Võrgupinge stabiliseerimise probleemid
Meie kulunud ja ülekoormatud võrkude elektrivarustuse kvaliteet jätab soovida. Pinge võib olla väga erinev, mis pole kodumasinate jaoks kasulik. Mõned neist lihtsalt ei saa sellistes tingimustes töötada, teised ebaõnnestuvad kiiremini. Probleemi lahendamiseks kasutatakse tavaliselt vahelduvpinge stabilisaatoreid.
Kõige populaarsemad on praegu stabilisaatorid, mille töö põhineb sisendpinge analüüsil ja trafo mähiste ümberlülitamisel, et väljundpinge püsiks vastuvõetavates piirides. Kui võrgupinge muutub harva, on selline lähenemine ideaalne. Tõepoolest, süsteem on kohanenud teatud sisendpingega ja töötab vaikselt. Kui pinge muutub, lülitub stabilisaator ja jätkab tööd. Kuid meie võrkudes on pinge sageli kõikuv. Sel juhul hakkavad selle tehnoloogia abil valmistatud stabilisaatorid pidevalt ümber lülituma. Iga lülitus on stressirohke nii stabilisaatorile endale, sinu sellega ühendatud seadmetele (lülitamisel tekib järsk pingelangus ja lühiajaline täielik voolukatkestus) ja sulle endale (lülitusega kaasneb tavaliselt ka tule vilkumine).
Siin on teie tähelepanu jaoks materjalide valik: Sinusoidaalses pingeallika ahelas on tehtud järgmised muudatused: Esiteks, kasutatakse täiustatud ja töökindlamat sinusoidaalse võnkegeneraatorit. VD1, VD2- 3,6-voldised zeneri dioodid, mis on ühendatud järjestikku. Teiseks, on sisendpinge alaldamise ja filtreerimise ahel välistatud, kuna alumine plokk toodab juba konstantset stabiilset pinget. Kolmandaks, vooluahel madalpinge genereerimiseks juhtahela toiteks on välistatud. See vooluahel on rakendatud alumises plokis, sellest saadav pinge antakse juhtahelasse, sealhulgas ülemisse plokki. Toote võimsust piirab selle komponentide võimsus. Kuidas nende seadmete võimsust suurendada, lugege linki. Kahjuks leitakse artiklites perioodiliselt vigu, neid parandatakse, artikleid täiendatakse, arendatakse ja koostatakse uusi. Tellige uudised, et olla kursis. Kui midagi jäi arusaamatuks, küsige kindlasti! Head elektroonika kodutoodete austajad, trükkplaadid tegin otse p220 printerile impulss-vahelduvpinge stabilisaatorile, kel huvi, võin jagada kogemusi printeri trükkplaatide valmistamisest. Jootsin osad tahvlile ja mõtlesin, et kohe hakkab kõik tööle. Kuid selgus, et generaatori sagedus ei ole 50 hertsi, vaid 150, mille nimiväärtused C4.C6 on 0,1 µF. Saabunud LED toiteallikas. Juht. LED taskulamp, taskulamp. Oma käega... Laadija. Auto impulsslaadija. Aku laadimine... Ühefaasiline kolmefaasiline muundur. Ühefaasiline muundur kolmeks. ... Suurenevad vahelduv- ja alalispinge trafodeta muundurid... Türistori koormuse lülitamine, sisse-/väljalülitamine... Oma kätega õhuklapi, induktiivpooli valmistamine, ise... |
Seadmeid võrgupinge stabiliseerimiseks on kasutatud aastakümneid. Paljusid mudeleid pole pikka aega kasutatud, samas kui teised pole vaatamata kõrgetele omadustele veel laialdast kasutust leidnud. Pingeregulaatori ahel ei ole ülemäära keeruline. Erinevate stabilisaatorite tööpõhimõte ja põhiparameetrid peaksid olema teada neile, kes pole veel oma valikut teinud.
Pinge stabilisaatorite tüübid
Praegu kasutatakse järgmist tüüpi stabilisaatoreid:
- Ferroresonants;
- Servoajamiga;
- Relee;
- Elektrooniline;
- Topeltkonversioon.
Ferroresonantsed stabilisaatorid Struktuurselt on need kõige lihtsamad seadmed. Need koosnevad kahest drosselist ja kondensaatorist ning töötavad magnetresonantsi põhimõttel. Seda tüüpi stabilisaatoreid iseloomustab suur reageerimiskiirus, väga pikk kasutusiga ja need võivad töötada laias sisendpinge vahemikus. Praegu võib neid leida meditsiiniasutustest. Igapäevaelus neid praktiliselt ei kasutata.
Servoajami tööpõhimõte või elektromehaaniline stabilisaator põhineb pinge väärtuse muutmisel autotransformaatori abil. Seadet iseloomustab erakordselt kõrge pinge seadistustäpsus. Samal ajal on stabiliseerimiskiirus madalaim. Elektromehaaniline stabilisaator võib töötada väga suurte koormustega.
Relee stabilisaator
Sellel on ka sektsioonimähisega trafo. Pinge võrdsustamine toimub releede rühma abil, mis käivitatakse pinge juhtplaadi käskudega. Seadmel on suhteliselt kõrge stabiliseerimiskiirus, kuid paigaldustäpsus on mähiste diskreetse ümberlülitamise tõttu märgatavalt väiksem.
Elektrooniline stabilisaator töötab samal põhimõttel, ainult juhttrafo mähiste sektsioone lülitatakse mitte releede, vaid pooljuhtseadmete toitelülitite abil. Elektrooniliste ja relee stabilisaatorite täpsus on ligikaudu sama, kuid elektroonikaseadme kiirus on märgatavalt suurem.
Topeltkonversiooni stabilisaatorid Erinevalt teistest mudelitest ei ole nende konstruktsioonis toitetrafot. Pinge korrigeerimine toimub elektrooniliselt. Seda tüüpi seadmeid iseloomustab suur kiirus ja täpsus, kuid nende maksumus on palju suurem kui teistel mudelitel. Isetegemist 220-voldise pingestabilisaatoriga saab vaatamata selle näilisele keerukusele rakendada täpselt inverteri põhimõttel.
Elektromehaaniline stabilisaator
Servoajami stabilisaator koosneb järgmistest komponentidest:
- sisendfilter;
- Pinge mõõtmise tahvel;
- Autotransformaator;
- servomootor;
- Grafiit libisev kontakt;
- Näidustustahvel.
Töö põhineb pinge reguleerimise põhimõttel transformatsioonisuhte muutmise teel. See muudatus viiakse läbi grafiitkontakti liigutamisega mööda trafo isolatsioonivaba mähist. Kontaktliikumist teostab servomootor.
Võrgupinge antakse filtrile, mis koosneb kondensaatoritest ja ferriitdrosselist. Selle ülesandeks on sissetulev pinge võimalikult palju puhastada kõrgsagedus- ja impulssmürast. Pinge mõõteplaadil on teatud tolerants. Kui võrgupinge sinna mahub, läheb see kohe koormusele.
Kui pinge hälbib üle lubatud piiri, saadab pingemõõteplaat servomootori juhtseadmele käsu, mis liigutab kontakti pinge suurendamise või vähendamise suunas. Niipea kui pinge normaliseerub, servomootor seiskub. Kui võrgupinge on ebastabiilne ja muutub sageli, saab servoajam reguleerimisprotsessi peaaegu pidevalt läbi viia.
Madala võimsusega pinge stabilisaatori ühendusskeem pole keeruline, kuna korpusele on paigaldatud pistikupesad ning võrguga ühendamine toimub juhtme ja pistikuga. Võimsamatel seadmetel ühendatakse võrk ja koormus kruvipistiku abil.
Relee stabilisaator
Relee stabilisaatoril on peaaegu sama põhikomponentide komplekt:
- Võrgufilter;
- Kontroll- ja juhatus;
- Trafo;
- Elektromehaaniline releeplokk;
- Kuvaseade.
Selles konstruktsioonis viiakse pinge korrigeerimine läbi relee abil etapiviisiliselt. Trafo mähis on jagatud mitmeks eraldi sektsiooniks, millest igaühel on kraan. Relee pinge stabilisaatoril on mitu reguleerimisetappi, mille arvu määrab paigaldatud releede arv.
Mähisektsioonide ühendamine ja sellest tulenevalt ka pinge muutmine võib toimuda kas analoog- või digitaalselt. Juhtpaneel, sõltuvalt sisendpinge muutustest, ühendab vajaliku arvu releed, et tagada tolerantsile vastav väljundpinge. on nende seadmete seas madalaim hind.
Relee stabilisaatori ahela näide
Teine relee tüüpi stabilisaatori ahel
Elektrooniline stabilisaator
Seda tüüpi pingestabilisaatori skemaatilisel diagrammil on elektromagnetreleede konstruktsioonist vaid väikesed erinevused:
- Võrgufilter;
- Pinge mõõtmise ja juhtimispult;
- Trafo;
- Elektriliste toitevõtmete blokeerimine;
- Näidustustahvel.
Tööpõhimõte ei erine releeseadme tööpõhimõttest. Ainus erinevus on elektrooniliste võtmete kasutamine releede asemel. Võtmed on juhitavad pooljuhtventiilid - türistorid ja triacid. Igal neist on juhtelektrood, millele rakendatakse pinget, millele saab ventiili avada. Sel hetkel lülitatakse mähised ümber ja pinge stabilisaatori väljundis muutub. Stabilisaatoril on head parameetrid ja kõrge töökindlus. Laialdast levikut takistab seadme kõrge hind. 
Topeltkonversiooni stabilisaator
See seade, mida nimetatakse ka oma disaini ja tehniliste lahenduste poolest, on kõigist teistest mudelitest täiesti erinev. Sellel puuduvad trafo ja lülituselemendid. Selle töö põhineb kahekordse pinge muundamise põhimõttel. Vahelduvpingelt alalispingele ja tagasi vahelduvpingele.
Sageli on näiteks teleri ohutuks kasutamiseks, tavaliselt maapiirkondades, vaja ühefaasilist pinge stabilisaator 220V, mis elektrivõrgu pinge suurel vähendamisel annab oma väljundis nimiväljundpinge 220 volti.
Lisaks on enamiku tarbeelektroonika seadmete kasutamisel soovitav kasutada pinge stabilisaatorit, mis ei tekita väljundpinge siinuslaines muutusi. Sarnaste 220-voldiste stabilisaatorite skeemid on toodud paljudes raadioelektroonika ajakirjades.
Selles artiklis anname näite sellise seadme ühe võimaluse kohta. Stabilisaatoriahelal on sõltuvalt võrgu tegelikust pingest 4 väljundpinge automaatse seadistusvahemikku. See aitas kaasa stabiliseerimispiiride olulisele laienemisele 160...250 volti. Ja kõige selle juures on tagatud väljundpinge normaalpiirides (220V +/- 5%).
Ühefaasilise pingestabilisaatori 220 volti töö kirjeldus
Seadme elektriahel sisaldab 3 põhimõttel valmistatud läviplokki, mis koosnevad zeneri dioodist ja takistitest (R2-VD1-R1, VD5-R3-R6, R5-VD6-R6). Samuti on vooluringis 2 transistorlülitit VT1 ja VT2, mis juhivad elektromagnetreleed K1 ja K2.
Dioodid VD2 ja VD3 ning filtrikondensaator C2 moodustavad kogu vooluahela pideva pingeallika. Võimsused C1 ja C3 on ette nähtud võrgu väiksemate pingetõusude neelamiseks. Kondensaator C4 ja takistus R4 on sädemeid peatavad elemendid. Iseinduktsiooni pingetõusude vältimiseks lisati relee mähiste väljalülitamisel vooluringi kaks dioodi VD4 ja VD7.
Trafo ja läveplokkide täiusliku töö korral tekitaks kõik 4 reguleerimisvahemikku pingevahemiku 198 kuni 231 volti ja tõenäoline võrgupinge võiks olla vahemikus 140...260 volti.
Tegelikkuses on aga vaja arvestada raadiokomponentide parameetrite levikut ja trafo transformatsioonisuhte ebastabiilsust erinevatel koormustel. Sellega seoses vähendatakse kõigi kolme läviploki väljundpinge vahemikku väljundpinge suhtes: 215 ± 10 volti. Vastavalt sellele on võnkeintervall sisendis kahanenud 160...250 voltini.
Stabilisaatori tööetapid:
1. Kui võrgupinge on alla 185 volti, on alaldi väljundi pinge piisavalt madal, et üks läviplokkidest saaks töötada. Sel hetkel asuvad mõlema relee kontaktrühmad nii, nagu on näidatud vooluringi skeemil. Koormuse pinge võrdub võrgupingega pluss trafo T1 mähistelt II ja III eemaldatud võimenduspinge.
2. Kui võrgu pinge jääb vahemikku 185...205 volti, siis on zeneri diood VD5 avatud olekus. Vool voolab läbi relee K1, zeneri dioodi VD5 ja takistuste R3 ja R6. Sellest voolust ei piisa relee K1 töötamiseks. R6 pingelanguse tõttu avaneb transistor VT2. See transistor omakorda lülitab sisse relee K2 ja kontaktgrupp K2.1 lülitid mähise II (pingevõimendi)
3. Kui võrgupinge jääb vahemikku 205...225 volti, siis on zeneri diood VD1 juba avatud olekus. See viib transistori VT1 avamiseni, mistõttu on teine läveplokk ja vastavalt ka transistor VT2 välja lülitatud. Relee K2 on välja lülitatud. Samal ajal on sisse lülitatud relee K1 ja kontaktrühm K1.1. liigub teise asendisse, kus mähised II ja III ei osale ja seetõttu on väljundpinge sama, mis sisendil.
4. Kui võrgu pinge on vahemikus 225...245 volti, avaneb zeneri diood VD6. See aitab kaasa kolmanda läviploki aktiveerimisele, mis viib mõlema transistori lüliti avanemiseni. Mõlemad releed on sisse lülitatud. Nüüd on trafo T1 mähis III juba koormusega ühendatud, kuid võrgupingega antifaasis (negatiivne pingevõimendus). Sel juhul on väljundis ka pinge vahemikus 205...225 volti.
Juhtimisvahemiku määramisel peate Zeneri dioodid hoolikalt valima, kuna nagu teada, võivad need stabiliseerimispinge levimisel oluliselt erineda.
KS218Zh (VD5) asemel on võimalik kasutada KS220Zh zeneri dioode. Sellel zeneri dioodil peab kindlasti olema kaks anoodi, kuna võrgu pingevahemikus 225...245 volti avanevad zeneri dioodi VD6 avanemisel mõlemad transistorid, ahel R3 - VD5 läheb mööda läveploki R5-VD6 takistusest R6. -R6. Manööverdusefekti kõrvaldamiseks peab VD5 zeneri dioodil olema kaks anoodi.
Zeneri diood VD5 pingele kuni 20 V. Zeneri diood VD1 - KS220Zh (22 V); on võimalik kokku panna kahe zeneri dioodi ahela - D811 ja D810. Zeneri diood KS222Zh (VD6) 24 volti jaoks. Seda saab asendada zeneri dioodide D813 ja D810 ahelaga. Transistorid seeriast. Releed K1 ja K2 - REN34, pass HP4.500.000-01.
Trafo on monteeritud E360 (või E350) terasest valmistatud magnetsüdamikule OL50/80-25. Lindi paksus on 0,08 mm. Mähis I - 2400 pööret keritud PETV-2 0,355 juhtmega (nimipingele 220V). Mähised II ja III on võrdsed, kumbki sisaldab 300 keerdu PETV-2 0,9 traati (13,9 V).
Stabilisaatorit on vaja reguleerida ühendatud koormusega, et võtta arvesse trafo T1 koormust.
Vastavalt kehtestatud standardile GOST 29322-2014 (IEC 60038:2009) tarnitakse tööstuslike toiteallikate liinipinget sagedusega 50±0,2 Hz ja 230V±10%. Teatud elektripaigaldiste paigaldamise reeglite eiramine paigaldustööde ajal töö ajal põhjustab hädaolukordi. Sellistel juhtudel võivad kehtestatud võrguparameetrid oluliselt erineda, mis mõjutab negatiivselt koormusena kasutatavaid seadmeid. Voolupingete suhtes on eriti tundlikud vanad kodumasinad: pesumasinad, külmikud, konditsioneerid, tolmuimejad ja käeshoitavad elektrilised tööriistad. Nende negatiivsete nähtuste kõrvaldamiseks stabiliseeritakse võrgu pinge 220 volti.
Suurenenud pinge korral kuumenevad elektrimootorite mähised üle, kommutaatorid kuluvad kiiresti, võimalikud on isolatsioonikihi rikked ja vahelühised mähistes. Kui pinge on liiga madal, käivituvad mootorid jõnksatavalt või ei käivitu üldse, mis põhjustab käivitusseadmete elementide enneaegset kulumist. Magnetkäivitite kontaktid tekitavad sädemeid ja põlevad, valgustusseadmed ei tööta täisvõimsusel ja helendavad tuhmilt. Parim variant võrgu pingeparameetrite stabiliseerimiseks ilma negatiivsete tagajärgedeta on võimenditrafo kasutamine toiteahelas, mille sekundaarmähise pinge lisatakse võrgupingele, lähendades seda kehtestatud parameetritele.
Uut tüüpi elektroonikaseadmetesse, televiisoritesse, personaalarvutitesse, video- või helipleieritesse on paigaldatud lülitustoiteallikad, mis täidavad tõhusalt stabiliseerivate elementide tööd. Lülitustoiteallikas suudab säilitada seadmete normaalset tööd võrgupingel vahemikus 160 kuni 230 V. See meetod kaitseb seadmeid usaldusväärselt sisendahela üksikute elementide läbipõlemise eest võrgu ülepinge tõttu. Vananenud tüüpi seadmete kaitsmiseks kasutatakse eraldi pingestabilisaatoreid, mille kaudu seadmed ühendatakse. Selliseid stabilisaatoreid müüakse spetsialiseeritud kauplustes, kuid kui soovite ja teil on teatud teadmised ja praktilised oskused, saate kõige lihtsamad ahelad ise kokku panna. Paljud harrastajad teevad ise pingestabilisaatori.
Pinge stabilisaatorite tüübid
Sõltuvalt võrgu koormusvõimsusest ja muudest töötingimustest kasutatakse erinevaid stabilisaatorite mudeleid:
- Ferroresonantsstabilisaatoreid peetakse kõige lihtsamaks, need kasutavad magnetresonantsi põhimõtet. Ahel sisaldab ainult kahte drosselit ja kondensaatorit. Väliselt näeb see välja nagu tavaline trafo, mille primaar- ja sekundaarmähised on drosselidel. Sellistel stabilisaatoritel on suur kaal ja mõõtmed, nii et neid ei kasutata peaaegu kunagi majapidamisseadmete jaoks. Kõrge jõudluse tõttu kasutatakse neid seadmeid meditsiiniseadmete jaoks;
- Servoajami stabilisaatorid tagavad pinge reguleerimise autotransformaatoriga, mille reostaati juhib servoajam, mis võtab vastu signaale pinge juhtimisandurilt. Elektromehaanilised mudelid võivad töötada suurte koormustega, kuid neil on madal reageerimiskiirus. Relee pingestabilisaatoril on sekundaarmähise sektsioonkonstruktsioon, pinge stabiliseerimist teostab releerühm, mille kontaktide sulgemise ja avamise signaalid tulevad juhtplaadilt. Seega on sekundaarmähise vajalikud sektsioonid ühendatud, et hoida väljundpinget kindlaksmääratud väärtuste piires. Reguleerimiskiirus on kiire, kuid pinge seadmise täpsus on madal;
- Elektrooniliste stabilisaatorite põhimõte on sarnane relee omadega, kuid releede asemel kasutatakse vastavalt koormusvoolule sobiva võimsuse alaldamiseks türistoreid, triakke või väljatransistore. See suurendab oluliselt sekundaarmähise sektsioonide lülituskiirust. On olemas ilma trafoplokita ahelate variandid, kõik sõlmed on tehtud pooljuhtelementidel;
- Topeltkonversiooni pinge stabilisaatorid reguleerivad vastavalt inverteri põhimõttele. Need mudelid muudavad vahelduvpinge alalispingeks, seejärel tagasi vahelduvpingeks; muunduri väljundis moodustub 220 V.
Stabilisaatori ahel ei muunda võrgu pinget. DC-AC inverter genereerib 220 V vahelduvvoolu mis tahes sisendpingel. Sellised stabilisaatorid ühendavad endas kõrge reageerimiskiiruse ja pinge seadmise täpsuse, kuid neil on võrreldes varem kaalutud valikutega kõrge hind.
Elektrooniline pinge stabilisaatori ahel
Vaatame lähemalt, kuidas teha oma kätega 220 V jaoks elektrooniline pingestabilisaator, ahela kokkupanemine ja seadistamine. Sellise stabilisaatori vooluahel on lihtne ja tarbijate seas nõutud, ajaliselt testitud.
Peamised tehnilised omadused:
- Võrgu sisendpinge vahemik – 160-250V;
- Väljundpinge pärast stabiliseerimist on 220 V;
- Koormuse poolt tarbitav lubatud võimsus on 2 kW;
Sellest võimsusest piisab täiesti ühe või mitme väärtusliku kodumasina ühendamiseks, mis on pingetõusu suhtes tundlikud läbi stabilisaatori. Seadme kaal ja mõõdud sõltuvad korpusest, põhielemendid, trafo ja plaadi saab paigutada muudest elektriseadmetest valmistatud kasti või korpusesse.
Praktika näitab, et omatehtud pingestabilisaatoril on monteerimisel mõningaid raskusi: üks töömahukaid protsesse stabilisaatori ahela kokkupanekul on trafo valmistamine, kuid meie puhul saab seda tööd lihtsustada. Selle vooluringi jaoks sobivad ideaalselt 220 V pingestabilisaatori jaoks kaubamärgi TS180-TS320 trafod, need ei pruugi jaemüügikettides saadaval olla, kuid saate neid osta vanadel teleritel ja turgudel hinnaga 300-500 rubla.
Ka TN- ja TPP-seeria trafod näitasid oma jõudlust selle ahela osana. Nende trafode sekundaarmähised toodavad pinget 24-36 volti ja taluvad kuni 8A koormusvoolu.
Skeemi põhielemendid ja tööpõhimõte
Trafo primaarmähisele antakse võrgupinge 160–250 V, pärast teisendamist antakse sekundaarmähise väljundist dioodsillale VD1 pinge 24–36 V. Võtmetransistor VT1 on ahelaga ühendatud muutuva takistusega R5 pingestabilisaatori DA1 kaudu, mis reguleerib pinget stabilisaatori väljundis. Paralleelstabilisaator DA1 ja dioodsild VD2 jälgivad veapinget ja võimendavad seda.
Võrgupinge kasvades suureneb sekundaarmähise pinge ka kondensaatoril C3, mis viib zeneri dioodi DA1 avanemiseni, maneerides seega takisti R7 pinget. See toob kaasa pingelanguse transistori VT1 väravas, see sulgub ja stabiliseeritud pinge XT3, XT4 väljundkontaktidel on selle tõus piiratud.
Primaarmähise pinge vähendamisel toimub pöördreaktsioon: sekundaarmähise pinge väheneb, zeneri diood DA1 sulgub, transistor avaneb ja sekundaarmähise pinge suureneb.
HL1 LED näitab võtmetransistori olekut; kui see on avatud, rakendatakse sekundaarmähisele lisapinget ja diood süttib. Zeneri diood VD3 piirab pinget seatud väärtuseni, kaitstes transistori paisu ülepinge eest.
Transistor paigaldatakse 50x50x10 mm duralumiiniumradiaatorile, tavaliselt sellest piisab soojuse eemaldamiseks, elektriliinide juhtmete ristlõige peab olema vähemalt 4 mm2, juhtahelates peavad juhtmed olema väiksema ristlõikega.
Soovitav on paigaldada kaitsmed FU1, FU2 8-10 A juures.
Vooluahela elementide omadused
| detaili nimi | Bränd | Nominaalväärtus | Kogus |
|---|---|---|---|
| DA1 | Pinge võrdlusallikas | TL431 | * |
| VT1 | MOSFET transistor | IRF840 | * |
| VD1 | Dioodi sild | RS805 | * |
| VD2 | Alaldi diood | RL102 | **** |
| VD3 | Paralleelne Zeneri diood | KS156B | * |
| C1 | Kondensaator (mahtuvus) | 0,1 mkf \400 V | * |
| C2 | Kondensaator (elektrolüüt) | 10 mkf \450 V | * |
| C3 | Elektrolüütkondensaator | 47 mkf 25 V | * |
| C3 | Kondensaator | 1000 pF | * |
| C4 | Kondensaator | 0,22 mF | * |
| R1 | Vastupidavus | 5600 Ω | * |
| R2 | Vastupidavus | 2200 Ω | * |
| R3 | Vastupidavus | 1500 Ω | * |
| R4 | Vastupidavus | 8200 Ω | * |
| R5 | Muutuv takisti | 2200 Ω | * |
| R6 | Vastupidavus | 1000 Ω | * |
| R7 | Vastupidavus | 1200 Ω | * |
| T1 | Trafo | TS320 | * |
| NL1 | Valgusdiood | AL307B | * |
| FU1, FU2 | Kaitse | 10 A | ** |
| SA1 | Lüliti | * | |
| XT1-XT4 | Maanduspistik | ** |
Kõikide elementide paigaldamiseks kasutatakse trükkplaati, mille valmistamine nõuab põhjalikumat käsitlemist eraldi teemas. Vajadusel saate veebisaidilt http://megapcb.com/ tellida selle skeemi jaoks plaadi valmistamise spetsialistidelt, kes teevad seda professionaalselt.
Nagu näete, on 220 V pinge stabilisaatori ahelat lihtne oma kätega kokku panna ja see töötab usaldusväärselt.
Väga tähtis! Pärast kokkupanekut on vaja reguleerida väljundpinge stabiliseerimise piire. Selleks ühendage stabilisaatori väljundiga tavaline 100-200 W hõõglamp, seejärel peate muutva takisti R5 väljundis seadma 225 V. Seejärel ühendage suurem koormus kuni 1,5 kV ja tõstke pinge 220 V-ni. Mõõtmisi saab läbi viia tavapärase multimeetriga või vooluringi paigaldada osuti voltmeeter. Pärast 10-minutilist töötamist maksimaalsel koormusel tunnetage, kui kuum transistor on ja vajadusel suurendage radiaatori suurust.
Tähtis!Ärge unustage, et transistor kinnitatakse radiaatori külge soojust juhtiva pasta abil läbi vilgukivist tihendi. Ohutuse tagamiseks kasutage kolmejuhtmelist juhet või pistikuga kaablit, millel on stabilisaatori sisendis maandusklemm. Ühendage maandusjuhe tahvli ja korpuse nulljuhtmega, eriti kui see on metallist.
Video
Sisu:
Elektriahelates on pidev vajadus teatud parameetrite stabiliseerimiseks. Sel eesmärgil kasutatakse spetsiaalseid kontrolli- ja seireskeeme. Stabiliseerimistoimingute täpsus sõltub nn standardist, millega võrreldakse konkreetset parameetrit, näiteks pinget. See tähendab, et kui parameetri väärtus on standardist madalam, lülitab pinge stabilisaatori ahel juhtseadise sisse ja annab käsu selle suurendamiseks. Vajadusel tehakse vastupidine toiming - vähendada.
See tööpõhimõte on kõigi teadaolevate seadmete ja süsteemide automaatse juhtimise aluseks. Pinge stabilisaatorid töötavad samamoodi, hoolimata nende loomiseks kasutatud ahelate ja elementide mitmekesisusest.
DIY 220V pinge stabilisaatori ahel
Elektrivõrkude ideaalse töö korral peaks pinge väärtus muutuma mitte rohkem kui 10% nimiväärtusest, üles või alla. Praktikas ulatuvad pingelangud aga palju suuremate väärtusteni, mis mõjub elektriseadmetele äärmiselt negatiivselt, isegi kuni rikkeni.
Spetsiaalsed stabiliseerimisseadmed aitavad selliste probleemide eest kaitsta. Kuid selle kasutamine kodumaistes tingimustes on kõrge hinna tõttu paljudel juhtudel majanduslikult kahjumlik. Parim väljapääs olukorrast on omatehtud 220 V pingestabilisaator, mille vooluahel on üsna lihtne ja odav.
Võite võtta aluseks tööstusdisainilahenduse, et teada saada, millistest osadest see koosneb. Iga stabilisaator sisaldab trafot, takisteid, kondensaatoreid, ühendus- ja ühenduskaableid. Lihtsaimaks peetakse vahelduvpinge stabilisaatorit, mille vooluahel töötab reostaadi põhimõttel, suurendades või vähendades takistust vastavalt voolutugevusele. Kaasaegsed mudelid sisaldavad lisaks palju muid funktsioone, mis kaitsevad kodumasinaid voolupingete eest.
Omatehtud kujunduste hulgas peetakse triac-seadmeid kõige tõhusamaks, nii et seda mudelit käsitletakse näitena. Voolu võrdsustamine selle seadmega on võimalik sisendpingega vahemikus 130–270 volti. Enne kokkupaneku alustamist peate ostma teatud elementide ja komponentide komplekti. See koosneb toiteallikast, alaldist, kontrollerist, komparaatorist, võimenditest, LED-idest, autotransformaatorist, koormuse sisselülitamise viivitusplokist, optroni lülititest, kaitsme lülitist. Peamisteks töövahenditeks on pintsetid ja jootekolb.
220-voldise stabilisaatori kokkupanekuks Kõigepealt läheb vaja trükkplaati mõõtmetega 11,5x9,0 cm, mis tuleb eelnevalt ette valmistada. Materjalina on soovitatav kasutada fooliumklaaskiudu. Osade paigutus trükitakse printerile ja kantakse triikraua abil plaadile.
Ahela trafosid saab võtta valmis kujul või ise kokku panna. Valmis trafod peavad olema kaubamärgiga TPK-2-2 12V ja ühendatud üksteisega järjestikku. Oma kätega esimese trafo loomiseks vajate 1,87 cm2 ristlõikega magnetsüdamikku ja 3 PEV-2 kaablit. Esimest kaablit kasutatakse ühes mähises. Selle läbimõõt on 0,064 mm ja pöörete arv 8669. Ülejäänud juhtmeid kasutatakse muudes mähistes. Nende läbimõõt on juba 0,185 mm ja pöörete arv 522.
Teine trafo on valmistatud toroidse magnetsüdamiku baasil. Selle mähis on valmistatud samast traadist, mis esimesel juhul, kuid pöörete arv on erinev ja on 455. Teises seadmes tehakse seitse kraani. Esimesed kolm on valmistatud 3 mm läbimõõduga traadist ja ülejäänud rehvidest ristlõikega 18 mm2. See hoiab ära trafo kuumenemise töö ajal.
Kõik muud komponendid on soovitatav osta spetsialiseeritud kauplustes valmis kujul. Montaaži aluseks on tehases valmistatud pingestabilisaatori skeem. Esiteks paigaldatakse mikroskeem, mis toimib jahutusradiaatori kontrollerina. Selle valmistamiseks kasutatakse alumiiniumplaati, mille pindala on üle 15 cm2. Triacid on paigaldatud samale plaadile. Paigaldamiseks mõeldud jahutusradiaator peab olema jahutuspinnaga. Pärast seda paigaldatakse siia LED-id vastavalt vooluringile või trükitud juhtmete küljele. Selliselt kokkupandud konstruktsiooni ei saa võrrelda tehasemudelitega ei töökindluse ega töökvaliteedi poolest. Selliseid stabilisaatoreid kasutatakse kodumasinatega, mis ei vaja täpseid voolu- ja pingeparameetreid.
Transistori pinge stabilisaatori ahelad
Elektriahelas kasutatavad kvaliteetsed trafod tulevad tõhusalt toime isegi suurte häiretega. Nad kaitsevad usaldusväärselt majja paigaldatud kodumasinaid ja seadmeid. Kohandatud filtreerimissüsteem võimaldab teil toime tulla mis tahes voolutõusuga. Pinget reguleerides toimuvad voolu muutused. Piirav sagedus sisendis suureneb ja väljundis väheneb. Seega muundatakse vooluahelas vool kahes etapis.
Esiteks kasutatakse sisendis filtriga transistorit. Edasi tuleb töö algus. Voolu muundamise lõpuleviimiseks kasutab vooluahel võimendit, mis on enamasti paigaldatud takistite vahele. Tänu sellele hoitakse seadmes vajalikku temperatuuri taset.
Alaldusahel töötab järgmiselt. Trafo sekundaarmähise vahelduvpinge alaldamine toimub dioodsilla (VD1-VD4) abil. Pinge silumine toimub kondensaatori C1 abil, mille järel see siseneb kompensatsiooni stabilisaatori süsteemi. Takisti R1 toime seab stabiliseeriva voolu zeneri dioodile VD5. Takisti R2 on koormustakisti. Kondensaatorite C2 ja C3 osalusel filtreeritakse toitepinge.
Stabilisaatori väljundpinge väärtus sõltub elementidest VD5 ja R1, mille valimiseks on olemas spetsiaalne tabel. VT1 paigaldatakse radiaatorile, mille jahutuspind peab olema vähemalt 50 cm2. Kodumaise transistori KT829A saab asendada Motorola välismaise analoogiga BDX53. Ülejäänud elemendid on märgistatud: kondensaatorid - K50-35, takistid - MLT-0,5.
12V lineaarne pingeregulaatori ahel
Lineaarsed stabilisaatorid kasutavad KREN kiipe, aga ka LM7805, LM1117 ja LM350. Tuleb märkida, et sümbol KREN ei ole lühend. See on stabilisaatori kiibi täisnime lühend, mis on tähistatud kui KR142EN5A. Teised seda tüüpi mikroskeemid on tähistatud samal viisil. Pärast lühendit näeb see nimi välja teistsugune - KREN142.
Lineaarsed stabilisaatorid või alalispinge regulaatorid on kõige levinumad. Nende ainus puudus on võimetus töötada deklareeritud väljundpingest madalamal pingel.
Näiteks kui teil on vaja LM7805 väljundis saada pinget 5 volti, siis peab sisendpinge olema vähemalt 6,5 volti. Kui sisendile antakse alla 6,5 V, tekib nn pingelangus ja väljundis ei ole enam deklareeritud 5 volti. Lisaks lähevad lineaarsed stabilisaatorid koormuse all väga kuumaks. See omadus on nende tööpõhimõtte aluseks. See tähendab, et stabiliseeritust kõrgem pinge muundatakse soojuseks. Näiteks kui LM7805 mikroskeemi sisendile rakendatakse pinget 12 V, siis 7 neist kasutatakse korpuse soojendamiseks ja tarbijale läheb ainult vajalik 5 V. Ümberkujundamise käigus toimub nii tugev kuumenemine, et see mikroskeem põleb jahutusradiaatori puudumisel lihtsalt läbi.
Reguleeritav pinge stabilisaatori ahel
Tihti tuleb ette olukordi, kui stabilisaatori poolt antavat pinget on vaja reguleerida. Joonisel on kujutatud lihtsat reguleeritava pinge ja voolu stabilisaatori vooluringi, mis võimaldab mitte ainult stabiliseerida, vaid ka pinget reguleerida. Seda saab hõlpsasti kokku panna isegi ainult algteadmistega elektroonikast. Näiteks on sisendpinge 50 V ja väljund on mis tahes väärtus 27 volti piires.
Stabilisaatori põhiosa moodustab IRLZ24/32/44 väljatransistor ja muud sarnased mudelid. Need transistorid on varustatud kolme klemmiga - äravoolu, allika ja värava. Kõigi nende struktuur koosneb dielektrilisest metallist (ränidioksiidist) - pooljuhist. Korpuses on TL431 stabilisaatorkiip, mille abil reguleeritakse väljundi elektripinget. Transistor ise võib jääda jahutusradiaatorile ja olla juhtmetega plaadiga ühendatud.
See ahel võib töötada sisendpingega vahemikus 6 kuni 50 V. Väljundpinge on vahemikus 3 kuni 27 V ja seda saab reguleerida trimmeri takisti abil. Sõltuvalt radiaatori konstruktsioonist ulatub väljundvool 10A-ni. Silumiskondensaatorite C1 ja C2 võimsus on 10-22 μF ja C3 4,7 μF. Ahel võib ilma nendeta töötada, kuid stabiliseerimise kvaliteet väheneb. Elektrolüütkondensaatorite sisendis ja väljundis on nimipinge ligikaudu 50 V. Sellise stabilisaatori poolt hajutatud võimsus ei ületa 50 W.
Triac pinge stabilisaatori ahel 220V
Triac stabilisaatorid töötavad sarnaselt releeseadmetega. Oluliseks erinevuseks on seadme olemasolu, mis lülitab trafo mähiseid. Releede asemel kasutatakse võimsaid triakke, mis töötavad kontrollerite kontrolli all.
Mähiste juhtimine triakide abil on kontaktivaba, seega ei esine ümberlülitamisel iseloomulikke klõpse. Autotrafo kerimiseks kasutatakse vasktraati. Triac-stabilisaatorid võivad töötada madalpingel alates 90 voltist ja kõrgepingel kuni 300 volti. Pinge reguleerimine toimub kuni 2% täpsusega, mistõttu lambid ei vilgu üldse. Lülitamise ajal tekib aga iseindutseeritud emf, nagu releeseadmetes.
Triac-lülitid on ülekoormuste suhtes ülitundlikud ja seetõttu peab neil olema võimsusreserv. Seda tüüpi stabilisaatoritel on väga keeruline temperatuurirežiim. Seetõttu paigaldatakse sundventilaatorjahutusega radiaatoritele triacid. Täpselt samamoodi töötab DIY 220V türistori pinge stabilisaatori skeem.
On suurema täpsusega seadmeid, mis töötavad kaheastmelisel süsteemil. Esimeses etapis reguleeritakse väljundpinget jämedalt, teises etapis aga palju täpsemalt. Seega toimub kahe astme juhtimine ühe kontrolleri abil, mis tegelikult tähendab kahe stabilisaatori olemasolu ühes korpuses. Mõlemal astmel on ühisesse trafosse keritud mähised. 12 lülitiga võimaldavad need kaks astet reguleerida väljundpinget 36 tasemel, mis tagab selle suure täpsuse.
Voolukaitseahelaga pingestabilisaator
Need seadmed pakuvad toidet peamiselt madalpingeseadmetele. Seda voolu ja pinge stabilisaatori ahelat eristab lihtne disain, juurdepääsetav elemendibaas ja võime sujuvalt reguleerida mitte ainult väljundpinget, vaid ka voolu, mille juures kaitse käivitatakse.
Skeemi aluseks on paralleelregulaator või reguleeritav zeneri diood, samuti suure võimsusega. Nn mõõtetakisti abil jälgitakse koormuse poolt tarbitavat voolu.
Mõnikord tekib stabilisaatori väljundis lühis või koormusvool ületab seatud väärtuse. Sel juhul takisti R2 pinge langeb ja transistor VT2 avaneb. Samuti on samaaegne transistori VT3 avamine, mis šundab võrdluspinge allikat. Selle tulemusena väheneb väljundpinge peaaegu nulltasemeni ja juhttransistor on kaitstud voolu ülekoormuste eest. Voolukaitse täpse läve seadmiseks kasutatakse trimmitakistit R3, mis on ühendatud paralleelselt takistiga R2. LED1 punane värv näitab, et kaitse on rakendunud, ja roheline LED2 näitab väljundpinget.
Pärast korrektset kokkupanekut pannakse võimsate pingestabilisaatorite ahelad kohe tööle, peate lihtsalt seadistama vajaliku väljundpinge väärtuse. Pärast seadme laadimist määrab reostaat voolu, mille juures kaitse rakendub. Kui kaitse peaks töötama väiksema vooluga, on selleks vaja takisti R2 väärtust suurendada. Näiteks kui R2 on 0,1 oomi, on minimaalne kaitsevool umbes 8A. Kui aga on vaja koormusvoolu suurendada, tuleks paralleelselt ühendada kaks või enam transistorit, mille emitteritel on võrdsustakistid.
Relee pinge stabilisaatori ahel 220
Relee stabilisaatori abil tagatakse instrumentide ja muude elektroonikaseadmete usaldusväärne kaitse, mille jaoks on standardne pingetase 220 V. See pingestabilisaator on 220V, mille vooluring on kõigile teada. See on oma disaini lihtsuse tõttu laialt populaarne.
Selle seadme nõuetekohaseks kasutamiseks on vaja uurida selle disaini ja tööpõhimõtet. Iga relee stabilisaator koosneb automaatsest trafost ja elektroonilisest vooluringist, mis juhib selle tööd. Lisaks on vastupidavas korpuses relee. See seade kuulub pingevõimendi kategooriasse, see tähendab, et see lisab voolu ainult madala pinge korral.
Vajaliku arvu voltide lisamine toimub trafo mähise ühendamise teel. Tavaliselt kasutatakse tööks 4 mähist. Kui vool elektrivõrgus on liiga kõrge, vähendab trafo automaatselt pinget soovitud väärtuseni. Disaini saab täiendada muude elementidega, näiteks kuvariga.
Seega on relee pinge stabilisaatoril väga lihtne tööpõhimõte. Voolu mõõdetakse elektroonilise vooluringiga, seejärel võrreldakse seda pärast tulemuste saamist väljundvooluga. Saadud pingeerinevust reguleeritakse iseseisvalt, valides vajaliku mähise. Järgmisena ühendatakse relee ja pinge jõuab nõutavale tasemele.
Pinge ja voolu stabilisaator LM2576-l