Výkonný regulátor napätia do-it-yourself: schémy zapojenia + montážne pokyny krok za krokom

Výroba domácich stabilizátorov napätia je pomerne bežná prax. Z väčšej časti sa však vytvárajú stabilizačné elektronické obvody, ktoré sú navrhnuté pre relatívne malé výstupné napätie (5-36 voltov) a relatívne nízky výkon. Zariadenia sa používajú ako súčasť vybavenia domácnosti, nič viac.

Povieme vám, ako vyrobiť výkonný regulátor napätia vlastnými rukami. V našom článku popisujeme výrobný proces zariadenia na prácu so sieťovým napätím 220 voltov. Na základe našich tipov sa s montážou ľahko zvládnete sami.

Stabilizácia napätia domácej siete

Túžba poskytnúť stabilizované napätie v domácej sieti je zjavným javom. Tento prístup zaisťuje bezpečnosť prevádzkových zariadení, často drahých, neustále potrebných v domácnosti. Stabilizačný faktor je vo všeobecnosti kľúčom k zvýšenej bezpečnosti prevádzky elektrických sietí.

Na domáce účely ich najčastejšie získavajú stabilizátor plynového kotlaktorého automatizácia si vyžaduje elektrické pripojenie, pre chladničku, čerpacie zariadenia, split systémy a podobné spotrebiče.

Priemyselný dizajn stabilizátora napätia, ktorý sa dá na trhu ľahko kúpiť. Rozsah tohto vybavenia je obrovský, ale vždy existuje možnosť vytvoriť si vlastný dizajn

Existuje veľa spôsobov, ako vyriešiť tento problém, z ktorých najjednoduchším je kúpiť výkonný regulátor napätia vyrobený priemyselne.

návrhy stabilizátory napätia na komerčnom trhu veľa. Možnosti získania sú však často obmedzené cenou zariadení alebo iných bodov.Alternatívou k nákupu je teda montáž stabilizátora napätia vlastnými rukami z dostupných elektronických komponentov.

Za predpokladu, že máte príslušné zručnosti a znalosti o elektrickej inštalácii, teórii elektrotechniky (elektronika), elektroinštalačných obvodoch a spájkovacích prvkoch, je možné domáci stabilizátor napätia implementovať a úspešne uplatniť v praxi. Takéto príklady existujú.

Niečo také by mohlo vyzerať ako stabilizačné zariadenie vyrobené z dostupných a lacných rádiových komponentov. Podvozok a kryt môžu byť vybrané zo starého priemyselného vybavenia (napríklad z osciloskopu).

Riešenia stabilizácie napájacieho obvodu 220 V

Vzhľadom na možné obvodové riešenia pre stabilizáciu napätia, berúc do úvahy relatívne vysoký výkon (najmenej 1 - 2 kW), je potrebné mať na pamäti rôzne technológie.

Technologické možnosti zariadení určujú rôzne riešenia obvodov:

• ferorezonance;
• servo;
• elektronický;
• Striedače.

Výber možnosti závisí od vašich preferencií, dostupných materiálov pre montáž a zručností pri práci s elektrickým zariadením.

Možnosť č. 1 - Program ferorezonancie

V prípade vlastnej výroby je najjednoduchšou verziou okruhu prvá položka na zozname - ferrorezonančný obvod. Funguje tak, že využíva účinok magnetickej rezonancie.

Konštrukčný diagram jednoduchého stabilizátora založeného na tlmivkách: 1 - prvý tlmivkový prvok; 2 - druhý škrtiaci prvok; 3 - kondenzátor; 4 - strana vstupného napätia; 5 - výstupné napätie

Konštrukcia dostatočne silného ferrorezonantného stabilizátora môže byť zostavená iba na troch prvkoch:

1. Škrtiaca klapka 1.
2. Škrtiaca klapka 2.
3. Kondenzátor.

Jednoduchosť v tomto uskutočnení je však sprevádzaná množstvom nepríjemností. Konštrukcia výkonného stabilizátora zostaveného podľa ferrorezonantného obvodu sa javí ako masívna, objemná a ťažká.

Možnosť č. 2 - autotransformátor alebo servopohon

V skutočnosti je to schéma, v ktorej sa používa zásada autotransformátora. Transformácia napätia sa vykonáva automaticky ovládaním reostatu, ktorého posúvač posúva servo.

Servopohon je zase riadený signálom prijatým napríklad zo snímača úrovne napätia.

Schéma servopohonu, ktorého montáž vám umožní vytvoriť výkonný stabilizátor napätia pre domácnosť alebo do krajiny. Táto možnosť sa však považuje za technologicky zastaralú.

Približne rovnakým spôsobom pracuje reléové zariadenie s tým rozdielom, že transformačný koeficient sa v prípade potreby mení pripojením alebo odpojením zodpovedajúcich vinutí pomocou relé.

Obvody tohto druhu už vyzerajú technicky komplikovanejšie, ale zároveň nezabezpečujú dostatočnú linearitu pre zmeny napätia. Prípustné je ručne namontovať reléové zariadenie alebo na servopohon. Je však múdrejšie zvoliť si elektronickú možnosť. Náklady na námahu a peniaze sú takmer rovnaké.

Možnosť č. 3 - elektronický obvod

Zostavenie výkonného stabilizátora podľa schémy elektronického riadenia s rozsiahlym sortimentom rádiových komponentov na predaj je celkom možné. Spravidla sa takéto obvody montujú na elektronické komponenty - triaky (tyristory, tranzistory).

Vyvinuli sa tiež viaceré stabilizačné obvody napätia, kde sa ako kľúče používajú tranzistory s efektom poľa.

Bloková schéma modulu elektronickej stabilizácie: 1 - vstupné svorky zariadenia; 2 - riadiaca jednotka vinutia triakového tranzistora; 3 - mikroprocesorová jednotka; 4 - výstupné svorky pre pripojenie záťaže

Je dosť ťažké vyrobiť výkonné zariadenie úplne elektronicky riadené neodborným, lepšie kúpiť hotové zariadenie, V tejto súvislosti sú nevyhnutné skúsenosti a znalosti v oblasti elektrotechniky.

Pri nezávislej výrobe sa odporúča zvážiť túto možnosť, ak existuje silná túžba vybudovať stabilizátor plus nahromadené skúsenosti inžiniera elektroniky. Ďalej v článku sa budeme zaoberať návrhom elektronického dizajnu vhodného na výrobu domácich majstrov.

Podrobné montážne pokyny

Tento obvod je považovaný za nezávislú výrobu a je pravdepodobnejšou hybridnou možnosťou, pretože zahŕňa použitie výkonového transformátora v spojení s elektronikou. Transformátor sa v tomto prípade používa spomedzi tých, ktoré boli nainštalované v televízoroch starých modelov.

Tu je približne výkonový transformátor potrebný na výrobu provizórneho stabilizátora. Nevylučuje sa však výber iných možností ani vinutie do-it-yourself

Je pravda, že v televíznych prijímačoch sa spravidla nainštalovali transformátory TS-180, zatiaľ čo stabilizátor vyžaduje najmenej TS-320, aby poskytoval výstupnú záťaž až 2 kW.

Krok č. 1 - vytvorenie telesa stabilizátora

Akákoľvek vhodná škatuľa na báze izolačného materiálu, ako je plast, textolit atď. Hlavným kritériom je dostatočný priestor na umiestnenie výkonového transformátora, elektronickej dosky a ďalších komponentov.

Kryt môže byť tiež vyrobený zo sklenených vlákien spojením jednotlivých listov pomocou rohov alebo inak.

Je dovolené vybrať si puzdro z akejkoľvek elektroniky, ktorá je vhodná na umiestnenie všetkých pracovných komponentov domáceho stabilizačného obvodu. Prípad môžete zostaviť aj sami, napríklad z listov laminátu

Stabilizačná skrinka musí byť vybavená drážkami na inštaláciu prepínacích, vstupných a výstupných rozhraní, ako aj iným príslušenstvom, ktoré poskytuje obvod, ako ovládacie alebo spínacie prvky.

V prípade vyrobeného prípadu potrebujete základnú dosku, na ktorej elektronická doska „leží“ a transformátor bude pripevnený. Doska môže byť vyrobená z hliníka, na montáž elektronickej dosky by sa však mali použiť izolátory.

Krok č. 2 - vytvorenie dosky s obvodmi

Tu budete musieť najprv navrhnúť rozloženie pre umiestnenie a zväzok všetkých elektronických súčiastok podľa schémy zapojenia, s výnimkou transformátora. Potom sa na rozloženie označí hárok z fóliovaného textolitu a vytvorená stopa sa nakreslí (vytlačí) na stranu fólie.

Ďalej je lepenka leptaná pomocou vhodného riešenia (pre elektroinžinierov by mala byť známa metóda leptania dosiek).

Dosku stabilizátora môžete vyrobiť pomerne lacným spôsobom priamo doma. K tomu je potrebné pripraviť šablónu a sadu nástrojov na leptanie fóliového textitu

Takto získaná tlačená kópia elektroinštalácie je vyčistená, pocínovaná a všetky rádiové komponenty obvodu sú zmontované, potom nasleduje spájkovanie. Takto sa vyrába doska elektronických obvodov výkonného regulátora napätia.

V zásade môžete na leptanie dosiek s plošnými spojmi použiť služby tretích strán. Táto služba je pomerne cenovo dostupná a kvalita výroby „pečate“ je výrazne vyššia ako v domácej verzii.

Krok č. 3 - zostavenie stabilizátora napätia

Doska vybavená rádiovými komponentmi je pripravená na externé zapojenie. Z dosky sú vyvedené najmä vonkajšie komunikačné vedenia (vodiče) s inými prvkami, ako sú transformátor, prepínač, rozhrania atď.

Transformátor je nainštalovaný na základnej doske puzdra, obvod elektronickej dosky je pripojený k transformátoru, doska je pripevnená k izolátorom.

Príklad domáceho stabilizátora napätia napäťového typu vyrábaného v domácom prostredí umiestneného v kryte z priemyselného meracieho prístroja, ktorý upadol do poruchy.

Zostáva iba pripojiť externé prvky namontované na kryte na obvod, nainštalovať kľúčový tranzistor na chladič, po ktorom je zostavená elektronická konštrukcia uzavretá krytom. Regulátor napätia je pripravený. Môžete začať konfigurovať pomocou ďalších testov.

Princíp činnosti a domáci test

Regulačným prvkom elektronického stabilizačného obvodu je výkonný tranzistor typu IRF840 s efektom poľa. Napätie na spracovanie (220 - 250 V) prechádza primárnym vinutím výkonového transformátora, je usmernené diódovým mostíkom VD1 a vstupuje do odtoku tranzistora IRF840. Zdroj tej istej zložky je spojený s negatívnym potenciálom diódového mostíka.

Schematický diagram stabilizačného bloku s vysokým výkonom (do 2 kW), na základe ktorého bolo zostavených a úspešne použitých niekoľko zariadení. Schéma preukázala optimálnu úroveň stabilizácie pri indikovanom zaťažení, ale nie vyššiu

Časť obvodu, ktorá obsahuje jedno z dvoch sekundárnych vinutí transformátora, je tvorená usmerňovačom diód (VD2), potenciometrom (R5) a ďalšími prvkami elektronického ovládača. Táto časť obvodu generuje riadiaci signál, ktorý sa privádza do hradla tranzistora s poľným efektom IRF840.

V prípade zvýšenia napájacieho napätia riadiaci signál znižuje hradlové napätie tranzistora s poľným účinkom, čo vedie k uzavretiu kľúča. V súlade s tým je pri kontaktoch na pripojenie záťaže (XT3, XT4) možné zvýšenie napätia obmedzené. Opačná možnosť je obvod v prípade poklesu sieťového napätia.

Nastavenie zariadenia nie je príliš zložité. Tu budete potrebovať bežnú žiarovku (200 - 250 W), ktorá by mala byť pripojená k výstupným svorkám zariadenia (X3, X4). Ďalej sa otáčaním potenciometra (R5) napätie na označených svorkách nastaví na úroveň 220 až 225 voltov.

Vypnite stabilizátor, vypnite žiarovku a zapnite zariadenie už pri plnom zaťažení (nie vyššom ako 2 kW).

Po 15 až 20 minútach činnosti sa zariadenie opäť vypne a monitoruje sa teplota radiátora kľúčového tranzistora (IRF840). Ak je vykurovanie radiátora výrazné (viac ako 75 °), mali by ste zvoliť výkonnejší chladič chladiča.

Ak sa zdá, že výrobný proces stabilizátora je z praktického hľadiska príliš komplikovaný a iracionálny, môžete bez problémov nájsť a kúpiť zariadenie vyrobené výrobcom. Pravidlá a kritériá výber stabilizátora na 220 V sú uvedené v našom odporúčanom článku.

Závery a užitočné video na túto tému

V nasledujúcom videu je uvedený jeden z možných návrhov domácich stabilizátorov.

V zásade si môžete vziať na vedomie túto verziu improvizovaného stabilizačného zariadenia:

Je možné zostaviť blok, ktorý stabilizuje sieťové napätie vlastnými rukami. Potvrdzuje to množstvo príkladov, keď sa rádioamatéri s malými skúsenosťami celkom úspešne rozvíjajú (alebo využívajú existujúce), pripravujú a montujú elektronický obvod.

Ťažkosti s nákupom súčiastok na výrobu domáceho stabilizátora sa zvyčajne neuvádzajú. Výrobné náklady sú nízke a prirodzene sa vyplácajú, keď sa stabilizátor uvedie do prevádzky.

Zanechajte prosím komentáre, pýtajte sa a publikujte fotografie k téme článku v nižšie uvedenom bloku. Povedzte nám, ako zostaviť regulátor napätia vlastnými rukami. Zdieľajte užitočné informácie, ktoré môžu byť užitočné pre začiatočníkov navštevujúcich elektrotechniku.