Как сделать стабилизатор напряжения своими руками 220в. Стабилизатор напряжения своими руками
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:
- Питающий блок, в который входят емкости С2, С5, компаратор, трансформатор, теплоэлектрический диод.
- Узел, задерживающий подключение нагрузки потребителя, и состоящий из сопротивлений, транзисторов, емкости.
- Выпрямительного моста, измеряющего амплитуду напряжения. Выпрямитель состоит из емкости, диода, стабилитрона, нескольких делителей.
- Компаратора напряжения. Его составными частями являются сопротивления и компараторы.
- Логического контроллера на микросхемах.
- Усилителей, на транзисторах VТ4-12, резисторов, ограничивающих ток.
- Светодиодов в качестве индикаторов.
- Оптитронных ключей. Каждый из ник снабжается симисторами и резисторами, а также оптосимисторами.
- Электрического автомата, либо предохранителя.
- 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 трансф
⚡️Самодельный стабилизатор напряжения 220в | radiochipi.ru
Электронный стабилизатор напряжения — это промежуточное устройство между бытовой электросети и электропотребителем (нагрузкой). Такое устройство предназначено для поддержания напряжения на определенном уровне, а в частности 220В.
Нередко случается в квартирах, а часто в своих домах, напряжения в розетке далеко от идеала 220В, оно или сильно занижено, либо завышено, а порой просто резко скачет. В таких ситуациях включенные бытовые приборы в розетку ведут себя как-то странно, освещение тускло горит, холодильник начинает гудеть, вода в электрочайнике медленно закипает. На помощь нам приходит стабилизатор сетевого напряжения.
По схеме начало первичной обмотки L1-1 трансформатора Т1 соединен непосредственно к сети 220В. Для того чтобы подключить второй конец первичной обмотки L2-1’ трансформатора Т1 к сети 220В, необходимо открыть полевой транзистор VT2 (IRF840), после чего к нагрузке приложится сумма напряжений на вторичной обмотке L1 1-2, L2 2’-1’ и напряжения сети.
На биполярный транзистор VT1 структуры n-p-n перехода подается напряжение, через нагрузку, трансформатор Т2 и диодный мост VD1. Потенциометром R1 выставляется выходное U=220В порог срабатывания устройства на нагрузке, биполярный транзистор VT1 открывается, при этом транзистор VT2 закрывается. Если напряжение в сети упадет и станет ниже 220В, то закроется транзистор VT1, откроется транзистор VT2.
Диодный мост VD1 КЦ405В выпрямляет переменное U=12В на вторичной обмотке трансформатора Т2, после постоянное напряжение подается на стабилизатор DA1 КР142ЕН8А и запитывает коллекторную цепь транзистора VT1 КТ972А. Конденсатор С5 и резистор R6 соединены параллельно истоку стоку транзистора VT2 и образуют гасящую цепочку от нежелательных скачков напряжения. С1 выполняет роль фильтрующего конденсатора от сетевых помех, тем самым улучшает процесс работы устройства.
Подбирая номиналы сопротивлений резисторов R3, R5 добиваются наилучшей и устойчивой работы стабилизации напряжения. Включение/выключение устройства и нагрузки осуществляется выключателем SA1. В стабилизаторе напряжения предусмотрено отключение стабилизирующего напряжения на нагрузке выключателем SA2. Собранный по схеме стабилизатор включают в сеть 220В и переменным резистором R1 выставляют U=220В на нагрузке.
Вольтодобавочный трансформатор Т1 собран на основе готового трансформатора марки СТ-320, ранее использовавшегося в БП-1 блоках питания телевизоров УЛПЦТ-59. Трансформатор необходимо разобрать полностью, снять магнитосердечник, после чего смотать все вторичные обмотки, необходимо оставить только сетевую (первичную обмотку). Заново намотать поровну вторичные обмотки эмалированным медным проводом ПЭВ, ПЭЛ.
Одинаковые две катушки имеют следующие намоточные данные:
Полевой транзистор VT2 необходимо закрепить на радиаторе!
Стабилизатор напряжения своими руками — схема и характеристики
Не все знают, что идеальная работа электросетей — это возможность варьирования тока и напряжения, что в меньшую, что в большую сторону не больше, чем на десять процентов. Конечно же, данный процент высчитывается от стандартных 220 В. Но, к сожалению, это все только теоретические данные. В реальной жизни скачки напряжения могут далеко превышать десять процентов, и в результате этого, электроприборы могут терять проектные возможности и даже сломаться.
Для того чтобы не сталкиваться с такими проблемами, нужно всего лишь приобрести специальное оборудование. Соответственно, стоимость такого оборудования будет иметь большую стоимость, и не каждый человек сможет себе это позволить. Именно поэтому большинство людей предпочитают делать его самостоятельно. Итак, выгодно ли делать стабилизаторы напряжения своими руками и что для этого потребуется?
Стабилизатор напряжения и его особенности
В современном мире ни один человек не сможет обойтись без электрических приборов. А они, в свою очередь, работают только от напряжения сети. К сожалению, все люди сталкиваются с короткими замыканиями, полным пропаданием напряжения, всплески напряжения, отклонение частоты и это не все. Много неприятных ситуаций может произойти при работе с электроприборами. Все это происходит из-за того, что изнашиваются линии электропередач или рабочий ресурс отработал свое. С каждым годом появляется все больше «умных» приборов, которые от перепадов напряжения не только имеют перебои в работе, а могут сгореть и больше вообще не работать. Для того чтобы этого не случилось нужно всего лишь сделать стабилизатор напряжения 220в своими руками и установить дома.
Самый главный критерий при выборе стабилизатора – мощность. Есть множество различий между данными приборами и только в мощности. Например, если вы решили приобрести стабилизатор для газового котла, то мощности в 0,5 кВт будет вполне достаточно. А вот если выбираете его для загородного дома, то там намного больше приборов, поэтому в данном случае нужно будет не меньше 9 кВт, а то и больше.
Характеристика стабилизатора
Прежде чем задавать вопрос, как сделать стабилизатор напряжения своими руками, нужно хорошо разузнать его характеристики.
Диапазон входного напряжения характеризуется двумя порогами – нижним и верхним. Работа между двумя порогами считается нормальной для стабилизатора. Встречаются модели с большой шкалой регулирования входного напряжения, но не стоит их приобретать. Так как чем больше параметр, тем медленнее будет реагировать прибор.
Точность и скорость реагирования также требует особого внимания. Все электроприборы требуют точность электроподачи с небольшим отклонением не больше пяти процентов. Основываясь на этом стоит выбирать стабилизирующее устройство. Но не стоит забывать про скорость реагирования. Например, если к стабилизатору подключено много разных приборов, то он должен реагировать плавно, чтобы не было сильных скачков.
Мощность устройства выбрать, наверно, легче всего. Так как для этого необходимо просто сложить напряжение всех приборов, которые работают в помещении. Это среднее число будет определять, какая мощность понадобиться стабилизатору.
Фазность различают однофазную и трехфазную. Какую выбрать зависит от того, какое количество фаз имеют нагрузки, которые подключаются к стабилизатору. Если хоть один прибор имеет три фазы, это значит устройство тоже должно быть трехфазным.
Что касается дополнительных опции и габаритов с массой, то здесь все зависит от предпочтений покупателя. В основном, выбирают с минимальным количеством ненужных функций, чтобы ремонт стабилизатора напряжения своими руками можно было сделать.
Виды приборов и их особенности
Ступенчатые стабилизаторы безопасные и применяются в помещениях, где имеется промышленная или бытовая техника. Также они могут обеспечить полную защиту для квартиры, частного дома и офиса.
К преимуществам данного оборудования относится небольшой размер, маленькая цена и надежность. Диапазон работы такого стабилизатора составляет от 100 до 290 В.
К недостаткам относится небольшая эксплуатация, в частности это зависит от того, сколько перепадов энергии будет за все время работы. Контактная группа реле может легко сгореть.
Электромеханические стабилизаторы работают в автоматическом режиме с помощью электродвигателя и редуктора. При обслуживание не нужно ничего особо делать. Имеется функция плавной регулировки, а также точная величина выходного тока. Качество прибора соответствует цене.
Тиристорные стабилизаторы имеют длительный срок эксплуатации благодаря применению полупроводниковых тиристоров. Они не зависят от характера и интенсивности перепадов. Данное устройство считается лучшим из всех, ведь КПД примерно 98%. Это означает, что при включение приборов не будет никаких сбоев. Благодаря такой функции их часто применяют на производстве и в быту. К сожалению, цена такого устройства достаточно велика.
Стабилизаторы двойного преобразования имеют чувствительную мощность, примерно от 1 до 30 кВт. Они качественные, работают без перебоев и шума. Входной ток имеет диапазон от 118 до 300 В. Цена достаточно высока, но это обусловлено тем, что стабилизаторы надежны и качественны.
Стабилизаторы ШИМ имеют такое название благодаря широтно-импульсной модуляции. Это одно из самых современных моделей в области стабилизации напряжения. В них отсутствуют трансформаторы. Это дает возможность существенно снизить размеры и вес. Также имеют отличие в высокой точности и моментальным срабатыванием.
Устройство стабилизатора
Выделяют два основных вида стабилизатора – сервоприводный и симисторный.
Сервоприводный имеет в наличии автотрансформатор, сервоприводный стабилизатор и контроллер. Данный механизм работает благодаря электродвигателю с графитовыми щетками-ползунками. Именно они перемещают ползунки по обмотке автотрансформатора, что собственно и дает смену напряжения на выходе.
В состав симисторного стабилизатора напряжения трансформатор с двумя обмотами, симисторные ключи и контроллер. Симисторные ключи подключают ко второй обмотке. Это дает возможность стабилизировать напряжение.
Принцип действия
Суть работы стабилизатора – отслеживание изменений входного напряжения и способность скорректировать его исходя из ситуации. Когда начинает меняться напряжение, первую фазу применяют для замера напряжения. После этого происходит реакция на изменение. Если изменение напряжения происходит в допустимом диапазоне, то оно постарается выровняться до 220 В. Если же напряжение упало ниже положенного уровня, то стабилизатор начинает выравнивать напряжение до максимально возможного. Если же выше, то все приборы просто отключаются для безопасности.
Простейший стабилизатор напряжения своими руками
Для того чтобы создать стабилизатор своими руками нужно приобрести трансформатор и еще несколько элементов. Трансформатор покупаем только электронный. Можно приобрести готовый, а можно взять из старого телевизора. Соединить его нужно по схеме автотрансформатора. Также можно добавить регулятор SA1. Он позволит, при необходимости, добавить нагрузку потребителя без использования автотрансформатора.
Детали и материалы
Дополнительные детали для создания стабилизатора можно приобрести в специальных торговых сетях. Для того чтобы сделать его в домашних условиях понадобится несколько разновидностей симисторов, один стабилизатор серии КР 1158 ЕН 6А (DА1), компаратор, диод, разного допуска резисторы, конденсаторы и выключатель. При покупке лучше посоветоваться с продавцом-консультантов о правильности своего выбора.
Схема стабилизатора напряжения 220в
Схема показывает стабилизатор, у которого в наличии имеется питающий блок, узел для задерживания подключения нагрузки, выпрямительный мост для измерения амплитуды напряжения, компаратор напряжения, логический контролер, усилитель, светодиод, оптитронные ключи, электрический автомат, автотрансформатор.
Достоинства и недостатки
Стабилизатор для использования в промышленных целях имеет высокую мощность, и чаще всего используют электромеханический прибор. Но, к сожалению, у него есть масса отрицательных качеств:
- При работе он очень шумит.
- Работает только при комнатной температуре.
- Используются механические типы агрегатов.
- Низкая скорость работы.
- Медленно реагирует на скачки напряжения. Это один из самых существенных недостатков.
- Из-за использования механических элементов нет возможности установить сервоприводный прибор при низких температурах. Еще одним показателем отсутствия данного прибора считается появление искр при большом износе.
К плюсам такой модели можно отнести:
- Не воспринимает смену частотных параметров.
- Высокая точность.
- Большой интервал напряжения при входе.
Стабилизатор напряжения 220В своими руками
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.
Рекомендуем Вашему вниманию два полезных и интересных видео о том, как сделать стабилизатор напряжения 220В своими руками: