Стабілізатор напруги. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Стабілізатор напруги. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Стабілізатори напруги

Коментарі до статті

Напруга побутової електромережі нерідко відрізняється від стандартної (220 В+10%). Втрати або кидки напруги можуть досягати значних величин і спричиняти збої в роботі побутових електроприладів. Сучасна теле- та радіоапаратура оснащена імпульсними джерелами живлення, які забезпечують її нормальну експлуатацію при напрузі мережі від 160 до 230 В, а ось прилади випуску минулих років вимагають стабільнішої напруги електромережі.

Стабілізатор мережної напруги

Особливо страждають від нестабільної напруги побутові прилади, які оснащені електродвигунами: холодильники, пральні машини, пилососи, електроінструмент тощо.

Підвищена напруга мережі призводить до інтенсивного нагрівання обмоток електродвигуна та зношування колектора, можливий пробою ізоляції. При зниженій напрузі не запускаються або включаються ривками електродвигуни, що призводить до передчасного зношування пускорегулюючої апаратури. При освітленні приміщень лампи розжарювання горять тьмяно, і доводиться збільшувати їхню потужність, що додатково знижує напругу мережі.

Вихід із положення досить простий - встановити вольтододатковий трансформатор, напруга вторинної обмотки якого підсумовується з мережевим і наближає його до стандартної напруги. Негативного впливу на мережу такий пристрій не надає.

Наявність універсального пристрою підтримки напруги електромережі дозволяє захистити електроприлади як від підвищеної, так і від зниженої напруги.

Стабілізацію напруги можна забезпечити за допомогою електромеханічних стабілізаторів, в яких електропривод в залежності від вхідної напруги змінює положення ковзного контакту на тороїдальному автотрансформаторі. Недоліки такого рішення: підгорання обмотки за рахунок втрати контакту з роликом, велика маса стабілізатора, оскільки автотрансформатор передається повна потужність навантаження, висока ціна.

У запропонованому пристрої трансформатор невеликої потужності використовується збільшення напруги, його потужність становить трохи більше 10% від потужності навантаження.

Для стабілізації напруги достатньо в ланцюг первинної обмотки трансформатора встановити ключовий регулятор (польовий транзистор достатньої потужності).

Параметри стабілізатора переважно визначаються застосованим трансформатором. У пристрої можна використовувати силові трансформатори. ТС180...ТС320 від старих телевізорів. Добре зарекомендували себе трансформатори типу ТН-59 або ТПП з допустимим струмом вторинних обмоток 6...8 при загальній напрузі 24...36 В.

Схема стабілізатора наведено на рис.1. Пристрій містить:

вузол стабілізації напруги - трансформатор Т1, потужний діодний міст VD1 та ключовий транзистор VT1;
вузол виділення напруги помилки - діодний міст VD2 та оптопара VU1 з RC-ланцюгами установки режиму:
вхідний фільтр захисту від перешкод – конденсатор С1;
автомат-вимикач мережі-SA1.

Стабілізатор мережної напруги

Напруга електромережі надходить на клему. ХТ3 навантаження через вторинну обмотку вольтододаткового трансформатора Т1 і безпосередньо на клему ХТ4. Первинна обмотка трансформатора живиться від мережі через діодний міст VD1 режим роботи якого залежить від стану ключового транзистора VT1. Якщо вона відкрита, напруга на клемах ХТЗ, ХТ4 максимально. Резистор R1 та конденсатор С3 полегшують перехідні процеси при перемиканні діодів мосту VD1 та транзистора VT1.

Відсутність напруги на первинній обмотці трансформатора Т1 або несправність у схемі призведуть до відсутності напруги вольтодобавки, в іншому навантаження працюватиме як і раніше. Невелике падіння напруги (декілька вольт) через проходження струму навантаження через вторинну обмотку відключеного трансформатора істотно не вплине на роботу підключеного електроустаткування.

Напруга помилки знімається з половини вторинної обмотки трансформатора, випрямляється діодним мостом VD2 і через резистори R3, R4 надходить на світлодіод оптопари VU1.

Конденсатор С2 знижує різкі провали вихідної напруги.

При підвищенні напруги струму світлодіода оптопари зростає, відкривається фототранзистор, який через настановні ланцюги R6-R8 шунтує напругу зміщення на затворі ключового транзистора VT1. Транзистор закривається і напруга навантаження знижується. У початковий момент транзистор VT1 відкритий напругою зі стоку, що надходить затвор через резистор R5.

Конденсатор С3 при включенні та зарядці від діодного мосту VD1 має низький опір, який зростає через декілька мілісекунд, тому навантаження бажано включати штатним вмикачем після запуску стабілізатора.

Світлодіод HL1 вказує наявність вторинної напруги при відкритому транзисторі VT1, стабілітрон VD3 захищає затвор польового транзистора від перевищення зміщення напруги вище допустимого значення.

Пристрій зібрано на друкованій платі, креслення якої представлено на рис.2.

Стабілізатор мережної напруги

Транзистор кріпиться на радіаторі розміром 50x50x10 мм. Допускається паралельне з'єднання двох однакових транзисторів. Плата та трансформатор встановлені у відповідному корпусі, розміри якого залежать від розмірів трансформатора Т1, індикатор роботи пристрою HL1 та вимикач мережі SA1 із запобіжниками FU1, FU2 розташовані зверху та збоку корпусу. При використанні металевого корпусу необхідна мережева вилка із заземлюючим контактом, провід заземлення підключається до корпусу трансформатора. Силові дроти, позначені на схемі (рис.1) товстими лініями, виконуються багатожильним дротом перерізом не менше 4 мм2, решта - 0,5 мм2.

У стабілізаторі застосовані постійні резистори типу МЛТ або С29, підстроювальні - СП або СПО. Для заміни транзистора VT1 (робоча напруга - не менше 400 В струм - більше 3 А) можна скористатися даними таблиці.

Трансформатори серії. ТС для використання у пристрої потребують доопрацювання. Для цього їх доведеться розібрати. Спочатку знімається стяжне кріплення. З'єднання первинних двох обмоток слід зберегти, перемалювавши висновки. Розібрані половинки U-подібних сердечників не повинні змінюватися місцями, це призведе до гудіння трансформатора після збирання. Оскільки торці сердечників при заводському складанні підфарбовуються і при розбиранні погано поділяються, можна трохи постукати молотком по торцю однієї з половинок. Стара фарба зі стиків зчищається ножем. Вторинні обмотки видаляються. У накальної обмотці (6,3) попередньо перераховується кількість витків і, виходячи з цих даних, проводом ПЕЛ 1,78...2 мм намотуються нові обмотки замість віддалених, по витках втричі більше накальной.

Трансформатор збирається у зворотному порядку (висновки первинної обмотки повинні бути з одного боку, як і раніше). Каркаси з обмотками встановлюються на U-подібні сердечники, торці половинок сердечників "фарбуються" будь-якою фарбою, що загуснула (крім нітрофарби). Через півгодини в каркаси вставляються верхні половинки, встановлюються та затягуються стяжні шпильки. Після повного складання первинна обмотка підключається до електромережі (з дотриманням техніки безпеки), вольтметром змінної напруги вимірюється напруга вторинних обмоток (має бути в межах 12...18 У кожній). Сумарна напруга двох послідовно з'єднаних вторинних обмоток - 24...36 В. При гудінні зібраного трансформатора його рекомендується простукати дерев'яною ручкою молотка для "осади" кріплення та заліза на місце.

При застосуванні трансформаторів типу ТН або ТПП переробка не потрібна, вторинні обмотки їх з'єднуються послідовно.

Для отримання підвищеного порівняно з мережним вторинної напруги висновок 1 первинної обмотки Т1 з'єднується послідовно з крайнім виведенням 7 вторинної обмотки. Напруга між виведенням 6 Т1 і вільним кінцем 9 вторинної обмотки має бути вище мережного на величину сумарної напруги вторинних обмоток.

Налагодження схеми полягає у встановленні меж стабілізації вихідної напруги.

Після включення (бажано з активним навантаженням, наприклад, з настільною лампою) резистором R8 при мінімальному опорі R3 виставляється вихідна напруга 225 В. Підключивши потужніше навантаження (1...1,5 кВт), вихідна напруга коригується резистором R3 (близько 215 В ). Через 5...10 хвилин роботи пристрій та навантаження відключаються від мережі, та перевіряються теплові режими всіх радіодеталей. Якщо ключовий транзистор перегрівається, необхідно збільшити його радіатор.

Зважаючи на розкид параметрів потужного польового транзистора, його початкове зміщення можна підкоригувати підбором опору R5. При верхньому положенні двигуна R8 струм стоку транзистора має бути близько 1,2 А.

В авторському варіанті додатково встановлено комп'ютерний вентилятор і амперметр з межею 10 А, хоча ці "надмірності" виявилися незатребуваними.

Автор: В.Коновалов

Дивіться інші статті розділу Стабілізатори напруги.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву

Переливання крові хробака людині 06.03.2004

При великих втратах крові, особливо коли донорської крові не вистачає, практикується вливання кровозамінних розчинів, що містять солі, амінокислоти та вуглеводи, але не здатні переносити до тканин кисень.

Французькі біохіміки пропонують новий кровозамінний розчин на основі гемоглобіну морського хробака песшкірила. Хробак, який живе в ґрунті на березі моря, потребує дуже активного гемоглобіну, щоб видобувати кисень там, де його майже немає, - піску та мулу. Тому молекула гемоглобіну песшкірила в 50 разів більша за відповідну молекулу з крові людини.

Гемоглобін хробака не викликає алергічної реакції у людини і здатний постачати киснем його органи. Отримувати цю речовину у великих кількостях можна методами генної інженерії, пересадивши відповідний ген, наприклад, бактерії або рослини.

Перші експерименти проведені на мишах, через рік мають розпочатися випробування у клініці.

Інші цікаві новини:

▪ Штучні метеоритні дощі

▪ Серфінг із реактивним двигуном

▪ DC/DC-перетворювачі TEQ 20/40WIR

▪ Мережі з нанодроту навчаються та запам'ятовують як людський мозок

▪ Місток з води в електричному полі

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Досвіди з фізики. Добірка статей

▪ стаття Ім'я їм легіон. Крилатий вислів

▪ статья Які тварини можуть робити запаси з консервованих дощових хробаків? Детальна відповідь

▪ стаття Експлуатація електротельферів. Типова інструкція з охорони праці