Sfera-perm.ru

Сфера Пермь
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Простой стабилизатор тока своими руками

Стабилизатор напряжения своими руками

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.

Для своей задумки нам нужно компактное устройство. Лучше всего использовать два трансформатора ТП-15 — они хорошо помещаются в корпус нашего будущего стабилизатора напряжения. Входная обмотка должна быть рассчитана на 220 Вольт, выходная на 25 Вольт (ток соответственно 0,6А, так как 25 х 0,6 = 15, а у нас ТП-15).

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»

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.

Читайте так же:
Нагрузочный ток стабилизатора напряжения

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

В схему входят:

  • «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.

Рассмотрим работу схемы. В момент включения стабилизатора все реле выключены, и питание на трансформаторы не поступают. Микроконтроллер имеет свой импульсный источник питания и начинает работать сразу. Для замера напряжения на ногу PA3 (АЦП контроллера) подается ослабленное делителем сетевое напряжение.

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.

Как сделать стабилизатор напряжения своими руками

  1. Преимущества и недостатки самодельного преобразователя тока
  2. Самодельный выравниватель тока: характеристики
  3. Конструкция стабилизирующего ток устройства
  4. Как будет работать этот аппарат?
  5. Нюансы стабилизации в зависимости от подаваемого на вход напряжения
  6. Изготовление печатной платы
  7. Как сделать трансформаторы Т1 и Т2?
  8. Что купить?
  9. Особенности сборки устройства для выравнивания напряжения

Бытовая техника восприимчива к перепадам напряжения: она быстрее изнашивается и выходит из строя. А в сети вольтаж часто скачет, проваливается или вовсе обрывается: это связано с удаленностью от источника и несовершенством линий электропередач.

Чтобы питать приборы током с устойчивыми характеристиками, в квартирах используют стабилизаторы напряжения. Независимо от параметров вводимого в устройство тока на его выводе он будет обладать почти неизменными параметрами.

Выравнивающее ток устройство можно купить, выбирая из широкого ассортимента (отличия по мощности, принципу действия, управлению и параметром выводимого напряжения). Но наша статья посвящена тому, как сделать стабилизатор напряжения своими руками. Оправдана ли в этом случае самоделка?

Преимущества и недостатки самодельного преобразователя тока

У самодельного стабилизатора есть три преимущества:

  1. Дешевизна. Все детали покупаются отдельно, а это экономически выгодно по сравнению с теми же деталями, но уже собранными в единое устройство – выравниватель тока;
  2. Возможность ремонта своими руками. Если один из элементов купленного стабилизатора вышел из строя, вряд ли вы его сможете заменить, даже если разбираетесь в электротехнике. Вы просто не найдете, чем заменить износившуюся деталь. С самодельным устройством все проще: вы изначально все элементы купили в магазине. Останется лишь снова сходить туда и купить то, что поломалось;
  3. Легкий ремонт. Если вы сами собрали преобразователь напряжения, то вы знаете на 100% его конструкцию и принцип работы. А понимание устройства и действия поможет вам быстро выявить причину выхода из строя стабилизатора. Выяснив ее, вы без труда почините самодельный агрегат.

У стабилизатора собственного производства есть три серьезных минуса:

  1. Низкая надежность. На специализированных предприятиях устройства более надежны, поскольку их разработка основана на показаниях высокоточных контрольно-измерительных приборов, которых в быту не найти;
  2. Широкий диапазон выводимого напряжения. Если стабилизаторы промышленного производства могут выдавать относительно постоянный вольтаж (например, 215-220В), то самодельные аналоги могут иметь в 2-5 раз больший диапазон, что может быть критичным для сверхчувствительной к изменению тока техники;
  3. Сложная настройка. Если вы покупаете стабилизатор, то этап настройки минуется, вам останется лишь подключить устройство и управлять его работой. Если же вы создатель выравнивателя тока, то и вам его настраивать. Это трудно, даже если вы изготовили самый простой стабилизатор напряжения своими руками.

Самодельный выравниватель тока: характеристики

Стабилизатор характеризуется двумя параметрами:

  • Допустимый диапазон вводимого напряжения (Uвх);
  • Допустимый диапазон выводимого напряжения (Uвых).

В этой статье рассматривается симисторный преобразователь тока, потому что он обладает высокой эффективностью. Для него Uвх составляет 130-270В, а Uвых – 205-230В. Если большой диапазон входного напряжения – это преимущество, то для выходного – это недостаток.

