Схема електрична стабілізатора напруги 220В. Схема стабілізатора напруги

Зміст:

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 стандарту, схема стабілізатора напруги включить управління і віддасть команду на його збільшення. У разі потреби виконується зворотна дія – на зменшення.

Цей принцип роботи є основою автоматичного управління усіма відомими пристроями і 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 має 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 і недорога.

За основу можна взяти промислову конструкцію, щоб з'ясувати, які деталі вона складається. До складу кожного стабілізатора входять трансформатор, резистори, конденсатори, сполучні та підключаючі кабелі. Найпростішим вважається стабілізатор змінної напруги, схема якого діє за принципом реостата, 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 симисторні 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 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 та 3 кабелі ПЕВ-2. Перший кабель застосовується в одній обмотці. Його діаметр складе 0,064 мм, а кількість витків - 8669. Провід, що залишилися, 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.

Решту комплектуючих рекомендується купувати в готовому вигляді, в спеціалізованих магазинах. Основою складання є важлива 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 провадиться монтаж симисторів. 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.

На початку на вході залучають транзистор із фільтром. Далі відбувається включення у роботу. Для завершення перетворення струму у схемі застосовується підсилювач, найчастіше встановлюваний 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 визначає 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 і R1 для вибору яких є 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 від 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. Таким же чином позначаються інші мікросхеми цього типу. 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 їх 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

Нерідко виникають ситуації, коли напруга, яка 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, але в виході виходить будь-яке значення, не більше 27 вольт.

Як основна деталь стабілізатора використовується польовий транзистор IRLZ24/32/44 та інші аналогічні моделі. Дані транзистори обладнуються трьома висновками – стоком, витоком та затвором. Структура кожного з них складається із металу-діелектрика (діоксиду кремнію) - напівпровідника. У корпусі розташована мікросхема-стабілізатор TL431, за допомогою якої налаштовується вихідна електрична напруга. Сам транзистор може залишатися на радіаторі та з'єднуватися з платою провідниками.

Ця схема може працювати з вхідною напругою в діапазоні від 6 до 50В. Вихідна напруга утворюється в 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 знижено. Електролітичні конденсатори на вході та виході розраховуються приблизно на 50В. Потужність, що розсіюється таким стабілізатором, не перевищує 50 Вт.

Схема стабілізатора 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%, через що лампи зовсім не моргають. Однак під час перемикань виникає ЕРС самоіндукції, як і релейних пристроях.

Сімісторні 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 двоступінчастою 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 у 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 стабілізатор, а також з високою потужністю. За допомогою так званого вимірювального резистора контролюється струм, споживаний 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 реостатом виставляється струм, у 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 приладів 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. Даний 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 використовують 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

У статті розглянуто можливість безрозривного перемикання ланцюгів змінного струму за допомогою електромеханічних реле. Показано можливість зменшення ерозії контактів реле і, як наслідок підвищення довговічності та зменшення перешкод від роботи на прикладі стабілізатора напруги мережі для квартири.

Ідея

Зустріло в інтернеті рекламу на сайті ТОВ "Прилад", м. Челябінськ:
Стабілізатори напруги марки Селен, що випускаються нашим підприємством, засновані на принципі ступінчастого регулювання напруги шляхом безрозривного перемикання обмоток автотрансформатора (патент на винахід № 2356082). Як ключі використовуються потужні швидкодіючі реле.
Наведено картинки перемикань (ліворуч "Селен", праворуч - зі звичайними характеристиками)

Мене ця інформація зацікавила, я згадав, що в кінопересуванні "Україна" теж було безрозривне перемикання напруги – там, на час перемикання між суміжними контактами перемикача підключався дротяний резистор. Я почав шукати в інтернеті щось корисне з цього приводу. Ознайомитись з винаходом №2356082 я не зміг.

Мені вдалося знайти статтю "Типи стабілізаторів напруги", де розповідалося про можливість підключення діода до контактів реле в момент перемикання. Ідея у тому, щоб у змінному напрузі зробити перемикання під час позитивного полупериода. При цьому можна підключити діод паралельно до контактів реле на час перемикання.

Що дає такий спосіб? Перемикання 220В змінюється на перемикання всього 20В, так як немає розриву струму навантаження, то й практично немає дуги. Крім того, при малих напругах дуга практично не виникає. Немає дуги - контакти не підгоряють і не зношуються, надійність збільшується в 10 разів. Довговічність контактів визначатиметься лише механічним зношуванням, а він становить 10 мільйонів перемикань.

На основі цієї статті були взяті звичайні реле і виміряні час відключення, час перебування в розірваному стані та час включення. Під час вимірювань побачив на осцилографі брязкіт контактів, який викликав велике щирість і ерозію контактів, що різко зменшує ресурс роботи реле.

Для реалізації та перевірки цієї ідеї було зібрано релейний стабілізатор змінного струму потужністю 2 кВт, для живлення квартири. Допоміжні реле підключають діод лише на час перемикання основного реле під час позитивного напівперіоду. Виявилося, що реле мають значні часи затримки і брязкоту, проте операцію перемикання вдалося вмісити в один напівперіод.

Принципова схема

Складається з автотрансформатора, що перемикається як по входу, так і по виходу за допомогою реле.
У схемі застосовано пряме вимірювання змінної напруги мікроконтролером. Вихідна напруга через дільник R13, R14, R15, R16надходить на вхід мікроконтролера через конденсатор C10.
Живлення реле та мікросхеми здійснюється через діод D3та мікросхему U1. Кнопка SB1спільно з резистором R1служать для калібрування стабілізатора. Транзистори Q1-Q4- Підсилювачі для реле.
Реле Р1 та Р2 – основні, а реле Р1а та Р2а спільно з діодами D1 та D5 та замикають ланцюг під час перемикання основних реле. Для зменшення часу відключення реле в підсилювачах реле, застосовані транзистори BF422та обмотки реле шунтовані діодами 1N4007та діодами Зенера на 150 Вольт, включеними зустрічно.
Для зменшення імпульсних перешкод, що потрапляють із мережі, на вході та виході стабілізатора стоять конденсатори C1 та C11.
Триколірний світлодіод індикує рівні напруги на вході стабілізатора: червоний – низький, зелений – норма, синій – високий.

Програма

Програма написана мовою СІ (mikroC PRO for PIC), розбита на блоки та має коментарі. У програмі застосоване пряме вимірювання змінної напруги мікроконтролером, що дозволило спростити схему. Мікропроцесор застосований PIC16F676.
Блок програми zeroочікує появу спадаючого переходу через нуль
З цього перепаду відбувається або вимір величини змінної напруги, або починається перемикання реле.
Блок програми izm_Uвимірює амплітуди негативного та позитивного напівперіодів

В основній програмі проводитися обробка результатів вимірювань і, якщо необхідно, дається команда на перемикання реле.
Для кожної групи реле написані окремі програми включення та виключення з урахуванням необхідних затримок R2on, R2off, R1onі R1off.
5-й біт порту C задіяний у програмі для подачі імпульсу синхронізації на осцилограф, щоб можна було подивитися результати експерименту.

Технічні характеристики

При зміні вхідної напруги в межах 195-245 В вихідна напруга підтримується з точністю 7%. При зміні вхідної напруги в межах 185-255 Вольт вихідна напруга підтримується з точністю 10%
Вихідний струм у тривалому режимі 9 А.

Деталі та конструкція

При збиранні використаний трансформатор ТПП 320-220-50 200 Вт. Обмотки його з'єднані на 240 Вольт, що дозволило зменшити струм холостого ходу. Основні реле TIANBO HJQ-15F-1, а допоміжні LIMING JZC - 22F.
Усі деталі встановлені на друкованій платі, що закріплена на трансформаторі. Діоди D1 і D5 повинні витримувати струм 30-50А протягом перемикання (5-10 мсек).

Прилад повішений на стіні і закритий кожухом з жерсті

Налаштування

Налагодження пристрою полягає в перевірці безперервного перемикання та встановлення номінальної напруги 220 Вольт за допомогою резистора R15 і кнопки SB1.
Необхідно подати на вхід напругу від "ЛАТР" через лампу розжарювання потужністю 100 - 150 Вт, встановити напругу 220 Вольт і утримуючи кнопку добитися зеленого світіння, обертаючи будівельний резистор.
Після цього кнопку відпустити, підключити вольтметр до виходу пристрою і обертаючи ЛАТР перевірити пороги перемикання: нижній 207 Вольт і верхній 232 вольта. При цьому лампа розжарювання при перемиканні не повинна спалахувати або світитися, що свідчить про правильну роботу. Також роботу безперервного перемикання можна побачити на осцилографі, для цього треба підключити зовнішній запуск до порту RC5 і спостерігати вихідну напругу стабілізатора, змінюючи вхідну напругу. У моменти перемикання синусоїда на виході не повинна розриватися.
При напрузі на виході менше 187V горить червоний діод, а зелений блимає.
При напрузі на виході більше 242V світиться синій діод, а зелений блимає.

Стабілізатор працює у мене 3 місяць і показав себе дуже добре. До цього у мене працював стабілізатор попередньої розробки. Він працював добре, але іноді в момент перемикання спрацьовував джерело безперебійного живлення комп'ютера. З новим стабілізатором ця проблема зникла безповоротно.

Враховуючи, що в реле різко зменшилася ерозія контактів (практично немає іскріння), можна було б як основні використовувати менш потужні реле (LIMING JZC – 22F).

Помічені недоліки

Досить важко було підібрати в програмі час затримки реле.
Для такого включення бажано застосовувати більш швидкодіючі реле.

Висновки

a) Безперервне перемикання ланцюгів змінного струму за допомогою реле – цілком реальне і вирішуване завдання.
b) Можна як допоміжне реле застосувати тиристор або симистор, тоді на реле не буде падіння напруги, а симистор за 10 мсек не встигне нагрітися.
c) У такому режимі іскріння контактів різко зменшується, а довговічність зростає, і зменшуються перешкоди від перемикань реле

Використані джерела

1. на сайті "Енергозбереження в Україні"
2. Офіційний web-сайт підприємства ТОВ "Прилад", м. Челябінськ
3. Даташити на деталі

Файли

Схема, креслення друкованої плати та програма з прошивкою
▼ 🕗 12/08/12 ⚖️ 211,09 Kb ⇣ 165 Доброго дня, читачу!Мене звуть Ігор, мені 45, я сибіряк і затятий електронник-аматор. Я вигадав, створив і утримую цей чудовий сайт з 2006 року.
Вже понад 10 років наш журнал існує лише за мої кошти.

Гарний! Халява скінчилася. Хочеш файли та корисні статті - допоможи мені!

Підбірка радіоаматорських схем та конструкцій стабілізаторів напруги зібраних своїми руками. Частину схем розглядають стабілізатор без захисту від КЗ у навантаженні, в інших закладено можливість плавного регулювання напруги від 0 до 20 Вольт. Ну а характерною рисою окремих схем є можливість захисту від короткого замикання в навантаженні.

5 дуже простих схем переважно зібраних на транзисторах, одна з них, із захистом від КЗ

Дуже часто буває, коли для живлення вашої новоробної електронної саморобки потрібна стабільна напруга, яка не змінюється від навантаження, наприклад, 5 Вольт або 12 Вольт для живлення автомагнітоли. І щоб не заморочуватися з конструюванням саморобного блоку живлення на транзисторах, використовуються так звані мікросхеми стабілізатори напруги. На виході такого елемента ми отримаємо напругу, на яку спроектовано цей прилад

Багато радіоаматорів вже неодноразово збирали схеми стабілізаторів напруги на спеціалізованих мікросхемах серій 78хх, 78Мхх, 78Lxx. Наприклад, на мікросхемі KIA7805 можна зібрати саморобну схему розраховану на вихідну напругу +5 В і максимальний струм навантаження 1 А. Але мало хто знає, що є вузько спеціалізовані мікросхеми серії 78Rxx, які порахують у собі стабілізатори напруги позитивної полярності з малою напругою не перевищує 0, 5 при струмі навантаження 1 А. Одну з цих схем ми і розглянемо більш докладно.

Регульований трививідний стабілізатор позитивної напруги LM317 забезпечує струм навантаження 100 мА в діапазоні вихідної напруги від 1.2 до 37 В. Стабілізатор дуже зручний у застосуванні і вимагають лише два зовнішні резистори для забезпечення вихідної напруги. Крім того, нестабільність за напругою та струмом навантаження у стабілізатора LM317L має кращі показники, ніж у традиційних стабілізаторів з фіксованим значенням вихідної напруги.

Для стабілізації напруги постійного струму досить великої потужності серед інших застосовуються компенсаційні стабілізатори безперервної дії. Принцип дії такого стабілізатора полягає у підтримці вихідної напруги на заданому рівні за рахунок зміни падіння напруги на регулювальному елементі. При цьому величина керуючого сигналу, що надходить на регулюючий елемент, залежить від різниці між заданою і вихідною напругою стабілізатора.

При стаціонарній експлуатації апаратури, CD та аудіоплеєрів виникають проблеми з БП. Більшість блоків живлення, що випускаються серійно вітчизняним виробником, (якщо бути точним) практично всі не можуть задовольнити споживача, оскільки містять спрощені схеми. Якщо говорити про імпортні китайські та їм подібні блоки харчування, то вони, взагалі, представляють цікавий набір деталей "купи і викинь". Ці та багато інших проблем змушують радіоаматорно виготовляти блоки живлення. Але і на цьому етапі любителі стикаються з проблемою вибору: конструкцій опубліковано безліч, але не всі добре працюють. Дана радіоаматорська розробка представлена як варіант нетрадиційного включення операційного підсилювача, раніше опублікованого і незабаром забутого

Майже всі радіоаматорські саморобки та конструкції мають у своєму складі стабілізоване джерело живлення. А якщо ваша конструкція працює від напруги п'ять вольт, то найкращим варіантом буде використання трививідного інтегрального стабілізатора 78L05

Стабілізатор напруги на 220 вольт

Виготовлення саморобних стабілізаторів напруги – практика досить часто. Однак здебільшого створюються стабілізуючі електронні схеми, розраховані на відносно малі вихідні напруги (5-36 вольт) та відносно невисокі потужності. Пристрої використовуються у складі побутової апаратури, не більше.

Ми розповімо, як зробити потужний стабілізатор напруги своїми руками. У запропонованій нами статті описано процес виготовлення пристрою для роботи з напругою 220 вольт. З урахуванням наших порад ви без проблем самостійно впораєтеся зі збиранням.

Прагнення забезпечити стабілізовану напругу побутової мережі – явище очевидне. Такий підхід забезпечує збереження експлуатованої техніки, найчастіше дорогої, постійно необхідної у господарстві. Та й загалом, фактор стабілізації – це запорука підвищеної безпеки експлуатації електричних мереж.

Для побутових цілей найчастіше купують, автоматика якого вимагає підключення до електроживлення, насосного обладнання, спліт систем та подібних споживачів.

Промислова конструкція стабілізатора напруги, яку неважко придбати на ринку. Асортимент подібного обладнання величезний, але завжди залишається можливість зробити власну конструкцію

Вирішити подібну задачу можна різними способами, найпростіший з яких – купити потужний стабілізатор напруги, виготовлений промисловим способом.

Пропозицій на комерційному ринку маса. Однак часто можливості придбання обмежуються вартістю пристроїв або іншими моментами. Відповідно, альтернативою купівлі стає складання стабілізатора напруги своїми руками із доступних електронних компонентів.

За умови володіння відповідними навичками та знаннями електромонтажу, теорії електротехніки (електроніки), розведення схем та паяння елементів саморобний стабілізатор напруги можна реалізувати та успішно застосовувати на практиці. Такі приклади є.

Приблизно так може виглядати обладнання стабілізації, виготовлене своїми руками з доступних та недорогих радіодеталей. Шасі та корпус можна підібрати від старого промислового обладнання (наприклад, від осцилографа)

Схемні рішення стабілізації електромережі 220В

Розглядаючи можливі схемні рішення під стабілізацію напруги з урахуванням високої потужності (щонайменше 1-2 кВт), слід пам'ятати різноманітність технологій.

Існує кілька схемних рішень, якими визначаються технологічні можливості приладів:

ферорезонансні;
сервопривідні;
електронні;
інверторні.

Який варіант вибрати, залежить від ваших переваг, наявних матеріалів для складання та навичок роботи з електротехнічним обладнанням.

Варіант #1 – ферорезонансна схема

Для самостійного виготовлення найпростішим варіантом схеми є перший пункт списку – ферорезонансна схема. Вона працює на використанні ефекту магнітного резонансу.

Структурна схема простого стабілізатора, виконаного на основі дроселів: 1 – перший дросельний елемент; 2 – другий дросельний елемент; 3 – конденсатор; 4 – сторона вхідної напруги; 5 – сторона вихідної напруги

Конструкцію досить потужного ферорезонансного стабілізатора можна зібрати всього на трьох елементах:

Дросель 1.
Дросель 2.
Конденсатор.

Проте простота у цьому варіанті супроводжується масою незручностей. Конструкція потужного стабілізатора, зібрана за ферорезонансною схемою, виходить масивною, громіздкою, важкою.

Варіант #2 - автотрансформатор або сервопривід

Фактично йдеться про схему, де використовується принцип автотрансформатора. Трансформація напруги автоматично здійснюється за рахунок керування реостатом, повзунок якого переміщує сервопривід.

У свою чергу сервопривід управляється сигналом, що отримується, наприклад, від датчика рівня напруги.

Принципова схема сервопривідного апарату, складання якої дозволить створити потужний стабілізатор напруги для дому чи дачу. Однак цей варіант вважається технологічно застарілим

Приблизно за такою ж схемою діє пристрій релейного типу з лише різницею, що коефіцієнт трансформації змінюється, у разі потреби, підключенням або відключенням відповідних обмоток за допомогою реле.

Схеми подібного роду виглядають вже складнішими технічно, але не забезпечують достатньої лінійності зміни напруги. Зібрати вручну релейний прилад або на сервоприводі допустимо. Проте розумніше вибрати електронний варіант. Витрати зусиль і коштів майже однакові.

Варіант #3 – електронна схема

Складання потужного стабілізатора за схемою електронного управління при великому асортименті радіодеталей у продажу стає цілком можливим. Як правило, такі схеми збираються на електронних компонентах – симісторах (тиристорах, транзисторах).

Також розроблений цілий ряд схем стабілізаторів напруги, де як ключі використовуються силові польові транзистори.

Структурна схема модуля електронної стабілізації: 1 – вхідні клеми пристрою; 2 – симісторний блок управління трансформаторними обмотками; 3 – мікропроцесорний блок; 4 – вихідні клеми на підключення навантаження

Виготовити потужний апарат повністю під електронним керуванням руками нефахівця досить складно, краще. У цій справі без досвіду та знань у сфері електротехніки не обійтися.

Під самостійне виробництво розглядати цей варіант доцільно, якщо є сильне бажання побудувати стабілізатор плюс напрацьований досвід електронника. Далі у статті розглянемо конструкцію електронного виконання, придатну виготовлення своїми руками.

Детальні інструкції зі збирання

Розглянута під самостійне виготовлення схема, швидше за все є гібридним варіантом, так як передбачає використання силового трансформатора спільно з електронікою. Трансформатор у разі застосовується у складі тих, що встановлювалися у телевізорах старих моделей.

Ось такий силовий трансформатор потрібно під виготовлення саморобної конструкції стабілізатора. Однак не виключається підбір інших варіантів або намотування своїми руками

Правда в ТБ приймачах, як правило, ставилися трансформатори ТС-180, тоді як для стабілізатора потрібно як мінімум ТС-320, щоб забезпечити вихідне навантаження до 2 кВт.

Крок #1 – виготовлення корпусу стабілізатора

Для виготовлення корпусу апарату підійде будь-який відповідний короб на основі ізолюючого матеріалу – пластмаси, текстоліту тощо. Головний критерій – достатність місця для розміщення силового трансформатора, електронної плати та інших компонентів.

Також корпус можна виготовити з листового склотекстоліту, скріпивши окремі листи за допомогою куточків або іншим способом.

Допустимо підібрати корпус від будь-якої електроніки, що підходить під розміщення всіх робочих компонентів схеми саморобного стабілізатора. Також корпус можна зібрати своїми руками, наприклад, з листів склотекстоліту

Короб стабілізатора необхідно оснастити пазами під установку вимикача, вхідного та вихідного інтерфейсів, а також інших аксесуарів, передбачених схемою як контрольні або комутаційні елементи.

Під виготовлений корпус потрібна плита-основа, на яку ляже електронна плата і буде закріплений трансформатор. Плиту можна зробити з алюмінію, але слід передбачити ізолятори під кріплення електронної плати.

Крок #2 – виготовлення друкованої плати

Тут потрібно спочатку спроектувати макет на розміщення та зв'язку всіх електронних деталей згідно з принциповою схемою, крім трансформатора. Потім по макету розмічають лист фольгованого текстоліту і малюють (віддруковують) на боці фольги створену трасування.

Виготовити друковану плату стабілізатора цілком доступними способами можна у домашніх умовах. Для цього потрібно приготувати трафарет та набір засобів для травлення на фольгованому текстоліті

Отриманий таким способом друкований екземпляр розведення зачищають, облуджують оловом і проводять монтаж всіх радіодеталей схеми з подальшим паянням. Так виконується виготовлення електронної плати потужного стабілізатора напруги.

В принципі, можна скористатися сторонніми послугами травлення друкованих плат. Цей сервіс цілком прийнятний за ціною, а якість виготовлення «друку» значно вища, ніж у домашньому варіанті.

Крок #3 - складання стабілізатора напруги

Укомплектована радіодеталями плата готується до зовнішньої обв'язки. Зокрема, від плати виводяться лінії зовнішнього зв'язку (провідники) коїться з іншими елементами – трансформатором, вимикачем, інтерфейсами тощо.

На опорну плиту корпусу встановлюють трансформатор, з'єднують із трансформатором ланцюга електронної плати, закріплюють плату на ізоляторах.

Приклад саморобного стабілізатора напруги релейного типу, виготовленого в домашній обстановці, поміщеного в корпус від промислового вимірювального приладу, що став непридатним

Залишиться тільки підключити до схеми зовнішні елементи, змонтовані на корпусі, встановити ключовий транзистор на радіатор, після чого закривають корпусом зібрану електронну конструкцію. Стабілізатор напруги готовий. Можна розпочати налаштування з подальшими випробуваннями.

Принцип роботи та тест саморобки

Регулюючим елементом електронної схеми стабілізації є потужний польовий транзистор типу IRF840. Напруга для обробки (220-250В) проходить первинну обмотку силового трансформатора, випрямляється діодним мостом VD1 і надходить на стік транзистора IRF840. Витік цього компонента з'єднаний з мінусовим потенціалом діодного мосту.

Схема принципова стабілізуючого блоку високої потужності (до 2 кВт), на основі якої були зібрані та успішно використовуються кілька апаратів. Схема показала оптимальний рівень стабілізації при зазначеному навантаженні, але не вище

Частина схеми, яку включена одна з двох вторинних обмоток трансформатора, утворюється діодним випрямлячем (VD2), потенціометром (R5) та іншими елементами електронного регулятора. Цією частиною схеми формується сигнал, що керує, який надходить на затвор польового транзистора IRF840.

На випадок підвищення напруги мережі живлення керуючим сигналом знижується напруга затвора польового транзистора, що призводить до закриття ключа. Відповідно, на контактах підключення навантаження (XT3, XT4) можливе підвищення напруги обмежується. Зворотним варіантом працює схема у разі зниження напруги.

Налаштування приладу особливою складністю не відрізняється. Тут буде потрібна звичайна лампа розжарювання (200-250 Вт), яку слід увімкнути на клеми виходу приладу (X3, X4). Далі обертанням потенціометра (R5) напруга на зазначених клемах доводять до рівня 220-225 вольт.

Вимикають стабілізатор, відключають лампу розжарювання і включають прилад з повноцінним навантаженням (не вище 2 кВт).

Після 15-20 хвилин роботи знову відключають апарат і здійснюють контроль температури радіатора ключового транзистора (IRF840). Якщо нагрівання радіатора суттєве (більше 75º), слід підібрати потужніший тепловідвідний радіатор.

Якщо процес виготовлення стабілізатора здався вам надто складним і нераціональним з практичної точки зору, без особливих проблем можна знайти та придбати пристрій заводського виконання. Правила та критерії наведені у рекомендованій нами статті.

Висновки та корисне відео на тему

У відеоролику нижче розглядається одна із можливих конструкцій стабілізатора домашнього виготовлення.

В принципі, можна взяти до уваги цей варіант саморобного апарату стабілізації:

Складання блоку, що стабілізує мережеву напругу, своїми руками можливе. Це підтверджується численними прикладами, коли радіоаматори з невеликим досвідом успішно розробляють (або застосовують існуючу), готують і збирають схему електроніки.

Труднощів із придбанням деталей для виготовлення стабілізатора-саморобки зазвичай не відзначається. Витрати виробництва невисокі і природним чином окупаються, коли стабілізатор вводять у експлуатацію.

Залишайте, будь ласка, коментарі, ставте питання, публікуйте фото за темою статті в блоці, що знаходиться нижче. Розкажіть про те, як зібрали стабілізатор напруги власноруч. Поділіться корисною інформацією, яка може стати в нагоді відвідувачам сайт початківцям електротехнікам.

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 стандартного приладу заснований безпосередньо на функціонуванні реостата, який підвищує або зменшує опір.

Крім цього, запропоновані моделі мають різноманітність функцій, а також повністю можуть забезпечити захист техніки від небажаних перепадів напруги, що скачуть 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 засноване 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 якого передається споживачеві.

Даного виду пристрою дають можливість виставляти необхідні параметри струму максимально точно і цілком 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 при перевантаженні.

Варіанти імпульсні функціонують методом амплітудної струмової модуляції. У ланцюзі застосовується вимикач, який розриває через необхідний період часу. 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 симисторний прилад, то поговоримо, як власними руками зробити 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 потрібен пінцет, а також паяльник.

Поетапність виготовлення

Відповідно до докладної інструкції, як змонтувати стабілізатор, насамперед слід підготувати необхідного розміру плату друковану. 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 потрібен 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. Щойно все потрібне закуплено, слід зібрати прилад.

Роботи слід починати з установки необхідної мікросхеми, яка виступає в якості контролера на тепловідвід, що облаштовується, що виробляється з платини. Крім цього на нього встановлюються сімістори. Потім на плату монтуються світлодіоди миготливі.

Якщо створення приладів симисторного вам є складним завданням, то рекомендується зупинитися на лінійному варіанті, що характеризується подібними властивостями.