловідведення транзистора.
У електричних ланцюгах постійно виникає потреба у стабілізації тих чи інших параметрів. З цією метою застосовуються спеціальні схеми управління та стеження за ними. Точність стабілізуючих процесів залежить від так званого зразка, з яким і порівнюється конкретний параметр, наприклад, напруга. Тобто коли значення параметра буде нижче еталона, схема стабілізатора напруги включить управління і віддасть команду на його збільшення. У разі потреби виконується зворотна дія – на зменшення.
Цей принцип роботи лежить в основі автоматичного керування всіма відомими пристроями та системами. Так само діють і стабілізатори напруги, незважаючи на різноманітність схем та елементів, що використовуються для їх створення.
Схема стабілізатора напруги 220в своїми руками
При ідеальній роботі електричних мереж значення напруги повинно змінюватися не більше ніж на 10% від номіналу у бік збільшення або зменшення. Однак на практиці перепади напруги досягають набагато більших значень, що вкрай негативно позначається на електрообладнанні, аж до виходу з ладу.
Захиститися від подібних неприємностей допоможе спеціальне обладнання, що стабілізує. Однак через високу вартість, його застосування у побутових умовах у багатьох випадках економічно невигідне. Найкращим виходом із положення стає саморобний стабілізатор напруги 220в, схема якого досить проста та недорога.
За основу можна взяти промислову конструкцію, щоб з'ясувати, які деталі вона складається. До складу кожного стабілізатора входять трансформатор, резистори, конденсатори, з'єднувальні та підключаючі кабелі. Найпростішим вважається стабілізатор змінної напруги, схема якого діє за принципом реостату, підвищуючи або знижуючи опір відповідно до сили струму. У сучасних моделях додатково є безліч інших функцій, що забезпечують захист побутової техніки від стрибків напруги.
Серед саморобних конструкцій найбільш ефективними вважаються симісторні пристрої, тому як приклад розглядатиметься саме ця модель. Вирівнювання струму цим приладом буде можливим при вхідній напрузі в діапазоні 130-270 вольт. Перед початком збирання необхідно придбати певний набір елементів та комплектуючих. Він складається з блоку живлення, випрямляча, контролера, компаратора, підсилювачів, світлодіодів, автотрансформатора, вузла затримки вмикання навантаження, оптронних ключів, вимикача-запобіжника. Основними робочими інструментами є пінцет і паяльник.
Для складання стабілізатора на 220 вольтнасамперед знадобиться друкована плата розміром 11,5х9,0 см, яку потрібно заздалегідь підготувати. Як матеріал рекомендується використовувати фольгований склотекстоліт. Схема розміщення деталей друкується на принтері та переноситься на плату за допомогою праски.
Трансформатори для схеми можна взяти готові або зібрати самостійно. Готові трансформатори повинні мати марку ТПК-2-2 12В і послідовно з'єднуватися між собою. Для створення першого трансформатора своїми руками знадобиться магнітопровід перетином 1,87 см2 і 3 кабелі ПЕВ-2. Перший кабель застосовується в одній обмотці. Його діаметр складе 0,064 мм, а кількість витків - 8669. Провід, що залишився, використовуються в інших обмотках. Їхній діаметр буде вже 0,185 мм, а число витків складе 522.
Другий трансформатор виготовляється на основі тороїдального магнітопроводу. Його обмотка виконується з такого ж дроту, як і в першому випадку, але кількість витків буде іншим і становитиме 455. У другому пристрої робляться відводи у кількості семи. Перші три виготовляються з дроту діаметром 3 мм, інші з шин, перетином 18 мм2. За рахунок цього запобігає нагріванню трансформатора під час роботи.
Решта комплектуючих рекомендується купувати у готовому вигляді, у спеціалізованих магазинах. Основою збирання є принципова схема стабілізатора напруги, заводського виготовлення. Спочатку встановлюється мікросхема, що виконує функцію контролера для тепловідведення. Для виготовлення використовується алюмінієва пластина площею понад 15 см2. На цю ж плату здійснюється монтаж симісторів. Тепловідведення, призначене для монтажу, має бути з охолоджувальною поверхнею. Після цього сюди встановлюються світлодіоди відповідно до схеми або з боку друкованих провідників. Зібрана таким чином конструкція не може порівнюватися із заводськими моделями ні за надійністю, ні за якістю роботи. Такі стабілізатори використовуються з побутовими приладами, що не потребують точних параметрів струму та напруги.
Схеми стабілізаторів напруги на транзисторах
Якісні трансформатори, які застосовуються в електричному ланцюзі, ефективно справляються навіть із великими перешкодами. Вони надійно захищають побутову техніку та обладнання, встановлені у будинку. Налаштована система фільтрації дозволяє боротися з будь-якими стрибками напруги. За рахунок контролю за напругою відбуваються зміни величини струму. Гранична частота на вході збільшується, але в виході - зменшується. Таким чином, струм у ланцюзі перетворюється протягом двох етапів.
Спочатку на вході задіяні транзистор з фільтром. Далі відбувається включення в роботу. Для завершення перетворення струму в схемі застосовується підсилювач, який найчастіше встановлюється між резисторами. За рахунок цього пристрій підтримує необхідний рівень температури.
Схема випрямлення діє в такий спосіб. Випрямлення змінної напруги із вторинної обмотки трансформатора відбувається за допомогою діодного мосту (VD1-VD4). Згладжування напруги виконує конденсатор С1 після чого воно потрапляє в систему компенсаційного стабілізатора. Дія резистора R1 задає стабілізуючий струм на стабілітроні VD5. Резистор R2 є навантажувальним. За участю конденсаторів С2 і С3 відбувається фільтрація напруги живлення.
Значення вихідної напруги стабілізатора залежатиме від елементів VD5 та R1 для вибору яких існує спеціальна таблиця. VT1 встановлюється на радіаторі, у якого площа поверхні, що охолоджує, повинна бути не менше 50 см2. Вітчизняний транзистор КТ829А може бути замінений зарубіжним аналогом BDX53 компанії Моторола. Інші елементи мають маркування: конденсатори – К50-35, резистори – МЛТ-0,5.
Схема лінійного стабілізатора напруги 12в
У лінійних стабілізаторах використовуються мікросхеми КРЕН, а також LM7805, LM1117 та LM350. Слід зазначити, що символіка КРЕН не є абревіатурою. Це скорочення повної назви мікросхеми стабілізатора, що позначається як КР142ЕН5А. Так само позначаються й інші мікросхеми цього. Після скорочення така назва виглядає інакше - КРЕН142.
Лінійні стабілізатори або стабілізатори напруги постійного струму схеми набули найбільшого поширення. Їхнім єдиним недоліком вважається неможливість роботи при напрузі, яка буде нижчою за заявлену вихідну напругу.
Наприклад, якщо на виході LM7805 потрібно отримати напругу 5 вольт, то вхідна напруга повинна бути, як мінімум 6,5 вольт. При подачі на вхід менше 6,5В, настане так зване просідання напруги, і на виході вже не буде заявлених 5 вольт. Крім того, лінійні стабілізатори дуже нагріваються під навантаженням. Ця властивість є основою принципу роботи. Тобто, напруга, що вище стабілізується, перетворюється на тепло. Наприклад, при подачі на вхід мікросхеми LM7805 напруги 12В, то в цьому випадку 7 з них підуть нагріву корпусу, і лише необхідні 5В надійдуть споживачеві. У процесі трансформації відбувається настільки сильне нагрівання, що дана мікросхема просто згорить за відсутності охолоджуючого радіатора.
Регульований стабілізатор напруги схема
Нерідко виникають ситуації, коли напругу, що видається стабілізатором, необхідно відрегулювати. На малюнку представлена проста схема регульованого стабілізатора напруги та струму, що дозволяє не тільки стабілізувати, але й регулювати напругу. Її можна легко зібрати навіть за наявності лише початкових знань в електроніці. Наприклад, вхідна напруга становить 50В, а на виході виходить будь-яке значення, в межах 27 вольт.
Як основна деталь стабілізатора використовується польовий транзистор IRLZ24/32/44 та інші аналогічні моделі. Дані транзистори обладнуються трьома висновками - стоком, початком та затвором. Структура кожного з них складається з металу-діелектрика (діоксид кремнію) - напівпровідника. У корпусі розташована мікросхема-стабілізатор TL431, за допомогою якої налаштовується вихідна електрична напруга. Сам транзистор може залишатися на радіаторі та з'єднуватись із платою провідниками.
Ця схема може працювати з вхідною напругою в діапазоні від 6 до 50В. Вихідна напруга виходить у межах від 3 до 27В і може бути відрегульована за допомогою підрядкового резистора. Залежно від конструкції радіатора вихідний струм досягає 10А. Ємність конденсаторів, що згладжують С1 і С2 становить 10-22 мкФ, а С3 - 4,7 мкФ. Схема зможе працювати і без них, проте якість стабілізації буде знижена. Електролітичні конденсатори на вході та виході розраховуються приблизно на 50В. Потужність, що розсіюється таким стабілізатором, не перевищує 50 Вт.
Схема стабілізатору напруги 220в
Сімісторні стабілізатори працюють за аналогією з релейними пристроями. Істотною відмінністю є наявність вузла, що перемикає обмотки трансформатора. Замість реле використовуються потужні сімістори, що працюють під керуванням контролерів.
Управління обмотками за допомогою симісторів – безконтактне, тому при перемиканнях немає характерних клацань. Для намотування автотрансформатора використовується мідний провід. Сімісторні стабілізатори можуть працювати при зниженій напрузі від 90 вольт і високому - до 300 вольт. Регулювання напруги здійснюється з точністю до 2%, від чого лампи зовсім не моргають. Однак під час перемикань виникає ЕРС самоіндукції, як і релейних пристроях.
Симісторні ключі мають підвищену чутливість до перевантажень, у зв'язку з чим вони повинні мати запас за потужністю. Цей тип стабілізаторів відрізняється дуже складним температурним режимом. Тому встановлення симісторів здійснюється на радіатори з примусовим вентиляторним охолодженням. Так само працює схема тиристорного стабілізатора напруги 220В своїми руками.
Існують пристрої з підвищеною точністю, що працюють за двоступеневою системою. На першому ступені виконується грубе регулювання вихідної напруги, а на другому ступені цей процес здійснюється значно точніше. Таким чином, керування двома ступенями виконується за допомогою одного контролера, що фактично означає наявність двох стабілізаторів в єдиному корпусі. Обидва ступені мають обмотки, намотані в загальному трансформаторі. За наявності 12 ключів, ці два ступені дозволяють регулювати вихідну напругу в 36 рівнях, чим і забезпечується її висока точність.
Стабілізатор напруги із захистом по струму схема
Дані пристрої забезпечують живлення переважно низьковольтних пристроїв. Такий стабілізатор струму та напруги схема відрізняється простотою конструкції, доступною елементною базою, можливістю плавних регулювань не тільки вихідної напруги, але й струму, при якому спрацьовує захист.
Основою схеми є паралельний стабілізатор або регульований стабілітрон, а також з високою потужністю. За допомогою так званого вимірювального резистора контролюється струм, який споживається навантаженням.
Іноді на виході стабілізатора виникає коротке замикання або струм навантаження перевищує встановлене значення. У цьому випадку на резистори R2 падає напруга, а транзистор VT2 відкривається. Відбувається і одночасне відкриття транзистора VT3, що шунтує джерело опорної напруги. В результаті значення вихідної напруги знижується практично до нульового рівня, і регулюючий транзистор виявляється захищеним від перевантажень по струму. Для того щоб встановити точний поріг спрацьовування струмового захисту, застосовується резистор R3, що включається паралельно з резистором R2. Червоний колір LED1 вказує на спрацювання захисту, а зелений LED2 - на вихідну напругу.
Після правильно виконаного складання схеми потужних стабілізаторів напруги відразу ж включаються в роботу, достатньо лише виставити необхідне значення вихідної напруги. Після завантаження пристрою виставляється реостатом струм, при якому спрацьовує захист. Якщо захист повинен спрацьовувати за меншого струму, для цього необхідно збільшити номінал резистора R2. Наприклад, при R2 дорівнює 0,1 Ом, мінімальний струм спрацьовування захисту становитиме близько 8А. Якщо потрібно, навпаки, збільшити струм навантаження, слід паралельно включити два і більше транзисторів, в емітерах яких є резистори, що вирівнюють.
Схема релейного стабілізатора напруги 220
За допомогою релейного стабілізатора забезпечується надійний захист пристроїв та інших електронних пристроїв, для яких стандартний рівень напруги становить 220В. Цей стабілізатор напруги 220В, схема якого всім відома. Користується широкою популярністю завдяки простоті своєї конструкції.
Щоб правильно експлуатувати цей пристрій, необхідно вивчити його пристрій і принцип дії. Кожен релейний стабілізатор складається з автоматичного трансформатора та електронної схеми, що керує його роботою. Крім того, є реле, вміщене в надійний корпус. Цей прилад відноситься до категорії вольтододаткових, тобто з його допомогою лише додається струм у разі низької напруги.
Додавання необхідної кількості вольт здійснюється шляхом підключення обмотки трансформатора. Зазвичай для роботи використовується 4 обмотки. У разі надто високого струму в електричній мережі трансформатор автоматично зменшує напругу до потрібного значення. Конструкція може бути доповнена іншими елементами, наприклад, дисплеєм.
Таким чином, релейний стабілізатор напруги має дуже простий принцип роботи. Струм вимірюється електронною схемою, потім, після отримання результатів, він порівнюється з вихідним струмом. Отримана різниця в напрузі самостійно регулюється шляхом підбору необхідної обмотки. Далі, реле підключається і напруга виходить на необхідний рівень.
Стабілізатор напруги та струму на LM2576
Оптимальним способом роботи електричних мереж вважається зміна функцій струму, а також необхідної напруги на 10% від 220В. Однак так як стрибки змінюються досить часто, відповідно до електричних пристроїв, які безпосередньо під'єднані до мережі, загрожує поломка.
Щоб унеможливити такі неприємності, необхідно встановити певне обладнання. Оскільки магазинний пристрій має досить високу вартість, природно багато хто збирає стабілізатор власноруч.
Чи виправдане подібне рішення і що потрібне для втілення його в реальність?
Принцип функціонування стабілізатора
Вирішивши створити саморобний стабілізатор, як на фото, потрібно подивитися у внутрішню частину корпусу, яка складається з певних деталей. Принцип роботи звичайного приладу заснований безпосередньо на функціонуванні реостата, який збільшує або зменшує опір.
Крім цього, запропоновані моделі мають різноманітність функцій, а також повністю можуть забезпечити захист техніки від небажаних перепадів напруги, що скачує в мережі.
Устаткування класифікується залежно від способів, які застосовуються для врегулювання струму. Оскільки величина є спрямованим просуванням частинок, відповідно проводити неї можна механічним, чи імпульсним способом.
Перший працює згідно із законом Ома. Пристрої, функціонування яких ґрунтується на ньому, звуться лінійні. Вони включено кілька колін, поєднуються у вигляді реостата.
Напруга, яка подається на одну деталь, проходить за допомогою реостату, опиняючись подібним способом на іншу, з якої передається споживачеві.
Даного виду пристрою дають можливість виставляти необхідні параметри струму максимально точно і можуть модернізуватися спеціальними вузлами.
Однак неприпустимо застосовувати подібні стабілізатори в мережах, де між струмом різниця велика, оскільки вони не убезпечать повною мірою від КЗ техніку під час перевантажень.
Варіанти імпульсні функціонують методом амплітудної струмової модуляції. У ланцюзі застосовується вимикач, який розриває через необхідний період. Подібний підхід дає можливість накопичувати необхідний струм у конденсаторі максимально рівномірно, а після закінчення зарядки і потім на пристрої.
Починаємо складання
Так як до найефективнішого відноситься симісторний прилад, то поговоримо, як власноруч зробити безпосередньо подібний стабілізатор.
Важливо підкреслити, що даного типу модель зможе вирівнювати струм, що подається, за такої умови, що напруга в діапазоні 130-270 В. Потрібні також комплектуючі елементи. З інструментів потрібний пінцет, а також паяльник.
Поетапність виготовлення
Відповідно до докладної інструкції, як змонтувати стабілізатор, передусім слід підготувати необхідного розміру друковану плату. Створюється вона зі склотекстоліту спеціального фольгованого. Мікросхема розташування елементів може бути в надрукованому форматі або перенесеної на плату за допомогою праски.
Потім схемою створення простого стабілізатора передбачено безпосередньо складання приладу. Для цього елемента знадобиться магнітопровід, кілька кабелів. Один провід діаметром 0,064 мм застосовується для виготовлення обмотки. Кількість необхідних витків сягає 8669.
Інші два дроти використовують для створення обмоток, що залишилися, що характеризуються в порівнянні з першим варіантом діаметром в 0,185 мм. Число обладнаних витків для даних обмоток дорівнює не менше 522.
При необхідності спростити поставлене завдання переважно скористатися трансформаторами марки ТПК-2-2 12В, що послідовно з'єднуються.
При самостійному виробництві даних деталей після закінчення однієї з них переходять до виробництва інший. З цією метою знадобиться магнітопровід троїдальний. Як обмотка підходить теж ПЕВ-2 з числом витків 455.
До того ж, покроковим власноручним виготовленням стабілізатора у другому приладі слід зробити 7 відводів. При цьому для кількох трьох застосовується провід 3 мм у діаметрі, для інших використовуються шини 18 мм2 перетином. Це дозволить виключити небажане нагрівання пристрою під час робочого процесу.
Інші елементи слід купувати у спеціалізованій торговій точці. Як тільки все потрібне закуплено, слід зібрати прилад.
Роботи слід починати з установки необхідної мікросхеми, яка виступає в якості контролера на тепловідведення, що облаштовується, що виробляється з платини. Крім цього на нього встановлюються сімістори. Потім на плату монтуються світлодіоди миготливі.
Якщо створення приладів симісторного для вас є складним завданням, то рекомендується зупинитись на лінійному варіанті, що характеризується подібними властивостями.
Фото стабілізаторів своїми руками
Стабілізатор є мережевим автотрансформатором, відводи обмотки якого перемикаються автоматично в залежності від величини напруги в електромережі.
Стабілізатор дозволяє підтримувати вихідну напругу на рівні 220V за зміни вхідного від 180 до 270 V. Точність стабілізації 10V.
Принципову схему можна розділити на слабострумову схему (або схему управління) і сильнострумову (або схему автотрансформатора).
Схема управління показана малюнку 1. Роль вимірювача напруги покладено на поликомпараторную мікросхему з лінійною індикацією напруги, — А1 (LM3914).
Мережева напруга надходить на первинну обмотку малопотужного трансформатора Т1. Цей трансформатор має дві вторинні обмотки, по 12V на кожній, що мають один загальний висновок (або одна обмотка на 24V з відведенням від середини).
Випрямляч на діоді VD1 служить для отримання напруги живлення. Напруга з конденсатора С1 надходить на ланцюг живлення мікросхеми А1 та світлодіодів оптопар Н1.1-Н9.1. А також, він служить для отримання зразкових стабільних напруг мінімальної та максимальної позначки шкали. Для отримання використовується параметричний стабілізатор на УЗ і Р1. Граничні значення вимірювання встановлюються підстроювальними резисторами R2 і R3 (резистором R2 - верхнє значення, резистором RЗ-нижче).
Вимірювана напруга береться з іншого вторинної обмотки трансформатора Т1. Воно випрямляється діодом VD2 і надходить на резистор R5. Саме за рівнем постійної напруги на резисторі R5 проводиться оцінка ступеня відхилення напруги від номінального значення. У процесі налагодження резистор R5 попередньо встановлюють у середнє положення, а резистор RЗ нижнє за схемою.
Потім на первинну обмотку Т1 від автотрансформатора типу ЛАТР подають підвищену напругу (близько 270V) і резистором R2 виводять шкалу мікросхеми на значення, при якому горить світлодіод, підключений до висновку 11 (тимчасово замість світлодіодів оптопар можна підключити звичайні світлодіоди). Потім вхідну змінну напругу зменшують до 190V і резистором RЗ виводять шкалу значення коли горить світлодіод, підключений до висновку 18 А1.
Якщо вищенаведені налаштування зробити не вдається, потрібно підлаштувати трохи R5 та повторити їх знову. Так, шляхом послідовних наближень досягають результату, коли зміні вхідної напруги на 10V відповідає перемикання виходів мікросхеми А1.
Усього виходить дев'ять порогових значень, - 270V, 260V, 250V, 240V, 230V, 220V, 210V, 200V, 190V.
Принципова схема автотрансформатора показана малюнку 2. У його основі лежить перероблений трансформатор типу ЛАТР. Корпус трансформатора розбирають та видаляють повзунковий контакт, який служить для перемикання відводів. Потім за результатами попередніх вимірювань напруг від відводів роблять висновки (від 180 до 260V з кроком в 10V), які надалі перемикають за допомогою симісторних ключів VS1-VS9, керованих системою управління за допомогою оптопар Н1-Н9. Оптопари підключені так, що при зниженні показання мікросхеми А1 на один поділ (на 10V) відбувається перемикання на відвід автотрансформатора, що підвищує (на чергові 10V). І навпаки, збільшення показань мікросхеми А1 призводить до переключення на знижувальне відведення автотрансформатора. Підбором опору резистора R4 (рис. 1) встановлюють струм через світлодіоди оптопар, при якому ключі перемикаються впевнено. Схема на транзисторах VТ1 і VT2 (рис. 1) служить затримки включення навантаження автотрансформатора на час, необхідне завершення перехідних процесів у схемі після включення. Ця схема затримує підключення світлодіодів до живлення оптопар.
Замість мікросхеми LM3914 не можна використовувати аналогічні мікросхеми LM3915 або LM3916 через те, що вони працюють за логарифмічним законом, а тут потрібен лінійний, як у LM3914. Трансформатор Т1 - малогабаритний китайський трансформатор типу TLG, на первинну напругу 220V і два вторинних по 12V (12-0-12V) та струм 300mА. Можна використовувати інший аналогічний трансформатор.
Трансформатор Т2 можна зробити з Латра, як описано вище, або намотати його самостійно.
Симистори можна використовувати інші, все залежить від потужності навантаження. Можна навіть використовувати як елементи комутації електромагнітні реле.
Зробивши інші налаштування резисторами R2, RЗ, R5 (рис. 1) і, відповідно, інші відведення Т2 (рис. 2) можна змінити крок перемикання напруги.
Кривошеїм Н. Радіоконструктор. 2006р. №6.
Література:
- Андрєєв С. Універсальний логічний пробник, ж. Радіоконструктор 09-2005.
- Годін А. Стабілізатор змінної напруги, ж. Радіо №8, 2005
P.S.У нашому «Магазині Майстра» ви можете придбати готові модулі стабілізаторів, підсилювачів, індикаторів напруги та струму, а також різні радіоаматорські набори для самостійного складання.
Наш ««
П О П У Л Я Р Н О Е:
Як обмежити струм через навантаження?
Часто виникає необхідність ввести в схему обмеження по струму. Це один із методів захисту електронного навантаження. При короткому замиканні ланцюга навантаження схемою захисту струму можна врятувати джерело живлення від пошкодження.
Раніше ми розміщували схеми зарядних пристроїв на
