Как работает стабилизатор напряжения 220В. Какие компоненты нужны для сборки. Как правильно собрать схему стабилизатора своими руками. На что обратить внимание при сборке и настройке.
Принцип работы стабилизатора напряжения 220В
Стабилизатор напряжения 220В предназначен для поддержания постоянного напряжения в электросети при колебаниях входного напряжения. Основные компоненты стабилизатора:
- Автотрансформатор — для ступенчатого изменения напряжения
- Система управления — для анализа входного напряжения и переключения отводов автотрансформатора
- Коммутационные элементы — для переключения отводов (симисторы, реле)
- Защитные элементы — от перегрузки, короткого замыкания и т.д.
При отклонении входного напряжения от номинального, система управления дает команду на переключение отвода автотрансформатора, чтобы скомпенсировать изменение и поддержать стабильные 220В на выходе.
Необходимые компоненты для сборки
Для сборки простого стабилизатора напряжения 220В понадобятся следующие компоненты:
- Автотрансформатор с отводами (можно использовать ЛАТР)
- Микросхема LM3914 — линейный индикатор напряжения
- Симисторы или оптосимисторы — 9 шт
- Оптопары — 9 шт
- Диодный мост
- Конденсаторы, резисторы
- Трансформатор питания схемы управления
- Печатная плата
Важно правильно подобрать мощность автотрансформатора и симисторов под планируемую нагрузку стабилизатора.
Схема стабилизатора напряжения 220В
Рассмотрим принципиальную схему простого стабилизатора напряжения 220В:
«` «`Основные элементы схемы:
- ЛАТР (лабораторный автотрансформатор) — для ступенчатого изменения напряжения
- Симисторы — для коммутации отводов ЛАТРа
- Микросхема LM3914 — для измерения входного напряжения
- Оптопары — для управления симисторами
Входное напряжение 220В подается на ЛАТР. Микросхема LM3914 измеряет уровень напряжения и управляет оптопарами, которые в свою очередь включают нужные симисторы для переключения отводов ЛАТРа. Таким образом поддерживается стабильное выходное напряжение 220В.
Пошаговая инструкция по сборке
Процесс сборки стабилизатора напряжения 220В включает следующие основные этапы:
- Подготовка автотрансформатора:
- Разобрать ЛАТР
- Удалить подвижный контакт
- Сделать отводы через каждые 10В (от 180В до 260В)
- Монтаж компонентов на плату:
- Припаять микросхему LM3914
- Установить симисторы и радиаторы охлаждения
- Смонтировать оптопары и остальные компоненты
- Подключение автотрансформатора:
- Соединить отводы ЛАТРа с симисторами
- Подключить входное и выходное напряжение
- Настройка и проверка:
- Отрегулировать пороги переключения
- Проверить работу при разных входных напряжениях
Настройка и тестирование стабилизатора
После сборки необходимо правильно настроить стабилизатор:
- Подключить к входу регулируемый источник напряжения
- Установить входное напряжение 220В
- Подстроечным резистором R2 установить срабатывание 5-го светодиода LM3914
- Изменяя входное напряжение, проверить переключение светодиодов
- При необходимости подкорректировать пороги срабатывания резисторами R2 и R3
Как проверить работу стабилизатора?
- Подавать на вход напряжения от 180В до 260В
- Измерять выходное напряжение — оно должно оставаться в пределах 220В ± 10В
- Проверить работу под нагрузкой
- Убедиться в отсутствии перегрева компонентов
Меры предосторожности при сборке и эксплуатации
При работе со стабилизатором напряжения 220В необходимо соблюдать следующие меры безопасности:
- Использовать изолированный инструмент
- Не прикасаться к токоведущим частям
- Работать в диэлектрических перчатках
- Отключать устройство от сети при настройке
- Обеспечить надежное заземление корпуса
- Не превышать максимальную мощность нагрузки
Помните, что работа с высоким напряжением опасна для жизни! При отсутствии опыта лучше обратиться к специалисту.
Возможные проблемы и их решение
При сборке и эксплуатации самодельного стабилизатора могут возникнуть следующие проблемы:
- Нестабильное выходное напряжение
- Проверить настройку порогов срабатывания
- Убедиться в исправности симисторов
- Перегрев компонентов
- Улучшить охлаждение симисторов
- Проверить мощность нагрузки
- Ложные срабатывания
- Проверить качество пайки и соединений
- Экранировать чувствительные цепи
При возникновении серьезных проблем рекомендуется обратиться к специалисту по ремонту электронной техники.
Преимущества и недостатки самодельного стабилизатора
Рассмотрим основные плюсы и минусы самостоятельной сборки стабилизатора напряжения 220В:
Преимущества:
- Низкая стоимость по сравнению с готовыми устройствами
- Возможность адаптации под конкретные нужды
- Получение опыта в электронике
- Понимание принципов работы устройства
Недостатки:
- Требуются навыки пайки и знания электроники
- Отсутствие гарантии и сертификации
- Возможны ошибки при сборке
- Меньшая надежность по сравнению с заводскими устройствами
Перед началом самостоятельной сборки важно объективно оценить свои навыки и возможности. В некоторых случаях покупка готового сертифицированного стабилизатора может быть более целесообразным решением.
Схема простого сетевого стабилизатора напряжения
Как сделать 220–вольтный стабилизатор напряжения своими руками и бережно
сохранить синусоидальную форму сетевого напряжения
Основное назначение стабилизатора напряжения сети – защита электрического оборудования от возможного повреждения в результате колебаний уровня сетевого напряжения, выходящего за пределы допусков для данного типа устройств. Причём, если для некоторых гаджетов, питающихся от встроенных импульсных преобразователей, форма сетевого напряжения не имеет существенного значения, то для таких устройств как: холодильник, стиральная машина, кондиционер и прочих, имеющих на борту классический сетевой трансформатор, компрессор или двигатель переменного тока, синусоидальная форма сетевого напряжения является жизненно необходимой.
А потому на повестке нашего сегодняшнего заседания – схема простого стабилизатора напряжения сети, выдающего на выходе стабильное
переменное напряжение чистой синусоидальной формы.
Данное устройство было опубликовано в журнале Радиоконструктор, 2006 г, №6 под
авторством Н. Кривошеина. Вот что пишет автор:
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).
В качестве измерителя напряжения выступает компараторная ИМС с линейной индикацией напряжения – А1 (LM3914). |
Измеряемое напряжение берётся 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, подключённый к выводу 11 (временно вместо светодиодов оптопар можно подключить
обычные светодиоды). Затем входное переменное напряжение уменьшают до 190V и резистором RЗ выводят шкалу на значение, при котором горит
светодиод, подключённый к выводу 18 А1.
Всего должно получиться 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 10V) отвод трансформатора. 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 симисторные ключи переключаются уверенно. Схема на транзисторах VТ1 и VT2 (рисунок 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 – любой малогабаритный сетевой трансформатор на первичное напряжение 220V, два вторичных по 12V (12-0-12V) и ток 300mА. Трансформатор Т2 можно сделать из ЛАТРа, как описано выше, или намотать его самостоятельно. Симисторы можно использовать другие – всё зависит от мощности нагрузки. |
электронных, релейных, электромеханических и инверторных
Любое электрооборудование проектируется с расчётом на стабильные параметры сетевого напряжения. Это необходимо по двум причинам:
- Подключённое к сети устройство должно обеспечивать стабильные параметры тока на выходе в соответствии со своим целевым предназначением;
- Электрическая схема оборудования нуждается в защите от аномалий входного тока, которые являются основной причиной сбоев в работе и выходе из строя потребителей электроэнергии вследствие перегорания их токопроводящих контактов и элементов.
Чтобы питающее сетевое напряжение оставалось неизменным, используется специальное устройство – стабилизатор напряжения. Он осуществляет выравнивание характеристик входного тока и обеспечивает отключение потребителей в случае возникновения короткого замыкания или других критических сетевых аномалий.
Содержание:
- Виды стабилизаторов напряжения
- Сервоприводные стабилизаторы
- Стабилизаторы релейного типа
- Электронные стабилизаторы напряжения
- Инверторные стабилизирующие устройства
Виды стабилизаторов напряжения
Принципиальная схема стабилизатора напряжения включает 2 основных элемента, функции которых заключаются в сравнении входных параметров тока с требуемыми и регулировкой выходных характеристик. При выборе стабилизатора необходимо учитывать его основные параметры, которые должны соответствовать свойствам электросети и особенностям питающихся от неё потребителей.
В список главных характеристик любого стабилизирующего устройства входят:
- Точность стабилизации;
- Скорость реакции на изменения параметров входного тока;
- Эксплуатационная надёжность;
- Защищённость от помех;
- Срок эксплуатации;
- Стоимость.
Существует несколько технических решений, позволяющих обеспечить стабильные параметры тока в сетях электропитания различного назначения. Наиболее широкое применение получили следующие виды стабилизаторов напряжения:
Сервоприводные. Обеспечивают высокую точность стабилизации и обладают неплохой устойчивостью к сетевым перегрузкам, включая короткое замыкание. Схема стабилизатора напряжения сервоприводного типа имеет существенный недостаток – низкую скорость реакции на изменения характеристик входного тока, вследствие их целесообразно использовать для защиты потребителей, питающихся от сетей, исключающих резкие скачки напряжения на входе.
Релейные. Характеризуются завидным быстродействием, однако не способны обеспечить высокую точность и качество выравнивания выходного напряжения, вследствие чего применяются для защиты электрооборудования малой мощности.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: Выбираем электромеханический стабилизатор напряжения: принцип работы и особенности
Электронные. Работают по тому же принципу, что и релейные, но вместо коммутационных реле функцию регулировки выходного напряжения выполняют электронные ключи – симисторы или тиристоры. Устройства этого типа отличаются высокой скоростью стабилизации и надёжной защитой от резких скачков входного напряжения. К недостаткам можно отнести сравнительно большую погрешность при выравнивании выходного тока и высокую стоимость.
Электромеханические. Представляют собой разновидность сервоприводных стабилизаторов. В отличии от последних, в оборудовании этого класса вместо графитовых щёток используются ролики, обеспечивающие защиту от перегрева, высокую перегрузочную способность и продолжительный срок службы системы. Главным минусом электромеханического стабилизатора является сравнительно высокая стоимость.
В продаже встречаются гибридные (с двойной релейной схемой), а также инверторные и широтно-импульсные (ШИМ) стабилизаторы. Они обеспечивают высокую скорость выравнивания выходного тока с небольшой погрешностью и могут работать с широким диапазоном входных параметров напряжения. Стабилизаторы с подмагничиванием и дискретным высокочастотным регулированием являются узкоспециализированными, вследствие чего широкого применения на практике не получили.
Сервоприводные стабилизаторы
Схема стабилизатора напряжения сервоприводного типа включает:
- Блок защиты от перегрузки;
- Автотрансформатор;
- Серводвигатель с редуктором;
- Блок управления
Сервоприводные стабилизаторы напряжения осуществляют выравнивание выходного тока посредством сервопривода, который приводит в движение коммутационные контакты – графитовые щётки. Перемещение последних в нужную позицию обмотки трансформатора осуществляется плавно без прерывания фазы и искажений синусоиды выходного напряжения. При скачках или проседаниях входного тока в пределах 10 В блок управления выдаёт команду серводвигателю, который двигает коммутационные контакты до достижения требуемых на выходе 220 В.
Схема регулируемого стабилизатора напряжения сервоприводного типа включает подвижные элементы, что снижает его надёжность и долговечность. Кроме того, устройства этого класса поддерживают достаточно узкий диапазон входного напряжения (150-260 В) и допустимой нагрузки (в пределах 250-500 Вт). В то же время, работают они практически бесшумно и обеспечивают погрешность выравнивания параметров тока не более 2-3%.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: Выбираем стабилизатор напряжения для дачи: виды, особенности и характеристики
Стабилизаторы релейного типа
Принцип работы устройств стабилизации релейного типа основан на ступенчатом регулировании напряжения. Осуществляется оно посредством силовых реле, которые выполняют коммутацию секций на вторичной обмотке автотрансформатора после вычисления необходимого числа трансформации контролирующим входные и выходные параметры тока процессором.
К основным достоинствам релейных стабилизаторов относят:
- Компактные габариты и небольшой вес;
- Широкий диапазон выравнивания;
- Возможность применения при температурном режиме -20…+40°C;
- Низкую стоимость.
Главные минусы этого оборудования – малая перегрузочная способность и снижение скорости стабилизации при увеличении точности последней.
Электронные стабилизаторы напряжения
Электронные устройства стабилизации работают по принципу ступенчатого регулирования напряжения посредством автоматической коммутации участков вторичной обмотки трансформатора, которая осуществляется силовыми электронными ключами, управляемыми процессорным блоком.
Отсутствие открытой коммутации исключает возникновение искр и окисление токопроводящих контактов схемы стабилизатора при избыточном токе на входе. Кроме того, оборудование этого класса обеспечивает малую инерционность срабатывания, отличается высокой конструктивной надёжностью и полностью бесшумной работой.
Можно собрать электронный стабилизатор напряжения 220В своими руками. Стоимость такое устройство будет иметь гораздо меньшую, чем произведённое на заводе, обеспечивая простоту в обслуживании. Основным недостатком самодельных решений является их низкая надёжность.
Инверторные стабилизирующие устройства
Всё более популярными становятся устройства стабилизации, работающие по принципу двойного преобразования напряжения. Они не имеют подвижных элементов и обеспечивают куда более высокое качество выравнивания тока, чем классические сервоприводные, релейные и электронные.
Схема инверторного стабилизатора напряжения 220В включает:
- Входной частотный фильтр;
- Выпрямитель напряжения;
- Корректор коэффициента мощности;
- Накопительный конденсатор;
- Преобразователь постоянного напряжения в переменное (инвертор) с требуемыми на выходе устройства характеристиками.
- Микроконтроллер.
Входной ток проходит частотную фильтрацию, после чего выпрямитель превращает его в постоянный с правильной синусоидой. В результате значительно возрастает коэффициент мощности. Постоянное напряжение заряжает конденсаторы, с которых ток поступает на инвертор, где выравниваются его частота и напряжение до требуемых 50 Гц и 220 В соответственно.
Инверторные устройства стабилизации обеспечивают КПД выше 90% и практически нулевую инерционность, поддерживая широкий спектр входных параметров тока.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: Нюансы выбора релейного стабилизатора напряжения: принцип работы и характеристики
Схема подключения стабилизатора напряжения не представляет особой сложности. Очень важно при этом грамотно выбрать сечение кабеля:
- Чем выше мощность устройства, тем большей должна быть площадь сечения;
- При низком уровне входного напряжения сила тока будет большой, поэтому для сетей с преобладающими проседаниями напряжения следует выбирать сечение кабеля с запасом.
И главное: при подключении стабилизатора любого типа требуется неукоснительно соблюдать правила электробезопасности и рекомендации производителя, указанные в паспорте устройства.
::.IJSETR.::
Подача документов
Подача открыта на 2023 год |
Последняя дата подачи: |
20 марта 2023 г. |
Уведомление о принятии : |
После экспертной оценки |
Последняя дата публикации : |
30 марта 2023 г. |
Логин пользователя. .
Имя пользователя: |
Пароль: |
Забыли пароль? |
Регистрация |
Специальный выпуск..
Звоните в IJSETRТом 12 ВЫПУСК 1 Призыв к конференции Архив специальных выпусков (последнее обновление ВЫПУСКА)
Отслеживание статей
Текущий выпуск..
Том 12 ВЫПУСК 1International Journal of Scientific Engineering and Technology Research (IJSETR) — это международный журнал, предназначенный для специалистов и исследователей во всех областях информатики и электроники. IJSETR публикует исследовательские статьи и обзоры по всей области инженерных наук и технологий, новых методов обучения, оценки, проверки и влияния новых технологий и будет продолжать предоставлять информацию о последних тенденциях и разработках в этой постоянно расширяющейся теме. Публикации статей отбираются путем двойного рецензирования для обеспечения оригинальности, актуальности и удобочитаемости. Статьи, опубликованные в нашем журнале, доступны в Интернете.
Журнал соберет ведущих исследователей, инженеров и ученых в интересующей области со всего мира. Темы, представляющие интерес для подачи, включают, но не ограничиваются:
• Электроника и связь
Машиностроение
• Электротехника
• Зеленая энергия и нанотехнологии
• Машиностроение
• Компьютерная инженерия
• Программная инженерия 9000 5
• Гражданское строительство
• Строительная инженерия
• Строительная инженерия
• Электромеханическая инженерия
• Телекоммуникационная инженерия
• Телекоммуникационная инженерия
• Химическая инженерия
• Пищевая инженерия
• Биологическая и биосистемная инженерия
• Сельскохозяйственная инженерия
• Геологическая инженерия
• Биомеханическая и биомедицинская инженерия
• Экологическая инженерия
• Новые технологии и передовые технологии
• Беспроводная связь и проектирование сетей
• Теплотехника и инженерия
• Управление бизнесом, экономика и информационные технологии
• Органическая химия
• Науки о жизни, биотехнологии и фармацевтические исследования 9000 5
• Тепломассообмен и технология
• Биологические науки
• Пищевая микробиология
• Сельскохозяйственные науки и технологии
• Водные ресурсы и экологическая инженерия
• Городские и региональные исследования
• Управление человеческими ресурсами
• Инженерное дело
• Математика
• Науки
• Астрономия
9 0002 • Биохимия• Биологические науки
• Химия
• Натуральные продукты
• Физика
• Зоология
• Пищевая наука
• Материаловедение
• Прикладные науки
• Науки о Земле
• Universal Pharmacy и LifeScience
• Квантовая химия
• Фармация
• Натуральные продукты и научные исследования
• Челюстно-лицевая и оральная хирургия
9000 2 • Вопросы маркетинга и торговой политики• Глобальный обзор Бизнес и экономические исследования
• Управление бизнесом, экономика и информационные технологии
Особенность IJSETR. ..
• Прямая ссылка на реферат
• Открытый доступ для всех исследователей
• Автор может искать статью по названию, названию или ключевым словам
• Прямая ссылка на реферат по каждой статье
• Статистика каждой статьи как нет. просмотрено и скачано
раз• Быстрый процесс публикации
• Предложение автору, если статья нуждается в доработке
• Послепубликационная работа, такая как индексация каждой статьи в другую базу данных.
• Журнал издается как онлайн, так и в печатной версии.
• Версия для печати отправляется автору в течение недели после онлайн-версии
• Надлежащий процесс экспертной оценки
• Журнал предоставляет электронные сертификаты с цифровой подписью всем авторам после публикации статьи
• Полная статистика каждого выпуска будет отображаться на одну и ту же дату выпуска выпуска
УДАРНЫЙ ФАКТОР : 5,762
Заказ дополнительной твердой копии
Последние новости. .
IJVDCS(www.ijvdcs.org) ТОМ.10 Дата подачи: 20 мая 2022 г., Дата публикации: 30 мая 2022 г. |
IJIT (www.ijitech.org) VOLUME.10 Дата подачи: 20 мая 2022 г., Дата публикации: 30 мая 2022 г. |
ИДЖАТИР(www.ijatir.org) ТОМ.12 Дата подачи: 20 мая 2022 г., Дата публикации: 30 мая 2022 г. |
Прочие журналы..
LM317 Комплект регулируемого регулятора напряжения, понижающий модуль переменного/постоянного тока от 110 В до 1,25–12 В, блок питания постоянного тока «сделай сам» Электронный набор для образования — блок питания «сделай сам»
Введение:
Это регулируемый понижающий источник питания LM317 от AC-DC от 110 В до 1,25–12 В, понижающий преобразователь напряжения, светодиодный дисплей, набор для сборки.
Он может выводить стабильное напряжение. Пользователи могут изменять выходной сигнал с помощью потенциометра.
Его также можно использовать в качестве генератора сигналов, логической схемы или схемы зуммера.
Примечание:
1. Это комплект для самостоятельной сборки, поэтому пользователь должен завершить установку.
2. Его максимальная выходная мощность составляет 2,5 Вт.
3. Его нельзя использовать в качестве зарядного устройства для зарядки телефона.
4. Поскольку выходной ток невелик, он может подавать питание только на цепь с малым током.
5. Если нагрузка источника питания слишком велика, напряжение упадет.
Особенность:
Входное рабочее напряжение 110 В переменного тока
Регулируемое выходное напряжение
Генератор сигналов RC
Схема проверки логического сигнала
Цепь звуковой сигнализации
Ручная пайка своими руками
Простота и удобство в эксплуатации
Параметр:
Название товара: AC-DC 110 В в 12 В LM317 Buck Преобразователь напряжения DIY Kit
Входное напряжение: 110 В переменного тока
Выходное напряжение: 1,25-12 В постоянного тока
Выходной ток: 200 мА
Выходная мощность: 2,5 Вт
Длина провода питания: 100 см
Длина выходного провода: 20 см
Рабочая температура: -40℃~85℃
Рабочая влажность: 0%~95% относительной влажности
Размер (установлен): 112*68*40 мм
Состояние проводимости цепи обнаружения и низкочастотный сигнал
Состояние проводимости цепи обнаружения:
Подключите провод к положительной клемме источника питания и входной клемме сигнала, когда провод подключен, зуммер будет звучать
Тестовый низкочастотный сигнал:
Введите сигнал с разъема ввода сигнала, если есть сигнал, прозвучит зуммер
Ручка регулировки напряжения с длинной ручкой:
Регулируемый стабилизированный выход 1,25–12 В, выходной ток 200 мА, подходит для питания небольших схем DIY
Функция
1.