Пришел ко мне в гости мой старый знакомый, умный вроде бы дядька и как-то вскользь упомянул, что купил к своему телевизору крутой стабилизатор напряжения. На мой резонный вопрос — зачем он это сделал, он удивился и тут же стал перечислять «неоспоримые» достоинства этого приобретения. Однако уже через каких-то 15 минут спора, его уверенность несколько поугасла.
Вообще, удивительно, насколько сильно мы подвержены влиянию маркетинговых уловок. Даже, казалось бы, умные люди, с развитым критичным мышлением, с легкостью ведутся на различные рекламные трюки и слащавые заверения продаванов. В случае же со стабилизаторами, думаю, сыграли воспоминания из далекого прошлого — из старого доброго Советского Союза.
Старые ламповые телевизоры
Взрослое поколение прекрасно помнит, что в СССР под каждым телевизором непременно гудел пластмассовый ящичек под названием «стабилизатор напряжения». Ящик, как правило, был горячим и обязательно тяжелым.
Конечно, телеки могли работать и без этих ящичков, но любое отклонение напряжения в розетке от 220В приводило к тому, что изображение на экране меняло свою яркость и насыщенность, а сама картинка менялась в размерах. Так что стабилизаторы стояли практически у всех.
Работали такие стабилизаторы с использованием принципа перенасыщения сердечника трансформатора и потому были рассчитаны на узкий диапазон мощностей нагрузки .
Для черно-белых телевизоров, мощностью 100-200 Вт, выпускались одни модели стабилизаторов, а для цветных телеков – совсем другие, более мощные. Нельзя было включать маломощную нагрузку в мощный стабилизатор, т.к. при этом нарушался сам принцип его работы и он переставал выполнять свою функцию.
Вот, например, выдержка из инструкции по эксплуатации советского стабилизатора напряжения Вега-9:
Допустимая выходная мощность стабилизатора:
— минимальная 100,
— максимальная 200 Вт.Допустимые колебания входного напряжения 154…253 В.
Стабилизированное напряжение выхода 198…231 В.КПД — 84%.
Масса стабилизатора 3,4 кг.
Как видите, существовало ограничение на мощность нагрузки снизу, т.е. в такой стабилизатор нельзя было включить небольшой черно-белый телевизор, мощностью менее 100 Вт. Точнее, включить-то можно было, но в этом случае о какой-либо стабилизации напряжения можно было забыть.
Если же в Вегу-9 воткнуть нагрузку более 200Вт (например, цветной телек тех времен), то стабилизатор гарантированно перегревался и пластиковый корпус начинал плавиться и вонять. Я не раз видел такие оплавленные коробочки у других людей.
Кстати, сегодня такие старые стабилизаторы для старых телевизоров называются феррорезонансными. Нынешние девайсы чаще собраны по автотрансформаторной схеме с большим количеством отводов и симисторным переключением между ними.
Современные телевизоры и стабилизаторы
Во всей современной бытовой технике, включая телевизоры 3-го поколения и новее, стоят импульсные блоки питания способные работать в широком диапазоне входных напряжений.
На импортных моделях TV выпущенных после 2000 года на задней крышке обычно написано что-то вроде 110-260V АС. При этом на выходе такого блока питания всегда поддерживается стабильное напряжения, которое запитывает все узлы телевизора.
Так что, если ваш телек был произведен после 1985 года (не говоря уже о моделях 2017-го), то стабилизатор ему совсем ни к чему . Оставьте его лежать в магазине.
И не слушайте убедительные заверения продавцов телевизоров о том, что стабилизатор для вашего нового телека ну просто совершенно необходим. У продавца только одна задача – впарить вам как можно больше допов к вашему телеку.
Короткое замыкание и выгорание пикселей
Он будет рассказывать вам сказки про то, как у ЖК-телевизоров от скачков напряжения «выгорают пиксели», как у LED-телевизоров перегорают светодиоды, как стабилизаторы защищают ваш телек от короткого замыкания, помех, прямого попадания ядерного заряда и прочую чепуху. Не слушайте!
От короткого замыкания вашему телеку ровным счетом ничего не будет (если, конечно, замыкание не произошло в самом телевизоре). В случае КЗ где-то на линии, ток просто потечет по другому пути и телевизор обесточится (т.е. просто отключится). Вот и все страшные и ужасные последствия КЗ.
А насчет выгорания пикселей имею сказать следующее. Во-первых, сами «пиксели» вообще не выгорают, выходят из строя управляющие транзисторы, которые «зажигают» эти самые пиксели. Если транзистор погорел, пиксель навсегда остается потушенным (черная точка), а если транзистор пробило, то пиксель всегда светится (яркая точка на экране).
Самое интересное, что абсолютно не важно, есть ли у вас стабилизатор или нет, пиксели могут и будут вылетать. Это происходит просто согласно теории надежности систем (вы только представьте, сколько их там, этих пикселей!).
Раз уж разговор идет о пикселях, значит это ЖК-телевизор, а значит, в нем стоит импульсный БП, следовательно, скачки напряжения в сети не оказывают никакого влияния на напряжения в самой схеме телевизора.
То образом стабилизация напряжения уже осуществляется внутри схемы телевизора, следовательно, покупать еще один стабилизатор – не более чем пустая трата денег.
Слишком низкое и чересчур высокое напряжение в розетке
Вы спросите, что будет, если напряжение в сети выйдет за рамки допустимых значений, указанных на шильдике телевизора? Все просто. Если напряжение станет слишком низким , ТВ просто отключится. Без последствий. После того, как напряжение вернется к нормальным значениям, телек снова можно будет включить как обычно.
Хуже, если напряжение станет слишком высоким . Тогда произойдет пробой специального элемента на входе телевизора – варистора. Пробитый варистор устраивает самое настоящее короткое замыкание, в результате чего перегорает предохранитель и схема обесточивается. Такая вот защита от перенапряжения. Через какое-то время варистор приходит в норму, остается только заменить предохранитель. К слову сказать, сейчас уже используют самовосстанавливающиеся предохранители.
Так что, как видите, в современном телевизоре предусмотрена защита от всех основных опасностей. Нет совершенно никакого смысла в покупке стабилизатора специально для ТВ.
Сетевые фильтры
Единственное, что может понадобиться вашему ТВ — это хороший сетевой фильтр . Да и то только в некоторых случаях. Все импульсные блоки питания уже содержат ВЧ-фильтр по входу (это, кстати, сделано для того, чтобы высокочастотные помехи от работающего импульсника не проникали в сеть и не мешали работе других эл. приборов), но иногда его все-таки оказывается недостаточно. И тогда внешний сетевой фильтр поможет избавиться от помех.
Однако тут надо быть уверенным, что помехи в телек проникают именно по цепям питания, а не через антенну, например. В последнем случае сетевой фильтр будет совершенно бесполезен, лучше сосредоточиться на поиске качественной антенны с хорошим подавлением боковых лепестков.
Источники бесперебойного питания
Особо ушлые продавцы умудряются впарить доверчивым покупателям в дополнение к телевизору бесперебойный блок питания . Но мы-то с вами умные, мы знаем, что бесперебойники предназначены для поддержания работоспособности аппаратуры в случае аварийного отключения питания. Они незаменимы для таких устройств, как настольные компьютеры, какое-то медицинское оборудование, сетевое оборудование у провайдеров и т.п. Но зачем нужны бесперебойники телевизору?! Чтобы камеди клаб успеть досмотреть что ли? Очень сомнительная трата денег.
Выводы
Таким образом, мы с вами убедительно доказали, что для любого современного телевизора — будь то LED-телевизор или просто ЖК ТВ — стабилизаторы напряжения являются абсолютно лишними приборами (равно как и источники бесперебойного питания и, в большинстве случаев, сетевые фильтры).
Теперь ответ на вопрос — нужен ли стабилизатор напряжения для телевизора, я думаю, очевиден. Просто втыкайте свой телек в розетку и наслаждайтесь просмотром!
Мне пришлось совсем недавно самостоятельно соорудить зарядное устройство для автомобильного аккумулятора с током 3 – 4 ампер. Конечно мудрить, что то не желания, не времени не было и в первую очередь вспомнилась мне схема стабилизатора зарядного тока. По этой схеме очень просто и надежно сделать зарядное устройство.
Вот сама схема для зарядного устройства:
Установлена была старая микросхема (К553УД2), она хоть и старая, просто время не было опробовать новые, да и к тому же она оказалась под рукой. Шунт от старого тестера прекрасно подошел на место резистора R3. Резистор можно конечно и самим изготовить из нихрома, но при этом сечение должно быть достаточным, чтобы выдержать через себя ток и не накалиться до предела.
Устанавливаем шунт параллельно амперметру, подбираем его учитывая размеры измерительной головки. Собственно и устанавливаем мы его на саму клемму головки.
Таким образом выглядит печатная плата стабилизатора тока зарядного устройства:
Трансформатор может быть применен любой от 85 вт и выше. Обмотка вторичная должна быть на напряжение 15 вольт, а сечение провода должно начинаться от 1,8 мм (диаметр по меди). На место выпрямительного моста подошел 26МВ120А. Может он большеват для такого типа конструкции, зато устанавливать его очень просто, прикрутил и надел клеммы. Можно и установить любой диодный мост. Для него главная задача – выдержать соответствующий ток.
Корпус можно сделать из чего угодно, у меня хорошо подошел корпус от старой магнитолы. Для хорошего пропуска воздуха на верхней крышке просверлил дырки. Вместо передней панели был установлен лист текстолита. Шунт, тот что на амперметре надо отрегулировать опираясь на показания тестового амперметра.
На заднюю стенку радиатора крепим транзистор.
Ну вот мы собрали стабилизатор тока, теперь надо проверить его, закоротив между собой (+) и (-). Регулятор должен обеспечить плавную регулировку во всём диапазоне зарядного тока. Если нужно, можно воспользоваться подбором резистора R1.
Важно помнить что все напряжение поступает на регулировочный транзистор и он сильно нагревается! Как только проверили, размыкаем перемычку!
Все готово и можно теперь воспользоваться таким зарядным устройством, которое во всем диапазоне зарядки стабильно будет поддерживать ток. Необходимо следить за показанием напряжения на аккумуляторе по вольтметру, так как такое зарядное устройство не имеет автоматического отключения, после окончания зарядки.
Содержание:В электрических цепях постоянно возникает необходимость в стабилизации тех или иных параметров. С этой целью применяются специальные схемы управления и слежения за ними. Точность стабилизирующих действий зависит от так называемого эталона, с которым и сравнивается конкретный параметр, например, напряжение. То есть, когда значение параметра будет ниже эталона, схема стабилизатора напряжения включит управление и отдаст команду на его увеличение. В случае необходимости выполняется обратное действие - на уменьшение.
Данный принцип работы лежит в основе автоматического управления всеми известными устройствами и системами. Точно так же действуют и стабилизаторы напряжения, несмотря на разнообразие схем и элементов, используемых для их создания.
Схема стабилизатора напряжения 220в своими руками
При идеальной работе электрических сетей, значение напряжения должно изменяться не более чем на 10% от номинала в сторону увеличения или уменьшения. Однако на практике перепады напряжения достигают гораздо больших значений, что крайне отрицательно сказывается на электрооборудовании, вплоть до его выхода из строя.
Защититься от подобных неприятностей поможет специальное стабилизирующее оборудование. Однако из-за высокой стоимости, его применение в бытовых условиях во многих случаях экономически невыгодно. Наилучшим выходом из положения становится самодельный стабилизатор напряжения 220в, схема которого достаточно простая и недорогая.
За основу можно взять промышленную конструкцию, чтобы выяснить, из каких деталей она состоит. В состав каждого стабилизатора входят трансформатор, резисторы, конденсаторы, соединительные и подключающие кабели. Самым простым считается стабилизатор переменного напряжения, схема которого действует по принципу реостата, повышая или понижая сопротивление в соответствии с силой тока. В современных моделях дополнительно присутствует множество других функций, обеспечивающих защиту бытовой техники от скачков напряжения.
Среди самодельных конструкций наиболее эффективными считаются симисторные устройства, поэтому в качестве примера будет рассматриваться именно эта модель. Выравнивание тока этим прибором будет возможно при входном напряжении в диапазоне 130-270 вольт. Перед началом сборки необходимо приобрести определенный набор элементов и комплектующих. Он состоит из блока питания, выпрямителя, контроллера, компаратора, усилителей, светодиодов, автотрансформатора, узла задержки включения нагрузки, оптронных ключей, выключателя-предохранителя. Основными рабочими инструментами служат пинцет и паяльник.
Для сборки стабилизатора на 220 вольт в первую очередь потребуется печатная плата размером 11,5х9,0 см, которую нужно заранее подготовить. В качестве материала рекомендуется использовать фольгированный стеклотекстолит. Схема размещения деталей распечатывается на принтере и переносится на плату с помощью утюга.
Трансформаторы для схемы можно взять уже готовые или собрать самостоятельно. Готовые трансформаторы должны иметь марку ТПК-2-2 12В и соединяться последовательно между собой. Для создания первого трансформатора своими руками потребуется магнитопровод сечением 1,87 см2 и 3 кабеля ПЭВ-2. Первый кабель применяется в одной обмотке. Его диаметр составит 0,064 мм, а количество витков - 8669. Оставшиеся провода используются в других обмотках. Их диаметр будет уже 0,185 мм, а число витков составит 522.
Второй трансформатор изготавливается на основе тороидального магнитопровода. Его обмотка выполняется из такого же провода, как и в первом случае, но количество витков будет другим и составит 455. Во втором устройстве делаются отводы в количестве семи. Первые три изготавливаются из провода диаметром 3 мм, а остальные из шин, сечением 18 мм2. За счет этого предотвращается нагрев трансформатора во время работы.
Все остальные комплектующие рекомендуется приобретать в готовом виде, в специализированных магазинах. Основой сборки является принципиальная схема стабилизатора напряжения, заводского изготовления. Вначале устанавливается микросхема, выполняющая функцию контроллера для теплоотвода. Для ее изготовления используется алюминиевая пластина площадью свыше 15 см2. На эту же плату производится монтаж симисторов. Теплоотвод, предназначенный для монтажа, должен быть с охлаждающей поверхностью. После этого сюда же устанавливаются светодиоды в соответствии со схемой или со стороны печатных проводников. Собранная таким образом конструкция, не может сравниваться с заводскими моделями ни по надежности, ни по качеству работы. Такие стабилизаторы используются с бытовыми приборами, не требующими точных параметров тока и напряжения.
Схемы стабилизаторов напряжения на транзисторах
Качественные трансформаторы, применяемые в электрической цепи, эффективно справляются даже с большими помехами. Они надежно защищают бытовую технику и оборудование, установленные в доме. Настроенная система фильтрации позволяет бороться с любыми скачками напряжения. За счет контроля над напряжением происходят изменения величины тока. Предельная частота на входе увеличивается, а на выходе - уменьшается. Таким образом, ток в цепи преобразуется в течение двух этапов.
В начале на входе задействуют транзистор с фильтром. Далее происходит включение в работу . Для завершения преобразования тока в схеме применяется усилитель, чаще всего устанавливаемый между резисторами. За счет этого в устройстве поддерживается необходимый уровень температуры.
Схема выпрямления действует следующим образом. Выпрямление переменного напряжения с вторичной обмотки трансформатора происходит с помощью диодного моста (VD1-VD4). Сглаживание напряжения выполняет конденсатор С1, после чего оно попадает в систему компенсационного стабилизатора. Действие резистора R1 задает стабилизирующий ток на стабилитроне VD5. Резистор R2 является нагрузочным. При участии конденсаторов С2 и С3 происходит фильтрация питающего напряжения.
Значение выходного напряжения стабилизатора будет зависеть от элементов VD5 и R1 для выбора которых существует специальная таблица. VT1 устанавливается на радиаторе, у которого площадь охлаждающей поверхности должна быть не менее 50 см2. Отечественный транзистор КТ829А может быть заменен зарубежным аналогом BDX53 от компании Моторола. Остальные элементы имеют маркировку: конденсаторы - К50-35, резисторы - МЛТ-0,5.
Схема линейного стабилизатора напряжения 12в
В линейных стабилизаторах используются микросхемы КРЕН, а также LM7805, LM1117 и LM350. Следует отметить, что символика КРЕН не является аббревиатурой. Это сокращение полного названия микросхемы стабилизатора, обозначаемой как КР142ЕН5А. Таким же образом обозначаются и другие микросхемы этого типа. После сокращения такое название выглядит по-другому - КРЕН142.
Линейные стабилизаторы или стабилизаторы напряжения постоянного тока схемы получили наибольшее распространение. Их единственным недостатком считается невозможность работы при напряжении, которое будет ниже заявленного выходного напряжения.
Например, если на выходе LM7805 нужно получить напряжение в 5 вольт, то входное напряжение должно быть, как минимум 6,5 вольт. При подаче на вход менее 6,5В, наступит так называемая просадка напряжения, и на выходе уже не будет заявленных 5-ти вольт. Кроме того, линейные стабилизаторы очень сильно нагреваются под нагрузкой. Это свойство лежит в основе принципа их работы. То есть, напряжение, выше стабилизируемого, преобразуется в тепло. Например, при подаче на вход микросхемы LM7805 напряжения 12В, то в этом случае 7 из них уйдут для нагрева корпуса, и лишь необходимые 5В поступят потребителю. В процессе трансформации происходит настолько сильный нагрев, что данная микросхема просто сгорит при отсутствии охлаждающего радиатора.
Регулируемый стабилизатор напряжения схема
Нередко возникают ситуации, когда напряжение, выдаваемое стабилизатором, необходимо отрегулировать. На рисунке представлена простая схема регулируемого стабилизатора напряжения и тока, позволяющая не только стабилизировать, но и регулировать напряжение. Ее можно легко собрать даже при наличии лишь первоначальных познаний в электронике. Например, входное напряжение составляет 50В, а на выходе получается любое значение, в пределах 27 вольт.
В качестве основной детали стабилизатора используется полевой транзистор IRLZ24/32/44 и другие аналогичные модели. Данные транзисторы оборудуются тремя выводами - стоком, истоком и затвором. Структура каждого из них состоит из металла-диэлектрика (диоксида кремния) - полупроводника. В корпусе расположена микросхема-стабилизатор TL431, с помощью которой и настраивается выходное электрическое напряжение. Сам транзистор может оставаться на радиаторе и соединяться с платой проводниками.
Данная схема может работать с входным напряжением в диапазоне от 6 до 50В. Выходное напряжение получается в пределах от 3 до 27В и может быть отрегулировано с помощью подстрочного резистора. В зависимости от конструкции радиатора, выходной ток достигает 10А. Емкость сглаживающих конденсаторов С1 и С2 составляет 10-22 мкФ, а С3 - 4,7 мкФ. Схема сможет работать и без них, однако качество стабилизации будет снижено. Электролитические конденсаторы на входе и выходе рассчитываются примерно на 50В. Мощность, рассеиваемая таким стабилизатором, не превышает 50 Вт.
Схема симисторного стабилизатора напряжения 220в
Симисторные стабилизаторы работают по аналогии с релейными устройствами. Существенным отличием является наличие узла, переключающего обмотки трансформатора. Вместо реле используются мощные симисторы, работающие под управлением контроллеров.
Управление обмотками с помощью симисторов - бесконтактное, поэтому при переключениях нет характерных щелчков. Для намотки автотрансформатора используется медный провод. Симисторные стабилизаторы могут работать при пониженном напряжении от 90 вольт и высоком - до 300 вольт. Регулировка напряжения осуществляется с точностью до 2%, отчего лампы совершенно не моргают. Однако во время переключений возникает ЭДС самоиндукции, как и в релейных устройствах.
Симисторные ключи обладают повышенной чувствительностью к перегрузкам, в связи с чем они должны иметь запас по мощности. Данный тип стабилизаторов отличается очень сложным температурным режимом. Поэтому установка симисторов осуществляется на радиаторы с принудительным вентиляторным охлаждением. Точно так же работает схема тиристорного стабилизатора напряжения 220В своими руками.
Существуют устройства с повышенной точностью, работающие по двухступенчатой системе. На первой ступени выполняется грубая регулировка выходного напряжения, а на второй ступени этот процесс осуществляется значительно точнее. Таким образом, управление двумя ступенями выполняется с помощью одного контроллера, что фактически означает наличие двух стабилизаторов в едином корпусе. Обе ступени имеют обмотки, намотанные в общем трансформаторе. При наличии 12 ключей, эти две ступени позволяют регулировать выходное напряжение в 36 уровнях, чем и обеспечивается его высокая точность.
Стабилизатор напряжения с защитой по току схема
Данные устройства обеспечивают питание преимущественно для низковольтных устройств. Такой стабилизатор тока и напряжения схема отличается простотой конструкции, доступной элементной базой, возможностью плавных регулировок не только выходного напряжения, но и тока, при котором срабатывает защита.
Основой схемы является параллельный стабилизатор или регулируемый стабилитрон, а также с высокой мощностью. С помощью так называемого измерительного резистора контролируется ток, потребляемый нагрузкой.
Иногда на выходе стабилизатора возникает короткое замыкание или ток нагрузки превышает установленное значение. В этом случае на резисторе R2 падает напряжение, а транзистор VT2 открывается. Происходит и одновременное открытие транзистора VT3, шунтирующего источник опорного напряжения. В результате, значение выходного напряжения снижается практически до нулевого уровня, и регулирующий транзистор оказывается защищенным от перегрузок по току. Для того чтобы установить точный порог срабатывания токовой защиты, применяется подстроечный резистор R3, включаемый параллельно с резистором R2. Красный цвет светодиода LED1 указывает на срабатывание защиты, а зеленый LED2 - на выходное напряжение.
После правильно выполненной сборки схемы мощных стабилизаторов напряжения сразу же включаются в работу, достаточно всего лишь выставить необходимое значение выходного напряжения. После загрузки устройства реостатом выставляется ток, при котором срабатывает защита. Если защита должна срабатывать при меньшем токе, для этого необходимо увеличить номинал резистора R2. Например, при R2 равном 0,1 Ом, минимальный ток срабатывания защиты будет составлять около 8А. Если же нужно, наоборот, увеличить ток нагрузки, следует параллельно включить два и более транзисторов, в эмиттерах которых имеются выравнивающие резисторы.
Схема релейного стабилизатора напряжения 220
С помощью релейного стабилизатора обеспечивается надежная защита приборов и других электронных устройств, для которых стандартный уровень напряжения составляет 220В. Данный стабилизатор напряжения 220В, схема которого всем известна. Пользуется широкой популярностью, благодаря простоте своей конструкции.
Для того чтобы правильно эксплуатировать это устройство, необходимо изучить его устройство и принцип действия. Каждый релейный стабилизатор состоит из автоматического трансформатора и электронной схемы, управляющей его работой. Кроме того, имеется реле, помещенное в надежный корпус. Данный прибор относится к категории вольтодобавочных, то есть с его помощью лишь добавляется ток в случае низкого напряжения.
Добавление необходимого количества вольт осуществляется путем подключения обмотки трансформатора. Обычно для работы используется 4 обмотки. В случае слишком высокого тока в электрической сети, трансформатор автоматически уменьшает напряжение до нужного значения. Конструкция может быть дополнена и другими элементами, например, дисплеем.
Таким образом, релейный стабилизатор напряжения имеет очень простой принцип работы. Ток измеряется электронной схемой, затем, после получения результатов, он сравнивается с выходным током. Полученная разница в напряжении регулируется самостоятельно путем подбора необходимой обмотки. Далее, подключается реле и напряжение выходит на необходимый уровень.
Стабилизатор напряжения и тока на LM2576
Современная сеть электропитания работает таким образом, что в ней очень часто меняется напряжение. Конечно, изменение тока являются допустимым, но в любом случае оно не должно быть больше десяти процентов от номинальных 220 вольт.
Данная норма отклонения должна соблюдаться как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения напряжения. Однако такое состояние сети электропитания является большой редкостью, так как ток в ней характеризуется большими изменениями.
Такие изменения очень не «нравятся» электроприборам, которые могут потерять не только свои проектные возможности, а еще могут выйти из строя. Для устранения такого негативного сценария люди используют различные стабилизаторы.
Сегодня рынок предлагает очень много различных моделей, большая часть из которых стоит больших денег. Другая же часть не может похвастаться надежностью работы.
И что же делать тогда, если нет желания переплачивать или покупать некачественный продукт? В этой ситуации можно сделать стабилизатор напряжения своими руками.
Конечно, можно сделать различные виды стабилизационных приборов. Одним из наиболее эффективных является симисторный. Собственно его сборка и будет рассмотрена в этой статье.
Характеристики собираемого устройства
Этот стабилизационный аппарат не будет чувствительным к частоте напряжения, которое подается через общую сеть. Выравнивание тока будет осуществляться при условии, если на входе будет больше 130-ти и меньше 270-ти вольт.
Подключенные приборы будут получать ток, который имеет больше 205-ти и меньше 230-ти вольт. К этому стабилизационному устройству можно будет подключить электроприборы, общая мощность которых может быть равной шести киловаттам.
Стабилизационный прибор будет осуществлять переключение нагрузки за 10 миллисекунд.
Устройство стабилизационного прибора
Общая схема этого стабилизационного устройства подается на рисунке:
Рис. 1. Строение стабилизационного прибора.
- Блока питания, в состав которого входят конденсаторы С2 и С5, компаратор DA1, тепло-электрический диод VD1 и трансформатор Т1.
- Узла, который будет задерживать включение нагрузки. Он состоит из резисторов R1-R5, транзисторов VT1-VT3 и конденсатора С1.
- Выпрямителя, который будет измерять амплитуду напряжения. Он состоит из конденсатора С2, диода VD2, стабилитрона VD2 и делителей R14, R13.
- Компаратора напряжения. Его состав предполагает наличие резисторов R15-R39 и компараторов DA3 и DA2.
- Логического контроллера, который находится на микросхемах с отметкой DD1…5.
- Усилителей, которые в основе имеют транзисторы VT4…12 и токоограничивающие резисторы R40...48.
- Индикаторных светодиодов HL1-HL9.
- Оптронных ключей (их количество равняется цифре семь). Каждый оснащается симисторами VS1…7, резисторами R6…12 и оптосимисторами U1-U7.
- Автоматического выключателя-предохранителя QF1.
- Автоматического трансформатора Т2.
Принцип работы
Каким же образом работает наш стабилизатор сетевого напряжения, который легко делается своими руками?
После того, как включается питание конденсатор С1 находится в разряженном состоянии, транзистор VT2 открыт, а VT2 является закрытым. Также закрытым является транзистор VT3. Именно через него будет подаваться ток на каждый светодиод и симисторный оптотрон.
Поскольку этот транзистор является закрытым, светодиоды не светятся, каждый симистор является закрытым и нагрузка отключена. В это время электрический ток проходит через резистор R1 и попадает в С1. Далее происходит зарядка этого конденсатора.
Интервал задержки длится всего лишь три секунды. За это время осуществляются все переходные процессы, и после окончания происходит срабатывание триггера Шмитта, основу которого составляют транзисторы VT1 и VT2.
Напряжение, которое выходит с третьей обмотки Т1, выпрямляется диодом VD2 и конденсатором С2. Далее ток проходит через делитель R13…14. Из R14 напряжение, уровень которого является пропорциональным количеству вольт в сети, входит в каждый неинвертирующий вход компараторов.
Количество компараторов равняется восьми и все они находятся на микросхемах DA2 и DA3. В этот же момент на инвертирующий вход каждого компаратора входит постоянный образцовый ток. Его подают резисторные делители R15...23.
После этого в игру вступает контроллер, который осуществляет обработку сигнала на входе у каждого компаратора.
Особенности работы
Когда входное количество вольт является меньшим 130-ти, на выходах каждого компаратора фиксируется логический уровень низкой величины. В это время в открытом состоянии находится транзистор VT4 и мигает первый светодиод.
Он сообщает о том, что сеть характеризуется очень низким уровнем напряжения. Это означает, что регулируемый стабилизатор напряжения, сделанный своими руками, не может выполнить свою функцию.
Каждый его симистор является закрытым и нагрузка находится в отключенном состоянии.
Когда число входных вольт колеблется от 130-ти до 150-ти, то сигналы 1 и А характеризуются высоким значением логического уровня. Этот уровень всех других сигналов является низким. В этой ситуации открывается транзистор VT5 и загорается второй светодиод.
Происходит открытие оптосимистора U1.2 и симистора VS2. Именно через последний будет проходить нагрузка. Далее она войдет в верхний вывод обмотки автоматического трансформатора Т2.
Если входное количество вольт находится в диапазоне 150-170 вольт, то сигналы 2, 1 и В характеризуются высоким значением логического уровня. Этот уровень всех других сигналов является низким.
При таком входном количестве вольт происходит открытие транзистора VT6, включение третьего светодиода. В это время открывается второй симистор (VS2) и ток передается на той вывод обмотки Т2, который является вторым сверху.
Созданный своими руками стабилизатор напряжения, который сможет способен подать 220 В, будет переключать соединения с обмотками второго трансформатора при условии, если уровень входного напряжения будет достигать 190-ти, 210-ти, 230-ти и 250-ти вольт.
Для производства такого стабилизатора нужно взять печатную плату, которая имеет размеры 115х90 миллиметров. Основным элементом, из которого она должна быть изготовлена, должен быть односторонний фольгированный стеклотексолит. Размещение элементов на плате подается ниже.
Рис. 2. Схема размещения элементов на плате.
Такую плату можно легко напечатать на лазерном принтере. Далее используют утюг. Часто для создания файлов печати, в которых и хранятся макеты таких плат, используется программа Sprint Loyout 4.0. Именно с помощью нее удобно изготавливать печатные платы.
Изготовление трансформаторов
Что касается трансфоматоров Т1 и Т2, то их можно сделать вручную.
Для изготовления Т1, мощность которого будет рассчитана на три киловатта, нужно подготовить магнитопровод, площадь сечения которого должна составлять 1,87 кв. сантиметров, а также три провода ПЭВ-2.
Первый должен иметь диаметр 0,064 миллиметра. С помощью него создают первую обмотку. Число ее витков должно составлять 8 669.
Два других провода используются для создания других двух обмоток. Эти провода должны иметь одинаковый диаметр, а именно 0,185 миллиметров. Количество витков в каждой обмотке должно равняться 522.
Полезный совет: Также можно взять два готовых трансформатора ТПК-2-2x12В, которые должны быть последовательно соединены.
Схема соединения ниже:
Рис. 3. Соединение двух трансформаторов ТПК-2-2x12В.
Для создания трансформатора Т2 с мощностью в 6 киловатт, используют тороидальный магнитопровод. Обмотку делают с помощью провода ПЭВ-2. Количество витков - 455.
В этом трансформаторе нужно сделать семь отводов. Первые три отводы мотаются с помощью провода, который в диаметре имеет три миллиметра. Для создания других четырех используются шины. Их сечение должно составлять 18 квадратных миллиметров. Благодаря сечению такой величины Т2 не будет греться.
Отводы делают на 398, 348, 305, 266, 232 и 203 витках. Отсчет витков начинается с самого нижнего отвода. При этом ток из сети должен идти через отвод 266-го витка.
Необходимые компоненты
Что касается других элементов стабилизатора, который собирается своими руками и который будет подавать постоянное напряжение, то их лучше купить в магазине.
Так, нужно осуществить закупку:
- - оптронов симисторных MOC3041 (их нужно семь штук);
- - семи симисторов BTA41-800B;
- - стабилизатора КР1158ЕН6А (DA1);
- - двух компараторов LM339N (для DA2 и DA3);
- - двух диодов DF005M (на схеме VD2, VD1)
- - трех проволочных резисторов СП5-2 или СП5-3 (для R25, R14 и R13);
- - семи резисторов С2-23, которые имеют допуск не менее одного процента (для R16...R22);
- - тридцати любых резисторов, имеющих допуск в 5 процентов;
- - семи токоограничительных резисторов. Они будут пропускать ток, сила которого равняется 16 мА (для R41-47).
- - четырех любых оксидных конденсаторов (для С5, С1-С3);
- - четырех керамических или пленочных конденсаторов (С4, С6...С8);
- - включателя-предохранителя.
Полезный совет: семи симисторных оптронов MOC3041 возможно заменить MOC3061. Стабилизатор КР1158ЕН6А можно легко заменить КР1158ЕН6Б. Компаратор К1401СА1 является отличным аналогом LM339N. В качестве диодов можно применить и КЦ407А.
Микросхему КР1158ЕН6А надо монтировать на теплоотвод. Для его создания берут алюминиевую пластину, площадь которой должна превышать 15 квадратных сантиметров.
Также на теплоотвод должны устанавливаться симисторы. Для всех семи симисторов можно использовать один теплоотвод, который должен иметь охлаждающую поверхность. Ее площадь должна быть большей, чем 1 600 квадратных сантиметров.
Наш стабилизатор переменного напряжения, который изготавливается своими руками, должен быть оснащен и микросхемой КР1554ЛП5, которая будет выполнять роль микроконтроллера.
Выше отмечалось, что прибор предполагает наличие девяти светодиодов. На представленной выше схеме они располагаются таким образом, чтобы могли попасть в соответствующие отверстия на передней панели самого прибора.
Полезный совет: если конструкция корпуса не позволяет смонтировать их так, как показано на схеме, то их можно разместить и на той стороне, на которые находятся печатные проводники.
Светодиоды должны быть мигающими.
Полезный совет: можно взять и такие светодиоды, которые не мигают. Они должны выдавать красный цвет повышенной яркости. Для этого можно взять L1543SRC-Е или АЛ307КМ.
Конечно, можно осуществить сборку и более простых стабилизационных приборов, которые будут обладать своими особенностями.
Преимущества и недостатки перед фабричными
Если говорить о преимуществах стабилизационных устройств, сделанными своими руками, то главной из них является меньшая стоимость. Как уже отмечалось выше, производители запрашивают довольно высокие цены. Сборка своего же обойдется дешевле.
Еще одним преимуществом можно назвать и возможность облегченного самостоятельного ремонта стабилизатора напряжения, который был сделан своими руками. Здесь имеется в виду то, что каждый, кто собрал такое устройство, разбирается в его строении и понимает принцип работы.
В случае выхода из строя какого-либо элемента разработчик может легко обнаружить сломанный компонент и заменить его. Легкая замена обусловлена и тем, что практически каждый элемент ранее был куплен в магазине и его легко найти во многих других.
К недостаткам можно отнести невысокий уровень надежности таких стабилизаторов. На предприятиях существует очень много измерительного и специального оборудования, которое дает возможность разработать очень качественные модели стабилизационных приборов.
Также предприятия имеют большой опыт в создании различных моделей и допущенные ранее ошибки однозначно исправляются. Это сказывается как на качестве, так и надежности заводских стабилизационных приборов.
Недостатком является и сложная настройка.
Видео.
На видео ниже представлено, как собрать стабильный регулятор напряжения, например для управления лампами накаливания и светодиодами.
