Potente regolatore di tensione fai-da-te: schemi elettrici + istruzioni di montaggio passo-passo

Realizzare stabilizzatori di tensione fatti in casa è una pratica abbastanza comune. Tuttavia, per la maggior parte, vengono creati circuiti elettronici di stabilizzazione progettati per tensioni di uscita relativamente piccole (5-36 volt) e potenza relativamente bassa. I dispositivi vengono utilizzati come parte delle apparecchiature domestiche, niente di più.

Ti diremo come realizzare un potente regolatore di tensione con le tue mani. Nel nostro articolo proposto, descriviamo il processo di fabbricazione di un dispositivo per lavorare con una tensione di rete di 220 volt. Sulla base dei nostri suggerimenti, puoi facilmente gestire da solo l'assemblaggio.

Stabilizzazione di tensione di una rete domestica

Il desiderio di fornire una tensione stabilizzata della rete domestica è un fenomeno evidente. Questo approccio garantisce la sicurezza delle apparecchiature operative, spesso costose, costantemente necessarie in ambito domestico. E in generale, il fattore di stabilizzazione è la chiave per una maggiore sicurezza del funzionamento delle reti elettriche.

Per scopi domestici, acquisiscono il più delle volte stabilizzatore della caldaia a gasla cui automazione richiede una connessione di alimentazione, per il frigorifero, apparecchiature di pompaggio, sistemi split e consumatori simili.

Design industriale di uno stabilizzatore di tensione facile da acquistare sul mercato. La gamma di tali apparecchiature è enorme, ma c'è sempre la possibilità di realizzare il tuo design

Esistono molti modi per risolvere questo problema, il più semplice dei quali è acquistare un potente regolatore di tensione prodotto in modo industriale.

proposte stabilizzatori di tensione nel mercato commerciale molto. Tuttavia, le opportunità di acquisizione sono spesso limitate dal costo dei dispositivi o di altri punti.Di conseguenza, un'alternativa all'acquisto è l'assemblaggio di uno stabilizzatore di tensione con le proprie mani da componenti elettronici disponibili.

A condizione che tu abbia le competenze e le conoscenze appropriate per l'installazione elettrica, la teoria dell'ingegneria elettrica (elettronica), i circuiti di cablaggio e gli elementi di saldatura, uno stabilizzatore di tensione fatto in casa può essere implementato e applicato con successo nella pratica. Ci sono esempi del genere.

Qualcosa del genere potrebbe apparire come un'apparecchiatura di stabilizzazione realizzata da soli componenti radio economici ed economici. Il telaio e l'alloggiamento possono essere selezionati da vecchie apparecchiature industriali (ad esempio, da un oscilloscopio)

Soluzioni di stabilizzazione del circuito di alimentazione 220V

Considerando le possibili soluzioni circuitali per la stabilizzazione della tensione tenendo conto della potenza relativamente elevata (almeno 1-2 kW), si dovrebbe tenere presente la varietà di tecnologie.

Esistono diverse soluzioni circuitali che determinano le capacità tecnologiche dei dispositivi:

• ferrorisonanza;
• servo;
• elettronica;
• Inverter.

L'opzione da scegliere dipende dalle preferenze, dai materiali disponibili per l'assemblaggio e dalle capacità di lavorare con apparecchiature elettriche.

Opzione n. 1 - Schema di ferroresonanza

Per l'autoproduzione, la versione più semplice del circuito è il primo elemento dell'elenco: un circuito ferroresonante. Funziona usando l'effetto della risonanza magnetica.

Il diagramma strutturale di un semplice stabilizzatore basato su strozzature: 1 - il primo elemento strozzatore; 2 - il secondo elemento acceleratore; 3 - condensatore; 4 - lato tensione di ingresso; 5 - lato tensione di uscita

Il design di uno stabilizzatore ferroresonante sufficientemente potente può essere assemblato su soli tre elementi:

1. Acceleratore 1.
2. Acceleratore 2.
3. Condensatore.

Tuttavia, la semplicità in questa forma di realizzazione è accompagnata da molti inconvenienti. Il design di un potente stabilizzatore, assemblato secondo il circuito ferroresonante, risulta essere massiccio, voluminoso e pesante.

Opzione n. 2: autotrasformatore o servoazionamento

In realtà, questo è uno schema in cui viene utilizzato il principio di un autotrasformatore. La trasformazione della tensione viene eseguita automaticamente controllando il reostato, il cui cursore sposta il servo.

A sua volta, il servoazionamento è controllato da un segnale ricevuto, ad esempio, da un sensore di livello di tensione.

Un diagramma schematico di un'unità servoazionamento, il cui assemblaggio ti consentirà di creare un potente stabilizzatore di tensione per la casa o il paese. Tuttavia, questa opzione è considerata tecnologicamente obsoleta.

Approssimativamente allo stesso modo un dispositivo a relè funziona, con l'unica differenza che il rapporto di trasformazione cambia, se necessario, collegando o scollegando gli avvolgimenti corrispondenti usando un relè.

Schemi di questo tipo sembrano già tecnicamente più complicati, ma allo stesso tempo non forniscono una sufficiente linearità della variazione di tensione. È ammesso il montaggio manuale del dispositivo relè o su un servoazionamento. Tuttavia, è più saggio scegliere un'opzione elettronica. Il costo dello sforzo e del denaro è quasi lo stesso.

Opzione n. 3 - circuito elettronico

Il montaggio di un potente stabilizzatore secondo lo schema di controllo elettronico con un vasto assortimento di componenti radio in vendita diventa abbastanza possibile. Di norma, tali circuiti sono assemblati su componenti elettronici - triac (tiristori, transistor).

Sono stati inoltre sviluppati numerosi circuiti stabilizzatori di tensione, in cui vengono utilizzati come transistor transistor ad effetto di campo di potenza.

Schema a blocchi del modulo elettronico di stabilizzazione: 1 - terminali di ingresso del dispositivo; 2 - unità di controllo avvolgimento transistor triac; 3 - unità a microprocessore; 4 - terminali di uscita per collegamento del carico

È abbastanza difficile realizzare un dispositivo potente completamente controllato elettronicamente da un non specialista, meglio acquistare un dispositivo finito. In questa materia, l'esperienza e le conoscenze nel campo dell'ingegneria elettrica sono indispensabili.

In produzione indipendente, è consigliabile prendere in considerazione questa opzione se si desidera fortemente costruire uno stabilizzatore, oltre all'esperienza accumulata di un ingegnere elettronico. Più avanti nell'articolo, prenderemo in considerazione un design di progettazione elettronica adatto alla produzione fai-da-te.

Istruzioni di montaggio dettagliate

Considerato come una fabbricazione indipendente, il circuito è più probabilmente un'opzione ibrida, poiché comporta l'uso di un trasformatore di potenza in combinazione con l'elettronica. Il trasformatore in questo caso viene utilizzato tra quelli installati su televisori di vecchi modelli.

Ecco un trasformatore di potenza approssimativamente richiesto per la produzione di un design stabilizzatore di fortuna. Tuttavia, non è esclusa la selezione di altre opzioni o avvolgimenti fai-da-te

È vero, nei ricevitori TV, di norma, sono stati installati trasformatori TS-180, mentre uno stabilizzatore richiede almeno TS-320 per fornire un carico di uscita fino a 2 kW.

Passaggio n. 1: realizzazione del corpo stabilizzatore

Qualsiasi scatola adatta a base di materiale isolante come plastica, textolite, ecc. Il criterio principale è la sufficienza di spazio per il posizionamento di un trasformatore di potenza, una scheda elettronica e altri componenti.

Inoltre, l'alloggiamento può essere realizzato in fogli di fibra di vetro incollando i singoli fogli con angoli o altro.

È possibile scegliere un alloggiamento tra tutti i componenti elettronici adatto per posizionare tutti i componenti di lavoro di un circuito stabilizzatore fatto in casa. Puoi anche assemblare la custodia da solo, ad esempio da fogli di fibra di vetro

La scatola stabilizzatrice deve essere dotata di scanalature per l'installazione dell'interfaccia, delle interfacce di ingresso e uscita e di altri accessori forniti dal circuito come elementi di controllo o di commutazione.

Sotto la custodia prodotta, è necessaria una piastra di base, sulla quale la scheda elettronica "giace" e il trasformatore verrà fissato. La piastra può essere in alluminio, ma per il montaggio della scheda elettronica devono essere previsti isolatori.

Passaggio 2: creazione di un circuito

Qui, dovrai inizialmente progettare un layout per il posizionamento e il fascio di tutte le parti elettroniche secondo lo schema elettrico, ad eccezione del trasformatore. Quindi, un foglio di textolite sventata viene contrassegnato sul layout e la traccia creata viene disegnata (stampata) sul lato della lamina.

Successivamente, la scheda viene incisa utilizzando la soluzione appropriata (per gli ingegneri elettronici, il metodo di incisione delle schede dovrebbe essere familiare).

Puoi realizzare un circuito stabilizzatore in modi abbastanza convenienti direttamente a casa. Per fare questo, è necessario preparare uno stencil e una serie di strumenti per l'attacco su una lamina di textolite

La copia stampata del cablaggio così ottenuta viene pulita, rivestita di stagno e vengono assemblati tutti i componenti radio del circuito, seguiti da una saldatura. Pertanto, viene prodotto il circuito elettronico di un potente regolatore di tensione.

In linea di principio, è possibile utilizzare servizi di terze parti per incidere i circuiti stampati. Questo servizio è abbastanza conveniente e la qualità di produzione del "sigillo" è significativamente superiore rispetto alla versione domestica.

Passo # 3 - gruppo stabilizzatore di tensione

Una scheda dotata di componenti radio è predisposta per il cablaggio esterno. In particolare, le linee di comunicazione esterne (conduttori) con altri elementi, come un trasformatore, un interruttore, interfacce, ecc., Vengono emesse dalla scheda.

Un trasformatore è installato sulla piastra di base del case, il circuito della scheda elettronica è collegato al trasformatore, la scheda è fissata sugli isolatori.

Un esempio di stabilizzatore a relè di tensione fatto in casa prodotto in un ambiente domestico, collocato in un alloggiamento da uno strumento di misura industriale che è andato in rovina

Resta solo da collegare al circuito elementi esterni montati sull'involucro, installare il transistor chiave sul radiatore, dopodiché la struttura elettronica assemblata viene chiusa dall'alloggiamento. Il regolatore di tensione è pronto. Puoi iniziare a configurare con ulteriori test.

Il principio di funzionamento e test fatti in casa

L'elemento di regolazione del circuito elettronico di stabilizzazione è un potente transistor ad effetto di campo tipo IRF840. La tensione di elaborazione (220-250 V) passa attraverso l'avvolgimento primario del trasformatore di potenza, viene rettificata dal ponte a diodi VD1 ed entra nello scarico del transistor IRF840. La sorgente dello stesso componente è collegata al potenziale negativo del ponte a diodi.

Diagramma schematico di un blocco stabilizzatore ad alta potenza (fino a 2 kW), sulla base del quale sono stati assemblati e utilizzati con successo diversi dispositivi. Lo schema ha mostrato il livello ottimale di stabilizzazione al carico indicato, ma non superiore

La parte del circuito, che comprende uno dei due avvolgimenti secondari del trasformatore, è formata da un raddrizzatore a diodi (VD2), un potenziometro (R5) e altri elementi del controller elettronico. Questa parte del circuito genera un segnale di controllo, che viene inviato al gate del transistor ad effetto di campo IRF840.

In caso di aumento della tensione di alimentazione, il segnale di controllo diminuisce la tensione di gate del transistor ad effetto di campo, che porta alla chiusura della chiave. Di conseguenza, ai contatti di connessione del carico (XT3, XT4), un possibile aumento della tensione è limitato. L'opzione inversa è un circuito in caso di diminuzione della tensione di rete.

L'impostazione del dispositivo non è particolarmente difficile. Qui avrai bisogno di una lampada a incandescenza convenzionale (200-250 W), che dovrebbe essere collegata ai terminali di uscita del dispositivo (X3, X4). Inoltre, ruotando il potenziometro (R5), la tensione ai terminali contrassegnati viene portata al livello di 220-225 volt.

Spegnere lo stabilizzatore, spegnere la lampada a incandescenza e accendere il dispositivo già a pieno carico (non superiore a 2 kW).

Dopo 15-20 minuti di funzionamento, il dispositivo viene nuovamente spento e viene monitorata la temperatura del radiatore del transistor chiave (IRF840). Se il riscaldamento del radiatore è significativo (più di 75º), è necessario scegliere un radiatore del dissipatore di calore più potente.

Se il processo di fabbricazione dello stabilizzatore sembra troppo complicato e irrazionale da un punto di vista pratico, senza problemi è possibile trovare e acquistare un dispositivo realizzato in fabbrica. Regole e criteri scegliendo uno stabilizzatore per 220 V sono riportati nel nostro articolo raccomandato.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Il video qui sotto illustra uno dei possibili progetti di stabilizzatori fatti in casa.

In linea di principio, è possibile prendere nota di questa versione dell'apparato di stabilizzazione improvvisato:

È possibile assemblare un blocco che stabilizza la tensione di rete con le proprie mani. Ciò è confermato da numerosi esempi in cui i radioamatori con poca esperienza sviluppano (o usano quello esistente) con successo, preparano e assemblano un circuito elettronico.

Le difficoltà con l'acquisto di parti per la fabbricazione di uno stabilizzatore fatto in casa di solito non si notano. Il costo di produzione è basso e paga naturalmente quando lo stabilizzatore viene messo in funzione.

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