Нормализатор напряжения своими руками
Добавил пользователь Алексей Ф. Обновлено: 05.10.2024
Практически каждый электронный прибор требует для своей работы питания. Одни схемы некритичны к величине и стабильности питающего напряжения, но большинство все же требует для своей работы напряжений строго заданной величины. Сегодня мы поговорим о простых стабилизаторах и разберемся, какими они бывают и как работают.
Простейший параметрический
В основу параметрических стабилизаторов положено свойство сильной нелинейности вольтамперной характеристики (ВАХ) некоторых полупроводниковых приборов. Рассмотрим принцип работы простейшего параметрического стабилизатора, собранного на стабилитроне.
Как известно, стабилитрон имеет участок ВАХ, на котором напряжение на полупроводнике почти не зависит от тока через него. Нижний порог этого участка называют Iст. min, верхний – Iст.max. При подаче на схему напряжения питания Uвх, через стабилитрон начинает течь ток, который задается токоограничивающим (балластным) резистором R1. Если он находится в пределах Iст. min - Iст. max, то на выводах стабилитрона установится определенное напряжение Uст, которое зависит от типа полупроводникового прибора.
При подключении нагрузки (на схеме для наглядности ее роль исполняет резистор R2) ситуация несколько меняется. Ток, протекающий через балластный резистор, делится. Часть его продолжает течь через стабилитрон, часть питает нагрузку. В результате ток через стабилитрон уменьшается и при достаточно мощной нагрузке может упасть ниже пределах Iст. min.
В этом случае полупроводник выйдет из режима стабилизации и перестанет исполнять свои функции. Таким образом, подобные схемы годятся лишь для питания маломощных устройств, потребляющих единицы, максимум несколько десятков миллиампер. Их используют, к примеру, для получения опорных напряжений.
Вполне очевидно, что напряжение Uвх должно быть выше Uст. В противном случае стабилитрон не сможет выйти на рабочий режим. Обычно величину Uвх выбирают не менее чем на 3-5 В выше Uст.
А теперь попробуем собрать практическую схему стабилизатора на 12 В, используя стабилитрон КС512А. Смотрим на его характеристики:
- Uст – 12 В (при токе Iст. 5 мА);
- Iст.min – 1 мА;
- Iст.max – 67 мА.
R=(Uвх- Uвых)/Iстаб
- R - сопротивление балластного резистора R1, Ом;
- Uвх - входное напряжение, В;
- Uвых - выходное напряжение, В;
- Iстаб - ток через стабилитрон, А.
Включаем калькулятор и считаем: R1=(15-12)/0.05=60 Ом. Какой ток в нагрузку сможет отдать такая схема? Как мы выяснили, при подключении нагрузки ток через балластный резистор будет составлять Iбал=Iстаб+Iнагр, а значит, Iстаб=Iбал–Iнагр. Нижний передел режима стабилизации выбранного нами полупроводника – 1 мА. Значит, наш стабилизатор сможет отдать в нагрузку порядка 40-45 мА. При этом ток через стабилитрон упадет до 5-10 мА. Дальнейшее повышение Iнагр приведет к еще большему уменьшению Iстаб, что может вызвать неустойчивую работу стабилитрона, скажем, при уменьшении входного напряжения, которое, как мы помним, нестабилизировано.
Включаем калькулятор и считаем: R1=(15-12)/0.05=60 Ом.
Значит, наш стабилизатор сможет отдать в нагрузку порядка 40-45 мА. При этом ток через стабилитрон упадет до 5-10 мА. Дальнейшее повышение Iнагр приведет к еще большему уменьшению Iстаб, что может вызвать неустойчивую работу стабилитрона, скажем, при уменьшении входного напряжения, которое, как мы помним, нестабилизировано.
На самом деле все на так просто, поскольку напряжение стабилизации стабилитрона зависит от тока через него. Не особо сильно, но зависит. При динамичной и особенно большой нагрузке напряжение на выходе нашей схемы станет существенно изменяться и будет мало похоже на стабильное. Таким образом, более-менее нормальную работу такого стабилизатора можно получить при отдаче в нагрузку много меньших токов – 1-2 десятка мА.
Параметрический с транзисторным ключом
В предыдущем разделе мы выяснили, что простейший стабилизатор имеет существенный недостаток – он не может обеспечить питанием более-менее мощную нагрузку. Кроме того, коэффициент стабилизации (зависимость выходного напряжения от входного) у предыдущей схемы относительно небольшой. Выйти из положения можно при помощи дополнительного элемента – транзистора.
В электрических цепях постоянно возникает необходимость в стабилизации тех или иных параметров. С этой целью применяются специальные схемы управления и слежения за ними. Точность стабилизирующих действий зависит от так называемого эталона, с которым и сравнивается конкретный параметр, например, напряжение. То есть, когда значение параметра будет ниже эталона, схема стабилизатора напряжения включит управление и отдаст команду на его увеличение. В случае необходимости выполняется обратное действие – на уменьшение.
Данный принцип работы лежит в основе автоматического управления всеми известными устройствами и системами. Точно так же действуют и стабилизаторы напряжения, несмотря на разнообразие схем и элементов, используемых для их создания.
Схема стабилизатора напряжения 220в своими руками
При идеальной работе электрических сетей, значение напряжения должно изменяться не более чем на 10% от номинала в сторону увеличения или уменьшения. Однако на практике перепады напряжения достигают гораздо больших значений, что крайне отрицательно сказывается на электрооборудовании, вплоть до его выхода из строя.
Защититься от подобных неприятностей поможет специальное стабилизирующее оборудование. Однако из-за высокой стоимости, его применение в бытовых условиях во многих случаях экономически невыгодно. Наилучшим выходом из положения становится самодельный стабилизатор напряжения 220в, схема которого достаточно простая и недорогая.
За основу можно взять промышленную конструкцию, чтобы выяснить, из каких деталей она состоит. В состав каждого стабилизатора входят трансформатор, резисторы, конденсаторы, соединительные и подключающие кабели. Самым простым считается стабилизатор переменного напряжения, схема которого действует по принципу реостата, повышая или понижая сопротивление в соответствии с силой тока. В современных моделях дополнительно присутствует множество других функций, обеспечивающих защиту бытовой техники от скачков напряжения.
Среди самодельных конструкций наиболее эффективными считаются симисторные устройства, поэтому в качестве примера будет рассматриваться именно эта модель. Выравнивание тока этим прибором будет возможно при входном напряжении в диапазоне 130-270 вольт. Перед началом сборки необходимо приобрести определенный набор элементов и комплектующих. Он состоит из блока питания, выпрямителя, контроллера, компаратора, усилителей, светодиодов, автотрансформатора, узла задержки включения нагрузки, оптронных ключей, выключателя-предохранителя. Основными рабочими инструментами служат пинцет и паяльник.
Для сборки стабилизатора на 220 вольт в первую очередь потребуется печатная плата размером 11,5х9,0 см, которую нужно заранее подготовить. В качестве материала рекомендуется использовать фольгированный стеклотекстолит. Схема размещения деталей распечатывается на принтере и переносится на плату с помощью утюга.
Трансформаторы для схемы можно взять уже готовые или собрать самостоятельно. Готовые трансформаторы должны иметь марку ТПК-2-2 12В и соединяться последовательно между собой. Для создания первого трансформатора своими руками потребуется магнитопровод сечением 1,87 см² и 3 кабеля ПЭВ-2. Первый кабель применяется в одной обмотке. Его диаметр составит 0,064 мм, а количество витков – 8669. Оставшиеся провода используются в других обмотках. Их диаметр будет уже 0,185 мм, а число витков составит 522.
Второй трансформатор изготавливается на основе тороидального магнитопровода. Его обмотка выполняется из такого же провода, как и в первом случае, но количество витков будет другим и составит 455. Во втором устройстве делаются отводы в количестве семи. Первые три изготавливаются из провода диаметром 3 мм, а остальные из шин, сечением 18 мм². За счет этого предотвращается нагрев трансформатора во время работы.
Все остальные комплектующие рекомендуется приобретать в готовом виде, в специализированных магазинах. Основой сборки является принципиальная схема стабилизатора напряжения, заводского изготовления. Вначале устанавливается микросхема, выполняющая функцию контроллера для теплоотвода. Для ее изготовления используется алюминиевая пластина площадью свыше 15 см². На эту же плату производится монтаж симисторов. Теплоотвод, предназначенный для монтажа, должен быть с охлаждающей поверхностью.
