[ Новые сообщения · Участники · Правила форума · Поиск · RSS ]
  • Страница 1 из 1
  • 1
Модератор форума: UR7QM, UV5QAW  
Форум » Технический раздел » Радиотехника » Простой стабилизатор напряжения сети
Простой стабилизатор напряжения сети
UR7QMДата: Четверг, 28.02.2019, 09:25 | Сообщение # 1
Генералиссимус
Группа: Администраторы
Сообщений: 2295
Статус: Offline
Простой стабилизатор напряжения сети.



Стабилизатор напряжения сети позволяет удерживать напряжение в пределах 220-230 вольт, при изменении в сети от 200 до 250 вольт. Устройство не имеет дефицитных деталей и не сложно в настройке.  Стабилизатор собран на основе вольтодобавочного трансформатора.






Особенностью является то, что для изменения выходного напряжения переключаются выводы первичной бмотки трансформатора, а вторичная остаётся неизменной.  Благодаря этому ток поступающий в нагрузку не прерывается при переключениях реле.
В трансформаторе имеются три обмотки, рассчитанные на 220 Вольт каждая. Переключая их, удлиняя или укорачивая первичную обмотку, можно изменять напряжение на вторичной обмотке, которое добавляет или уменьшает общее напряжение, поступающее в нагрузку. Схема управления переключением обмоток трансформатора работает следующим образом:  напряжение сети, через гасящий резистор R1 поступает на диодный мост, выпрямляется и поступает на конденсатор С1, который является очень важной деталью. Он должен быть танталовый или другой с низким ТКЕ, так как даже  небольшое изменение ёмкости этого конденсатора изменяет гистерезис триггеров микросхемы. Стабилитрон D1 служит для ограничения бросков напряжения сети. Далее поступает на делитель напряжения, которое подаётся непосредственно на микросхему.  Конденсатор С2 служит для удаления высокочастотных токов которые всегда наводятся в линии сети. При включении на выходах триггеров микросхемы устанавливаются логические 1, при питании микросхемы 5в - это 4,92 В. Эти напряжения подаются на ключи через резисторы  R11, R12, R13, R14, которые включают реле. В начале, при включении все реле включены. При появлении на входе триггера напряжения срабатывания он "опрокидывается", и на выходе устанавливается логический 0, напряжение  близкое к нулю. Ключ запирается и контакты реле переходят в нормально замкнутое состояние. Так работают четыре первых триггера. Триггеры второй микросхемы соединены попарно, и работают наоборот. При включении на выходе  устанавливается логический 0, а при срабатывании  логическая 1. Первые два реле переключают обмотки трансформатора. Третье реле Р3 замыкает вторичную обмотку , одновременно размыкая соединение с первичной  в том случае, когда напряжение в сети находиться в пределах 220 -230вольт. Так как переключение происходит одним якорем реле, то положения когда вторичная и первичная обмотки замкнуты не возможно. При дальнейшем увеличении напряжения в сети, которое превысит 230 Вольт  срабатывает реле REL 4A, подавая напряжение 230 Вольт на контактор REL 4B. Контактор изменяет местами крайние выводы первичной обмотки трансформатора,  при этом происходит уменьшение выходного напряжения на величину напряжения на вторичной обмотке. Одновременно с REL 4A включается и REL 3, через цепочку R16, D6. Если напряжение продолжает увеличиваться и превышает 230 Вольт, то на выходе двух соединённых последовательно триггеров второй микросхемы появляется логическая 1,  её напряжение подаётся через R17 и D7 на затвор ключа REL 2 и включает это реле. Обмотка L 2 подключается и увеличивает напряжение на вторичной обмотке, ещё больше уменьшая общее выходное напряжение, так как трансформатор с изменённым подключением первичной обмотки работает на уменьшение выходного напряжения. На оставшихся двух триггерах включённых последовательно собрана схема температурной компенсации. Дело в том что при изменении температуры окружающей среды  меняется ёмкость конденсатора С1. Расстояние между включением и выключением реле уменьшается и может произойти возбуждения в виде "трещотки". При температуре окружающей среды 0, минус 1 градус С, (зависит от R17) срабатывают триггеры и ключом Т5 подключают дополнительный конденсатор С3. Так как теперь два конденсатора разряжаются позже, увеличивается  гистерезис и схема нормально работает при низких температурах, вплоть до минус 26 С (температура морозильной камеры моего холодильника). Питается схема от адаптера 12 В, 1А, которые остались от модемов или другой техники. В цепи питания адаптера стоит предохранитель, к которому подключён супрессор. Этот прибор имеет очень большое быстродействие. В случае грозы или другого импульсного превышения сетевого  напряжения он открывается  и замыкает предохранитель на 0. Тот перегорает,  предохраняя схему от повреждения. Супрессор можно заменить на варистор, который имеется в любом блоке питания ПК.


Детали.
Диодный мост можно поставить готовый или собрать из диодов, с обратным напряжением не менее 400 В. Конденсатор С1 должен быть с малым ТКЕ. Микросхема К561ТЛ1 не заменяется на аналог  CD4093, так как последняя ведёт себя не корректно в этой схеме. У микросхемы КР1561ТЛ1  даже при питании 5 Вольт очень большой гистерезис. Ключи,  включающие реле, это мосфеты из не рабочих материнских плат, можно применять любые. Методика проверки этих полевых транзисторов описана в Интернете. У этих транзисторов есть защищающий диод, но для повышения надёжности обмотки реле зашунтированы дополнительными диодами. Максимальный ток первичной обмотки не превышает 1,5 А, но так как реле переключают индуктивную нагрузку, использованы реле с хорошими, мощными контактами. Первые два реле, REL 1и REL 2 - это  типа SLA-12vDC-SL-C, контакты которых рассчитаны на 250 В, 30 А. Реле REL 3 автомобильное, JD 1914 - на 12 В-100 А. Четвёртое реле промежуточное
12В-10А, оно включает контактор. Применение контактора обусловлено тем,  что при переключении концов обмотки  трансформатора может возникнуть дуга, которая гаситься RC цепочкой,  да и расстояние между контактами больше чем у реле.  RC- цепочки, которые стоят параллельно контактам реле , состоят из резистора 50 Ом и конденсатора 0,1 мкФ, 630 Вольт. Резистор мощностью не менее двух Ватт.  Для нагрузки  мощностью 5 Киловатт, вполне хватает трансформатора мощностью 400 Ватт. Обмотки расположены так. Первой  наматывается обмотка L1, рассчитанная на  220 Вольт, поверх неё обмотка, рассчитанная на 20 Вольт, затем опять на 220 Вольт и следующая до заполнения  каркаса. Вторичная  обмотка наматывается медным  проводом  сечением 2 мм2, или 1 мм2  в два провода.  При подаче на первую обмотку ровно 220 Вольт от ЛАТРа, на выходе вторичной должно быть не более 20 Вольт, иначе трудно будет уложить выходное напряжение в диапазон 220-230вольт.
В расчёте трансформатора  использована программу  Trans S. Можно найти разделительный трансформатор. У него две обмотки, рассчитанные на 220 Вольт, останется  только намотать  вторичную, и ещё одну на 220 Вольт. Общий  ток, который потребляют реле, не должен превышать 350 мА, чтобы не перегружать адаптер, но с более мощным адаптером, можно применить и другие реле. Стабилизатор 78L05, маломощный, рассчитанный на ток 100 мА. Потребляемый схемой ток ( без реле) не превышает  12 мА.

Налаживание.
При наладке стабилизатора  резисторы R2 и  R3 заменяются на подстроечный резистор 10 Ком + 30 Ком от холодного конца, для плавной регулировки. Особое внимание требует резистивный делитель. Дело в том,  что изменение одного из них влечёт изменение общего сопротивления цепи, что сказывается на времени срабатывания остальных триггеров.  Что бы облегчить подбор резисторов для делителя, можно использовать следующую схему:





Как видно,  общее сопротивление остаётся неизменным, но напряжение поступающее на вход триггеров регулируется отдельно для каждого. После установки напряжений срабатывания, измеряется сопротивление между входами и впаиваются постоянные. При этом возможна не большая корректировка остальных подстроечных резисторов. Температурную коррекцию регулируют подбором резистора R18. Если стабилизатор работает при комнатной температуре, то коррекция может и не понадобится. Даже может понадобится охлаждение. В таком случае вместо дополнительного конденсатора подключается куллер положительным выводом к +12 В и меняются местами резисторы  R19, R18. Резистором  R18 подбирается порог срабатывания триггера  в
зависимости от температуры. Стабилизатор можно значительно упростить, если напряжение в сети не превышает 230-235 Вольт, но  сильно понижается. Тогда можно отказаться от переключения выводов первичной обмотки, и собрать стабилизатор по упрощённой схеме.





При этом можно  отключить температурную коррекцию, как было описано выше. При настройке нужно подключать ВХОД Ф через предохранитель 2-3 А, для этого использована раздвижная колодка от автомобильного приёмника - с ней удобно менять перегоревшие предохранители. Туда же подключается и фазный провод для питания адаптера. Если выключить стабилизатор выключателем Вкл., тогда схема управления обесточивается, реле REL3 замыкает вторичную обмотку трансформатора накоротко, а первичную размыкает, входное напряжение равно выходному. Стабилизатор подключается в разрыв фазного провода . Ну и какой же стабилизатор без защиты от перенапряжения. Для этого можно использовать не дорогое реле контроля напряжения. Но оно своим реле включает не нагрузку, а контактор с контактами, рассчитанными на большой ток.




Поляков В.Т.  UV7QAT г. Мелитополь

Опубликовано  в журнале "Электрик" в №1-2 за 2019г.
Прикрепления: 9662258.jpg(448.6 Kb) · 8799456.jpg(153.7 Kb) · 2102775.jpg(433.3 Kb)
 
uv7qatДата: Вторник, 07.05.2019, 09:06 | Сообщение # 2
Рядовой
Группа: Пользователи
Сообщений: 4
Статус: Offline
P.S. На некоторые трансформаторы может не поместится три обмотки плюс вторичная, поэтому нужно напряжение на вторичной обмотке разделить на три. Допустим, при подключении к первой обмотки 220 вольт , на вторичной будет напряжение 18в, при подключении второй обмотки напряжение падает до 12в, и третьей до 6в. Соответственно пересчитать количество витков дополнительных первичных обмоток. Обычно на трансформаторе уже есть обмотка на 220в. Вторичную можно намотать в два провода для увеличения тока обмотки. UV7QAT
 
Форум » Технический раздел » Радиотехника » Простой стабилизатор напряжения сети
  • Страница 1 из 1
  • 1
Поиск:

Дни рождения


Copyright Клуб "73" © 2019 | Сайт управляется системой uCoz