Однако для бытовой техники этот диапазон остается допустимым. Это легко проверить, потому что допустимыми колебаниями вольтажа являются скачки и провалы не более 10%. А это 22,2 Вольта в большую или меньшую сторону. Значит допустимо изменение вольтажа от 197,8 до 242,2 Вольта. По сравнению с этим диапазоном ток на нашем симисторном стабилизаторе получается еще ровнее.

Подходит устройство для подключения к линии нагрузкой не больше 6 кВт. Ее переключение осуществляется за 0,01 секунды.

Читайте так же:
Схема источник тока с стабилизатором

Конструкция стабилизирующего ток устройства

Самодельный стабилизатор напряжения 220В, схема которого представлена выше, включает в себя следующие элементы:

  • Блок питания. Для него использованы накопители С2 и С5, трансформатор напряжения Т1, а также компаратор (сравнивающее устройство) DA1 и светодиод VD1;
  • Узел, откладывающий начало нагрузки. Для его сборки понадобятся сопротивления от R1 до R5, транзисторы от VT1 до VT3, а также накопитель С1;
  • Выпрямитель, замеряющий значение вольтажных скачков и провалов. В его конструкцию входит светодиод VD2 с одноименным стабилитроном, накопитель С2, резистором R14 и R13;
  • Компаратор. Для него понадобятся сопротивления от R15 до R39 и сравнивающие устройства DA2 с DA3;
  • Контроллер логического типа. Для него нужны микросхемы DD от 1 до 5;
  • Усилители. Для них понадобятся сопротивления для ограничения тока R40-R48, а также транзисторы от VT4 до VT12;
  • Светодиоды, играющие роль индикатора, — HL от 1 до 9;
  • Оптронные ключи (7) с симисторами VS от 1 до 7, резисторами R от 6 до 12 и оптронными симисторами U от 1 до 7;
  • Автовыключатель с предохранителем QF1;
  • Автотрансформатор Т2.

Как будет работать этот аппарат?

После включения в сеть накопителя узла с отложенной нагрузкой (С1) еще разряжен. Транзистор VT1 включается, а 2 и 3 – закрываются. Через последний впоследствии пойдет ток на светодиоды и оптронные симисторы. Но пока транзистор закрыт, диоды не дают сигнал, и симисторы еще закрыты: нагрузки нет. Но ток уже идет через первый резистор к накопителю, который начинает накапливать энергию.

Описанный выше процесс занимает 3 секунды, после чего срабатывает триггер Шмитта, основанный на транзисторах VT 1 и 2, после чего включается транзистор 3. Теперь можно считать нагрузку открытой.

Выходящее напряжение с третьей обвивки трансформатора на блоке питания выравнивается вторыми диодом и конденсатором. Затем ток направляет к R13, проходит по R14. На данный момент напряжение пропорционально вольтажу в сети. Затем ток подается компараторам не инвертирующим. Тут же на инвертирующие сравнивающие устройства входит уже выровненный ток, который подается на сопротивления от 15 до 23. Затем подключается контроллер, обрабатывающие входные сигналы на устройствах для сравнения.

Нюансы стабилизации в зависимости от подаваемого на вход напряжения

Если вводится напряжение до 130 Вольт, то на выводах компараторов обозначается логический уровень (ЛУ) низкого вольтажа. Четвертый транзистор открыт, а светодиод 1 моргает и говорит о том, что наблюдается сильный провал в линии. Вы должны понять, что стабилизатор не в состоянии выдать напряжение нужной величины. Поэтому все симисторы закрыты, и нагрузка отсутствует.

Если вольтаж на вводе составляет 130-150 Вольт, то на сигналах 1 и А наблюдается высокий ЛУ, однако для других сигналов он по-прежнему низкий. Включается пятый транзистор, светится второй диод. Оптронный симистор U1.2 и симистор VS2 открываются. Нагрузка пойдет по последнему и дойдет до вывода обвивки второго автотрансформатора сверху.

При входном вольтаже 150-170 Вольт высокий ЛУ наблюдается на 1, 2 и В сигналах, на остальных он все еще низкий. Тогда включается шестой транзистор и включается третий диод, включается VS2 и ток подается на второй (если считать сверху) вывод обвивки второго автотрансформатора.

Аналогично описывается работа стабилизатора при диапазонах напряжения 170-190В, 190-210В, 210-230В, 230-250В.

Изготовление печатной платы

Для симисторного преобразователя тока нужна печатная плата, на которой будут размещаться все элементы. Ее размер: 11,5 на 9 см. Для ее изготовления понадобится стеклотексолит, покрытый фольгой с одной стороны.

Плату можно напечатать на принтере лазерного типа, после чего в ход пойдет утюг. Изготовить плату самостоятельно удобно с помощью программы Sprint Loyout. А схема размещения элементов на ней приведена ниже.

Как сделать трансформаторы Т1 и Т2?

Первый трансформатор Т1 мощностью 3 кВт изготавливается с использованием магнитопровода с площадью поперечного сечения (ППС) 187 кв. мм. И трех проводов ПЭВ-2:

  • Для первой обвивки ППС всего 0,003 кв. мм. Количество витков – 8669;
  • Для второй и третьей обмоток ППС всего 0,027 кв. мм. Количество витков – 522 на каждой.

Если же нет желания наматывать провод, то можно приобрести два трансформатора ТПК-2-2×12В и соединить их последовательно, как на рисунке ниже.

Чтобы изготовить автотрансформатор второй мощностью в 6 кВт, вам понадобится тороидальный магнитопровод и провод ПЭВ-2, из которого будет сделана обвивка в 455 витков. И тут нужны отводы (7 штук):

  • Обвивка 1-3 отводов из провода с ППС 7 кв. мм;
  • Обвивка 4-7 отводов из провода с ППС 254 кв. мм.

Отводы делаются на витках (считать снизу вверх): 203, 232, 266, 305, 348, 398. Из сети вольтаж должен подводиться к витку №266.

Что купить?

В магазине электро и радиотехники купите (в скобках обозначение на схеме):

  • 7 оптронных симисторов MOC3041или 3061 (U от 1 до 7);
  • 7 простых симисторов BTA41-800B (VS от 1 до 7);
  • 2 светодиода DF005M или КЦ407А (VD 1 и 2);
  • 3 резистора СП5-2, можно 5-3 (R 13, 14, 25);
  • Выравнивающий ток элемент КР1158ЕН6А или Б(DA1);
  • 2 сравнивающих устройства LM339N или К1401СА1 (DA 1 и 2);
  • Включатель с предохранителем;
  • 4 конденсатора пленочных или керамических (С 4, 6, 7, 8);
  • 4 конденсатора оксидных (С 1, 2, 3, 5);
  • 7 сопротивлений для ограничения тока, на их выводах он должен быть равен 16 мА (R от 41 до 47);
  • 30 сопротивлений (любых) с допуском 5%;
  • 7 сопротивлений С2-23 с допуском от 1% (R от 16 до 22).

Особенности сборки устройства для выравнивания напряжения

Микросхема стабилизирующего ток устройства устанавливается на теплоотводе, для которого подходит пластинка из алюминия. Ее плошать не должна быть меньше 15 кв. см.

Теплоотвод с охлаждающей поверхностью необходим и симисторам. Для всех 7 элементов достаточно одного теплоотвода с площадью не меньше 16 кв. дм.

Чтобы изготавливаемый нами преобразователь переменного напряжения работал, понадобится микроконтроллер. С его ролью отлично справляется микросхема КР1554ЛП5.

Вы уже знаете, что в схеме можно найти 9 мигающих диодов. Все они расположены на ней так, чтобы они попадали в отверстия, которые имеются на лицевой панели устройства. И если корпус стабилизатора не допускает их расположения, как на схеме, то вы можете видоизменить ее так, чтобы светодиоды выходили на ту сторону, которая будет для вас удобна.

Вместо мигающих светодиодов допускается использование немигающих. Но в таком случае нужно брать диоды с ярким красным свечением. Подходят элементы марок: АЛ307КМ и L1543SRC-Е.

Теперь вы знаете, как сделать стабилизатор напряжения на 220 вольт. И если ранее вам уже приходилось делать что-то подобное, то эта работа для вас не окажется сложной. В результате вы сможете сэкономить несколько тысяч рублей на покупке стабилизатора промышленного производства.

Читайте так же:
Драйвера для стабилизаторов тока

Как сделать своими руками регулятор мощности: схемы, принцип работы, основные элементы и особенности сборки (85 фото и видео)

Электроника – интересная, увлекательная и полезная наука. Всё, что нас окружает, чем пользуемся в быту, офисе, производстве, основано на управлении электронными приборами.

Люди разных возрастов (от 7 до 70 лет), увлеченные электроникой, приносят пользу человечеству, изобретая, конструируя, создавая приборы управления, гаджеты, вычислительную технику, телевизоры, музыкальные центры, аппаратуру связи и управления космической техникой и многое другое.

Бил Гейтс и Марк Цукерберг, Борис Евсеевич Черток и Николай Алексеевич Пилюгин, Александр Степанович Попов и Владимир Кузьмич Зворыкин – великие электронщики, создавшие мощную инфраструктуру, без которой современная жизнь немыслима.

Краткое содержимое статьи:

Идеи автоматизации двигают прогресс

Одним из разделов электроники является автоматизация и управление электронными и электрическими приборами.

Широкое применение имеют коммутационные приборы – тиристоры, разделяющиеся на типы:

  • кремниевый управляемый выпрямитель;
  • тетроидный тиристор;
  • симметричный (двунаправленный) триодный тиристор или симистор;
  • диодный тиристор – динистор;
  • симметричный динистор.

В различных бытовых приборах и электрических инструментах для регулировки мощности используется симисторный регулятор мощности.

Принцип работы симисторного регулятора мощности

Принцип работы симисторного регулятора мощности состоит в уникальных свойствах симистора, работающего как управляемое реле.

Симистор представляет собой два кремниевых управляемых выпрямителя (КУВ), включенных встречно, что позволяет протекать току в обоих направлениях и использовать симистор для коммутации и передаче переменного тока.

Симистор имеет три вывода, два из которых основные (силовые), обозначаются Т1; Т2 или ОВ1; ОВ2, третий – управляющий, обозначается УЭ или G.

Когда управляющий вывод обесточен, на основных выводах напряжение отсутствует, так как КУВы запирают электрическую цепь.

При подаче напряжения на управляющий вывод оба КУВа открываются, и через симистор протекает переменный ток.

Применяется симистор в различных устройствах:

  • переключатель для включения электрической нагрузки;
  • регуляторы:
  • яркости света;
  • скорости вращения электродвигателя;
  • мощности.

Схема регулятора мощности своими руками

Регулятор мощности просто сделать на тиристоре или симисторе своими руками. Тиристор пропускает ток в одном направлении и работает как пускатель.

Достоинства перед последним в том, что нет искрения в контактной группе, потому что тиристор прибор полупроводниковый бесконтактный.

Симистор, как уже говорилось, пропускает переменный ток и в зависимости от величины напряжения на управляющем входе регулирует напряжение на выходе схемы, в которую включен.

Схемы регулятора мощности можно найти в Интернете и выбрать по своим требованиям.

Инструкция, как сделать регулятор мощности

Для изготовления регулятора мощности понадобятся:

  • радиодетали в соответствии с применяемой схемой;
  • печатная плата;
  • корпус для будущего устройства;
  • паяльник;
  • пинцет;
  • бокорезы;
  • держатель для монтажной платы;
  • игла;
  • кисточка;
  • хлористое железо для травления печатной платы;
  • припой;
  • канифоль или флюс.

Корпус, в зависимости от фантазии конструктора можно склеить из пластика по размерам изделия, можно подобрать готовые корпуса от розеток, тройников или встроить устройство в инструмент, для которого делается регулятор.

Порядок выполнения работ

В первую очередь готовится печатная плата из куска фольгированного текстолита. На приобретенном куске текстолита размечаем расположение элементов схемы, отмечаем необходимые размеры платы и вырезаем её.

Обезжириваем фольгу, чистим мелкой шкуркой, рисуем карандашом монтажную схему регулятора, соответствующую принципиальной.

Лаком (можно лаком для ногтей) обводим карандашный рисунок. После высыхания лака опускаем плату в ванночку с хлористым железом и вытравливаем медную фольгу не участвующую в работе схемы.

В местах установки элементов схемы сверлим отверстия, наносим на остатки фольги пленку флюса и лудим дорожки и площадки, создавая токоведущие соединения. По готовности платы к установке элементов заканчиваем монтаж их установкой и впаиванием.

Устанавливаем симистор или тиристор на радиаторе для отвода тепла.

Припаиваем по схеме провода питания

Перед первым включением необходимо прозвонить всю схему и убедиться в том, что она собрана правильно. Убедившись в правильной сборке, подключаем на выход нагрузку. Наглядной нагрузкой для определения правильности работы регулятора может служить лампочка.

Изменяя положение ползунка потенциометра, убеждаемся в изменении интенсивности свечения лампы.

Схема работает и её можно использовать для регулировки мощности любой нагрузки.

Симисторный регулятор мощности

Простейший симисторный регулятор мощности состоит из симистора, переменного резистора и емкости (конденсатора).

Работает схема следующим образом. При включении устройства в сеть начинает заряжаться конденсатор.

Когда напряжение на нем достигнет напряжения открывания симистора, на выход схемы поступает импульс положительной или отрицательной полярности в соответствии с поступившей на вход полуволной. При переходе синусоиды входного тока через ноль симистор закрывается.

Переменный резистор и емкость образуют RC-цепочку, формирующую величину отсечки, т.е. время между двумя импульсами тока на выходе схемы. Чем больше их величины, тем больше величина отсечки и меньше ток, протекающий через нагрузку.

Применение регуляторов мощности на симисторе вместо переменного резистора, подключенного последовательно с нагрузкой, снижает потребление электроэнергии и повышает долгосрочность работы устройства.

Стабилизатор напряжения своими руками

Практически каждый человек знает, что перепады напряжения могут повлиять на работу бытовой техники. Чтобы выровнять ток в домашних условиях вам необходимо использовать стабилизатор напряжения. Если у вас нет желания покупать это устройство, тогда мы расскажем, как сделать стабилизатор напряжения своими руками.

Это устройство способно надежно защитить вашу бытовую технику от перепада напряжения. Если вы желаете защитить технику от всех перепадов, тогда также можно использовать устройства защитного отключения.

Основные элементы стабилизатора напряжения

Перед тем как изготовить стабилизатор напряжения вам необходимо изучить его составные части. Чтобы собрать простой выравниватель тока вам потребуются стандартные навыки. Самодельный стабилизатор напряжения для дома состоит из:

  1. Трансформатора.
  2. Конденсатора.
  3. Нескольких диодов.
  4. Резистора.
  5. Проводов, которые соединят микросхемы.

Если вы возьмете старый сварочный аппарат, тогда он идеально справиться с этой задачей. Переделать сварочный аппарат в стабилизатор не составляет труда. Не у всех людей есть ненужный сварочный аппарат и поэтому мы решили рассмотреть другой способ изготовления стабилизатора напряжения своими руками. Импульсный стабилизатор сложно изготовить своими руками. Именно поэтому в этой статье мы рассмотрим изготовление линейного стабилизатора самостоятельно. Тирристорный стабилизатор напряжения также поможет защитить проводку.

Изготовление самодельного стабилизатора

Основой любого выпрямителя считается трансформатор. Это устройство представляет собою две небольшие катушки, которые в процессе работы образуют индуктивную электромагнитную связь. Эту взаимосвязь можно выразить формулой, которая изображена на фото ниже:

Формула считается не идеальной, так как она позволяет понижать или повышать напряжение. Если изучить статистику, тогда можно понять, что в 90% случаев потребители получают пониженный ток. Именно поэтому вам необходимо сделать повышающий трансформатор. Число его витков должно быть не менее 2000 тысяч. Для расчета витков следует использовать следующую формулу:

Также вам следует изучить вторую часть формулы, которая изображена ниже:

Читайте так же:
Импульсный стабилизатор тока для зарядного устройства

Теперь ваш стабилизатор напряжения, который будет увеличивать ток на заданную величину готов. Иногда потребитель может столкнуться со скачками напряжения. Именно поэтому формула примет следующие значения:

Чтобы устранить подобные неполадки вам следует использовать закон Ома. Если вы понизите сопротивление, тогда соответственно уменьшится и напряжение. Если вам будет интересно, тогда читайте про релейный стабилизатор напряжения.

Для изменения сопротивления в сети вы сможете использовать реостат. Вам сложно будет управлять этим устройством вручную. Именно поэтому благодаря микросхеме вы сможете его полностью автоматизировать. Наиболее простым способом считается вывод тока с трансформатора на конденсатор.

Этот способ считается достаточно архаичным. Если у вас нет желания с ним заморачиваться, тогда лучше всего использовать УЗО. В этом случае, если напряжение в квартире или доме возрастет, тогда УЗО просто отключит его подачу. В остальное время трансформатор самостоятельно сможет выравнивать напряжение. При повышенном напряжении вам необходимо использовать понижающий трансформатор. Собирать его можно также как и этот. Только обмотка на второй катушке обязательно должна быть из толстой проволоки. Если вы желаете получить хороший эффект, тогда необходимо собрать оба трансформатора.

В первом случае вам потребует использовать ручной процесс переключения, а во втором вы сможете его автоматизировать.

Советы по работе с самодельным стабилизатором

Во время сборки стабилизатора напряжения вам следует отталкиваться от параметров конкретной техники, такой как:

  1. Продумать прозвонку.
  2. Если ремонт не предполагается, тогда установить удлинители.
  3. Подключить каждую группу техники к отдельному стабилизатору.

Все виды бытовой техники обязательно содержат на своей тыльной стороне требования к электропитанию. Это позволит подстроить свой стабилизатор под сеть. Корпус стабилизатора можно выполнить практически из любого материала, кроме дерева.

Блок питания своими руками

Простой и надежный блок питания своими руками при нынешнем уровне развития элементной базы радиоэлектронных компонентов можно сделать очень быстро и легко. При этом не потребуются знания электроники и электротехники на высоком уровне. Вскоре вы в этом убедитесь.

Изготовление своего первого источника питания довольно интересное и запоминающееся событие. Поэтому важным критерием здесь является простота схемы, чтобы после сборки она сразу заработала без каких-либо дополнительных настроек и подстроек.

Следует заметить, что практически каждое электронное, электрическое устройство или прибор нуждаются в питании. Отличие состоит лишь в основных параметрах – величина напряжения и тока, произведение которых дают мощность.

Изготовить блок питания своими руками – это очень хороший первый опыт для начинающих электронщиков, поскольку позволяет прочувствовать (не на себе) различные величины токов, протекающих в устройствах.

Современный рынок источников питания разделен на две категории: трансформаторные и безтрансформаторные. Первые достаточно просты в изготовлении для начинающих радиолюбителей. Второе неоспоримое преимущество – это сравнительно низкий уровень электромагнитных излучений, а соответственно и помех. Существенным недостатком по современным меркам является значительная масса и габариты, вызванные наличием трансформатором – самого тяжелого и громоздкого элемента в схеме.

Безтрансформаторные блоки питания лишены последнего недостатка ввиду отсутствия трансформатора. Вернее он там есть, но не в классическом представлении, а работает с напряжением высокой частоты, что позволяет снизить число витков и размеры магнитопровода. В результате снижаются вцелом габариты трансформатора. Высокая частота формируется полупроводниковыми ключами, в процессе из включения и выключения по заданному алгоритму. Вследствие этого возникают сильные электромагнитные помехи, поэтому такие источник подлежат обязательному экранированию.

Мы будем собирать трансформаторный блок питания, который никогда не утратит своей актуальности, поскольку и поныне используется в аудиотехнике высокого класса, благодаря минимальному уровню создаваемых помех, что очень важно для получения качественного звука.

Устройство и принцип работы блока питания

Стремление получить как можно компактнее готовое устройство примело к появлению различных микросхем, внутри которых находятся сотни, тысячи и миллионы отдельных электронных элементов. Поэтому практически любой электронный прибор содержит микросхему, стандартная величина питания которой 3,3 В или 5 В. Вспомогательные элементы могут питаться от 9 В до 12 В постоянного тока. Однако мы хорошо знаем, что розетке переменное напряжение 220 В частотою 50 Гц. Если его подать непосредственно на микросхему или какой-либо другой низковольтный элемент, то они мгновенно выйдут из строя.

Отсюда становится понятным, что главная задача сетевого блока питания (БП) состоит в снижении величины напряжения до приемлемого уровня, а также преобразование (выпрямление) его из переменного в постоянное. Кроме того, его уровень должен оставаться постоянным независимо от колебаний входного (в розетке). Иначе устройство будет работать нестабильно. Следовательно, еще одна важнейшая функция БП – это стабилизация уровня напряжения.

В целом структура блока питания состоит из трансформатора, выпрямителя, фильтра и стабилизатора.

Помимо основных узлов еще используется ряд вспомогательных, например, индикаторные светодиоды, которые сигнализируют о наличие подведенного напряжения. А если в БП предусмотрена его регулировка, то естественно там будет вольтметр, а возможно еще и амперметр.

Трансформатор

В данной схеме трансформатор применяется для снижения напряжения в розетке 220 В до необходимого уровня, чаще всего 5 В, 9 В, 12 В или 15 В. При этом еще осуществляется гальваническая развязка высоковольтных с низковольтными цепями. Поэтому при любых внештатных ситуациях напряжение на электронном устройстве не превысит значение величины вторичной обмотки. Также гальваническая развязка повышает безопасность обслуживающего персонала. В случае прикосновения к прибору, человек не попадет под высокий потенциал 220 В.

Конструкция трансформатора довольно проста. Он состоит из сердечника, выполняющего функцию магнитопровода, который изготовляется из тонких, хорошо проводящих магнитный поток, пластин, разделенных диэлектриком, в качестве которого служит нетокопроводящий лак.

На стержень сердечника намотаны минимум две обмотки. Одна первичная (еще ее называют сетевая) – на нее подается 220 В, а вторая – вторичная – с нее снимается пониженное напряжение.

Принцип работы трансформатора заключается в следующем. Если к сетевой обмотке приложить напряжение, то, поскольку она замкнута, в ней начнет протекать переменный ток. Вокруг этого тока возникает переменное магнитное поле, которое собирается в сердечнике и протекает по нему в виде магнитного потока. Поскольку на сердечнике расположена еще одна обмотка – вторичная, то поде действием переменного магнитного потока в ней навидится электродвижущая сила (ЭДС). При замыкании этой обмотки на нагрузку, через нее будет протекать переменный ток.

Радиолюбители в своей практике чаще всего применяют два вида трансформаторов, которые главным образом отличатся типом сердечника – броневой и тороидальный. Последний удобнее в применении тем, что на него достаточно просто можно домотать нужное количество витков, тем самым получить необходимое вторичное напряжение, которое прямопропорционально зависит от количества витков.

Читайте так же:
Параметрический стабилизатор тока параметры

Основными для нас являются два параметра трансформатора – напряжение и ток вторичной обмотки. Величину тока примем равной 1 А, поскольку на такое же значение мы возьмем стабилитроны. О чем немного далее.

Диодный мост

Продолжаем собирать блок питания своими руками. И следующим порядковым элементом в схеме установлен диодный мост, он же полупроводниковый или диодный выпрямитель. Предназначен он для преобразования переменного напряжения вторичной обмотки трансформатора в постоянное, а точнее говоря, в выпрямленное пульсирующее. Отсюда и происходит название «выпрямитель».

Существуют различные схемы выпрямления, однако наибольшее применение получила мостовая схема. Принцип работы ее заключается в следующем. В первый полупериод переменного напряжения ток протекает по пути через диод VD1, резистор R1 и светодиод VD5. Далее ток возвращается к обмотке через открытый VD2.

К диодам VD3 и VD4 в этот момент приложено обратное напряжение, поэтому они заперты и ток через них не протекает (на самом деле протекает только в момент коммутации, но этим можно пренебречь).

В следующий полупериод, когда ток во вторичной обмотке изменит свое направление, произойдет все наоборот: VD1 и VD2 закроются, а VD3 и VD4 откроются. При этом направление протекания тока через резистор R1 и светодиод VD5 останется прежним.

Диодный мост можно спаять из четырех диодов, соединенных согласно схемы, приведенной выше. А можно купить готовый. Они бывают горизонтального и вертикального исполнения в разных корпусах. Но в любом случае имеют четыре вывода. На два вывода подается переменное напряжение, они обозначаются знаком «

», оба одинаковой длины и самые короткие.

С двух других выводов снимается выпрямленное напряжение. Обозначаются они «+» и «-». Вывод «+» имеет наибольшую длину среди остальных. А на некоторых корпусах возле него делается скос.

Конденсаторный фильтр

После диодного моста напряжение имеет пульсирующий характер и еще непригодно для питания микросхем и тем более микроконтроллеров, которые очень чувствительны к различного рода перепадам напряжения. Поэтому его необходимо сгладить. Для этого можно применяется дроссель либо конденсатор. В рассматриваемой схеме достаточно использовать конденсатор. Однако он должен иметь большую емкость, поэтому следует применять электролитический конденсатор. Такие конденсаторы зачастую имеют полярность, поэтому ее необходимо соблюдать при подключении в схему.

Отрицательный вывод короче положительного и на корпусе возле первого наносится знак «-».

Стабилизатор напряжения LM7805, LM7809, LM7812

Вы наверное замечали, что величина напряжения в розетке не равна 220 В, а изменяется в некоторых пределах. Особенно это ощутимо при подключении мощной нагрузки. Если не применять специальных мер, то оно и на выходе блока питания будет изменяться в пропорциональном диапазоне. Однако такие колебания крайне не желательны, а иногда и недопустимы для многих электронных элементов. Поэтому напряжение после конденсаторного фильтра подлежит обязательной стабилизации. В зависимости от параметров питаемого устройства применяются два варианта стабилизации. В первом случае используются стабилитрон, а во втором – интегральный стабилизатор напряжения. Рассмотрим применение последнего.

В радиолюбительской практике широкое применение получили стабилизаторы напряжения серии LM78xx и LM79xx. Две буквы указывают на производителя. Поэтому вместо LM могут быть и другие буквы, например CM. Маркировка состоит из четырех цифр. Первые две – 78 или 79 означают соответственно положительно или отрицательное напряжение. Две последние цифры, в данном случае вместо них два икса: хх, обозначают величину выходного U. Например, если на позиции двух иксов будет 12, то данный стабилизатор выдает 12 В; 08 – 8 В и т.д.

Для примера расшифруем следующие маркировки:

LM7805 → 5 В, положительное напряжение

LM7912 → 12 В, отрицательное U

Интегральные стабилизаторы имеют три вывода: вход, общий и выход; рассчитаны на ток 1А.

Если выходное U значительно превышает входное и при этом потребляется предельный ток 1 А, то стабилизатор сильно нагревается, поэтому его следует устанавливать на радиатор. Конструкция корпуса предусматривает такую возможность.

Если ток нагрузки гораздо ниже предельного, то можно и не устанавливать радиатор.

Схема блока питания

Схема блока питания в классическом исполнении включает: сетевой трансформатор, диодный мост, конденсаторный фильтр, стабилизатор и светодиод. Последний выполняет роль индикатора и подключается через токоограничивающий резистор.

Поскольку в данной схеме лимитирующим по тока элементов является стабилизатор LM7805 (допустимое значение 1 А), то все остальные компоненты должны быть рассчитаны на ток не менее 1 А. Поэтому и вторичная обмотка трансформатора выбирается на ток от одного ампера. Напряжение ее должно быть не ниже стабилизированного значения. А по хорошему его следует выбирать из таких соображений, что после выпрямления и сглаживания U должно быть на 2 – 3 В выше, чем стабилизированное, т.е. на вход стабилизатора следует подавать на пару вольт больше его выходного значения. Иначе он будет работать некорректно. Например, для LM7805 входное U = 7 – 8 В; для LM7805 → 15 В. Однако следует учитывать, что при слишком завышенном значении U, микросхема будет сильно нагреваться, поскольку «лишнее» напряжение гасится на ее внутреннем сопротивлении.

Диодный мост можно сделать из диодов типа 1N4007, или взять готовый на ток не менее 1 А.

Сглаживающий конденсатор C1 должен иметь большую емкость 100 – 1000 мкФ и U = 16 В.

Конденсаторы C2 и C3 предназначены для сглаживания высокочастотных пульсаций, которые возникают при работе LM7805. Они устанавливаются для большей надежности и носят рекомендательный характер от производителей стабилизаторов подобных типов. Без таких конденсаторов схема также нормально работает, но поскольку они практически ничего не стоят, то лучше их поставить.

Блок питания своими руками на 78L05, 78L12, 79L05, 79L08

Часто необходимо питать только одну или пару микросхем или маломощных транзисторов. В таком случае применять мощный блок питания не рационально. Поэтому лучшим вариантом будет применение стабилизаторов серии 78L05, 78L12, 79L05, 79L08 и т.п. Они рассчитаны на максимальный ток 100 мА = 0,1 А, но при этом очень компактные и по размерам не больше обычного транзистора, а также не требует установки на радиатор.

Маркировка и схема подключения аналогичны, рассмотренной выше серии LM, только отличается расположением выводов.

Для примера изображена схема подключения стабилизатора 78L05. Она же подходит и для LM7805.

Схема включения стабилизаторов отрицательно напряжения приведена ниже. На вход подается -8 В, а на выходе получается -5 В.

Как видно, сделать блок питания своими руками очень просто. Любое напряжение можно получить путем установки соответствующего стабилизатора. Следует также помнить о параметрах трансформатора. Далее мы рассмотри, как сделать блок питания с регулировкой напряжения.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector