Стабилизатор напряжения схемы своими руками: схема + инструктаж по сборке

Содержание

Как самому изготовить стабилизатор тока для светодиодов: схемы

Иногда у автолюбителей появляется необходимость ограничить ток заряда АКБ, проверить тот или иной источник питания или пропустить напряжение через диоды. Чтобы осуществить одну из этих задач, есть смысл применить стабилизатор тока для светодиодов своими руками. Подробнее о том, какие существуют схемы для разработки данного девайса, вы узнаете ниже.

Содержание

[ Раскрыть]

[ Скрыть]

Схемы стабилизаторов и регуляторов тока

Источники тока не имеют ничего общего с источниками напряжения. Предназначение первых заключается в стабилизации выходного параметра, а также возможном изменении выходного напряжения. Это происходит так, чтобы уровень ток все время был одинаковым. Источники тока используются для запитки светодиодных ламп, заряда АКБ в авто и т.д. Если у вас возникла необходимость сделать простейший импульсный стабилизатор тока ходовых огней 12в для автомобиля своими руками, то предлагаем вашему вниманию несколько схем.

На КРЕНке

Обустройство цепи на кренке

Чтобы сделать простейший автомобильный импульсный стабилизатор тока в домашних условиях, вам потребуется микросхема 12v. Для этих целей отлично подойдет lm317. Такой стабилизатор напряжения 12 в lm317 считается регулируемым и способен функционировать с токами бортовой сети до полутора ампер. При этом показатель входного напряжения может составить до 40 вольт, lm317 в состоянии рассеивать мощность до 10 ватт. Но это возможно только в том случае, если будет соблюдаться тепловой режим.

В целом потребление тока lm317 сравнительно небольшое — в районе 8 мили ампер, и данный показатель почти никогда не изменяется. Даже в том случае, если через крен lm317 проходит другой ток или меняется показатель входного напряжение. Как вы можете понять, стабилизатор 12 в lm317 для бортовой сети авто дает возможность удерживать постоянное напряжение на компоненте R3.

Кстати, этот показатель можно регулировать благодаря использованию элемента R2, но пределы будут незначительными. В устройстве lm317 компонент R3 является устройством задающего тока. Так как показатель сопротивления lm317 всегда остается на одном и том же уровне, ток, который проходит через него, также будет стабильным (автор видео — Denis T).

Что касается входа крен lm317, ток на них составит на 8 мили ампер выше. Используя вышеописанную схему, можно разработать самый простой стабилизатор напряжения для ДХО автомобиля. Такой девайс может применяться как устройство электронной нагрузки, источника тока для подзарядки АКБ и других целей. Нужно отметить, что интегральные девайсы током 3а или меньше довольно быстро реагируют на различные изменения импульса. Что касается недостатков, то такие девайсы характеризуются слишком высоким сопротивлением, в результате чего придется применять мощные компоненты.

На двух транзисторах

Довольно распространенными сегодня являются стабилизаторы для бортовой сети автомобиля 12v на двух транзисторах. Одним из основных недостатков такого устройства является плохая стабильность тока, если происходят изменения в питающем напряжении вольт. Тем не менее, данная схема для бортовой сети автомобиля 12v подходит для многих задач.

Обустройство цепи на транзисторах

Ниже вы сможете ознакомиться с самой схемой. В этом случае устройством, которое раздает ток, является резистор R2. Когда данный показатель растет, соответственно растет и напряжение на данном элементе. В том случае, если показатель составляет от 0.5 до 0.6 вольт, открывается компонент VT1. При открытии данное устройство будет закрывать элемент VT2, в результате чего ток, который проходит через VT2, начнет снижаться. При разработке схемы можно использовать полевой транзистор Мосфет вместе VT2.

Что касается компонента VD1, то он применяется на напряжение от 8 до 15 вольт и нужен в том случае, если его уровень слишком высокий и работоспособность транзистора может быть нарушена. Если транзистор мощный, то показатель напряжения в сети авто может составить около 20 вольт. Необходимо помнить о том, что транзистор Мосфет открывается в том случае, когда показатель напряжения на затворе составит 2 вольта. Если вы используете универсальный выпрямитель для заряда АКБ или других задач, то вам вполне хватит работы транзистора и резистора R1.

На операционном усилителе (на ОУ)

Механизм на операционном усилителе

Вариант сборки устройства со специальным усилителем ошибки для авто актуален в том случае, если у вас возникла необходимость разработать устройство, работающее в широких пределах. В данном случае выполнять функцию токозадающего элемента будет R7. Операционный увелитель DA2.2 позволяет усилить уровень напряжения в вольтах токозадающего элемента. Устройство DA 2.1 предназначено для сравнивания уровня опорного параметра. Помните о том, что данная схема девайса на 3а нуждается в дополнительном питании, которое должно подаваться на разъем ХР2. Уровня напряжения в вольтах должно хватить для того, чтобы обеспечить функциональность элементов всей системы.

Устройство для авто должно быть дополнено генератором, в нашем случае эту функцию выполняет элемент REF198, характеризующийся уровнем выходного напряжения в 4 вольта. Сама схема стоит достаточно дорого, так что при необходимости вместо нее можно установить кренку. Чтобы правильно произвести настройку, следует установить ползунок резистора R1 в верхнее положение, а с помощью элемента R3 выставляется нужное значение тока 3а. Чтобы предотвратить возбуждение, используются компоненты R2, C2 и R4.

На микросхеме импульсного стабилизатора

Схема механизма с применением импульсного устройства

В некоторых случаях устройство для авто должно функционировать не только в большом диапазоне нагрузок, при этом обладая высоким коэффициентом полезного действия. Тогда использование компенсационных устройств будет не целесообразным, вместо них применяются импульсные элементы.

Предлагаем ознакомиться с одной из наиболее распространенных схем МАХ771, ее особенности следующие:

  • уровень опорного напряжения — 1.5 вольт;
  • коэффициент полезного действия при нагрузке от 10 мили ампер до 1 ампера составит около 90%;
  • показатель питания составляет от 2 до 16.5 вольт;
  • мощность на выходе достигает 15 ватт (автор видео — Андрей Канаев).

Что представляет собой процедура стабилизации? Компоненты R1 и R2 — это делители выходных показателей схемы. Когда уровень делимого напряжения становится больше, чем опорное, устройство автоматически снижает выходной параметр. При обратном процессе устройство будет увеличивать данный показатель. Вы сможете получить рабочий стабилизированный источник тока в том случае, если цепи будут поменяны таким образом, что система в целом станет реагировать на выходной параметр.

Если нагрузка на устройство не особо большая, то есть менее 1.5 вольт, микросхема будет функционировать в качестве рабочего стабилизатора. Но когда этот параметр начнет резко возрастать, девайс переключится в режим стабилизации. Монтаж резистора R8 необходим только тогда, когда уровень нагрузки слишком высокий и составляет более 16 вольт.

Что касается элементы R3, то он является токораздающим. Одним из основных недостатков такого варианта является слишком высокое падение нагрузки на вышеуказанном резисторе. Если вы хотите избавиться от этого минуса, то для того, чтобы увеличить сигнал, необходимо дополнительно установить операционный усилитель.

Заключение

В этой статье мы рассмотрели несколько вариантов стабилизирующих девайсов для авто. Разумеется, такие схемы всегда можно при необходимости модернизировать, способствуя повышению показателя быстродействия и т.д. Имейте в виду, что если нужно, вы всегда можете использовать специально разработанные микросхемы в качестве регулятора. Также при возможности можно самостоятельно производить достаточно мощные регулирующие компоненты, но таких варианты более актуальны для того, чтобы решать определенные задачи.

Как вы видите, разработка схемы — дело достаточно сложное и кропотливое, к нему нельзя просто так подойти, не имея соответствующего опыта. Отсутствие определенных навыков не позволит получить необходимый результат. Чтобы своими руками сделать такую схему для авто, необходимо внимательно выполнять все действия, описанные выше.

Видео «Устройство для питания светодиодов»

Как в домашних условиях сделать стабилизатор для питания ламп в авто или других целей — узнайте из видео (автор видео — Дед Синь).

 Загрузка …

Стабилизатор постоянного напряжения 220в схема. Схема стабилизатора напряжения сети. Советы по работе с самодельным стабилизатором напряжения

Бытовые устройства чувствительны к скачкам напряжения, быстрее подлежат износу, и появляются неисправности. В электрической сети напряжение часто изменяется, снижается, либо возрастает. Это взаимосвязано с отдаленностью источника энергии и некачественной линии питания.

Чтобы подключать приборы к устойчивому питанию, в жилых помещениях применяют стабилизаторы напряжения. На его выходе напряжение обладает стабильными свойствами. Стабилизатор можно приобрести в торговой сети, однако такой прибор можно изготовить своими руками.

Имеются допуски на изменение напряжения не более 10% от номинального значения (220 В). Это отклонение должно быть соблюдено как в большую сторону, так и в меньшую. Но идеальной электрической сети не бывает, и величина напряжения в сети часто меняется, усугубляя тем самым работу подключенных к ней устройств.

Электрические приборы отрицательно реагируют на такие капризы сети и могут быстро выйти из строя, потеряв при этом свои заложенные функции. Чтобы избежать таких последствий, люди применяют самодельные приборы под названием стабилизаторы напряжения. Эффективным стабилизатором стал прибор, выполненный на симисторах. Как сделать стабилизатор напряжения своими руками мы и рассмотрим.

Характеристика стабилизатора

Это устройство стабилизации не будет иметь повышенную чувствительность к изменениям напряжения, подающегося по общей линии. Сглаживание напряжения будет производиться в том случае, если на входе напряжение будет находиться в пределах от 130 до 270 вольт.

Включенные в сеть устройства будут питаться напряжением, имеющим величину от 205 до 230 вольт. От такого прибора можно будет питать электрические устройства, суммарная мощность которых до 6 кВт. Стабилизатор будет производить переключение нагрузки потребителя за 10 мс.

Устройство стабилизатора

Схема устройства стабилизации.

Стабилизатор напряжения по указанной схеме имеет в своем составе следующие части:

  1. Питающий блок, в который входят емкости С2, С5, компаратор, трансформатор, теплоэлектрический диод.
  2. Узел, задерживающий подключение нагрузки потребителя, и состоящий из сопротивлений, транзисторов, емкости.
  3. Выпрямительного моста, измеряющего амплитуду напряжения. Выпрямитель состоит из емкости, диода, стабилитрона, нескольких делителей.
  4. Компаратора напряжения. Его составными частями являются сопротивления и компараторы.
  5. Логического контроллера на микросхемах.
  6. Усилителей, на транзисторах VТ4-12, резисторов, ограничивающих ток.
  7. Светодиодов в качестве индикаторов.
  8. Оптитронных ключей. Каждый из ник снабжается симисторами и резисторами, а также оптосимисторами.
  9. Электрического автомата, либо предохранителя.
  10. Автотрансформатора.

Принцип действия

Рассмотрим, как функционирует .

После подключения питания емкость С1 находится в состоянии разряда, транзистор VТ1 открытый, а VТ2 закрытый. VТ3 транзистор также остается закрытым. Через него поступает ток на все светодиоды и оптитрон на основе симисторов.

Так как этот транзистор пребывает в закрытом состоянии, то светодиоды не горят, а каждый симистор закрыт, нагрузка выключена. В этот момент ток поступает через сопротивление R1 и приходит на С1. Дальше конденсатор начинает заряжаться.

Диапазон выдержки идет три секунды. За этот период производятся все процессы перехода. После их окончания срабатывает триггер Шмитта на основе транзисторов VТ1 и VТ2. После этого открывается 3-й транзистор и подключается нагрузка.

Напряжение, выходящее с 3-й обмотки Т1, выравнивается диодом VD2 и емкостью С2. Далее ток поступает на делитель на сопротивлениях R13-14. Из сопротивления R14, напряжение, величина которого прямо зависит от величины напряжения, включена в каждый неинвертирующий компараторный вход.

Число компараторов становится равным 8. Они все выполнены на микросхемах DА2 и DА3. В то же время на инвертируемый вход компараторов подходит постоянный ток, подающийся с помощью делителей R15-23. Дальше вступает в действие контроллер, осуществляющий прием входного сигнала каждого компаратора.

Стабилизатор напряжения и его особенности

Когда напряжение входа становится меньше 130 вольт, то на выходах компараторов появляется логический уровень малого размера. В этот момент транзистор VТ4 находится в открытом виде, первый светодиод мигает. Эта индикация сообщает о наличии низкого напряжения, что означает невозможность выполнения регулируемым стабилизатором своих функций.

Все симисторы закрытии и нагрузка отключена. Когда напряжение находится в пределах 130-150 вольт, то сигналы 1 и А имеют свойства высокого значения логического уровня. Такой уровень имеет низкое значение. В таком случае транзистор VТ5 открывается, и начинает сигнализировать второй светодиод.

Оптосимистор U1.2 открывается, так же, как и симистор VS2. Через симистор будет протекать нагрузочный ток. Затем нагрузка зайдет в верхний вывод катушки автотрансформатора Т2.

Если напряжение входа 150 – 170 В, то сигналы 2, 1 и В имеют повышенное значение логического уровня. Другие сигналы имеют низкий уровень. При таком напряжении входа транзистор VТ6 открывается, 3-й светодиод включается. В этот момент 2-й симистор открывается и ток поступает на второй вывод катушки Т2, являющийся 2-м сверху.

Собранный самостоятельно стабилизатор напряжения на 220 вольт будет соединять обмотки 2-го трансформатора, если уровень напряжения входа достигнет соответственно: 190, 210, 230, 250 вольт. Чтобы сделать такой стабилизатор, необходима печатная плата 115 х 90 мм, изготовленная из фольгированного стеклотекстолита.

Изображение платы можно отпечатать на принтере. Затем с помощью утюга переносят это изображение на плату.

Изготовление трансформаторов

Изготовить трансформаторы Т1 и Т2 можно самостоятельно. Для Т1, мощность которого 3 кВт, необходимо применить магнитопровод с поперечным сечением 1,87 см 2 , и 3 провода ПЭВ – 2. 1-й провод диаметром 0,064 мм. Им наматывают первую катушку, с количеством витков 8669. Другие 2 провода применяются для образования остальных обмоток. Провода на них должны быть одного диаметра 0,185 мм, с числом витков 522.

Чтобы не изготавливать самому такие трансформаторы, можно применить готовые варианты ТПК – 2 – 2 х 12 В, соединенные последовательно.

Чтобы изготовить трансформатор Т2 на 6 кВт, применяют магнитопровод тороидальной формы. Обмотку наматывают проводом ПЭВ – 2 с числом витков 455. На трансформаторе необходимо вывести 7 отводов. Первые 3 из них наматываются проводом 3 мм. Остальные 4 отвода наматываются шинами сечением 18 мм 2 . С таким сечением провода трансформатор не нагреется.

Отводы выполняют на таких витках: 203, 232, 266, 305, 348 и 398. Витки считают с нижнего отвода. В этом случае электрический ток сети должен поступать по отводу 266 витка.

Детали и материалы

Остальные элементы и детали стабилизатора для самостоятельной сборки приобретаются в торговой сети. Перечислим их перечень:

  1. Симисторы (отптроны) МОС 3041 – 7 шт.
  2. Симисторы ВТА 41 – 800 В – 7 шт.
  3. КР 1158 ЕН 6А (DА1) стабилизатор.
  4. Компаратор LМ 339 N (для DА2 и DА3) – 2 шт.
  5. Диоды DF 005 М (для VD2 и VD1) – 2 шт.
  6. Резисторы проволочные СП 5 или СП 3 (для R13, R14 и R25) – 3 шт.
  7. Резисторы С2 – 23, с допуском 1% — 7 шт.
  8. Резисторы любого номинала с допуском 5% — 30 шт.
  9. Резисторы токоограничивающие – 7 шт, для пропускания ими тока 16 миллиампер (для R 41 – 47) – 7 шт.
  10. Конденсаторы электролитические – 4 шт (для С5 – 1).
  11. Конденсаторы пленочные (С4 – 8).
  12. Выключатель, оснащенный предохранителем.

Оптроны МОС 3041 заменяются на МОС 3061. КР 1158 ЕН 6А стабилизатор можно менять на КП 1158 ЕН 6Б. Компаратор К 1401 СА 1 можно установить в качестве аналога LM 339 N. Вместо диодов можно использовать КЦ 407 А.

Микросхему КР 1158 ЕН 6А надо устанавливать на теплоотвод. Для его изготовления применяют алюминиевую пластинку 15 см 2 . Также на него необходимо установить симисторы. Для симисторов допускается применять общий теплоотвод. Площадь поверхности должна превышать 1600 см 2 . Стабилизатор необходимо снабдить микросхемой КР 1554 ЛП 5, выступающей в качестве микроконтроллера. Девять светодиодов располагаются так, что попадают в отверстия на панели прибора спереди.

Если устройство корпуса не дает установить их таким образом, как на схеме, то их размещают на другой стороне, где расположены печатные дорожки. Светодиоды необходимо устанавливать мигающего типа, но можно монтировать и немигающие диоды, при условии, что они будут светиться ярким красным светом. Для таких целей применяют АЛ 307 КМ или L 1543 SRC — Е.

Можно выполнить сборку более простых исполнений приборов, но они будут иметь определенными особенностями.

Достоинства и недостатки, отличия от заводских моделей

Если перечислять достоинства стабилизаторов, изготовленных самостоятельно, то основным достоинством является низкая стоимость. Производители приборов часто завышают цены, а своя сборка в любом случае обойдется меньшей стоимостью.

Другим преимуществом можно определить такой фактор, как возможность простого ремонта своими руками устройства, Ведь кто, если не вы знаете лучше устройство, собранное своими руками.

В случае поломки хозяин прибора сразу найдет неисправный элемент и заменит его на новый. Простая замена деталей создается таким фактором, что все детали приобретались в магазине, поэтому их можно будет легко снова купить в любом магазине.

Недостатком самостоятельно собранного стабилизатора напряжения необходимо выделить его сложную настройку.

Простейший стабилизатор напряжения своими руками

Рассмотрим, каким образом можно изготовить самостоятельно стабилизатор на 220 вольт собственными руками, имея под рукой несколько простых деталей. Если в вашей электрической сети напряжение значительно снижено, то такой прибор подойдет вам как нельзя кстати. Чтобы его изготовить, понадобится готовый трансформатор, и несколько простых деталей. Лучше взять такой пример прибора себе на заметку, так как получается неплохое устройство, обладающее достаточной мощностью, например, для микроволновки.

Для холодильников и различных других бытовых устройств понижение напряжения сети очень вредно, больше чем повышение. Если поднять величину напряжения сети, применяя автотрансформатор, то во время уменьшения напряжения сети на выходе прибора напряжение будет нормальной величины. А если в сети напряжение станет в норме, то на выходе мы получим повышенное значение напряжения. Например, возьмем трансформатор на 24 В. При напряжении на линии 190 В на выходе устройства получится 210 В, при значении сети 220 В на выходе получится 244 В. Это вполне допустимо и нормально для работы бытовых устройств.

Для изготовления нам понадобится основная деталь – это простой трансформатор, но не электронный. Его можно найти готовый, либо изменить данные на уже имеющемся трансформаторе, например, от сломанного телевизора. Трансформатор будем соединять по схеме автотрансформатора. Напряжение на выходе будет получаться примерно на 11% выше напряжения сети.

При этом нужно соблюдать осторожность, так как во время значительного перепада напряжения в сети в большую сторону, на выходе устройства получится напряжение, которое значительно превышает допустимую величину.

Автотрансформатор будет добавлять к напряжению линии сети всего 11%. Это значит, что мощность автотрансформатора берется также на 11% от мощности потребителя. Например, мощность микроволновки равна 700 Вт, значит трансформатор берем 80 Вт. Но лучше брать мощность с запасом.

Регулятор SA1 дает возможность, если нужно, подсоединять нагрузку потребителя без автотрансформатора. Конечно, это не полноценный стабилизатор, но зато для его изготовления не требуется больших вложений и много времени.

Современная жизнь сопряжена с постоянным использованием различной техники, а некоторые сферы просто немыслимы без нее. Естественно, каждый человек желает, чтобы срок службы таких приборов был максимален, некоторые с этой целью покупают только продукцию известных брендов для большей надежности. Однако не всегда высокая стоимость гарантирует сохранность в критических эксплуатационных условиях. К таковым относятся резкие перепады напряжения сети. Особенно это касается той категории бытовой техники, которая подразумевает постоянное сетевое подключение, например, холодильник.

Для того, чтобы обезопасить себя от неприятных последствий подобных скачков напряжения можно обзавестись специальным техническим устройством, стабилизирующим выходной ток. Для регулировки напряжения используется два метода:

1. Механический. Для этого способа используется линейный стабилизатор, состоящий из 2-х колен и реостата, соединяющего их. Напряжение поступает на первое колено и через реостат передается второму, которое раздает поток далее. Данный метод эффективен в условиях небольшой разницы входного и выходного тока, в других случаях КПД снижается.

2. Импульсный. В конструкцию стабилизатора входит выключатель, периодически разрывающий цепь на определенное время. Это дает возможность подавать ток порционно и накапливать его равномерно в конденсаторе. После полной зарядки конденсатора к приборам подается выровненный поток без скачков.

Основным недостатком данного способа является невозможность задать конкретную величину параметра. Поэтому, если вы решили собрать стабилизатор напряжения 220В своими руками, ориентироваться нужно на механический метод. Для создания простого линейного однофазного выравнивателя тока потребуются:

  • Трансформатор;
  • Конденсаторы;
  • Резисторы;
  • Диод;
  • Провода, которыми будут соединяться микросхемы.

Трансформатор представляет собой пару катушек, которые образуют индуктивную электромагнитную связь, т.е. попадая на первичную обмотку, ток ее заряжает, а возникающее электромагнитное поле заряжает другую катушку. Такая взаимосвязь напряжения (U), силы тока (I) и числа витков (N) на обеих обмотках выражается формулой:

I2/I1 = N2/N1 = U2/U1

Сами индуктивные катушки можно найти в каждом магазине электротехники. Количество витков на первой не должно быть ниже 2000. Замерив напряжение в сети, можно рассчитать необходимое количество витков на вторичной обмотке. Например, фактическое напряжение 198 В, тогда вторая катушка должна иметь х/2000 = 220/198 = 2223 витка. По такому же принципу определяется вырабатываемая сила тока. По этой схеме при резком увеличении мощности на входе, напряжение пропорционально увеличится и на выходе. Поэтому для регулировки подобных ситуаций необходим реостат, изменяющий сопротивление сети. Путь, по которому следует ток после трансформатора, отмечается на микросхеме-стабилизаторе.

Из трансформатора ток выводится на конденсаторы одинаковой емкости для накопления и выравнивания потока, их потребуется примерно 16 штук. Далее конденсаторы необходимо подсоединить к реостату. Его сопротивление при напряжении 220 В и силе тока 4,75 А (среднее значение диапазона 4,5-5 А) после трансформатора должно быть 46 Ом. Для максимально плавного выравнивания напряжения можно установить несколько реостатов, распределяя сопротивление на каждый поровну. После того, как цепь пройдет реостаты, она снова соединяется в единый поток и следует на диод, который подключается непосредственно к розетке.

Данные операции применимы к проводу с фазой, ноль напрямую пропускается к розетке. Подобные стабилизаторы лучше всего подходят к постоянным условиям напряжения и собираются, руководствуясь параметрами конкретного прибора, что значительно повышает эффективность устройства.

Изготовление самодельных стабилизаторов напряжения – практика довольно частая. Однако по большей части создаются стабилизирующие электронные схемы, рассчитанные на относительно малые выходные напряжения (5-36 вольт) и относительно невысокие мощности. Устройства используются в составе бытовой аппаратуры, не более того.

Мы расскажем, как сделать мощный стабилизатор напряжения своими руками. В предложенной нами статье описан процесс изготовления устройства для работы с напряжением сети 220 вольт. С учетом наших советов вы без проблем самостоятельно справитесь со сборкой.

Стремления обеспечить стабилизированное напряжение бытовой сети – явление очевидное. Такой подход обеспечивает сохранность эксплуатируемой техники, зачастую дорогостоящей, постоянно необходимой в хозяйстве. Да и в целом, фактор стабилизации – это залог повышенной безопасности эксплуатации электрических сетей.

Для бытовых целей чаще всего приобретают , автоматика которого требует подключения к электропитанию, насосного оборудования, сплит систем и подобных потребителей.

Промышленная конструкция стабилизатора сетевого напряжения, которую несложно приобрести на рынке. Ассортимент подобного оборудования огромен, но всегда остаётся возможность сделать собственную конструкцию

Решить подобную задачу можно разными способами, самый простой из которых – купить мощный стабилизатор напряжения, изготовленный промышленным способом.

Предложений на коммерческом рынке масса. Однако нередко возможности приобретения ограничиваются стоимостью устройств или другими моментами. Соответственно, альтернативой покупке становится сборка стабилизатора напряжения своими руками из доступных электронных компонентов.

При условии обладания соответствующими навыками и знаниями электромонтажа, теории электротехники (электроники), разводки схем и пайки элементов самодельный стабилизатор напряжения можно реализовать и успешно применять на практике. Такие примеры есть.

Примерно так может выглядеть оборудование стабилизации, изготовленное своими руками из доступных и недорогих радиодеталей. Шасси и корпус можно подобрать от старого промышленного оборудования (например, от осциллографа)

Схемные решения стабилизации электросети 220В

Рассматривая возможные схемные решения под стабилизацию напряжения с учётом относительно высокой мощности (не менее 1-2 кВт), следует иметь в виду разнообразие технологий.

Существует несколько схемных решений, которыми определяются технологические способности приборов:

  • феррорезонансные;
  • сервоприводные;
  • электронные;
  • инверторные.

Какой вариант выбрать, зависит от ваших предпочтения, имеющихся материалов для сборки и навыков работы с электротехническим оборудованием.

Вариант #1 – феррорезонансная схема

Для самостоятельного изготовления самым простым вариантом схемы видится первый пункт списка – феррорезонансная схема. Она работает на использовании эффекта магнитного резонанса.

Структурная схема простого стабилизатора, выполненного на основе дросселей: 1 – первый дроссельный элемент; 2 – второй дроссельный элемент; 3 – конденсатор; 4 – сторона входного напряжения; 5 – сторона выходного напряжения

Конструкцию достаточно мощного феррорезонансного стабилизатора допустимо собрать всего на трёх элементах:

  1. Дроссель 1.
  2. Дроссель 2.
  3. Конденсатор.

Однако простота в данном варианте сопровождается массой неудобств. Конструкция мощного стабилизатора, собранная по феррорезонансной схеме, получается массивной, громоздкой, тяжелой.

Вариант #2 – автотрансформатор или сервопривод

Фактически речь идет о схеме, где используется принцип автотрансформатора. Трансформация напряжения автоматически осуществляется за счет управления реостатом, ползунок которого перемещает сервопривод.

В свою очередь сервопривод управляется сигналом, получаемым, к примеру, от датчика уровня напряжения.


Принципиальная схема сервоприводного аппарата, сборка которой позволит создать мощный стабилизатор напряжения для дома или на дачу. Однако этот вариант считается технологически устаревшим

Примерно по такой же схеме действует устройство релейного типа с той лишь разницей, что коэффициент трансформации меняется, в случае надобности, подключением или отключением соответствующих обмоток с помощью реле.

Схемы подобного рода выглядят уже более сложными технически, но при этом не обеспечивают достаточной линейности изменения напряжения. Собрать вручную прибор релейный или на сервоприводе допустимо. Однако разумнее выбрать электронный вариант. Затраты сил и средств практически одинаковые.

Вариант #3 – электронная схема

Сборка мощного стабилизатора по схеме электронного управления при обширном ассортименте радиодеталей в продаже становится вполне возможной. Как правило, такие схемы собираются на электронных компонентах – симисторах (тиристорах, транзисторах).

Также разработан целый ряд схем стабилизаторов напряжения, где в качестве ключей используются силовые полевые транзисторы.


Структурная схема модуля электронной стабилизации: 1 – входные клеммы устройства; 2 – симисторный блок управления трансформаторными обмотками; 3 – микропроцессорный блок; 4 – выходные клеммы на подключение нагрузки

Изготовить мощный аппарат полностью под электронным управлением руками неспециалиста достаточно сложно, лучше . В этом деле без опыта и знаний в сфере электротехники не обойтись.

Под самостоятельное производство рассматривать этот вариант целесообразно, если имеется сильное желание построить стабилизатор, плюс наработанный опыт электронщика. Далее в статье рассмотрим конструкцию электронного исполнения, пригодную для изготовления своими руками.

Подробные инструкции по сборке

Рассматриваемая под самостоятельное изготовление схема, скорее является гибридным вариантом, так как предполагает использование силового трансформатора совместно с электроникой. Трансформатор в данном случае применяется из числа тех, что устанавливались в телевизорах старых моделей.

Вот такой примерно силовой трансформатор потребуется под изготовление самодельной конструкции стабилизатора. Однако не исключается подбор других вариантов или же намотка своими руками

Правда в ТВ приёмниках, как правило, ставились трансформаторы ТС-180, тогда как для стабилизатора требуется как минимум ТС-320 чтобы обеспечить выходную нагрузку до 2 кВт.

Шаг #1 – изготовление корпуса стабилизатора

Для изготовления корпуса аппарата подойдёт любой подходящий короб на основе изолирующего материала – пластмассы, текстолита и т.п. Главный критерий – достаточность места под размещение силового трансформатора, электронной платы и других компонентов.

Также корпус допустимо изготовить из листового стеклотекстолита, скрепив отдельные листы с помощью уголков или иным способом.

Допустимо подобрать корпус от любой электроники, подходящий под размещение всех рабочих компонентов схемы самодельного стабилизатора. Также корпус можно собрать своими руками, к примеру, из листов стеклотекстолита

Короб стабилизатора необходимо оснастить пазами под установку выключателя, входного и выходного интерфейсов, а также других аксессуаров, предусмотренных схемой в качестве контрольных или коммутационных элементов.

Под изготовленный корпус нужна плита-основание, на которую «ляжет» электронная плата и будет закреплён трансформатор. Плиту можно сделать из алюминия, но следует предусмотреть изоляторы под крепёж электронной платы.

Шаг #2 – изготовление печатной платы

Здесь потребуется изначально спроектировать макет на размещение и связку всех электронных деталей согласно принципиальной схеме, кроме трансформатора. Затем по макету размечают лист фольгированного текстолита и рисуют (отпечатывают) на стороне фольги созданную трассировку.

Изготовить печатную плату стабилизатора вполне доступными способами можно непосредственно в домашних условиях. Для этого нужно приготовить трафарет и набор средств для травления на фольгированном текстолите

Полученный таким способом печатный экземпляр разводки зачищают, облуживают оловом и производят монтаж всех радиодеталей схемы с последующей пайкой. Так выполняется изготовление электронной платы мощного стабилизатора напряжения.

В принципе, можно воспользоваться сторонними услугами по травлению печатных плат. Этот сервис вполне приемлем по цене, а качество изготовления «печатки» существенно выше, чем в домашнем варианте.

Шаг #3 – сборка стабилизатора напряжения

Укомплектованная радиодеталями плата подготавливается для внешней обвязки. В частности, от платы выводятся линии внешней связи (проводники) с другими элементами – трансформатором, выключателем, интерфейсами и т.д.

На опорную плиту корпуса устанавливают трансформатор, соединяют с трансформатором цепи электронной платы, закрепляют плату на изоляторах.

Пример самодельного стабилизатора напряжения релейного типа, изготовленного в домашней обстановке, помещённого в корпус от пришедшего в негодность промышленного измерительного прибора

Останется только подключить к схеме внешние элементы, смонтированные на корпусе, установить ключевой транзистор на радиатор, после чего корпусом закрывают собранную электронную конструкцию. Стабилизатор напряжения готов. Можно приступать к настройке с дальнейшими испытаниями.

Принцип работы и тест самоделки

Регулирующим элементом электронной схемы стабилизации выступает мощный полевой транзистор типа IRF840. Напряжение для обработки (220-250В) проходит первичную обмотку силового трансформатора, выпрямляется диодным мостом VD1 и поступает на сток транзистора IRF840. Исток этого же компонента соединен с минусовым потенциалом диодного моста.


Схема принципиальная стабилизирующего блока высокой мощности (до 2 кВт), на основе которой были собраны и успешно используются несколько аппаратов. Схема показала оптимальный уровень стабилизации при указанной нагрузке, но не выше

Часть схемы, в которую включена одна из двух вторичных обмоток трансформатора, образуется диодным выпрямителем (VD2), потенциометром (R5) и другими элементами электронного регулятора. Этой частью схемы формируется управляющий сигнал, который поступает на затвор полевого транзистора IRF840.

На случай повышения напряжения питающей сети управляющим сигналом понижается напряжение затвора полевого транзистора, что приводит к закрытию ключа. Соответственно, на контактах подключения нагрузки (XT3, XT4) возможное повышение напряжения ограничивается. Обратным вариантом работает схема на случай понижения сетевого напряжения.

Настройка прибора особой сложностью не отличается. Здесь потребуется обычная лампа накаливания (200-250 Вт), которую следует включить на клеммы выхода прибора (X3, X4). Далее вращением потенциометра (R5) напряжение на отмеченных клеммах доводят до уровня 220-225 вольт.

Выключают стабилизатор, отключают лампу накаливания и включают прибор уже с полноценной нагрузкой (не выше 2 кВт).

После 15-20 минут работы вновь отключают аппарат и производят контроль температуры радиатора ключевого транзистора (IRF840). Если нагрев радиатора существенный (более 75º), следует подобрать более мощный теплоотводящий радиатор.

Если процесс изготовления стабилизатора показался вам слишком сложным и нерациональным с практической точки зрения, без особых проблем можно найти и приобрести устройство заводского исполнения. Правила и критерии приведены в рекомендуемой нами статье.

Выводы и полезное видео по теме

В видеоролике ниже рассматривается одна из возможных конструкций стабилизатора домашнего изготовления.

В принципе, можно взять на заметку этот вариант самодельного аппарата стабилизации:

Сборка блока, стабилизирующего сетевое напряжение, своими руками возможна. Это подтверждается многочисленными примерами, когда радиолюбители с небольшим опытом вполне успешно разрабатывают (или применяют существующую), готовят и собирают схему электроники.

Трудностей с приобретением деталей для изготовления стабилизатора-самоделки обычно не отмечается. Расходы на производство невысоки и естественным образом окупаются, когда стабилизатор вводят в эксплуатацию.

Оставляйте, пожалуйста, комментарии, задавайте вопросы, публикуйте фото по теме статьи в находящемся ниже блоке. Расскажите о том, как собрали стабилизатор напряжения собственными руками. Поделитесь полезной информацией, которая может пригодиться посещающим сайт начинающим электротехникам.

Подборка радиолюбительских схем и конструкций стабилизаторов напряжения собранных своими руками. Часть схем рассматривают стабилизатор без защиты от КЗ в нагрузке, в других заложена возможность плавного регулирования напряжения от 0 до 20 Вольт. Ну а отличительной чертой отдельных схемы является возможность защиты от короткого замыкания в нагрузке.


5 очень простых схем в основном собранных на транзисторах, одна из них, с защитой от КЗ

Очень часто бывает когда для питания вашей новодельной электронной самоделки требуется стабильное напряжение, которое не меняется от нагрузки, например, 5 Вольт или 12 Вольт для питания автомагнитолы. И чтобы сильно не заморачиваться с конструированием самодельного блока питания на транзисторах, используются так называемые микросхемы стабилизаторы напряжения. На выходе такого элемента мы получим напряжение, на которое спроектирован этот прибор

Многие радиолюбители уже неоднократно собирали схемы стабилизаторов напряжения на специализированных микросхемах серий 78хх, 78Мхх, 78Lxx. Например, на микросхеме KIA7805 можно собрать самодельную схему рассчитаную на выходное напряжение +5 В и максимальный ток нагрузки 1 А. Но мало кто знает, что имеются узко специализированный микросхемы серии 78Rxx, которые сочитают в себе стабилизаторы напряжения положительной полярности с малым напряжением насыщения, которое не превышает 0, 5 В при токе нагрузки 1 А. Одну из этих схем мы и рассмотрим более подробно.

Регулируемый трехвыводной стабилизатор положительного напряжения LM317 обеспечивает ток нагрузки 100 мА в диапазоне выходного напряжения от 1.2 до 37 В. Стабилизатор очень удобен в применении и требуют только два внешних резистора для обеспечения выходного напряжения. Кроме того, нестабильность по напряжению и току нагрузки у стабилизатора LM317L имеет лучшие показателями, чем у традиционных стабилизаторов с фиксированным значением выходного напряжения.

Для стабилизации напряжения постоянного тока достаточно большой мощности в числе других применяются компенсационные стабилизаторы непрерывного действия. Принцип действия такого стабилизатора заключается в поддержании выходного напряжения на заданном уровне за счет изменения падения напряжения на регулирующем элементе. При этом величина управляющего сигнала, поступающего на регулирующий элемент, зависит от разницы между заданным и выходным напряжениями стабилизатора.

При стационарной эксплуатации аппаратуры, CD и аудиоплейеров возникают проблемы с БП. Большинство блоков питания, выпускаемых серийно отечественным производителем, (если быть точным) практически все не могут удовлетворить потребителя, так как содержат упрощенные схемы. Если говорить об импортных китайских и им подобных блоках питания, то они, вообще, представляют интересный набор деталей «купи и выброси». Эти и многие другие проблемы заставляют радиолюбителейно изготовлять блоки питания. Но и на этом этапе любители сталкиваются с проблемой выбора: конструкций опубликовано множество, но не все хорошо работают. Данная радиолюбительская разработка представлена как вариант нетрадиционного включения операционного усиителя, ранее опубликованного и вскоре забытого

Почти все радиолюбительские самоделки и конструкции имеют в своем составе стабилизированный источник питания. А если ваша конструкция работает от напряженияпять вольт, то лучшим вариантом будет использование трехвыводного интегрального стабилизатора 78L05

Стабилизатор напряжения на 220 вольт

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.

принципиальные схемы + поэтапная инструкция сборки — Квартирный вопрос

Изготовление самодельных стабилизаторов напряжения – практика довольно частая. Однако по большей части создаются стабилизирующие электронные схемы, рассчитанные на относительно малые выходные напряжения (5-36 вольт) и относительно невысокие мощности. Устройства используются в составе бытовой аппаратуры, не более того.

Мы расскажем, как сделать мощный стабилизатор напряжения своими руками. В предложенной нами статье описан процесс изготовления устройства для работы с напряжением сети 220 вольт. С учетом наших советов вы без проблем самостоятельно справитесь со сборкой.

Стабилизация напряжения бытовой сети

Стремления обеспечить стабилизированное напряжение бытовой сети – явление очевидное. Такой подход обеспечивает сохранность эксплуатируемой техники, зачастую дорогостоящей, постоянно необходимой в хозяйстве. Да и в целом, фактор стабилизации – это залог повышенной безопасности эксплуатации электрических сетей.

Для бытовых целей чаще всего приобретают стабилизатор для газового котла, автоматика которого требует подключения к электропитанию, для холодильника, насосного оборудования, сплит систем и подобных потребителей.

Промышленная конструкция стабилизатора сетевого напряжения, которую несложно приобрести на рынке. Ассортимент подобного оборудования огромен, но всегда остаётся возможность сделать собственную конструкцию

Решить подобную задачу можно разными способами, самый простой из которых – купить мощный стабилизатор напряжения, изготовленный промышленным способом.

Предложений стабилизаторов напряжения на коммерческом рынке масса. Однако нередко возможности приобретения ограничиваются стоимостью устройств или другими моментами. Соответственно, альтернативой покупке становится сборка стабилизатора напряжения своими руками из доступных электронных компонентов.

При условии обладания соответствующими навыками и знаниями электромонтажа, теории электротехники (электроники), разводки схем и пайки элементов самодельный стабилизатор напряжения можно реализовать и успешно применять на практике. Такие примеры есть.

Примерно так может выглядеть оборудование стабилизации, изготовленное своими руками из доступных и недорогих радиодеталей. Шасси и корпус можно подобрать от старого промышленного оборудования (например, от осциллографа)

Схемные решения стабилизации электросети 220В

Рассматривая возможные схемные решения под стабилизацию напряжения с учётом относительно высокой мощности (не менее 1-2 кВт), следует иметь в виду разнообразие технологий.

Существует несколько схемных решений, которыми определяются технологические способности приборов:

  • феррорезонансные;
  • сервоприводные;
  • электронные;
  • инверторные.
  • Какой вариант выбрать, зависит от ваших предпочтения, имеющихся материалов для сборки и навыков работы с электротехническим оборудованием.

    Вариант #1 – феррорезонансная схема

    Для самостоятельного изготовления самым простым вариантом схемы видится первый пункт списка – феррорезонансная схема. Она работает на использовании эффекта магнитного резонанса.

    Структурная схема простого стабилизатора, выполненного на основе дросселей: 1 – первый дроссельный элемент; 2 – второй дроссельный элемент; 3 – конденсатор; 4 – сторона входного напряжения; 5 – сторона выходного напряжения

    Конструкцию достаточно мощного феррорезонансного стабилизатора допустимо собрать всего на трёх элементах:

    1. Дроссель 1.
    2. Дроссель 2.
    3. Конденсатор.

    Однако простота в данном варианте сопровождается массой неудобств. Конструкция мощного стабилизатора, собранная по феррорезонансной схеме, получается массивной, громоздкой, тяжелой.

    Вариант #2 – автотрансформатор или сервопривод

    Фактически речь идет о схеме, где используется принцип автотрансформатора. Трансформация напряжения автоматически осуществляется за счет управления реостатом, ползунок которого перемещает сервопривод.

    В свою очередь сервопривод управляется сигналом, получаемым, к примеру, от датчика уровня напряжения.

    Принципиальная схема сервоприводного аппарата, сборка которой позволит создать мощный стабилизатор напряжения для дома или на дачу. Однако этот вариант считается технологически устаревшим

    Примерно по такой же схеме действует устройство релейного типа с той лишь разницей, что коэффициент трансформации меняется, в случае надобности, подключением или отключением соответствующих обмоток с помощью реле.

    Схемы подобного рода выглядят уже более сложными технически, но при этом не обеспечивают достаточной линейности изменения напряжения. Собрать вручную прибор релейный или на сервоприводе допустимо. Однако разумнее выбрать электронный вариант. Затраты сил и средств практически одинаковые.

    Вариант #3 – электронная схема

    Сборка мощного стабилизатора по схеме электронного управления при обширном ассортименте радиодеталей в продаже становится вполне возможной. Как правило, такие схемы собираются на электронных компонентах – симисторах (тиристорах, транзисторах).

    Также разработан целый ряд схем стабилизаторов напряжения, где в качестве ключей используются силовые полевые транзисторы.

    Структурная схема модуля электронной стабилизации: 1 – входные клеммы устройства; 2 – симисторный блок управления трансформаторными обмотками; 3 – микропроцессорный блок; 4 – выходные клеммы на подключение нагрузки

    Изготовить мощный аппарат полностью под электронным управлением руками неспециалиста достаточно сложно, лучше купить готовое устройство. В этом деле без опыта и знаний в сфере электротехники не обойтись.

    Под самостоятельное производство рассматривать этот вариант целесообразно, если имеется сильное желание построить стабилизатор, плюс наработанный опыт электронщика. Далее в статье рассмотрим конструкцию электронного исполнения, пригодную для изготовления своими руками.

    Подробные инструкции по сборке

    Рассматриваемая под самостоятельное изготовление схема, скорее является гибридным вариантом, так как предполагает использование силового трансформатора совместно с электроникой. Трансформатор в данном случае применяется из числа тех, что устанавливались в телевизорах старых моделей.

    Вот такой примерно силовой трансформатор потребуется под изготовление самодельной конструкции стабилизатора. Однако не исключается подбор других вариантов или же намотка своими руками

    Правда в ТВ приёмниках, как правило, ставились трансформаторы ТС-180, тогда как для стабилизатора требуется как минимум ТС-320 чтобы обеспечить выходную нагрузку до 2 кВт.

    Шаг #1 – изготовление корпуса стабилизатора

    Для изготовления корпуса аппарата подойдёт любой подходящий короб на основе изолирующего материала – пластмассы, текстолита и т.п. Главный критерий – достаточность места под размещение силового трансформатора, электронной платы и других компонентов.

    Также корпус допустимо изготовить из листового стеклотекстолита, скрепив отдельные листы с помощью уголков или иным способом.

    Допустимо подобрать корпус от любой электроники, подходящий под размещение всех рабочих компонентов схемы самодельного стабилизатора. Также корпус можно собрать своими руками, к примеру, из листов стеклотекстолита

    Короб стабилизатора необходимо оснастить пазами под установку выключателя, входного и выходного интерфейсов, а также других аксессуаров, предусмотренных схемой в качестве контрольных или коммутационных элементов.

    Под изготовленный корпус нужна плита-основание, на которую «ляжет» электронная плата и будет закреплён трансформатор. Плиту можно сделать из алюминия, но следует предусмотреть изоляторы под крепёж электронной платы.

    Шаг #2 – изготовление печатной платы

    Здесь потребуется изначально спроектировать макет на размещение и связку всех электронных деталей согласно принципиальной схеме, кроме трансформатора. Затем по макету размечают лист фольгированного текстолита и рисуют (отпечатывают) на стороне фольги созданную трассировку.

    Далее вытравливают плату при помощи соответствующего раствора (электронщикам метод травления плат должен быть знаком).

    Изготовить печатную плату стабилизатора вполне доступными способами можно непосредственно в домашних условиях. Для этого нужно приготовить трафарет и набор средств для травления на фольгированном текстолите

    Полученный таким способом печатный экземпляр разводки зачищают, облуживают оловом и производят монтаж всех радиодеталей схемы с последующей пайкой. Так выполняется изготовление электронной платы мощного стабилизатора напряжения.

    В принципе, можно воспользоваться сторонними услугами по травлению печатных плат. Этот сервис вполне приемлем по цене, а качество изготовления «печатки» существенно выше, чем в домашнем варианте.

    Шаг #3 – сборка стабилизатора напряжения

    Укомплектованная радиодеталями плата подготавливается для внешней обвязки. В частности, от платы выводятся линии внешней связи (проводники) с другими элементами – трансформатором, выключателем, интерфейсами и т.д.

    На опорную плиту корпуса устанавливают трансформатор, соединяют с трансформатором цепи электронной платы, закрепляют плату на изоляторах.

    Пример самодельного стабилизатора напряжения релейного типа, изготовленного в домашней обстановке, помещённого в корпус от пришедшего в негодность промышленного измерительного прибора

    Останется только подключить к схеме внешние элементы, смонтированные на корпусе, установить ключевой транзистор на радиатор, после чего корпусом закрывают собранную электронную конструкцию. Стабилизатор напряжения готов. Можно приступать к настройке с дальнейшими испытаниями.

     Принцип работы и тест самоделки

    Регулирующим элементом электронной схемы стабилизации выступает мощный полевой транзистор типа IRF840. Напряжение для обработки (220-250В) проходит первичную обмотку силового трансформатора, выпрямляется диодным мостом VD1 и поступает на сток транзистора IRF840. Исток этого же компонента соединен с минусовым потенциалом диодного моста.

    Схема принципиальная стабилизирующего блока высокой мощности (до 2 кВт), на основе которой были собраны и успешно используются несколько аппаратов. Схема показала оптимальный уровень стабилизации при указанной нагрузке, но не выше

    Часть схемы, в которую включена одна из двух вторичных обмоток трансформатора, образуется диодным выпрямителем (VD2), потенциометром (R5) и другими элементами электронного регулятора. Этой частью схемы формируется управляющий сигнал, который поступает на затвор полевого транзистора IRF840.

    На случай повышения напряжения питающей сети управляющим сигналом понижается напряжение затвора полевого транзистора, что приводит к закрытию ключа. Соответственно, на контактах подключения нагрузки (XT3, XT4) возможное повышение напряжения ограничивается. Обратным вариантом работает схема на случай понижения сетевого напряжения.

    Настройка прибора особой сложностью не отличается. Здесь потребуется обычная лампа накаливания (200-250 Вт), которую следует включить на клеммы выхода прибора (X3, X4). Далее вращением потенциометра (R5) напряжение на отмеченных клеммах доводят до уровня 220-225 вольт.

    Выключают стабилизатор, отключают лампу накаливания и включают прибор уже с полноценной нагрузкой (не выше 2 кВт).

    После 15-20 минут работы вновь отключают аппарат и производят контроль температуры радиатора ключевого транзистора (IRF840). Если нагрев радиатора существенный (более 75º), следует подобрать более мощный теплоотводящий радиатор.

    Если процесс изготовления стабилизатора показался вам слишком сложным и нерациональным с практической точки зрения, без особых проблем можно найти и приобрести устройство заводского исполнения. Правила и критерии выбора стабилизатора на 220 В приведены в рекомендуемой нами статье.

    Выводы и полезное видео по теме

    В видеоролике ниже рассматривается одна из возможных конструкций стабилизатора домашнего изготовления.

    В принципе, можно взять на заметку этот вариант самодельного аппарата стабилизации:

    Сборка блока, стабилизирующего сетевое напряжение, своими руками возможна. Это подтверждается многочисленными примерами, когда радиолюбители с небольшим опытом вполне успешно разрабатывают (или применяют существующую), готовят и собирают схему электроники.

    Трудностей с приобретением деталей для изготовления стабилизатора-самоделки обычно не отмечается. Расходы на производство невысоки и естественным образом окупаются, когда стабилизатор вводят в эксплуатацию.

    Оставляйте, пожалуйста, комментарии, задавайте вопросы, публикуйте фото по теме статьи в находящемся ниже блоке. Расскажите о том, как собрали стабилизатор напряжения собственными руками. Поделитесь полезной информацией, которая может пригодиться посещающим сайт начинающим электротехникам.

    Источник

    FAQ по стабилизаторам – часто задаваемые вопросы

     

    Да, можно. Например, подключение однофазных стабилизаторов напряжения Oberon M мощностью до 10-15 кВА предполагается силами заказчика. Необходимо лишь строго выполнять указания инструкций, правильно соблюдать подключение входных / выходных рабочих проводников (фаза, нейтраль, защитное заземление) и использовать провода требуемых сечений. Также рекомендуется применение входного / выходного защитного автоматов.

    Обратите внимание, что стабилизаторы – это очень тяжелые устройства. Место установки или подставка должны быть рассчитаны на такой вес. Если агрегат крепится к стене, то требуются крепкие и надежные анкерные болты, дюбели.

     

    Для однофазных маломощных стабилизаторов (10-15 кВА) гарантия распространятся только при строгом соблюдении указаний инструкции по установке. Не забывайте также, что купленный в России стабилизатор может не заработать в других странах и на спец. предприятиях с другим номиналом напряжения и частоты, отличных от 230 В / 50 Гц.

    Убедительно просим: не перегружайте устройство, корректно рассчитывайте нагрузку, предусматривайте запас. Не забывайте про пусковые токи. Помещение должно быть чистым. И устройство прослужит вам долго.

     

    Маломощные стабилизаторы привозятся для ремонта в наш сервисный центр. Места установки мощных агрегатов посещаются нашими инженерами в течение гарантийного срока при близком нахождении представительства N-Power. В случае удаленного нахождения, командировочные расходы оплачиваются заказчиком отдельно. По завершении гарантии возможно заключение сервисного договора на обслуживание.

     

    Самая главная проблема это – грязь и пыль. Если помещение чистое, то достаточно раз в 1-2 года проводить общий осмотр. Если грязное, то стабилизатор подлежит регулярному осмотру и внутренней чистке. Период должен согласовывается с сервисным центром N-Power.

    Другими уязвимыми элементами могут являться щётки, моторы сервоприводов, для электронных стабилизаторов тиристорные / семисторные / транзисторные ключи. Крайне редко возникают проблемы с трансформаторами, в основном при перегрузках. Также возможен выход из строя плат управления.

    Рекомендации:

    • Соблюдайте чистоту в помещении.
    • Проводите чистку медных трущихся поверхностей, проверяйте щетки.
    • Не допускайте перегрузок по выходу.
    • Установите защитные автоматы на входе / выходе.
    • Установите защиту от перенапряжения по входу в местах, где такое явление возможно.

     

    Сервисный центр N-Power осуществляет ремонт оборудования, производимого и поставляемого нашей компанией. Ремонт устройств других производителей мы не осуществляем. Обратитесь, пожалуйста, в сервисные центры, указанные в инструкции по эксплуатации на ваше устройство.

     

    В домашних условиях можно собрать практически что угодно. Было бы желание и возможности. Все упирается в ваши знания, потраченное время и денежные средства. Предполагаю, что в итоге вы истратите больше ресурсов, чем стоит устройство, заводского производства. Стабилизатор также будет лишен такого преимущества как «подключил и забыл». Настройка, проверка, обкатка также могут занять много времени.

     

    По нашим корпоративным правилам мы не предоставляем подробные принципиальные схемы изделий. Тем не менее, блок-схемы находятся в свободном доступе. Схемы являются интеллектуальной собственностью завода-изготовителя. В принципе, это распространенная практика.

     

    Подробные рекомендации должны находится в руководстве по установке и эксплуатации агрегата. Каждая модель ДГУ имеет свои специфические особенности, свои размеры фундаментов и др.

    Общие рекомендации будут размещены здесь.

     

     

    Страница 5 из 6

    Электронные стабилизаторы сетевого напряжения 220в самодельные. Стабилизатор напряжения — как все сделать своими руками

    Изготовление самодельных стабилизаторов напряжения – практика довольно частая. Однако по большей части создаются стабилизирующие электронные схемы, рассчитанные на относительно малые выходные напряжения (5-36 вольт) и относительно невысокие мощности. Устройства используются в составе бытовой аппаратуры, не более того.

    Мы расскажем, как сделать мощный стабилизатор напряжения своими руками. В предложенной нами статье описан процесс изготовления устройства для работы с напряжением сети 220 вольт. С учетом наших советов вы без проблем самостоятельно справитесь со сборкой.

    Стремления обеспечить стабилизированное напряжение бытовой сети – явление очевидное. Такой подход обеспечивает сохранность эксплуатируемой техники, зачастую дорогостоящей, постоянно необходимой в хозяйстве. Да и в целом, фактор стабилизации – это залог повышенной безопасности эксплуатации электрических сетей.

    Для бытовых целей чаще всего приобретают , автоматика которого требует подключения к электропитанию, насосного оборудования, сплит систем и подобных потребителей.

    Промышленная конструкция стабилизатора сетевого напряжения, которую несложно приобрести на рынке. Ассортимент подобного оборудования огромен, но всегда остаётся возможность сделать собственную конструкцию

    Решить подобную задачу можно разными способами, самый простой из которых – купить мощный стабилизатор напряжения, изготовленный промышленным способом.

    Предложений на коммерческом рынке масса. Однако нередко возможности приобретения ограничиваются стоимостью устройств или другими моментами. Соответственно, альтернативой покупке становится сборка стабилизатора напряжения своими руками из доступных электронных компонентов.

    При условии обладания соответствующими навыками и знаниями электромонтажа, теории электротехники (электроники), разводки схем и пайки элементов самодельный стабилизатор напряжения можно реализовать и успешно применять на практике. Такие примеры есть.

    Примерно так может выглядеть оборудование стабилизации, изготовленное своими руками из доступных и недорогих радиодеталей. Шасси и корпус можно подобрать от старого промышленного оборудования (например, от осциллографа)

    Схемные решения стабилизации электросети 220В

    Рассматривая возможные схемные решения под стабилизацию напряжения с учётом относительно высокой мощности (не менее 1-2 кВт), следует иметь в виду разнообразие технологий.

    Существует несколько схемных решений, которыми определяются технологические способности приборов:

    • феррорезонансные;
    • сервоприводные;
    • электронные;
    • инверторные.

    Какой вариант выбрать, зависит от ваших предпочтения, имеющихся материалов для сборки и навыков работы с электротехническим оборудованием.

    Вариант #1 – феррорезонансная схема

    Для самостоятельного изготовления самым простым вариантом схемы видится первый пункт списка – феррорезонансная схема. Она работает на использовании эффекта магнитного резонанса.

    Структурная схема простого стабилизатора, выполненного на основе дросселей: 1 – первый дроссельный элемент; 2 – второй дроссельный элемент; 3 – конденсатор; 4 – сторона входного напряжения; 5 – сторона выходного напряжения

    Конструкцию достаточно мощного феррорезонансного стабилизатора допустимо собрать всего на трёх элементах:

    1. Дроссель 1.
    2. Дроссель 2.
    3. Конденсатор.

    Однако простота в данном варианте сопровождается массой неудобств. Конструкция мощного стабилизатора, собранная по феррорезонансной схеме, получается массивной, громоздкой, тяжелой.

    Вариант #2 – автотрансформатор или сервопривод

    Фактически речь идет о схеме, где используется принцип автотрансформатора. Трансформация напряжения автоматически осуществляется за счет управления реостатом, ползунок которого перемещает сервопривод.

    В свою очередь сервопривод управляется сигналом, получаемым, к примеру, от датчика уровня напряжения.


    Принципиальная схема сервоприводного аппарата, сборка которой позволит создать мощный стабилизатор напряжения для дома или на дачу. Однако этот вариант считается технологически устаревшим

    Примерно по такой же схеме действует устройство релейного типа с той лишь разницей, что коэффициент трансформации меняется, в случае надобности, подключением или отключением соответствующих обмоток с помощью реле.

    Схемы подобного рода выглядят уже более сложными технически, но при этом не обеспечивают достаточной линейности изменения напряжения. Собрать вручную прибор релейный или на сервоприводе допустимо. Однако разумнее выбрать электронный вариант. Затраты сил и средств практически одинаковые.

    Вариант #3 – электронная схема

    Сборка мощного стабилизатора по схеме электронного управления при обширном ассортименте радиодеталей в продаже становится вполне возможной. Как правило, такие схемы собираются на электронных компонентах – симисторах (тиристорах, транзисторах).

    Также разработан целый ряд схем стабилизаторов напряжения, где в качестве ключей используются силовые полевые транзисторы.


    Структурная схема модуля электронной стабилизации: 1 – входные клеммы устройства; 2 – симисторный блок управления трансформаторными обмотками; 3 – микропроцессорный блок; 4 – выходные клеммы на подключение нагрузки

    Изготовить мощный аппарат полностью под электронным управлением руками неспециалиста достаточно сложно, лучше . В этом деле без опыта и знаний в сфере электротехники не обойтись.

    Под самостоятельное производство рассматривать этот вариант целесообразно, если имеется сильное желание построить стабилизатор, плюс наработанный опыт электронщика. Далее в статье рассмотрим конструкцию электронного исполнения, пригодную для изготовления своими руками.

    Подробные инструкции по сборке

    Рассматриваемая под самостоятельное изготовление схема, скорее является гибридным вариантом, так как предполагает использование силового трансформатора совместно с электроникой. Трансформатор в данном случае применяется из числа тех, что устанавливались в телевизорах старых моделей.

    Вот такой примерно силовой трансформатор потребуется под изготовление самодельной конструкции стабилизатора. Однако не исключается подбор других вариантов или же намотка своими руками

    Правда в ТВ приёмниках, как правило, ставились трансформаторы ТС-180, тогда как для стабилизатора требуется как минимум ТС-320 чтобы обеспечить выходную нагрузку до 2 кВт.

    Шаг #1 – изготовление корпуса стабилизатора

    Для изготовления корпуса аппарата подойдёт любой подходящий короб на основе изолирующего материала – пластмассы, текстолита и т.п. Главный критерий – достаточность места под размещение силового трансформатора, электронной платы и других компонентов.

    Также корпус допустимо изготовить из листового стеклотекстолита, скрепив отдельные листы с помощью уголков или иным способом.

    Допустимо подобрать корпус от любой электроники, подходящий под размещение всех рабочих компонентов схемы самодельного стабилизатора. Также корпус можно собрать своими руками, к примеру, из листов стеклотекстолита

    Короб стабилизатора необходимо оснастить пазами под установку выключателя, входного и выходного интерфейсов, а также других аксессуаров, предусмотренных схемой в качестве контрольных или коммутационных элементов.

    Под изготовленный корпус нужна плита-основание, на которую «ляжет» электронная плата и будет закреплён трансформатор. Плиту можно сделать из алюминия, но следует предусмотреть изоляторы под крепёж электронной платы.

    Шаг #2 – изготовление печатной платы

    Здесь потребуется изначально спроектировать макет на размещение и связку всех электронных деталей согласно принципиальной схеме, кроме трансформатора. Затем по макету размечают лист фольгированного текстолита и рисуют (отпечатывают) на стороне фольги созданную трассировку.

    Изготовить печатную плату стабилизатора вполне доступными способами можно непосредственно в домашних условиях. Для этого нужно приготовить трафарет и набор средств для травления на фольгированном текстолите

    Полученный таким способом печатный экземпляр разводки зачищают, облуживают оловом и производят монтаж всех радиодеталей схемы с последующей пайкой. Так выполняется изготовление электронной платы мощного стабилизатора напряжения.

    В принципе, можно воспользоваться сторонними услугами по травлению печатных плат. Этот сервис вполне приемлем по цене, а качество изготовления «печатки» существенно выше, чем в домашнем варианте.

    Шаг #3 – сборка стабилизатора напряжения

    Укомплектованная радиодеталями плата подготавливается для внешней обвязки. В частности, от платы выводятся линии внешней связи (проводники) с другими элементами – трансформатором, выключателем, интерфейсами и т.д.

    На опорную плиту корпуса устанавливают трансформатор, соединяют с трансформатором цепи электронной платы, закрепляют плату на изоляторах.

    Пример самодельного стабилизатора напряжения релейного типа, изготовленного в домашней обстановке, помещённого в корпус от пришедшего в негодность промышленного измерительного прибора

    Останется только подключить к схеме внешние элементы, смонтированные на корпусе, установить ключевой транзистор на радиатор, после чего корпусом закрывают собранную электронную конструкцию. Стабилизатор напряжения готов. Можно приступать к настройке с дальнейшими испытаниями.

    Принцип работы и тест самоделки

    Регулирующим элементом электронной схемы стабилизации выступает мощный полевой транзистор типа IRF840. Напряжение для обработки (220-250В) проходит первичную обмотку силового трансформатора, выпрямляется диодным мостом VD1 и поступает на сток транзистора IRF840. Исток этого же компонента соединен с минусовым потенциалом диодного моста.


    Схема принципиальная стабилизирующего блока высокой мощности (до 2 кВт), на основе которой были собраны и успешно используются несколько аппаратов. Схема показала оптимальный уровень стабилизации при указанной нагрузке, но не выше

    Часть схемы, в которую включена одна из двух вторичных обмоток трансформатора, образуется диодным выпрямителем (VD2), потенциометром (R5) и другими элементами электронного регулятора. Этой частью схемы формируется управляющий сигнал, который поступает на затвор полевого транзистора IRF840.

    На случай повышения напряжения питающей сети управляющим сигналом понижается напряжение затвора полевого транзистора, что приводит к закрытию ключа. Соответственно, на контактах подключения нагрузки (XT3, XT4) возможное повышение напряжения ограничивается. Обратным вариантом работает схема на случай понижения сетевого напряжения.

    Настройка прибора особой сложностью не отличается. Здесь потребуется обычная лампа накаливания (200-250 Вт), которую следует включить на клеммы выхода прибора (X3, X4). Далее вращением потенциометра (R5) напряжение на отмеченных клеммах доводят до уровня 220-225 вольт.

    Выключают стабилизатор, отключают лампу накаливания и включают прибор уже с полноценной нагрузкой (не выше 2 кВт).

    После 15-20 минут работы вновь отключают аппарат и производят контроль температуры радиатора ключевого транзистора (IRF840). Если нагрев радиатора существенный (более 75º), следует подобрать более мощный теплоотводящий радиатор.

    Если процесс изготовления стабилизатора показался вам слишком сложным и нерациональным с практической точки зрения, без особых проблем можно найти и приобрести устройство заводского исполнения. Правила и критерии приведены в рекомендуемой нами статье.

    Выводы и полезное видео по теме

    В видеоролике ниже рассматривается одна из возможных конструкций стабилизатора домашнего изготовления.

    В принципе, можно взять на заметку этот вариант самодельного аппарата стабилизации:

    Сборка блока, стабилизирующего сетевое напряжение, своими руками возможна. Это подтверждается многочисленными примерами, когда радиолюбители с небольшим опытом вполне успешно разрабатывают (или применяют существующую), готовят и собирают схему электроники.

    Трудностей с приобретением деталей для изготовления стабилизатора-самоделки обычно не отмечается. Расходы на производство невысоки и естественным образом окупаются, когда стабилизатор вводят в эксплуатацию.

    Оставляйте, пожалуйста, комментарии, задавайте вопросы, публикуйте фото по теме статьи в находящемся ниже блоке. Расскажите о том, как собрали стабилизатор напряжения собственными руками. Поделитесь полезной информацией, которая может пригодиться посещающим сайт начинающим электротехникам.

    Бытовые устройства чувствительны к скачкам напряжения, быстрее подлежат износу, и появляются неисправности. В электрической сети напряжение часто изменяется, снижается, либо возрастает. Это взаимосвязано с отдаленностью источника энергии и некачественной линии питания.

    Чтобы подключать приборы к устойчивому питанию, в жилых помещениях применяют стабилизаторы напряжения. На его выходе напряжение обладает стабильными свойствами. Стабилизатор можно приобрести в торговой сети, однако такой прибор можно изготовить своими руками.

    Имеются допуски на изменение напряжения не более 10% от номинального значения (220 В). Это отклонение должно быть соблюдено как в большую сторону, так и в меньшую. Но идеальной электрической сети не бывает, и величина напряжения в сети часто меняется, усугубляя тем самым работу подключенных к ней устройств.

    Электрические приборы отрицательно реагируют на такие капризы сети и могут быстро выйти из строя, потеряв при этом свои заложенные функции. Чтобы избежать таких последствий, люди применяют самодельные приборы под названием стабилизаторы напряжения. Эффективным стабилизатором стал прибор, выполненный на симисторах. Как сделать стабилизатор напряжения своими руками мы и рассмотрим.

    Характеристика стабилизатора

    Это устройство стабилизации не будет иметь повышенную чувствительность к изменениям напряжения, подающегося по общей линии. Сглаживание напряжения будет производиться в том случае, если на входе напряжение будет находиться в пределах от 130 до 270 вольт.

    Включенные в сеть устройства будут питаться напряжением, имеющим величину от 205 до 230 вольт. От такого прибора можно будет питать электрические устройства, суммарная мощность которых до 6 кВт. Стабилизатор будет производить переключение нагрузки потребителя за 10 мс.

    Устройство стабилизатора

    Схема устройства стабилизации.

    Стабилизатор напряжения по указанной схеме имеет в своем составе следующие части:

    1. Питающий блок, в который входят емкости С2, С5, компаратор, трансформатор, теплоэлектрический диод.
    2. Узел, задерживающий подключение нагрузки потребителя, и состоящий из сопротивлений, транзисторов, емкости.
    3. Выпрямительного моста, измеряющего амплитуду напряжения. Выпрямитель состоит из емкости, диода, стабилитрона, нескольких делителей.
    4. Компаратора напряжения. Его составными частями являются сопротивления и компараторы.
    5. Логического контроллера на микросхемах.
    6. Усилителей, на транзисторах VТ4-12, резисторов, ограничивающих ток.
    7. Светодиодов в качестве индикаторов.
    8. Оптитронных ключей. Каждый из ник снабжается симисторами и резисторами, а также оптосимисторами.
    9. Электрического автомата, либо предохранителя.
    10. Автотрансформатора.

    Принцип действия

    Рассмотрим, как функционирует .

    После подключения питания емкость С1 находится в состоянии разряда, транзистор VТ1 открытый, а VТ2 закрытый. VТ3 транзистор также остается закрытым. Через него поступает ток на все светодиоды и оптитрон на основе симисторов.

    Так как этот транзистор пребывает в закрытом состоянии, то светодиоды не горят, а каждый симистор закрыт, нагрузка выключена. В этот момент ток поступает через сопротивление R1 и приходит на С1. Дальше конденсатор начинает заряжаться.

    Диапазон выдержки идет три секунды. За этот период производятся все процессы перехода. После их окончания срабатывает триггер Шмитта на основе транзисторов VТ1 и VТ2. После этого открывается 3-й транзистор и подключается нагрузка.

    Напряжение, выходящее с 3-й обмотки Т1, выравнивается диодом VD2 и емкостью С2. Далее ток поступает на делитель на сопротивлениях R13-14. Из сопротивления R14, напряжение, величина которого прямо зависит от величины напряжения, включена в каждый неинвертирующий компараторный вход.

    Число компараторов становится равным 8. Они все выполнены на микросхемах DА2 и DА3. В то же время на инвертируемый вход компараторов подходит постоянный ток, подающийся с помощью делителей R15-23. Дальше вступает в действие контроллер, осуществляющий прием входного сигнала каждого компаратора.

    Стабилизатор напряжения и его особенности

    Когда напряжение входа становится меньше 130 вольт, то на выходах компараторов появляется логический уровень малого размера. В этот момент транзистор VТ4 находится в открытом виде, первый светодиод мигает. Эта индикация сообщает о наличии низкого напряжения, что означает невозможность выполнения регулируемым стабилизатором своих функций.

    Все симисторы закрытии и нагрузка отключена. Когда напряжение находится в пределах 130-150 вольт, то сигналы 1 и А имеют свойства высокого значения логического уровня. Такой уровень имеет низкое значение. В таком случае транзистор VТ5 открывается, и начинает сигнализировать второй светодиод.

    Оптосимистор U1.2 открывается, так же, как и симистор VS2. Через симистор будет протекать нагрузочный ток. Затем нагрузка зайдет в верхний вывод катушки автотрансформатора Т2.

    Если напряжение входа 150 – 170 В, то сигналы 2, 1 и В имеют повышенное значение логического уровня. Другие сигналы имеют низкий уровень. При таком напряжении входа транзистор VТ6 открывается, 3-й светодиод включается. В этот момент 2-й симистор открывается и ток поступает на второй вывод катушки Т2, являющийся 2-м сверху.

    Собранный самостоятельно стабилизатор напряжения на 220 вольт будет соединять обмотки 2-го трансформатора, если уровень напряжения входа достигнет соответственно: 190, 210, 230, 250 вольт. Чтобы сделать такой стабилизатор, необходима печатная плата 115 х 90 мм, изготовленная из фольгированного стеклотекстолита.

    Изображение платы можно отпечатать на принтере. Затем с помощью утюга переносят это изображение на плату.

    Изготовление трансформаторов

    Изготовить трансформаторы Т1 и Т2 можно самостоятельно. Для Т1, мощность которого 3 кВт, необходимо применить магнитопровод с поперечным сечением 1,87 см 2 , и 3 провода ПЭВ – 2. 1-й провод диаметром 0,064 мм. Им наматывают первую катушку, с количеством витков 8669. Другие 2 провода применяются для образования остальных обмоток. Провода на них должны быть одного диаметра 0,185 мм, с числом витков 522.

    Чтобы не изготавливать самому такие трансформаторы, можно применить готовые варианты ТПК – 2 – 2 х 12 В, соединенные последовательно.

    Чтобы изготовить трансформатор Т2 на 6 кВт, применяют магнитопровод тороидальной формы. Обмотку наматывают проводом ПЭВ – 2 с числом витков 455. На трансформаторе необходимо вывести 7 отводов. Первые 3 из них наматываются проводом 3 мм. Остальные 4 отвода наматываются шинами сечением 18 мм 2 . С таким сечением провода трансформатор не нагреется.

    Отводы выполняют на таких витках: 203, 232, 266, 305, 348 и 398. Витки считают с нижнего отвода. В этом случае электрический ток сети должен поступать по отводу 266 витка.

    Детали и материалы

    Остальные элементы и детали стабилизатора для самостоятельной сборки приобретаются в торговой сети. Перечислим их перечень:

    1. Симисторы (отптроны) МОС 3041 – 7 шт.
    2. Симисторы ВТА 41 – 800 В – 7 шт.
    3. КР 1158 ЕН 6А (DА1) стабилизатор.
    4. Компаратор LМ 339 N (для DА2 и DА3) – 2 шт.
    5. Диоды DF 005 М (для VD2 и VD1) – 2 шт.
    6. Резисторы проволочные СП 5 или СП 3 (для R13, R14 и R25) – 3 шт.
    7. Резисторы С2 – 23, с допуском 1% — 7 шт.
    8. Резисторы любого номинала с допуском 5% — 30 шт.
    9. Резисторы токоограничивающие – 7 шт, для пропускания ими тока 16 миллиампер (для R 41 – 47) – 7 шт.
    10. Конденсаторы электролитические – 4 шт (для С5 – 1).
    11. Конденсаторы пленочные (С4 – 8).
    12. Выключатель, оснащенный предохранителем.

    Оптроны МОС 3041 заменяются на МОС 3061. КР 1158 ЕН 6А стабилизатор можно менять на КП 1158 ЕН 6Б. Компаратор К 1401 СА 1 можно установить в качестве аналога LM 339 N. Вместо диодов можно использовать КЦ 407 А.

    Микросхему КР 1158 ЕН 6А надо устанавливать на теплоотвод. Для его изготовления применяют алюминиевую пластинку 15 см 2 . Также на него необходимо установить симисторы. Для симисторов допускается применять общий теплоотвод. Площадь поверхности должна превышать 1600 см 2 . Стабилизатор необходимо снабдить микросхемой КР 1554 ЛП 5, выступающей в качестве микроконтроллера. Девять светодиодов располагаются так, что попадают в отверстия на панели прибора спереди.

    Если устройство корпуса не дает установить их таким образом, как на схеме, то их размещают на другой стороне, где расположены печатные дорожки. Светодиоды необходимо устанавливать мигающего типа, но можно монтировать и немигающие диоды, при условии, что они будут светиться ярким красным светом. Для таких целей применяют АЛ 307 КМ или L 1543 SRC — Е.

    Можно выполнить сборку более простых исполнений приборов, но они будут иметь определенными особенностями.

    Достоинства и недостатки, отличия от заводских моделей

    Если перечислять достоинства стабилизаторов, изготовленных самостоятельно, то основным достоинством является низкая стоимость. Производители приборов часто завышают цены, а своя сборка в любом случае обойдется меньшей стоимостью.

    Другим преимуществом можно определить такой фактор, как возможность простого ремонта своими руками устройства, Ведь кто, если не вы знаете лучше устройство, собранное своими руками.

    В случае поломки хозяин прибора сразу найдет неисправный элемент и заменит его на новый. Простая замена деталей создается таким фактором, что все детали приобретались в магазине, поэтому их можно будет легко снова купить в любом магазине.

    Недостатком самостоятельно собранного стабилизатора напряжения необходимо выделить его сложную настройку.

    Простейший стабилизатор напряжения своими руками

    Рассмотрим, каким образом можно изготовить самостоятельно стабилизатор на 220 вольт собственными руками, имея под рукой несколько простых деталей. Если в вашей электрической сети напряжение значительно снижено, то такой прибор подойдет вам как нельзя кстати. Чтобы его изготовить, понадобится готовый трансформатор, и несколько простых деталей. Лучше взять такой пример прибора себе на заметку, так как получается неплохое устройство, обладающее достаточной мощностью, например, для микроволновки.

    Для холодильников и различных других бытовых устройств понижение напряжения сети очень вредно, больше чем повышение. Если поднять величину напряжения сети, применяя автотрансформатор, то во время уменьшения напряжения сети на выходе прибора напряжение будет нормальной величины. А если в сети напряжение станет в норме, то на выходе мы получим повышенное значение напряжения. Например, возьмем трансформатор на 24 В. При напряжении на линии 190 В на выходе устройства получится 210 В, при значении сети 220 В на выходе получится 244 В. Это вполне допустимо и нормально для работы бытовых устройств.

    Для изготовления нам понадобится основная деталь – это простой трансформатор, но не электронный. Его можно найти готовый, либо изменить данные на уже имеющемся трансформаторе, например, от сломанного телевизора. Трансформатор будем соединять по схеме автотрансформатора. Напряжение на выходе будет получаться примерно на 11% выше напряжения сети.

    При этом нужно соблюдать осторожность, так как во время значительного перепада напряжения в сети в большую сторону, на выходе устройства получится напряжение, которое значительно превышает допустимую величину.

    Автотрансформатор будет добавлять к напряжению линии сети всего 11%. Это значит, что мощность автотрансформатора берется также на 11% от мощности потребителя. Например, мощность микроволновки равна 700 Вт, значит трансформатор берем 80 Вт. Но лучше брать мощность с запасом.

    Регулятор SA1 дает возможность, если нужно, подсоединять нагрузку потребителя без автотрансформатора. Конечно, это не полноценный стабилизатор, но зато для его изготовления не требуется больших вложений и много времени.

    Идеальным вариантом работы электросетей является изменение значений тока и напряжения как в сторону уменьшения, так и увеличения не более чем на 10% от номинальных 220 В. Но поскольку в реальности скачки характеризуются большими изменениями, то электроприборам, подключенным к сети напрямую, грозит потеря проектных возможностей и даже выход из строя.

    Избежать неприятностей поможет использование специального оборудования. Но поскольку оно отличается весьма высокой ценой, то многие предпочитают собирать стабилизатор напряжения сделанный своими руками. Насколько оправдан такой шаг и что потребуется для его реализации?

    Конструкция и принцип действия стабилизатора

    Конструкция прибора

    Решив собрать прибор самостоятельно придется заглянуть внутрь корпуса промышленной модели. Она состоит из нескольких основных деталей:

    • Трансформатора;
    • Конденсаторов;
    • Резисторов;
    • Кабеля для соединения элементов и подключения устройства.

    Принцип действия самого простого стабилизатора основан на работе реостата. Он повышает или понижает сопротивление в зависимости от силы тока. Более современные модели обладают широким набором функций и способны в полной мере защитить бытовую технику от скачков напряжения в сети.

    Виды приборов и их особенности

    Виды и их применения

    Классификация оборудования зависит от методов, используемых для регулировки тока. Поскольку эта величина представляет собой направленное движение частиц, то воздействовать на нее можно одним из способов:

    • Механическим;
    • Импульсным.

    Первый основывается на законе Ома. Приборы, работа которых основана на нем называют линейными. Они включают в себя два колена, которые соединяются при помощи реостата. Поданное на один элемент напряжение проходит по реостату и таким образом оказывается на другом, с которого поступает к потребителям.

    Приборы этого типа позволяют очень только выставлять параметры выходного тока и могут быть модернизированы дополнительными узлами. Но использовать такие стабилизаторы в сетях, где разница между входным и выходным током велика нельзя, так как они не смогут обезопасить бытовую технику от КЗ при больших нагрузках.

    Смотрим видео, принцип работы импульсного прибора:

    Импульсные модели работают по принципу амплитудной модуляции тока. В цепи стабилизатора используется выключатель, разрывающий ее через определенные промежутки времени. Такой подход позволяет равномерно накапливать ток в конденсаторе, а после его полной зарядки и далее на приборы.

    В отличие от линейных стабилизаторов импульсные не имеют возможности задавать определенную величину. В продаже встречаются модели повышающе-понижающие – это идеальный выбор для дома.

    Также стабилизаторы напряжения делятся на:

    1. Однофазные;
    2. Трехфазные.

    Но так как большинство бытовых приборов работают от однофазной сети, то в жилых помещениях используют как правило оборудование, относящееся к первому типу.

    Приступаем к сборке: комплектующие, инструменты

    Поскольку наиболее эффективным считается симисторный аппарат, то в своей статье мы рассмотрим, как самостоятельно собрать именно такую модель. Сразу следует отметить, что этот стабилизатор напряжения, выполненный своими руками, будет выравнивать ток при условии, что входное напряжение находится в диапазоне от 130 до 270В.

    Допустимая мощность приборов, подключаемых к такому оборудованию не сможет превышать 6 кВт. При этом переключение нагрузки будет осуществляться за 10 миллисекунд.

    Что касается комплектующих, то для сборки такого стабилизатора понадобятся следующие элементы:

    • Блок питания;
    • Выпрямитель для измерения амплитуды напряжения;
    • Компаратор;
    • Контроллер;
    • Усилители;
    • Светодиоды;
    • Узел задержки включения нагрузки;
    • Автотрансформатор;
    • Оптронные ключи;
    • Выключатель-предохранитель.

    Из инструментов буду необходимы паяльник и пинцет.

    Этапы изготовления

    Чтобы собрать стабилизатор напряжения 220В для дома своими руками сначала нужно подготовить печатную плату размером 115х90 мм. Она изготавливается из фольгированного стеклотекстолита. Схема размещения деталей может быть напечатана на лазерном принтере и при помощи утюга перенесена на плату.

    Смотрим видео, самодельный несложный прибор:

    схема электрическая принципиальная

    • магнитопровод площадью сечения 1,87 см²;
    • три кабеля ПЭВ-2.

    Первый провод используется для создания одной обмотки, при этом его диаметр составляет 0,064 мм. Число витков должно равняться 8669.

    Два оставшихся провода потребуются для выполнения других обмоток. Они отличаются от первого диаметром, составляющим 0,185 мм. Количество витков для этих обмоток будет равно 522.

    Если хотите упростить себе задачу, то можно воспользоваться двумя готовыми трансформаторами ТПК-2-2 12В. Их соединяют последовательно.

    В случае изготовления этих деталей самостоятельно после того как будет готов один из них переходят к созданию второго. Для него будет нужен тороидальный магнитопровод. Для обмотки выбирают тот же ПЭВ-2, что и в первом случае, только количество витков составит 455.

    Также во втором трансформаторе придется выполнить 7 отводов. Причем для первых трех используется провод диаметром 3мм, а для остальных – шины, сечением 18 мм². Это поможет избежать нагревания трансформатора в процессе работы.

    соединение двух трансформаторов

    Все остальные комплектующие для прибора, создаваемого своими руками лучше приобретать в магазине. После того, как все необходимое закуплено можно приступать к сборке. Начинать лучше всего с установки микросхемы, выполняющей роль контроллера на теплоотвод, который изготавливается из алюминиевой платины площадью более 15 см². На него также монтируются симисторы. Причем теплоотвод, на который предполагается их установка должен иметь охлаждающую поверхность.

    Если сборка симисторного стабилизатора напряжения 220В своими руками для вас кажется сложной, то можно остановиться на более простой линейной модели. Она будет обладать аналогичными свойствами.

    Эффективность изделия, выполненного своими руками

    Что толкает человека на изготовление того или иного прибора? Чаще всего – его высокая стоимость. И в этом смысле стабилизатор напряжения, собранный своими руками, конечно, превосходит фабричную модель.

    К преимуществам самодельных устройств можно отнести и возможность самостоятельного ремонта. Человек, собравший стабилизатор разобрался как в его принципе действия, так и строении и поэтому сможет устранить неисправность без посторонней помощи.

    Кроме того, все детали для такого прибора предварительно покупались в магазине, поэтому в случае выхода их из строя всегда можно будет найти аналогичную.

    Если же сравнивать надежность стабилизатора, собранного своими руками и произведенного на предприятии, то здесь преимущество на стороне заводских моделей. В домашних условиях разработать модель, отличающуюся высокой производительностью практически невозможно, так как нет специального измерительного оборудования.

    Заключение

    Существуют различные типы стабилизаторов напряжения, причем некоторые из них вполне реально сделать своими руками. Но для этого придется разобраться в нюансах работы оборудования, приобрести необходимые комплектующие и выполнить их грамотный монтаж. Если вы не уверены в своих силах, то лучший вариант – приобретение устройства заводского изготовления. Стоит такой стабилизатор дороже, но и по качеству значительно превосходит модели, собираемые самостоятельно.

    Содержание:

    В электрических цепях постоянно возникает необходимость в стабилизации тех или иных параметров. С этой целью применяются специальные схемы управления и слежения за ними. Точность стабилизирующих действий зависит от так называемого эталона, с которым и сравнивается конкретный параметр, например, напряжение. То есть, когда значение параметра будет ниже эталона, схема стабилизатора напряжения включит управление и отдаст команду на его увеличение. В случае необходимости выполняется обратное действие — на уменьшение.

    Данный принцип работы лежит в основе автоматического управления всеми известными устройствами и системами. Точно так же действуют и стабилизаторы напряжения, несмотря на разнообразие схем и элементов, используемых для их создания.

    Схема стабилизатора напряжения 220в своими руками

    При идеальной работе электрических сетей, значение напряжения должно изменяться не более чем на 10% от номинала в сторону увеличения или уменьшения. Однако на практике перепады напряжения достигают гораздо больших значений, что крайне отрицательно сказывается на электрооборудовании, вплоть до его выхода из строя.

    Защититься от подобных неприятностей поможет специальное стабилизирующее оборудование. Однако из-за высокой стоимости, его применение в бытовых условиях во многих случаях экономически невыгодно. Наилучшим выходом из положения становится самодельный стабилизатор напряжения 220в, схема которого достаточно простая и недорогая.

    За основу можно взять промышленную конструкцию, чтобы выяснить, из каких деталей она состоит. В состав каждого стабилизатора входят трансформатор, резисторы, конденсаторы, соединительные и подключающие кабели. Самым простым считается стабилизатор переменного напряжения, схема которого действует по принципу реостата, повышая или понижая сопротивление в соответствии с силой тока. В современных моделях дополнительно присутствует множество других функций, обеспечивающих защиту бытовой техники от скачков напряжения.

    Среди самодельных конструкций наиболее эффективными считаются симисторные устройства, поэтому в качестве примера будет рассматриваться именно эта модель. Выравнивание тока этим прибором будет возможно при входном напряжении в диапазоне 130-270 вольт. Перед началом сборки необходимо приобрести определенный набор элементов и комплектующих. Он состоит из блока питания, выпрямителя, контроллера, компаратора, усилителей, светодиодов, автотрансформатора, узла задержки включения нагрузки, оптронных ключей, выключателя-предохранителя. Основными рабочими инструментами служат пинцет и паяльник.

    Для сборки стабилизатора на 220 вольт в первую очередь потребуется печатная плата размером 11,5х9,0 см, которую нужно заранее подготовить. В качестве материала рекомендуется использовать фольгированный стеклотекстолит. Схема размещения деталей распечатывается на принтере и переносится на плату с помощью утюга.

    Трансформаторы для схемы можно взять уже готовые или собрать самостоятельно. Готовые трансформаторы должны иметь марку ТПК-2-2 12В и соединяться последовательно между собой. Для создания первого трансформатора своими руками потребуется магнитопровод сечением 1,87 см2 и 3 кабеля ПЭВ-2. Первый кабель применяется в одной обмотке. Его диаметр составит 0,064 мм, а количество витков — 8669. Оставшиеся провода используются в других обмотках. Их диаметр будет уже 0,185 мм, а число витков составит 522.

    Второй трансформатор изготавливается на основе тороидального магнитопровода. Его обмотка выполняется из такого же провода, как и в первом случае, но количество витков будет другим и составит 455. Во втором устройстве делаются отводы в количестве семи. Первые три изготавливаются из провода диаметром 3 мм, а остальные из шин, сечением 18 мм2. За счет этого предотвращается нагрев трансформатора во время работы.

    Все остальные комплектующие рекомендуется приобретать в готовом виде, в специализированных магазинах. Основой сборки является принципиальная схема стабилизатора напряжения, заводского изготовления. Вначале устанавливается микросхема, выполняющая функцию контроллера для теплоотвода. Для ее изготовления используется алюминиевая пластина площадью свыше 15 см2. На эту же плату производится монтаж симисторов. Теплоотвод, предназначенный для монтажа, должен быть с охлаждающей поверхностью. После этого сюда же устанавливаются светодиоды в соответствии со схемой или со стороны печатных проводников. Собранная таким образом конструкция, не может сравниваться с заводскими моделями ни по надежности, ни по качеству работы. Такие стабилизаторы используются с бытовыми приборами, не требующими точных параметров тока и напряжения.

    Схемы стабилизаторов напряжения на транзисторах

    Качественные трансформаторы, применяемые в электрической цепи, эффективно справляются даже с большими помехами. Они надежно защищают бытовую технику и оборудование, установленные в доме. Настроенная система фильтрации позволяет бороться с любыми скачками напряжения. За счет контроля над напряжением происходят изменения величины тока. Предельная частота на входе увеличивается, а на выходе — уменьшается. Таким образом, ток в цепи преобразуется в течение двух этапов.

    В начале на входе задействуют транзистор с фильтром. Далее происходит включение в работу . Для завершения преобразования тока в схеме применяется усилитель, чаще всего устанавливаемый между резисторами. За счет этого в устройстве поддерживается необходимый уровень температуры.

    Схема выпрямления действует следующим образом. Выпрямление переменного напряжения с вторичной обмотки трансформатора происходит с помощью диодного моста (VD1-VD4). Сглаживание напряжения выполняет конденсатор С1, после чего оно попадает в систему компенсационного стабилизатора. Действие резистора R1 задает стабилизирующий ток на стабилитроне VD5. Резистор R2 является нагрузочным. При участии конденсаторов С2 и С3 происходит фильтрация питающего напряжения.

    Значение выходного напряжения стабилизатора будет зависеть от элементов VD5 и R1 для выбора которых существует специальная таблица. VT1 устанавливается на радиаторе, у которого площадь охлаждающей поверхности должна быть не менее 50 см2. Отечественный транзистор КТ829А может быть заменен зарубежным аналогом BDX53 от компании Моторола. Остальные элементы имеют маркировку: конденсаторы — К50-35, резисторы — МЛТ-0,5.

    Схема линейного стабилизатора напряжения 12в

    В линейных стабилизаторах используются микросхемы КРЕН, а также LM7805, LM1117 и LM350. Следует отметить, что символика КРЕН не является аббревиатурой. Это сокращение полного названия микросхемы стабилизатора, обозначаемой как КР142ЕН5А. Таким же образом обозначаются и другие микросхемы этого типа. После сокращения такое название выглядит по-другому — КРЕН142.

    Линейные стабилизаторы или стабилизаторы напряжения постоянного тока схемы получили наибольшее распространение. Их единственным недостатком считается невозможность работы при напряжении, которое будет ниже заявленного выходного напряжения.

    Например, если на выходе LM7805 нужно получить напряжение в 5 вольт, то входное напряжение должно быть, как минимум 6,5 вольт. При подаче на вход менее 6,5В, наступит так называемая просадка напряжения, и на выходе уже не будет заявленных 5-ти вольт. Кроме того, линейные стабилизаторы очень сильно нагреваются под нагрузкой. Это свойство лежит в основе принципа их работы. То есть, напряжение, выше стабилизируемого, преобразуется в тепло. Например, при подаче на вход микросхемы LM7805 напряжения 12В, то в этом случае 7 из них уйдут для нагрева корпуса, и лишь необходимые 5В поступят потребителю. В процессе трансформации происходит настолько сильный нагрев, что данная микросхема просто сгорит при отсутствии охлаждающего радиатора.

    Регулируемый стабилизатор напряжения схема

    Нередко возникают ситуации, когда напряжение, выдаваемое стабилизатором, необходимо отрегулировать. На рисунке представлена простая схема регулируемого стабилизатора напряжения и тока, позволяющая не только стабилизировать, но и регулировать напряжение. Ее можно легко собрать даже при наличии лишь первоначальных познаний в электронике. Например, входное напряжение составляет 50В, а на выходе получается любое значение, в пределах 27 вольт.

    В качестве основной детали стабилизатора используется полевой транзистор IRLZ24/32/44 и другие аналогичные модели. Данные транзисторы оборудуются тремя выводами — стоком, истоком и затвором. Структура каждого из них состоит из металла-диэлектрика (диоксида кремния) — полупроводника. В корпусе расположена микросхема-стабилизатор TL431, с помощью которой и настраивается выходное электрическое напряжение. Сам транзистор может оставаться на радиаторе и соединяться с платой проводниками.

    Данная схема может работать с входным напряжением в диапазоне от 6 до 50В. Выходное напряжение получается в пределах от 3 до 27В и может быть отрегулировано с помощью подстрочного резистора. В зависимости от конструкции радиатора, выходной ток достигает 10А. Емкость сглаживающих конденсаторов С1 и С2 составляет 10-22 мкФ, а С3 — 4,7 мкФ. Схема сможет работать и без них, однако качество стабилизации будет снижено. Электролитические конденсаторы на входе и выходе рассчитываются примерно на 50В. Мощность, рассеиваемая таким стабилизатором, не превышает 50 Вт.

    Схема симисторного стабилизатора напряжения 220в

    Симисторные стабилизаторы работают по аналогии с релейными устройствами. Существенным отличием является наличие узла, переключающего обмотки трансформатора. Вместо реле используются мощные симисторы, работающие под управлением контроллеров.

    Управление обмотками с помощью симисторов — бесконтактное, поэтому при переключениях нет характерных щелчков. Для намотки автотрансформатора используется медный провод. Симисторные стабилизаторы могут работать при пониженном напряжении от 90 вольт и высоком — до 300 вольт. Регулировка напряжения осуществляется с точностью до 2%, отчего лампы совершенно не моргают. Однако во время переключений возникает ЭДС самоиндукции, как и в релейных устройствах.

    Симисторные ключи обладают повышенной чувствительностью к перегрузкам, в связи с чем они должны иметь запас по мощности. Данный тип стабилизаторов отличается очень сложным температурным режимом. Поэтому установка симисторов осуществляется на радиаторы с принудительным вентиляторным охлаждением. Точно так же работает схема тиристорного стабилизатора напряжения 220В своими руками.

    Существуют устройства с повышенной точностью, работающие по двухступенчатой системе. На первой ступени выполняется грубая регулировка выходного напряжения, а на второй ступени этот процесс осуществляется значительно точнее. Таким образом, управление двумя ступенями выполняется с помощью одного контроллера, что фактически означает наличие двух стабилизаторов в едином корпусе. Обе ступени имеют обмотки, намотанные в общем трансформаторе. При наличии 12 ключей, эти две ступени позволяют регулировать выходное напряжение в 36 уровнях, чем и обеспечивается его высокая точность.

    Стабилизатор напряжения с защитой по току схема

    Данные устройства обеспечивают питание преимущественно для низковольтных устройств. Такой стабилизатор тока и напряжения схема отличается простотой конструкции, доступной элементной базой, возможностью плавных регулировок не только выходного напряжения, но и тока, при котором срабатывает защита.
    Основой схемы является параллельный стабилизатор или регулируемый стабилитрон, а также с высокой мощностью. С помощью так называемого измерительного резистора контролируется ток, потребляемый нагрузкой.

    Иногда на выходе стабилизатора возникает короткое замыкание или ток нагрузки превышает установленное значение. В этом случае на резисторе R2 падает напряжение, а транзистор VT2 открывается. Происходит и одновременное открытие транзистора VT3, шунтирующего источник опорного напряжения. В результате, значение выходного напряжения снижается практически до нулевого уровня, и регулирующий транзистор оказывается защищенным от перегрузок по току. Для того чтобы установить точный порог срабатывания токовой защиты, применяется подстроечный резистор R3, включаемый параллельно с резистором R2. Красный цвет светодиода LED1 указывает на срабатывание защиты, а зеленый LED2 — на выходное напряжение.

    После правильно выполненной сборки схемы мощных стабилизаторов напряжения сразу же включаются в работу, достаточно всего лишь выставить необходимое значение выходного напряжения. После загрузки устройства реостатом выставляется ток, при котором срабатывает защита. Если защита должна срабатывать при меньшем токе, для этого необходимо увеличить номинал резистора R2. Например, при R2 равном 0,1 Ом, минимальный ток срабатывания защиты будет составлять около 8А. Если же нужно, наоборот, увеличить ток нагрузки, следует параллельно включить два и более транзисторов, в эмиттерах которых имеются выравнивающие резисторы.

    Схема релейного стабилизатора напряжения 220

    С помощью релейного стабилизатора обеспечивается надежная защита приборов и других электронных устройств, для которых стандартный уровень напряжения составляет 220В. Данный стабилизатор напряжения 220В, схема которого всем известна. Пользуется широкой популярностью, благодаря простоте своей конструкции.

    Для того чтобы правильно эксплуатировать это устройство, необходимо изучить его устройство и принцип действия. Каждый релейный стабилизатор состоит из автоматического трансформатора и электронной схемы, управляющей его работой. Кроме того, имеется реле, помещенное в надежный корпус. Данный прибор относится к категории вольтодобавочных, то есть с его помощью лишь добавляется ток в случае низкого напряжения.

    Добавление необходимого количества вольт осуществляется путем подключения обмотки трансформатора. Обычно для работы используется 4 обмотки. В случае слишком высокого тока в электрической сети, трансформатор автоматически уменьшает напряжение до нужного значения. Конструкция может быть дополнена и другими элементами, например, дисплеем.

    Таким образом, релейный стабилизатор напряжения имеет очень простой принцип работы. Ток измеряется электронной схемой, затем, после получения результатов, он сравнивается с выходным током. Полученная разница в напряжении регулируется самостоятельно путем подбора необходимой обмотки. Далее, подключается реле и напряжение выходит на необходимый уровень.

    Стабилизатор напряжения и тока на LM2576

    Приборы для стабилизации напряжения сети применяются уже не одно десятилетие. Многие модели давно не используются, а другие пока не нашли широкого распространения, несмотря на высокие характеристики. Схема стабилизатора напряжения не является чем-то слишком сложным. Принцип работы и основные параметры различных стабилизаторов следует знать тем, кто ещё не определился с выбором.

    Виды стабилизаторов напряжения

    В настоящее время применяются следующие виды стабилизаторов:

    • Феррорезонансные;
    • Сервоприводные;
    • Релейные;
    • Электронные;
    • Двойного преобразования.

    Феррорезонансные стабилизаторы конструктивно являются самыми простыми устройствами. Они состоят из двух дросселей и конденсатора и работают на принципе магнитного резонанса. Стабилизаторы такого типа отличаются высокой скоростью срабатывания, очень большим сроком эксплуатации и могут работать в широком диапазоне напряжения на входе. В настоящее время их можно встретить в медицинских учреждениях. В быту практически не применяются.

    Принцип действия сервоприводного или электромеханического стабилизатора основан на изменении величины напряжения с помощью автотрансформатора. Устройство отличается исключительно высокой точностью установки напряжения. Вместе с тем скорость стабилизации самая низкая. Электромеханический стабилизатор может работать с очень большими нагрузками.

    Релейный стабилизатор так же имеет в своей конструкции трансформатор с секционированной обмоткой. Выравнивание напряжения осуществляется с помощью группы реле, которые срабатывают по командам с платы контроля напряжения. Прибор имеет относительно высокую скорость стабилизации, но точность установки заметно ниже за счёт дискретного переключения обмоток.

    Электронный стабилизатор работает по такому же принципу, только секции обмотки регулирующего трансформатора переключаются не с помощью реле, а силовыми ключами на полупроводниковых приборах. Точность электронного и релейного стабилизатора приблизительно одинаковая, но скорость электронного устройства заметно выше.

    Стабилизаторы двойного преобразования , в отличие от других моделей, не имеют в своей конструкции силового трансформатора. Коррекция напряжения осуществляется на электронном уровне. Устройства этого типа отличаются высокой скоростью и точностью, но их стоимость намного выше, чем у других моделей. Стабилизатор напряжения 220 вольт своими руками, несмотря на кажущуюся сложность, может быть реализован именно на инверторном принципе.

    Электромеханический стабилизатор

    Сервоприводный стабилизатор состоит из следующих узлов:

    • Входной фильтр;
    • Плата измерения напряжения;
    • Автотрансформатор;
    • Серводвигатель;
    • Графитовый скользящий контакт;
    • Плата индикации.

    В основе работы лежит принцип регулировки напряжения путём изменения коэффициента трансформации. Это изменение осуществляется перемещением графитового контакта по свободной от изоляции обмотке трансформатора. Перемещение контакта осуществляется серводвигателем.

    Напряжение сети поступает на фильтр, состоящий из конденсаторов и ферритовых дросселей. Его задача максимально очистить приходящее напряжение от высокочастотных и импульсных помех. В плате измерения напряжения заложен определённый допуск. Если напряжение сети в него укладывается, то оно сразу поступает на нагрузку.

    При отклонении напряжения сверх допустимого, плата измерения напряжения подаёт команду на узел управления серводвигателем, который перемещает контакт в сторону увеличения или уменьшения напряжения. Как только величина напряжения придёт в норму, серводвигатель останавливается. Если напряжение сети нестабильно и часто изменяется, сервопривод может отрабатывать процесс регулирования практически постоянно.

    Схема подключения стабилизатора напряжения малой мощности не представляет ничего сложного, поскольку на корпусе установлены розетки, а включение в сеть осуществляется шнуром с вилкой. На более мощных устройствах сеть и нагрузка подключаются с помощью винтовой колодки.

    Релейный стабилизатор

    В релейном стабилизаторе имеется почти такой же набор основных узлов:

    • Сетевой фильтр;
    • Плата контроля и управления;
    • Трансформатор;
    • Блок электромеханических реле;
    • Устройство индикации.

    В этой конструкции коррекция напряжения осуществляется ступенчато, с помощью реле. Обмотка трансформатора разделена на несколько отдельных секций, каждая из которых имеет отвод. Релейный стабилизатор напряжения имеет несколько ступеней регулирования, число которых определяется количеством установленных реле.

    Подключение секций обмотки, а, следовательно, и изменение напряжения может осуществляться либо аналоговым, либо цифровым способом. Плата управления, в зависимости от изменения напряжения на входе, подключает необходимое количество реле для обеспечения напряжения на выходе, соответствующего допуску. имеют самую низкую цену среди этих приборов.

    Пример схемы релейного стабилизатора

    Еще одна схема стабилизатора релейного типа

    Электронный стабилизатор

    Принципиальная схема стабилизатора напряжения этого типа имеет лишь небольшие отличия от конструкции с электромагнитными реле:

    • Фильтр сети;
    • Плата измерения напряжения и управления;
    • Трансформатор;
    • Блок силовых электронных ключей;
    • Плата индикации.

    Принцип работы не отличается от принципа работы релейного устройства. Единственное отличие заключается в применении электронных ключей вместо реле. Ключи представляют собой управляемые полупроводниковые вентили – тиристоры и симисторы. Каждый из них имеет управляющий электрод, подачей напряжения на который вентиль можно открыть. В этот момент и происходит коммутация обмоток и изменение напряжения на выходе стабилизатора. Стабилизатор отличается хорошими параметрами и высокой надёжностью. Широкому распространению мешает высокая стоимость прибора.

    Стабилизатор двойного преобразования

    Это устройство, называемое так же , по своей конструкции и техническим решениям, полностью отличается от всех других моделей. В нем отсутствует трансформатор и элементы коммутации. В основу его работы положен принцип двойного преобразования напряжения. Из переменного напряжения в постоянное, и обратно в переменное.

    Схема электронного стабилизатора напряжения 220в своими руками. Схема стабилизатора напряжения сети

    Большинство электрических машин изготавливаются и продаются по всему миру и должны работать согласно местным требованиям по параметрам сети. Рассмотрим простой пример. Электрический станок может быть изготовлен в Германии и применяться по всему миру. Во всех странах используется различное напряжение в диапазоне 200–250 В. Таким образом, в самой Германии он будет работать на 230 В, а у нас, в России, хотелось бы верить, на 220 В.

    На что влияют эти цифры? На срок полезного использования. Это и есть небольшая проблема, называемая перенапряжение. Есть ещё другие вопросы, которые действительно доставляют беспокойство. Напряжение на вводе в ваш дом может подниматься и падать довольно резко. По времени скачки могут быть секундные, минутные и часовые в зависимости от колебаний спроса и предложения.

    Например, если в вашем районе находится большой завод с мощными электрическими машинами – это может привести к переходным процессам: приливам или провалам. Последние также могут быть вызваны ударами молний, использованием электричества в режиме максимума (к примеру, приготовление еды в одно и то же время каждый вечер). На практике, электроснабжение 220 В регулярно колеблется в пределах 10% или больше, реальное напряжение бывает где-то 200–240 В.

    Мы привыкли иметь множество гаджетов (ноутбуки, телевизоры и т. д.) со встроенными трансформаторами. Последние превращают входное напряжение в стабильное на 220 В. Большинство из нас даже не подозревают о проблеме.

    Теоретически, электроэнергия должна подаваться в форме синусоидальной волны, которая поднимается, опускается и меняет направление плавно 50 раз в секунду (обычная частота питающей сети). На практике переменный ток может также включать нерегулярные, более высокие частоты сигналов, называемых гармониками, которые потенциально могут вредить чувствительной технике (вызывая перегрев) и действительно должны быть отфильтрованы.

    Существует оптимальное решение этой проблемы – приобрести стабилизатор напряжения 220 В для дома, способный изменять более высокое входное напряжение на более низкий уровень в соответствии с тем, что действительно нужно для вашей бытовой техники.

    Какие бывают стабилизаторы и как выбрать?

    Могут работать в различных направлениях. В конструкции некоторых из них включены феррорезонансные трансформаторы (также называемые трансформаторами постоянного напряжения или вариаторами). Устройства ведут себя как обычные трансформеры, но с дополнительным компонентом (индуктором на основе конденсатора и резонирующей катушкой, встроенной в их вторичные обмотки).

    Феррорезонансные стабилизаторы обеспечивают более или менее постоянное выходное напряжение (обычно колеблется на 1–3 %).

    Другие стабилизаторы напряжения 220 работают иначе. Самыми популярными из них являются электронные. Принцип работы таких устройств основывается на постоянном измерении входного напряжения и сравнивании с требуемым. Если значение напряжения на входе не соответствующее, оно корректируется путём вычитания или сложения. Таким образом, на выходе получается устойчивый сигнал на 220 В.

    На рынке представлено три основных типа стабилизаторов для дома:

    • релейные,
    • электромеханические,
    • электромагнитные.

    Все они имеют свои преимущества и недостатки. Но мы, как правило, выбирая, смотрим лишь на привычные критерии: качество и цена.

    Зачем мы выбираем стабилизатор для дома?

    Стабилизатор напряжения обычно является более дорогим решением, чем простой понижающий трансформатор, но общая экономия энергии с его использованием составит больше на 10-20 %. Хотя некоторые для дома на 5 кВт стоят тысячи долларов, они, как правило, окупаются за 2-3 года.

    Преимущества их применения:

    • уменьшают энергоемкость, затраты на обслуживание и продление срока службы бытовых приборов;
    • за счет сокращения потребления энергии, они помогают внести ваш личный позитивный вклад в решение экологических проблем, таких как изменение климата.

    Как выбрать стабилизатор 220 В для дома?

    Оборудование для оптимизации напряжения является сложным, и используется для крупного бизнеса или промышленности. В настоящее время стабилизаторы для дома и дачи стали изделиями массового производства и пользуются спросом. В чем выгода от использования таких устройств для обычных собственников жилья?

    Производители гарантируют потенциальную экономию в размере 10 % на счетах за электроэнергию. «Оптимизация напряжения» — звучит слишком хорошо, чтобы быть правдой. В чем подвох? В действительности это нарушает один из основных законов физики: сохранения энергии. Согласно этому закону, нельзя сделать энергию из воздуха или получить из чего-то больше энергии, чем она вложена. Каким образом энергия, идущая на устройство, уменьшается?

    В начале статьи было сказано о перенапряжении. При этом двигатель никогда не будет крутиться быстрее: просто дополнительная энергия потратится на тепло. Только уменьшая напряжение и снижая тепловые потери, вы уменьшаете полезную энергию, которую потребляет двигатель. Другими словами, если мотор работает на своём идеальном, низком напряжении, вы делаете его более эффективным.

    Сэкономленная энергия выливается в финансовые сбережения (для вас) и экологический эффект (для планеты). Стоит помнить, что если техника работает, потребляя энергию с завышенными параметрами (слишком высокого напряжения или тока), то она изнашивается значительно быстрее. Продление жизни электрических приборов и выливается в финансовую и экологическую выгоды. Может это и есть лучший КПД? Хотя, конечно, технически этот показатель основывается на иных соображениях.

    220 В? Есть самый простой способ. Для дома лучше выбрать устройство согласно существующему рейтингу стабилизаторов напряжения для дома.

    Прежде всего, стоит отметить, что существует предел тому, насколько вы можете сократить напряжение без уменьшения полезного отпуска. Рассмотрим пример интуитивно понятный: бытовой холодильник, рассчитанный на 220 В, никогда не будет работать от 1,5-вольтовой батареи. Просто потому, что батарея при таком низком напряжении не может обеспечить достаточную энергию для питания электродвигателя.

    Производители утверждают, оптимизация напряжения может составлять 10–20 %. То есть настолько можно смело сократить напряжение без ущерба для самих приборов? Это вводит в заблуждение. В реальности довольно трудно определить, как бытовые приборы загружены.

    Так как же правильно выбрать? Параметры, по которым выбираются стабильники:

    • бесшумность;
    • мощность;
    • фазность;
    • точность стабилизации.

    Какой стабилизатор напряжения выбрать для частного дома

    1. Рейтинг стабилизаторов напряжения для дома на 5 квт

    Как выбрать стабилизатор напряжения? Любое электрическое оборудование выбирается по определённым критериям. В зависимости от суммарной мощности всех электроприёмников, выбирается и мощность стабилизатора.

    В квартире самым мощным оборудованием является электроплита (7 кВт), поэтому однофазный стабилизатор в диапазоне мощностей от 5 до 8 кВт – это будет самое верное решение. С такими характеристиками устройство подойдёт и для небольшого дачного домика, в котором отсутствуют мощные энергопотребители.

    Энергия Classic 7500 . Прибор пользуется популярностью благодаря отличительным свойствам – точности 5%, высокому КПД, защите от перегрева и КЗ. Конструкция удобна в использовании, она настенного исполнения и весом около 20 кг.

    RUCELF SRWII-6000-L . Второе место в рейтинге принадлежит релейному стабилизатору для квартиры и дачи. Погрешность не более 3,5%, хороший КПД, предусмотрены функции защиты от помех, КЗ, перегрева, перенапряжения в сети.

    Ресанта АСН-8000Н/1-Ц . Среди однофазных приборов является самым приемлемым по цене. Точность стабилизации у него не такая высокая, как у предыдущих — всего 8%, но со своими функциями справляется на «хорошо».

    2. Рейтинг стабилизаторов напряжения для дома 10–15 кВт

    Защита коттеджа или дома стабилизатором в диапазоне -15 кВт станет наилучшим выбором. В рейтинге таких устройств на первых местах стоят следующие модели:

    RUCELF SRWII-12000-L ., способный выдерживать нагрузку до 10 кВт, релейного типа, с наивысшим КПД и точностью стабилизации 3,5%. Судя по отзывам владельцев прибор является самым лучшим для дома.


    РЕСАНТА LUX АСН-10000Н/1-Ц . Основным преимуществом этого аппарата является недорогая цена и отличная защита от сетевых скачков. Только вот есть один недостаток — погрешность 8%.


    Энергия ACH 20000 . Славится хорошими нагрузочными способностями, сравнительно небольшой погрешностью — 6%, отличным КПД. Устройство напольного исполнения, работает бесшумно. Является хорошим вариантом для дома с однофазным потреблением электричества.


    Лучший стабилизатор напряжения 220 В для дома: как все-таки выбрать?

    Технические возможности – это хорошо. Однако есть ещё важные аспекты выбора аппаратов. Среди них значатся габариты выбранного устройства. Стабильники большой мощности имеют размеры более одного метра, и поэтому для их размещения потребуется специальный угол в помещении. Если дома места не хватает, то лучше обратить внимание на настенные модели. Чем-то придётся жертвовать: компактные приборы для потребителя стоят несколько дороже.

    Условное обозначение IP определяет свойства защиты корпуса. Влаго- или пыле- защищённое будет иметь большую идентификацию, нежели негерметизированный вариант исполнения. С соответствующим IP уже не страшно будет случайное попадание влаги или пыли.

    С надежной системой охлаждения длительно использующиеся аппараты не будут перегреваться. Свой выбор стабилизатора для дома при известной нестабильности сети в вашем районе лучше останавливать на моделях с принудительной вентиляцией. Если же для электроснабжения характерны быстро стабилизирующиеся скачки, то выбирайте аппараты с естественным охлаждением через вентиляционные решетки в корпусе.

    Бытовые устройства чувствительны к скачкам напряжения, быстрее подлежат износу, и появляются неисправности. В электрической сети напряжение часто изменяется, снижается, либо возрастает. Это взаимосвязано с отдаленностью источника энергии и некачественной линии питания.

    Чтобы подключать приборы к устойчивому питанию, в жилых помещениях применяют стабилизаторы напряжения. На его выходе напряжение обладает стабильными свойствами. Стабилизатор можно приобрести в торговой сети, однако такой прибор можно изготовить своими руками.

    Имеются допуски на изменение напряжения не более 10% от номинального значения (220 В). Это отклонение должно быть соблюдено как в большую сторону, так и в меньшую. Но идеальной электрической сети не бывает, и величина напряжения в сети часто меняется, усугубляя тем самым работу подключенных к ней устройств.

    Электрические приборы отрицательно реагируют на такие капризы сети и могут быстро выйти из строя, потеряв при этом свои заложенные функции. Чтобы избежать таких последствий, люди применяют самодельные приборы под названием стабилизаторы напряжения. Эффективным стабилизатором стал прибор, выполненный на симисторах. Как сделать стабилизатор напряжения своими руками мы и рассмотрим.

    Характеристика стабилизатора

    Это устройство стабилизации не будет иметь повышенную чувствительность к изменениям напряжения, подающегося по общей линии. Сглаживание напряжения будет производиться в том случае, если на входе напряжение будет находиться в пределах от 130 до 270 вольт.

    Включенные в сеть устройства будут питаться напряжением, имеющим величину от 205 до 230 вольт. От такого прибора можно будет питать электрические устройства, суммарная мощность которых до 6 кВт. Стабилизатор будет производить переключение нагрузки потребителя за 10 мс.

    Устройство стабилизатора

    Схема устройства стабилизации.

    Стабилизатор напряжения по указанной схеме имеет в своем составе следующие части:

    1. Питающий блок, в который входят емкости С2, С5, компаратор, трансформатор, теплоэлектрический диод.
    2. Узел, задерживающий подключение нагрузки потребителя, и состоящий из сопротивлений, транзисторов, емкости.
    3. Выпрямительного моста, измеряющего амплитуду напряжения. Выпрямитель состоит из емкости, диода, стабилитрона, нескольких делителей.
    4. Компаратора напряжения. Его составными частями являются сопротивления и компараторы.
    5. Логического контроллера на микросхемах.
    6. Усилителей, на транзисторах VТ4-12, резисторов, ограничивающих ток.
    7. Светодиодов в качестве индикаторов.
    8. Оптитронных ключей. Каждый из ник снабжается симисторами и резисторами, а также оптосимисторами.
    9. Электрического автомата, либо предохранителя.
    10. Автотрансформатора.

    Принцип действия

    Рассмотрим, как функционирует .

    После подключения питания емкость С1 находится в состоянии разряда, транзистор VТ1 открытый, а VТ2 закрытый. VТ3 транзистор также остается закрытым. Через него поступает ток на все светодиоды и оптитрон на основе симисторов.

    Так как этот транзистор пребывает в закрытом состоянии, то светодиоды не горят, а каждый симистор закрыт, нагрузка выключена. В этот момент ток поступает через сопротивление R1 и приходит на С1. Дальше конденсатор начинает заряжаться.

    Диапазон выдержки идет три секунды. За этот период производятся все процессы перехода. После их окончания срабатывает триггер Шмитта на основе транзисторов VТ1 и VТ2. После этого открывается 3-й транзистор и подключается нагрузка.

    Напряжение, выходящее с 3-й обмотки Т1, выравнивается диодом VD2 и емкостью С2. Далее ток поступает на делитель на сопротивлениях R13-14. Из сопротивления R14, напряжение, величина которого прямо зависит от величины напряжения, включена в каждый неинвертирующий компараторный вход.

    Число компараторов становится равным 8. Они все выполнены на микросхемах DА2 и DА3. В то же время на инвертируемый вход компараторов подходит постоянный ток, подающийся с помощью делителей R15-23. Дальше вступает в действие контроллер, осуществляющий прием входного сигнала каждого компаратора.

    Стабилизатор напряжения и его особенности

    Когда напряжение входа становится меньше 130 вольт, то на выходах компараторов появляется логический уровень малого размера. В этот момент транзистор VТ4 находится в открытом виде, первый светодиод мигает. Эта индикация сообщает о наличии низкого напряжения, что означает невозможность выполнения регулируемым стабилизатором своих функций.

    Все симисторы закрытии и нагрузка отключена. Когда напряжение находится в пределах 130-150 вольт, то сигналы 1 и А имеют свойства высокого значения логического уровня. Такой уровень имеет низкое значение. В таком случае транзистор VТ5 открывается, и начинает сигнализировать второй светодиод.

    Оптосимистор U1.2 открывается, так же, как и симистор VS2. Через симистор будет протекать нагрузочный ток. Затем нагрузка зайдет в верхний вывод катушки автотрансформатора Т2.

    Если напряжение входа 150 – 170 В, то сигналы 2, 1 и В имеют повышенное значение логического уровня. Другие сигналы имеют низкий уровень. При таком напряжении входа транзистор VТ6 открывается, 3-й светодиод включается. В этот момент 2-й симистор открывается и ток поступает на второй вывод катушки Т2, являющийся 2-м сверху.

    Собранный самостоятельно стабилизатор напряжения на 220 вольт будет соединять обмотки 2-го трансформатора, если уровень напряжения входа достигнет соответственно: 190, 210, 230, 250 вольт. Чтобы сделать такой стабилизатор, необходима печатная плата 115 х 90 мм, изготовленная из фольгированного стеклотекстолита.


    Изображение платы можно отпечатать на принтере. Затем с помощью утюга переносят это изображение на плату.

    Изготовление трансформаторов

    Изготовить трансформаторы Т1 и Т2 можно самостоятельно. Для Т1, мощность которого 3 кВт, необходимо применить магнитопровод с поперечным сечением 1,87 см 2 , и 3 провода ПЭВ – 2. 1-й провод диаметром 0,064 мм. Им наматывают первую катушку, с количеством витков 8669. Другие 2 провода применяются для образования остальных обмоток. Провода на них должны быть одного диаметра 0,185 мм, с числом витков 522.

    Чтобы не изготавливать самому такие трансформаторы, можно применить готовые варианты ТПК – 2 – 2 х 12 В, соединенные последовательно.

    Чтобы изготовить трансформатор Т2 на 6 кВт, применяют магнитопровод тороидальной формы. Обмотку наматывают проводом ПЭВ – 2 с числом витков 455. На трансформаторе необходимо вывести 7 отводов. Первые 3 из них наматываются проводом 3 мм. Остальные 4 отвода наматываются шинами сечением 18 мм 2 . С таким сечением провода трансформатор не нагреется.

    Отводы выполняют на таких витках: 203, 232, 266, 305, 348 и 398. Витки считают с нижнего отвода. В этом случае электрический ток сети должен поступать по отводу 266 витка.

    Детали и материалы

    Остальные элементы и детали стабилизатора для самостоятельной сборки приобретаются в торговой сети. Перечислим их перечень:

    1. Симисторы (отптроны) МОС 3041 – 7 шт.
    2. Симисторы ВТА 41 – 800 В – 7 шт.
    3. КР 1158 ЕН 6А (DА1) стабилизатор.
    4. Компаратор LМ 339 N (для DА2 и DА3) – 2 шт.
    5. Диоды DF 005 М (для VD2 и VD1) – 2 шт.
    6. Резисторы проволочные СП 5 или СП 3 (для R13, R14 и R25) – 3 шт.
    7. Резисторы С2 – 23, с допуском 1% — 7 шт.
    8. Резисторы любого номинала с допуском 5% — 30 шт.
    9. Резисторы токоограничивающие – 7 шт, для пропускания ими тока 16 миллиампер (для R 41 – 47) – 7 шт.
    10. Конденсаторы электролитические – 4 шт (для С5 – 1).
    11. Конденсаторы пленочные (С4 – 8).
    12. Выключатель, оснащенный предохранителем.

    Оптроны МОС 3041 заменяются на МОС 3061. КР 1158 ЕН 6А стабилизатор можно менять на КП 1158 ЕН 6Б. Компаратор К 1401 СА 1 можно установить в качестве аналога LM 339 N. Вместо диодов можно использовать КЦ 407 А.

    Микросхему КР 1158 ЕН 6А надо устанавливать на теплоотвод. Для его изготовления применяют алюминиевую пластинку 15 см 2 . Также на него необходимо установить симисторы. Для симисторов допускается применять общий теплоотвод. Площадь поверхности должна превышать 1600 см 2 . Стабилизатор необходимо снабдить микросхемой КР 1554 ЛП 5, выступающей в качестве микроконтроллера. Девять светодиодов располагаются так, что попадают в отверстия на панели прибора спереди.

    Если устройство корпуса не дает установить их таким образом, как на схеме, то их размещают на другой стороне, где расположены печатные дорожки. Светодиоды необходимо устанавливать мигающего типа, но можно монтировать и немигающие диоды, при условии, что они будут светиться ярким красным светом. Для таких целей применяют АЛ 307 КМ или L 1543 SRC — Е.

    Можно выполнить сборку более простых исполнений приборов, но они будут иметь определенными особенностями.

    Достоинства и недостатки, отличия от заводских моделей

    Если перечислять достоинства стабилизаторов, изготовленных самостоятельно, то основным достоинством является низкая стоимость. Производители приборов часто завышают цены, а своя сборка в любом случае обойдется меньшей стоимостью.

    Другим преимуществом можно определить такой фактор, как возможность простого ремонта своими руками устройства, Ведь кто, если не вы знаете лучше устройство, собранное своими руками.

    В случае поломки хозяин прибора сразу найдет неисправный элемент и заменит его на новый. Простая замена деталей создается таким фактором, что все детали приобретались в магазине, поэтому их можно будет легко снова купить в любом магазине.

    Недостатком самостоятельно собранного стабилизатора напряжения необходимо выделить его сложную настройку.

    Простейший стабилизатор напряжения своими руками

    Рассмотрим, каким образом можно изготовить самостоятельно стабилизатор на 220 вольт собственными руками, имея под рукой несколько простых деталей. Если в вашей электрической сети напряжение значительно снижено, то такой прибор подойдет вам как нельзя кстати. Чтобы его изготовить, понадобится готовый трансформатор, и несколько простых деталей. Лучше взять такой пример прибора себе на заметку, так как получается неплохое устройство, обладающее достаточной мощностью, например, для микроволновки.

    Для холодильников и различных других бытовых устройств понижение напряжения сети очень вредно, больше чем повышение. Если поднять величину напряжения сети, применяя автотрансформатор, то во время уменьшения напряжения сети на выходе прибора напряжение будет нормальной величины. А если в сети напряжение станет в норме, то на выходе мы получим повышенное значение напряжения. Например, возьмем трансформатор на 24 В. При напряжении на линии 190 В на выходе устройства получится 210 В, при значении сети 220 В на выходе получится 244 В. Это вполне допустимо и нормально для работы бытовых устройств.


    Для изготовления нам понадобится основная деталь – это простой трансформатор, но не электронный. Его можно найти готовый, либо изменить данные на уже имеющемся трансформаторе, например, от сломанного телевизора. Трансформатор будем соединять по схеме автотрансформатора. Напряжение на выходе будет получаться примерно на 11% выше напряжения сети.

    При этом нужно соблюдать осторожность, так как во время значительного перепада напряжения в сети в большую сторону, на выходе устройства получится напряжение, которое значительно превышает допустимую величину.

    Автотрансформатор будет добавлять к напряжению линии сети всего 11%. Это значит, что мощность автотрансформатора берется также на 11% от мощности потребителя. Например, мощность микроволновки равна 700 Вт, значит трансформатор берем 80 Вт. Но лучше брать мощность с запасом.

    Регулятор SA1 дает возможность, если нужно, подсоединять нагрузку потребителя без автотрансформатора. Конечно, это не полноценный стабилизатор, но зато для его изготовления не требуется больших вложений и много времени.

    Стабилизатор представ­ляет собой сетевой авто­трансформатор, отводы обмотки которого пере­ключаются автоматичес­ки в зависимости от величины напряжения в электросети.

    Стабилизатор позво­ляет поддерживать вы­ходное напряжение на уровне 220V при измене­нии входного от 180 до 270 V. Точность стабили­зации 10V.

    Принципиальную схему можно разделить на слаботоковую схему (или схему управления) и сильнотоковую (или схе­му автотрансформатора).

    Схема управления пока­зана на рисунке 1. Роль измерителя напряжения возложена на поликомпараторную микросхему с линейной индикацией напряжения, — А1 (LM3914).


    Сетевое напряжение поступает на первичную обмотку маломощного трансформатора Т1. У этого трансформатора есть две вторичные обмотки, по 12V на каждой, имеющие один общий вывод (или одна обмотка на 24V с отво­дом от середины).

    Выпрямитель на диоде VD1 служит для получения питающего напряжения. Напряже­ние с конденсатора С1 поступает на цепь пита­ния микросхемы А1 и светодиодов оптопар Н1.1-Н9.1. А так же, он служит для получения образцовых стабильных напряжений мини­мальной и максимальной отметки шкалы. Для их получения используется параметрический стабилизатор на УЗ и Р1. Предельные значения измерения устанавливаются подстроечными резисторами R2 и R3 (резистором R2 — верхнее значение, резистором RЗ -нижнее).

    Измеряемое напряжение берется с другой вторичной обмотки трансформатора Т1. Оно выпрямляется диодом VD2 и поступает на резистор R5. Именно по уровню постоянного напряжения на резисторе R5 производится оценка степени отклонения сетевого напря­жения от номинального значения. В процессе налаживания резистор R5 пред­варительно устанавливают в среднее положе­ние, а резистор RЗ в нижнее по схеме.

    Затем, на первичную обмотку Т1 от автотрансфор­матора типа ЛАТР подают повышенное напряжение (около 270V) и резистором R2 выводят шкалу микросхемы на значение, при котором горит светодиод, подключенный к выводу 11 (временно вместо светодиодов оптопар можно подключить обычные свето-диоды). Затем входное переменное напря­жение уменьшают до 190V и резистором RЗ выводят шкалу на значение когда горит свето­диод, подключенный к выводу 18 А1.

    Если вышеуказанные настройки сделать не удается, нужно подстроить немного R5 и повторить их снова. Так, путем последова­тельных приближений добиваются результата, когда изменению входного напряжения на 10V соответствует переключение выходов микро­схемы А1.

    Всего получается девять пороговых значе­ний, — 270V, 260V, 250V, 240V, 230V, 220V, 210V, 200V, 190V.

    Принципиальная схема автотрансформатора показана на рисунке 2. В его основе лежит переделанный трансформатор типа ЛАТР. Корпус трансформатора разбирают и удаляют ползунковый контакт, который служит для переключения отводов. Затем по результатам предварительных изме­рений напряжений от отводов делают выводы (от 180 до 260V с шагом в 10V), которые, в дальнейшем переключают при помощи симисторных ключей VS1-VS9, управляемых системой управления посредством оптопар Н1-Н9. Оптопары подключены так, что при снижении показания микросхемы А1 на одно деление (на 10V) происходит переключение на повышающий (на очередные 10V) отвод автотрансфор­матора. И наоборот, — увеличение пока­заний микросхемы А1 приводит к пере­ключению на понижающий отвод авто­трансформатора. Подбором сопротивления резистора R4 (рис. 1) устанавливают ток через светодиоды оптопар, при котором симис-торные ключи переключаются уверенно. Схема на транзисторах VТ1 и VT2 (рис. 1) служит для задержки включения нагрузки автотрансформатора на время, необходимое на завершение переход­ных процессов в схеме после включе­ния. Эта схема задерживает подключе­ние светодиодов оптопар к питанию.

    Вместо микросхемы LM3914 нельзя использовать аналогичные микросхемы LM3915 или LM3916, из-за того, что они работают по логарифмическому закону, а здесь нужен линейный, как у LM3914. Трансформатор Т1 — малогабаритный китайский трансформатор типа TLG, на первичное напряжение 220V и два вто­ричных по 12V (12-0-12V) и ток 300mА. Можно использовать и другой аналогич­ный трансформатор.

    Трансформатор Т2 можно сделать из ЛАТРа, как описано выше, или намотать его самостоятельно.

    Симисторы можно использовать другие, — все зависит от мощности нагрузки. Можно даже использовать в качестве элементов коммутации элекромагнитные реле.

    Как правило, для комфортного проживания на даче туда необходимо привезти целое множество крупной и мелкой бытовой техники, например, электрочайник, утюг и холодильник. Кроме того, для совершения любых строительных и ремонтных работ на участке вам понадобится специальное оборудование. Однако многих дачников останавливает следующий фактор: зачастую частные сектора плохо снабжаются электроэнергией, велики риски скачков напряжения и выхода включенной в сеть техники из строя. Для решения этой проблемы прекрасно подходит стабилизатор напряжения 220В для дачи. Какой выбрать, как установить и какому производителю отдать свое предпочтение – вы узнаете в данной статье.

    Из-за того, что частный сектор плохо снабжается электроэнергией, то для любой дачи необходим выпрямитель

    Стабилизатор напряжения: необходимость использования, условия эксплуатации

    Необходимость подключения данного устройства обусловлена, прежде всего, часто пониженным напряжением в сети загородных районов. Подобное явление обуславливается следующими факторами:

    • Использование старых трансформаторов, при установке которых не была учтена необходимость обеспечения электричеством большого количества дачных участков, и соответственно, не было расчета на высокий .
    • Одновременным вынужденным использованием целого множества бытовых и строительных электроприборов. В данной ситуации часть техники либо работает некорректно, либо не включается вовсе.

    В свою очередь повышенное давление там наблюдается довольно редко. Но и оно способно вывести из строя технику, и не важно, насколько часто вы бываете на даче и пользуетесь электроприборами. Таким образом, единственным логичным выходом из этой ситуации будет купить и установить стабилизатор напряжения 220в для дачи. Какой выбрать, как правильно вмонтировать и какой производитель лучше – все это вы сможете узнать в нижеизложенных пунктах.

    Статья по теме:

    Это устройство способно уберечь ваше жилище от многих неприятностей. И к выбору надо отнестись должным образом. А в помощь вам наш специальный обзор.

    Стабилизатор напряжения 220в для дачи. Какой выбрать тип?

    В зависимости от того, какое техническое решение было применено в устройстве, можно выделить целый ряд разнообразных регуляторов. Каждая конструкция имеет как свои плюсы, так и минусы, на которые следует обязательно обратить внимание перед покупкой.

    Релейные устройства

    Данное устройство работает за счет специального автотрансформатора и силовых реле, которые по необходимости регулируют напряжение. Подобный стабилизатор не может обеспечить высокой точности регулировки, поэтому чаще всего его используют, если на участке используются исключительно маломощные электроприборы.

    Плюсами данного решения является высокая скорость реакции прибора и его сравнительно низкая стоимость. Минусы же заключаются в малой мощности и больших погрешностях регулирования напряжения.

    Симисторные агрегаты

    Данный тип выпрямителей представляет собой электронную конструкцию, в основу которой положена схема работы релейных устройств. Благодаря тому, что в подобном приборе нет подвижных механических частей, и автотрансформатор управляется при помощи электронных ключей, уровень шума, издаваемого прибора, является минимальным. Кроме этого, скорость переключения также весьма и весьма высока. Однако, как и в случае с релейными устройствами, данный тип также не отличается высокой точностью регулировки.

    Сервоприводные стабилизаторы

    Такой тип работает по принципу всем известного реостата. При помощи электроэнергии он меняет положение механических деталей, тем самым регулируя напряжение. Плюсами данного устройства является высокая точность и плавность регулировки выходного напряжения. Главный же минус состоит в низкой скорости реакции и ненадежных подвижных деталях. Таким образом, данный тип подходит исключительно для сетей, где отсутствуют резкие скачки напряжения.

    Феррорезонансные модели

    Данные устройства являются наиболее надежными, и обеспечивающими наилучший уровень защиты электроприборов. Минусами же является высокая стоимость, большой вес и недопустимость работы при частых перегрузках в системе.

    Виды стабилизаторов: однофазные и трехфазные

    Отдельно следует сказать и о видах регуляторов, которые бывают однофазными и трехфазными. Выбор зависит от того, какой тип кабеля подведен к дому.

    Если в нем два или три провода – применяется электронный стабилизатор напряжения однофазный, если четыре – то подключается трехфазный, либо же три однофазных.

    На видео ниже представлен стабилизатор напряжения 220в для дома на 10квт Ресанта. Данный материал поможет вам более углубленно разобраться в работе подобных устройств.

    Стабилизатор напряжения 220в для дачи. Цена от разных производителей, критерии выбора

    Перед тем как выбрать оптимальное устройство, обратите внимание на перечень критериев, который поможет вам подобрать нужный вариант:

    • Тип, по которому производится электроснабжение вашего участка – однофазный или трехфазный.
    • Суммарный показатель мощности всей техники, имеющейся на вашем дачном участке.
    • Диапазон переносимых нагрузок, и, соответственно, нагрузки, возможные в вашем районе.
    • Соотношение цена/качество, надежность производителя.
    Полезный совет! Внимательно подойдите к критериям выбора – важно помнить, что все характеристики устройства должны соответствовать вашим требованиям и условиям участка.

    Предлагаем вам ознакомиться со сравнительной таблицей наиболее популярных производителей стабилизаторов напряжения 220в для дачи. Цена и технические характеристики прилагаются.

    Изображение Наименование производителя и модели Страна Мощность Температурный диапазон Средняя цена, руб
    Энергия Ultra 9000 Россия 9 кВA (6..9 кВт) -30°…+40°C 36 200
    Voltron PCH-8000H Россия
    8 кВA (5..8 кВт) -30°…+40°C 18 200
    Райдер RDR RD8000 Китай
    8 кВA (5..8 кВт) 0°…+40°C 9 100
    Ресанта Lux АСН-1500Н/1-Ц Латвия 1,5 кВт 0°…+40°C 3 050
    Rucelf SRWII-12000-L
    Китай 10 кВт 0°…+40°C 16 815
    LIDER PS10000BEST Россия 8 кВт -40°…+40°C 31 900

    Данная таблица будет полезной при выборе стабилизаторов напряжения для дачи. Отзывы, и советы о том, какой лучше, вы также можете найти в свободном доступе в интернете.

    Стабилизатор напряжения: нюансы монтажа

    Различные производители представляют различные решения монтажа устройств, но в условиях небольших пор размеру дачных помещений лучше использовать именно настенные варианты – они позволят сэкономить место без ущерба для производительности.

    Установка прибора производится рядом с электросчетчиком. Достаточно просто прикрепить к стене специальную монтажную пластину, на которую потом будет повешено само устройство.

    Полезный совет! Для удобства вы легко можете разместить выпрямитель в любом подсобном помещении – это не сыграет роли для его корректной работы.

    На этом монтаж устройства закончен. Как можно было заметить, установка бытового стабилизатора напряжения для дома и дачи довольно проста.

    Делаем выводы

    Таким образом, в данной статье мы подробно разобрали правила выбора стабилизатора напряжения 220в для дачи. Какой выбрать – это ваше решение, материалы для анализа и сравнения предоставлены в данном обзоре.

    Подключение стабилизатора к сети (видео)

    Практически каждый человек знает, что перепады напряжения могут повлиять на работу бытовой техники. Чтобы выровнять ток в домашних условиях вам необходимо использовать стабилизатор напряжения. Если у вас нет желания покупать это устройство, тогда мы расскажем, как сделать стабилизатор напряжения своими руками.

    Основные элементы стабилизатора напряжения

    Перед тем как изготовить стабилизатор напряжения вам необходимо изучить его составные части. Чтобы собрать простой выравниватель тока вам потребуются стандартные навыки. Самодельный стабилизатор напряжения для дома состоит из:

    1. Конденсатора.
    2. Нескольких диодов.
    3. Резистора.
    4. Проводов, которые соединят микросхемы.

    Если вы возьмете старый сварочный аппарат, тогда он идеально справиться с этой задачей. Переделать сварочный аппарат в стабилизатор не составляет труда. Не у всех людей есть ненужный сварочный аппарат и поэтому мы решили рассмотреть другой способ изготовления стабилизатора напряжения своими руками. Импульсный стабилизатор сложно изготовить своими руками. Именно поэтому в этой статье мы рассмотрим изготовление линейного стабилизатора самостоятельно. также поможет защитить проводку.

    Изготовление самодельного стабилизатора

    Основой любого выпрямителя считается трансформатор. Это устройство представляет собою две небольшие катушки, которые в процессе работы образуют индуктивную электромагнитную связь. Эту взаимосвязь можно выразить формулой, которая изображена на фото ниже:


    Формула считается не идеальной, так как она позволяет понижать или повышать напряжение. Если изучить статистику, тогда можно понять, что в 90% случаев потребители получают пониженный ток. Именно поэтому вам необходимо сделать повышающий трансформатор. Число его витков должно быть не менее 2000 тысяч. Для расчета витков следует использовать следующую формулу:

    Также вам следует изучить вторую часть формулы, которая изображена ниже:

    Теперь ваш стабилизатор напряжения, который будет увеличивать ток на заданную величину готов. Иногда потребитель может столкнуться со скачками напряжения. Именно поэтому формула примет следующие значения:



    Для изменения сопротивления в сети вы сможете использовать реостат. Вам сложно будет управлять этим устройством вручную. Именно поэтому благодаря микросхеме вы сможете его полностью автоматизировать. Наиболее простым способом считается вывод тока с трансформатора на конденсатор.

    Этот способ считается достаточно архаичным. Если у вас нет желания с ним заморачиваться, тогда лучше всего использовать УЗО. В этом случае, если напряжение в квартире или доме возрастет, тогда УЗО просто отключит его подачу. В остальное время трансформатор самостоятельно сможет выравнивать напряжение. При повышенном напряжении вам необходимо использовать понижающий трансформатор. Собирать его можно также как и этот. Только обмотка на второй катушке обязательно должна быть из толстой проволоки. Если вы желаете получить хороший эффект, тогда необходимо собрать оба трансформатора.

    Как сделать схемы регулятора напряжения

    Регулятор напряжения — это устройство, используемое для преобразования колеблющегося напряжения на его входе в определенное и стабильное напряжение на его выходе. Регуляторы напряжения могут быть механическими, электрическими, переменного или постоянного тока. В этой статье мы рассмотрим электронные линейные регуляторы постоянного тока.

    Применение регуляторов

    Для большинства схем требуется постоянное напряжение питания, не зависящее от потребляемого тока. Даже небольшое перенапряжение может оказаться разрушительным, поэтому следует использовать регуляторы.Но регуляторы также очень помогают в устранении сетевого шума в аудиоусилителях. В генераторах сигналов или генераторах выходная частота зависит от напряжения питания и также должна быть хорошо отрегулирована, чтобы поддерживать ее постоянной.

    Типы регуляторов

    Существует три основных класса или типа регуляторов: положительные регуляторы с положительным входным напряжением, отрицательные регуляторы с отрицательным входным напряжением, сдвоенные регуляторы напряжения, , которые представляют собой наборы обоих, например.g., схема операционного усилителя и, наконец, регулируемые регуляторы , где может присутствовать любой из вышеперечисленных, но иметь ручку управления для изменения выходного напряжения по требованию.

    Простой регулятор Зенера r

    Зенеровский диод — это тип диода, который при подключении в конфигурации с обратным смещением (см. ниже) начинает «пробиваться» или проводить ток при определенном напряжении, называемом напряжением Зенера. Как только он начинает проводить, ток не останавливается, поэтому резистор (R1 показан ниже) должен ограничивать ток до безопасного значения.

    В приведенном выше простом регуляторе Vin равно 12 В, Vout равно 5 В, а I равно 10 мА. Без стабилитрона R1 это было бы R=V/I = 12-5/0,01 = 700 Ом. Однако регулирования не будет, так как Зенер не будет дирижировать. Используя эмпирическое правило, стабилитрон должен проводить в два-пять раз больше тока нагрузки, скажем, 50 мА. Учитывая это, должно быть I = 50 + 10 = 60 мА, поэтому R1 = 7/0,06 = 116 Ом.

    Проблема, однако, в том, что рассеиваемая мощность на резисторах R1 и D1 при больших токах нагрузки будет чрезмерной.Но это вполне подходящая схема для преобразования уровней сигналов, скажем, 5В вниз, в 3,3В модули.

    Стабилитрон в качестве эталона и транзистор Q1

    Здесь мы использовали стабилитрон в качестве эталона и транзистор Q1 в качестве последовательного стабилизатора, выполняющего тяжелую работу. Резистор R2 обеспечивает смещение для включения транзистора Q1 и подачи гораздо меньшего тока через стабилитрон D2. Если Vout равно 5 В, к этому будет добавлено падение напряжения база-эмиттер 0,6 В, поэтому D2 должен быть равен 5,6 В (обычно доступно), а R2 теперь должен обеспечивать ток коллектора / hfe транзистора (скажем, 1000).Для источника питания 1 А, 1/1000 10 мА, R2 = 12-5,6/0,01 = 640 Ом плюс немного тока для стабилитрона, скажем, 560 Ом.

    Но это все равно много тока тратится на нагрев стабилитрона. Итак, теперь мы добавили Q5 и сеть обратной связи от Vout, чтобы обеспечить полезную схему:

    D4 больше не критичен и может быть любым в диапазоне от 1В до 4В и регулируемым. Поскольку Vout пытается превысить напряжение базы/эмиттера Q5 +0,6 + D4, он начинает отбирать ток у базы Q4, стабилизируя напряжение.R6 теперь может быть более значительным значением и не критично, так как 1k подойдет. R7 и R8 также обеспечивают более легкую регулировку.

    Давайте сделаем еще один шаг и добавим защиту от перегрузки по току:

    Падение напряжения на D6 и D7 всегда будет 0,6 + 0,6 = 1,2 В, а Vbe Q6 также равно 0,6 В. Например, если мы тщательно выбираем R14, чтобы он соответствовал точке, в которой мы хотим предотвратить перегрузку по току, скажем, 2 А, как только V на R14 = 1,2 В, D6 и D7 отнимут ток у базы Q6, не допуская дальнейшего тока питания более 2 А. .

    Следовательно, R14 = 1,2/2 = 0,6 Ом. Но есть еще одно улучшение, которое мы можем сделать, чтобы предотвратить большие токи в диодах.

    Заменены диоды на Q9. Все, что ему нужно, это 0,6, чтобы включить его и вызвать ограничение тока. Для 2А это будет R19 = 0,6/2 = 0,3 Ом.

    Регулятор постоянного напряжения

    Здесь у нас есть простота трехполюсного стабилизатора с фиксированным напряжением. ИС стабилизаторов напряжения серии LM78xx выпускаются с несколькими различными напряжениями.Например, LM7812 выдает 12 В, LM7809 выдает 9 В, а LM7805 выдает 5 В.

    С4 и С10 не следует путать со сглаживающими конденсаторами. Они предназначены для шума и стабильности и должны иметь низкое ESR (эквивалентное последовательное сопротивление). C4 обычно 10 мкФ, а C10 1 мкФ. Обратите внимание, что диод D9 должен разряжать любую большую емкость нагрузки в обратном направлении, чтобы предотвратить обратное смещение регулятора, когда вход становится низким.

    Регулируемый регулятор напряжения

    И, наконец, мы подошли к концу эволюции с регулируемым трехвыводным стабилизатором — знаменитым стабилизатором напряжения LM317 и его отрицательным аналогом — отрицательным стабилизатором напряжения LM337.

    C2 для шума и может быть 1 мкФ. Соотношение R20 и R23 задает выходное напряжение. Это могут быть два постоянных резистора или регулируемый потенциометр. В даташите R20 указано как нестандартное 240 Ом, но если сделать его стандартным 220 Ом, то для любого напряжения между V max и V min, R7 = (176*V out ) – 220.

    Так что, если вы хотите 9 В, R23 может быть фиксированным значением, то есть 176 * 9 — 220 = 1 кОм. Обратите внимание, что, поскольку внутреннее опорное напряжение составляет 1,25 В, что является самым низким значением, которое может обеспечить регулятор, ему также требуется не менее 2 В между входом и выходом, а максимальное напряжение составляет 32 В, поэтому он может обеспечивать регулировку от 1.от 2В до 30В. Сделать R23 10k.

    Мощность, рассеиваемая регулятором, составляет (Vin-Vout )* Iout. Таким образом, для входа 12 В и выхода 5 В при 1 А мощность составляет (12-5) * 1 = 7 Вт. Это нелогично, но это означает, что регулятор рассеивает большую часть мощности, когда он установлен на самое низкое выходное напряжение.

    Если вы будете брать с регулятора более 1А или он слишком горячий, чтобы его можно было держать пальцами, ему нужен радиатор. Вы можете попробовать установить его на корпус алюминиевой коробки, которую вы используете, или установить на кусок плоского алюминия или, что еще лучше, на подходящий радиатор и угадать размер.Вы должны быть в состоянии удобно держать регулятор, не обжигая при этом руку или пальцы.

    Не забудьте оставить комментарий ниже, если у вас есть какие-либо вопросы!


    Регуляторы напряжения Low Voice PCB — Виды деятельности

    Что такое регулятор напряжения?

    Регулятор напряжения — блок питания электронного устройства, преобразующий поступающую мощность в желаемую форму и токовые характеристики. Это часть блока питания, которая поддерживает постоянную мощность в любых условиях эксплуатации.Он поддерживает напряжение за счет регулирования напряжения и изменения нагрузки, что позволяет контролировать как переменное, так и постоянное напряжение. Это электронная система, которая удерживает напряжение источника питания в разумных пределах. Однако необходимо поддерживать напряжения в пределах допустимого диапазона для электроприборов, использующих этот ток. Проще говоря, регулятор напряжения — это электрическая система, которая преобразует ток высокого напряжения в ток низкого напряжения. В области проектирования электрических цепей выбор подходящего источника питания является одним из самых важных вопросов.Почти каждый продукт, работающий от постоянного тока, использует регулирование напряжения.

    Что конкретно делает это устройство?

    Как следует из названия, стабилизаторы напряжения принимают переменные или нестабильные входные напряжения и преобразуют их в более высокие или более низкие постоянные выходные значения, которые соответствуют потребностям в напряжении и токе электронной схемы. При изменении входного напряжения или нагрузки схема регулятора напряжения используется для создания и поддержания постоянного выходного напряжения. Регулятор напряжения получает питание от источника питания и регулирует его на расстояние, совместимое с существующим электронным оборудованием.Датчики, операционные усилители и другие электронные модули, требующие обоих напряжений, могут получать питание как от положительных, так и от отрицательных стабилизаторов напряжения. На выходном каскаде этих регуляторов установлено три транзистора — два в схеме Дарлингтона и один в качестве блока ограничения тока. Обычно он встречается в компьютерах и других электронных устройствах, которые подключаются к розетке панели переменного тока, но требуют лишь небольшого количества постоянного напряжения. В эту категорию также входят предметы для контроля напряжения или источники питания, такие как мобильные телефоны и зарядные устройства для ноутбуков.Некоторые регуляторы не регулируют напряжение устройства; вместо этого они сохраняют постоянное выходное значение. В настоящее время, когда электричество становится более дорогим и редким, необходимо использовать его на низком уровне. С этой целью специалисты внедряют электроприборы, которые лучше в использовании и потребляют меньше электроэнергии. Инверторы постоянного тока являются примером этого. Самое обычное линейное устройство легко выходит из начала координат до нужного размера и выделяет остаток в виде тепла, тогда как другие, вроде переключающей формы, являются наиболее эффективными.Таким образом, быстрое включение и выключение входа напряжения создает расчетное выходное напряжение. Он может быть фиксированным или регулируемым. Если напряжение фиксировано, устанавливается внутреннее напряжение устройства, и вы покупаете тот же номер детали для желаемого выходного напряжения. Напряжение обычно устанавливается делителем напряжения, состоящим из двух резисторов, если регулятор регулируемый. Это обеспечивает некоторую универсальность, но достигается за счет дополнительных деталей. Максимальный ток, который может обеспечить стабилизатор напряжения, невелик и обычно определяется пропускной способностью внутреннего силового транзистора.

    В зависимости от частоты изменения возможен широкий диапазон напряжений от одного источника.

    Другие особенности:

    • Способен для обработки больших напряженных шипами

    • Обратная защита от полярности

    • Удаление нежелательного сигнала SHOM

    Автомобильные генераторы, в качестве примера, преобразование механической, вращающейся энергии изменение оборотов в переменный электрический ток для использования в электрических системах и зарядки аккумулятора автомобиля.

    В большинстве генераторов переменного тока используется встроенный выпрямитель переменного тока в постоянный и надежный регулятор напряжения, способный выдавать от 13,5 до 14,5 В постоянного тока по 100 ампер .

    Каждое устройство в электрической системе может иметь свой регулятор напряжения в зависимости от его конкретных желаний. Общие напряжения: 12 В постоянного тока для освещения и аксессуаров и 5 В постоянного тока для датчиков и модулей управления .

    Линейный регулятор

    Иногда напряжение, подаваемое на электрические устройства, превышает напряжение, необходимое для работы системы.В таких ситуациях мы должны использовать функцию, которая допускает более высокое напряжение и генерирует более низкое напряжение для управления входной мощностью. В этом случае линейный регулятор напряжения является одним из наиболее распространенных способов реализации этой формы регулирования. В линейных регуляторах используется электронный транзистор, управляемый обратной связью от схемы дифференциального электронного оборудования и опорным напряжением для регулирования выходного напряжения. Они могут иметь фиксированную или регулируемую мощность. Выходной ток определяется входным током за вычетом рабочих потерь схемы.Система активного прохода используется в линейном регуляторе напряжения, который управляется транзистором с высоким коэффициентом усиления. Сравнивая внутреннее напряжение, связанное с выбранным выходным напряжением, а затем сводя ошибку к нулю, линейный регулятор изменяет контроль прохода, чтобы поддерживать стабильное выходное напряжение. Поскольку линейные стабилизаторы представляют собой понижающие схемы, их выходное напряжение часто ниже входного. С другой стороны, у этих регуляторов есть некоторые преимущества: они, как правило, просты в сборке, стабильны, прибыльны и имеют выходное напряжение, а также не имеют шума.Для работы линейным регуляторам нужен только входной и выходной регулятор. Инженеры найдут их удобными и простыми в использовании из-за их простоты и точности.

    Линейные регуляторы легко добавляются и обеспечивают малое время отклика, но не очень эффективны. Выход линейного регулятора всегда ниже, чем вход и дропауты. Если входное напряжение слишком низкое, импульсные стабилизаторы очень эффективны, но, как упоминалось ранее, их сложно разработать. Линейные регуляторы имеют существенный недостаток, заключающийся в том, что они неэффективны в некоторых приложениях.Транзистор в стабилизаторе, который установлен между выходными портами, действует как регулируемое сопротивление цикла, что приводит к значительным потерям мощности, когда разница входного и выходного напряжения сочетается с высоким током нагрузки. Термические факторы, а не чисто электрические факторы, вероятно, являются наиболее вероятным видом отказа в цепи линейного регулятора.

    Импульсные регуляторы

     Импульсный регулятор представляет собой схему, которая передает энергию от входа к выходу с помощью кнопки питания, цепи и конденсатора.Он переключает одно напряжение на другое, кратковременно сохраняя мощность, а затем высвобождая ее с другим напряжением на выходе. Он использует контроллеры для быстрого подключения и отключения положительной или отрицательной составляющей напряжения источника от остальной части схемы преобразователя для получения желаемых изменений напряжения и тока. Преобразователи постоянного тока в постоянный также известны как импульсные источники питания, импульсные стабилизаторы и импульсные преобразователи. Чтобы преобразовать одно напряжение в другое, переключатель предотвращает протекание тока к устройству накопления энергии, такому как конденсатор или катушка индуктивности.Импульсный регулятор работает, постепенно перемещая небольшое количество энергии от источника входного напряжения к выходу. Поскольку потери мощности, необходимые для перемещения энергетических частей таким же образом, довольно малы, импульсный регулятор обычно может достигать КПД 85 процентов. Они могут питать полезные нагрузки от источников более высокого напряжения, поскольку их производительность меньше зависит от входного напряжения. Он используется в мобильных телефонах, ноутбуках, компьютерах, роботах, видеоиграх и камерах. Поскольку импульсные регуляторы сложно построить, они не очень распространены среди коллекционеров.Импульсные стабилизаторы, с другой стороны, намного проще в использовании, чем линейные стабилизаторы, потому что они имеют такой же 3-выводной форм-фактор, как и линейные стабилизаторы, но не нуждаются во внешних конденсаторах.

    Контур обратной связи

    В теории систем контур обратной связи — это концепция. Циклы обратной связи уведомляют объект об успехах и неудачах системы. Менеджер может либо усилить входные данные или пропускную способность, связанные с производительностью, либо решить проблему, если обратная связь отрицательна, путем проверки наличия петель обратной связи.От выхода к контроллеру помогает определить скорость переключения. Расположение катушек индуктивности, конденсаторов и диодов в основных импульсных преобразователях определяет, увеличивается или уменьшается выходное напряжение. Понижающие преобразователи снижают напряжение, повышающие преобразователи повышают напряжение.

    Понижающе-повышающие преобразователи

    Понижающе-повышающие преобразователи используются для увеличения или уменьшения напряжения, но с обратной полярностью. Как и следовало ожидать, повышающе-понижающий преобразователь будет обеспечивать фиксированное выходное напряжение при входном напряжении, которое намного выше и ниже выходного напряжения.Этот регулятор напряжения особенно полезен в устройствах с батарейным питанием, где входное напряжение со временем падает. За схемой понижающего преобразователя следует схема повышающего преобразователя в простейшей топологии. Поскольку две катушки индуктивности соединены последовательно, их можно соединить в одну катушку индуктивности.

    Трансформаторы обратного хода

    Трансформатор обратного хода представляет собой систему преобразования энергии, которая перемещает энергию с постоянным током из одной части цепи в другую. В обратноходовом трансформаторе напряжение поднимается до очень высокого значения, в зависимости от применения.Хотя выходное линейное напряжение подается на другую часть схемы, оно также известно как линейный выходной трансформатор. Чтобы увеличить напряжение до ужасно высокого уровня, но при очень низком токе, схлопывая поле катушки под напряжением, очень похожей на систему зажигания в некоторых автомобилях.

    Как разработать низкочастотный регулятор напряжения на печатной плате?

    Регулятор напряжения обычно используется в конструкции управляемого источника питания на печатной плате. Несмотря на то, что регулятор напряжения может работать, даже если не соблюдаются определенные стандартные процедуры, он может работать не так хорошо, когда его заставляют работать на полную мощность.Ниже приведены несколько советов по проектированию низкочастотного стабилизатора напряжения на печатной плате, которым должен следовать каждый для создания идеального проекта: найти регулятор напряжения, который может справиться с этим. С другой стороны, регулятор напряжения должен оставлять место для ошибки, чтобы любые корректировки в схеме не влияли на выбранный регулятор напряжения. Регулятор напряжения на 2 А, например, обеспечивает защитный барьер, если ожидается, что нагрузка будет использовать 1.5А.

    Оценка бюджета мощности:

    Когда вы выбираете стабилизатор напряжения для проекта, вы можете измерить максимальную мощность, которая может потребоваться каждой первичной и вторичной части. Это важно, потому что в конечном итоге это повлияет на решение о выборе регулятора напряжения. Иными словами, вы же не хотите, чтобы штаны вам не подходили.

    Минимальный импеданс:

    Регулятор напряжения и связанные с ним детали можно подключить к трассе с низким импедансом, чтобы повысить эффективность схемы управляемого источника питания.Это включает размещение материалов рядом с регулятором напряжения и их использование для снижения межслоевого импеданса.

    Различные разъемы:

    Выходной сигнал регулятора напряжения можно стабилизировать с помощью различных разъемов. Он вам понадобится при использовании линейного стабилизатора напряжения, хотя при использовании импульсного регулятора напряжения. Поскольку напряжение на интерфейсе передается на дисплей, импульсный регулятор переключается между состояниями «включено» и «выключено».

    Рассеивание тепла:

    Кроме того, импульсный регулятор напряжения может нагреваться при работе с большой нагрузкой.Повышение температуры можно измерить с помощью температурного коэффициента из таблицы данных. Вы захотите ограничить рассеивание тепла в своем дизайне. Этого можно добиться с помощью физического радиатора или путем превращения вашей печатной платы в один из них. Термические градусы можно использовать для предотвращения накопления тепла вблизи регулятора напряжения. Вы всегда должны помнить, что если вас интересует только переход от постоянного тока к постоянному току, заземление как плоскость вполне уместно. Однако, если вы говорите о передаче переменного тока в постоянный, заземление должно быть главным приоритетом.Аналоговое и цифровое заземления должны быть хорошо разделены, а в конструкции печатной платы должны быть предусмотрены перемычки для соединения заземления по мере необходимости. Усовершенствованное программное обеспечение для проектирования печатных плат помогает правильно спроектировать управляемый источник питания. Например, наборы инструментов Cadence SI и PI отлично подходят для обнаружения возможных тепловых точек в проектах.

    После того, как вы разобрались с терморегуляцией преобразователя напряжения, вы запачкаете руки остальной конструкцией. Для начала убедитесь, что схема блока питания расположена на достаточном расстоянии от чувствительных компонентов.Есть вероятность наложения шума переключения на другие трассы, если вы используете импульсный стабилизатор. Вам необходимо убедиться, что дорожки, соединяющие регулятор с устройствами управления, достаточно велики, чтобы избежать перегрева в конструкции с сильноточными нагрузками.

    Изготовьте печатную плату регулятора напряжения в компании PCBWAY. Свяжитесь с нами по адресу [email protected] 

    Как собрать собственный блок питания » maxEmbedded

    Этот пост был написан Вишвамом, фанатом электроники и потрясающим гитаристом.Он является основным членом roboVITics. Не забудьте поделиться своим мнением после прочтения!

    Блок питания — это устройство, которое подает точное напряжение на другое устройство в соответствии с его потребностями.

    Сегодня на рынке доступно множество источников питания, таких как регулируемые, нерегулируемые, переменные и т. д., и решение о выборе правильного полностью зависит от того, с каким устройством вы пытаетесь работать с источником питания. Источники питания, часто называемые адаптерами питания или просто адаптерами, доступны с разным напряжением, с разной силой тока, что представляет собой не что иное, как максимальную способность источника питания подавать ток на нагрузку (нагрузка — это устройство, которое вы пытаетесь запитать). власть до).

    Можно было бы спросить себя, «Почему я делаю это сам, когда это доступно на рынке?» Ответ таков — даже если вы его купите, он через какое-то время перестанет работать (и поверьте мне, блоки питания перестают работать без каких-либо предварительных показаний, сегодня они будут работать, а завтра просто перестанут работать). прекрати работать!). Таким образом, если вы создадите его самостоятельно, вы всегда будете знать, как его отремонтировать, так как вы будете точно знать, какой компонент / часть схемы что делает. А дальше, знание того, как построить один, позволит вам отремонтировать уже купленные, не тратя деньги на новый.

    1. Медные провода с допустимой нагрузкой по току не менее 1 А для сети переменного тока
    2. Понижающий трансформатор
    3. 1N4007 Кремнеземные диоды (×4)
    4. Конденсатор 1000 мкФ
    5. Конденсатор 10 мкФ
    6. Регулятор напряжения (78XX) (XX — требуемое выходное напряжение. Я объясню эту концепцию позже)
    7. Паяльник
    8. Припой
    9. Печатная плата общего назначения
    10. Гнездо адаптера (для подачи выходного напряжения на устройство с определенной розеткой)
    11. 2-контактный штекер

    Дополнительно

    1. Светодиод (для индикации)
    2. Резистор (Значение поясняется позже)
    3. Радиатор для регулятора напряжения (для более высоких выходных токов)
    4. Переключатель SPST

    Трансформаторы

    Трансформаторы — это устройства, которые понижают относительно более высокое входное напряжение переменного тока до более низкого выходного переменного напряжения.Найти входные и выходные клеммы трансформатора очень сложно. Обратитесь к следующему рисунку или к Интернету, чтобы понять, где что находится.

    Клеммы ввода/вывода трансформатора

    В основном трансформатор имеет две стороны, где заканчивается обмотка катушки внутри трансформатора. На обоих концах по два провода (если только вы не используете трансформатор с отводом от середины для двухполупериодного выпрямления). На трансформаторе с одной стороны будет три клеммы, а с другой — две.Тот, у которого три клеммы, является пониженным выходом трансформатора, а тот, у которого две клеммы, предназначен для подачи входного напряжения.

    Регуляторы напряжения

    Серия регуляторов напряжения 78XX широко используется во всем мире. XX обозначает напряжение, которое регулятор будет регулировать как выходное, исходя из входного напряжения. Например, 7805 будет регулировать напряжение до 5В. Точно так же 7812 будет регулировать напряжение до 12В.При работе с этими регуляторами напряжения следует помнить, что им требуется как минимум на 2 вольта больше, чем их выходное напряжение в качестве входного. Например, 7805 потребуется не менее 7 В, а 7812 — не менее 14 В в качестве входов. Это избыточное напряжение, которое необходимо подавать на регуляторы напряжения, называется Dropout Voltage .

    ПРИМЕЧАНИЕ. Входной контакт обозначен как «1», заземление — как «2», а выход — как «3».

    Схема регулятора напряжения

    Диодный мост

    Мостовой выпрямитель состоит из сборки четырех обычных диодов, с помощью которых мы можем преобразовывать переменное напряжение в постоянное напряжение.Установлено, что это лучшая модель для преобразования переменного тока в постоянный по сравнению с двухполупериодными и двухполупериодными выпрямителями. Вы можете использовать любую модель, которую хотите, но я использую ее для повышения эффективности (если вы используете модель двухполупериодного выпрямителя, вам понадобится трансформатор с центральным отводом, и вы сможете использовать только половину мощности). преобразованное напряжение).

    Одна вещь, которую следует отметить в отношении диодов, это то, что каждый из них падает примерно на 0,7 В при прямом смещении. Итак, при мостовом выпрямлении мы сбросим 1,4 В, потому что в один момент времени два диода проводят ток, и на каждом будет падать 0.7В. В случае двухполупериодного выпрямителя будет падать только 0,7 В.

    Так как же эта капля повлияет на нас? Что ж, это пригодится при выборе правильного понижающего напряжения для трансформатора. Видите ли, нашему регулятору напряжения нужно на 2 Вольта больше, чем его выходное напряжение. Для пояснения предположим, что мы делаем адаптер на 12 В. Таким образом, регулятору напряжения требуется не менее 14 вольт на входе. Таким образом, выход диодов (который идет на регулятор напряжения) должен быть больше или равен 14 Вольтам.Теперь о входном напряжении диодов. В сумме они упадут на 1,4 Вольта, поэтому входное напряжение на них должно быть больше или равно 14,0 + 1,4 = 15,4 Вольта. Поэтому я бы, вероятно, использовал для этого понижающий трансформатор от 220 до 18 вольт.

    Таким образом, понижающее напряжение трансформатора должно быть как минимум на 3,4 В больше, чем желаемое выходное напряжение источника питания.

    Схема и изображение диода

    Цепь фильтра

    Мы фильтруем как вход, так и выход регулятора напряжения, чтобы получить как можно более плавное напряжение постоянного тока от нашего адаптера, для которого мы используем конденсаторы.Конденсаторы — это самые простые доступные фильтры тока, они пропускают переменный ток и блокируют постоянный, поэтому они используются параллельно с выходом. Кроме того, если на входе или выходе есть пульсации, конденсатор выпрямляет их, разряжая накопленный в нем заряд.

    Схема и изображение конденсатора

    Вот электрическая схема блока питания:

    Принципиальная схема

    Как это работает

    Сеть переменного тока подается на трансформатор, который понижает 230 вольт до желаемого напряжения.Мостовой выпрямитель следует за трансформатором, таким образом, преобразуя переменное напряжение в постоянное на выходе и через фильтрующий конденсатор подает его непосредственно на вход (вывод 1) регулятора напряжения. Общий вывод (вывод 2) регулятора напряжения заземлен. Выход (вывод 3) стабилизатора напряжения сначала фильтруется конденсатором, а затем снимается выход.

    Соберите схему на печатной плате общего назначения и используйте 2-контактный разъем (5 А) для подключения входа трансформатора к сети переменного тока с помощью изолированных медных проводов.

    Если вы хотите включить устройство, купленное на рынке, вам необходимо припаять выход блока питания к разъему адаптера. Этот разъем адаптера бывает разных форм и размеров и полностью зависит от вашего устройства. Я включил изображение наиболее распространенного типа гнезда адаптера.

    Очень распространенный тип разъема адаптера

    Если вы хотите подать питание на самодельную схему или устройство, то вы, вероятно, подключите выходные провода вашего источника питания непосредственно к вашей схеме.

    Важно отметить, что вам нужно будет позаботиться о полярности при использовании этого источника питания, так как большинство устройств, которые вы будете включать, будут работать только при прямом смещении и не будут иметь встроенного выпрямителя для исправления неправильной полярности. .

    Порты подключения разъема адаптера

    Почти для всех устройств потребуется плюс на наконечнике и заземление на гильзе, за исключением нескольких, например, в музыкальной индустрии, почти всем устройствам потребуется заземление на наконечнике и плюс на гильзе.

    Вы можете последовательно добавить светодиод с токоограничивающим резистором для индикации работы блока питания. Значение сопротивления рассчитывается следующим образом:

     R = (Vвых – 3)/0,02 Ом 

    Где R — значение последовательного сопротивления, а Vout — выходное напряжение регулятора напряжения (а также источника питания).

    Схема и изображение резистора

    ПРИМЕЧАНИЕ: Значение резистора не обязательно должно точно соответствовать рассчитанному по этой формуле, оно может быть любым близким к расчетному значению, предпочтительно больше.

    Схема и изображение светодиода

    В дополнение к светодиоду вы также можете добавить переключатель для управления режимом включения/выключения источника питания.

    Вы также можете использовать радиатор, который представляет собой металлический проводник тепла, прикрепленный к регулятору напряжения с помощью болта. Применяется в случае, если нам нужны сильноточные выходы от блока питания и греется регулятор напряжения.

    Радиатор

    Здесь я сделал блок питания на 12 вольт для питания моей платы микроконтроллера.Он отлично работает и стоит где-то около 100 баксов (индийских рупий).

    ПРИМЕЧАНИЕ: Все платы микроконтроллеров должны иметь плюс на наконечнике и заземление на втулке.

    Это адаптер на 12 вольт, который я сделал

    1. Прежде чем припаивать детали к печатной плате, спланируйте расположение схемы на ней, это поможет сэкономить место и позволит избежать ошибок при пайке.
    2. Если вы новичок в схемах и пайке, я бы посоветовал вам сначала выполнить эту настройку на макетной плате и проверить ваши соединения, а после того, как эта схема заработает на макетной плате, перенести эту схему на печатную плату и припаять.
    3. Будьте осторожны , так как вы работаете напрямую с сетью переменного тока.
    4. Заранее проверьте, какое напряжение требуется для устройства, которое вы пытаетесь включить с помощью вашего источника питания. Вы можете сжечь некоторые устройства всего парой лишних вольт.
    5. Регуляторы напряжения серии 78XX способны обеспечивать ток до 700 мА при использовании радиатора.

    Вот и все. Если вам нравится этот пост, у вас есть какие-либо мнения относительно него или какие-либо дополнительные вопросы и проекты, пожалуйста, прокомментируйте ниже.Кроме того, подпишитесь на maxEmbedded, чтобы оставаться в курсе! Ваше здоровье!

    Вишвам Аггарвал
    [email protected]

    Нравится:

    Нравится Загрузка…

    Связанные

    Использование линейного регулятора напряжения в сравнении с импульсным регулятором на печатной плате | Блог

    Захария Петерсон

    |&nbsp Создано: 4 мая 2021 г.

    Как бы нам не хотелось, но питание, которое мы подаем на электронику, не всегда стабильно.Реальные источники питания содержат шум, они могут демонстрировать нестабильность питания или неожиданно отключаться. К счастью, у нас есть регуляторы мощности, которые помогают предотвратить некоторые из этих проблем.

    Для маломощных устройств мы обычно видим два типа регуляторов мощности: линейный стабилизатор напряжения (иногда называемый регулятором с малым падением напряжения или LDO) или импульсный стабилизатор. Вы можете смешивать и сочетать их в разных точках вашей шины питания, но все еще остается вопрос выбора, использовать ли LDO или импульсный стабилизатор в ваших проектах.

    Если вы когда-нибудь задумывались о том, как принимаются эти решения и когда использовать тот или иной тип регулятора, просто знайте, что это решение не ограничивается простым просмотром входного/выходного напряжения/тока. Продолжайте читать, чтобы узнать больше о выборе линейного стабилизатора напряжения по сравнению с импульсным стабилизатором для маломощных схем. Поскольку в этом блоге нас интересует разводка печатной платы, я кратко расскажу, что должно произойти в разводке для поддержки LDO или импульсного стабилизатора.

    Сравнение линейного регулятора напряжения

    и импульсного регулятора

    Перед тем, как приступить к компоновке компонентов и расположению этих типов регуляторов мощности, лучше напомнить, как работает каждая из этих схем.LDO — это понижающий линейный преобразователь напряжения постоянного тока, поэтому его лучше всего сравнивать с понижающим преобразователем. Существуют также резистивные линейные стабилизаторы или последовательные и шунтирующие стабилизаторы, в которых используются транзисторы, но я пока не буду их использовать, поскольку они не часто используются на шине питания на печатной плате.

    Регулятор с малым падением напряжения (LDO)

    LDO — это линейный регулятор на основе операционного усилителя. Схема работает, сравнивая выходной сигнал регулятора и опорное напряжение (опорное значение ширины запрещенной зоны кремния с ~1.выход 25 В) в контуре обратной связи. Базовая топология показана ниже. Обратите внимание, что на этой схеме используется NPN-транзистор, но обычно в реальных схемах вы найдете полевой МОП-транзистор.

    Принципиальная схема LDO

    Запас в LDO

    LDO имеет некоторый «запас», также известный как падение напряжения, которое представляет собой небольшое напряжение выше номинального выходного сигнала, определяющего, включится ли компонент. Пока V (вход) — V (выход) > запас, компонент будет давать номинальное выходное напряжение.Делитель напряжения используется для понижения входного напряжения, чтобы операционный усилитель мог сравнить его с опорным напряжением (V-Ref). Если вы не собираете LDO из дискретных компонентов, вам не нужно беспокоиться о настройке схемы операционного усилителя и выборе резисторов R1/R2; они интегрированы в компонент.

    Наконец, C1 и C2 — фильтрующие конденсаторы, очищающие напряжения на входе и выходе соответственно. Эти значения не повлияют на запас по перегрузке, хотя помогут ослабить шум на входе и выходе.Операционный усилитель устанавливает выходной сигнал регулятора на желаемый уровень, пока входное напряжение превышает запас для стабилизатора.

    Понижающий преобразователь

    Как упоминалось выше, LDO лучше всего сравнивать с понижающим преобразователем, поскольку они оба являются понижающими компонентами. Цель любого импульсного преобразователя проста: создать стабильное, но регулируемое выходное напряжение путем модуляции тока и напряжения, подаваемых на нагрузку с помощью переключающего элемента. Обычно это мощный полевой МОП-транзистор, управляемый ШИМ-сигналом, хотя регулятор гораздо большего размера, такой как резонансный LLC-преобразователь, может использовать несколько МОП-транзисторов параллельно для обеспечения высокого выходного тока.В любом случае все понижающие стабилизаторы будут подавлять низкочастотные колебания входного напряжения, но на выходе будет присутствовать некоторый высокочастотный шум из-за действия переключения полевого МОП-транзистора, что хорошо видно при моделировании.

    Сравнение

    Итак, когда следует использовать каждый из этих регуляторов? Они оба понижают напряжение постоянного тока до полезного уровня, очищая шум, так что не должны ли они быть взаимозаменяемыми? На самом деле они иногда взаимозаменяемы, но это зависит от необходимого вам уровня мощности и характеристик источника питания.В таблице ниже приведены некоторые из различных аспектов каждого типа этих схем и их преимущества.

     

    ЛДО

    Понижающий преобразователь

    Сложность

    Доступны в виде отдельных интегрированных компонентов

    Как правило, со встроенным переключателем, но требуется внешний индуктор

    Стабильность и контроль

    Обратная связь встроена в устройство, обеспечивает только контроль напряжения

    Обычно они включают контакт обратной связи для измерения и регулировки выходного напряжения и/или тока

    Шумовые характеристики

    Высокая устойчивость к низкоуровневому шуму, если входное напряжение всегда выше допустимого уровня

    Шум на выходе состоит из пульсаций и шума переключения.

    PSRR

    Высокий, обычно около -60 дБ

    Зависит от размера индуктора, может быть менее 1% при достаточной фильтрации

    Эффективность

    Ниже, когда входное напряжение выше, чем падение напряжения

    Всегда высокий (~95%), пока работает в непрерывном режиме

    Тип входа

    Лучше всего использовать, когда ожидается снижение входного напряжения со временем

    Лучше всего использовать, когда ожидается, что входное напряжение будет изменяться случайным образом с течением времени, но для этого требуется контур обратной связи с настройкой ШИМ

    В этой таблице много чего происходит, но я постараюсь обобщить здесь несколько моментов.

    1. LDO — малошумящая альтернатива импульсным стабилизаторам. Они проще в планировке и, как правило, стоят дешевле.
    2. LDO
    3. иногда используются после импульсного стабилизатора для дальнейшего понижения напряжения до низкого уровня. На самом деле, некоторые компоненты импульсного регулятора включают в себя LDO на выходе; см. пример ADP5037.
    4. Импульсные регуляторы
    5. могут обеспечить очень точное управление напряжением, которое требует только регулировки частоты возбуждения ШИМ. В LDO управление пассивное.

    Схема печатной платы для LDO и импульсных стабилизаторов

    Это довольно глубокая тема, поскольку часть компоновки печатной платы может быть сосредоточена на схеме регулятора, силовой шине и последующих нагрузках. Есть два правила, которым я предпочитаю следовать:

    • Обратите внимание на ширину дорожки, необходимую для поддержки желаемого тока, низкого падения сопротивления IR и поддержания температуры в безопасных пределах. Не бойтесь использовать полигональную заливку, когда работаете с большим током.
    • Индуктивность контура должна быть небольшой.Это означает, что компоненты должны располагаться близко друг к другу и прослеживать обратные пути на печатной плате, чтобы убедиться, что вы не создаете проблемы с электромагнитными помехами.

    Изображение ниже должно проиллюстрировать, что я имею в виду. Эта схема предназначена для импульсного регулятора, работающего на частоте 3 МГц. Вы заметите, что критическая часть, а именно петля, созданная L2 и колпачками фильтра, имеет узкий круговой обратный путь обратно к ближайшей заливке грунта. Это помогает обеспечить низкое излучаемое электромагнитное излучение и прием. Те же принципы применимы к LDO, хотя в этом случае мы больше беспокоимся о приеме электромагнитных помех, поскольку нет переключения.

    Пример компоновки печатной платы импульсного стабилизатора. Эти принципы также применимы к LDO.

    Примеры компоновки часто встречаются в примечаниях по применению LDO или импульсных преобразователей. Будьте осторожны с ними; они могут быть хороши для подачи тока, но в их компоновке может скрываться проблема с электромагнитными помехами. Эти проблемы электромагнитных помех в примечаниях по применению часто возникают из-за плохо определенных обратных путей или невозможности создать компактную схему с низкими индуктивностями контура. Марк Харрис показывает отличный пример компактной компоновки печатной платы для импульсного регулятора в недавней статье. Ознакомьтесь с некоторыми хорошими рекомендациями от опытного инженера по компоновке.

    После того, как вы выбрали между линейным регулятором напряжения и импульсным стабилизатором в компоновке печатной платы, используйте лучший набор инструментов САПР и функций управления компонентами в Altium Designer® для размещения и разводки ваших проектов. Когда вы закончили свой проект и хотите передать файлы своему производителю, платформа Altium 365™ упрощает совместную работу и совместное использование ваших проектов. Мы лишь немного коснулись того, что можно сделать с помощью Altium Designer в Altium 365. Вы можете посетить страницу продукта, чтобы получить более подробное описание функций, или посетить один из вебинаров по запросу.

    Учебное пособие по импульсному регулятору напряжения

    — Лысый инженер

    Импульсный стабилизатор напряжения — одна из моих любимых схем. В школе это были первые схемы, которые я построил, и понял, как работают транзисторы. На самом деле, это была первая схема, в которой катушка индуктивности оказалась полезной! Импульсные регуляторы невероятно эффективны при правильной конструкции. Конечно, эта деталь о дизайне важна. Они не так просты, как линейный регулятор, который в основном состоит из микросхемы и двух конденсаторов.

    Чтобы понять основы импульсного стабилизатора, на этой неделе я выпустил AddOhms #18. Это видеоурок, посвященный импульсному регулятору напряжения. Если видеоуроки вам не по душе, продолжайте читать мой письменный учебник.

    Импульсный регулятор напряжения

    Введение

    Существует два основных типа регуляторов напряжения: линейные и импульсные. Для ознакомления с более высоким уровнем ознакомьтесь с моим предыдущим руководством по регулятору напряжения.

    Пример линейного регулятора

    Для линейных регуляторов требуется небольшое количество компонентов, их легко добавить на плату, но они не очень эффективны.Импульсные регуляторы можно сделать очень эффективными для конкретной схемы, но их сложно спроектировать.

    Вернувшись к AddOhms #17, мы говорили о том, как работают линейные регуляторы. В этом уроке мы рассмотрим импульсные регуляторы.

    Основные компоненты импульсного преобразователя

    Импульсный регулятор напряжения состоит из 4 основных компонентов.

    Конденсаторы

    Конденсаторы накапливают энергию в электрическом поле. При подаче напряжения конденсатор заряжается.Когда напряжение уходит, конденсатор разряжается.

    Катушки индуктивности

    Катушки индуктивности хранят энергию в магнитном поле. Когда ток течет через индуктор, создается магнитное поле. Когда ток прекращается, магнитное поле разрушается, создавая ток.

    Импульсные стабилизаторы напряжения работают за счет использования свойств накопления энергии конденсатора и катушки индуктивности. Для управления зарядом и разрядом этих компонентов мы используем диоды и транзисторы.

    Диоды

    Как мы обсуждали в AddOhms #8, диоды пропускают ток только в одном направлении.Позже мы увидим, что это важно.

    Переключатели (или транзисторы)

    Переключатель или транзистор, используемые для управления регулятором, поэтому мы называем их «импульсными регуляторами».

    Транзистор в импульсном регуляторе напряжения

    Когда переключатель выключен, ток через него не течет. Ток не течет, значит, мощность не тратится впустую. Когда переключатель находится во включенном состоянии, падение напряжения на переключателе равно 0 вольт. Итак, опять же, силы не тратятся. Обычно для транзистора используется полевой МОП-транзистор, однако можно построить преобразователь с биполярным транзистором.

    Теперь, когда у нас есть все компоненты, давайте объединим их вместе.

    Понижающий преобразователь

    Понижающий преобразователь, также называемый понижающим преобразователем, создаст выходное напряжение ниже, чем его входное напряжение. Это похоже на то, как работают линейные регуляторы, такие как LM7805.

    Катушка индуктивности пытается поддерживать ток, в то время как конденсатор пытается поддерживать постоянное напряжение. Когда мы подключаем индуктор к конденсатору, индуктор становится источником тока, а конденсатор становится источником напряжения.

    Понижающий преобразователь с ШИМ

    Транзистор используется для управления зарядкой и разрядкой катушки индуктивности. Например, вы можете использовать широтно-импульсную модуляцию, чтобы контролировать, как долго катушка индуктивности заряжается и разряжается.

    В идеальной схеме все эти компоненты не имеют потерь мощности. На самом деле все они потребляют немного энергии, что известно как коммутационные потери.

    Однако, по сравнению с линейным регулятором напряжения, эта схема включения намного эффективнее.

    Повышающий преобразователь

    Схема повышающего преобразователя

    В отличие от линейных стабилизаторов импульсные стабилизаторы могут создавать выходные напряжения выше, чем их входные. Это так называемые повышающие преобразователи. Потому что они повышают или повышают выходное напряжение. В повышающем преобразователе используются те же компоненты, что и в понижающем преобразователе, только в несколько иной конфигурации.

    Buck-Boost

    Третий тип импульсного преобразователя представляет собой конфигурацию «Повышающе-понижающую». Эта схема повышает низкое входное напряжение и снижает высокое входное напряжение.Существует несколько типов повышающе-понижающих преобразователей. Здесь нарисовано инвертирующее повышающее напряжение. Двумя другими популярными типами являются преобразователи SEPIC с несимметричным первичным индуктором и преобразователи Ćuk.

    Они обычно используются в цепях батарей для извлечения максимально возможной энергии из батареи.

    Интегральные схемы

    Обычно для импульсного стабилизатора используется интегральная схема или ИС. Он содержит переключатель и ШИМ-контроллер. Примером может служить понижающий преобразователь LM3671 от Texas Instruments.

    Упрощенная схема LM3671

    На упрощенной схеме показаны входные конденсаторы, выходные конденсаторы и дроссель. Несмотря на то, что это выглядит просто, импульсный регулятор спроектировать намного сложнее, чем линейный регулятор.

    В техническом описании LM3671 содержится полная информация.

    Разработка печатной платы требует особого внимания. В этом случае TI предоставляет очень полезную рекомендацию по компоновке в своем листе данных, а также много информации о том, как выбирать компоненты.

    Готовые модули

    Что делать, если вы не хотите прилагать столько усилий? Ну, вы можете купить готовые коммутационные модули, которые просты как входные и выходные контакты.

    Например, Adafruit предлагает готовые модули для повышения, понижения и повышения.

    Заключение

    Высокая эффективность импульсных стабилизаторов делает их идеальными для сильноточных приложений или проектов, работающих от батареи. Каков ваш опыт использования или разработки собственных импульсных источников питания?

    Я также хотел бы услышать любые ваши вопросы или советы по конструкции преобразователя постоянного тока. Я могу использовать их в будущем посте (или видео).

    Что такое регулятор напряжения и как он работает?

    Большинству интегральных микросхем требуется постоянное напряжение, с которым они могут работать.Будь то простой логический вентиль или сложный микропроцессор, у них есть собственное рабочее напряжение. Наиболее распространенными рабочими напряжениями являются 3,3 В, 5 В и 12 В. Хотя у нас есть батареи и адаптеры постоянного тока, которые могут действовать как источник напряжения, большую часть времени они не могут быть напрямую подключены к нашей схеме, поскольку напряжение от них не регулируется.

     

    Скажем, например, у нас есть батарея на 9 В, но нам нужно запустить реле на 5 В, которое, очевидно, работает на 5 В. Что мы здесь делаем?

     

    Что такое регулятор напряжения и почему мы его используем?

    Вы помните школьные годы, нас учили, что резисторы падают по напряжению.Разве не было бы простым решением просто использовать резисторы для снижения напряжения в соответствии с законом Ома? Но тогда резисторы падают напряжение в зависимости от тока, протекающего через них. В тот момент, когда ваш компонент начинает потреблять меньше тока, напряжение резко возрастает и убивает его.

     

    Нужно что-то получше — напряжение не должно зависеть от тока нагрузки, по крайней мере, сильно. Следующее простейшее решение, которое приходит вам в голову, — это делитель напряжения. Для этого нужны два резистора, но, эй, если их можно втиснуть, они тоже могут работать.Еще одна насущная проблема — в тот момент, когда ваш компонент начинает потреблять слишком много тока, выход делителя проседает — верхний резистор не может справиться с потребляемым током. Теперь вы действительно начинаете жалеть, что не узнали об этом в школе. Вы можете исправить это, уменьшив значения резисторов, но это приведет к тому, что два резистора будут потреблять слишком большой ток, что, вероятно, разрушит ваш текущий бюджет и станет слишком горячим с немедленным риском отказа.

     

    Что еще можно сделать? Усиление! Конечно, вы должны были часами читать лекции по этому поводу! Почему бы не добавить транзистор NPN в качестве повторителя напряжения? Смещение делителя напряжения может быть подключено к базе, вход шины 12 В к коллектору и выход к компоненту к эмиттеру, и бинго, вы решили проблему!

     

    Конечно, исправление работает, но оставляет неприятные ощущения — вы использовали три детали, а при тестировании обнаруживаете, что сбои в питающей шине 12 В идеально воспроизводятся на выходе.Конечно, это усилитель, у него нет интеллекта для автокомпенсации. Вы можете заменить нижний резистор делителя напряжения стабилитроном, но ток, необходимый для правильного смещения стабилитрона (против таких вещей, как температурные коэффициенты и дрейф), почти такой же, как потребляет ваш компонент, что совершенно бессмысленно.

     

    Нет ли лучшего способа сделать это? Разве не существует волшебного черного ящика, в котором есть все необходимое для эффективного сброса напряжения? Миллионы EEE по всему миру прошли через подобные периоды стресса (включая меня!).Конечно, не все проблемы связаны с падением напряжения, но подобные ситуации есть везде в лабораториях EEE!

     

    Но вам повезло — нужный вам компонент существует. Фактически, это одно из первых коммерческих применений технологии ИС (не считая операционных усилителей) — скромный регулятор напряжения .

     

    Если вы когда-нибудь просмотрите техническое описание регулятора напряжения, вы будете поражены схемой, которой они снабжены для сброса напряжения и поддержания его в чистоте — хороший стабильный регулятор напряжения, усилители с обратной связью и компенсацией, а также полтора — достойный силовой каскад.Конечно, если мы смогли упаковать столько технологий в наши телефоны, почему бы не стабилизировать напряжение в красивом корпусе TO-92?

    С каждым днем ​​они становятся все лучше – некоторые из них потребляют не более нескольких наноампер, то есть тысячных миллионных ампер! Более того, другие оснащены защитой от короткого замыкания и перегрева, что делает их надежными.

     

    Регуляторы напряжения — детальный обзор

    Как мы видели в разделе выше, основная задача регулятора напряжения состоит в том, чтобы понизить большее напряжение до меньшего и поддерживать его стабильным, поскольку это регулируемое напряжение используется для питания (чувствительной) электроники.

     

    Регулятор напряжения в основном представляет собой усиленный эмиттерный повторитель, как описано выше – транзистор, подключенный к стабильному эталону, который выдает постоянное напряжение, сбрасывая остальное.

     

    Они также имеют встроенный усилитель ошибки, который измеряет выходное напряжение (опять же через делитель), сравнивает его с опорным напряжением, вычисляет разницу и соответствующим образом управляет выходным транзистором. Это далеко от делителя напряжения, который точно воспроизводит входной сигнал, хотя и на меньшую величину.Вы не хотите, чтобы пульсации переменного тока накладывались на шину постоянного напряжения.

     

    Желательно иметь транзистор с высоким коэффициентом усиления, так как силовые транзисторы очень хлопотно управлять, с жалкими коэффициентами усиления в диапазоне двух цифр. Это было преодолено за счет использования транзисторов Дарлингтона, а в последнее время и полевых МОП-транзисторов. Поскольку эти типы требуют меньшего тока для управления, общее потребление тока уменьшается. Это дополняется тем фактом, что источник опорного напряжения, используемый внутри, также потребляет очень небольшой ток.

     

    Ток, потребляемый регулятором для управления всей этой внутренней схемой, когда выход не загружен, называется током покоя. Чем меньше ток покоя, тем лучше.

     

    Конструкция этих регуляторов состоит из трех транзисторов на выходном каскаде мощности — два из них в конфигурации Дарлингтона, а другой используется в качестве устройства ограничения тока. Последовательные переходы CE приводят к падению напряжения на стабилизаторе примерно на 2 В.

     

    Это напряжение известно как падение напряжения, напряжение ниже которого регулятор прекращает регулирование.

    Вы можете найти устройства, называемые LDO или регуляторами с малым падением напряжения, с падением напряжения около 0,4 В, поскольку они используют переключатель MOSFET.

     

    Регуляторы с тремя клеммами

    Достаточно болтовни, теперь о самих номерах деталей.

    Наиболее распространенной серией регуляторов напряжения является серия 78XX .Две цифры после 78 представляют собой выходное напряжение стабилизатора, например, 7805 — это регулятор на 5 В, а 7812 — на 12 В. Выходные напряжения, доступные с фиксированными стабилизаторами, охватывают широкий диапазон от 3,3 В до 24 В с хорошими значениями, такими как 5 В, 6 В, 9 В, 15 В и 18 В.

     

    Эта серия стабилизаторов отлично подходит для большинства целей, они могут работать с напряжением почти до 30 В на входе и, в зависимости от корпуса, с выходным током до 1 А. Они исключительно просты в использовании — подключите входной контакт к входному напряжению, а выходной контакт к устройству, которому требуется более низкое напряжение, и, конечно же, контакт заземления к земле.

     

    Здесь развязывающие конденсаторы необязательны, так как усилители обратной связи «отбрасывают» входные пульсации и шумы, следя за тем, чтобы они не передавались на выход. Однако, если ваше устройство потребляет более нескольких десятков миллиампер, рекомендуется не менее 4,7 мкФ на входе и выходе, желательно из керамики.

     

    Интересно, что люди делают примитивные зарядные устройства для телефонов, используя эти регуляторы. Просто подключите 9-вольтовую батарею к входу и соответствующий USB-разъем к выходу, и вуаля, у вас есть аварийное зарядное устройство для телефона.Эта конструкция достаточно надежна благодаря встроенной в микросхему тепловой защите.

     

    Преимущество таких регуляторов напряжения в том, что распиновка почти универсальна, поэтому возможны замены штекеров. В настоящее время большинство «транзисторных» корпусов на печатных платах представляют собой стабилизаторы напряжения, которые можно использовать для других проектов, поскольку они очень просты в использовании.

     

    Увеличение выходного тока регуляторов напряжения

    Одним из ограничений, которое быстро преодолевает полезность, является выходной ток, который строго ограничен корпусом и способом монтажа корпуса.

    Существуют сильноточные варианты этих регуляторов, но их трудно найти.

    Единственными устройствами, способными выдавать большие токи, являются импульсные преобразователи постоянного тока, но коэффициенты выходного шума ужасны.

    Создание собственного сильноточного линейного стабилизатора возможно, но в конечном итоге вы столкнетесь со всеми проблемами, упомянутыми выше.

    К счастью, есть способ «угнать» стандартный регулятор с помощью нескольких дополнительных деталей и увеличить выходной ток.

    Большинство этих модификаций включают в себя добавление обходного транзистора к стабилизатору и управление базой с помощью входа, как показано на рисунке ниже.

     

    Регулируемые регуляторы

    Трехполюсные регуляторы довольно удобны и просты в использовании, но что, если вам нужно нестандартное выходное напряжение, например 10,5 В или 13 В?

    Конечно, более или менее возможно захватить стационарные регуляторы, но требуемая схема довольно сложна и превосходит основную цель простоты.

    Существуют устройства, которые могут сделать эту работу за нас, наиболее популярным из которых является LM317.

    LM317, как и любой другой линейный регулятор , имеет входной и выходной контакты, но вместо контакта заземления есть контакт, называемый «регулировка». Этот вывод предназначен для получения обратной связи от делителя напряжения на выходе, чтобы на выводе всегда было 1,25 В, изменяя значения сопротивления, мы можем получать разные напряжения. В техническом описании даже говорится: «устраняет запас многих фиксированных напряжений», но, конечно, это применимо только в том случае, если вы можете позволить себе иметь эти два резистора на плате.

    Преимущество подобных регулируемых регуляторов заключается в том, что при небольшом изменении конфигурации они также могут служить источниками постоянного тока.

    При подключении резистора к выходному контакту и регулировочного контакта к другому концу резистора, как показано на рисунке, регулятор пытается поддерживать постоянное напряжение 1,25 В на выходном резисторе и, следовательно, постоянный ток на выходе. Эта простая схема довольно популярна среди любителей диодных лазеров.

     

    Стационарные стабилизаторы тоже могут это делать, но напряжения падения неоправданно высоки (фактически номинальное выходное напряжение). Однако они сработают в крайнем случае, если вы в отчаянии.

     

    Ограничения регулятора напряжения

    Самым большим преимуществом линейных регуляторов является их простота; больше ничего не нужно говорить.

    Однако, как и у всех хороших чипов, у них есть свои ограничения.

     

    Линейные регуляторы

    работают как переменный резистор с обратной связью, сбрасывая любое ненужное напряжение.При потреблении того же тока, что и нагрузка. Эта потерянная энергия преобразуется в тепло, что делает эти регуляторы горячими и неэффективными при больших токах.

    Например, стабилизатор на 5 В с входным напряжением 12 В, работающий при токе 1 А, имеет потери мощности (12–5 В)*1 А, что составляет 7 Вт! Это много потраченной энергии, а КПД всего 58%!

    Так что при больших перепадах входного-выходного напряжения или при больших токах стабилизаторы имеют жалкую энергоэффективность.

     

    Проблема дифференциального напряжения на входе-выходе может быть решена путем последовательного включения более одного регулятора с уменьшением выходного напряжения (до желаемого значения напряжения), так что напряжение падает ступенчато.В то время как общая рассеиваемая мощность такая же, как при наличии одного регулятора, тепловая нагрузка распределяется по всем устройствам, что снижает общую рабочую температуру.

     

    Ограничения по мощности и эффективности можно преодолеть с помощью импульсного источника питания, но выбор зависит от области применения, нет четких правил относительно того, где и какой тип источника питания следует использовать.

    5 Распространенные признаки неисправного регулятора напряжения (с исправлениями)

    Симптомы неисправности регулятора напряжения легко обнаружить если вы знаете, что искать.

    Но почему ваш регулятор напряжения выходит из строя?
    И что делать, если вы заметили признаки неисправности регулятора напряжения?

    В этой статье мы сначала рассмотрим пять симптомов, обычно связанных с неисправными регуляторами напряжения. Затем мы расскажем вам, как решить эти проблемы.

    Наконец, мы более подробно рассмотрим этот компонент в разделе часто задаваемых вопросов о регуляторе напряжения .

    Эта статья содержит:

    Давайте сразу приступим.

    5 признаков неисправности регулятора напряжения, на которые следует обратить внимание

    Если в вашем автомобиле неисправен регулятор напряжения, вы столкнетесь с одним или несколькими из следующих пяти симптомов :

    Признак A: разрядился аккумулятор

    Неисправный регулятор напряжения может серьезно повредить автомобильный аккумулятор, в результате чего он перестанет работать.

    Но почему?
    Регулятор напряжения обеспечивает постоянную подачу зарядного напряжения и мощности на аккумулятор автомобиля и другие электронные компоненты.

    Если у вас сгорел регулятор напряжения, ваша батарея может:

    • Недостаточная зарядка
    • Перезарядка
    • Подвергаться чрезмерному зарядному напряжению

    Если аккумулятор не получает достаточного заряда, зарядная мощность аккумулятора расходуется на работу электрических систем автомобиля. В конечном итоге, когда весь заряд разрядится, аккумулятор вашего автомобиля разрядится, и вы больше не сможете завести свой автомобиль.

    С другой стороны, если аккумулятор перезаряжается или подвергается воздействию высокого зарядного напряжения, аккумулятор может выйти из строя, или электролиты внутри могут начать кипеть, что приведет к протечке и вздутию автомобильного аккумулятора .

    Помимо неисправного регулятора напряжения, аккумулятор вашего автомобиля также может разрядиться, если:

    В любом случае, можно быстро зарядить неисправный аккумулятор (или разряженный аккумулятор ) с помощью соединительных кабелей и другого автомобиля с заряженным аккумулятором.Однако это лишь временное решение, потому что любая мощность, передаваемая по кабелям, быстро истощается, когда ваш автомобиль начинает работать.

    В результате ездить с разряженной или разряженной батареей — плохая идея, так как ваш автомобиль может заглохнуть в любой момент.

    Вот почему, когда у вас плохой аккумулятор или разряженный аккумулятор, обратитесь к механику как можно скорее . Пусть они диагностируют, неисправен ли ваш регулятор напряжения или какой-то другой электрический компонент.Кроме того, механик сообщит вам, нужна ли вам новая батарея.

    Признак B: неустойчивая работа двигателя

    Неустойчивая работа двигателя является распространенным симптомом, указывающим на неисправность регулятора напряжения.

    Но что означает неустойчивая работа двигателя?
    Здесь вы можете заметить, что двигатель:

    1. Всплески — кажется, что двигатель работает с трудом (как будто он задыхается)
    2. Глохнет — двигатель может внезапно остановиться на короткое время
    3. Периодически разгоняется

    Другими словами, ваш двигатель будет демонстрировать непредсказуемые или непостоянные характеристики и в целом неприятные ощущения от вождения.Неустойчивая работа двигателя обычно происходит, когда у вас есть неисправный регулятор, который не может контролировать уровень выходного напряжения, генерируемого генератором .

    Если вы заметили, что работа вашего двигателя странная или непредсказуемая, скорее всего, у вас неисправный регулятор. В этом случае лучше всего поручить электрические системы вашего автомобиля проверить профессиональному механику .

    Симптом C: мерцание или приглушение света

    Вероятно, наиболее частым признаком неисправности регулятора является мерцание, затемнение или пульсация света.

    Чтобы быть более конкретным, вы можете заметить, что транспортное средство:

    • Свет фар колеблется между ярким и тусклым без каких-либо действий
    • Дальний свет не работает должным образом
    • Освещение салона начинает мерцать

    Эти признаки обычно указывают на неисправный регулятор напряжения, который не может регулировать выходное напряжение. И если вы столкнетесь с этими признаками, в ближайшее время проверьте свой автомобиль у профессионального механика , чтобы решить проблему с регулятором напряжения, прежде чем ситуация ухудшится.

    Симптом D: Активация индикатора аккумулятора или индикатора Check Engine

    Иногда, когда ваш регулятор напряжения не работает должным образом, может активироваться индикатор двигателя или аккумулятора на приборной панели.

    Но почему горят эти индикаторы приборной панели?
    Индикатор батареи загорается , потому что ваша электрическая система может выйти из строя из-за неисправного регулятора. В качестве альтернативы, индикатор батареи может активироваться из-за неисправного диода генератора (или негерметичного диода) или проблем со статором генератора.

    С другой стороны, загорание индикатора проверки двигателя может быть следствием непредсказуемой работы двигателя. Кроме того, это может быть связано с проблемами, связанными с вашей системой трансмиссии, выхлопным оборудованием, системой зажигания и многим другим.

    Определить, вызывает ли регулятор напряжения загорание индикатора аккумулятора или индикатора проверки двигателя, непросто. В игре может быть масса других причин. Вот почему вам следует проверить свой автомобиль у сертифицированного автомобильного техника , который может поставить вам точный диагноз.

    Симптом E: Неисправность комбинации приборов

    Другим легко заметным признаком неисправного регулятора является неисправность комбинации приборов в вашем автомобиле.

    Что такое комбинация приборов?
    Комбинация приборов состоит из различных датчиков и сигнальных ламп на приборной панели.

    Ваша комбинация приборов включает:

    • Спидометр
    • Тахометр
    • Указатель уровня топлива
    • Индикаторы указателей поворота
    • Сигнальные лампы, такие как стояночный тормоз , индикатор проверки двигателя и т. д.

    Для точной работы комбинации приборов на приборной панели требуется определенное количество входного напряжения. А когда регулятор напряжения поврежден, комбинация приборов может не получать нужное количество входного напряжения.

    В результате вы можете заметить мерцание датчиков на комбинации приборов или, что еще хуже, она может полностью перестать работать.

    Кроме того, комбинация приборов может работать хаотично, если регулятор напряжения прибора также неисправен.

    В любом случае, хотя мигающие датчики на комбинации приборов не обязательно мешают вам управлять автомобилем, вам не следует садиться за руль, когда комбинация приборов не работает. Поскольку датчики на комбинации приборов позволяют следить за состоянием автомобиля, вождение с мерцающими датчиками рискованно.

    Теперь, когда вы знаете наиболее распространенные симптомы неисправного регулятора напряжения, давайте рассмотрим, что вы можете сделать для устранения этих симптомов:

    Как устранить симптомы неисправности регулятора напряжения?

    Хотя заманчиво протестировать регулятор напряжения и попытаться заменить его самостоятельно, мы не рекомендуем этого делать.

    Почему?
    Регулятор напряжения может влиять на работу двигателя, комбинацию приборов и многое другое. И если замена регулятора напряжения генератора произведена неправильно, вы можете столкнуться с потенциальной угрозой безопасности.

    Если вы заметили какие-либо симптомы неисправного регулятора напряжения , обратитесь к профессиональному механику.

    Просто убедитесь, что механик, которого вы нанимаете:

    • Является ли сертифицированным ASE
    • Предлагает вам гарантийное обслуживание
    • Используются только высококачественные запасные части

    Это приводит нас к вопросу: где вы находите такую ​​механику?

    Просто свяжитесь с RepairSmith — удобное, простое и надежное решение для мобильного авторемонта !

    Вот лишь некоторые из фантастических преимуществ RepairSmith :

    • Заказывайте все ремонтные работы в режиме онлайн по конкурентоспособным ценам
    • Наши специалисты, сертифицированные ASE, приезжают к вам на подъезд для ремонта и технического обслуживания
    • Все ремонтные работы сопровождаются пробегом в 12 000 миль | Гарантия 12 месяцев
    • Для обслуживания вашего автомобиля используется только высококачественное оборудование и запасные части
    • Ремонтные услуги доступны семь дней в неделю

    Далее мы рассмотрим некоторые часто задаваемые вопросы, связанные с регулятором напряжения:

    6 Часто задаваемые вопросы о регуляторе напряжения

    Вот шесть вопросов, которые владельцы автомобилей обычно задают о регуляторе напряжения:

    1.Какую роль играет регулятор напряжения?

    Основная цель регулятора напряжения (также известного как регулятор напряжения генератора) — обеспечить стабильное и надежное напряжение аккумулятора вашего автомобиля и других электрических компонентов.

    Но как регулятор напряжения обеспечивает стабильность подаваемого напряжения?
    Когда автомобиль работает, генератор переменного тока преобразует механическую энергию, вырабатываемую двигателем, в электрическую энергию. И чем быстрее вращается генератор вашего автомобиля, тем выше вырабатываемая электрическая мощность.

    Однако, если источник электропитания или генерируемое напряжение становятся чрезмерными, это может привести к повреждению автомобильного аккумулятора и других компонентов электрической системы.

    Вот тут-то и пригодится регулятор напряжения генератора.

    Когда генерируемое напряжение или мощность являются чрезмерными, регулятор напряжения дает сигнал генератору прекратить вращение, а затем отводит выходное избыточное напряжение (или избыточную мощность) на заземляющий провод.

    Таким образом, регулятор напряжения генератора защищает соединение автомобильного аккумулятора и другие электрические компоненты от повреждения из-за чрезмерного выходного напряжения.

    Примечание: В мотоцикле вы можете не встретить автономный регулятор напряжения генератора. Вместо этого у вас, вероятно, будет выпрямитель-регулятор (например, выпрямитель-регулятор напряжения Harley).

    Выпрямитель регулятора служит здесь двум целям:

    1. Регулирует уровень выходного напряжения.
    2. Он преобразует напряжение переменного тока (AC), создаваемое статором генератора, в напряжение постоянного тока (DC).

    2. Где находится регулятор напряжения?

    Расположение регулятора напряжения может различаться в зависимости от модели и марки вашего автомобиля.

    В более старых моделях используется внешний регулятор напряжения, который можно найти в моторном отсеке рядом с корпусом генератора. Напротив, в некоторых более новых моделях регулятор напряжения встроен в ECM автомобиля (электронный модуль управления).

    3. Что вызывает отказ регулятора напряжения?

    Может быть много разных причин, по которым ваш регулятор напряжения начинает барахлить или выходит из строя.

    Вот несколько распространенных причин отказа регулятора напряжения:

    • Поврежденный заземляющий провод
    • Корродированная или изношенная клемма аккумулятора
    • Плохое соединение аккумулятора
    • Перегрев некоторых электрических компонентов

    4. Как долго работает регулятор напряжения?

    Трудно предсказать точный срок службы регулятора напряжения генератора.

    Однако при разумных условиях окружающей среды ваш регулятор напряжения потенциально может пережить срок службы вашего автомобиля.Чтобы быть более точным, многие механики согласятся, что регулятор напряжения вашего автомобиля может прослужить вам до 100 000 миль .

    Но если ваш автомобиль постоянно подвергается воздействию экстремальных зимних или жарких климатических условий, этот показатель может снизиться.

    5. Сколько стоит замена регулятора напряжения генератора?

    Стоимость замены регулятора напряжения генератора может сильно различаться в зависимости от:

    • Марка и модель вашего автомобиля
    • Кто изготовил регулятор напряжения
    • Ваше местонахождение

    В среднем замена регулятора напряжения генератора может стоить вам от до 330–450 долларов .

    6. Как проверить регулятор напряжения?

    Когда симптомы неисправного регулятора напряжения становятся очевидными, некоторые владельцы автомобилей могут попытаться самостоятельно проверить свои регуляторы напряжения с помощью вольтметра или мультиметра.

    Но настоятельно рекомендуется, , поручить испытательную часть профессиональному механику. И это потому, что механик будет иметь надлежащую подготовку и опыт, чтобы точно диагностировать, что не так с вашим автомобилем.

    Механик:

    1.Убедитесь, что стартер вашего автомобиля или замок зажигания не активированы, а двигатель выключен.

    2. С помощью мультиметра или вольтметра измерьте уровень напряжения на положительной и отрицательной клеммах аккумуляторной батареи автомобиля.

    3. Убедитесь, что напряжение аккумуляторной батареи, измеренное вольтметром или мультиметром, немного превышает 12 вольт.

    4. Запустите двигатель с помощью замка зажигания автомобиля (или кнопки зажигания).

    5. Снова измерьте напряжение аккумуляторной батареи с помощью мультиметра или вольтметра, когда двигатель работает на холостом ходу.Измеренное напряжение батареи должно быть около 14 вольт.

    6. Увеличьте обороты двигателя и проверьте показания выходного напряжения на вольтметре или мультиметре. Выход зарядки обычно остается ниже 14,2 вольт.

    Если показания выходного напряжения на вольтметре или мультиметре выходят за пределы ожидаемых диапазонов, в вашем автомобиле может быть проблема с регулятором напряжения.

    Кроме того, механик может выполнить испытание на падение напряжения. Здесь механик подключал отрицательный щуп (подключенный к черному проводу) мультиметра к отрицательной клемме аккумулятора, а положительный щуп (подключенный к красному проводу) к чередующемуся кронштейну.

    Если показания мультиметра превышают 0,1 В, возможно, у вас проблема с генератором или регулятором напряжения.

    Заключительные мысли

    Плохой регулятор может вывести вас из равновесия: вы можете заметить мерцание манометров на комбинации приборов, один или два электрических компонента могут выйти из строя и многое другое.

    Если вы заметили какой-либо из симптомов неисправного регулятора напряжения , которые мы рассмотрели, обратитесь к механику как можно скорее.