После этого сюда же устанавливаются светодиоды в соответствии со схемой или со стороны печатных проводников. Собранная таким образом конструкция, не может сравниваться с заводскими моделями ни по надежности, ни по качеству работы. Такие стабилизаторы используются с бытовыми приборами, не требующими точных параметров тока и напряжения.
Схемы стабилизаторов напряжения на транзисторах
Качественные трансформаторы, применяемые в электрической цепи, эффективно справляются даже с большими помехами. Они надежно защищают бытовую технику и оборудование, установленные в доме. Настроенная система фильтрации позволяет бороться с любыми скачками напряжения. За счет контроля над напряжением происходят изменения величины тока. Предельная частота на входе увеличивается, а на выходе – уменьшается. Таким образом, ток в цепи преобразуется в течение двух этапов.
В начале на входе задействуют транзистор с фильтром. Далее происходит включение в работу диодного моста. Для завершения преобразования тока в схеме применяется усилитель, чаще всего устанавливаемый между резисторами. За счет этого в устройстве поддерживается необходимый уровень температуры.
Схема выпрямления действует следующим образом. Выпрямление переменного напряжения с вторичной обмотки трансформатора происходит с помощью диодного моста (VD1-VD4). Сглаживание напряжения выполняет конденсатор С1, после чего оно попадает в систему компенсационного стабилизатора. Действие резистора R1 задает стабилизирующий ток на стабилитроне VD5. Резистор R2 является нагрузочным. При участии конденсаторов С2 и С3 происходит фильтрация питающего напряжения.
Значение выходного напряжения стабилизатора будет зависеть от элементов VD5 и R1 для выбора которых существует специальная таблица. Транзистор VT1 устанавливается на радиаторе, у которого площадь охлаждающей поверхности должна быть не менее 50 см2. Отечественный транзистор КТ829А может быть заменен зарубежным аналогом BDX53 от компании Моторола. Остальные элементы имеют маркировку: конденсаторы – К50-35, резисторы – МЛТ-0,5.
Схема линейного стабилизатора напряжения 12в
В линейных стабилизаторах используются микросхемы КРЕН, а также LM7805, LM1117 и LM350. Следует отметить, что символика КРЕН не является аббревиатурой. Это сокращение полного названия микросхемы стабилизатора, обозначаемой как КР142ЕН5А. Таким же образом обозначаются и другие микросхемы этого типа. После сокращения такое название выглядит по-другому – КРЕН142.
Линейные стабилизаторы или стабилизаторы напряжения постоянного тока схемы получили наибольшее распространение. Их единственным недостатком считается невозможность работы при напряжении, которое будет ниже заявленного выходного напряжения.
Например, если на выходе LM7805 нужно получить напряжение в 5 вольт, то входное напряжение должно быть, как минимум 6,5 вольт. При подаче на вход менее 6,5В, наступит так называемая просадка напряжения, и на выходе уже не будет заявленных 5-ти вольт. Кроме того, линейные стабилизаторы очень сильно нагреваются под нагрузкой. Это свойство лежит в основе принципа их работы. То есть, напряжение, выше стабилизируемого, преобразуется в тепло. Например, при подаче на вход микросхемы LM7805 напряжения 12В, то в этом случае 7 из них уйдут для нагрева корпуса, и лишь необходимые 5В поступят потребителю. В процессе трансформации происходит настолько сильный нагрев, что данная микросхема просто сгорит при отсутствии охлаждающего радиатора.
Регулируемый стабилизатор напряжения схема
Нередко возникают ситуации, когда напряжение, выдаваемое стабилизатором, необходимо отрегулировать. На рисунке представлена простая схема регулируемого стабилизатора напряжения и тока, позволяющая не только стабилизировать, но и регулировать напряжение. Ее можно легко собрать даже при наличии лишь первоначальных познаний в электронике. Например, входное напряжение составляет 50В, а на выходе получается любое значение, в пределах 27 вольт.
В качестве основной детали стабилизатора используется полевой транзистор IRLZ24/32/44 и другие аналогичные модели. Данные транзисторы оборудуются тремя выводами – стоком, истоком и затвором. Структура каждого из них состоит из металла-диэлектрика (диоксида кремния) – полупроводника. В корпусе расположена микросхема-стабилизатор TL431, с помощью которой и настраивается выходное электрическое напряжение. Сам транзистор может оставаться на радиаторе и соединяться с платой проводниками.
Данная схема может работать с входным напряжением в диапазоне от 6 до 50В. Выходное напряжение получается в пределах от 3 до 27В и может быть отрегулировано с помощью подстрочного резистора. В зависимости от конструкции радиатора, выходной ток достигает 10А. Емкость сглаживающих конденсаторов С1 и С2 составляет 10-22 мкФ, а С3 – 4,7 мкФ. Схема сможет работать и без них, однако качество стабилизации будет снижено. Электролитические конденсаторы на входе и выходе рассчитываются примерно на 50В. Мощность, рассеиваемая таким стабилизатором, не превышает 50 Вт.
Схема симисторного стабилизатора напряжения 220в
Симисторные стабилизаторы работают по аналогии с релейными устройствами. Существенным отличием является наличие узла, переключающего обмотки трансформатора. Вместо реле используются мощные симисторы, работающие под управлением контроллеров.
Управление обмотками с помощью симисторов – бесконтактное, поэтому при переключениях нет характерных щелчков. Для намотки автотрансформатора используется медный провод. Симисторные стабилизаторы могут работать при пониженном напряжении от 90 вольт и высоком – до 300 вольт. Регулировка напряжения осуществляется с точностью до 2%, отчего лампы совершенно не моргают. Однако во время переключений возникает ЭДС самоиндукции, как и в релейных устройствах.
Симисторные ключи обладают повышенной чувствительностью к перегрузкам, в связи с чем они должны иметь запас по мощности. Данный тип стабилизаторов отличается очень сложным температурным режимом. Поэтому установка симисторов осуществляется на радиаторы с принудительным вентиляторным охлаждением. Точно так же работает схема тиристорного стабилизатора напряжения 220В своими руками.
Существуют устройства с повышенной точностью, работающие по двухступенчатой системе. На первой ступени выполняется грубая регулировка выходного напряжения, а на второй ступени этот процесс осуществляется значительно точнее. Таким образом, управление двумя ступенями выполняется с помощью одного контроллера, что фактически означает наличие двух стабилизаторов в едином корпусе. Обе ступени имеют обмотки, намотанные в общем трансформаторе. При наличии 12 ключей, эти две ступени позволяют регулировать выходное напряжение в 36 уровнях, чем и обеспечивается его высокая точность.
Стабилизатор напряжения с защитой по току схема
Данные устройства обеспечивают питание преимущественно для низковольтных устройств. Такой стабилизатор тока и напряжения схема отличается простотой конструкции, доступной элементной базой, возможностью плавных регулировок не только выходного напряжения, но и тока, при котором срабатывает защита. Основой схемы является параллельный стабилизатор или регулируемый стабилитрон, а также биполярный транзистор с высокой мощностью. С помощью так называемого измерительного резистора контролируется ток, потребляемый нагрузкой.
Иногда на выходе стабилизатора возникает короткое замыкание или ток нагрузки превышает установленное значение. В этом случае на резисторе R2 падает напряжение, а транзистор VT2 открывается. Происходит и одновременное открытие транзистора VT3, шунтирующего источник опорного напряжения. В результате, значение выходного напряжения снижается практически до нулевого уровня, и регулирующий транзистор оказывается защищенным от перегрузок по току. Для того чтобы установить точный порог срабатывания токовой защиты, применяется подстроечный резистор R3, включаемый параллельно с резистором R2. Красный цвет светодиода LED1 указывает на срабатывание защиты, а зеленый LED2 – на выходное напряжение.
После правильно выполненной сборки схемы мощных стабилизаторов напряжения сразу же включаются в работу, достаточно всего лишь выставить необходимое значение выходного напряжения. После загрузки устройства реостатом выставляется ток, при котором срабатывает защита. Если защита должна срабатывать при меньшем токе, для этого необходимо увеличить номинал резистора R2. Например, при R2 равном 0,1 Ом, минимальный ток срабатывания защиты будет составлять около 8А. Если же нужно, наоборот, увеличить ток нагрузки, следует параллельно включить два и более транзисторов, в эмиттерах которых имеются выравнивающие резисторы.
Схема релейного стабилизатора напряжения 220
С помощью релейного стабилизатора обеспечивается надежная защита приборов и других электронных устройств, для которых стандартный уровень напряжения составляет 220В. Данный стабилизатор напряжения 220В, схема которого всем известна. Пользуется широкой популярностью, благодаря простоте своей конструкции.
Для того чтобы правильно эксплуатировать это устройство, необходимо изучить его устройство и принцип действия. Каждый релейный стабилизатор состоит из автоматического трансформатора и электронной схемы, управляющей его работой. Кроме того, имеется реле, помещенное в надежный корпус. Данный прибор относится к категории вольтодобавочных, то есть с его помощью лишь добавляется ток в случае низкого напряжения.
Добавление необходимого количества вольт осуществляется путем подключения обмотки трансформатора. Обычно для работы используется 4 обмотки. В случае слишком высокого тока в электрической сети, трансформатор автоматически уменьшает напряжение до нужного значения. Конструкция может быть дополнена и другими элементами, например, дисплеем.
Таким образом, релейный стабилизатор напряжения имеет очень простой принцип работы. Ток измеряется электронной схемой, затем, после получения результатов, он сравнивается с выходным током. Полученная разница в напряжении регулируется самостоятельно путем подбора необходимой обмотки. Далее, подключается реле и напряжение выходит на необходимый уровень.
Стабилизатор напряжения и тока на LM2576
Если Вы чувствуете силы и хотите посложнее, смотрите: Электронные стабилизаторы напряжения - там есть кое, какие схемы, остальное своими силами. Рассказывать подробно об этом очень долго и сложно, но нет ничего невозможного, если руки растут оттуда, откуда надо.
Однако наш стабилизатор напряжения все же конкурирует с заводскими. И дело не в том, что он будет сделан любимыми руками домашнего мастера. В отличие от серийных моделей он будет компактным. Свое устройство можно будет установить прямо в электрощит рядом с автоматами.
Работать руками над корпусом своего стабилизатора не потребуется!
Коль скоро мы собрались ставить свой стабилизатор напряжения в щиток, то его корпус должен удовлетворять этому. Благо, что индустрия предвидела наши потребности, выпустив готовые корпуса для РЭО, и руками нам ничего делать не придется.
Тот, который нам нужен, выпускает фирма Gainta Industries. Его стоимость около 300 рублей, что для такого изделия, как стабилизатор напряжения воспринимается в "пределах погрешности цены", то есть очень не дорого. В данный корпус удобно разместить две свои платы, а потом просто защелкнуть его и изделие готово. Открыть обратно корпус голыми руками не получится, так что если стабилизатор напряжения потребуется разобрать, понадобится отвертка.
Кстати пластик корпуса имеет соответствующие сертификаты по стойкости к температуре и напряжению, что для нашего конечного изделия очень подходит.
Трансформатор для своего стабилизатора напряжения лучше купить, чтобы не мотать его руками
Элементом регулирования напряжения служит автотрансформатор. Некоторые не связываются со своим стабилизатором, только из-за того, что из-за трансформатора нужно много работать руками. Однако можно отказаться от рутинной работы и просто купить его. Где? Да в ближайшем магазине электроники.
Дело в том, что автотрансформаторы не продаются в рознице, но их легко сделать из обычного трансформатора, объединив входную и выходную обмотки.
Ну, то есть обычный понижающий трансформатор 220/25В 0,6А - стоимость около 500 рублей, за два - 1000. Отдавать свои кровные конечно жалко, но ничего не поделаешь - это самый важный узел будущего стабилизатора напряжения. После чего немного "поработаем руками".
Нам нужно соединить один конец обмотки 220 с другим концом обмотки 25 Вольт. При этом важно не перепутать - ток обоих обмоток должен идти по кругу в одну сторону.
Это легко проверить, если после соединения напряжение на обмотках прибавляется (входное 220, а суммарное 245), значит правильно. Если убавляется (входное 220, а в сумме 195), меняем концы наоборот.
Соединения нужно хорошо пропаять и трансформатор для стабилизатора готов (Вы и сами заметите, что уже можете воздействовать на напряжение).
Техника безопасности при сборке стабилизатора напряжения своими руками
Надо было поместить этот пункт раньше, но надеемся, что Вы еще не начали работы. При сборке стабилизатора соблюдайте крайнюю осторожность. Не прикасайтесь руками к оголенным контактам, если стабилизатор под напряжением. Внимательно контролируйте свои действия. Не производите работы в нетрезвом виде и в присутствии детей.
Стоит отметить, что каждый раз подключать изделие к сети, а потом выдергивать вилку неудобно. Рекомендуем перед сборкой стабилизатора организовать свое рабочее место следующим образом. Установите на столе специальную розетку и сделайте так, чтобы напряжение на нее можно было подавать нажатием педали.
Во-первых, у Вас освободятся руки, во-вторых в чрезвычайных ситуациях педаль можно отпустить гораздо быстрее, чем тянуть вилку из розетки. В качестве педали можно использовать покупную или самодельную, закрепив кнопку между двумя дощечками.
Чтобы избежать последствий при случайном замыкании, подавайте напряжение сети к стабилизатору не напрямую, а через мощную нагрузку, например, через масляный нагреватель или через утюг. Утюг хорош тем, что он компактный и всегда под рукой, но об него можно обжечься. По возможности лучше выбрать из своего оборудования что-нибудь другое.
Измерение напряжения стабилизатора при его коммутации "руками"
Вернемся к своим трансформаторам и попробуем разобраться, как с помощью них можно менять напряжение вверх и вниз. Для этого обмотки 220 В соединим параллельно, а обмотки на 25 В последовательно. Получим схему некого "би"- трансформатора с широкой возможностью коммутации обмоток. Снимем вольтамперную характеристику при нагрузке 120 Вт (ожидаемая мощность котла), меняя пока схему руками. На рисунках то, что будет выдавать стабилизатор при изменении напряжения от 160 до 285 Вольт.
Как показал эксперимент, будущий стабилизатор способен обрабатывать напряжение от 160 до 280 Вольт. При этом, находясь в своем диапазоне, на выходе система выдает напряжение с погрешностью не более 8%, что достаточно соответствует стандартам. Настало время освободить руки и сделать регулирование автоматическим.
Исполнительный элемент стабилизатора напряжения
Раз мы решили собирать своими руками релейник, то логично, что в составе он должен иметь реле. Именно реле и будет исполнительным элементом по переключению нашего "би"- трансформатора.
Чаще всего реле имеют трехконтактную систему коммутации - переключатель, где средний контакт может подключаться то к одному, то к другому своему соседу.
Скорость переключения такой системы достаточно высока, еще бы, только отодвинувшись от одного контакта, якорь тут же падает на другой. Время движения от 2 до 5 Миллисекунд! Это примерно в 500 раз быстрее, чем коммутировать руками.
Именно этот скоростной переход и следует использовать при регулировании напряжения. Имеется в виду, при незначительном изменении напряжения, стабилизатор должен перебросить лишь одно из своих реле, а не два - вот что будет оптимально. Используя умелые руки, позже постараемся реализовать этот алгоритм во всех режимах.
Несмотря на то, что стабилизатор имеет пять ступеней регулирования, для коммутации хватило трех реле. Однако этого не достаточно - требуется режим, когда стабилизатор отключал бы напряжение полностью, например, при аварии в сети или при своей внутренней неисправности. Для этого потребуется еще одно реле. Оно не участвует в регулировании, а выполняет свою отдельную функцию - отключение. Если его не установить, при аварии придется бежать и отключать котел руками.
Для своего стабилизатора нам понадобится реле, контакты которого рассчитаны на напряжение до 280 Вольт. Таких, к сожалению, не много. Большинство до 240 или 250.
Кстати китайцы в своих стабилизаторах напряжения не обращают на это внимание. За такое отношение следовало бы оторвать руки, ну да бог с ними.
Для стабилизатора подходит реле G5LA-14 10A277VAC производителя OMRON - его контактная группа рассчитана на напряжение 277 - это почти 280 В. Для питания своей обмотки оно требует 12-14 Вольт.
Реле имеют стандартный компактный корпус - четыре элемента спокойно умещаются в одной руке.
ATmega32A-PU - процессор стабилизатора удобный для монтажа своими руками
Почему именно ATmega32A-PU?
Во-первых, ATmega32 - самый популярный среди проектировщиков стабилизаторов напряжения. Памяти 32 кБайта и аппаратных средств более чем достаточно для всех необходимых функций.
Во вторых, серия "PU" имеет большой корпус, что удобно при монтаже своего изделия. Слишком мелкие контакты паять руками сложно.
Управлять реле процессор напрямую не может.
Во-первых, питание процессора 5 Вольт, а для реле нужно 12. Во-вторых, ток реле слишком большой для выводов микроконтроллера.
Для передачи сигналов управления на реле используются транзисторы Дарлингтона, точнее матрица из транзисторов в виде микросхемы ULN2803A.
Для отображения информации удобно использовать компактный семисигментный индикатор. Несмотря на малые размеры, он позволит видеть значение напряжения на расстоянии до 3 метров.
Общая схема стабилизатора, сделанного своими руками
- "би"- трансформатор из двух ТП-15 220/25В 0,6А;
- четыре реле G5LA-14 10A277VAC;
- матрица транзисторов Дарлингтона ULN2803A;
- блок семисигментных индикаторов;
- микроконтроллер ATmega32A-PU с обвязкой;
- импульсный источник питания с напряжением 5 и 12 Вольт;
- система датчиков, делителей и фильтров для замеров.
После вычисления подходящей ступени, контроллер включает необходимую комбинацию реле. Замеры и вычисление ступени происходят каждый период синусоиды, с таким расчетом, чтобы время реакции стабилизатора была не более 20 миллисекунд.
Ноги PA4, PA5, PA6, PA7 (другие каналы АЦП) тоже могут использоваться для замеров, но эти параметры не влияют на работу стабилизатора, и могут быть опущены. Можно мерить выходное напряжение, температуру, ток, в общем, побочные параметры, способные улучшить эксплуатацию.
Одновременно с регулировкой напряжения, стабилизатор выводит значения на индикатор. Три знакоместа управляются одними и теми же выводами, попеременно импульсно меняя нейтраль (известный алгоритм попеременного вывода знакомест). В зависимости от желания, на индикатор можно выводить либо входное напряжение, либо все параметры, меняя их попеременно. Если на стабилизатор установить кнопку, выбирать параметр можно будет руками.
Для обозначения параметра стабилизатора можно использовать точки, например входное напряжение - точки нет, выходное напряжение - точка есть, ток - точка посередине, температура - точка спереди, авария - три точки. Для исключения путаницы, обозначения нужно подписать на лицевой панели или распечатать табличку, если руками не получится сделать аккуратно.
Схема разделена пунктирными линиями. Они отделяют часть схемы находящуюся на верхней плате от второй части, находящейся на нижней плате. Отдельно пунктиром выделены трансформаторы - они должны быть прикручены к корпусу или к нижней плате.
Чтобы индикатор стабилизатора напряжения было видно, вместо непрозрачной лицевой панели нужно установить красное стекло, подложив сзади листок бумаги, закрывающий лишнее пространство. Стекло к корпусу Gainta Industries продается отдельно и устанавливается просто руками без всяких инструментов.
Верхнюю плату стабилизатора можно отрисовать используя программу типа Sprint-Layout и протравить. Либо заказать свое детище в одном из сервисов изготовления печатных плат. Схема несложная, достаточно будет одностороннего текстолита.
скачать файл lay6
Помните, что из-за работы под напряжением, расстояние между дорожками должно быть как можно больше, поэтому делайте их тонкими. В качестве нижней платы можно использовать макетку - они продаются стандартных размеров под корпуса Gainta Industries. Пайку производите руками. Для нижней платы (силовой) желательно использовать тугоплавкий припой.
Оптимальным способом работы электрических сетей считается изменение функций тока, а также требуемого напряжения на 10% от 220В. Однако так как скачки изменяются достаточно часто, соответственно электрическим устройствам, которые напрямую подсоединены к сети, угрожает поломка.
