Стабилизатор переменного тока схема. Стабилизаторы напряжения переменного тока: принцип работы, схемы, преимущества

Как работают стабилизаторы напряжения переменного тока. Какие бывают типы и схемы стабилизаторов. Каковы преимущества использования стабилизаторов напряжения. Как выбрать подходящий стабилизатор для дома или производства.

Что такое стабилизатор напряжения переменного тока

Стабилизатор напряжения переменного тока — это устройство, предназначенное для поддержания постоянного уровня напряжения в электрической сети при его колебаниях. Основная задача стабилизатора — обеспечить на выходе стабильное напряжение 220В даже при значительных отклонениях входного напряжения.

Принцип работы стабилизатора заключается в том, что он автоматически компенсирует изменения входного напряжения, повышая его при падении и понижая при повышении. Это позволяет защитить подключенные электроприборы от перепадов напряжения в сети.

Основные типы стабилизаторов напряжения

Существует несколько основных типов стабилизаторов напряжения переменного тока:

• Электромеханические (релейные)
• Электронные
• Феррорезонансные
• Сервоприводные

Каждый тип имеет свои особенности, преимущества и недостатки. Выбор конкретного типа зависит от требований к точности стабилизации, мощности нагрузки и условий эксплуатации.

Принцип работы релейного стабилизатора

Релейный стабилизатор напряжения — один из самых распространенных типов. Его принцип работы основан на переключении отводов обмотки автотрансформатора с помощью электромеханических реле.

Основные компоненты релейного стабилизатора:

• Автотрансформатор с отводами от обмотки
• Блок реле для переключения отводов
• Микропроцессорный блок управления
• Измерительные цепи входного и выходного напряжения

При изменении входного напряжения микропроцессор анализирует его значение и дает команду на переключение нужного отвода обмотки с помощью реле. Это позволяет поддерживать выходное напряжение в заданных пределах.

Схема простого стабилизатора на основе тиристоров

Рассмотрим принципиальную схему простого стабилизатора напряжения переменного тока на основе тиристоров:

[Здесь можно было бы вставить схему стабилизатора, но у меня нет возможности создавать изображения]

Основные элементы схемы:

• Тиристоры VS1-VS4 для регулирования напряжения
• Трансформатор T1 для гальванической развязки
• Операционный усилитель DA1 в качестве компаратора
• Стабилитрон VD1 как источник опорного напряжения

Принцип работы: при отклонении выходного напряжения от номинала изменяется угол открытия тиристоров, что приводит к изменению напряжения на нагрузке в нужную сторону.

Преимущества использования стабилизаторов напряжения

Использование стабилизаторов напряжения переменного тока дает ряд важных преимуществ:

1. Защита электроприборов от перепадов напряжения в сети
2. Продление срока службы бытовой техники
3. Обеспечение корректной работы чувствительной электроники
4. Экономия электроэнергии за счет оптимизации энергопотребления
5. Повышение качества электропитания в целом

Особенно важно применение стабилизаторов в сельской местности, где часто наблюдаются значительные колебания напряжения в сети.

Как выбрать стабилизатор напряжения

При выборе стабилизатора напряжения переменного тока следует учитывать несколько ключевых параметров:

• Мощность — должна соответствовать суммарной мощности подключаемых приборов
• Диапазон входных напряжений — чем шире, тем лучше
• Точность стабилизации — для бытовой техники достаточно ±5-7%
• Быстродействие — время реакции на изменение напряжения
• Тип — релейный, электронный и т.д.

Также важно учитывать условия эксплуатации — температуру, влажность, запыленность помещения. Для промышленного применения требуются более надежные и мощные модели.

Сравнение релейных и электронных стабилизаторов

Релейные и электронные стабилизаторы имеют свои особенности:

Параметр	Релейные	Электронные
Точность стабилизации	3-5%	0.5-2%
Быстродействие	Низкое	Высокое
Искажение синусоиды	Есть	Минимальное
Надежность	Высокая	Средняя
Цена	Низкая	Высокая

Выбор между релейным и электронным стабилизатором зависит от конкретных требований к точности и быстродействию, а также бюджета.

Применение стабилизаторов в промышленности

В промышленности стабилизаторы напряжения переменного тока находят широкое применение:

• Защита производственного оборудования
• Обеспечение стабильной работы станков с ЧПУ
• Стабилизация напряжения в электросетях предприятий
• Питание чувствительного измерительного оборудования
• Защита серверов и вычислительных центров

Для промышленного применения используются мощные трехфазные стабилизаторы с высокой точностью и надежностью. Они способны выдерживать значительные перегрузки и работать в сложных условиях.

Заключение

Стабилизаторы напряжения переменного тока — важный элемент современных электрических сетей. Они обеспечивают защиту оборудования, повышают качество электропитания и продлевают срок службы электроприборов. При выборе стабилизатора следует учитывать его тип, мощность, точность и условия эксплуатации. Правильно подобранный стабилизатор позволит избежать многих проблем, связанных с нестабильностью напряжения в сети.

Схема простого стабилизатора постоянного напряжения на опорном стабилитроне и транзисторе. « ЭлектроХобби

Для некоторых электрических цепей и схем вполне хватает обычного блока питания, не имеющего стабилизации. Источники тока такого типа обычно состоят из понижающего трансформатора, выпрямительного диодного моста и фильтрующего конденсатора. Выходное напряжение блока питания зависит от количества витков вторичной обмотки на понижающем трансформаторе. Но как известно сетевое напряжение 220 вольт нестабильно. Оно может колебаться в некоторых пределах (200-235 вольт). Следовательно и выходное напряжение на трансформаторе тоже будет «плавать» (в место допустим 12 вольт будет 10-14, или около того).

Электротехника, которая особо не капризна к небольшим изменения питающего постоянного напряжения может обойтись таким вот простым блоком питания. Но вот более чувствительная электроника уже это не терпит, она от этого даже может выйти из строя. Так что возникает необходимость в дополнительный схеме стабилизации постоянного выходного напряжения. В этой статье я привожу электрическую схему достаточно простого стабилизатора постоянного напряжения, который имеет стабилитрон и транзистор. Именно стабилитрон выступает в роли опорного элемента, который определяет и стабилизирует выходное напряжения блока питания.

Теперь давайте перейдем к непосредственному разбору электрической схемы простого стабилизатора постоянного напряжения. Итак, к примеру у нас имеется понижающий трансформатор с выходным переменным напряжением в 12 вольт. Эти самые 12 вольт мы подаем на вход нашей схемы, а именно на диодный мост и фильтрующий конденсатор. Диодный выпрямитель VD1 из переменного тока делает постоянный (но скачкообразный). Его диоды должны быть рассчитаны на ту максимальную силу тока (с небольшим запасом где-то 25%), который может выдавать блок питания. Ну, и напряжение их (обратное) должно быть не ниже выходного.

Фильтрующий конденсатор C1 сглаживает эти скачки напряжения, делая форму постоянного напряжения более ровной (хотя и не идеальной). Его емкость должна быть от 1000 мкф до 10 000 мкф. Напряжение, также больше выходного. Учтите, что есть такой вот эффект — переменное напряжение после диодного моста и фильтрующего конденсатора электролита увеличивается примерно на 18%. Следовательно в итоге мы уже получим на выходе не 12 вольт, а где-то 14,5.

Теперь начинается часть стабилизатора постоянного напряжения. Основным функциональным элементом тут является сам стабилитрон. Напомню, что стабилитроны имеют способность в некоторых пределах стабильно держать на себе определенное постоянное напряжение (напряжение стабилизации) при обратном своем включении. При подачи на стабилитрон напряжения от 0 до напряжения стабилизации оно просто будет увеличиваться (на концах стабилитрона). Дойдя до уровня стабилизации напряжение будет оставаться неизменным (с незначительным ростом), а расти начнет сила тока, протекающего через него.

В нашей схеме простого стабилизатора, который на выходе должен выдавать 12 вольт, стабилитрон VD2 рассчитан на напряжение 12,6 (поставим стабилитрон на 13 вольт, это соответствует Д814Д). Почему 12,6 вольт? Потому, что 0,6 вольт осядут на транзисторном переходе эмиттер-база. А на выходе получится ровно 12 вольт. Ну, а поскольку мы ставим стабилитрон на 13 вольт, то на выходе БП будет где-то 12,4 В.

Стабилитрон VD2 (создающим место опорного постоянного напряжения) нуждается в ограничителе тока, который будет предохранять его от чрезмерного перегрева. На схеме эту роль выполняет резистор R1. Как видно он подключен последовательно стабилитрону VD2. Еще один фильтрующий конденсатор электролит C2 стоит параллельно стабилитрону. Его задача также сглаживать излишки пульсаций напряжения. Можно обойтись и без него, но все же лучше будет с ним!

Далее на схеме мы видим биполярный транзистор VT1, который подключен по схеме общий коллектором. Напомню, схемы подключения биполярных транзисторов по типу общий коллектор (это еще называется эмиттерный повторитель) характеризуются тем, что они значительно усиливают силу тока, но при этом нет никакого усиления по напряжению (даже оно немного меньше входного, именно на те самые 0,6 вольт). Следовательно мы на выходе транзистора получаем то постоянное напряжение, которое имеется на его входе (а именно напряжение опорного стабилитрона, равное 13 вольтам). И поскольку эмиттерный переход на себе оставляет 0,6 вольта, то и на выходе транзистора уже будет не 13, а 12,4 вольта

Как вы должны знать, чтобы транзистор начал открываться (пропускать через себя управляемые токи по цепи коллектор-эмиттер) ему нужен резистор для создания смещения. Эту задачу выполняет все тот же резистор R1. Изменяя его номинал (в определенных пределах) можно менять силу тока на выходе транзистора, а значит и на выходе нашего стабилизированного блока питания. Тем, кто желает с этим поэкспериментировать советую на место R1 поставить подстроечное сопротивление номиналом около 47 ком. Подстраивая его смотрите, как будет изменяться сила тока на выходе блока питания.

Ну, и на выходе схемы простого стабилизатора постоянного напряжения стоит еще один небольшой фильтрующий конденсатор электролит C3, сглаживающий пульсации на выходе стабилизированного блока питания. Параллельно ему припаян резистор нагрузки R2. Он замыкает эмиттер транзистора VT1 на минус схемы. Как видим схема достаточно проста. Содержит минимум компонентов. Она обеспечивает вполне стабильное напряжение на своем выходе. Для питания многой электротехники данного стабилизированного блока питания будет вполне хватать. Данный транзистор рассчитан на максимальную силу тока в 8 ампер. Следовательно для такого тока нужен радиатор, который будет отводить излишек тепла от транзистора.

P.S. Если параллельно стабилитрону поставить еще переменный резистор номиналом 10 ком (средний вывод подсоединяем к базе транзистора), то в итоге мы получим уже регулируемый блок питания. На нем можно плавно изменять выходное напряжение от 0 до максимума (напряжение стабилитрона минус те самые 0,6 вольт). Думаю такая схема уже будет более востребована.

Каталог радиолюбительских схем. Стабилизатор напряжения переменного тока

Каталог радиолюбительских схем. Стабилизатор напряжения переменного тока

Стабилизатор напряжения переменного тока

При питании радиоэлектронной аппаратуры от сети нередко приходится стабилизировать напряжение переменного тока. — Большую сложность при проектировании таких стабилизаторов представляет получение синусоидального выходного напряжения с малыми нелинейными искажениями.С точки зрения практической реализации этого требования, а также повышения быстродействия и коэффициента стабилизации наиболее предпочтительны стабилизаторы с транзисторным регулирующим элементом.

Структурная схема подобного стабилизатора напряжения переменного тока показана на рис. 1. Автотрансформатор Т1 повышает напряжение сети, а регулирующий элемент РЭ, включенный последовательно с нагрузкой, гасит излишек напряжения. Управляющий элемент УЭ, представляющий собой цепь отрицательной обратной связи, вырабатывает сигнал, несущий информацию об уровне выходного напряжения. Автотрансформатор позволяет получить более высокий КПД и cos j стабилизатора по сравнению с использованием в нем трансформатора.

Поскольку транзистор — прибор полярный, регулирующий элемент включен в диагональ выпрямительного диодного моста. Из-за нелинейности характеристик транзисторов и диодов форма напряжения и тока в нагрузке все же несколько отличается от правильной синусоиды — она имеет незначительное уплощение вершин.

В описываемом стабилизаторе (рис. 2) регулирующий элемент составлен из транзисторов VT1 и VT2, диодов VD2, VD3 и резисторов R1 — R4.

При изменении значения постоянного тока, протекающего через диагональ выпрямительного моста VDI, изменяется значение неременного тока, текущего через . секцию 1.1 обмотки автотрансформатора. В результате изменяется значение переменного напряжения на секции 1.2 обмотки. Такое включение регулирующего элемента уменьшает его влияние на форму синусоиды выходного напряжения.

Резисторы R1-R4, шунтирующие регулирующий элемент, уменьшают мощность, рассеиваемую транзисторами VT1, VT2.

Основные технические характеристики стабилизатора

Напряжение питающей сети, В	220±22
Выходное напряжение переменного тока, В	220
Мощность нагрузки, Вт	130. .220
Нестабильность выходного напряжения при указанных изменениях напряжения сети и мощности нагрузки, %, не более	0,5
Коэффициент нелинейных искажений, %, не более	6

Трансформатор Т2 служит для питания усилителя постоянного тока и одновременно входит в цепь отрицательной обратной связи. Напряжение обмотки II, выпрямленное диодным мостом VD5, поступает на делитель R12—R14. При повышении напряжения сети или уменьшении тока нагрузки, подключенной к выходу стабилизатора, увеличивается напряжение на базе транзистора VT5, а значит, и его коллекторный ток. Примерно в той же мере уменьшается и ток коллектора транзистора VT4. Падение напряжения же на резисторе R10 остается практически неизменным, поскольку напряжение на базе транзистора VT4 стабилизировано. При этом напряжение на резисторе R9 увеличивается и ток, текущий через транзистор VT3, уменьшается.

Вследствие уменьшения напряжения на базе транзистора VT2 он начинает закрываться, напряжение на его коллекторе увеличивается. Это приводит к закрыванию и транзистора VT1, так как напряжение на его базе фиксировано делителем R1R2R3R4VD2R5. Диод VD3 исключает влияние делителя на базу транзистора VT2. В результате увеличения сопротивления транзисторов VT1, VT2 регулирующего элемента уменьшается постоянный ток в диагонали выпрямительного моста VD1 и, следовательно переменный ток в секции 1.1 обмотки автотрансформатора Т1, что эквивалентно увеличению падения напряжения на секции 1.2. Поэтому выходное напряжение сохраняет свое первоначальное значение.

При минимальном значении напряжения сети или увеличении тока нагрузки ток через транзистор VT13 увеличивается и транзисторы VTI и VT2, наоборот, еще более открываются. Диод VD2 в этом случае закрывается напряжением с резистора R7. Диод VD3 обеспечивает полное открывание транзистора VT1.

Транзистор VT6, резистор RU и конденсатор С2 образуют электронный фильтр, задерживающий подачу напряжения питания на усилитель постоянного тока. Задержка необходима для устранения броска выходного напряжения в момент включения стабилизатора.

Ограничение минимальной мощности нагрузки значением 130 Вт обусловлено тем, что при меньшей мощности и сетевом напряжении более 220…225 В выходное напряжение повышается сверх установленного допуска из-за уменьшения падения напряжения на индуктивном сопротивлении секции 1.2 сетевого трансформатора.

Внешний вид описываемого стабилизатора показан в заголовке статьи, а его конструкция и графики, характеризующие его основные параметры,— показаны ниже.

Выпрямитель КЦ405А (VD1) можно заменить четырьмя диодами с обратным напряжением не менее 600 В и выпрямленным током 1 А; КД906А (VD5) — диодами с прямым током не менее 30 мА: транзисторы КТ809А (VT1, VT2) — аналогичными им мощными, например, КТ812А, КТ812Б. Транзисторы VT3 и VT6 могут быть любыми маломощными соответствующей структуры.

Резисторы Rl—R4 (С5-5-10 Вт) смонтированы на отдельной плате, которая размещена под выключателем SB 1. Подстроечный резистор R13 может быть любого типа. Конденсаторы С2 и СЗ — К50-6, С1 — КМ-6, выключатель питания SB1 — ПК.Н-41.

Мощность, рассеиваемая каждым из транзисторов VT1.VT2, равна 8 Вт, поэтому они установлены на отдельные теплоотводы с площадью поверхности по 500 см².

Габаритная мощность автотрансформатора Т1 — около 220 Вт. Можно использовать автотрансформатор от магнитофона “Маяк-202” (магнитопровод ШЛ20Х20, секция 1.1 обмотки содержит 1364 витка провода ПЭВ-2 0,31, секция 1.2 — 193 витка провода ПЭВ-2 0,63).

Трансформатор Т2 выполнен на магнитопроводе ШЛ16Х16. Обмотка I содержит 2560 витков провода ПЭВ-2 0,1, обмотка II — 350 витков провода ПЭВ-2 0,2 с отводом от 70-го витка (для питания индикаторной лампы HL1).

Кожух стабилизатора лучше всего изготовить из изоляционного материала. В панелях кожуха надо предусмотреть вентиляционные отверстия. Если кожух металлический, необходимо позаботиться о надежной изоляции от него всех токоведущих деталей и проводов.

При налаживании сначала подборкой резистора R11 устанавливают напряжение 12 В на эмиттере транзистора VT6 (общим проводом устройства служит отрицательный вывод диодного моста VD5). При этом на базе транзистора VT4 должно установиться напряжение около 8 В.

К выходу стабилизатора подключают нагрузку. Ею может служить лампа накаливания мощностью 150…200 Вт. С лабораторного автотрансформатора РНО-250 на вход стабилизатора подают напряжение 220 В и резистором R13 устанавливают на выходе номинальное сетевое напряжение 220 В. Падение напряжения на каждом из транзисторов регулирующего элемента должно быть 80… 100 В. При изменении входного напряжения на +22 В напряжение на выходе стабилизатора должно оставаться практически неизменным. Отсутствие стабилизации свидетельствует об ошибке в монтаже или неисправности той или иной детали.

Возбуждение стабилизатора устраняют подборкой конденсатора С1.

Мощность стабилизатора можно увеличить до 450 Вт, если его регулирующий элемент смонтировать по схеме, показанной на рис. 3.

Для этого случая автотрансформатор Т1 нужно выполнить на магнитопроводе ШЛ20Х Х25. Секция 1.1 обмотки должна содержать 1300 витков провода ПЭВ-2 0,36, секция 1. 2 — 180 витков провода ПЭВ-2 0,9.

Наиболее важные преимущества описанного стабилизатора по сравнению с феррорезонансным — малые нелинейные искажения выходного напряжения и почти полное отсутствие магнитного поля, отрицательно влияющего на работу цветных телевизоров.

г. Брянск

Ю. ЖУРАВЛЕВ

РАДИО № 6, 1986 г., с. 57-58

Содержание

© Каталог радиолюбительских схем Все права защищены. Радиолюбительская страница. Перепечатка разрешается только с указанием ссылки на данный сайт. Пишите нам. E-mail: [email protected] или [email protected].

Я радиолюбитель

Схема стабилизатора напряжения с 4 реле

Это производительный пост со схемой стабилизатора напряжения с 4 реле. Стабилизатор напряжения иногда становится необходимым для наших приборов, если напряжение питания нестабильно. Здесь, в этом посте, вы найдете продукт, который может вам помочь.

Отказ от ответственности : Электричество всегда опасно. Для работы с электричеством необходимы определенные навыки. Делайте работу на свой страх и риск. Автор не несет ответственности за любое неправильное использование или вредное действие. Большинство проектов, опубликованных здесь, имеют открытый исходный код; любое копирование и прямая публикация на вашем веб-сайте, а затем заявление о том, что это ваше, является запрещенным и бессмысленным действием. Проект может быть открытым, но для того, чтобы сделать работающим продуктом, нужно приложить немало усилий. Поскольку продукты приносят деньги от бизнеса, продукты не бесплатны, но знания всегда будут бесплатными. Если вы хотите развивать свой бизнес с помощью наших продуктов, вы должны заплатить за это. Спасибо.

Содержание

Объявления

Зачем нужен стабилизатор напряжения?

Наша линия электроснабжения, независимо от конфигурации напряжения в зависимости от страны (50 Гц/60 Гц, 220 В/110 В/120 В), не всегда стабильна. В некоторых районах напряжение сильно колеблется. Это гермирует наши приборы. Для поддержания подходящего диапазона напряжения можно использовать электронное устройство, называемое стабилизатором напряжения.

На рынке представлены различные типы стабилизаторов напряжения. Некоторые из них используют реле, некоторые используют автотрансформаторы, некоторые используют IGBT и так далее. У меня есть несколько других статей на эту тему, вы тоже можете ознакомиться с ними.

Как сделать стабилизатор напряжения A-Z

Прочитав предыдущую статью, у вас появились идеи, как сделать стабилизатор напряжения. Теперь, какой бы метод мы ни выбрали, наиболее распространенным является использование реле. Мы можем использовать много реле, если захотим, чем больше реле, тем выше точность коррекции. Но для продукта оптимально с 4 реле. Это поможет в большинстве диапазонов. Здесь мы увидим продукт, разработанный с оптимальным результатом.

Наша плата стабилизатора напряжения:

Это чистая печатная плата. Оптимизированный дизайн и форм-фактор также являются стандартными для продуктов. Вы можете купить этот дизайн печатной платы здесь.

Трансформатор:

Для вспомогательного напряжения 18 В требуется только 1 А, для безопасности можно оставить 2 А. И основная обмотка должна быть рассчитана исходя из вашей мощности. Обратите внимание, что реле подходят для этого диапазона до 800 ВА.

Программа:

Файл .hex также продается. Вы можете получить шестнадцатеричный файл отсюда.

Результат теста:

Вот результат теста. Проверьте, прежде чем покупать файлы для вашего психического удовлетворения.

Вывод:

Это продукт, а не проект. В моем блоге есть и другие обучающие уроки. Если вы не заинтересованы в покупке дизайна, вы можете проверить другие статьи, где я опубликовал рабочий механизм. После этого вы можете сделать один из этих продуктов. Надеюсь, вы поняли. Большое спасибо.

Для профессионального дизайна или помощи:

Чат в WhatsApp

Не забудьте подписаться на следующее обновление.

Также дайте мне знать, что вы хотите получить в качестве следующей статьи, комментарий ниже!

Нравится:

Нравится Загрузка…

Схема стабилизатора напряжения с LDR (фоторезистором) — Инженерно-технический

1. Блог>
2. Цепь стабилизатора напряжения с LDR (фоторезистором)

к: PCBWay 05 декабря 2013 г. 716 просмотров 0 Комментарии Опубликовано в Инженерно-технический

Цепь стабилизатора напряжения

Очень интересный кондиционер. стабилизатор напряжения, в котором используется LDR или фоторезистор для стабилизации переменного тока (AC).
При увеличении напряжения увеличивается яркость лампочки и уменьшается сопротивление LDR. Если потенциометр отрегулирован правильно, напряжение переменного тока останется постоянным.

Оптимальная настройка потенциометра осуществляется экспериментально, питая схему трансформатором с переменным коэффициентом, который может имитировать колебания напряжения сети.

Схема стабилизатора напряжения LDR

Присоединяйтесь к нам

Хотите быть преданным писателем PCBWay? Мы определенно надеемся, что вы с нами.

Отправить для публикации Станьте нашим писателем

Оставить комментарий ( 0 )

Отправить на:

• Предыдущий：Автоматический газонный светильник с LDR
• Next：Прогноз IPC о росте продаж печатных плат на 2013 г.