Potężny stabilizator napięcia „zrób to sam”: schemat instrukcji montażu

Potężny stabilizator napięcia zrób to sam: schematy obwodów + instrukcje montażu krok po kroku

Wykonywanie domowych stabilizatorów napięcia jest dość powszechną praktyką. Jednak w większości tworzone są stabilizujące obwody elektroniczne, zaprojektowane dla stosunkowo niskich napięć wyjściowych (5-36 woltów) i stosunkowo niskich mocy. Urządzenia są używane jako element wyposażenia gospodarstwa domowego, nic więcej.

Powiemy Ci, jak zrobić potężny stabilizator napięcia własnymi rękami. Zaproponowany przez nas artykuł opisuje proces wytwarzania urządzenia do pracy z napięciem sieciowym 220 woltów. Biorąc pod uwagę nasze rady, z łatwością poradzisz sobie z montażem samodzielnie.

Stabilizacja napięcia sieci domowej

Oczywistym zjawiskiem jest chęć zapewnienia stabilizowanego napięcia sieci domowej. Takie podejście zapewnia bezpieczeństwo eksploatowanego sprzętu, często drogiego, stale potrzebnego w gospodarce. Ogólnie rzecz biorąc, czynnik stabilizacji jest gwarancją zwiększonego bezpieczeństwa w eksploatacji sieci elektrycznych.

Do celów domowych najczęściej kupują stabilizator do kotła gazowego, którego automatyzacja wymaga podłączenia zasilania, do lodówki, urządzeń pompujących, systemów dzielonych i podobnych odbiorców.

Potężny stabilizator przemysłowy

Przemysłowy liniowy stabilizator napięcia, który jest łatwo dostępny na rynku. Asortyment takiego sprzętu jest ogromny, ale zawsze istnieje możliwość wykonania własnego projektu.

Istnieje wiele sposobów rozwiązania tego problemu, z których najłatwiejszym jest zakup potężnego stabilizatora napięcia, wyprodukowanego w sposób przemysłowy.

Na rynku komercyjnym istnieje wiele ofert stabilizatorów napięcia. Jednak możliwości akwizycji są często ograniczone kosztem urządzeń lub innych punktów. W związku z tym alternatywą dla zakupu jest montaż stabilizatora napięcia własnymi rękami z dostępnych komponentów elektronicznych.

Pod warunkiem posiadania odpowiednich umiejętności i wiedzy z zakresu instalacji elektrycznej, teorii elektrotechniki (elektroniki), obwodów elektrycznych i elementów lutowniczych, domowy regulator napięcia może zostać wdrożony i z powodzeniem zastosowany w praktyce. Są takie przykłady.

Domowy regulator napięcia

Coś takiego może wyglądać jak sprzęt stabilizacyjny wykonany ręcznie z niedrogich i niedrogich komponentów radiowych. Podwozie i obudowę można pobrać ze starego sprzętu przemysłowego (na przykład z oscyloskopu)

Schematyczne rozwiązania stabilizacji sieci elektrycznej 220V

Rozważając możliwe rozwiązania układowe do stabilizacji napięcia, biorąc pod uwagę stosunkowo dużą moc (co najmniej 1-2 kW), należy mieć na uwadze różnorodność technologii.

Istnieje kilka rozwiązań obwodów, które określają możliwości technologiczne urządzeń:

  • ferrorezonans;
  • napędzany serwo;
  • elektroniczny;
  • falownik.

Wybór opcji zależy od Twoich preferencji, dostępnych materiałów do montażu oraz umiejętności pracy z urządzeniami elektrycznymi.

Opcja #1 – obwód ferrorezonansowy

Do samodzielnej produkcji najprostsza wersja układu wydaje się być pierwszą pozycją na liście – układ ferrorezonansowy. Działa na wykorzystanie efektu rezonansu magnetycznego.

READ
Lampy halogenowe: urządzenie, odmiany, niuanse wyboru przegląd najlepszych producentów © Geostart

Schemat prostego stabilizatora

Schemat konstrukcyjny prostego stabilizatora wykonanego na bazie dławików: 1 – pierwszy element dławiący; 2 – drugi element przepustnicy; 3 – kondensator; 4 – strona napięcia wejściowego; 5 – strona napięcia wyjściowego

Konstrukcję wystarczająco silnego stabilizatora ferrorezonansowego można zmontować tylko na trzech elementach:

  1. Przepustnica 1.
  2. Przepustnica 2.
  3. Kondensator.

Ta prostota wiąże się jednak z szeregiem niedogodności. Konstrukcja potężnego stabilizatora, zmontowanego zgodnie ze schematem ferrorezonansu, okazuje się masywna, nieporęczna i ciężka.

Opcja nr 2 – Autotransformator lub serwonapęd

W rzeczywistości mówimy o obwodzie, który wykorzystuje zasadę autotransformatora. Transformacja napięcia odbywa się automatycznie poprzez sterowanie reostatem, którego suwak porusza serwomechanizmem.

Z kolei serwonapęd sterowany jest sygnałem odbieranym np. z czujnika poziomu napięcia.

Schemat ideowy serwo regulatora napięcia

Schemat ideowy aparatu z serwonapędem, którego montaż pozwoli Ci stworzyć potężny stabilizator napięcia dla Twojego domu lub wiejskiego domu. Ta opcja jest jednak uważana za przestarzałą technologicznie.

W przybliżeniu zgodnie z tym samym schematem urządzenie typu przekaźnikowego działa z tą jedyną różnicą, że współczynnik transformacji zmienia się, jeśli to konieczne, poprzez podłączenie lub odłączenie odpowiednich uzwojeń za pomocą przekaźnika.

Tego rodzaju schematy już wyglądają na bardziej złożone technicznie, ale jednocześnie nie zapewniają wystarczającej liniowości zmian napięcia. Dopuszcza się ręczny montaż przekaźnika lub urządzenia serwo. Jednak rozsądniej jest wybrać wersję elektroniczną. Koszty siły roboczej i zasobów są prawie takie same.

Opcja nr 3 – obwód elektroniczny

Montaż potężnego stabilizatora zgodnie z elektronicznym schematem sterowania z szeroką gamą sprzedawanych komponentów radiowych staje się całkiem możliwy. Z reguły takie obwody są montowane na elementach elektronicznych – triakach (tyrystory, tranzystory).

Opracowano również szereg obwodów stabilizujących napięcie, w których jako klucze stosuje się tranzystory polowe mocy.

Schemat strukturalny stabilizatora elektronicznego

Schemat blokowy elektronicznego modułu stabilizacji: 1 – zaciski wejściowe urządzenia; 2 – sterownik triaka uzwojeń transformatora; 3 – jednostka mikroprocesorowa; 4 – zaciski wyjściowe do podłączenia obciążenia

Trudno jest stworzyć potężne urządzenie całkowicie pod kontrolą elektroniczną rękami niespecjalisty, lepiej kupić gotowe urządzenie. W tym przypadku niezbędne jest doświadczenie i wiedza z zakresu elektrotechniki.

Wskazane jest rozważenie tej opcji do samodzielnej produkcji, jeśli istnieje silna chęć zbudowania stabilizatora oraz zgromadzone doświadczenie inżyniera elektronika. W dalszej części artykułu rozważymy zaprojektowanie projektu elektronicznego nadającego się do samodzielnej produkcji.

READ
Zamiana kilowatów na moc: ile KM w jednym kW zasady i metody obliczeniowe © Geostart

Szczegółowa instrukcja montażu

Układ przeznaczony do samodzielnej produkcji jest raczej opcją hybrydową, ponieważ wiąże się z użyciem transformatora mocy w połączeniu z elektroniką. Transformator w tym przypadku jest używany spośród tych montowanych w starszych telewizorach.

Transformator mocy TS-180 do stabilizatora

Oto w przybliżeniu transformator mocy wymagany do produkcji domowej konstrukcji stabilizatora. Jednak wybór innych opcji lub nawijania własnymi rękami nie jest wykluczony.

To prawda, że ​​​​w odbiornikach telewizyjnych z reguły zainstalowano transformatory TS-180, podczas gdy stabilizator wymaga co najmniej TS-320, aby zapewnić obciążenie wyjściowe do 2 kW.

Krok #1 – wykonanie korpusu stabilizatora

Do produkcji korpusu urządzenia odpowiednie jest dowolne odpowiednie pudełko na bazie materiału izolacyjnego – tworzywa sztucznego, tekstolitu itp. Głównym kryterium jest wystarczająca ilość miejsca na umieszczenie transformatora mocy, płytki elektronicznej i innych komponentów.

Dopuszcza się również wykonanie etui z arkusza włókna szklanego poprzez mocowanie poszczególnych arkuszy za pomocą narożników lub w inny sposób.

Etui na stabilizator napięcia

Dopuszcza się wybór obudowy z dowolnej elektroniki, odpowiedniej do umieszczenia wszystkich działających elementów obwodu stabilizatora domowej roboty. Również korpus można złożyć własnymi rękami, na przykład z arkuszy włókna szklanego

Skrzynka stabilizatora musi być wyposażona w rowki do montażu przełącznika, interfejsów wejściowych i wyjściowych oraz innych akcesoriów przewidzianych przez obwód jako elementy sterujące lub przełączające.

Pod wyprodukowaną obudową potrzebna jest płyta podstawowa, na której płyta elektroniczna „położy się” i zostanie zamocowany transformator. Płytka może być wykonana z aluminium, należy jednak zapewnić izolatory do mocowania płytki elektronicznej.

Krok #2 – Wykonanie PCB

Tutaj musisz najpierw zaprojektować układ rozmieszczenia i połączenia wszystkich części elektronicznych zgodnie ze schematem obwodu, z wyjątkiem transformatora. Następnie zgodnie z układem wytycza się arkusz tekstolitu foliowego, a powstały ślad jest rysowany (drukowany) na boku folii.

Następnie tablica jest trawiona przy użyciu odpowiedniego rozwiązania (elektronik powinien znać metodę trawienia tablicy).

Produkcja PCB

Płytkę drukowaną stabilizatora można wykonać w dość przystępny sposób bezpośrednio w domu. W tym celu należy przygotować szablon i zestaw narzędzi do wytrawiania na tekstolicie foliowym

Uzyskana w ten sposób drukowana kopia okablowania jest czyszczona, cynowana, a wszystkie elementy radiowe obwodu są montowane, a następnie lutowane. Tak powstaje płytka elektroniczna potężnego stabilizatora napięcia.

Zasadniczo można skorzystać z usług wytrawiania płytek drukowanych innych firm. Ta usługa jest dość przystępna, a jakość „sygnetu” jest znacznie wyższa niż w wersji domowej.

READ
Instalacja otwartego okablowania i przegląd możliwych błędów

Krok #3 – Montaż stabilizatora napięcia

Deska wyposażona w elementy radiowe jest przygotowywana do wiązania zewnętrznego. W szczególności z płytki wyprowadzane są zewnętrzne linie komunikacyjne (przewody) z innymi elementami – transformatorem, przełącznikiem, interfejsami itp.

Transformator jest zainstalowany na płycie podstawy obudowy, obwody płytki elektronicznej są połączone z transformatorem, a płytka jest mocowana na izolatorach.

Przykład stabilizatora domowej roboty

Przykład domowej roboty przekaźnikowego regulatora napięcia, wykonanego w domu, umieszczonego w walizce ze zużytego przemysłowego urządzenia pomiarowego

Pozostaje tylko podłączyć zewnętrzne elementy zamontowane na obudowie do obwodu, zainstalować kluczowy tranzystor na grzejniku, po czym zmontowana struktura elektroniczna jest zamykana z obudową. Regulator napięcia jest gotowy. Możesz rozpocząć konfigurację od dalszych testów.

Zasada działania i test domowy

Elementem regulującym układu stabilizacji elektronicznej jest potężny tranzystor polowy typu IRF840. Napięcie do przetwarzania (220-250 V) przechodzi przez uzwojenie pierwotne transformatora mocy, jest prostowane przez mostek diodowy VD1 i trafia do drenu tranzystora IRF840. Źródło tego samego komponentu jest połączone z ujemnym potencjałem mostka diodowego.

