Симисторно-трансформаторный стабилизатор переменного напряжения. Стабилизатор напряжения с трансформатором
Стабилизатор напряжения с трансформатором - общее строение
Главным компонентом стабилизатора является трансформатор, который соединяется через сеть переменного тока с диодным мостом. Иногда в разных схемах применяют до 5 трансформаторов. В итоге они в конструкции прибора образуют своеобразный мост. За диодами расположен транзистор и настроечный резистор. Также в стабилизаторах участвуют в работе конденсаторы. Автоматическая система выключается замыкающим механизмом.
Принцип работы:
- Стабилизатор напряжения трансформаторного типа действует по способу обратной связи.
- Напряжение на первом этапе поступает на трансформатор. При этом если его наибольшая величина больше нормы, то подключаются к работе диоды. Они соединены непосредственно с транзистором.
- Далее ток протекает по резистору, затем возвращается в трансформатор. В итоге номинальная нагрузка меняется.
- Чтобы процесс был устойчивым, стабилизатор оснащен системой автоматики, с помощью которой конденсаторы не нагреваются до критической температуры в цепи коллектора.
- Сетевой ток на выходе протекает по обмотке по другому фильтру. В результате напряжение выпрямляется.
Трансформаторные модели стабилизаторов 220 вольт
Схема таких бытовых стабилизаторов имеет отличия от других устройств. В них управляющий блок соединяется непосредственно с регулятором. За фильтрующей системой есть диодный мост. Для выравнивания колебаний предусмотрена транзисторная цепь. После обмотки на выходе находится конденсатор.
Трансформатор справляется с системными перегрузками. Ток преобразовывается также с помощью трансформатора. В общем, интервал мощности у таких приборов значительно выше, по сравнению с другими устройствами. Такой стабилизатор напряжения могжет функционировать даже на морозе. По созданию шума они не имеют особых отличий от других подобных моделей. Чувствительность во многом зависит от изготовителя и вида установленного регулятора.
Импульсные трансформаторные стабилизаторы
Электросхема стабилизатора на трансформаторе импульсного типа подобна с релейным прибором. Но есть свои отличия. Основным компонентом здесь считается модулятор. Он считывает величину напряжения, затем сигнал переходит на трансформатор, где и происходит обработка информации.
Чтобы менять величину тока, используются два преобразователя. Но некоторые образцы имеют только один преобразователь. Выпрямительный делитель включается в работу, чтобы справиться с электромагнитным полем. При увеличении напряжения он уменьшает наибольшую частоту. Для поступления тока на обмотку, диоды отправляют сигнал на транзисторы. Выровненное напряжение на выходе протекает по вторичной обмотке.
Трансформаторные стабилизаторы высокой частоты
Если эти модели сравнивать с релейным видом, то стабилизатор напряжения высокочастотный имеет более сложное устройство, имеет более двух диодов. Он отличается повышенной мощностью.
Трансформаторы в таком стабилизаторе рассчитаны на значительные помехи. В итоге такие приборы могут защищать различные бытовые устройства в доме. Фильтрующая система настраивается на разные скачки и перепады питания. С помощью контроля напряжения значение тока способно изменяться. Величина наибольшей частоты в этом случае будет повышаться на входе, и снижаться на выходе. Изменение тока в такой цепи выполняется за два этапа.
- В первую очередь начинает работать транзистор и выходной фильтр.
- Далее подключается к работе диодный мост.
- Для завершения процесса изменения тока для системы нужен усилитель. Он монтируется чаще всего между резисторами.
В результате температура в приборе удерживается на одном уровне. В системе дополнительно ведется учет источника питания, который влияет на защитный блок.
Мощный трансформаторный стабилизатор напряжения
Старые ламповые телевизоры имеют в устройстве силовые трансформаторы, из которых можно сделать мощный стабилизатор напряжения. Их необходимо соединить по специальной схеме.
Сначала из старых телевизоров надо вытащить силовые трансформаторы. Выпаивают или откусывают подходящие провода к трансформатору. Затем первичные обмотки соединяют с обмотками накаливания по последовательной схеме, чтобы обмотки накаливания были соединены в противоположную сторону от сетевой обмотки. Чтобы это выполнить, нужно соединить начало и конец.
На корпусе трансформаторов сбоку обозначены все маркировки обмоток и их выводы. Начало обмотки маркируется вверху штрихом возле цифры.
Соединенные вместе трансформаторы нужно поместить в изолированный ящик, а провода соединенных трансформаторов соединить с внешними клеммами. Потребитель подключается со стабилизатором по последовательной схеме.
Таким же методом можно регулировать мощность прибора, путем уменьшения или увеличения числа силовых трансформаторов. Этот метод эффективен, если нагрузка подходит для мощности трансформатора. При незначительной мощности выбирают соответствующую мощность трансформаторов.
ostabilizatore.ru
Симисторно-трансформаторный стабилизатор переменного напряжения - RadioRadar
Электропитание
Главная 
Радиолюбителю Электропитание
В сельской местности, а иногда и в городах нередко случаются значительные понижения сетевого напряжения относительно номинального 230 В. Зачастую это приводит к отказам холодильников. Существенно падает эффективность работы с электроинструментом, тускнеет освещение. Для стабилизации напряжения сети при сохранении его формы автор в своё время применил релейно-трансформаторный стабилизатор [1], но от многолетней эксплуатации износились контакты установленных в нём реле. Было решено переработать стабилизатор, заменив электромагнитные реле симисторными ключами. Нагрузочная способность предлагаемого стабилизатора - 1840 В·А.
Прежде всего, рассмотрим возможные схемы стабилизаторов переменного напряжения на базе автотрансформатора. В устройстве по схеме, изображённой на рис. 1,а, компенсируют снижение сетевого напряжения (недопустимое превышение номинала наблюдается крайне редко), постепенно переводя вниз по схеме подвижный контакт переключателя SA1. При этом напряжение на каждой из обмоток автотрансформатора и на выходе стабилизатора приблизительно сохраняется, колеблясь в ограниченных пределах. В стабилизаторе, собранном по схеме рис. 1 ,б, сетевое напряжение постоянно подают на один из отводов обмотки автотрансформатора, а по мере снижения напряжения в сети подвижный контакт переключателя SA1 переводят вверх.
Рис. 1. Возможные схемы стабилизаторов переменного напряжения на базе автотрансформатора
Рассмотрим основные особенности приведённых вариантов.
В устройстве по схеме, изображённой на рис. 1,а, стабилизировано напряжение на каждой из секций обмотки, что позволяет использовать её секции II-IV в качестве стабильных источников сравнительно небольшого переменного напряжения, например, для питания низковольтных электроинструментов. Переключение отводов автотрансформатора (в реальной конструкции с помощью реле или симисторов) всегда, даже при работе стабилизатора на холостом ходу, происходит под индуктивной или активно-индуктивной нагрузкой, что неблагоприятно для коммутирующих устройств.
В устройстве по схеме рис. 1 ,б напряжение на секциях обмотки не стабилизировано. При отсутствии нагрузки, а это основная ситуация при работе на холодильник, переключение происходит в режиме холостого хода, износ контактов реле чисто механический.
Критерием выбора для автора послужило последнее различие между вариантами.
Отметим, что оба рассмотренных варианта станут пригодными и для компенсации повышения напряжения в сети, если выходной (на рис. 1,а) или входной (на рис. 1 ,б) провод перенести на другой отвод обмотки автотрансформатора. В своей практике автор столкнулся с вариантом стабилизатора, схема которого показана на рис. 1,в. При напряжении в сети меньше или равном номинальному он работает так же, как и в варианте на рис. 1 ,а. При превышении напряжением в сети номинального значения подвижный контакт переключателя SA1 фиксируют в верхнем по схеме положении, а переключатель SA2 переводят в положение 2.
Примем за основу схему, изображённую на рис. 1,б, и определим порядок расчёта коэффициентов трансформации для различных положений движка переключателя SA1. Зададим пределы изменения входного напряжения и допустимые колебания выходного. По результатам наблюдений на даче, для которой строился описываемый стабилизатор, напряжение в сети иногда опускалось до 150 В. Такому входному напряжению должно соответствовать выходное напряжение 200 В, при котором ещё работают все бытовые электроприборы. Поэтому коэффициент повышения напряжения при переключателе SA1 в положении 1 должен быть равен 200/150 = 1,33. Здесь и далее я умышленно не применяю термин "коэффициент трансформации", поскольку под ним понимают отношение числа витков первичной обмотки к числу витков вторичной. В данном случае логичнее использовать обратную величину - коэффициент повышения напряжения.
Число отводов от обмотки автотрансформатора зависит от необходимой точности поддержания выходного напряжения. В результате нескольких пробных расчётов сделан вывод, что для сохранения его в пределах 210...240 В достаточно четырёх ступеней, в числе которых и прямое соединение нагрузки с сетью. Понижение напряжения в сети до 150 В при этом рассматривается, как аварийный случай, при котором напряжение на нагрузке падает до 200 В.
Можно показать, что для получения одинаковых пределов изменения выходного напряжения в каждом положении переключателя SA1 значения коэффициентов повышения в этих положениях должны представлять собой геометрическую прогрессию. Поэтому, если в положении 1 коэффициент повышения равен 1,33, он должен быть равным 1,1 в положении 3 и 1,21 - в положении 2. В положении 4 напряжение на выход поступает непосредственно из сети и коэффициент равен 1.
Построим график зависимости выходного напряжения от входного. Для этого на листе миллиметровки размерами не менее 250x250 мм начертим координатные оси в масштабе 1 мм/В и проведём из начала координат четыре прямые с тангенсами угла наклона 1; 1,1; 1,21 и 1,33. Выделим участки этих прямых, находящиеся между горизонталями, соответствующими выходному напряжению210 и 240 В. Из точек пересечения линий с наклоном 1,33, 1,21 и 1,1с горизонталью 240 В опустим вертикальные прямые до пересечения с ближайшими линиями с наклоном 1,21, 1,1 и 1. От точек пересечения этих наклонных линий с горизонталью 210 В проведём вверх аналогичные прямые.
На рис. 2 приведён фрагмент полученного рисунка. При входном напряжении более 220 В переключатель SA1 находится в положении 4, и выходное напряжение поступает на выход без изменения. При снижении напряжения сети до 210 В переключатель устанавливается в положение 3, коэффициент передачи возрастает до 1,1, а выходное напряжение скачком увеличивается до 231 В. При дальнейшем снижении напряжения сети примерно до 191 В выходное уменьшится до 210 В, переключатель будет установлен в положение 2, выходное напряжение вновь поднимется до 231 В. Аналогичный процесс произойдёт и при снижении входного напряжения до 173 В. При его снижении до 150 В выходное напряжение, как было сказано выше, опустится до 200 В.
Рис. 2. График зависимости выходного напряжения от входного
При повышении входного напряжения переключение происходит при достижении входным напряжением значений 180, 198 и 218 В, при этом выходное каждый раз снижается скачком от 240 до 218 В. Таким образом, при изменении сетевого напряжения от 158 до 240 В выходное поддерживается в пределах от 210 до 240 В.
Чтобы при колебаниях напряжения в сети около порогов переключения скачки не происходили слишком часто, необходим гистерезис. Описанный алгоритм переключения отводов обмотки обеспечивает его в достаточной мере. Нетрудно видеть, что при сохранении числа ступеней даже небольшое повышение точности поддержания выходного напряжения за счёт сужения петель гистерезиса приведёт к существенному уменьшению их ширины, что недопустимо. Поэтому для достижения большей точности необходимо увеличивать число ступеней изменения коэффициента. Отметим также, что рассуждения по выбору его значений справедливы и для устройств по схемам рис. 1,а и рис. 1 ,в.
Принципиальная схема стабилизатора изображена на рис. 3 , а схема его блока управления - на рис. 4. Автотрансформатор составлен из трёх одинаковых трансформаторов T1-T3 - ТПП319-127/220-50 [2], первичные обмотки которых соединены параллельно, а последовательное соединение вторичных обмоток обеспечивает требуемые коэффициенты повышения напряжения.
Рис. 3. Принципиальная схема стабилизатора
Рис. 4. Схема блока упраления стабилизатора
При установке переключателя SA1 (см. рис. 3) в положение "Обход" входное напряжение поступает прямо на выход, и никакие узлы устройства, кроме вольтметра PV1 и помехоподавляющей цепи R2C2, энергии от сети не потребляют. Этот режим соответствует отсутствию стабилизации выходного напряжения. В среднем положении переключателя SA1 все его контакты разомкнуты, поэтому напряжение на выход не поступает.
При установке переключателя SA1 в положение "Стаб." начинает работать блок управления, получающий питание от трансформатора T4 - ТА1-127/220-50 [2]. Напряжение с двух его обмоток по 6 В, соединённых последовательно, выпрямляет мост VD2 и стабилизирует на уровне 5 В интегральный стабилизатор DA2. Из выходного напряжения стабилизатора резистивный делитель R7-R11 формирует образцовые напряжения для компараторов DA1.2-DA1.4, поступающие на их неинвертирующие входы. Для упрощения расчётов они приняты равными 1/100 напряжений, соответствующих серединам петель гистерезиса на рис. 2 - 2,14, 1,95 и 1,77 В.
Постоянное напряжение, пропорциональное входному, формирует из поступающего с обмотки 11-12 трансформатора T4 выпрямительный мост VD1. Его сглаживает конденсатор C3. На инвертирующие входы всех компараторов поступает часть этого напряжения, определяемая делителем R5R6R15.
Логику работы устройства в целом иллюстрирует таблица. При сетевом напряжении более 218 В значения напряжения на инвертирующих входах всех компараторов выше, чем на неинвертирующих, а на их выходах установлен низкий логический уровень напряжения. Сигнал с выхода компаратора DA1.2 инвертирует элемент DD1.1 и ещё раз инвертирует элемент DD2.1. Через эмиттерный повторитель на транзисторе VT1 он включает светодиод HL1 и одновременно поступает на излучающий диод оптрона U1. Открывается симистор VS1, напряжение сети поступает на выход стабилизатора.
Таблица
| Uвx,B | Уровни (Н - высокий, L - низкий) на выходах элементов | Коэффициент повышения | Включён светодиод | Открыт симистор | ||||||
| DA1.2 | DA1.3 | DA1.4 | DD1.1 | DD1.2 | DD1.3 | DD1.3 | ||||
| >218 | L | L | L | Н | L | L | L | 1 | HL1 | VS1 |
| 198...210 | H | L | L | L | Н | L | L | 1,1 | HL2 | VS2 |
| 180...191 | H | Н | L | L | L | Н | L | 1,21 | HL3 | VS3 |
| Н | Н | Н | L | L | L | Н | 1,33 | HL4 | VS4 | |
При снижении сетевого напряжения на выходах компараторов DA1.3 и DA1.4 один за другим устанавливаются высокие логические уровни. Выходные сигналы всех компараторов, превращённые простейшим логическим узлом на элементах "Исключающее ИЛИ" DD1.1-DD1.4 в позиционный код, через эмиттерные повторители на транзисторах VT2-VT4 включают излучающие диоды симисторных оптронов U2-U4. Оптроны, в свою очередь, включают соответственно симисторы VS2-VS4, и выходное напряжение остаётся в заданных пределах. С повышением напряжения в сети описанные процессы происходят в обратном порядке.
Между выходами элементов микросхемы DD1 и входами триггеров Шмитта микросхемы DD2 установлены RC-цепи, обеспечивающие задержку открывания очередного симистора относительно момента прекращения сигнала, разрешавшего открывание предыдущего. Это необходимо для предотвращения состояний, в которых одновременно открыты два симистора. Диоды VD4-VD7, включённые параллельно резисторам этих цепей, обеспечивают быстрое снятие разрешающего сигнала с симисторного оптрона в выключаемом канале. Длительность задержки открывания фотодинисторов оптронов U1-U4, которая должна гарантировано превышать половину периода напряжения сети, можно рассчитать по формуле
t3 ≈ R·C·ln(Uпит/(Uпит - Uпор)) = 330·0,047·ln(5/(5 - 3,3)) = 16,7 мс,
где R - сопротивление резистора цепи задержки, кОм; С - ёмкость конденсатора этой цепи, мкФ; Uпит=5 В - напряжение питания; Uпор = 3,3 В - типовое пороговое напряжение триггера Шмитта микросхемы HCF4093B при повышении входного напряжения на объединённых входах. Согласно паспортным данным этой микросхемы, допускается его разброс на ±0,7 В, поэтому при указанных номиналах резисторов и конденсаторов задержка может находиться в пределах от 12 до 24 мс. Если предположить, что реальный разброс вдвое меньше, задержка будет находиться в пределах от 14 до 20 мс, что уже более приемлемо, но требует контроля при налаживании устройства.
Чтобы исключить одновременное включение нескольких симисторов при переходных процессах, следующих за моментом подачи напряжения сети, введён узел задержки на детекторе понижения напряжения DA3. В момент подачи сетевого напряжения конденсатор C10 разряжен, за счёт диода VD3 транзистор VT5 закрыт и напряжение на его эмиттере близко к нулю. Излучающие диоды оптронов U1-U4 выключены.
По достижении напряжением на конденсаторе C10 значения около 1 В начинает работать микросхема DA3, её выходной транзистор открывается, напряжение на выходе становится равным нулю. Оно сохраняется таким до достижения напряжением на конденсаторе C10 значения 4,2 В, на что уходит около 200 мс, которых достаточно для завершения переходных процессов. В этот момент выходной транзистор микросхемы DA3 будет закрыт, а напряжение на базе и эмиттере транзистора VT5 скачком увеличится до близкого к напряжению питания. Оптроны заработают, будет открыт нужный симистор.
Во время сварочных работ в сети возникают сильные колебания напряжения, которые приводят, если не принять специальных мер, к очень частым переключениям симисторов. Для борьбы с этим явлением постоянная времени разрядки конденсатора C3 выбрана довольно большой - около 8 с. В результате при резком снижении входного напряжения переход на следующую ступень происходит примерно через 1 с, а кратковременные провалы во входном напряжении переключений не вызывают. В то же время постоянная времени зарядки конденсатора C3 невелика, и с повышением напряжения сети переключение произойдёт практически мгновенно. Такой способ "борьбы со сваркой" значительно проще применённого в [3] и эффективнее его, поскольку стабилизатор не выключается полностью, а продолжает реагировать на повышение напряжения в сети.
На схеме стабилизатора (см. рис. 3) показано также подключение к обмоткам контактов разъёма XS1, что позволяет использовать его для питания различных низковольтных потребителей. Вторичные обмотки трансформаторов ТПП319-127/220-50 рассчитаны на ток 8 А, чем и определяется указанная во врезке к статье предельная мощность нагрузки стабилизатора. Однако следует отметить, что она зависит и от свойств переключателя SA1, который должен позволять коммутировать указанный ток.
Автотрансформатор для стабилизатора можно изготовить самостоятельно, взяв за основу один или несколько трансформаторов питания от ламповых телевизоров [4-6]. Такие трансформаторы имеют обозначения, состоящие из букв ТС, дефиса и числа, соответствующего его мощности в ваттах.
Такой трансформатор после перемотки вторичных обмоток сможет обеспечить выходной ток стабилизатора, равный частному от деления его мощности на суммарное напряжение всех необходимых вторичных обмоток (23 + 25,3 + 27,6 " 76 В). А по выходному току можно определить максимальную мощность нагрузки стабилизатора.
Например, при использовании двух трансформаторов ТС-200 суммарной мощностью 400 Вт допустим выходной ток до 400/76 = 5,26 А, а максимальная мощность нагрузки (при выходном напряжении, равном номинальному в сети) - 230x5,26 = 1210 Вт. Таким образом, предельная мощность нагрузки стабилизатора в три раза превысит суммарную мощность использованных трансформаторов.
Имеющиеся на трансформаторах вторичные обмотки следует аккуратно смотать (они обычно намотаны поверх половин первичной), подсчитав при этом число витков накальной обмотки Nm намотанной самым толстым проводом. Напряжение этой обмотки под нагрузкой - 6,3 В, поэтому для вторичной обмотки на напряжение U число витков Nu можнонайти по формуле
NU = Nн·U/6,3.
Если магнитопровод трансформатора П-образный (как у трансформатора ТС-200-2), каждую секцию вторичной обмотки следует разделить на две равные части, намотать их на разных кернах магнитопровода трансформатора и соединить половины последовательно согласно. При противофазном соединении суммарное напряжение будет равно нулю, и нужно будет поменять местами выводы любой из половин.
При трёх трансформаторах можно для упрощения намотать на каждом по одной из вторичных обмоток. Если предполагается использовать трансформаторы разной мощности, на наименее мощном из них следует намотать обмотку с наименьшим напряжением, а на наиболее мощном - с наибольшим.
Половины первичных обмоток (на разных кернах) также следует соединить согласно. Обязательно первый раз включайте изготовленный трансформатор в сеть через плавкую вставку. При неправильном соединении половин первичной обмотки она спасёт от возможного пожара.
Диаметр провода вторичных обмоток d в миллиметрах (без изоляции) можно найти по формуле
d = 0,7·√I,
где I - ток вторичной обмотки, А.
Наиболее прочная изоляция у обмоточного провода ПЭВ-2, удобен также провод в шёлковой изоляции ПЭЛШО. Наматывают обмотку аккуратно, виток к витку, слои изолируют между собой прокладками из писчей бумаги. После намотки нужно собрать магнитопровод так, как он был собран ранее, и тщательно его стянуть винтами или обоймой - это уменьшит гудение.
Большинство элементов стабилизатора смонтированы на печатной плате размерами 120x85 мм, чертёж которой и схема расположения элементов на ней приведены на рис. 5. Все отверстия в плате расположены по сетке 2,5x2,5 мм. Для подключения внешних по отношению к плате цепей в неё впаяны контактные штыри от разъёмов серии 2РМ. Диаметр штырей - 1,5 мм для цепей симисторов и 1 мм - для остальных. К присоединяемым к ним проводам припаяны гнёзда от таких же разъёмов. Цвет проводов соответствует указанному на схемах рис. 3 и рис. 4, а контактные штыри для них промаркированы надетыми отрезками термоусаживаемой трубки соответствующего цвета.
Рис. 5. Чертёж печатной платы и схема расположения элементов на ней
На плате установлены импортные оксидные конденсаторы - аналоги К50-35. Конденсаторы C15-C18 (а также C1 и C2 на рис. 3) - металлоплёночные К73-17. Конденсаторы C11 - C14 нежелательно применять керамические, особенно если предполагается пользоваться стабилизатором при минусовой температуре. Здесь также подойдут конденсаторы К73-17, которые значительно термостабильнее керамических конденсаторов равной ёмкости.
Микросхему HCF4093BEY можно заменить другой 4093, 4093B в корпусе DIP14 или микросхемой К561ТЛ1, а счетверённый ОУ LM324N - на К1446УД3 или К1401УД2. В последнем случае нужно иметь в виду, что выводы питания микросхемы К1401УД2 расположены зеркально по отношению к микросхеме LM324N. Поэтому при установке на плату микросхемы К1401УД2 следует развернуть на 180о, не меняя рисунка печатных проводников. При использовании микросхемы К1446УД3 сопротивление резисторов R12-R14 следует уменьшить приблизительно на 20 % для сохранения ширины петель гистерезиса. Дело в том, что ОУ микросхемы К1446УД3 относятся к классу rail-to-rail, где максимальный и минимальный уровни выходного напряжения равны потенциалам соответственно плюсового и минусового выводов питания. В результате размах выходного напряжения несколько больше, чем у ОУ микросхем LM324N и К1401УД2.
Детектор понижения напряжения КР1171СП42 можно заменить на МСР100-450, МСР100-460 или МСР100-475 [7]. Вместо транзистора КТ3102ГМ допустимо установить КТ3102ЕМ. Выпрямительные мосты VD1, VD2, диоды VD3-VD7 - любые кремниевые малогабаритные. Резисторы R12-R18 следует использовать с допуском не хуже ±5 %.
Интересно, что в рассматриваемой конструкции набор элементов "Исключающее ИЛИ" К561ЛП2 можно заменить дешифратором К561ИД1. Входы 1, 2, 4 дешифратора следует подключить к выходам компараторов, а выходы 0, 1, 3, 7 - к цепям задержки.
Симисторы BTA16-600BW заменять другими нежелательно. Индекс W в их обозначении означает, что эти симисто-ры допускают увеличенную скорость нарастания напряжения между основными электродами, не выходя из закрытого состояния. Кроме того, симисторы этой серии имеют полностью изолированный от всех электродов металлический теплоотводящий фланец, что позволяет устанавливать их на не изолированный от корпуса стабилизатора теплоотвод. Если же использовать симисторы, фланец которых соединён с электродом 2, следует изолировать их общий теплоотвод от корпуса стабилизатора.
Тринисторные оптроны МОС3043M заменяются аналогичными, имеющими встроенный узел, гарантирующий открывание симистора в момент перехода мгновенного значения приложенного к нему напряжения через ноль [8]. Если используемые оптроны открываются большим, чем 5 мА, током управления, необходимо обратно пропорционально требуемому току изменить сопротивление резисторов R29-R32.
Как показал опыт, установка демпфирующих RC-цепей (например, R41C15) требуется больше для оптронов, чем для симисторов. Рекомендации по выбору параметров этих цепей приведены в [8] и [9].
Цифровой вольтметр переменного напряжения PV1 - готовый импортный, приобретён в интернет-магазине. Измеряемое напряжение частотой 50 Гц - от 70 до 500 В, погрешность - ± 1 %, габариты - 48x22x29 мм.
Трансформатор Т4 можно исключить, если использовать вместо него, выпрямителя на диодном мосте VD2 и стабилизатора напряжения DA2 готовый стабилизированный преобразователь напряжения сети в постоянное 5 В. Здесь может подойти зарядное устройство для сотового телефона. Следует, однако, иметь в виду, что стабильность выходного напряжения зарядных устройств обычно невысока, а само оно незначительно превышает 5 В. Необходимо убедиться, что это напряжение практически не изменяется при подключении к выходу зарядного устройства резистора сопротивлением 50...100 Ом и при изменении напряжения в сети от 120 до 250 В. Если это не так, на выход зарядного устройства следует установить микросхемустабилизатор напряжения 5 В с низким падением напряжения между входом и выходом (так называемый low drop стабилизатор), например, LM2931Z-5.0 или КР1158ЕН5 с любым буквенным индексом.
При исключении трансформатора T4 вместо напряжения 28 В на мост VD1 нужно подать напряжение сети, а сопротивление резисторов R3, R5, R6 увеличить приблизительно в восемь раз. Конденсатор C3 установить ёмкостью 3,3 мкФ на напряжение 400 В. Следует иметь в виду, что в результате этих переделок все элементы стабилизатора будут находиться под напряжением сети.
Трансформаторы T1 -T3 закреплены между двумя металлическими поддонами размерами 387x177x20 мм от разобранных устройств ЕС ЭВМ. На переднем, согласно рис. 6, поддоне смонтированы переключатель SA1, вольтметр PV1, держатель предохранителя FU1, светодиоды HL1-HL4, две пары выходных гнёзд XS2, XS3 и 12-контактный разъём XS1 ШР32П12НГ3 для подключения низковольтных потребителей. На заднем поддоне закреплён трансформатор T4.
Рис. 6. Монтаж устойства
В качестве теплоотвода для симисторов использован алюминиевый брусок сечением 10x25 мм, служащий распоркой, соединяющей поддоны. По нему тепло от симисторов отводится на корпус. К этой же стойке и другой аналогичной прикреплена печатная плата. Выводы симисторов следует припаивать к контактным площадкам на печатной плате лишь после установки симис-торов на теплоотвод, к которому прикреплена и печатная плата.
При налаживании стабилизатора сначала следует подключить к сети только трансформатор T4 и установить на движках подстроечных резисторов R8-R10 напряжения соответственно 2,14; 1,95 и 1,77 В относительно общего провода, а на резисторе R15 - 1/100 текущего значения напряжения в сети. Используя лабораторный автотрансформатор (ЛАТР), проверить порядок включения светодиодов HL1-HL4 в соответствии с приведённой ранее таблицей. Пороги переключения коэффициентов повышения напряжения должны соответствовать указанным при описании рис. 2. При необходимости можно поточнее отрегулировать подстроечными резисторами R8-R10 пороги переключения, а для изменения ширины петли гистерезиса какого-либо компаратора подобрать его входной резистор (R12-R14). Ширина этой петли прямо пропорциональна сопротивлению соответствующего резистора.
Целесообразно проверить исправность цепей задержки открывания симисторов (элементы R20-R23, C11 - C14, VD4-VD7), отключив мост VD1 от трансформатора T4 и подключив к точке соединения резисторов R6 и R15 цепь, схема которой приведена на рис. 7. При замкнутом выключателе SA2 напряжение на конденсаторе C19 плавно нарастает от нуля до 2,5 В, при разомкнутом - спадает до нуля. Следует проверить осциллографом со ждущей развёрткой наличие задержки спадающего перепада импульса на выходе каждого триггера Шмитта (DD2.1 - DD2.4) относительно нарастающего перепада импульса на выходе соответствующего элемента "Исключающее ИЛИ" (DD1.1-DD1.4). На осциллограмме рис. 8, где скорость развёртки 2 мс/дел., эта задержка равна 15,5 мс при допустимых пределах 14...20 мс.
Рис. 7. Схема цепи
Рис. 8. Осциллограмма
После этого можно восстановить подключение симисторов к трансформаторам (перед первым включением установив в цепь электрода 2 каждого симистора плавкую вставку на 5 А), подключить нагрузку мощностью 100...200 Вт и проверить показанную на рис. 2 зависимость выходного напряжения от входного. При эксплуатации стабилизатора можно оперативно регулировать подстроечным резистором R6 интервал изменения выходного напряжения, например, установить его 200...230 В.
Полезные советы по конструктивному оформлению стабилизатора, обеспечивающему его пожарную безопасность, можно найти в [3].
Как при налаживании, так и во время эксплуатации стабилизатора следует помнить, что при резком уменьшении напряжения в сети переключение стабилизатора происходит с весьма заметной задержкой - около секунды на каждую ступень.
Литература
1. Бирюков С. Релейно-трансформаторный стабилизатор переменного напряжения. - Схемотехника, 2003, № 7, с. 26-28.
2. Сидоров И. Н., Мукосеев В. В., Христинин А. А. Малогабаритные трансформаторы и дроссели. Справочник. - М.: Радио и связь, 1985.
3. Майоров М. Стабилизатор сетевого напряжения для холодильника. - Схемотехника, 2002, № 2, с. 53-59.
4. Кузинец Л. М., Соколов В. С. Узлы телевизионных приёмников. - М.: Радио и связь, 1987.
5. Сидоров И. Н., Биннатов М. Ф., Васильев Е. А. Устройства электропитания бытовой РЭА. - М.: Радио и связь, 1991.
6. Сидоров И. Н., Скорняков С. В. Трансформаторы бытовой радиоэлектронной аппаратуры. Справочник. - М.: Радио и связь, 1994.
7. Потапчук М. Супервизоры серии MCP10X фирмы Microchip. - Схемотехника, 2006, № 1, с. 10, 11.
8. MOC3031M, MOC3032M, MOC3033M, MOC3041M, MOC3042M, MOC3043M 6-Pin DIP Zero-Cross Optoisolators Triac Driver Output (250/400 Volt Peak). - URL: http://www. farnell.com/datasheets/1639837.pdf (12.12.17).
9. Николайчук О. Управление нагрузкой на переменном токе. - Схемотехника, 2003, № 4, с. 25, 26.
Автор: С. Бирюков, г. Москва
Дата публикации: 04.03.2018
Мнения читателейНет комментариев. Ваш комментарий будет первый.
Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному вышематериалу:
www.radioradar.net
схема для регулировки напряжения с трансформатором
Полвека назад лабораторный автотрансформатор был очень распространен. Сегодня электронный ЛАТР, схема которого должна быть у каждого радиолюбителя, имеет множество модификаций. Старые модели имели токосъемный контакт, расположенный на вторичной обмотке, что давало возможность плавно менять значение выходного напряжения, позволяло оперативно изменять напряжение при подключении различных лабораторных приборов, изменении интенсивности нагрева жала паяльника, регулировки электрического освещения, изменения оборотов электродвигателя и многого другого. Особое значение имеет ЛАТР в качестве устройства стабилизации напряжения, что очень важно при настройке различных приборов.
Современный ЛАТР используется почти в каждом доме для стабилизации напряжения.
Сегодня, когда электронный ширпотреб заполонил прилавки магазинов, приобрести надежный регулятор напряжения простому радиолюбителю стало проблемой. Конечно, можно найти и промышленный образец. Но они часто слишком дорогие и громоздкие, а для домашних условий это не всегда подходит. Вот и приходится многочисленным радиолюбителям «изобретать велосипед», создавая электронный ЛАТР своими руками.
Простое устройство регулирования напряжения
Схема простой модели ЛАТРа.
Одна из самых простых моделей ЛАТР, схема которой изображена на рис.1, доступна и начинающим. Регулируемое устройством напряжение — от 0 до 220 вольт. Мощность этой модели — от 25 до 500 Вт. Повысить мощность регулятора можно до 1,5 кВт, для этого тиристоры VD1 и VD2 следует установить на радиаторы.
Эти тиристоры (VD1 и VD2) подключаются параллельно нагрузке R1. Они пропускают ток в противоположных направлениях. При включении устройства в сеть эти тиристоры закрыты, а конденсаторы С1 и С2 заряжаются посредством резистора R5. Величину напряжения, получаемого на нагрузке, изменяют по необходимости переменным резистором R5. Он вместе с конденсаторами (С1 и С2) создает фазосдвигающую цепь.
Рис. 2. Схема ЛАТРа, дающего синусоидальное напряжение без помех в системе.
Особенностью этого технического решения является использование обоих полупериодов переменного тока, поэтому для нагрузки используется не половинная мощность, а полная.
Недостатком данной схемы (плата за простоту) надо считать то, что форма переменного напряжения на нагрузке оказывается не строго синусоидальной, что обусловлено спецификой работы тиристоров. Это может привести к помехам по сети. Для устранения проблемы дополнительно к схеме можно установить фильтры последовательно нагрузке (дроссели), например, взять их из неисправного телевизора.
Вернуться к оглавлению
Схема регулятора напряжения с трансформатором
Схема ЛАТРа, не создающего помехи в сети и дающего на выходе синусоидальное напряжение, приведена на рис.2. Регулирующим элементом в используемом приборе является биполярный транзистор VT1 (его мощность рассчитывают из потребности нагрузки), функционирующий как переменный резистор, он включен в схему последовательно с нагрузкой.
Это техническое решение дает возможность регулировать рабочее напряжение при активной, а также реактивной нагрузках.
Недостатком предложенного решения является выделение слишком большого количества тепла используемым регулирующим транзистором (необходим мощный радиатор для теплоотвода). Для данного устройства площадь радиатора должна быть не менее 250 см².
Трансформатор Т1, используемый в этой модели, должен иметь мощность 12-15 Вт и вторичное напряжение 6-10 В. Ток выпрямляется диодным мостом VD6. Далее при любом полупериоде переменного тока через диодный мост VD2-VD5 протекает выпрямленный ток для транзистора VT1. При использовании устройства переменным резистором R2 регулируем базовый ток транзистора VT1. Этим изменяются параметры тока нагрузки. На выходе устройства величина напряжения контролируется вольтметром PV1 (он должен быть рассчитан на напряжение 250-300 В). Для повышения мощности нагрузки необходимо заменить транзистор VD1 и диоды VD2-VD5 на более мощные и, конечно, увеличить площадь радиатора.
moiinstrumenty.ru
Схема электрическая стабилизатора
Разработчики электрических и электронных устройств, в процессе их создания, исходят из того, что будущее устройство будет работать в условиях стабильного питающего напряжения. Это необходимо для того, чтобы электрическая схема электронного устройства, во-первых, обеспечивала стабильные выходные параметры в соответствии со своим целевым назначением, а во-вторых, стабильность питающего напряжения защищает устройство от скачков, чреватых слишком большими потребляемыми токами и перегоранием электрических элементов устройства. Для решения задачи обеспечения неизменности питающего напряжения применяют какой-либо вариант стабилизатора напряжения. По характеру потребляемого устройством тока различают стабилизаторы переменного и постоянного напряжения.
Стабилизаторы переменного напряжения
Стабилизаторы переменного напряжения применяют, если отклонения напряжения в электрической сети от номинального значения превышают 10% . Такая норма выбрана исходя из того, что потребители переменного тока при таких отклонениях сохраняют свою работоспособность весь срок эксплуатации. В современной электронной технике, как правило, для решения задачи стабильного электропитания используют импульсный блок питания, при котором стабилизатор переменного напряжения не нужен. А вот в холодильниках, микроволновых печах, кондиционерах, насосах и т.п. требуется внешняя стабилизация питающего переменного напряжении. В таких случаях чаще всего используют стабилизатор одного из трёх типов: электромеханический, главным звеном которого является регулируемый автотрансформатор с управляемым электрическим приводом, релейно- трансформаторный, на базе мощного трансформатора, имеющего несколько отводов в первичной обмотке, и коммутатора из электромагнитных реле, симисторов, тиристоров или мощных ключевых транзисторов, а также чисто электронный. Широко распространенные в прошлом веке феррорезонансные стабилизаторы в настоящее время практически не используются из-за наличия многочисленных недостатков.
Для подключения потребителей к сети переменного тока 50 Гц применяют стабилизатор напряжения на 220 В. Электрическая схема стабилизатора напряжения такого типа изображена на следующем рисунке.
Трансформатор А1 повышает напряжение в сети до уровня, достаточного для стабилизации выходного напряжения при низком входном напряжении. Регулирующий элемент РЭ осуществляет изменение выходного напряжения. На выходе управляющий элемент УЭ измеряет значение напряжения на нагрузке и выдает управляющий сигнал для его корректировки, если это необходимо.
Электромеханические стабилизаторы
В основе такого стабилизатора - использование бытового регулируемого автотрансформатора или лабораторного ЛАТРа. Применение автотрансформатора обеспечивает более высокий КПД установки. Рукоятка регулирования автотрансформатора удаляется, а на корпусе вместо нее соосно устанавливают небольшой двигатель с редуктором, обеспечивающим усилие вращения достаточное для поворота бегунка в автотрансформаторе. Необходимая и достаточная скорость вращения – около 1 оборота за 10 - 20 сек. Этим требованиям удовлетворяет двигатель типа РД-09, который раньше применялся в самопишущих приборах. Управляет двигателем электронная схема. При изменении сетевого напряжения в пределах +- 10 вольт выдаётся команда на двигатель, который поворачивает бегунок до достижения на выходе напряжения 220 В.
Примеры схем электромеханических стабилизаторов приведены ниже:
Электрическая схема стабилизатора напряжения с использованием логических микросхем и релейного управления электроприводом
Электромеханический стабилизатор на основе операционного усилителя.
Достоинством подобных стабилизаторов является простота реализации и высокая точность стабилизации напряжения на выходе. К недостаткам следует отнести невысокую надёжность из - за присутствия механических подвижных элементов, относительно малую допустимую мощность нагрузки ( в пределах 250 ... 500 Вт), малую распространенность в наше время автотрансформаторов и необходимых электродвигателей.
Релейно - трансформаторные стабилизаторы
Релейно - трансформаторный стабилизатор является более популярным в силу простоты реализации конструкции, применения распространенных элементов и возможности получения значительной выходной мощности (до нескольких киловатт), значительно превышающей мощность примененного силового трансформатора. На выбор его мощности влияет минимальное напряжение в конкретной сети переменного тока. Если, к примеру, оно не меньше 180 В, то от трансформатора потребуется обеспечение вольтодобавки 40 В, что в 5,5 раз меньше номинального напряжения в сети. Выходная мощность у стабилизатора во столько же раз будет больше, чем мощность силового трансформатора (если не учитывать КПД трансформатора и максимально допустимый ток через коммутирующие элементы). Число ступеней изменения напряжения, как правило, устанавливают в пределах 3 ... 6 ступеней, что в большинстве случаев обеспечивает приемлемую точность стабилизации напряжения на выходе. При вычислении количества витков обмоток в трансформаторе для каждой ступени напряжение в сети принимается равным уровню срабатывания коммутирующего элемента. Как правило, в качестве коммутирующих элементов используют электромагнитные реле - схема выходит достаточно элементарной и не вызывающей затруднений при повторении. Недостатком такого стабилизатора является образование дуги на контактах реле в процессе коммутации, что разрушает контакты реле. В более сложных вариантах схем переключение реле производят в моменты перехода полуволны напряжения через нулевое значение, что предотвращает возникновение искры, правда при условии использования быстродействующих реле или коммутации на спаде предшествующей полуволны. Использование в качестве коммутирующих элементов тиристоров, симисторов или других бесконтактных элементов надёжность схемы резко возрастает, но усложняется из-за необходимости обеспечения гальванической развязки между цепями управляющих электродов и модулем управления. Для этого применяют оптронные элементы или разделительные импульсные трансформаторы. Ниже приведена принципиальная схема релейно - трансформаторного стабилизатора:
Схема цифрового релейно - трансформаторного стабилизатора на электромагнитных реле
Электронные стабилизаторы
Электронные стабилизаторы имеют, как правило, небольшую мощность (до 100 Вт) и необходимую для работы многих электронных устройств высокую стабильность выходного напряжения. Они обычно строятся в виде упрощённого усилителя низкой частоты, имеющего достаточно большой запас изменения уровня питающего напряжения и мощности. На его вход от электронного регулятора напряжения подаётся сигнал синусоидальной формы с частотой 50 Гц от вспомогательного генератора. Можно использовать понижающую обмотку силового трансформатора. Выход усилителя подключен к повышающему до 220 В трансформатору. Схема имеет инерционную отрицательную обратную связь по значению выходного напряжения, что гарантирует стабильность выходного напряжения с неискажённой формой. Для достижения мощности на уровне нескольких сотен ватт используют другие методы. Обычно применяют мощный преобразователь постоянного тока в переменный на основе использования нового вида полупроводников - так называемых IGBT транзисторо.
Эти коммутирующие элементы в ключевом режиме могут пропустить ток в несколько сотен ампер при максимально допустимом напряжении более 1000 В. Для управления такими транзисторами используются специальные виды микроконтроллеров с векторным управлением. На затвор транзистора с частотой в несколько килогерц подают импульсы с переменной шириной, которая меняется по программе, введенной в микроконтроллер. По выходу такой преобразователь нагружен на соответствующий трансформатор. Ток в цепи трансформатора меняется по синусоиде. В то же время напряжение сохраняет форму исходных прямоугольных импульсов с разной шириной. Такая схема используется в мощных источниках гарантированного питания, используемых для бесперебойной работы компьютеров. Электрическая схема стабилизатора напряжения такого типа очень сложна и практически недоступна для самостоятельного воспроизведения.
Упрощенные электронные стабилизаторы напряжения
Такие устройства применяют, когда напряжение бытовой сети (особенно в условиях сельских населенных пунктов) нередко оказывается пониженным, практически никогда не обеспечивая номинальных 220 В.
В такой ситуации и холодильник работает с перебоями и риском выхода из строя, и освещение оказывается тусклым, и вода в электрочайнике долго не может закипеть. Мощности старенького, еще советских времен, стабилизатора напряжения, рассчитанного на питание телевизора, как правило, недостаточна для всех остальных бытовых электропотребителей, да и значение напряжения в сети часто падает ниже уровня, допустимого для подобного стабилизатора.
Существует простой метод для повышения напряжение в сети, путем использования трансформатора мощностью значительно меньшей мощности применяемой нагрузки. Первичная обмотка трансформатора включается непосредственно в сеть, а нагрузка подключается последовательно к вторичной (понижающей) обмотке трансформатора. При правильной фазировке напряжение на нагрузке окажется равным сумме снимаемого с трансформатора и сетевого напряжения.
Электрическая схема стабилизатора напряжения, действующего по этому несложному принципу, приведена рисунке ниже. Когда стоящий в диагонали диодного моста VD2 транзистор VT2 (полевой) закрыт, обмотка I (являющаяся первичной) трансформатора Т1 к сети не подключена. Напряжение на включенной нагрузке почти равно сетевому за минусом небольшого напряжения на обмотке II (вторичная) трансформатора Т1. При открытии полевого транзистора первичная обмотка трансформатора окажется замкнутой, а к нагрузке будет приложена сумма сетевого и напряжения вторичной обмотки.
Схема электронного стабилизатора напряжения
Напряжение с нагрузки, через трансформатор Т2 и диодный мост VD1 подается на транзистор VT1. Регулятор подстроечного потенциометра R1 должен быть выставлен в положение, обеспечивающее открытие транзистора VT1 и закрытие VT2, когда напряжение на нагрузке превышает номинальное (220 В). Если напряжение меньше 220 вольт транзистор VT1 закроется , a VT2 - откроется. Полученная таким способом отрицательная обратная связь сохраняет напряжение на нагрузке примерно равным номинальному значению.
Выпрямленное напряжение с моста VD1 используется и для запитки коллекторной цепи VT1 (через цепь интегрального стабилизатора DA1). Цепочка C5R6 гасит нежелательные скачки напряжения сток-исток на транзисторе VT2. Конденсатор С1 обеспечивает снижение помех, проникающих в сеть в процессе работы стабилизатора. Номиналы резисторов R3 и R5 подбирают, получая наилучшую и устойчивую стабилизацию напряжения. Выключатель SA1 обеспечивает включение и выключение стабилизатора и нагрузки. Замыкание выключателя SA2 отключает автоматику, стабилизирующую напряжение на нагрузке. Оно в таком варианте оказывается максимально возможным при текущем напряжении в сети.
После включения собранного стабилизатора в сеть, подстроечным резистором R1 устанавливают на нагрузке напряжение, равное 220 В. Нужно учесть, что вышеописанный стабилизатор не может устранить изменения сетевого напряжения, превышающие 220 В, или оказавшиеся ниже минимального, использованного при расчете обмоток трансформатора.
Замечание: В некоторых режимах работы стабилизатора мощность, рассеиваемая транзистором VT2, оказывается весьма значительной. Именно она, а не мощность трансформатора, может ограничить допустимую мощность нагрузки. Поэтому следует позаботиться о хорошем отводе тепла от этого транзистора.
Стабилизатор, устанавливаемый в сыром помещении, нужно обязательно поместить в заземленный металлический корпус.
Смотрите также схемы:
Регулятор освещения Электронный термометр Электрическая печи Электрический счетчик Схема электрическая телевизораelektronika-muk.ru
Мощный самодельный трансформаторный стабилизатор | Мастер Винтик. Всё своими руками!
Простой мощный стабилизатор из старых телевизионных трансформаторов
Из старых давно отслуживших свою службу ламповых телевизоров типа «Рекорд», «Горизонт», «Темп», «Электрон», «Фотон», «Радуга», «Рубин», «Чайка» и им подобных, а точнее их силовых трансформаторов можно сделать достаточно мощный (2-3 кВт) стабилизатор сетевого напряжения. Для этого трансформаторы нужно соединить специальным способом.
Для начала в ламповых телевизорах старого образца изымаем силовые трансформаторы типа ТС-180. ТС-200, ТС-270, ТС-310. (эти цифры указывают на мощность трансформатора в ваттах). Для этого нужно выпаять или откусить подходящие к трансформатору провода.
Далее соединяем первичные обмотки с обмотками накаливания последовательно так, чтобы накальные обмотки были подключены в противоположную сторону относительно сетевой обмотки. Для этого соединяем начало с концом. Смотрите схему ниже примера для ТС-200:
Принципиальная схема трансформаторного стабилизатора на 2 кВт
На трансформаторах сбоку написаны все обозначения обмоток, все их выводы промаркированы. Штрих вверху у цифры означает начало обмотки.
Таблица маркировки выводов силовых телевизионных трансформаторов.
Соединенные трансформаторы следует заключить в изолированный (деревянный или фанерный) ящик, а выводы уже соединённых трансформаторов подключить к наружным клеммам. Нагрузка включается последовательно со стабилизатором.
Подобным способом можно изменять мощность стабилизатора — увеличивая или уменьшая количество силовых трансформаторов.
Македонов А.
P.S. Эффективным этот способ будет если нагрузка будет соответствовать мощности трансформаторов. Если нагрузка небольшая, то и количество и мощность трансформаторов выбираем соответствующее.
П О П У Л Я Р Н О Е:
- Стабилизаторы напряжения на L78xx, L79xx
- Стабилизаторы на мс L78XX: U=7-20V; J=3A
- Стабилизаторы на мс L7905: U=5;5,2;8;12;15;18;20;22;V; J=4A; U=24V; J=1,5A
- Импульсный металлоискатель ВИНТИК своими руками!
- Самодельный деревообрабатывающий станок
Стабилизаторы на мс L78XX; L7905
Характеристики:
Импульсный металлоискатель — «ВИНТИК»
Ранее мы рассматривали металлоискатель на одной микросхеме К561ЛА7 — он предназначен для поиска более крупных металлических предметов, находящихся на небольшой глубине. Сегодня, в статье рассмотрим импульсный металлоискатель «ВИНТИК» на трёх микросхемах, предназначенный для поиска мелких металлических предметов. Он сложнее предыдущего, особенно его настройка на максимальную чувствительность, но схема не содержит программируемых микросхем, а также в ней нет дорогих и дефицитных радиодеталей. Его чувствительность в несколько раз лучше, чем у предыдущего.
Подробнее…
Незаменимым помощником в делах домашнего мастера будет фрезерный станок по дереву. Купить станок — это будет довольно дорого, а вот сделать его своими руками будет намного дешевле! Давайте подробнее в картинках рассмотрим изготовление подобного станка.
Подробнее…
>>
ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ:
Популярность: 3 200 просм.
www.mastervintik.ru
Симисторный стабилизатор напряжения - принцип работы и устройство
Симисторный стабилизатор напряжения является современным устройством, позволяющим экономить денежные средства на выполнении ремонта дорогостоящей бытовой техники и сокращающим расходы на оплату электрической энергии.
Благодаря отсутствию в конструкции механических реле значительно повышается скорость переключения, а работа устройства характеризуется бесшумностью.
Плюсы и минусы
Стабилизаторы симисторного типа в настоящее время считаются наиболее надежными, что позволяет обеспечивать различные приборы максимальной защитой при любых колебаниях в электрической сети.
Преимущества применения такого стабилизатора представлены:
- быстрым действием, составляющим 10-20 мс;
- высокими показателями точности напряжения на выход в пределах 1-2,5 %;
- широким диапазоном напряжения на выход в пределах 145-275 В;
- стабильным контролем напряжения на вход и выход с показателями точности 0,5 %;
- отсутствием внутри прибора движимых механически частей, что делает работу абсолютно бесшумной;
- продолжительным эксплуатационным сроком на уровне пятнадцати лет и более в условиях беспрерывной работы;
- отсутствием необходимости обеспечивать сервисное обслуживание.
Неправильно подобранные или некачественные приборы характеризуются дискретными изменениями в процессе обмоточного переключения.
Несмотря на то, что работоспособность техники в этом случае не страдает, неприятным побочным явлением станет частое и заметное мигание эксплуатируемых осветительных приборов.
Стабилизаторы напряжения симисторного типа на сегодняшний день являются самыми современными и оптимальными по виду схемотехнического решения приборами, что обусловлено отличной функциональностью и повышенной надежностью.
Не все знают, когда положена замена счетчиков электроэнергии и за чей счет она производится. Что говорится в законодательстве по этому поводу, расскажем подробно.
Пример расчета блока питания для светодиодной ленты представлен тут.
Что такое световой поток светодиодных ламп и каков этот параметр по сравнению с лампами накаливания, смотрите на этой странице.
Устройство
Конструкционной особенностью стабилизаторов симисторного типа является наличие следующих обязательных комплектующих элементов:
- автоматического трансформатора, оснащенного парой обмоток, соединяемых напрямую;
- контроллеров;
- ключей силового типа.
Контроллерами осуществляется регулирование напряжения на входе посредством сопоставления показаний с номинальными показателями. Такой принцип работы позволяет симисторному стабилизатору среагировать на любые изменения в максимально короткие сроки.
Стабилизатор напряжения тиристорный (симисторный) SUNTEK ТТ 10000 va пониженного входного напряжения
Следует отметить, что уровень точности при выравнивании показателей напряжения напрямую зависит от количества ступеней в регулировке. При минимальном шаге регулирования и значительном количестве ступеней осуществляется более точный процесс стабилизации.
При выборе прибора симисторного типа для стабилизации напряжения следует отдавать предпочтение показателям точности в регулировании менее 1 %, а также моделям с показателями мощности на уровне 40-50 кВт.
Принцип работы
Бытовые симисторные стабилизаторы относятся к категории корректирующих напряжение устройств дискретного действия.Несмотря на схожесть блоков с другими видами приборов, такие стабилизаторы обладают наилучшими характеристиками.
Принцип работы такого устройства основан на функционировании трансформатора с обмоткой понижающего и повышающего типа, а также микропроцессора.
Ступенчатая работа симисторного стабилизатора представлена следующими этапами:
- проведение микропроцессорных замеров напряжения внутри сети;
- обработка микропроцессором всего объёма информации по замерам;
- формирование решения о необходимости и способе преобразования входящего сигнала;
- работа трансформаторной обмотки в режиме снижения или повышения показателей.
Симисторные стабилизаторы обладают повышенной чувствительностью к помехам и высокой скоростью реакции, благодаря чему такое устройство успешно используется с целью эффективного выравнивания напряжения для телевизора, Hi-Fi-системы и любой другой дорогостоящей аппаратуры.
Стабилизатор напряжения симисторный — принцип работы
Особенности принципа действия используются в работе не только с низкими показателями сетевого напряжения, но и с повышенными параметрами. Кроме всего прочего, микропроцессор способен на логическое обрабатывание всего объёма получаемой информации, что позволяет минимизировать риск ложного срабатывания.
Симисторные ключевые стабилизаторы отлично подходят практически к любым видам электрических приборов, но наиболее востребованы при работе с дорогой и достаточно капризной в плане напряжения техникой.
Схема стабилизатора 220 В своими руками для дома
Стабилизаторы симисторного типа функционируют аналогично релейным устройствам, а существенное отличие заключается в наличии элемента, отвечающего за переключение трансформаторной обмотки. Реле в этом случае заменено мощными симисторами, которые управляются контроллерами.
Обмоточное управление симисторами является бесконтактным, с отсутствием характерных звуковых сигналов в виде достаточно громких щелчков. Намотка автоматического трансформатора предполагает использование медного провода.
Схема стабилизатора напряжения
Основные комплектующие и инструмент, необходимые для выполнения самостоятельной сборки стабилизатора, представлены:
- блоком питания;
- выпрямителем, измеряющим амплитуду напряжения;
- компаратором;
- контроллером;
- усилительными устройствами;
- световыми диодами;
- узлом для торможения подключения нагрузки;
- автоматическим трансформатором;
- ключами;
- выключателем-предохранителем;
- бытовым паяльником и пинцетом.
Стандартная печатная плата размерами 11,5х9,0 см выполняется с применением традиционного стеклотекстолита фольгированного типа, после чего напечатанная на лазерном МФУ схема размещения элементов переносится посредством утюга.
С целью самостоятельной сборки трансформаторов нужно использовать:- магнитопровод с сечением 187 ммВІ;
- кабель ПЭВ-2 в количестве трёх штук для обмотки с количеством витков 8669 и пары обмоток с 522 витками.
На заключительном этапе сборки стабилизатора напряжения на плату устанавливаются мигающие световые диоды.
Самостоятельное выполнение простейшего стабилизатора на 220 В предполагает подключение неэлектронного типа трансформатора с получением на выходе показателей, которые примерно на 11 % превышают стандартное сетевое напряжение.
Таким образом, согласно схеме управление ступенями осуществляется посредством контроллера, а наличие двенадцати ключей регулирует напряжение на выход в большом количестве уровней, что обусловливает высокую точность.
Какой стабилизатор напряжения лучше: релейный или симисторный?
Устройства симисторного типа характеризуются небольшими размерами корпуса, а уровень компактности таких приборов вполне сопоставим с моделями электромеханического и релейного типа. Средняя стоимость симисторного устройства по сравнению с качественными релейными аналогичными приборами выше практически в два-три раза.
Релейный стабилизатор «Ресанта 10000/1-ц»
Несмотря на прекрасную скорость переключения и наличие значительного интервала на входных напряжениях, любой релейный прибор является шумным при эксплуатации и характеризуется низкими показателями точности.
Кроме всего прочего, все релейные стабилизаторы имеют некоторые ограничения по уровню мощности, что обусловливается неспособность контактов коммутировать очень большие токи.
Думаете о том, стоит ли подключить счетчик день ночь? Читайте статью о том, выгодны ли двойные тарифы.
Порядок сборки светодиодного фонаря своими руками описан в этой статье.
Наиболее перспективный вид электронных стабилизаторов представлен в настоящее время современными устройствами, которые функционируют в условиях двойного преобразования сетевого напряжения.
Помимо высокой стоимости, такие приборы не обладают серьёзными недостатками. Именно поэтому при выборе стабилизирующего устройства, если стоимость не имеет решающего значения, целесообразно отдавать предпочтение приборам, полностью собранным с использованием качественных полупроводников.
Видео на тему
proprovoda.ru
