Однако простота этой версии сопровождается рядом трудностей. Конструкция мощного стабилизатора на основе схемы ферротонирования громоздка, громоздка и тяжела.
Мощный стабилизатор напряжения своими руками: принципиальные схемы + поэтапная инструкция сборки
Наиболее уязвимыми являются частные дома в небольших населенных пунктах, где практически невозможно обеспечить качественным электричеством электроприборы. Причина этого — «старомодные» советские подстанции, которые уже давно не справляются с нынешними нагрузками на сеть. Слишком высокое напряжение часто вызывает различные проблемы:
- Это сокращает срок службы элементов решетки,
- вызывает сбои в работе электроники — управления, контроля,
- значительно увеличивает потребление энергии,
- приводит к перегреву нагревательных элементов.
Этих последствий и чрезмерных затрат можно избежать, если изготовить стабилизатор напряжения самостоятельно. Прежде чем принять окончательное решение о том, стоит ли использовать самодельное устройство, лучше ознакомиться с ним и его видами.
Инверторные стабилизирующие устройства
Стабилизирующие устройства, основанные на принципе двойного преобразования напряжения, становятся все более популярными. Они не имеют движущихся частей и обеспечивают гораздо лучший баланс тока, чем обычные сервоприводы, реле и электроника.
Принципиальная схема инверторного регулятора напряжения 220 В включает в себя:
- Фильтр входной частоты,
- выпрямитель напряжения,
- корректор коэффициента мощности,
- накопительный конденсатор,
- преобразователь постоянного напряжения в переменное (инвертор) с требуемыми выходными характеристиками устройства.
- Микроконтроллер.
Устройства стабилизации инверторов обеспечивают КПД более 90% и практически нулевой момент инерции, а также поддерживают широкий диапазон входных параметров тока.
Принципиальная схема регулятора напряжения не очень сложна.
Очень важно выбрать правильное сечение кабеля:
- Чем больше производительность устройства, тем больше должна быть площадь поперечного сечения,
- Когда входное напряжение низкое, ток большой, поэтому для сетей с преобладающим падением напряжения следует выбирать участок кабеля с запасом.
И самое главное, при подключении стабилизатора любого типа необходимо строго соблюдать правила электробезопасности и рекомендации производителя, указанные в техническом паспорте устройства.
Стабилизаторы релейного типа
Принцип работы стабилизированных реле основан на ступенчатом регулировании напряжения. Оно осуществляется с помощью силовых реле, которые меняют секции во вторичной обмотке автотрансформатора после того, как процессор, контролирующий параметры входного и выходного тока, рассчитает необходимое количество преобразований.
К основным преимуществам релейных стабилизаторов относятся:
- Компактный размер и легкий вес,
- Компактный размер, малый размер и легкий вес,
- Большой размер, малый размер и большой размер стабилизатора, Большой размер и высокое энергопотребление,
- Низкая стоимость.
Основными недостатками этих устройств являются низкая перегрузочная способность и меньшая скорость стабилизации при повышенной точности.
Все, что остается сделать, это подключить к схеме внешние компоненты, установленные в корпусе, установить базовый транзистор в теплоотвод и закрыть смонтированную электронную конструкцию корпусом. Регулятор напряжения готов. Адаптация может начаться с дальнейших тестов.
Общее устройство стабилизатора напряжения
Стабилизаторы напряжения доступны в больших количествах по всему миру. В зависимости от ценовой политики производителя различаются только технические характеристики, срок службы и гарантийный период.
Итак, чтобы собрать стабилизатор напряжения 220 В своими руками, необходимо знать его конструкцию:
- Наиболее важным силовым элементом стабилизирующего устройства является трансформатор или автотрансформатор. Вариант с автотрансформатором проще, поскольку имеет только одну обмотку с несколькими отводами. Подключая выход к различным ответвлениям, можно изменять коэффициент трансформации автотрансформатора при сохранении выходного напряжения.
- Схема автоматического переключения трансформатора. Он состоит из нескольких тройников, подключенных к отводам автотрансформатора, соединяя нужный отвод непосредственно с выходом.
- Схема измерения и управления. Он определяет уровень входного напряжения, рассчитывает, какая клемма автотрансформатора должна быть замкнута накоротко, посылает управляющий сигнал на блок коммутации и активирует соответствующий симистор.
- Электропитание. Состоит из понижающего трансформатора, выпрямителя и регулятора напряжения. Он используется для подачи напряжения питания на узлы схемы.
Защита от короткого замыкания в виде автоматического выключателя или более дешевого простого предохранителя также должна быть предусмотрена для каждого устройства.
Как работает стабилизатор напряжения
Автотрансформатор — это устройство, которое может изменять коэффициент трансформации для компенсации провалов или скачков входного напряжения. Например, если напряжение падает до 180 В, схема управления должна подключить обмотку автотрансформатора для достижения усиления в 1,22 раза. Выходное напряжение в этом случае составляет 220 В.
В схеме, показанной далее в этой статье, предлагается использовать 4 выхода вверх и 2 выхода вниз. Понятно, что при таком способе работы всегда будет некоторая погрешность в установке выходного напряжения. Однако это не является проблемой и, более того, совершенно нормально, поскольку в зависимости от требований к напряжению сети оно может варьироваться в диапазоне 220В+10%-5%, т.е. 198-242В. Поэтому каждое устройство, которое производится и продается, должно быть способно работать в этом диапазоне напряжений.
Поэтому минимальная задача регулятора напряжения заключается в том, чтобы обеспечить выходное напряжение в заданном диапазоне. Устройство, основанное на описанном выше принципе, легко справится с этой задачей.
Имеющаяся база синхронных компонентов позволяет использовать для создания узла управления широкий спектр программируемых микроконтроллеров, таких как Atmel, MicroChip и др. Схема такого устройства окажется небольшой и гарантированно работающей. Однако программирование таких микроконтроллеров требует специальных знаний, поэтому в этой статье мы сосредоточимся на более простой версии стабилизатора, который после сборки представляет собой готовое устройство, не требующее программирования.
Мы предлагаем собрать схему с функциональными усилителями и логическими схемами ИЛИ.
Алгоритм работы простого электронного регулятора напряжения:
- Напряжение на входе стабилизатора поступает на схему измерения уровня (схему сравнения), которая состоит из серии операционных усилителей LM339N. Результатом работы схемы является серия сигналов, соответствующих возможно правильному выбору уровня автотрансформатора.
- Затем эти сигналы подаются на логическую секцию интегральной схемы K1554LP5 (SN74AC86), оставляя только сигнал ответвления, соответствующий ближайшему правильному выходу автотрансформатора.
- Затем выбранный сигнал запускает специальный оптоизолятор MOC3061, который непосредственно управляет симистором BTA41-800B, соединяющим выход автотрансформатора с выходом блока.
Последовательность изготовления стабилизатора напряжения своими руками
Прежде чем приступить к изготовлению собственного стабилизатора, необходимо приобрести некоторые инструменты. Ваш список выглядит следующим образом:
- Сварочное железо. Поскольку вы работаете с чувствительными электронными компонентами, мощность паяльника должна составлять около 40 Вт. Диоды, транзисторы и другие электронные компоненты очень чувствительны к нагреву и могут быть повреждены паяльником мощностью 80 или 100 Вт.
- Пинцет. Чтобы безопасно припаять один компонент к другому, его необходимо предварительно нагреть. А держать горячий провод голыми руками не очень удобно и не очень приятно.
- Нож для разрезания коробок или перочинный нож. Идеально подходит для зачистки проводов. Для этого не нужно покупать дорогие специальные щипцы.
- Палисандр и олово. Расходные материалы для пайки. Для начинающих можно также приобрести сварочную кислоту.
Необходимые инструменты собраны, и можно приступать к сборке схемы.