Schemat urządzenia stabilizującego

Schemat ideowy stabilizatora dużej mocy (do 2 kW), na podstawie którego zmontowano i z powodzeniem wykorzystano kilka urządzeń. Obwód wykazał optymalny poziom stabilizacji przy określonym obciążeniu, ale nie wyższym

Część obwodu, która obejmuje jedno z dwóch uzwojeń wtórnych transformatora, tworzą prostownik diodowy (VD2), potencjometr (R5) i inne elementy regulatora elektronicznego. Ta część obwodu generuje sygnał sterujący, który jest podawany do bramki tranzystora polowego IRF840.

W przypadku wzrostu napięcia zasilającego sygnał sterujący obniża napięcie bramki tranzystora polowego, co prowadzi do zamknięcia klucza. W związku z tym na stykach przyłączeniowych obciążenia (XT3, XT4) możliwy wzrost napięcia jest ograniczony. Obwód działa w odwrotnej kolejności w przypadku spadku napięcia sieciowego.

Konfiguracja urządzenia nie jest szczególnie trudna. Tutaj potrzebujesz konwencjonalnej żarówki (200-250 W), którą należy podłączyć do zacisków wyjściowych urządzenia (X3, X4). Następnie, obracając potencjometr (R5), napięcie na zaznaczonych zaciskach jest regulowane na poziom 220-225 woltów.

Wyłącz stabilizator, wyłącz żarówkę i włącz urządzenie już przy pełnym obciążeniu (nie wyższym niż 2 kW).

Po 15-20 minutach pracy urządzenie jest ponownie wyłączane i monitorowana jest temperatura radiatora kluczowego tranzystora (IRF840). Jeśli nagrzewanie się grzejnika jest znaczne (powyżej 75º), należy wybrać mocniejszy radiator radiatora.

READ
Rozrusznik elektromagnetyczny 380v: urządzenie, zalecenia dotyczące zasad doboru do podłączenia

Jeśli proces produkcji stabilizatora wydawał się zbyt skomplikowany i nieracjonalny z praktycznego punktu widzenia, bez problemu można znaleźć i kupić urządzenie fabryczne. Zasady i kryteria wyboru stabilizatora 220 V podano w rekomendowanym przez nas artykule.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Poniższy film przedstawia jeden możliwy projekt stabilizatora domowej roboty.

Zasadniczo możesz zwrócić uwagę na tę wersję domowego aparatu stabilizacyjnego:

Możliwy jest samodzielny montaż bloku stabilizującego napięcie sieciowe. Potwierdzają to liczne przykłady, kiedy radioamatorzy z niewielkim doświadczeniem z powodzeniem rozwijają (lub wykorzystują już istniejący), przygotowują i montują układ elektroniczny.

Trudności z nabyciem części do produkcji domowego stabilizatora zwykle nie są odnotowywane. Koszty produkcji są niskie i naturalnie zwracają się, gdy stabilizator zostanie oddany do użytku.

Prosimy o zostawianie komentarzy, zadawanie pytań, publikowanie zdjęć na temat artykułu w bloku poniżej. Opowiedz nam o tym, jak zmontowałeś regulator napięcia własnymi rękami. Udostępniaj przydatne informacje, które mogą być przydatne dla początkujących inżynierów elektryków odwiedzających witrynę.

Potężny liniowy regulator napięcia

Potężny liniowy regulator napięcia

Do zasilania różnych urządzeń elektronicznych i obwodów typu „zrób to sam” potrzebne jest takie źródło zasilania, którego napięcie wyjściowe można regulować w szerokim zakresie. Dzięki niemu możesz obserwować, jak zachowuje się obwód przy określonym napięciu zasilania. Jednocześnie musi być w stanie dostarczyć duży prąd, aby zasilić potężne obciążenie i minimalne tętnienia wyjściowe. Do roli takiego źródła zasilania idealnie nadaje się liniowy regulator napięcia – mikroukład LM338, dostarcza prąd do 5 A, ma zabezpieczenie przed przegrzaniem i zwarciem na wyjściu. Schemat jego włączenia jest dość prosty, przedstawiono go poniżej.

Schemat

Układ LM338 ma trzy wyjścia – wejście (wejście), wyjście (wyjście) i sterowanie (adj). Na wejście przykładamy stałe napięcie o określonej wartości i usuwamy z wyjścia ustabilizowane napięcie, którego wartość jest ustawiana przez zmienny rezystor P2. Napięcie wyjściowe można regulować od 1,25 wolta do wartości wejściowej minus 1,5 wolta. Mówiąc najprościej, jeśli na przykład napięcie wejściowe wynosi 24 wolty, napięcie wyjściowe będzie się wahać od 1,25 do 22,5 woltów. Do wejścia nie należy przykładać więcej niż 30 woltów, mikroukład może przejść do ochrony. Im większa pojemność kondensatorów wejściowych, tym lepiej, bo wygładzają tętnienia. Pojemność kondensatorów na wyjściu mikroukładu musi być niewielka, w przeciwnym razie zachowają ładunek przez długi czas, a napięcie wyjściowe zostanie nieprawidłowo wyregulowane. W takim przypadku każdy kondensator elektrolityczny musi być zbocznikowany kondensatorem foliowym lub ceramicznym o małej pojemności (na schemacie są to C2 i C4). Podczas korzystania z obwodu o wysokich prądach mikroukład musi być zainstalowany na grzejniku, ponieważ rozproszy on cały spadek napięcia na sobie. Jeśli prądy są małe – do 100 mA, grzejnik nie jest wymagany.

READ
7 wskazówek dotyczących wyboru kabla zasilającego do prywatnego domu

Potężny liniowy regulator napięcia

Zespół stabilizatora

Całość zmontowana jest na małej płytce drukowanej o wymiarach 35 x 20 mm, którą można wykonać metodą LUT. Płytka drukowana jest całkowicie gotowa do druku, nie trzeba jej dublować. Poniżej kilka zdjęć procesu.

Potężny liniowy regulator napięcia

Potężny liniowy regulator napięcia

Potężny liniowy regulator napięcia

Pożądane jest cynowanie gąsienic, co zmniejszy ich odporność i ochroni je przed utlenianiem. Gdy płytka drukowana jest gotowa, zaczynamy lutować części. Mikroukład jest przylutowany bezpośrednio do płytki tyłem do krawędzi. Ten układ pozwala naprawić całą płytkę za pomocą mikroukładu na grzejniku. Rezystor zmienny jest wyprowadzany z płytki na dwóch przewodach. Możesz użyć dowolnego rezystora zmiennego o charakterystyce liniowej. W tym samym czasie jego środkowe wyjście jest połączone z dowolnym z skrajnych, powstałe dwa styki trafiają na płytkę, jak widać na zdjęciu. Najwygodniej jest użyć listwy zaciskowej do podłączenia przewodów wejściowych i wyjściowych. Po montażu należy sprawdzić poprawność instalacji.

Potężny liniowy regulator napięcia

Potężny liniowy regulator napięcia

Uruchomienie i testowanie

Po złożeniu tablicy możesz przystąpić do testów. Do wyjścia podłączamy obciążenie małej mocy, na przykład diodę LED z rezystorem i woltomierzem do kontroli napięcia. Podajemy napięcie na wejście i monitorujemy odczyty woltomierza, napięcie powinno się zmieniać, gdy pokrętło jest obracane od minimum do maksimum. Dioda LED zmieni wtedy jasność. Jeśli napięcie jest regulowane, obwód jest prawidłowo zmontowany, można umieścić mikroukład na grzejniku i przetestować go z mocniejszym obciążeniem. Taki regulowany stabilizator idealnie nadaje się do zastosowania jako zasilacz laboratoryjny. Szczególną uwagę należy zwrócić na wybór mikroukładu, ponieważ bardzo często jest on podrabiany. Fałszywe mikroukłady są tanie, ale łatwo się wypalają przy prądzie 1 – 1,5 ampera. Oryginalne są droższe, ale uczciwie zapewniają deklarowany prąd do 5 amperów. Udanego montażu.

Potężny liniowy regulator napięcia

Obejrzyj wideo

Film wyraźnie pokazuje działanie stabilizatora. Gdy rezystor zmienny się obraca, napięcie zmienia się płynnie od minimum do maksimum i odwrotnie, podczas gdy dioda LED zmienia jasność.

Rating
( No ratings yet )
Like this post? Please share to your friends:
Leave a Reply

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: