A fejlesztők az elektromos és elektronikus eszközök, létrehozásuk folyamatában feltételezzük, hogy a jövőbeni készülék stabil tápfeszültség mellett fog működni. Erre azért van szükség, hogy az elektronikus eszköz elektromos áramköre egyrészt stabil kimeneti paramétereket biztosítson a rendeltetésének megfelelően, másrészt a tápfeszültség stabilitása megvédje a készüléket a túl magas áramfelvétellel és kiégéssel járó túlfeszültségektől. a készülék elektromos elemeinek. A tápfeszültség invarianciájának biztosításával kapcsolatos probléma megoldására a feszültségstabilizátor valamilyen változatát használják. A készülék által fogyasztott áram jellege szerint AC és DC feszültségstabilizátorokat különböztetünk meg.
Stabilizátorok AC feszültség
Váltóáramú feszültségstabilizátorokat használnak, ha feszültségeltérés van elektromos hálózat a névértéktől meghaladja a 10%-ot. Ezt az arányt azon tény alapján választották ki, hogy az ilyen eltérésekkel rendelkező váltakozó áramú fogyasztók a teljes működési időszak alatt megőrzik teljesítményüket. A modern elektronikus technológiában általában a stabil tápegység problémájának megoldására használják impulzus blokk tápegység, amelyben nincs szükség AC feszültségstabilizátorra. De hűtőben mikrohullámú sütők, klímaberendezések, szivattyúk stb. az AC tápfeszültség külső stabilizálása szükséges. Ilyen esetekben a leggyakrabban a háromféle stabilizátor valamelyikét használják: elektromechanikus, amelynek fő láncszeme egy szabályozható elektromos hajtású állítható autotranszformátor, relé-transzformátor, amely egy erős transzformátoron alapul, több csappal a primer tekercsben, és elektromágneses relék, triacok, tirisztorok vagy erős kulcstranzisztorok kapcsolója, valamint tisztán elektronikus. A múlt században széles körben elterjedt ferrorezonáns stabilizátorokat számos hiányosság miatt jelenleg gyakorlatilag nem használják.
A fogyasztók 50 Hz-es váltakozó áramú hálózathoz történő csatlakoztatásához 220 V-os feszültségszabályozót használnak. Bekötési rajz Az ilyen típusú feszültségstabilizátor a következő ábrán látható.
Az A1 transzformátor olyan szintre emeli a hálózati feszültséget, amely elegendő a kimeneti feszültség stabilizálásához, amikor a bemeneti feszültség alacsony. Az RE vezérlőelem megváltoztatja a kimeneti feszültséget. A kimeneten az UE vezérlőelem megméri a feszültség értékét a terhelésnél, és szükség esetén vezérlőjelet ad ki annak javítására.
Elektromechanikus stabilizátorok
Az ilyen stabilizátor alapja egy háztartási állítható autotranszformátor vagy egy laboratóriumi LATR használata. Az autotranszformátor használata nagyobb hatékonyságot biztosít a telepítéshez. Az autotranszformátor beállító gombját eltávolítják, és helyette koaxiálisan egy sebességváltóval ellátott kis motort szerelnek fel a testre, amely elegendő forgóerőt biztosít az autotranszformátor csúszkájának elfordításához. A szükséges és elégséges forgási sebesség kb. 1 fordulat 10-20 másodperc alatt. Ezeknek a követelményeknek megfelel a korábban önrögzítő műszerekben használt RD-09 típusú motor. A motort elektronikus áramkör vezérli. Ha a hálózati feszültség + - 10 volton belül változik, parancsot ad a motornak, amely addig forgatja a csúszkát, amíg a kimeneti feszültség el nem éri a 220 V-ot.
Példák az elektromechanikus stabilizáló áramkörökre az alábbiakban találhatók:
A feszültségstabilizátor elektromos áramköre logikai áramkörökkel és az elektromos hajtás relévezérlésével
Műveleti erősítőn alapuló elektromechanikus stabilizátor.
Az ilyen stabilizátorok előnye a könnyű kivitelezés és a kimeneti feszültség stabilizálásának nagy pontossága. A hátrányok közé tartozik a mechanikus mozgó elemek jelenléte miatti alacsony megbízhatóság, a viszonylag alacsony megengedett terhelési teljesítmény (250 ... 500 W-on belül), az autotranszformátorok és a korunkban szükséges elektromos motorok alacsony elterjedtsége.
Relé - transzformátor stabilizátorok
A relé-transzformátor stabilizátor népszerűbb a tervezés egyszerű kivitelezése, a közös elemek használata és a jelentős kimeneti teljesítmény (akár több kilowatt) megszerzése miatt, amely jelentősen meghaladja a használt transzformátor teljesítményét. A teljesítmény megválasztását az adott váltakozó áramú hálózat minimális feszültsége befolyásolja. Ha például nem kevesebb, mint 180 V, akkor a transzformátornak 40 V-os feszültségnövelést kell biztosítania, ami 5,5-szer kisebb, mint a hálózat névleges feszültsége. A stabilizátor kimeneti teljesítménye annyiszor nagyobb lesz, mint a teljesítménytranszformátor teljesítménye (ha nem veszi figyelembe a transzformátor hatásfokát és a kapcsolóelemeken keresztül megengedhető maximális áramerősséget). A feszültséglépések száma általában 3 ... 6 lépésben van beállítva, ami a legtöbb esetben a kimeneti feszültség stabilizálásának elfogadható pontosságát biztosítja. A transzformátor tekercseinek fordulatszámának kiszámításakor az egyes fokozatokban a hálózat feszültségét a kapcsolóelem működési szintjével egyenlőnek veszik. Általános szabály, hogy kapcsolóelemként elektromágneses reléket használnak - az áramkör meglehetősen elemi, és nem okoz nehézséget ismétléskor. Az ilyen stabilizátor hátránya, hogy kapcsoláskor ív képződik a relé érintkezőin, ami tönkreteszi a relé érintkezőit. Az áramkörök bonyolultabb változataiban a relé azokban a pillanatokban kapcsol be, amikor a feszültség félhullám átmegy nullán, ami azonban megakadályozza a szikraképződést, feltéve, hogy nagy sebességű reléket használnak, vagy bekapcsolják a feszültség csökkenését. előző félhullám. A tirisztorok, triacok vagy egyéb érintésmentes elemek kapcsolóelemként való alkalmazása drámaian növeli az áramkör megbízhatóságát, de bonyolultabbá válik, mivel a vezérlőelektróda áramkörök és a vezérlőmodul között galvanikus leválasztást kell biztosítani. Ehhez optocsatolókat vagy leválasztó impulzustranszformátorokat használnak. Alább kördiagramm relé - transzformátor stabilizátor:
Digitális relé sémája - transzformátor stabilizátor az elektromágneses reléken
Elektronikus stabilizátorok
Az elektronikus stabilizátorok általában rendelkeznek kis teljesítmény(100 W-ig) és a kimeneti feszültség nagy stabilitása, amely számos elektronikai eszköz működéséhez szükséges. Általában egyszerűsített alacsony frekvenciájú erősítőként készülnek, amelynek kellően nagy tartaléka van a tápfeszültség és a teljesítmény szintjének megváltoztatásához. felőli bejáratánál elektronikus szabályozó feszültség, 50 Hz frekvenciájú szinuszos jelet táplálunk egy segédgenerátorból. Használhatja a teljesítménytranszformátor lecsökkentő tekercsét. Az erősítő kimenete 220 V-ig emelő transzformátorra van kötve. Az áramkörnek tehetetlenségi negatív visszacsatolása van a kimeneti feszültség értékére, amely garantálja a kimeneti feszültség stabilitását torzításmentes formában. Több száz watt teljesítmény eléréséhez más módszereket is alkalmaznak. Általában használt erős átalakító egyenáram egy új típusú félvezető – az úgynevezett IGBT tranzisztor – használatán alapuló változóba.
Ezek a kapcsolóelemek kulcs módban több száz amperes áramot képesek átengedni 1000 V-nál nagyobb megengedett feszültség mellett. Az ilyen tranzisztorok vezérléséhez speciális vektorvezérlésű mikrokontrollereket használnak. A több kilohertz frekvenciájú tranzisztor kapuját változó szélességű impulzusok látják el, amelyek a mikrokontrollerbe bevitt program szerint változnak. Az ilyen átalakító kimenetén a megfelelő transzformátort terhelik. A transzformátor áramkörében az áram szinuszosan változik. Ugyanakkor a feszültség megtartja az eredeti téglalap alakú impulzusok alakját, különböző szélességgel. Ezt a sémát használják erős források a számítógépek zavartalan működéséhez használt garantált tápegység. Az ilyen típusú feszültségstabilizátorok elektromos áramköre nagyon összetett és gyakorlatilag hozzáférhetetlen a független reprodukcióhoz.
Egyszerűsített elektronikus feszültségstabilizátorok
Az ilyen eszközöket akkor használják, ha a háztartási hálózat feszültsége (különösen vidéki körülmények között) települések) gyakran csökken, és szinte soha nem biztosítja a névleges 220 V-ot.
Ilyen helyzetben a hűtőszekrény szakaszosan működik, és fennáll a meghibásodás veszélye, és a világítás gyenge lesz, és az elektromos vízforralóban lévő víz nem tud sokáig forrni. Egy régi, még szovjet időkből származó, TV táplálására tervezett feszültségstabilizátor teljesítménye általában nem elegendő az összes többi háztartási elektromos fogyasztó számára, és a hálózat feszültségértéke gyakran az ilyen stabilizátorok számára elfogadható szint alá esik.
Létezik egy egyszerű módszer a hálózat feszültségének növelésére, olyan transzformátor használatával, amelynek teljesítménye lényegesen kisebb, mint az alkalmazott terhelés teljesítménye. A transzformátor primer tekercsét közvetlenül a hálózatra, a terhelést pedig sorosan a transzformátor szekunder (leléptető) tekercsére kötjük. Helyes fázisozás mellett a feszültség a terhelésnél lesz egyenlő az összeggel eltávolítjuk a transzformátorról és a hálózati feszültségről.
Egy ilyen egyszerű elv szerint működő feszültségstabilizátor elektromos áramköre az alábbi ábrán látható. Ha a VD2 diódahíd átlójában álló VT2 tranzisztor (mező) zárva van, akkor a T1 transzformátor I tekercse (amely az elsődleges) nincs csatlakoztatva a hálózathoz. A bekapcsolt terhelésnél a feszültség majdnem megegyezik a hálózati feszültséggel, mínusz egy kis feszültség a T1 transzformátor II (szekunder) tekercsén. A térhatású tranzisztor kinyitásakor a transzformátor primer tekercse záródik, és a terhelésre a hálózati és a szekunder tekercs feszültségének összege kerül.
Rendszer elektronikus stabilizátor feszültség
A terhelésből származó feszültség a T2 transzformátoron és a VD1 diódahídon keresztül a VT1 tranzisztorra kerül. Az R1 hangolópotenciométer beállítóját olyan helyzetbe kell állítani, amely biztosítja a VT1 tranzisztor nyitását és a VT2 zárását, ha a terhelési feszültség meghaladja a névleges értéket (220 V). Ha a feszültség kisebb, mint 220 volt, a VT1 tranzisztor zár, és a VT2 kinyílik. Az eredményül kapott negatív Visszacsatolás a terhelés feszültségét megközelítőleg a névleges értékkel egyenlően tartja.
A VD1 híd egyenirányított feszültségét a VT1 kollektor áramkör táplálására is használják (a beépített stabilizátor DA1). A C5R6 áramkör csillapítja a VT2 tranzisztoron a nem kívánt lefolyóforrás feszültséglökéseket. A C1 kondenzátor csökkenti a hálózatba behatoló zavarokat a stabilizátor működése során. Az R3 és R5 ellenállások értékeit úgy választják ki, hogy a legjobb és legstabilabb feszültségstabilizálást érjék el. Az SA1 kapcsoló biztosítja a stabilizátor és a terhelés be- és kikapcsolását. Az SA2 kapcsoló bezárása letiltja azt az automatizálást, amely stabilizálja a feszültséget a terhelésnél. Ebben a kiviteli alakban ez a lehető legnagyobb a hálózat aktuális feszültségénél.
Miután az összeszerelt stabilizátort a hálózatra csatlakoztattuk, a terhelésre R1 hangolóellenállással 220 V-nak megfelelő feszültséget állítunk be. a transzformátor tekercseinek kiszámításához használt minimum alatt vannak.
Megjegyzés: A stabilizátor egyes üzemmódjaiban a VT2 tranzisztor által disszipált teljesítmény nagyon jelentősnek bizonyul. Ő, és nem a transzformátor teljesítménye korlátozhatja a megengedett terhelési teljesítményt. Ezért gondoskodnia kell a tranzisztor jó hőelvezetéséről.
A nedves helyiségben elhelyezett stabilizátort földelt fémtokba kell helyezni.
Lásd még diagramokat.
Tartalom:Az elektromos áramkörökben állandóan szükség van bizonyos paraméterek stabilizálására. Erre a célra speciális ellenőrzési és felügyeleti rendszereket alkalmaznak. A stabilizáló műveletek pontossága az úgynevezett szabványtól függ, amellyel egy adott paramétert, például feszültséget, összehasonlítanak. Ez azt jelenti, hogy amikor a paraméter értéke a referencia alatt van, a feszültségszabályozó áramkör bekapcsolja a vezérlést, és parancsot ad annak növelésére. Ha szükséges, az ellenkező műveletet hajtják végre - csökkenteni.
Ez a működési elv az összes ismert eszköz és rendszer automatikus vezérlésének alapja. A feszültségstabilizátorok ugyanúgy működnek, annak ellenére, hogy sokféle áramkör és elem létezik a létrehozásukhoz.
Az elektromos hálózatok ideális működése esetén a feszültségérték legfeljebb a névleges érték 10%-ával változhat a növekedés vagy csökkenés irányában. A gyakorlatban azonban a feszültségesések sokat érnek nagy értékek, amely rendkívül negatív hatással van az elektromos berendezésekre, egészen annak meghibásodásáig.
A speciális stabilizáló berendezések segítenek megvédeni az ilyen problémákat. A magas költségek miatt azonban hazai körülmények között történő alkalmazása sok esetben gazdaságilag nem kifizetődő. A legjobb kiút egy házi készítésű 220 V-os feszültségszabályozó, amelynek áramköre meglehetősen egyszerű és olcsó.
Az ipari formatervezési mintát veheti alapul, hogy megtudja, milyen alkatrészekből áll. Minden stabilizátor tartalmaz egy transzformátort, ellenállásokat, kondenzátorokat, összekötő és összekötő kábeleket. A legegyszerűbb az AC feszültségszabályozó, melynek áramköre reosztát elven működik, az áramerősségnek megfelelően növeli vagy csökkenti az ellenállást. A modern modellekben számos egyéb funkció is található, amelyek megvédik a háztartási készülékeket a túlfeszültségtől.
A házi készítésű tervek közül a triac eszközöket tekintik a leghatékonyabbnak, ezért ezt a modellt példaként tekintjük. Ezzel az eszközzel az áramkiegyenlítés 130-270 voltos bemeneti feszültséggel lehetséges. Az összeszerelés megkezdése előtt meg kell vásárolnia egy bizonyos elem- és komponenskészletet. Tápegységből, egyenirányítóból, vezérlőből, komparátorból, erősítőkből, LED-ekből, autotranszformátorból, terhelés-bekapcsolás késleltető egységből, optocsatolókból és biztosítékkapcsolóból áll. A fő munkaeszköz a csipesz és a forrasztópáka.
220 voltos stabilizátor összeszereléséhez először is szüksége lesz egy 11,5x9,0 cm méretű nyomtatott áramköri lapra, amelyet előre kell készíteni. Anyagként fólia üvegszál használata javasolt. Az alkatrészek elrendezését nyomtatóra nyomtatják, és vasalóval áthelyezik a táblára.
Az áramkör transzformátorai készen vagy önállóan összeszerelhetők. A kész transzformátoroknak TPK-2-2 12V márkájúnak kell lenniük, és sorba kell kötni egymással. Az első transzformátor saját kezű létrehozásához 1,87 cm2 keresztmetszetű mágneses magra és 3 PEV-2 kábelre lesz szüksége. Az első kábelt egy tekercsben használják. Átmérője 0,064 mm lesz, és a fordulatok száma - 8669. A fennmaradó vezetékeket más tekercsekben használják. Átmérőjük már 0,185 mm lesz, a fordulatok száma pedig 522 lesz.
A második transzformátor egy toroid mágneses áramkör alapján készül. Tekercse ugyanabból a huzalból készül, mint az első esetben, de a fordulatok száma eltérő lesz, és 455 lesz. A második készülékben hét darab csapot készítenek. Az első három 3 mm átmérőjű huzalból, a többi 18 mm2 keresztmetszetű gumiabroncsból készül. Ez megakadályozza, hogy a transzformátor működés közben felmelegedjen.
Az összes többi komponenst ajánlatos készen megvásárolni, speciális üzletekben. Az összeszerelés alapja egy feszültségstabilizátor kapcsolási rajza, gyárilag. Először egy mikroáramkört telepítenek, amely a hűtőborda vezérlőjeként működik. Gyártásához 15 cm2-nél nagyobb területű alumíniumlemezt használnak. A triacok ugyanarra a táblára vannak felszerelve. A rögzítésre szánt hűtőbordának hűtőfelülettel kell rendelkeznie. Ezt követően a LED-eket a diagramnak megfelelően vagy a nyomtatott vezetékekből telepítik. Az így összeállított szerkezet sem megbízhatóságban, sem munkaminőségben nem hasonlítható össze a gyári modellekkel. Ezeket a stabilizátorokat használják Háztartási gépek amelyek nem igényelnek pontos áram- és feszültségparamétereket.
Az elektromos áramkörben használt kiváló minőségű transzformátorok még nagy interferenciával is hatékonyan megbirkóznak. Megbízhatóan védenek Háztartási gépekés a házban felszerelt berendezéseket. A testre szabott szűrőrendszer lehetővé teszi az esetleges túlfeszültségek kezelését. A feszültség szabályozásával az áram nagysága megváltozik. A határfrekvencia a bemeneten nő, a kimeneten pedig csökken. Így az áramkörben lévő áramot két lépcsőben alakítják át.
Kezdetben szűrővel ellátott tranzisztort használnak a bemeneten. Ezután következik a munkába való beillesztés. Az áramkörben az áramátalakítás befejezéséhez erősítőt használnak, amelyet leggyakrabban az ellenállások közé telepítenek. Ennek köszönhetően a készülékben a kívánt hőmérsékleti szint megmarad.
Az egyenirányító áramkör a következőképpen működik. A transzformátor szekunder tekercséből származó váltakozó feszültség egyenirányítása diódahíd (VD1-VD4) segítségével történik. A feszültségsimítást a C1 kondenzátor végzi, majd belép a kompenzációs stabilizátor rendszerbe. Az R1 ellenállás működése beállítja a stabilizáló áramot a VD5 zener-diódán. Az R2 ellenállás terhelési ellenállás. A C2 és C3 kondenzátorok részvételével a tápfeszültséget szűrjük.
A stabilizátor kimeneti feszültségének értéke a VD5 és R1 elemektől függ, amelyek kiválasztásához egy speciális táblázat található. A VT1 radiátorra van felszerelve, amelynek hűtőfelületének legalább 50 cm2-nek kell lennie. A hazai KT829A tranzisztor helyettesíthető a Motorola külföldi analóg BDX53-mal. A fennmaradó elemek meg vannak jelölve: kondenzátorok - K50-35, ellenállások - MLT-0,5.
A lineáris stabilizátorok KREN mikroáramköröket, valamint LM7805, LM1117 és LM350 mikroáramköröket használnak. Meg kell jegyezni, hogy a KREN szimbolika nem rövidítés. Ez a stabilizátor chip teljes nevének rövidítése, amelyre KR142EN5A-ként hivatkozunk. A többi ilyen típusú mikroáramkört ugyanígy jelöljük. A redukció után ez a név másképp néz ki - KREN142.
A legszélesebb körben az áramkör lineáris szabályozóit vagy DC feszültségszabályozóit használják. Egyetlen hátrányuk az, hogy nem tudnak olyan feszültségen dolgozni, amely alacsonyabb lesz, mint a bejelentett kimeneti feszültség.
Például, ha 5 voltos feszültséget szeretne kapni az LM7805 kimenetén, akkor a bemeneti feszültségnek legalább 6,5 V-nak kell lennie. Ha 6,5 V-nál kisebb feszültség kerül a bemenetre, akkor úgynevezett feszültségesés lép fel, és a deklarált 5 V már nem lesz a kimeneten. Kívül, lineáris stabilizátorok terhelés alatt nagyon felmelegszik. Ez a tulajdonság alapozza meg munkájuk elvét. Vagyis a stabilizált feletti feszültség hővé alakul. Például, ha az LM7805 mikroáramkör bemenetére 12 V feszültséget kapcsolunk, akkor ebben az esetben 7 db megy a ház fűtésére, és csak a szükséges 5 V kerül a fogyasztóhoz. Az átalakítás során olyan erős felmelegedés lép fel, hogy ez a mikroáramkör egyszerűen kiég, ha nincs hűtőradiátor.
Gyakran vannak olyan helyzetek, amikor a stabilizátor kimeneti feszültségét módosítani kell. Az ábra mutatja egyszerű áramkörállítható feszültség- és áramstabilizátor, amely nemcsak a stabilizálást, hanem a feszültség szabályozását is lehetővé teszi. Egyszerűen összeszerelhető, még csak alapvető elektronikai ismeretekkel is. Például a bemeneti feszültség 50 V, a kimenet pedig tetszőleges érték 27 volton belül.
A stabilizátor fő részét használják térhatású tranzisztor IRLZ24/32/44 és más hasonló modellek. Ezek a tranzisztorok három terminállal vannak felszerelve - lefolyó, forrás és kapu. Mindegyikük szerkezete egy dielektromos fémből (szilícium-dioxid) - egy félvezetőből áll. A tokban található a TL431 stabilizátor mikroáramkör, melynek segítségével a kimeneti feszültséget állítjuk be. Maga a tranzisztor a radiátoron maradhat, és vezetékekkel csatlakoztatható a táblához.
Ez az áramkör 6 és 50 V közötti bemeneti feszültséggel működhet. A kimeneti feszültség 3 és 27 V között van, és trimmer ellenállással állítható. A radiátor kialakításától függően a kimeneti áram eléri a 10A-t. A C1 és C2 simítókondenzátorok kapacitása 10-22 mikrofarad, a C3 pedig 4,7 mikrofarad. Az áramkör ezek nélkül is működik, de a stabilizálás minősége csökken. A bemeneti és kimeneti elektrolitkondenzátorok névleges feszültsége körülbelül 50 V. Az ilyen stabilizátor által disszipált teljesítmény nem haladja meg az 50 wattot.
A Triac stabilizátorok a relé eszközökkel analóg módon működnek. Jelentős különbség a transzformátor tekercsét kapcsoló csomópont jelenléte. A relék helyett erős triacokat használnak, amelyeket vezérlők vezérelnek.
A tekercselés vezérlése triakkal érintkezésmentes, így kapcsoláskor nincsenek jellemző kattanások. Az autotranszformátor tekercselésére rézhuzalt használnak. A triac stabilizátorok alacsony feszültségen működhetnek 90 V-tól és magas - 300 V-ig. A feszültség beállítása 2%-os pontossággal történik, ezért a lámpák egyáltalán nem villognak. Átkapcsolás közben azonban önindukciós EMF lép fel, mint a relé eszközökben.
A triac kapcsolók nagyon érzékenyek a túlterhelésre, ezért teljesítménytartalékkal kell rendelkezniük. Ez a típusú stabilizátor nagyon összetett hőmérsékleti rezsim. Ezért a triacok felszerelését kényszerített ventilátorhűtésű radiátorokon hajtják végre. A barkácsolt 220V-os tirisztoros feszültségstabilizáló áramkör ugyanúgy működik.
Vannak megnövelt pontosságú eszközök, amelyek kétlépcsős rendszeren működnek. Az első szakaszban a kimeneti feszültség durva beállítását hajtják végre, a második szakaszban ezt a folyamatot sokkal pontosabban hajtják végre. Így két fokozat vezérlése egy vezérlővel történik, ami valójában két stabilizátor jelenlétét jelenti egyetlen házban. Mindkét fokozat egy közös transzformátorba tekercselt. 12 kapcsolóval ez a két fokozat lehetővé teszi a kimeneti feszültség 36 fokozatban történő beállítását, ami biztosítja annak nagy pontosságát.
Ezek az eszközök elsősorban a kisfeszültségű eszközök számára biztosítanak tápellátást. Az ilyen áram- és feszültségstabilizáló áramkört egyszerű kialakítása, megfizethető elemalapja, nemcsak a kimeneti feszültség, hanem a védelem kioldó áramának zökkenőmentes beállításának lehetősége jellemzi.
Az áramkör alapja egy párhuzamos stabilizátor ill állítható zener dióda, valamint azzal nagy teljesítményű. Az úgynevezett mérőellenállás figyeli a terhelés által felvett áramot.
Néha előfordul a stabilizátor kimenetén rövidzárlat vagy a terhelési áram meghaladja a beállított értéket. Ebben az esetben a feszültség leesik az R2 ellenálláson, és a VT2 tranzisztor kinyílik. A VT3 tranzisztor egyidejű nyitása is megtörténik, söntölve a forrást referencia feszültség. Ennek eredményeként a kimeneti feszültség értéke majdnem nulla szintre csökken, és a szabályozó tranzisztor védve van a túláramtól. Az áramvédelem működési küszöbének pontos beállításához egy R3 hangoló ellenállást használnak, amely az R2 ellenállással párhuzamosan csatlakozik. A LED1 piros színe a védelmi működést, a zöld LED2 pedig a kimeneti feszültséget jelzi.
Az erős feszültségstabilizátorok megfelelően összeállított áramköre után azonnal működni kezdenek, csak be kell állítania a kívánt kimeneti feszültség értéket. A készülék betöltése után a reosztát beállítja azt az áramerősséget, amelynél a védelem kiold. Ha a védelemnek kisebb áramerősséggel kell működnie, akkor ehhez növelni kell az R2 ellenállás értékét. Például, ha R2 egyenlő 0,1 Ohm-mal, a minimális védelmi áram körülbelül 8 A lesz. Ha éppen ellenkezőleg, növelni kell a terhelési áramot, akkor két vagy több tranzisztort kell párhuzamosan csatlakoztatni, amelyek emittereiben kiegyenlítő ellenállások vannak.
Egy relé stabilizátor segítségével megbízható védelem készülékek és egyéb elektronikus eszközök, amelyeknél a szabványos feszültségszint 220 V. Ez a feszültségstabilizátor 220 V, amelynek áramköre mindenki számára ismert. Kialakításának egyszerűsége miatt nagyon népszerű.
Az eszköz megfelelő működéséhez tanulmányoznia kell felépítését és működési elvét. Minden reléstabilizátor egy automatikus transzformátorból és egy elektronikus áramkörből áll, amely szabályozza a működését. Ezen kívül van egy megbízható házban elhelyezett relé. Ez az eszköz a booster kategóriájába tartozik, azaz csak alacsony feszültség esetén ad hozzá áramot.
A szükséges számú volt hozzáadása a transzformátor tekercsének csatlakoztatásával történik. Általában 4 tekercset használnak a működéshez. Túl nagy áramerősség esetén az elektromos hálózatban a transzformátor automatikusan a kívánt értékre csökkenti a feszültséget. A dizájn kiegészíthető más elemekkel, például kijelzővel.
Így a relé feszültségszabályozó nagyon egyszerű működési elve. mért áramerősség elektronikus áramkör, majd az eredmények megszerzése után összehasonlítják a kimeneti árammal. A keletkező feszültségkülönbséget a kívánt tekercs kiválasztásával függetlenül állítjuk be. Ezután a relé csatlakoztatva van, és a feszültség eléri a kívánt szintet.
A modern táphálózat úgy működik, hogy nagyon gyakran változik benne a feszültség. Természetesen az áramerősség változása elfogadható, de semmi esetre sem lehet több a névleges 220 V tíz százalékánál.
Ezt az eltérési arányt mind a csökkenő, mind a növekvő feszültség irányában figyelni kell. Az áramellátó hálózat ilyen állapota azonban nagyon ritka, mivel a benne lévő áramot nagy változások jellemzik.
Az ilyen változtatások nem igazán „tetszenek” az elektromos készülékeknek, amelyek nemcsak tervezési képességeiket veszíthetik el, de meg is hibázhatnak. Egy ilyen negatív forgatókönyv kiküszöbölésére az emberek különféle stabilizátorokat használnak.
Ma a piac sok mindent kínál különféle modellek, melynek nagy része kerül nagy pénz. A másik rész nem dicsekedhet megbízható működéssel.
És mi a teendő, ha nincs vágy túlfizetni vagy rossz minőségű terméket vásárolni? Ebben a helyzetben saját kezével készíthet feszültségstabilizátort.
Természetesen megteheti különböző fajták stabilizáló eszközök. Az egyik leghatékonyabb a triac. Valójában az összeszerelésről lesz szó ebben a cikkben.
Ez a stabilizáló eszköz nem lesz érzékeny a közös hálózaton keresztül táplált feszültség frekvenciájára. Az áramkiegyenlítés akkor történik meg, ha a bemenet 130 V-nál nagyobb és 270 V-nál kisebb.
A csatlakoztatott készülékek 205 V-nál nagyobb és 230 V-nál kisebb áramot kapnak. Ehhez a stabilizáló berendezéshez elektromos készülékek csatlakoztathatók, amelyek összteljesítménye hat kilowatt lehet.
A stabilizáló berendezés 10 ezredmásodperc alatt váltja át a terhelést.
A stabilizáló eszköz általános sémája az ábrán látható:
Rizs. 1. A stabilizáló szerkezet felépítése.
Hogyan működik a saját kezűleg könnyen elkészíthető hálózati feszültségstabilizátorunk?
A tápfeszültség bekapcsolása után a C1 kondenzátor lemerült állapotban van, a VT2 tranzisztor nyitva van és a VT2 zárva van. Szintén zárva van a VT3 tranzisztor. Ezen keresztül kap áramot minden LED és triac optocsatoló.
Mivel ez a tranzisztor ki van kapcsolva, a LED-ek nem világítanak, minden triac ki van kapcsolva, és a terhelés ki van kapcsolva. Ekkor az elektromos áram áthalad az R1 ellenálláson, és belép a C1-be. Ezután ez a kondenzátor fel van töltve.
A késleltetési idő mindössze három másodpercig tart. Ezalatt az összes tranziens folyamat lezajlik, és a vége után a Schmitt trigger aktiválódik, amely a VT1 és VT2 tranzisztorokon alapul.
A harmadik T1 tekercsből kilépő feszültséget a VD2 dióda és a C2 kondenzátor egyenirányítja. Továbbá az áram áthalad az R13 ... 14 osztón. Az R14-ből a hálózatban lévő voltok számával arányos feszültség lép be a komparátorok minden nem invertáló bemenetére.
A komparátorok száma nyolc, és mindegyik a DA2 és DA3 chipeken található. Ugyanebben a pillanatban minden komparátor invertáló bemenetére állandó példaáram lép be. R15...23 ellenállásosztók szolgálják ki.
Ezt követően a vezérlő lép működésbe, amely az egyes komparátorok bemeneténél feldolgozza a jelet.
Ha a bemeneti volt 130-nál kisebb, az egyes komparátorok kimenetei logikailag alacsony szintre vannak zárva. Ekkor a VT4 tranzisztor nyitott állapotban van, és az első LED villog.
Beszámol arról, hogy a hálózatot nagyon alacsony feszültségszint jellemzi. Ez azt jelenti, hogy a saját kezűleg állítható feszültségszabályozó nem tudja betölteni a funkcióját.
Mindegyik triac zárva van, és a terhelés kikapcsolt állapotban van.
Ha a bemeneti voltok száma 130 és 150 között ingadozik, akkor az 1 és A jeleket a logikai szint magas értéke jellemzi. Az összes többi jelnek ez a szintje alacsony. Ebben a helyzetben a VT5 tranzisztor kinyílik, és a második LED világít.
Megnyílik az U1.2 optimistor és a triac VS2. Ez utóbbin keresztül halad át a terhelés. Ezután belép a T2 automata transzformátor tekercsének felső kivezetésébe.
Ha a bemeneti voltok száma 150-170 V tartományba esik, akkor a 2, 1 és B jeleket a logikai szint magas értéke jellemzi. Az összes többi jelnek ez a szintje alacsony.
Ezzel a bemeneti számú volttal a VT6 tranzisztor kinyílik, a harmadik LED bekapcsol. Ekkor megnyílik a második triac (VS2), és az áram a T2 tekercs azon kapcsaira kerül, amely felülről a második.
Egy saját készítésű feszültségszabályozó, amely 220 V-ot képes táplálni, kapcsolja a második transzformátor tekercseit, feltéve, hogy a bemeneti feszültség eléri a 190, 210, 230 és 250 voltot.
Egy ilyen stabilizátor előállításához be kell vennie nyomtatott áramkör, melynek méretei 115x90 milliméter. A fő elem, amelyből készül, egyoldalú fólia üvegszál legyen. Az elemek elhelyezése a táblán alább látható.
Rizs. 2. Elemek elrendezése a táblán.
Egy ilyen tábla könnyen nyomtatható lézernyomtatóval. Ezután használjon vasalót. A Sprint Loyout 4.0-t gyakran használják olyan nyomtatási fájlok létrehozására, amelyek tárolják az ilyen táblák elrendezését. Segítségével kényelmes a nyomtatott áramköri lapok gyártása.
Ami a T1 és T2 transzformátorokat illeti, ezek manuálisan is elkészíthetők.
A T1 gyártásához, amelynek teljesítményét három kilowattra tervezik, mágneses áramkört kell készíteni, amelynek keresztmetszete 1,87 négyzetméter. centiméter, valamint három vezeték PEV-2.
Az első átmérőjének 0,064 milliméternek kell lennie. Ezzel létrejön az első tekercs. A fordulóinak száma 8669 legyen.
A másik két vezetéket a másik két tekercs létrehozására használják. Ezeknek a vezetékeknek azonos átmérőjűeknek kell lenniük, nevezetesen 0,185 mm-nek. Az egyes tekercsekben a fordulatok számának 522-nek kell lennie.
Hasznos tanács: Vihetsz két kész TPK-2-2x12V transzformátort is, amelyeket sorba kell kötni.
Csatlakozási rajz alább:
Rizs. 3. Két TPK-2-2x12V transzformátor csatlakoztatása.
6 kilowatt teljesítményű T2 transzformátor létrehozásához toroid mágneses áramkört használnak. A tekercselés PEV-2 vezetékkel történik. A fordulatok száma 455.
Ebben a transzformátorban hét csapot kell készítenie. Az első három ágat három milliméter átmérőjű huzallal tekerjük fel. A másik négy létrehozásához gumiabroncsokat használnak. Keresztmetszetük 18 négyzetmilliméter legyen. Az ekkora keresztmetszet miatt a T2 nem melegszik fel.
Az ágak 398, 348, 305, 266, 232 és 203 fordulaton készülnek. A fordulatok számlálása a legalacsonyabb csaptól kezdődik. Ebben az esetben a hálózat áramának át kell mennie a 266-os kanyar csapján.
Ami a stabilizátor többi elemét illeti, amelyet kézzel szerelnek össze, és amelyek állandó feszültséget szolgáltatnak, jobb, ha boltban vásárolja meg őket.
Tehát vásárolnia kell:
Hasznos tipp: A hét MOC3041 triac optocsatoló helyettesítheti a MOC3061-et. A KR1158EN6A stabilizátor könnyen cserélhető KR1158EN6B-re. A K1401CA1 komparátor kiváló analógja az LM339N-nek. A KTS407A diódaként is használható.
A KR1158EN6A chipet hűtőbordára kell szerelni. Létrehozásához vegyen egy alumínium lemezt, amelynek területe meghaladja a 15 négyzetcentimétert.
A hűtőbordára triacokat is fel kell szerelni. Mind a hét triachoz egy hűtőborda használható, aminek hűtőfelülettel kell rendelkeznie. Területének nagyobbnak kell lennie 1600 négyzetcentiméternél.
A barkácsolt AC feszültségstabilizátorunkat is fel kell szerelni egy KR1554LP5 mikroáramkörrel, amely mikrokontrollerként fog működni.
Fentebb megjegyeztük, hogy az eszköz kilenc LED jelenlétét feltételezi. A fenti ábrán úgy vannak elrendezve, hogy beleeshessenek magának a készüléknek az előlapján lévő megfelelő lyukakba.
Hasznos tanács: ha a tok kialakítása nem teszi lehetővé a diagramon látható felszerelést, akkor arra az oldalra is elhelyezhető, amelyen a nyomtatott vezetékek találhatók.
A LED-eknek villogniuk kell.
Hasznos tanács: vehetsz olyan LED-eket, amelyek nem villognak. Megnövelt fényerejű vörös színt kell adniuk. Ehhez használhatja az L1543SRC-E vagy AL307KM típust.
Természetesen lehetőség van egyszerűbb stabilizáló eszközök összeállítására is, amelyek saját jellemzőkkel rendelkeznek.
Ha a "csináld magad" stabilizáló eszközök előnyeiről beszélünk, akkor a fő az alacsonyabb költség. Mint fentebb említettük, a gyártók meglehetősen magas árakat kérnek. A saját építés olcsóbb.
Egy másik előny a feszültségstabilizátor könnyű önjavításának lehetősége, amelyet kézzel készítettek. Ez azt jelenti, hogy mindenki, aki összeállított egy ilyen eszközt, megérti a szerkezetét és megérti a működési elvet.
Bármely elem meghibásodása esetén a fejlesztő könnyen megtalálja a törött alkatrészt és kicseréli. Az egyszerű csere annak is köszönhető, hogy szinte minden elemet korábban boltban vásároltak, és sok másban is könnyen megtalálható.
A hátrányok közé tartozik az ilyen stabilizátorok alacsony megbízhatósága. A vállalkozásoknál rengeteg mérő- és speciális berendezés áll rendelkezésre, ami lehetővé teszi a stabilizáló készülékek nagyon jó minőségű modelljei kifejlesztését.
Ezenkívül a vállalkozások nagy tapasztalattal rendelkeznek a különféle modellek létrehozásában, és a korábban elkövetett hibákat egyértelműen kijavítják. Ez kihat a gyári stabilizátorok minőségére és megbízhatóságára egyaránt.
Hátránya, hogy nehéz beállítani.
Az alábbi videó bemutatja, hogyan kell összeállítani egy stabil feszültségszabályozót, például izzólámpák és LED-ek vezérléséhez.
