Οι προγραμματιστές ηλεκτρικών και ηλεκτρονικών συσκευών, στη διαδικασία δημιουργίας τους, προέρχονται από το γεγονός ότι η μελλοντική συσκευή θα λειτουργεί υπό συνθήκες σταθερής τάσης τροφοδοσίας. Αυτό είναι απαραίτητο ώστε το ηλεκτρικό κύκλωμα της ηλεκτρονικής συσκευής, πρώτον, να παρέχει σταθερές παραμέτρους εξόδου σύμφωνα με τον επιδιωκόμενο σκοπό και, δεύτερον, η σταθερότητα της τάσης τροφοδοσίας προστατεύει τη συσκευή από υπερτάσεις που είναι γεμάτες με υπερβολικά υψηλή κατανάλωση ρεύματος και εξάντληση των ηλεκτρικών στοιχείων της συσκευής. Για την επίλυση του προβλήματος της εξασφάλισης της σταθερής τάσης τροφοδοσίας, χρησιμοποιείται κάποια έκδοση σταθεροποιητή τάσης. Με βάση τη φύση του ρεύματος που καταναλώνεται από τη συσκευή, διακρίνονται οι σταθεροποιητές εναλλασσόμενης και άμεσης τάσης.

Σταθεροποιητές εναλλασσόμενου ρεύματος

Οι σταθεροποιητές τάσης AC χρησιμοποιούνται εάν οι αποκλίσεις τάσης στο ηλεκτρικό δίκτυο από την ονομαστική τιμή υπερβαίνουν το 10%. Αυτό το πρότυπο επιλέχθηκε με βάση το γεγονός ότι οι καταναλωτές AC με τέτοιες αποκλίσεις διατηρούν τη λειτουργικότητά τους καθ 'όλη τη διάρκεια ζωής τους. Στη σύγχρονη ηλεκτρονική τεχνολογία, κατά κανόνα, για την επίλυση του προβλήματος μιας σταθερής τροφοδοσίας, χρησιμοποιείται ένα τροφοδοτικό μεταγωγής, στο οποίο δεν απαιτείται σταθεροποιητής εναλλασσόμενης τάσης. Αλλά σε ψυγεία, φούρνους μικροκυμάτων, κλιματιστικά, αντλίες κ.λπ. απαιτείται εξωτερική σταθεροποίηση της τάσης τροφοδοσίας AC. Σε τέτοιες περιπτώσεις, χρησιμοποιείται συχνότερα ένας από τους τρεις τύπους σταθεροποιητή: ηλεκτρομηχανικός, ο κύριος σύνδεσμος του οποίου είναι ένας ρυθμιζόμενος αυτομετασχηματιστής με ελεγχόμενη ηλεκτρική κίνηση, μετασχηματιστής ρελέ, βασισμένος σε ισχυρό μετασχηματιστή που έχει πολλές βρύσες στην κύρια περιέλιξη και ένας διακόπτης κατασκευασμένος από ηλεκτρομαγνητικά ρελέ, τριακ, θυρίστορ ή ισχυρά τρανζίστορ κλειδιών, καθώς και αμιγώς ηλεκτρονικά. Οι σταθεροποιητές σιδηροσυντονισμού, που ήταν ευρέως διαδεδομένοι τον περασμένο αιώνα, τώρα πρακτικά δεν χρησιμοποιούνται λόγω της παρουσίας πολυάριθμων ελλείψεων.

Για τη σύνδεση των καταναλωτών σε ένα δίκτυο AC 50 Hz χρησιμοποιείται σταθεροποιητής τάσης 220 V. Το ηλεκτρικό κύκλωμα ενός σταθεροποιητή τάσης αυτού του τύπου φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.

Ο μετασχηματιστής Α1 αυξάνει την τάση στο δίκτυο σε ένα επίπεδο ικανό να σταθεροποιεί την τάση εξόδου σε χαμηλή τάση εισόδου. Το ρυθμιστικό στοιχείο RE αλλάζει την τάση εξόδου. Στην έξοδο, το στοιχείο ελέγχου UE μετρά την τιμή τάσης σε όλο το φορτίο και εκδίδει ένα σήμα ελέγχου για να το ρυθμίσει, εάν είναι απαραίτητο.

Ηλεκτρομηχανικοί σταθεροποιητές

Αυτός ο σταθεροποιητής βασίζεται στη χρήση ενός οικιακού ρυθμιζόμενου αυτομετασχηματιστή ή εργαστηριακού LATR. Η χρήση αυτομετασχηματιστή παρέχει υψηλότερη απόδοση της εγκατάστασης. Η λαβή ρύθμισης του αυτομετασχηματιστή αφαιρείται και αντί για αυτήν, ένας μικρός κινητήρας με κιβώτιο ταχυτήτων εγκαθίσταται ομοαξονικά στο σώμα, παρέχοντας μια δύναμη περιστροφής επαρκή για να περιστρέψει το ολισθητήρα στον αυτόματο μετασχηματιστή. Η απαραίτητη και επαρκής ταχύτητα περιστροφής είναι περίπου 1 περιστροφή σε 10 - 20 δευτερόλεπτα. Αυτές οι απαιτήσεις πληρούνται από τον κινητήρα τύπου RD-09, ο οποίος χρησιμοποιήθηκε παλαιότερα σε συσκευές εγγραφής. Ο κινητήρας ελέγχεται από ηλεκτρονικό κύκλωμα. Όταν η τάση του δικτύου αλλάζει εντός +- 10 βολτ, εκδίδεται μια εντολή στον κινητήρα, ο οποίος περιστρέφει το ρυθμιστικό έως ότου η τάση εξόδου φτάσει τα 220 V.

Παραδείγματα κυκλωμάτων ηλεκτρομηχανικών σταθεροποιητών δίνονται παρακάτω:

Ηλεκτρικό κύκλωμα σταθεροποιητή τάσης χρησιμοποιώντας λογικά τσιπ και έλεγχο ρελέ ηλεκτρικής κίνησης

Ηλεκτρομηχανικός σταθεροποιητής βασισμένος σε λειτουργικό ενισχυτή.

Το πλεονέκτημα τέτοιων σταθεροποιητών είναι η ευκολία εφαρμογής τους και η υψηλή ακρίβεια σταθεροποίησης της τάσης εξόδου. Τα μειονεκτήματα περιλαμβάνουν τη χαμηλή αξιοπιστία λόγω της παρουσίας μηχανικών κινητών στοιχείων, τη σχετικά χαμηλή επιτρεπόμενη ισχύ φορτίου (εντός 250 ... 500 W) και τη χαμηλή επικράτηση των αυτομετασχηματιστών και των απαραίτητων ηλεκτροκινητήρων στην εποχή μας.

Σταθεροποιητές μετασχηματιστή ρελέ

Ο σταθεροποιητής ρελέ-μετασχηματιστή είναι πιο δημοφιλής λόγω της απλότητας του σχεδιασμού, της χρήσης κοινών στοιχείων και της δυνατότητας απόκτησης σημαντικής ισχύος εξόδου (έως αρκετά κιλοβάτ), που υπερβαίνει σημαντικά την ισχύ του χρησιμοποιημένου μετασχηματιστή ισχύος. Η επιλογή της ισχύος του επηρεάζεται από την ελάχιστη τάση σε ένα συγκεκριμένο δίκτυο AC. Εάν, για παράδειγμα, δεν είναι μικρότερη από 180 V, τότε ο μετασχηματιστής θα πρέπει να παρέχει μια ενίσχυση τάσης 40 V, η οποία είναι 5,5 φορές μικρότερη από την ονομαστική τάση στο δίκτυο. Η ισχύς εξόδου του σταθεροποιητή θα είναι ίσες φορές μεγαλύτερη από την ισχύ του μετασχηματιστή ισχύος (αν δεν λάβετε υπόψη την απόδοση του μετασχηματιστή και το μέγιστο επιτρεπόμενο ρεύμα μέσω των στοιχείων μεταγωγής). Ο αριθμός των βημάτων αλλαγής τάσης ρυθμίζεται συνήθως σε 3...6 βήματα, γεγονός που στις περισσότερες περιπτώσεις εξασφαλίζει αποδεκτή ακρίβεια σταθεροποίησης της τάσης εξόδου. Κατά τον υπολογισμό του αριθμού των στροφών των περιελίξεων σε έναν μετασχηματιστή για κάθε στάδιο, η τάση στο δίκτυο λαμβάνεται ως ίση με το επίπεδο λειτουργίας του στοιχείου μεταγωγής. Κατά κανόνα, τα ηλεκτρομαγνητικά ρελέ χρησιμοποιούνται ως στοιχεία μεταγωγής - το κύκλωμα αποδεικνύεται αρκετά στοιχειώδες και δεν προκαλεί δυσκολίες όταν επαναλαμβάνεται. Το μειονέκτημα ενός τέτοιου σταθεροποιητή είναι ο σχηματισμός τόξου στις επαφές του ρελέ κατά τη διαδικασία μεταγωγής, το οποίο καταστρέφει τις επαφές του ρελέ. Σε πιο σύνθετες εκδόσεις των κυκλωμάτων, ο ηλεκτρονόμος αλλάζει τις στιγμές που το μισό κύμα τάσης διέρχεται από τη μηδενική τιμή, η οποία αποτρέπει την εμφάνιση σπινθήρα, αν και με την προϋπόθεση ότι χρησιμοποιούνται ρελέ υψηλής ταχύτητας ή η μεταγωγή γίνεται κατά την πτώση του προηγούμενου μισού κύματος. Η χρήση θυρίστορ, τριάκ ή άλλων στοιχείων χωρίς επαφή ως στοιχεία μεταγωγής αυξάνει απότομα την αξιοπιστία του κυκλώματος, αλλά γίνεται πιο περίπλοκη λόγω της ανάγκης παροχής γαλβανικής απομόνωσης μεταξύ των κυκλωμάτων του ηλεκτροδίου ελέγχου και της μονάδας ελέγχου. Για το σκοπό αυτό, χρησιμοποιούνται στοιχεία οπτικού συζεύκτη ή παλμικοί μετασχηματιστές απομόνωσης. Παρακάτω είναι ένα σχηματικό διάγραμμα ενός σταθεροποιητή μετασχηματιστή ρελέ:

Σχέδιο σταθεροποιητή ψηφιακού ρελέ-μετασχηματιστή με βάση ηλεκτρομαγνητικά ρελέ

Ηλεκτρονικοί σταθεροποιητές

Οι ηλεκτρονικοί σταθεροποιητές, κατά κανόνα, έχουν χαμηλή ισχύ (έως 100 W) και υψηλή σταθερότητα της τάσης εξόδου, απαραίτητη για τη λειτουργία πολλών ηλεκτρονικών συσκευών. Συνήθως κατασκευάζονται με τη μορφή απλοποιημένου ενισχυτή χαμηλής συχνότητας, ο οποίος έχει αρκετά μεγάλο περιθώριο αλλαγής του επιπέδου τάσης τροφοδοσίας και ισχύος. Ένα ημιτονοειδές σήμα με συχνότητα 50 Hz από μια βοηθητική γεννήτρια παρέχεται στην είσοδό της από τον ηλεκτρονικό ρυθμιστή τάσης. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τη βαθμιαία περιέλιξη ενός μετασχηματιστή ισχύος. Η έξοδος του ενισχυτή συνδέεται με μετασχηματιστή ανόδου έως 220 V. Το κύκλωμα έχει αδρανειακή αρνητική ανάδραση στην τιμή της τάσης εξόδου, η οποία εγγυάται τη σταθερότητα της τάσης εξόδου με μη παραμορφωμένο σχήμα. Για να επιτευχθούν επίπεδα ισχύος αρκετών εκατοντάδων watt, χρησιμοποιούνται άλλες μέθοδοι. Συνήθως, χρησιμοποιείται ένας ισχυρός μετατροπέας DC-AC με βάση τη χρήση ενός νέου τύπου ημιαγωγού - του λεγόμενου τρανζίστορ IGBT.

Αυτά τα στοιχεία μεταγωγής στη λειτουργία μεταγωγής μπορούν να περάσουν ρεύμα αρκετών εκατοντάδων αμπέρ σε μέγιστη επιτρεπόμενη τάση μεγαλύτερη από 1000 V. Για τον έλεγχο τέτοιων τρανζίστορ χρησιμοποιούνται ειδικοί τύποι μικροελεγκτών με διανυσματικό έλεγχο. Παλμοί με μεταβλητό πλάτος εφαρμόζονται στην πύλη ενός τρανζίστορ με συχνότητα αρκετών kilohertz, η οποία αλλάζει σύμφωνα με ένα πρόγραμμα που έχει εισαχθεί στον μικροελεγκτή. Στην έξοδο, ένας τέτοιος μετατροπέας φορτώνεται στον αντίστοιχο μετασχηματιστή. Το ρεύμα στο κύκλωμα του μετασχηματιστή ποικίλλει ανάλογα με ένα ημιτονοειδές. Ταυτόχρονα, η τάση διατηρεί το σχήμα των αρχικών ορθογώνιων παλμών με διαφορετικά πλάτη. Αυτό το κύκλωμα χρησιμοποιείται σε ισχυρά εγγυημένα τροφοδοτικά που χρησιμοποιούνται για αδιάλειπτη λειτουργία υπολογιστών. Το ηλεκτρικό κύκλωμα ενός σταθεροποιητή τάσης αυτού του τύπου είναι πολύ περίπλοκο και πρακτικά απρόσιτο για ανεξάρτητη αναπαραγωγή.

Απλοποιημένοι ηλεκτρονικοί σταθεροποιητές τάσης

Τέτοιες συσκευές χρησιμοποιούνται όταν η τάση του οικιακού δικτύου (ειδικά σε αγροτικές περιοχές) μειώνεται συχνά, χωρίς σχεδόν ποτέ να παρέχει τα ονομαστικά 220 V.

Σε μια τέτοια κατάσταση, το ψυγείο λειτουργεί κατά διαστήματα και κινδυνεύει να αποτύχει, ο φωτισμός αποδεικνύεται αμυδρός και το νερό στον ηλεκτρικό βραστήρα δεν μπορεί να βράσει για μεγάλο χρονικό διάστημα. Η ισχύς ενός παλιού σταθεροποιητή τάσης της σοβιετικής εποχής που έχει σχεδιαστεί για να τροφοδοτεί μια τηλεόραση είναι, κατά κανόνα, ανεπαρκής για όλους τους άλλους οικιακούς ηλεκτρικούς καταναλωτές και η τάση στο δίκτυο συχνά πέφτει κάτω από το αποδεκτό επίπεδο για έναν τέτοιο σταθεροποιητή.

Υπάρχει μια απλή μέθοδος για την αύξηση της τάσης στο δίκτυο χρησιμοποιώντας έναν μετασχηματιστή με ισχύ σημαντικά χαμηλότερη από την ισχύ του εφαρμοζόμενου φορτίου. Η κύρια περιέλιξη του μετασχηματιστή συνδέεται απευθείας στο δίκτυο και το φορτίο συνδέεται εν σειρά με τη δευτερεύουσα περιέλιξη (βήμα προς τα κάτω) του μετασχηματιστή. Με τη σωστή φάση, η τάση στο φορτίο θα είναι ίση με το άθροισμα της τάσης που λαμβάνεται από τον μετασχηματιστή και την τάση του δικτύου.

Το ηλεκτρικό κύκλωμα ενός σταθεροποιητή τάσης που λειτουργεί με αυτήν την απλή αρχή φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Όταν το τρανζίστορ VT2 (φαινόμενο πεδίο) που βρίσκεται στη διαγώνιο της γέφυρας διόδου VD2 είναι κλειστό, η περιέλιξη I (που είναι η κύρια) του μετασχηματιστή Τ1 δεν είναι συνδεδεμένη στο δίκτυο. Η τάση στο φορτίο ενεργοποίησης είναι σχεδόν ίση με την τάση δικτύου μείον μια μικρή τάση στην περιέλιξη II (δευτερεύουσα) του μετασχηματιστή T1. Όταν ανοίξει το τρανζίστορ φαινομένου πεδίου, η κύρια περιέλιξη του μετασχηματιστή θα βραχυκυκλωθεί και το άθροισμα της τάσης του δικτύου και της δευτερεύουσας τάσης περιέλιξης θα εφαρμοστεί στο φορτίο.

Ηλεκτρονικό κύκλωμα σταθεροποιητή τάσης

Η τάση από το φορτίο, μέσω του μετασχηματιστή T2 και της γέφυρας διόδου VD1, παρέχεται στο τρανζίστορ VT1. Ο ρυθμιστής του ποτενσιόμετρου περικοπής R1 πρέπει να ρυθμιστεί σε θέση που να διασφαλίζει το άνοιγμα του τρανζίστορ VT1 και το κλείσιμο του VT2 όταν η τάση φορτίου υπερβαίνει την ονομαστική (220 V). Εάν η τάση είναι μικρότερη από 220 βολτ, το τρανζίστορ VT1 θα κλείσει και το VT2 θα ανοίξει. Η αρνητική ανάδραση που λαμβάνεται με αυτόν τον τρόπο διατηρεί την τάση στο φορτίο περίπου ίση με την ονομαστική τιμή.

Η διορθωμένη τάση από τη γέφυρα VD1 χρησιμοποιείται επίσης για την τροφοδοσία του κυκλώματος συλλέκτη VT1 (μέσω του ολοκληρωμένου κυκλώματος σταθεροποιητή DA1). Η αλυσίδα C5R6 μειώνει τις ανεπιθύμητες υπερτάσεις της πηγής αποστράγγισης στο τρανζίστορ VT2. Ο πυκνωτής C1 μειώνει τις παρεμβολές που εισέρχονται στο δίκτυο κατά τη λειτουργία του σταθεροποιητή. Οι τιμές των αντιστάσεων R3 και R5 επιλέγονται για να επιτευχθεί η καλύτερη και πιο σταθερή σταθεροποίηση τάσης. Ο διακόπτης SA1 παρέχει ενεργοποίηση και απενεργοποίηση του σταθεροποιητή και του φορτίου. Το κλείσιμο του διακόπτη SA2 απενεργοποιεί το αυτόματο σύστημα που σταθεροποιεί την τάση στο φορτίο. Σε αυτή την περίπτωση, αποδεικνύεται ότι είναι η μέγιστη δυνατή στην τρέχουσα τάση δικτύου.

Μετά τη σύνδεση του συναρμολογημένου σταθεροποιητή στο δίκτυο, η αντίσταση περικοπής R1 ρυθμίζει την τάση φορτίου στα 220 V. Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι ο σταθεροποιητής που περιγράφεται παραπάνω δεν μπορεί να εξαλείψει αλλαγές στην τάση δικτύου που υπερβαίνουν τα 220 V ή που είναι κάτω από την ελάχιστη χρησιμοποιούμενη στον υπολογισμό των περιελίξεων του μετασχηματιστή.

Σημείωση: Σε ορισμένους τρόπους λειτουργίας του σταθεροποιητή, η ισχύς που καταναλώνεται από το τρανζίστορ VT2 αποδεικνύεται πολύ σημαντική. Είναι αυτό, και όχι η ισχύς του μετασχηματιστή, που μπορεί να περιορίσει την επιτρεπόμενη ισχύ φορτίου. Επομένως, θα πρέπει να ληφθεί μέριμνα για να διασφαλιστεί η καλή απαγωγή θερμότητας από αυτό το τρανζίστορ.

Ένας σταθεροποιητής που είναι εγκατεστημένος σε ένα υγρό δωμάτιο πρέπει να τοποθετηθεί σε μια γειωμένη μεταλλική θήκη.

Δείτε επίσης διαγράμματα.

Η τάση του δικτύου, ιδιαίτερα στις αγροτικές περιοχές, συχνά υπερβαίνει τα επιτρεπτά όρια για τον τροφοδοτούμενο εξοπλισμό, γεγονός που οδηγεί σε αστοχία του.

Είναι δυνατόν να αποφευχθούν τέτοιες δυσάρεστες συνέπειες με τη βοήθεια ενός σταθεροποιητή, ο οποίος διατηρεί την τάση εξόδου εντός των απαιτούμενων ορίων για το φορτίο και, εάν αυτό δεν είναι δυνατό, τον απενεργοποιεί.

Η προτεινόμενη συσκευή είναι ένας πολλά υποσχόμενος σχεδιασμός στον οποίο το φορτίο συνδέεται αυτόματα με την αντίστοιχη βρύση της περιέλιξης του αυτομετασχηματιστή ανάλογα με την τρέχουσα τιμή της τάσης του δικτύου.

Godin A.V. Σταθεροποιητής τάσης AC

Περιοδικό «ΡΑΔΙΟ». 2005. Νο. 08 (σελ. 33-36)
Περιοδικό «ΡΑΔΙΟ». 2005. Νο. 12 (σελ. 45)
Περιοδικό «ΡΑΔΙΟ». 2006. Αρ. 04 (σελ. 33)

Λόγω της αστάθειας της τάσης του δικτύου στην περιοχή της Μόσχας, ένα ψυγείο απέτυχε. Ο έλεγχος της τάσης κατά τη διάρκεια της ημέρας αποκάλυψε τις αλλαγές της από 150 σε 250 V. Ως αποτέλεσμα, ανέλαβα το θέμα της αγοράς ενός σταθεροποιητή. Όταν κοίταξα τις τιμές για τα τελικά προϊόντα σοκαρίστηκα. Άρχισα να ψάχνω για διαγράμματα στη λογοτεχνία και στο Διαδίκτυο.

Ένας σταθεροποιητής ελεγχόμενος από μικροελεγκτή με σχεδόν κατάλληλες παραμέτρους περιγράφεται στο. Αλλά η ισχύς εξόδου του δεν είναι αρκετά υψηλή· η μεταγωγή φορτίου εξαρτάται όχι μόνο από το πλάτος, αλλά και από τη συχνότητα της τάσης του δικτύου. Ως εκ τούτου, αποφασίστηκε να δημιουργήσουμε το δικό μας σχέδιο σταθεροποιητή που δεν έχει αυτά τα μειονεκτήματα.

Ο προτεινόμενος σταθεροποιητής δεν χρησιμοποιεί μικροελεγκτή, γεγονός που τον καθιστά προσβάσιμο σε ένα ευρύτερο φάσμα ραδιοερασιτεχνών. Η έλλειψη ευαισθησίας στη συχνότητα τάσης δικτύου επιτρέπει τη χρήση του σε συνθήκες πεδίου όταν η πηγή ηλεκτρικής ενέργειας είναι μια αυτόνομη γεννήτρια ντίζελ.

Κύρια τεχνικά χαρακτηριστικά

Τάση εισόδου, V: 130…270
Τάση εξόδου, V: 205…230
Μέγιστη ισχύς φορτίου, kW: 6
Χρόνος μεταγωγής (αποσύνδεσης) φορτίου, ms: 10

Η συσκευή περιέχει τα ακόλουθα εξαρτήματα: Τροφοδοτικό στα στοιχεία T1, VD1, DA1, C2, C5. Μονάδα καθυστέρησης ενεργοποίησης φορτίου C1, VT1-VT3, R1-R5. Ανορθωτής για τη μέτρηση του πλάτους τάσης του δικτύου VD2, C2 με διαχωριστή R13, R14 και δίοδο zener VD3. Συγκριτής τάσης DA2, DA3, R15-R39. Λογικός ελεγκτής βασισμένος σε τσιπ DD1-DD5. Ενισχυτές βασισμένοι σε τρανζίστορ VT4-VT12 με αντιστάσεις περιορισμού ρεύματος R40-R48. Ενδεικτικές λυχνίες LED HL1-HL9, επτά διακόπτες οπτικού συζεύκτη που περιέχουν οπτοσιμιστές U1-U7, αντιστάσεις R6-R12, triacs VS1-VS7. Η τάση δικτύου συνδέεται με την αντίστοιχη βρύση περιέλιξης του αυτομετασχηματιστή Τ2 μέσω του αυτόματου διακόπτη ασφαλειών QF1. Το φορτίο συνδέεται με τον αυτομετασχηματιστή T2 μέσω ενός ανοιχτού triac (ένα από τα VS1-VS7).

Ο σταθεροποιητής λειτουργεί ως εξής. Μετά την ενεργοποίηση του ρεύματος, ο πυκνωτής C1 αποφορτίζεται, το τρανζίστορ VT1 είναι κλειστό και το VT2 είναι ανοιχτό. Το τρανζίστορ VT3 είναι κλειστό και δεδομένου ότι το ρεύμα μέσω των LED, συμπεριλαμβανομένων αυτών που περιλαμβάνονται στους οπτοζεύκτες triac U1-U7, μπορεί να ρέει μόνο μέσω αυτού του τρανζίστορ, δεν ανάβει ούτε ένα LED, όλα τα triac είναι κλειστά, το φορτίο απενεργοποιείται. Η τάση στον πυκνωτή C1 αυξάνεται καθώς φορτίζεται από την τροφοδοσία ρεύματος μέσω της αντίστασης R1. Στο τέλος του διαστήματος καθυστέρησης των τριών δευτερολέπτων που απαιτείται για την ολοκλήρωση των μεταβατικών διεργασιών, ενεργοποιείται η σκανδάλη Schmidt στα τρανζίστορ VT1 και VT2, ανοίγει το τρανζίστορ VT3 και επιτρέπει την ενεργοποίηση του φορτίου.

Η τάση από την περιέλιξη III του μετασχηματιστή T1 διορθώνεται από τα στοιχεία VD2C2 και τροφοδοτείται στο διαχωριστικό R13, R14. Η τάση στον κινητήρα της αντίστασης συντονισμού R14, ανάλογη με την τάση δικτύου, παρέχεται στις μη αναστροφικές εισόδους οκτώ συγκριτών (τσιπ DA2, DA3). Οι εισόδους αναστροφής αυτών των συγκριτών λαμβάνουν σταθερές τάσεις αναφοράς από τον διαχωριστή αντιστάσεων R15-R23. Τα σήματα από τις εξόδους των συγκριτών επεξεργάζονται από τον ελεγκτή χρησιμοποιώντας λογικά στοιχεία «αποκλειστικά OR» (τσιπ DD1-DD5). Στη γραμμή επικοινωνίας ομάδας Εικ. Οι έξοδοι των συγκριτών DA2.1-DA2.4 και DA3.1-DA2.3 χαρακτηρίζονται από τους αριθμούς 1-7 και οι έξοδοι του ελεγκτή με γράμματα A-H. Η έξοδος του συγκριτή DA3.4 δεν περιλαμβάνεται στη γραμμή επικοινωνίας ομάδας.

Εάν η τάση δικτύου είναι μικρότερη από 130 V, οι έξοδοι όλων των συγκριτών και των εξόδων του ελεγκτή έχουν χαμηλό λογικό επίπεδο. Το τρανζίστορ VT4 είναι ανοιχτό, το LED HL1 που αναβοσβήνει είναι αναμμένο, υποδεικνύοντας μια υπερβολικά χαμηλή τάση δικτύου, στην οποία ο σταθεροποιητής δεν μπορεί να τροφοδοτήσει το φορτίο με ρεύμα. Όλα τα άλλα LED είναι σβηστά, τα triac είναι κλειστά, το φορτίο έχει αποσυνδεθεί.

Εάν η τάση δικτύου είναι μικρότερη από 150 V, αλλά μεγαλύτερη από 130 V, το λογικό επίπεδο των σημάτων 1 και Α είναι υψηλό, τα υπόλοιπα είναι χαμηλά. Το τρανζίστορ VT5 είναι ανοιχτό, τα LED HL2 και U1.1 είναι αναμμένα, το optosimistor U1.2 είναι ανοιχτό, το φορτίο συνδέεται στον άνω ακροδέκτη της περιέλιξης του αυτομετασχηματιστή T2 μέσω του ανοιχτού triac VS1.

Εάν η τάση δικτύου είναι μικρότερη από 170 V, αλλά μεγαλύτερη από 150 V, το λογικό επίπεδο των σημάτων 1, 2 και Β είναι υψηλό, τα υπόλοιπα είναι χαμηλά. Το τρανζίστορ VT6 είναι ανοιχτό, τα LED HL3 και U2.1 είναι αναμμένα, το optosimistor U1.2 είναι ανοιχτό, το φορτίο συνδέεται στο δεύτερο από τον επάνω ακροδέκτη της περιέλιξης του αυτομετασχηματιστή T2 μέσω του ανοιχτού triac VS2.

Τα υπόλοιπα επίπεδα τάσης δικτύου που αντιστοιχούν στη μετάβαση του φορτίου σε άλλη βρύση της περιέλιξης του αυτομετασχηματιστή T2: 190, 210, 230 και 250 V.

Για να αποφευχθεί η επανειλημμένη μεταγωγή του φορτίου, στην περίπτωση που η τάση του δικτύου κυμαίνεται σε ένα επίπεδο κατωφλίου, εισάγεται υστέρηση 2-3 V (καθυστέρηση μεταγωγής συγκριτή) χρησιμοποιώντας θετική ανάδραση μέσω του R32-R39. Όσο μεγαλύτερη είναι η αντίσταση αυτών των αντιστάσεων, τόσο μικρότερη είναι η υστέρηση.

Εάν η τάση δικτύου είναι μεγαλύτερη από 270 V, οι έξοδοι όλων των συγκριτών και η έξοδος του ελεγκτή H βρίσκονται σε υψηλό λογικό επίπεδο. Οι υπόλοιπες έξοδοι του ελεγκτή είναι χαμηλές. Το τρανζίστορ VT12 είναι ανοιχτό, το LED HL9 που αναβοσβήνει είναι αναμμένο, υποδεικνύοντας μια υπερβολικά υψηλή τάση δικτύου, στην οποία ο σταθεροποιητής δεν μπορεί να τροφοδοτήσει το φορτίο με ρεύμα. Όλα τα άλλα LED είναι σβηστά, τα triac είναι κλειστά, το φορτίο έχει αποσυνδεθεί.

Ο σταθεροποιητής μπορεί να αντέξει μια επείγουσα αύξηση της τάσης δικτύου έως και 380 V για απεριόριστο χρόνο. Οι επιγραφές που υποδεικνύονται από τα LED είναι παρόμοιες με αυτές που περιγράφονται στο.

Επιλογή με έναν μετασχηματιστή ισχύος

Κατασκευή και λεπτομέρειες

Ο σταθεροποιητής συναρμολογείται σε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος 90x115 mm από υαλοβάμβακα μονής όψης.

Οι λυχνίες LED HL1-HL9 είναι τοποθετημένες έτσι ώστε κατά την εγκατάσταση της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος στη θήκη, να χωρούν στις αντίστοιχες οπές στον μπροστινό πίνακα της συσκευής.

Ανάλογα με τον σχεδιασμό του περιβλήματος, είναι δυνατή η τοποθέτηση LED στο πλάι των εκτυπωμένων αγωγών. Οι τιμές των αντιστάσεων περιορισμού ρεύματος R41-R47 επιλέγονται έτσι ώστε το ρεύμα που ρέει μέσω των LED των οπτικών συζευκτών triac U1.1-U7.1 να είναι εντός 15-16 mA. Δεν είναι απαραίτητο να χρησιμοποιείτε LED HL1 και HL9 που αναβοσβήνουν, αλλά η λάμψη τους πρέπει να είναι ευδιάκριτη, ώστε να μπορούν να αντικατασταθούν με συνεχόμενα κόκκινα LED αυξημένης φωτεινότητας, όπως π.χ. AL307KMή L1543SRC-E.

Γέφυρα ξένης διόδου DF005M(VD1,VD2) μπορεί να αντικατασταθεί με οικιακό KTs407Aή οποιοδήποτε με τάση τουλάχιστον 50V και ρεύμα τουλάχιστον 0,4Α. Η δίοδος Zener VD3 μπορεί να είναι οποιαδήποτε δίοδος χαμηλής ισχύος, με τάση σταθεροποίησης 4,3...4,7 V.

Ρυθμιστής τάσης KR1158EN6A(DA1) μπορεί να αντικατασταθεί από KR1158EN6B. Τετραπλό τσιπ σύγκρισης LM339N(DA2,DA3), μπορεί να αντικατασταθεί με οικιακό ανάλογο K1401SA1. Μικροκύκλωμα KR1554LP5(DD1-DD5), μπορεί να αντικατασταθεί με παρόμοιο από τη σειρά KR1561Και KR561ή ξένο 74AC86PC.

Οπτικοζεύκτες Triac MOC3041(U1-U7) μπορεί να αντικατασταθεί MOC3061.

Αντιστάσεις κουρευτικών R14, R15 και R23 πολλαπλών στροφών με σύρμα SP5-2ή SP5-3. Σταθερές αντιστάσεις R16-R22 C2-23 με ανοχή τουλάχιστον 1%, οι υπόλοιπες μπορεί να είναι οποιεσδήποτε με ανοχή 5%, με απαγωγή ισχύος όχι μικρότερη από αυτή που υποδεικνύεται στο διάγραμμα. Οι πυκνωτές οξειδίου C1-C3, C5 μπορούν να είναι οποιοσδήποτε, με την χωρητικότητα που υποδεικνύεται στο διάγραμμα και μια τάση όχι χαμηλότερη από αυτές που καθορίζονται για αυτούς. Οι υπόλοιποι πυκνωτές C4, C6-C8 είναι οποιοδήποτε φιλμ ή κεραμικό.

Εισαγόμενοι οπτοζεύκτες triac MOC3041(U1-U7) επιλέχθηκαν επειδή περιέχουν ενσωματωμένους ελεγκτές διέλευσης μηδενικής τάσης. Αυτό είναι απαραίτητο για να συγχρονιστεί η απενεργοποίηση ενός ισχυρού triac και η ενεργοποίηση ενός άλλου, προκειμένου να αποφευχθεί το βραχυκύκλωμα των περιελίξεων του αυτομετασχηματιστή.

Τα ισχυρά triac VS1-VS7 είναι επίσης ξένα BTA41-800B, δεδομένου ότι τα οικιακά ίδιας ισχύος απαιτούν υπερβολικό ρεύμα ελέγχου, το οποίο υπερβαίνει το μέγιστο επιτρεπόμενο ρεύμα των οπτοϊσμιστών 120 mA. Όλα τα triac VS1-VS7 είναι εγκατεστημένα σε μία ψύκτρα με επιφάνεια ψύξης τουλάχιστον 1600 cm2.

Τσιπ σταθεροποιητή KR1158EN6A(DA1) πρέπει να εγκατασταθεί σε ψύκτρα κατασκευασμένη από κομμάτι πλάκας αλουμινίου ή προφίλ σχήματος U με επιφάνεια τουλάχιστον 15 cm2.

Ο μετασχηματιστής T1 είναι σπιτικός, σχεδιασμένος για συνολική ισχύ 3 W, με επιφάνεια διατομής του μαγνητικού κυκλώματος 1,87 cm2. Η περιέλιξη δικτύου I, σχεδιασμένη για μέγιστη τάση δικτύου έκτακτης ανάγκης 380 V, περιέχει 8669 στροφές σύρματος PEV-2 με διάμετρο 0,064 mm. Τα τυλίγματα II και III περιέχουν το καθένα 522 στροφές σύρματος PEV-2 με διάμετρο 0,185 mm.

Επιλογή με δύο μετασχηματιστές ισχύος

Με ονομαστική τάση δικτύου 220 V, η τάση κάθε περιέλιξης εξόδου πρέπει να είναι 12 V. Αντί για έναν αυτοσχέδιο μετασχηματιστή T1, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε δύο μετασχηματιστές TPK-2-2×12V, συνδεδεμένο σε σειρά σύμφωνα με τη μέθοδο που περιγράφεται όπως φαίνεται στο Σχ.

Αρχείο εκτύπωσης συσκευής PrintStab-2.lay(επιλογή με δύο μετασχηματιστές TPK-2-2×12V) εκτελείται με χρήση του προγράμματος Διάταξη Sprint 4.0, το οποίο σας επιτρέπει να εκτυπώσετε ένα σχέδιο σε κατοπτρική εικόνα και είναι πολύ βολικό για την κατασκευή πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων χρησιμοποιώντας έναν εκτυπωτή λέιζερ και ένα σίδερο. Μπορείτε να το κατεβάσετε εδώ.

Μετασχηματιστής ισχύος

Μετασχηματιστής T2 6 kW, επίσης σπιτικός, τυλιγμένος σε σπειροειδή μαγνητικό πυρήνα συνολικής ισχύος 3-4 kW, με τον τρόπο που περιγράφεται στο. Η περιέλιξή του περιέχει 455 στροφές σύρματος PEV-2.

Οι κάμψεις 1,2,3 τυλίγονται με σύρμα διαμέτρου 3 mm. Οι κάμψεις 4,5,6,7 τυλίγονται με ένα δίαυλο με διατομή 18,0 mm2 (2 mm επί 9 mm). Αυτή η διατομή είναι απαραίτητη για να μην θερμαίνεται ο αυτομετασχηματιστής κατά τη μακροχρόνια λειτουργία.

Οι βρύσες γίνονται από τις 203, 232, 266, 305, 348 και 398 στροφές, μετρώντας από το κάτω μέρος στο κύκλωμα εξόδου. Η τάση του δικτύου τροφοδοτείται στη βρύση της 266ης στροφής.

Εάν η ισχύς φορτίου δεν υπερβαίνει τα 2,2 kW, τότε ο αυτομετασχηματιστής Τ2 μπορεί να τυλιχτεί στον στάτορα ενός ηλεκτροκινητήρα ισχύος 1,5 kW με καλώδιο PEV-2. Οι βρύσες 1,2,3 τυλίγονται με σύρμα διαμέτρου 2 mm. Οι κάμψεις 4,5,6,7 τυλίγονται με σύρμα διαμέτρου 3 mm

Ο αριθμός των στροφών περιέλιξης θα πρέπει να αυξάνεται αναλογικά κατά 1,3 φορές. Το ρεύμα λειτουργίας του διακόπτη ασφαλειών QF1 θα πρέπει να μειωθεί στα 20 A. Πριν από το φορτίο, συνιστάται να εγκαταστήσετε έναν επιπλέον διακόπτη κυκλώματος 10 A

Κατά την κατασκευή ενός αυτομετασχηματιστή, με άγνωστη τιμή της μαγνητικής διαπερατότητας Vmax του πυρήνα, για να μην κάνετε λάθος στην επιλογή της αναλογίας στροφών ανά βολτ, είναι απαραίτητο να πραγματοποιήσετε πρακτική μελέτη του στάτορα (βλ. ενότητα παρακάτω) .

Στο γενικό αρχείο υπάρχει πρόγραμμα για τον υπολογισμό των κρουνών αυτομετασχηματιστή με βάση τις συνολικές διαστάσεις του στάτορα με γνωστή τιμή μαγνητικής διαπερατότητας Vmax του πυρήνα.

Εάν η ισχύς φορτίου δεν υπερβαίνει τα 3 kW, τότε ο αυτομετασχηματιστής Τ2 μπορεί να τυλιχτεί στον στάτορα ενός ηλεκτροκινητήρα 4 kW με καλώδιο PEV-2 με διάμετρο 2,8 mm (τμήμα 6,1 mm2). Ο αριθμός των στροφών περιέλιξης πρέπει να αυξηθεί αναλογικά κατά 1,2 φορές. Το ρεύμα λειτουργίας του διακόπτη ασφαλειών QF1 πρέπει να μειωθεί στα 16 A. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί Triacs VS1-VS7 BTA140-800, τοποθετημένο σε ψύκτρα με επιφάνεια τουλάχιστον 800 cm2.

Ρυθμίσεις

Η ρύθμιση πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας LATR- και δύο βολτόμετρα. Είναι απαραίτητο να ρυθμίσετε τα κατώφλια μεταγωγής φορτίου και να βεβαιωθείτε ότι η τάση εξόδου του σταθεροποιητή είναι εντός των αποδεκτών ορίων για τον τροφοδοτούμενο εξοπλισμό.

Ας υποδηλώσουμε U1, U2, U3, U4, U5, U6, U7 - οι τιμές τάσης στον κινητήρα της αντίστασης συντονισμού R14, που αντιστοιχούν στην τάση δικτύου 130, 150, 170, 190, 210, 230, 250, 270 V (κατώφλια διακοπής και αποσύνδεσης φορτίου).

Αντί να κοπούν οι αντιστάσεις R15 και R23, εγκαθίστανται προσωρινά μόνιμες αντιστάσεις με αντίσταση 10 kOhm.

Στη συνέχεια, ο σταθεροποιητής χωρίς αυτομετασχηματιστή T2 συνδέεται στο δίκτυο μέσω LATR. Στην έξοδο LATR-α αυξήστε την τάση στα 250 V και, στη συνέχεια, χρησιμοποιήστε την αντίσταση κοπής R14 για να ρυθμίσετε την τάση U6 ίση με 3,5 V, μετρώντας την με ένα ψηφιακό βολτόμετρο. Μετά από αυτό, μειώστε την τάση LATR-α έως 130 V και μετρήστε την τάση U1. Έστω, για παράδειγμα, 1,6 V.

Υπολογίστε το βήμα αλλαγής τάσης:

∆U=(U6 – U1)/6=(3,5-1,6)/6=0,3166 V ,
ρεύμα που ρέει μέσω του διαχωριστή R15-R23
I=∆U/R16=0,3166/2=0,1583 mA

Υπολογίστε την αντίσταση των αντιστάσεων R15 και R23:

R15= U1/I=1,6/0,1583=10,107 kOhm,
R23= (Upit – U6 –∆U)/I=(6–3,5–0,3166)/0,1588=13,792 kOhm , όπου Upit είναι η τάση σταθεροποίησης του μικροκυκλώματος DA1. Ο υπολογισμός είναι κατά προσέγγιση, καθώς δεν λαμβάνει υπόψη την επίδραση των αντιστάσεων R32-R39, αλλά η ακρίβειά του είναι επαρκής για την πρακτική ρύθμιση του σταθεροποιητή.

Μπορείτε να κατεβάσετε το πρόγραμμα για τον υπολογισμό των ορίων R8, R16 και μεταγωγής στα συνημμένα.

Στη συνέχεια, η συσκευή αποσυνδέεται από το δίκτυο και, χρησιμοποιώντας ένα ψηφιακό βολτόμετρο, οι αντιστάσεις των αντιστάσεων R15 και R23 ρυθμίζονται ίσες με τις υπολογισμένες τιμές και τοποθετούνται στην πλακέτα αντί για τις σταθερές αντιστάσεις που αναφέρονται παραπάνω. Ενεργοποιήστε ξανά τον σταθεροποιητή και παρακολουθήστε την εναλλαγή των LED, αυξάνοντας σταδιακά την τάση LATR-και από το ελάχιστο στο μέγιστο και πίσω. Ο ταυτόχρονος φωτισμός δύο ή περισσότερων LED υποδεικνύει δυσλειτουργία ενός από τα μικροκυκλώματα DA2, DA3, DD1-DD5. Ένα ελαττωματικό μικροκύκλωμα πρέπει να αντικατασταθεί, επομένως είναι πιο βολικό να εγκαταστήσετε τα πάνελ για αυτά παρά τα ίδια τα μικροκυκλώματα στην πλακέτα.

Αφού βεβαιωθείτε ότι τα μικροκυκλώματα είναι σε καλή κατάσταση, συνδέστε τον αυτομετασχηματιστή Τ2 και το φορτίο - μια λάμπα πυρακτώσεως ισχύος 100...200 W. Τα κατώφλια μεταγωγής και οι τάσεις U1-U7 μετρώνται ξανά. Για να ελέγξετε την ορθότητα των υπολογισμών, αλλάζοντας LATR-η είσοδος στο T1, πρέπει να βεβαιωθείτε ότι η λυχνία LED HL1 αναβοσβήνει σε τάση κάτω από 130 V, η διαδοχική ενεργοποίηση των LED HL2 - HL8 κατά τη διέλευση των ορίων μεταγωγής που υποδεικνύονται παραπάνω και επίσης η HL9 αναβοσβήνει σε τάση πάνω από 270 V.

Εάν η μέγιστη τάση LATR-a είναι μικρότερη από 270 V, ορίστε την έξοδό του στα 250 V, υπολογίστε την τάση U7 χρησιμοποιώντας τον τύπο: U7 = U6 + ∆U = 3,82 V. Μετακινήστε το ρυθμιστικό R14 προς τα πάνω, ελέγξτε ότι στην τάση U7 το φορτίο είναι απενεργοποιημένο, και στη συνέχεια επιστρέψτε το ρυθμιστικό R14 προς τα κάτω, ρυθμίζοντας το U6 στην προηγούμενη τιμή του 3,5 V.

Συνιστάται να ολοκληρώσετε την εγκατάσταση του σταθεροποιητή συνδέοντάς τον σε τάση 380 V για αρκετές ώρες.

Κατά τη λειτουργία πολλών αντιγράφων σταθεροποιητών διαφορετικής ισχύος (περίπου έξι μήνες), δεν υπήρξαν αστοχίες ή αστοχίες στη λειτουργία τους. Δεν υπήρξαν δυσλειτουργίες του εξοπλισμού που τροφοδοτείται μέσω αυτών λόγω ασταθούς τάσης δικτύου.

Βιβλιογραφία

1. Koryakov S. Σταθεροποιητής τάσης δικτύου με έλεγχο μικροελεγκτή. - Ραδιόφωνο, 2002, Νο 8, σελ. 26-29.
2. Kopanev V. Προστασία μετασχηματιστή από αυξημένη τάση δικτύου. - Ραδιόφωνο, 1997, Νο 2 σελ.46.
3. Andreev V. Κατασκευή μετασχηματιστών. - Ραδιόφωνο, 2002, Νο 7, σελ. 58
4. http://rexmill.ucoz.ru/forum/50-152-1

Υπολογισμός αυτομετασχηματιστή

Καταφέρατε να αφαιρέσετε τον στάτορα από τον κινητήρα, αλλά δεν ξέρετε από τι υλικό είναι κατασκευασμένος. Γενικά, κατά τον υπολογισμό πυρήνων με ισχύ άνω του 1 kW, συχνά προκύπτουν προβλήματα με τα αρχικά δεδομένα. Μπορείτε εύκολα να αποφύγετε προβλήματα εάν διεξάγετε έρευνα στον υπάρχοντα πυρήνα σας. Είναι πολύ εύκολο να γίνει.

Ετοιμάζουμε τον πυρήνα για την περιέλιξη της κύριας περιέλιξης: επεξεργαζόμαστε τις αιχμηρές άκρες, εφαρμόζουμε μονωτικά μαξιλάρια (στην περίπτωσή μου, έφτιαξα μαξιλάρια από χαρτόνι στον δακτυλιοειδές πυρήνα). Τώρα τυλίγουμε 50 στροφές σύρματος με διάμετρο 0,5-1 mm. Για μετρήσεις θα χρειαστούμε ένα αμπερόμετρο με όριο μέτρησης περίπου 5 αμπέρ, ένα βολτόμετρο εναλλασσόμενης τάσης και LATR.MS Excel

N/V= 50/((140-140*0,25) = 0,48στροφές ανά βολτ.

Ο αριθμός των στροφών στις βρύσες υπολογίζεται με βάση τις μέσες τάσεις καθεμιάς από τις περιοχές εισόδου του ελεγκτή και θα είναι:

Βρύση Νο. 1 – 128,5 V x 0,48 V = 62 Vit
Βρύση Νο. 2 – 147 V x 0,48 V = 71 Βιτ
Πατήστε Αρ. 3 – 168 V x 0,48 V = 81 Vit
Βρύση Νο. 4 – 192 V x 0,48 V = 92 Vit
Βρύση Νο. 5 – 220 V x 0,48 V = 106 Vit(η τάση στο φορτίο αφαιρείται επίσης από αυτό)
Βρύση Αρ. 6 – 251,5 V x 0,48 V = 121 Vit
Πατήστε Αρ. 7 – 287,5 V x 0,48 V = 138 Vit(συνολικός αριθμός στροφών αυτομετασχηματιστή)

Αυτό είναι όλο το πρόβλημα!

Εκσυγχρονισμός

Μου άρεσε αυτό.

Περιεχόμενο:

Στα ηλεκτρικά κυκλώματα, υπάρχει συνεχής ανάγκη σταθεροποίησης ορισμένων παραμέτρων. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιούνται ειδικά συστήματα ελέγχου και παρακολούθησης. Η ακρίβεια των ενεργειών σταθεροποίησης εξαρτάται από το λεγόμενο πρότυπο, με το οποίο συγκρίνεται μια συγκεκριμένη παράμετρος, για παράδειγμα, η τάση. Δηλαδή, όταν η τιμή της παραμέτρου είναι κάτω από το τυπικό, το κύκλωμα σταθεροποιητή τάσης θα ενεργοποιήσει τον έλεγχο και θα δώσει εντολή για αύξηση του. Εάν είναι απαραίτητο, εκτελείται η αντίθετη ενέργεια - για μείωση.

Αυτή η αρχή λειτουργίας αποτελεί τη βάση του αυτόματου ελέγχου όλων των γνωστών συσκευών και συστημάτων. Οι σταθεροποιητές τάσης λειτουργούν με τον ίδιο τρόπο, παρά την ποικιλία των κυκλωμάτων και των στοιχείων που χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία τους.

Κύκλωμα σταθεροποιητή τάσης DIY 220V

Με την ιδανική λειτουργία των ηλεκτρικών δικτύων, η τιμή της τάσης δεν πρέπει να μεταβάλλεται περισσότερο από το 10% της ονομαστικής τιμής, προς τα πάνω ή προς τα κάτω. Ωστόσο, στην πράξη, οι πτώσεις τάσης φτάνουν σε πολύ υψηλότερες τιμές, γεγονός που έχει εξαιρετικά αρνητική επίδραση στον ηλεκτρολογικό εξοπλισμό, ακόμη και σε σημείο αστοχίας.

Ο ειδικός εξοπλισμός σταθεροποίησης θα βοηθήσει στην προστασία από τέτοια προβλήματα. Ωστόσο, λόγω του υψηλού κόστους του, η χρήση του σε οικιακές συνθήκες είναι σε πολλές περιπτώσεις οικονομικά ασύμφορη. Η καλύτερη διέξοδος από την κατάσταση είναι ένας σπιτικός σταθεροποιητής τάσης 220 V, το κύκλωμα του οποίου είναι αρκετά απλό και φθηνό.

Μπορείτε να πάρετε ένα βιομηχανικό σχέδιο ως βάση για να μάθετε από ποια μέρη αποτελείται. Κάθε σταθεροποιητής περιλαμβάνει μετασχηματιστή, αντιστάσεις, πυκνωτές, καλώδια σύνδεσης και σύνδεσης. Ο απλούστερος θεωρείται σταθεροποιητής εναλλασσόμενης τάσης, το κύκλωμα του οποίου λειτουργεί με την αρχή ενός ρεοστάτη, αυξάνοντας ή μειώνοντας την αντίσταση σύμφωνα με την ισχύ του ρεύματος. Τα σύγχρονα μοντέλα περιέχουν επιπλέον πολλές άλλες λειτουργίες που προστατεύουν τις οικιακές συσκευές από υπερτάσεις ρεύματος.

Μεταξύ των σπιτικών σχεδίων, οι συσκευές triac θεωρούνται οι πιο αποτελεσματικές, επομένως αυτό το μοντέλο θα θεωρηθεί ως παράδειγμα. Η εξισορρόπηση ρεύματος με αυτήν τη συσκευή θα είναι δυνατή με τάση εισόδου στην περιοχή 130-270 βολτ. Πριν ξεκινήσετε τη συναρμολόγηση, πρέπει να αγοράσετε ένα συγκεκριμένο σύνολο στοιχείων και εξαρτημάτων. Αποτελείται από τροφοδοτικό, ανορθωτή, ελεγκτή, συγκριτικό, ενισχυτές, LED, αυτομετασχηματιστή, μονάδα καθυστέρησης ενεργοποίησης φορτίου, διακόπτες οπτοζεύκτη, διακόπτη ασφαλειών. Τα κύρια εργαλεία εργασίας είναι τα τσιμπιδάκια και το κολλητήρι.

Για τη συναρμολόγηση ενός σταθεροποιητή 220 voltΠρώτα απ 'όλα, θα χρειαστείτε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος διαστάσεων 11,5x9,0 cm, η οποία πρέπει να προετοιμαστεί εκ των προτέρων. Συνιστάται η χρήση υαλοβάμβακα ως υλικό. Η διάταξη των εξαρτημάτων εκτυπώνεται σε εκτυπωτή και μεταφέρεται στην πλακέτα χρησιμοποιώντας σίδερο.

Οι μετασχηματιστές για το κύκλωμα μπορούν να ληφθούν έτοιμοι ή να συναρμολογηθούν μόνοι σας. Οι έτοιμοι μετασχηματιστές πρέπει να είναι μάρκας TPK-2-2 12V και συνδεδεμένοι σε σειρά μεταξύ τους. Για να δημιουργήσετε τον πρώτο σας μετασχηματιστή με τα χέρια σας, θα χρειαστείτε έναν μαγνητικό πυρήνα με διατομή 1,87 cm2 και 3 καλώδια PEV-2. Το πρώτο καλώδιο χρησιμοποιείται σε μία περιέλιξη. Η διάμετρός του θα είναι 0,064 mm και ο αριθμός των στροφών θα είναι 8669. Τα υπόλοιπα καλώδια χρησιμοποιούνται σε άλλες περιελίξεις. Η διάμετρός τους θα είναι ήδη 0,185 mm και ο αριθμός των στροφών θα είναι 522.

Ο δεύτερος μετασχηματιστής κατασκευάζεται με βάση έναν σπειροειδή μαγνητικό πυρήνα. Η περιέλιξή του είναι κατασκευασμένη από το ίδιο σύρμα όπως στην πρώτη περίπτωση, αλλά ο αριθμός των στροφών θα είναι διαφορετικός και θα είναι 455. Στη δεύτερη συσκευή γίνονται επτά βρύσες. Τα τρία πρώτα είναι κατασκευασμένα από σύρμα διαμέτρου 3 mm και τα υπόλοιπα από ελαστικά με διατομή 18 mm2. Αυτό αποτρέπει τη θέρμανση του μετασχηματιστή κατά τη λειτουργία.

Συνιστάται η αγορά όλων των άλλων εξαρτημάτων έτοιμα σε εξειδικευμένα καταστήματα. Η βάση της συναρμολόγησης είναι το διάγραμμα κυκλώματος ενός εργοστασιακού σταθεροποιητή τάσης. Αρχικά, εγκαθίσταται ένα μικροκύκλωμα που λειτουργεί ως ελεγκτής για την ψύκτρα. Για την κατασκευή του χρησιμοποιείται πλάκα αλουμινίου εμβαδού άνω των 15 cm2. Τα Triacs εγκαθίστανται στην ίδια πλακέτα. Η ψύκτρα που προορίζεται για εγκατάσταση πρέπει να έχει επιφάνεια ψύξης. Μετά από αυτό, τα LED εγκαθίστανται εδώ σύμφωνα με το κύκλωμα ή στο πλάι των τυπωμένων αγωγών. Η δομή που συναρμολογείται με αυτόν τον τρόπο δεν μπορεί να συγκριθεί με τα εργοστασιακά μοντέλα ούτε από πλευράς αξιοπιστίας ούτε ποιότητας εργασίας. Τέτοιοι σταθεροποιητές χρησιμοποιούνται με οικιακές συσκευές που δεν απαιτούν ακριβείς παραμέτρους ρεύματος και τάσης.

Κυκλώματα σταθεροποιητή τάσης τρανζίστορ

Οι μετασχηματιστές υψηλής ποιότητας που χρησιμοποιούνται στο ηλεκτρικό κύκλωμα αντιμετωπίζουν αποτελεσματικά ακόμη και μεγάλες παρεμβολές. Προστατεύουν αξιόπιστα τις οικιακές συσκευές και τον εξοπλισμό που είναι εγκατεστημένοι στο σπίτι. Ένα προσαρμοσμένο σύστημα φιλτραρίσματος σάς επιτρέπει να αντιμετωπίζετε τυχόν υπερτάσεις ισχύος. Με τον έλεγχο της τάσης, συμβαίνουν αλλαγές ρεύματος. Η περιοριστική συχνότητα στην είσοδο αυξάνεται και στην έξοδο μειώνεται. Έτσι, το ρεύμα στο κύκλωμα μετατρέπεται σε δύο στάδια.

Πρώτον, ένα τρανζίστορ με φίλτρο χρησιμοποιείται στην είσοδο. Ακολουθεί η έναρξη των εργασιών. Για την ολοκλήρωση της μετατροπής ρεύματος, το κύκλωμα χρησιμοποιεί έναν ενισχυτή, που είναι συνήθως εγκατεστημένος μεταξύ αντιστάσεων. Λόγω αυτού, το απαιτούμενο επίπεδο θερμοκρασίας διατηρείται στη συσκευή.

Το κύκλωμα ανόρθωσης λειτουργεί ως εξής. Η διόρθωση της εναλλασσόμενης τάσης από τη δευτερεύουσα περιέλιξη του μετασχηματιστή πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας μια γέφυρα διόδου (VD1-VD4). Η εξομάλυνση της τάσης πραγματοποιείται από τον πυκνωτή C1, μετά τον οποίο εισέρχεται στο σύστημα σταθεροποιητή αντιστάθμισης. Η δράση της αντίστασης R1 ρυθμίζει το ρεύμα σταθεροποίησης στη δίοδο zener VD5. Η αντίσταση R2 είναι μια αντίσταση φορτίου. Με τη συμμετοχή των πυκνωτών C2 και C3, η τάση τροφοδοσίας φιλτράρεται.

Η τιμή της τάσης εξόδου του σταθεροποιητή θα εξαρτηθεί από τα στοιχεία VD5 και R1, για την επιλογή των οποίων υπάρχει ειδικός πίνακας. Το VT1 εγκαθίσταται σε ψυγείο του οποίου η επιφάνεια ψύξης πρέπει να είναι τουλάχιστον 50 cm2. Το εγχώριο τρανζίστορ KT829A μπορεί να αντικατασταθεί με ένα ξένο αναλογικό BDX53 από τη Motorola. Τα υπόλοιπα στοιχεία επισημαίνονται: πυκνωτές - K50-35, αντιστάσεις - MLT-0,5.

Κύκλωμα γραμμικού ρυθμιστή τάσης 12V

Οι γραμμικοί σταθεροποιητές χρησιμοποιούν τσιπ KREN, καθώς και LM7805, LM1117 και LM350. Πρέπει να σημειωθεί ότι το σύμβολο KREN δεν είναι συντομογραφία. Αυτή είναι μια συντομογραφία του πλήρους ονόματος του τσιπ σταθεροποιητή, που ορίζεται ως KR142EN5A. Άλλα μικροκυκλώματα αυτού του τύπου χαρακτηρίζονται με τον ίδιο τρόπο. Μετά τη συντομογραφία, αυτό το όνομα φαίνεται διαφορετικό - KREN142.

Οι γραμμικοί σταθεροποιητές ή οι ρυθμιστές τάσης DC είναι οι πιο συνηθισμένοι. Το μόνο τους μειονέκτημα είναι η αδυναμία λειτουργίας σε τάση χαμηλότερη από τη δηλωμένη τάση εξόδου.

Για παράδειγμα, εάν πρέπει να λάβετε τάση 5 βολτ στην έξοδο του LM7805, τότε η τάση εισόδου πρέπει να είναι τουλάχιστον 6,5 βολτ. Όταν εφαρμόζεται λιγότερο από 6,5 V στην είσοδο, θα συμβεί μια λεγόμενη πτώση τάσης και η έξοδος δεν θα έχει πλέον τα δηλωμένα 5 βολτ. Επιπλέον, οι γραμμικοί σταθεροποιητές θερμαίνονται πολύ υπό φορτίο. Αυτή η ιδιότητα αποτελεί τη βάση της αρχής της λειτουργίας τους. Δηλαδή, τάση μεγαλύτερη από τη σταθεροποιημένη μετατρέπεται σε θερμότητα. Για παράδειγμα, όταν εφαρμόζεται τάση 12V στην είσοδο του μικροκυκλώματος LM7805, τότε 7 από αυτά θα χρησιμοποιηθούν για τη θέρμανση της θήκης και μόνο τα απαραίτητα 5V θα πάνε στον καταναλωτή. Κατά τη διαδικασία μετασχηματισμού, συμβαίνει τόσο ισχυρή θέρμανση που αυτό το μικροκύκλωμα απλά θα καεί απουσία ψυκτικού ψυγείου.

Ρυθμιζόμενο κύκλωμα σταθεροποιητή τάσης

Συχνά προκύπτουν καταστάσεις όταν η τάση που παρέχεται από τον σταθεροποιητή πρέπει να ρυθμιστεί. Το σχήμα δείχνει ένα απλό κύκλωμα ενός ρυθμιζόμενου σταθεροποιητή τάσης και ρεύματος, το οποίο επιτρέπει όχι μόνο τη σταθεροποίηση, αλλά και τη ρύθμιση της τάσης. Μπορεί να συναρμολογηθεί εύκολα ακόμα και με βασικές γνώσεις ηλεκτρονικών. Για παράδειγμα, η τάση εισόδου είναι 50 V και η έξοδος είναι οποιαδήποτε τιμή εντός 27 βολτ.

Το κύριο μέρος του σταθεροποιητή είναι το τρανζίστορ πεδίου επίδρασης IRLZ24/32/44 και άλλα παρόμοια μοντέλα. Αυτά τα τρανζίστορ είναι εξοπλισμένα με τρεις ακροδέκτες - αποστράγγιση, πηγή και πύλη. Η δομή καθενός από αυτά αποτελείται από ένα διηλεκτρικό μέταλλο (διοξείδιο του πυριτίου) - έναν ημιαγωγό. Το περίβλημα περιέχει ένα τσιπ σταθεροποίησης TL431, με τη βοήθεια του οποίου ρυθμίζεται η ηλεκτρική τάση εξόδου. Το ίδιο το τρανζίστορ μπορεί να παραμείνει στην ψύκτρα και να συνδεθεί στην πλακέτα με αγωγούς.

Αυτό το κύκλωμα μπορεί να λειτουργήσει με τάση εισόδου στην περιοχή από 6 έως 50 V. Η τάση εξόδου κυμαίνεται από 3 έως 27 V και μπορεί να ρυθμιστεί χρησιμοποιώντας μια αντίσταση trimmer. Ανάλογα με τον σχεδιασμό του ψυγείου, το ρεύμα εξόδου φτάνει τα 10Α. Η χωρητικότητα των πυκνωτών εξομάλυνσης C1 και C2 είναι 10-22 μF και C3 είναι 4,7 μF. Το κύκλωμα μπορεί να λειτουργήσει χωρίς αυτά, αλλά η ποιότητα της σταθεροποίησης θα μειωθεί. Οι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές στην είσοδο και στην έξοδο έχουν ονομαστική τάση περίπου 50V. Η ισχύς που καταναλώνεται από έναν τέτοιο σταθεροποιητή δεν υπερβαίνει τα 50 W.

Κύκλωμα σταθεροποιητή τάσης Triac 220V

Οι σταθεροποιητές Triac λειτουργούν με παρόμοιο τρόπο με τις συσκευές αναμετάδοσης. Μια σημαντική διαφορά είναι η παρουσία μιας μονάδας που αλλάζει τις περιελίξεις του μετασχηματιστή. Αντί για ρελέ, χρησιμοποιούνται ισχυρά triac, που λειτουργούν υπό τον έλεγχο των ελεγκτών.

Ο έλεγχος των περιελίξεων με χρήση τριακ είναι χωρίς επαφή, επομένως δεν υπάρχουν χαρακτηριστικά κλικ κατά την εναλλαγή. Το χάλκινο σύρμα χρησιμοποιείται για την περιέλιξη του αυτομετασχηματιστή. Οι σταθεροποιητές Triac μπορούν να λειτουργήσουν σε χαμηλή τάση από 90 βολτ και υψηλή τάση έως 300 βολτ. Η ρύθμιση της τάσης πραγματοποιείται με ακρίβεια έως και 2%, γι' αυτό οι λάμπες δεν αναβοσβήνουν καθόλου. Ωστόσο, κατά τη διάρκεια της μεταγωγής, εμφανίζεται ένα αυτο-επαγόμενο emf, όπως στις συσκευές ρελέ.

Οι διακόπτες Triac είναι ιδιαίτερα ευαίσθητοι σε υπερφορτώσεις και επομένως πρέπει να διαθέτουν απόθεμα ισχύος. Αυτός ο τύπος σταθεροποιητή έχει ένα πολύ περίπλοκο καθεστώς θερμοκρασίας. Επομένως, τα triac εγκαθίστανται σε θερμαντικά σώματα με εξαναγκασμένη ψύξη ανεμιστήρα. Το κύκλωμα σταθεροποιητή τάσης θυρίστορ DIY 220V λειτουργεί με τον ίδιο ακριβώς τρόπο.

Υπάρχουν συσκευές με αυξημένη ακρίβεια που λειτουργούν σε σύστημα δύο σταδίων. Το πρώτο στάδιο εκτελεί μια κατά προσέγγιση ρύθμιση της τάσης εξόδου, ενώ το δεύτερο στάδιο εκτελεί αυτή τη διαδικασία με πολύ μεγαλύτερη ακρίβεια. Έτσι, ο έλεγχος δύο σταδίων πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας έναν ελεγκτή, που στην πραγματικότητα σημαίνει την παρουσία δύο σταθεροποιητών σε ένα ενιαίο περίβλημα. Και τα δύο στάδια έχουν περιελίξεις τυλιγμένα σε έναν κοινό μετασχηματιστή. Με 12 διακόπτες, αυτά τα δύο στάδια σας επιτρέπουν να ρυθμίσετε την τάση εξόδου σε 36 επίπεδα, γεγονός που εξασφαλίζει την υψηλή ακρίβειά της.

Σταθεροποιητής τάσης με κύκλωμα προστασίας ρεύματος

Αυτές οι συσκευές παρέχουν ρεύμα κυρίως για συσκευές χαμηλής τάσης. Αυτό το κύκλωμα σταθεροποιητή ρεύματος και τάσης διακρίνεται από τον απλό σχεδιασμό του, την προσβάσιμη βάση στοιχείων και την ικανότητα ομαλής ρύθμισης όχι μόνο της τάσης εξόδου, αλλά και του ρεύματος στο οποίο ενεργοποιείται η προστασία.
Η βάση του κυκλώματος είναι ένας παράλληλος ρυθμιστής ή μια ρυθμιζόμενη δίοδος zener, επίσης με υψηλή ισχύ. Χρησιμοποιώντας μια λεγόμενη αντίσταση μέτρησης, παρακολουθείται το ρεύμα που καταναλώνεται από το φορτίο.

Μερικές φορές συμβαίνει βραχυκύκλωμα στην έξοδο του σταθεροποιητή ή το ρεύμα φορτίου υπερβαίνει την καθορισμένη τιμή. Σε αυτήν την περίπτωση, η τάση στην αντίσταση R2 πέφτει και το τρανζίστορ VT2 ανοίγει. Υπάρχει επίσης ένα ταυτόχρονο άνοιγμα του τρανζίστορ VT3, το οποίο μετατρέπει την πηγή τάσης αναφοράς. Ως αποτέλεσμα, η τάση εξόδου μειώνεται σε σχεδόν μηδενικό επίπεδο και το τρανζίστορ ελέγχου προστατεύεται από υπερφορτώσεις ρεύματος. Για να ρυθμιστεί το ακριβές όριο προστασίας ρεύματος, χρησιμοποιείται μια αντίσταση κοπής R3, συνδεδεμένη παράλληλα με την αντίσταση R2. Το κόκκινο χρώμα του LED1 υποδηλώνει ότι η προστασία έχει απενεργοποιηθεί και το πράσινο LED2 υποδεικνύει την τάση εξόδου.

Αφού συναρμολογηθούν σωστά, τα κυκλώματα των ισχυρών σταθεροποιητών τάσης τίθενται αμέσως σε λειτουργία, απλά πρέπει να ρυθμίσετε την απαιτούμενη τιμή τάσης εξόδου. Μετά τη φόρτωση της συσκευής, ο ρεοστάτης ρυθμίζει το ρεύμα στο οποίο ενεργοποιείται η προστασία. Εάν η προστασία πρέπει να λειτουργεί με χαμηλότερο ρεύμα, για αυτό είναι απαραίτητο να αυξηθεί η τιμή της αντίστασης R2. Για παράδειγμα, με R2 ίσο με 0,1 Ohm, το ελάχιστο ρεύμα προστασίας θα είναι περίπου 8A. Εάν, αντίθετα, πρέπει να αυξήσετε το ρεύμα φορτίου, θα πρέπει να συνδέσετε δύο ή περισσότερα τρανζίστορ παράλληλα, οι πομποί των οποίων έχουν αντιστάσεις εξισορρόπησης.

Κύκλωμα σταθεροποιητή τάσης ρελέ 220

Με τη βοήθεια ενός σταθεροποιητή ρελέ, παρέχεται αξιόπιστη προστασία οργάνων και άλλων ηλεκτρονικών συσκευών, για τις οποίες το τυπικό επίπεδο τάσης είναι 220V. Αυτός ο σταθεροποιητής τάσης είναι 220V, το κύκλωμα του οποίου είναι γνωστό σε όλους. Είναι ευρέως δημοφιλές λόγω της απλότητας του σχεδιασμού του.

Για να λειτουργήσει σωστά αυτή η συσκευή, είναι απαραίτητο να μελετηθεί ο σχεδιασμός και η αρχή λειτουργίας της. Κάθε σταθεροποιητής ρελέ αποτελείται από έναν αυτόματο μετασχηματιστή και ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα που ελέγχει τη λειτουργία του. Επιπλέον, υπάρχει ένα ρελέ που στεγάζεται σε ένα ανθεκτικό περίβλημα. Αυτή η συσκευή ανήκει στην κατηγορία των ενισχυτών τάσης, δηλαδή προσθέτει ρεύμα μόνο σε περίπτωση χαμηλής τάσης.

Η προσθήκη του απαιτούμενου αριθμού βολτ γίνεται με τη σύνδεση της περιέλιξης του μετασχηματιστή. Συνήθως χρησιμοποιούνται 4 περιελίξεις για τη λειτουργία. Εάν το ρεύμα στο ηλεκτρικό δίκτυο είναι πολύ υψηλό, ο μετασχηματιστής μειώνει αυτόματα την τάση στην επιθυμητή τιμή. Ο σχεδιασμός μπορεί να συμπληρωθεί με άλλα στοιχεία, για παράδειγμα, μια οθόνη.

Έτσι, ο σταθεροποιητής τάσης ρελέ έχει μια πολύ απλή αρχή λειτουργίας. Το ρεύμα μετράται από ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα και στη συνέχεια, αφού ληφθούν τα αποτελέσματα, συγκρίνεται με το ρεύμα εξόδου. Η διαφορά τάσης που προκύπτει ρυθμίζεται ανεξάρτητα επιλέγοντας την απαιτούμενη περιέλιξη. Στη συνέχεια, το ρελέ συνδέεται και η τάση φτάνει στο απαιτούμενο επίπεδο.

Σταθεροποιητής τάσης και ρεύματος στο LM2576

Οι οικιακές συσκευές είναι ευαίσθητες σε υπερτάσεις: φθείρονται πιο γρήγορα και αποτυγχάνουν. Και στο δίκτυο, η τάση συχνά πηδά, πέφτει ή ακόμα και διακόπτεται: αυτό οφείλεται στην απόσταση από την πηγή και την ατέλεια των γραμμών ηλεκτρικής ενέργειας.

Για την τροφοδοσία συσκευών με ρεύμα με σταθερά χαρακτηριστικά, χρησιμοποιούνται σταθεροποιητές τάσης σε διαμερίσματα. Ανεξάρτητα από τις παραμέτρους του ρεύματος που εισάγεται στη συσκευή στην έξοδό της, θα έχει σχεδόν αμετάβλητες παραμέτρους.

Μπορείτε να αγοράσετε μια συσκευή εξισορρόπησης ρεύματος, επιλέγοντας από ένα ευρύ φάσμα (διαφορές στην ισχύ, αρχή λειτουργίας, έλεγχος και παράμετρος τάσης εξόδου). Αλλά το άρθρο μας είναι αφιερωμένο στο πώς να φτιάξετε έναν σταθεροποιητή τάσης με τα χέρια σας. Δικαιολογείται η σπιτική εργασία σε αυτή την περίπτωση;

Ένας σπιτικός σταθεροποιητής έχει τρία πλεονεκτήματα:

1. Φτήνια. Όλα τα εξαρτήματα αγοράζονται χωριστά και αυτό είναι οικονομικά αποδοτικό σε σύγκριση με τα ίδια εξαρτήματα, αλλά έχουν ήδη συναρμολογηθεί σε μια ενιαία συσκευή - έναν ισοσταθμιστή ρεύματος.
2. Δυνατότητα επισκευής DIY. Εάν ένα από τα στοιχεία του αγορασμένου σταθεροποιητή αποτύχει, είναι απίθανο να μπορέσετε να το αντικαταστήσετε, ακόμα κι αν καταλαβαίνετε την ηλεκτρική μηχανική. Απλώς δεν θα βρείτε τίποτα για να αντικαταστήσετε ένα φθαρμένο εξάρτημα. Με μια σπιτική συσκευή, όλα είναι πιο απλά: αρχικά αγοράσατε όλα τα στοιχεία στο κατάστημα. Το μόνο που μένει είναι να πάμε ξανά εκεί και να αγοράσουμε ό,τι έχει χαλάσει.
3. Εύκολη επισκευή. Εάν έχετε συναρμολογήσει μόνοι σας έναν μετατροπέα τάσης, τότε το γνωρίζετε 100%. Και η κατανόηση της συσκευής και της λειτουργίας θα σας βοηθήσει να εντοπίσετε γρήγορα την αιτία της βλάβης του σταθεροποιητή. Μόλις το καταλάβετε, μπορείτε εύκολα να επισκευάσετε τη σπιτική σας μονάδα.

Ο σταθεροποιητής αυτοπαραγωγής έχει τρία σοβαρά μειονεκτήματα:

1. Χαμηλή αξιοπιστία. Σε εξειδικευμένες επιχειρήσεις, οι συσκευές είναι πιο αξιόπιστες, καθώς η ανάπτυξή τους βασίζεται σε μετρήσεις οργάνων υψηλής ακρίβειας, που δεν μπορούν να βρεθούν στην καθημερινή ζωή.
2. Ευρύ εύρος τάσης εξόδου. Εάν οι βιομηχανικοί σταθεροποιητές μπορούν να παράγουν μια σχετικά σταθερή τάση (για παράδειγμα, 215-220 V), τότε τα οικιακά ανάλογα μπορεί να έχουν εύρος 2-5 φορές μεγαλύτερη, η οποία μπορεί να είναι κρίσιμη για εξοπλισμό που είναι υπερευαίσθητος στις αλλαγές του ρεύματος.
3. Σύνθετη ρύθμιση. Εάν αγοράσετε έναν σταθεροποιητή, τότε το στάδιο εγκατάστασης παρακάμπτεται· το μόνο που έχετε να κάνετε είναι να συνδέσετε τη συσκευή και να ελέγξετε τη λειτουργία της. Εάν είστε ο δημιουργός του τρέχοντος ισοσταθμιστή, τότε θα πρέπει να τον διαμορφώσετε και εσείς. Αυτό είναι δύσκολο, ακόμα κι αν έχετε φτιάξει μόνοι σας τον απλούστερο σταθεροποιητή τάσης.

Σπιτικός ισοσταθμιστής ρεύματος: χαρακτηριστικά

Ο σταθεροποιητής χαρακτηρίζεται από δύο παραμέτρους:

• Επιτρεπόμενο εύρος τάσης εισόδου (Uin);
• Επιτρεπόμενο εύρος τάσης εξόδου (Uout).

Αυτό το άρθρο εξετάζει τον μετατροπέα ρεύματος triac επειδή είναι εξαιρετικά αποδοτικός. Για αυτό, το Uin είναι 130-270V και το Uout είναι 205-230V. Εάν ένα μεγάλο εύρος τάσης εισόδου είναι πλεονέκτημα, τότε για την έξοδο είναι ένα μειονέκτημα.

Ωστόσο, για τις οικιακές συσκευές αυτή η σειρά παραμένει αποδεκτή. Αυτό είναι εύκολο να ελεγχθεί, επειδή οι επιτρεπόμενες διακυμάνσεις τάσης είναι υπερτάσεις και βυθίσεις που δεν υπερβαίνουν το 10%. Και αυτό είναι 22,2 Volt πάνω ή κάτω. Αυτό σημαίνει ότι επιτρέπεται η αλλαγή της τάσης από 197,8 σε 242,2 Volt. Σε σύγκριση με αυτό το εύρος, το ρεύμα στον σταθεροποιητή triac είναι ακόμα πιο ομαλό.

Η συσκευή είναι κατάλληλη για σύνδεση σε γραμμή με φορτίο όχι μεγαλύτερο από 6 kW. Εναλλάσσεται σε 0,01 δευτερόλεπτα.

Σχεδιασμός συσκευής σταθεροποίησης ρεύματος

Ένας σπιτικός σταθεροποιητής τάσης 220 V, το διάγραμμα του οποίου παρουσιάζεται παραπάνω, περιλαμβάνει τα ακόλουθα στοιχεία:

• μονάδα ισχύος. Χρησιμοποιεί συσκευές αποθήκευσης C2 και C5, μετασχηματιστή τάσης T1, καθώς και συγκριτή (συσκευή σύγκρισης) DA1 και LED VD1.
• Κόμπος,καθυστερώντας την έναρξη του φορτίου. Για να το συναρμολογήσετε θα χρειαστείτε αντιστάσεις από R1 έως R5, τρανζίστορ από VT1 έως VT3, καθώς και αποθήκευση C1.
• Ανορθωτής, μετρώντας την τιμή των υπερτάσεων και των βυθίσεων τάσης. Ο σχεδιασμός του περιλαμβάνει ένα VD2 LED με μια δίοδο zener με το ίδιο όνομα, μια μονάδα δίσκου C2, μια αντίσταση R14 και R13.
• Συγκριτής.Θα απαιτήσει αντιστάσεις από R15 έως R39 και σύγκριση συσκευών DA2 με DA3.
• Ελεγκτής λογικού τύπου. Απαιτεί μάρκες DD από 1 έως 5.
• Ενισχυτές. Θα απαιτήσουν αντιστάσεις για τον περιορισμό του ρεύματος R40-R48, καθώς και τρανζίστορ από VT4 σε VT12.
• LED,παίζει το ρόλο ενός δείκτη - HL από 1 έως 9.
• Διακόπτες οπτικού συζεύκτη(7) με triacs VS από 1 έως 7, αντιστάσεις R από 6 έως 12 και οπτοζεύκτες triac U από 1 έως 7.
• Αυτόματος διακόπτηςμε ασφάλεια QF1?
• Αυτομετασχηματιστής Τ2.

Πώς θα λειτουργήσει αυτή η συσκευή;

Αφού συνδεθεί η μονάδα δίσκου του κόμβου με το φορτίο σε εκκρεμότητα (C1) στο δίκτυο, εξακολουθεί να αποφορτίζεται. Το τρανζίστορ VT1 ενεργοποιείται και τα 2 και 3 κλείνουν. Μέσω του τελευταίου, ρεύμα θα ρέει στη συνέχεια στις λυχνίες LED και στα τριακ του οπτοζεύκτη. Αλλά ενώ το τρανζίστορ είναι κλειστό, οι δίοδοι δεν δίνουν σήμα και τα τριακ εξακολουθούν να είναι κλειστά: δεν υπάρχει φορτίο. Αλλά το ρεύμα ρέει ήδη μέσω της πρώτης αντίστασης στη συσκευή αποθήκευσης, η οποία αρχίζει να συσσωρεύει ενέργεια.

Η διαδικασία που περιγράφεται παραπάνω διαρκεί 3 δευτερόλεπτα, μετά από τα οποία ενεργοποιείται η σκανδάλη Schmitt, που βασίζεται στα τρανζίστορ VT 1 και 2, μετά την οποία ενεργοποιείται το τρανζίστορ 3. Τώρα το φορτίο μπορεί να θεωρηθεί ανοιχτό.

Η τάση εξόδου από την τρίτη περιέλιξη του μετασχηματιστή στο τροφοδοτικό εξισορροπείται από τη δεύτερη δίοδο και τον πυκνωτή. Στη συνέχεια το ρεύμα κατευθύνεται στο R13, περνά από το R14. Αυτή τη στιγμή, η τάση είναι ανάλογη με την τάση στο δίκτυο. Στη συνέχεια, το ρεύμα τροφοδοτείται σε μη αντιστρεφόμενους συγκριτές. Αμέσως, οι συσκευές σύγκρισης αναστροφής λαμβάνουν ένα ήδη εξισορροπημένο ρεύμα, το οποίο παρέχεται σε αντιστάσεις από 15 έως 23. Στη συνέχεια συνδέεται ένας ελεγκτής για την επεξεργασία των σημάτων εισόδου στις συσκευές σύγκρισης.

Αποχρώσεις σταθεροποίησης ανάλογα με την τάση που παρέχεται στην είσοδο

Εάν εισαχθεί τάση έως και 130 Volt, τότε στους ακροδέκτες σύγκρισης υποδεικνύεται ένα λογικό επίπεδο χαμηλής τάσης (LU). Το τέταρτο τρανζίστορ είναι ανοιχτό και η ενδεικτική λυχνία 1 αναβοσβήνει και υποδεικνύει ότι υπάρχει έντονη βουτιά στη γραμμή. Πρέπει να καταλάβετε ότι ο σταθεροποιητής δεν είναι σε θέση να παράγει την απαιτούμενη τάση. Επομένως, όλα τα triac είναι κλειστά και δεν υπάρχει φορτίο.

Εάν η τάση στην είσοδο είναι 130-150 Volt, τότε παρατηρείται υψηλό LU στα σήματα 1 και Α, αλλά για άλλα σήματα εξακολουθεί να είναι χαμηλή. Το πέμπτο τρανζίστορ ανάβει, η δεύτερη δίοδος ανάβει. Οπτοζεύκτης triac U1.2 και triac VS2 ανοιχτοί. Το φορτίο θα πάει κατά μήκος του τελευταίου και θα φτάσει στον ακροδέκτη περιέλιξης του δεύτερου αυτομετασχηματιστή από πάνω.

Με τάση εισόδου 150-170 Volt, παρατηρείται υψηλό LU στα σήματα 1, 2 και V, ενώ στα υπόλοιπα εξακολουθεί να είναι χαμηλή. Στη συνέχεια, το έκτο τρανζίστορ ανάβει και η τρίτη δίοδος ανάβει, το VS2 ανάβει και το ρεύμα τροφοδοτείται στον δεύτερο (αν μετρηθεί από πάνω) ακροδέκτη περιέλιξης του δεύτερου αυτομετασχηματιστή.

Η λειτουργία του σταθεροποιητή περιγράφεται με τον ίδιο τρόπο σε εύρη τάσεων 170-190V, 190-210V, 210-230V, 230-250V.

Κατασκευή PCB

Για έναν μετατροπέα τριακού ρεύματος, χρειάζεστε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος στην οποία θα τοποθετηθούν όλα τα στοιχεία. Το μέγεθός του: 11,5 επί 9 εκ. Για να το φτιάξετε θα χρειαστείτε υαλοβάμβακα, καλυμμένο με αλουμινόχαρτο στη μία πλευρά.

Η πλακέτα μπορεί να εκτυπωθεί σε εκτυπωτή λέιζερ και μετά θα χρησιμοποιηθεί σίδερο. Είναι βολικό να φτιάξετε μόνοι σας έναν πίνακα χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα Sprint Loyout. Ένα διάγραμμα της τοποθέτησης των στοιχείων σε αυτό φαίνεται παρακάτω.

Πώς να φτιάξετε μετασχηματιστές Τ1 και Τ2;

Ο πρώτος μετασχηματιστής T1 με ισχύ 3 kW κατασκευάζεται με χρήση μαγνητικού πυρήνα με επιφάνεια διατομής (CSA) 187 τ. mm. Και τρία καλώδια PEV-2:

• Για το πρώτο τύλιγμα, το PPS είναι μόνο 0,003 τετραγωνικά μέτρα. mm. Αριθμός στροφών – 8669;
• Για τη δεύτερη και την τρίτη περιέλιξη, το PPS είναι μόνο 0,027 τ. mm. Ο αριθμός των στροφών είναι 522 σε κάθε μία.

Εάν δεν θέλετε να τυλίγετε το καλώδιο, τότε μπορείτε να αγοράσετε δύο μετασχηματιστές TPK-2-2×12V και να τους συνδέσετε σε σειρά, όπως στο παρακάτω σχήμα.

Για να φτιάξετε έναν αυτομετασχηματιστή δεύτερης ισχύος 6 kW, θα χρειαστείτε έναν δακτυλιοειδές μαγνητικό πυρήνα και ένα καλώδιο PEV-2, από το οποίο θα κατασκευαστεί μια περιτύλιξη 455 στροφών. Και εδώ χρειαζόμαστε στροφές (7 τεμάχια):

• Τύλιγμα 1-3 στροφών από σύρμα με PPS 7 τ. mm;
• Τύλιγμα 4-7 στροφών από σύρμα με PPS 254 τ. mm.

Τι να αγοράσω?

Αγορά σε κατάστημα ηλεκτρικού και ραδιοεξοπλισμού (ονομασία σε παρένθεση στο διάγραμμα):

• 7 triac οπτικών ζευγών MOC3041 ή 3061 (U από 1 έως 7).
• 7 απλά triac BTA41-800B (VS από 1 έως 7).
• 2 LED DF005M ή KTs407A (VD 1 και 2).
• 3 αντιστάσεις SP5-2, 5-3 πιθανές (R 13, 14, 25).
• Στοιχείο εξισορρόπησης ρεύματος KR1158EN6A ή B (DA1).
• 2 συσκευές σύγκρισης LM339N ή K1401CA1 (DA 1 και 2).
• Διακόπτης με ασφάλεια?
• 4 πυκνωτές φιλμ ή κεραμικά (C 4, 6, 7, 8).
• 4 πυκνωτές οξειδίου (C 1, 2, 3, 5);
• 7 αντιστάσεις για τον περιορισμό του ρεύματος, στους ακροδέκτες τους θα πρέπει να είναι ίσο με 16 mA (R από 41 έως 47).
• 30 αντιστάσεις (οποιαδήποτε) με ανοχή 5%.
• 7 αντιστάσεις C2-23 με ανοχή 1% (R από 16 έως 22).

Χαρακτηριστικά συναρμολόγησης της συσκευής για εξισορρόπηση τάσης

Το μικροκύκλωμα της συσκευής σταθεροποίησης ρεύματος είναι εγκατεστημένο σε μια ψύκτρα, για την οποία είναι κατάλληλη μια πλάκα αλουμινίου. Η έκτασή του δεν πρέπει να είναι μικρότερη από 15 τετραγωνικά μέτρα. εκ.

Μια ψύκτρα με επιφάνεια ψύξης είναι επίσης απαραίτητη για τα triac. Και για τα 7 στοιχεία, αρκεί μία ψύκτρα με επιφάνεια τουλάχιστον 16 τετραγωνικών μέτρων. dm.

Για να λειτουργήσει ο μετατροπέας τάσης AC που κατασκευάζουμε, θα χρειαστείτε έναν μικροελεγκτή. Το μικροκύκλωμα KR1554LP5 αντιμετωπίζει τέλεια τον ρόλο του.

Γνωρίζετε ήδη ότι μπορείτε να βρείτε 9 διόδους που αναβοσβήνουν στο κύκλωμα. Όλα βρίσκονται πάνω του έτσι ώστε να χωρούν στις τρύπες που βρίσκονται στο μπροστινό μέρος της συσκευής. Και αν το σώμα του σταθεροποιητή δεν επιτρέπει τη θέση τους, όπως στο διάγραμμα, τότε μπορείτε να το τροποποιήσετε ώστε τα LED να βγαίνουν στην πλευρά που σας βολεύει.

Αντί για LED που αναβοσβήνουν, μπορούν να χρησιμοποιηθούν LED που δεν αναβοσβήνουν. Αλλά σε αυτή την περίπτωση, πρέπει να πάρετε διόδους με φωτεινή κόκκινη λάμψη. Τα στοιχεία των ακόλουθων εμπορικών σημάτων είναι κατάλληλα: AL307KM και L1543SRC-E.

Τώρα ξέρετε πώς να φτιάξετε έναν σταθεροποιητή τάσης 220 volt. Και αν είχατε ήδη να κάνετε κάτι παρόμοιο πριν, τότε αυτή η δουλειά δεν θα σας δυσκολέψει. Ως αποτέλεσμα, μπορείτε να εξοικονομήσετε αρκετές χιλιάδες ρούβλια για την αγορά ενός βιομηχανικού σταθεροποιητή.

Ο βέλτιστος τρόπος λειτουργίας ηλεκτρικών δικτύων θεωρείται η αλλαγή των λειτουργιών ρεύματος, καθώς και της απαιτούμενης τάσης, κατά 10% από 220V. Ωστόσο, δεδομένου ότι οι υπερτάσεις αλλάζουν αρκετά συχνά, οι ηλεκτρικές συσκευές που είναι απευθείας συνδεδεμένες στο δίκτυο κινδυνεύουν να υποστούν βλάβη.

Για την εξάλειψη τέτοιων προβλημάτων, είναι απαραίτητο να εγκαταστήσετε συγκεκριμένο εξοπλισμό. Και δεδομένου ότι η συσκευή γεμιστήρα έχει αρκετά υψηλό κόστος, φυσικά πολλοί άνθρωποι συναρμολογούν τον σταθεροποιητή με τα χέρια τους.

Είναι δικαιολογημένη μια τέτοια απόφαση και τι απαιτείται για να γίνει πραγματικότητα;

Η αρχή της λειτουργίας του σταθεροποιητή

Έχοντας αποφασίσει να δημιουργήσετε έναν σπιτικό σταθεροποιητή, όπως στη φωτογραφία, πρέπει να κοιτάξετε το εσωτερικό της θήκης, η οποία αποτελείται από ορισμένα μέρη. Η αρχή λειτουργίας μιας συμβατικής συσκευής βασίζεται άμεσα στη λειτουργία ενός ρεοστάτη, ο οποίος αυξάνει ή μειώνει την αντίσταση.

Επιπλέον, τα προτεινόμενα μοντέλα έχουν μια ποικιλία λειτουργιών και μπορούν επίσης να προστατεύσουν πλήρως τον εξοπλισμό από ανεπιθύμητες υπερτάσεις υπέρτασης στο δίκτυο.

Ο εξοπλισμός ταξινομείται ανάλογα με τις μεθόδους που χρησιμοποιούνται για τη ρύθμιση του ρεύματος. Δεδομένου ότι η τιμή είναι η κατευθυντική κίνηση των σωματιδίων, μπορεί να επηρεαστεί ανάλογα με μια μηχανική ή παλμική μέθοδο.

Το πρώτο λειτουργεί σύμφωνα με το νόμο του Ohm. Οι συσκευές των οποίων η λειτουργία βασίζεται σε αυτό ονομάζονται γραμμικές. Περιλαμβάνουν πολλές στροφές, συνδυασμένες με ρεοστάτη.

Η τάση που τροφοδοτείται σε ένα μέρος περνά από έναν ρεοστάτη, καταλήγοντας με παρόμοιο τρόπο σε ένα άλλο, από τον οποίο μεταδίδεται στον καταναλωτή.

Αυτός ο τύπος συσκευής καθιστά δυνατή τη ρύθμιση των απαιτούμενων παραμέτρων ρεύματος όσο το δυνατόν ακριβέστερα και μπορεί εύκολα να αναβαθμιστεί με ειδικά εξαρτήματα.

Ωστόσο, είναι απαράδεκτη η χρήση τέτοιων σταθεροποιητών σε δίκτυα όπου υπάρχει μεγάλη διαφορά μεταξύ των ρευμάτων, καθώς δεν προστατεύουν πλήρως τον εξοπλισμό από βραχυκυκλώματα κατά τη διάρκεια υπερφόρτωσης.

Οι επιλογές παλμών λειτουργούν χρησιμοποιώντας τη μέθοδο διαμόρφωσης ρεύματος πλάτους. Το κύκλωμα χρησιμοποιεί έναν διακόπτη που το σπάει μετά την απαιτούμενη χρονική περίοδο. Αυτή η προσέγγιση καθιστά δυνατή τη συσσώρευση του απαιτούμενου ρεύματος στον πυκνωτή όσο το δυνατόν πιο ομοιόμορφα και μετά την ολοκλήρωση της φόρτισης και στη συνέχεια στις συσκευές.

Ας ξεκινήσουμε τη συναρμολόγηση

Δεδομένου ότι η πιο αποτελεσματική συσκευή είναι μια συσκευή triac, ας μιλήσουμε για το πώς να φτιάξετε έναν παρόμοιο σταθεροποιητή με τα χέρια σας.

Είναι σημαντικό να τονιστεί ότι αυτός ο τύπος μοντέλου θα μπορεί να εξισορροπήσει το παρεχόμενο ρεύμα υπό την προϋπόθεση ότι η τάση είναι στην περιοχή 130-270 V. Θα απαιτηθούν επίσης εξαρτήματα. Τα εργαλεία που χρειάζεστε είναι τσιμπιδάκια και κολλητήρι.

Στάδια παραγωγής

Σύμφωνα με τις λεπτομερείς οδηγίες σχετικά με τον τρόπο τοποθέτησης του σταθεροποιητή, πρώτα απ 'όλα, θα πρέπει να προετοιμάσετε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος του απαιτούμενου μεγέθους. Δημιουργείται από ειδικό υαλοβάμβακα με επίστρωση φύλλου. Το μικροκύκλωμα για τη διάταξη των στοιχείων μπορεί να είναι σε έντυπη μορφή ή να μεταφερθεί στην πλακέτα χρησιμοποιώντας σίδερο.

Στη συνέχεια, το σχέδιο για τη δημιουργία ενός απλού σταθεροποιητή προβλέπει την άμεση συναρμολόγηση της συσκευής. Για αυτό το στοιχείο θα χρειαστείτε ένα μαγνητικό κύκλωμα και πολλά καλώδια. Για την κατασκευή της περιέλιξης χρησιμοποιείται ένα σύρμα με διάμετρο 0,064 mm. Ο αριθμός των απαιτούμενων στροφών φτάνει τις 8669.

Τα υπόλοιπα δύο καλώδια χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία των υπόλοιπων περιελίξεων, οι οποίες, σε σύγκριση με την πρώτη επιλογή, έχουν διάμετρο 0,185 mm. Ο αριθμός των στροφών που διοργανώνονται για αυτές τις περιελίξεις είναι τουλάχιστον 522.

Εάν είναι απαραίτητο να απλοποιηθεί η εργασία, είναι προτιμότερο να χρησιμοποιείτε μετασχηματιστές συνδεδεμένους σε σειρά της μάρκας TPK-2-2 12V.

Όταν παράγουν αυτά τα εξαρτήματα ανεξάρτητα, αφού ολοκληρώσουν τη δημιουργία ενός από αυτά, προχωρούν στην παραγωγή ενός άλλου. Για τους σκοπούς αυτούς, θα χρειαστεί ένα τροειδές μαγνητικό κύκλωμα. Το PEV-2 με αριθμό στροφών 455 είναι επίσης κατάλληλο ως τύλιγμα.

Επιπλέον, με τη χειροκίνητη παραγωγή βήμα προς βήμα του σταθεροποιητή στη δεύτερη συσκευή, θα πρέπει να γίνουν 7 στροφές. Σε αυτή την περίπτωση, για πολλά τρία, χρησιμοποιείται σύρμα διαμέτρου 3 mm, για άλλα χρησιμοποιούνται λεωφορεία με διατομή 18 mm2. Αυτό θα επιτρέψει την εξάλειψη της ανεπιθύμητης θέρμανσης της συσκευής κατά τη διάρκεια της διαδικασίας εργασίας.

Τα υπόλοιπα είδη θα πρέπει να αγοραστούν σε ένα εξειδικευμένο κατάστημα λιανικής. Μόλις αγοράσετε όλα όσα χρειάζεστε, θα πρέπει να συναρμολογήσετε τη συσκευή.

Οι εργασίες θα πρέπει να ξεκινήσουν με την εγκατάσταση του απαραίτητου μικροκυκλώματος, το οποίο λειτουργεί ως ελεγκτής στην ψύκτρα που εγκαθίσταται, από πλατίνα. Επιπλέον, είναι εγκατεστημένα triacs σε αυτό. Στη συνέχεια, τα LED που αναβοσβήνουν τοποθετούνται στην πλακέτα.

Εάν η δημιουργία συσκευών triac είναι μια δύσκολη εργασία για εσάς, τότε συνιστάται να επιλέξετε μια γραμμική έκδοση, που χαρακτηρίζεται από παρόμοιες ιδιότητες.

Φωτογραφίες από σταθεροποιητές φτιάξε μόνος σου