Чтобы исключить такие неприятности, необходимо установить определённое оборудование. А так как магазинное устройство имеет достаточно высокую стоимость, естественно многие собирают стабилизатор собственноручно.
Оправдано ли подобное решение и что требуется для воплощения его в реальность?
Краткое содержимое статьи:
Принцип функционирования стабилизатора
Приняв решение создать самодельный стабилизатор, как на фото, нужно посмотреть во внутреннюю часть корпуса, которая состоит из определённых деталей. Принцип работы обычного прибора основан непосредственно на функционировании реостата, который увеличивает либо уменьшает сопротивление.
Кроме этого, предложенные модели имеют разнообразие функций, а также полностью могут обеспечить защиту технике от нежелательных перепадов скачущего напряжения в сети.
Оборудование классифицируется в зависимости от способов, применяемых для урегулирования тока. Так как величина является направленным продвижением частичек, соответственно влиять на неё можно механическим, либо импульсным методом.
Первый работает по закону Ома. Устройства, функционирование которых основано на нём, носят название линейные. В них включено несколько колен, совмещаемых посредством реостата.
Напряжение, которое подаётся на одну деталь, проходит посредством реостата, оказываясь подобным способом на другую, с которого передаётся потребителю.
Данного вида устройства дают возможность выставлять требуемые параметры тока максимально точно и вполне могут подвергнуться модернизации специальными узлами.
Однако недопустимо применять подобные стабилизаторы в сетях, где между током разница большая, поскольку они не обезопасят в полной мере от КЗ технику при перегрузках.
Варианты импульсные функционируют по методу амплитудной токовой модуляции. В цепи применяется выключатель, который её разрывает через необходимый период времени. Подобный подход даёт возможность накапливать необходимый ток в конденсаторе максимально равномерно, а по окончанию зарядки и затем на устройства.
Начинаем сборку
Так как к самому эффективному относится симисторный прибор, то поговорим, как собственными руками сделать непосредственно подобный стабилизатор.
Важно подчеркнуть, что данного типа модель сможет выравнивать подаваемый ток при таком условии, что напряжение в диапазоне 130-270 В. Потребуются также комплектующие элементы. Из инструментов нужен пинцет, а также паяльник.
Поэтапность изготовления
Согласно подробной инструкции, как смонтировать стабилизатор, прежде всего, следует подготовить требуемого размера плату печатную. Создаётся она из стеклотекстолита специального фольгированного. Микросхема расположения элементов может быть в напечатанном формате, либо перенесённой на плату посредством утюга.
Затем схемой создания простого стабилизатора предусмотрена непосредственно сборка прибора. Для данного элемента понадобится магнитопровод, несколько кабелей. Один провод диаметром в 0,064 мм применяется для изготовления обмотки. Количество требуемых витков достигает 8669.
Остальные два провода используют для создания оставшихся обмоток, характеризующиеся в сравнении с первым вариантом диаметром в 0,185 мм. Число обустраиваемых витков для данных обмоток равно не менее 522.
При необходимости упростить поставленную задачу предпочтительно воспользоваться последовательно соединяющимися трансформаторами марки ТПК-2-2 12В.
При самостоятельном производстве данных деталей по окончанию создания одной из них переходят к производству другой. В этих целях потребуется магнитопровод троидальный. В качестве обмотки подходит тоже ПЭВ-2 с числом витков 455.
К тому же пошаговым собственноручным изготовлением стабилизатора во втором приборе следует произвести 7 отводов. При этом для нескольких трёх применяется провод 3 мм в диаметре, для других используются шины 18 мм2 сечением. Это даст возможность исключить нежелательное нагревание устройства во время рабочего процесса.
Остальные элементы следует покупать в специализированной торговой точке. Как только всё нужное закуплено, следует собрать прибор.
Работы следует начинать с установки необходимой микросхемы, которая выступает в качестве контроллёра на обустраиваемый теплоотвод, производимый из платины. Помимо этого на него устанавливаются симисторы. Затем на плату монтируются светодиоды мигающие.
Если создание приборов симисторного для вас является сложной задачей, то рекомендуется остановиться на линейном варианте, характеризующемся подобными свойствами.
Фото стабилизаторов своими руками
Читайте также: