Схемы стабилизаторов и регуляторов тока
Всем известно, что светодиодным лампочкам необходимо питание двенадцать вольт. В сети авто это значение может доходить до 15 В. Светодиодные элементы очень чувствительны, на них такие скачки отражаются отрицательно. Светодиодные лампы могут перегореть либо некачественно светить (мигать, терять яркость и т.д.).
Чтобы светодиоды служили дольше, в электросеть автомобиля включаются драйвера (резисторы). При нестабильности в сети устанавливаются устройства, которые поддерживают постоянное значение. Существует несколько простых микросхем, по которым можно сделать стабилизатор напряжения своими руками. Все компоненты, входящие в цепь, можно приобрести в специализированных магазинах. Обладая начальными знаниями по электротехнике сделать приборы будет несложно.
На КРЕНке
Для того, чтобы сконструировать простейший стабилизатор напряжения 12 вольт своими руками, понадобится микросхема с потреблением 12 В. В этом случае подойдет регулируемый стабилизатор напряжения 12 В LM317. Он может функционировать в электросети, где входной параметр составляет до 40 В. Чтобы прибор стабильно работал, необходимого обеспечивать охлаждение.
Крены для микросхем
Стабилизатор тока на LM317требует для работы небольшой ток до 8 мА, и данное значение обычно остается неизменным, даже при большом токе, протекающем через крен LM317, или при изменении входного значения. Это реализуется с помощью компоненты R3.
Можно применять элемент R2, но пределы при этом будут небольшими. При неизменном сопротивлении LM317 ток, идущий через прибор, будет также стабильным (автор видео — Создано в Гараже).
Входное значение для кренки LM317 может составлять до 8 мА и выше. Пользуясь этой микросхемой, можно придумать стабилизатор тока для ДХО. Это устройство может выступать нагрузкой в бортовой сети или источником электричества при подзарядке аккумуляторной батареи. Сделать простой стабилизатор напряжения LM317 не составляет труда.
На двух транзисторах
На сегодняшний момент пользуются популярностью стабилизирующие устройства для бортовой сети машины на 12 В, разработанные с использованием двух транзисторов. Данную микросхему используют как стабилизатор напряжения для ДХО.
Резистор R2 является токораздающим элементом. При возрастании тока в сети увеличивается напряжение. Если оно достигает значения от 0,5 до 0,6 В, открывается элемент VT1. Открытие компонента VT1 закрывает элемент VT2. В итоге, ток, проходящий через VT2, начинает снижаться. Можно вместе с VT2 применять полевой транзистор Мосфет.
Элемент VD1 включается в цепь, когда значения находится в пределах от 8 до 15 В и настолько велики, что транзистор может выйти из строя. При мощном транзисторе допустимы показания в бортовой сети около 20 В. Не стоит забывать о том, что транзистор Мосфет откроется, если показания на затворе будут 2 В.
На операционном усилителе (на ОУ)
Стабилизатор напряжения для светодиодов на основе ОУ собирается при необходимости создания устройства, которое будет работать в расширенном диапазоне. В рассматриваемом случае в качестве элемента, который будет задавать выпрямляемый ток, является R7. С помощью операционного усилителя DA2.2 можно увеличить уровень напряжения в токозадающем компоненте. Задачей компонента DA 2.1 является контроль опорного напряжения.
При создании схемы следует учесть, что она рассчитана на 3А, поэтому необходим больший ток, который должен поступать на разъем ХР2. Кроме того, следует обеспечивать работоспособность всех составляющих данного устройства.
Сделанный стабилизирующий прибор для автомобиля должен иметь генератор, роль которого выполняет REF198. Чтобы правильно настроить прибор, ползунок резистора R1 нужно установить в верхнее положение, а резистором R3 задавать необходимое значение выпрямленного тока 3А. Для погашения возможных возбуждений, используются элементы R,2 R4 и C2.
На микросхеме импульсного стабилизатора
Если выпрямитель для автомобиля должен обеспечивать высокий КПД в сети, целесообразно использовать импульсные компоненты, создавая импульсный стабилизатор напряжения. Популярной является схема МАХ771.
Схема выпрямителя с импульсным выпрямителем
Импульсный стабилизатор тока характеризуется выходной мощностью 15 Вт. Элементы R1 и R2 делят показатели схемы на выходе. Если делимое напряжение превышает по показателям опорное, выпрямитель автоматически уменьшает выходное значение. В противном случае устройство будет увеличивать выходной параметр.
Сборка данного устройства целесообразна, если уровень превышает 16 В. Компоненты R3 являются токовыми. Для устранения высокого падения нагрузки на данном резисторе в схему следует включить ОУ.
Ошибки подключения
1
У вас может быть все идеально подключено и соблюдена схема, но стабилизатор будет постоянно греться и отключаться, либо на его табло выскакивать ошибки.
О том, где можно, а где ни в коем случае нельзя располагать данный прибор подробно читайте в статье ”Где устанавливать стабилизатор напряжения в доме”.
2
Безусловно, данный пункт и ошибкой то трудно назвать. Тем более 90% потребителей именно так и делают.
Однако, этот выключатель может реально спасти ваш прибор от выхода из строя.
Сначала вы отключаете автоматы на панели стабика.
Потом сам переключатель переводите в положение ТРАНЗИТ или БАЙПАС.
И только затем снова включаете автоматы.
Многие забывают об этом и делают переключение под нагрузкой. Что в итоге приводит к поломкам.
С 3-х позиционным автоматом такое исключено. Вы автоматически переключаете напряжение, без каких либо манипуляций на стабилизаторе. И все это одной клавишей!
Никакой последовательности запоминать не нужно. Так что данную процедуру можно смело доверять любому члену семьи.
3
Вы можете выбирать меньшее сечение, только когда запитываете отдельные электроприемники.
Если же у вас на стабилизаторе сидит весь дом, то будьте добры соблюдать параметры по вводу согласно всей общедомовой нагрузке.
4
Почему-то многие забывают, что зачастую через стабилизатор проходит вся нагрузка вашего дома. Ровно такая же как и на вводом автомате.
При этом в электрощите все провода обжаты, даже на выключателях освещения с минимальными токами, а вот на клеммниках стабилизатора или его автоматах, постоянно можно встретить голый провод просто поджатый винтом.
Поэтому не скупитесь, и заранее вместе с аппаратом приобретайте соответствующие наконечники.
5
Иногда после подключения стабилизатора, начинает выбивать вводной автомат. При этом без стабилизатора, все нормально и ничего не отключается.
Многие сразу грешат на неправильную схему подключения или дефект аппарата. Везут его на гарантийный ремонт и т.п.
А причина может быть совсем в другом. Если у вас через чур низкое напряжение 150-160В, то при его повышении до стандартных 220-230В, ток в сети значительно вырастет.
Отсюда и все проблемы
Обращайте на это внимание, прежде чем нести его обратно в магазин
Источники – https://cable.ru, Кабель.РФ
Подготовка к работе
Выбор и приобретение стабилизатора напряжения для дома – это только начальный этап, с которым придется столкнуться, если вы решили защитить свою бытовую технику от аварийных ситуаций в электросети. Следующим шагом должен стать поиск ответа на вопрос – как подключить и установить стабилизатор напряжения?
подключаем стабилизатор к домашней сети
Итак, прежде, чем приступать к монтажным работам нужно извлечь прибор из упаковки и осмотреть его на предмет возможных механических повреждений. Если стабилизатор долгое время находился при отрицательной температуре (во время транспортировки) следует выдержать не менее 2 часов, прежде чем подключать его к сети. Это позволит избежать появления конденсата при нагреве оборудования в процессе эксплуатации.
Далее переходим к вопросу как установить стабилизатор напряжения для дома? Монтировать оборудование допускается в закрытом помещении, где он не будет подвергаться воздействию строительной пыли или иных агрессивных сред. Рядом со стабилизатором не должны находиться легковоспламеняющиеся материалы.
Смотрим видео, этапы подключения:
https://youtube.com/watch?v=gsmqpvq0YFM
Корпус прибора следует обязательно заземлить, а подключение к сети выполняется через соответствующую пару клемм, расположенных на задней панели. Включение стабилизатора осуществляется при помощи автоматического выключателя при этом вольтметр должен показывать 220 В. К выходным клеммам подключается нагрузка и только после этого можно перевести выключатель в положение включено.
Как рассчитать мощность стабилизатора
Чтобы правильно подобрать модель необходимо определиться какие электроприборы будут подключены к прибору. Определить потребляемую ими мощность можно одним из способов, приводимых в Интернете или воспользоваться самым простым из них. Он заключается в следующем. На электрощите имеется автоматический выключатель, номинал которого подбирается таким образом, чтобы защищать проводку от повреждения в результате перегрузки.
Смотрим видео, правильный расчет мощности прибора:
Но как рассчитать мощность стабилизатора напряжения для дома? Из курса физики известно, что этот параметр равен произведению силы тока на напряжение. Значения этих величин определить несложно. Напряжение в однофазной сети составляет 220В, а номинальный ток обычно указывается на автоматическом выключателе. Допустим он составляет 16А, тогда мощность будет равна 16*220=3520 Вт. Но выбирать стабилизатор нужно с запасом не менее 30%. Это связано с тем, что при повышении им напряжения выходная мощность падает.
Неисправности прибора и их решения
Возможные варианты отказа оборудования обычно приводятся в документации, поставляемой с ним в комплекте. Среди них чаще всего возникают такие неисправности:
- Самопроизвольное отключение прибора, обычно происходит из-за превышения допустимой нагрузки;
- Не загорается лампочка индикации сети, если устройство не подключено, неисправен предохранитель или перепутаны подключения;
- Не удается добиться выходного напряжения в 220 В, при недопустимой величине нагрузки;
- Нет стабилизации – это может быть связано с неполадками кнопки вход-выход или выключением режима Байпас.
Советы специалиста
Многих потребителей интересует ответ на этот вопрос. Те, кто считают, что за счет этого можно увеличить мощность стабилизатора ошибаются. Наоборот выходные параметры будут соответствовать значению, выдаваемому самым слабым прибором в сети. Например, если были параллельно подключены три прибора на 5;10;15 кВт, то на выходе мощность составит только 5 кВт, так как этот показатель является самым низким.
Это интересно: Как соединить электрические провода: разъясняем обстоятельно
Как подключить стабилизатор напряжения
Этот вопрос актуален как для владельцев коммерческих и промышленных объектов, так и для жителей частных домов. В наших условиях перегрузка сетей – обычное дело. Кто-то отапливает дом электричеством, кто-то использует прожорливый ремонтный инструмент, а кто-то просто не рассчитал допустимую нагрузку. Результат – скачки напряжения, из-за которых могут сгореть ценные электроприборы. Стабилизатор доводит показатели сети до стандартного уровня и тем самым защищает оборудование от опасных искажений.
Стабилизатор для нескольких приборов
В случае, когда скачки напряжения незначительно отличаются от номинальных 220 вольт (+/-15 вольт), то можно ограничиться маломощным (до 1,5 кВт) устройством, которое подключается прямо к розетке. Его вполне хватает, чтобы защитить телевизор, компьютер и спутниковый тюнер. Мощные токоприемники (чайник, насос, бойлер, холодильник) к такому прибору подключать нельзя. Также избегайте подключения двух стабилизаторов к одной розетке – иначе при переключении они будут создавать друг другу помехи.
Однофазный стабилизатор на весь дом
Это самый распространенный способ подключения. Перед началом работ необходимо обесточить сеть – для этого нужно отключить вводной автомат на распределительном щите. Убедитесь, что напряжение отсутствует (для этого можно воспользоваться тестером).
Подсоединение стабилизатора напряжения обычно проводят сразу за счетчиком, перед токоприемниками, в разрыв фазного провода. Структурную схему подключения печатают прямо на корпусах устройств и дублируют в инструкциях по эксплуатации. Как правило, на стабилизаторе есть три контакта:
Подключаются они следующим образом: На «вход» идет «фаза» от счетчика, на «ноль» – нулевой провод от счетчика, а на «выход» – фазный кабель нагрузки. Нулевую линию нужно подключать без разрыва, с помощью клемм или скрутки. После стабилизатора можно подключить автоматы разводки по помещению, сгруппировав токоприемники по типам: грубые (электродуховки, стиральные машины, утюги) и точные (телевизоры, компьютеры).
На некоторых приборах может быть четыре контакта (два фазных на вход и выход, и два «ноля» на вход и выход). Не пугайтесь и не ищите лишний провод. В этом случае «ноль» подключается по схеме «фазы»: от вводного автомата на «вход», а провод нагрузки – на «выход».
Можно ли подключить два однофазных стабилизатора?
Часто бывают случаи, когда мощности одного прибора недостаточно. Некоторые пытаются компенсировать это установкой двух и более стабилизаторов. Такой подход разумен, но только в случае разделения нагрузки на отдельные линии. Последовательное подключение двух устройств не принесет желаемого результата и может даже усугубить проблему.
Подключение стабилизатора в трехфазную сеть
Трехфазная система питания (380 В) обычно используется в коммерческих и промышленных помещениях, но нередко ее можно встретить и в частных домах. В этом случае возможны два варианта подключения: один трехфазный стабилизатор или три однофазных.
Первый вариант используется только в том случае, если в помещении есть электроприборы, рассчитанные на 380 В (обычно это электродвигатели). Если таковых не имеется, то лучше использовать схему с тремя однофазными устройствами. Преимущества такой схемы очевидны:
- Три однофазных стабилизатора стоят дешевле одного трехфазного.
- Если один из приборов выйдет из строя, то его можно будет заменить, не трогая остальные.
Схема подключения предполагает использование общего «ноля» для всех трех приборов (подключается без разрыва) и отдельной фазы для каждого стабилизатора.
Выбираем место
Электроприборы не любят сырости, поэтому первое условие – помещение должно быть сухим. Стабилизатор напряжения нельзя устанавливать рядом с горючими и взрывоопасными веществами, поэтому мастерская или гараж – не самое подходящее для этого место. Также мы не рекомендуем устанавливать его в жилой комнате – некоторые приборы достаточно громко гудят, а при перепадах напряжения издают щелчки. Проблемы могут возникнуть с установкой на чердаке – при высоких температурах стабилизатор может выйти из строя.
Идеальный вариант – кладовая, тамбур или другое подсобное помещение. В отдельном случае можно соорудить специальный шкаф, но здесь стоит учесть, что стабилизатор нуждается в хорошей вентиляции, поэтому расстояние между стенками и корпусом прибора должно быть больше 10 см, а двери шкафа лучше выполнить из жалюзи или другого воздухопроницаемого материала.
Подключение стабилизатора напряжения
Одной из причин по которой бытовая техника и электроприборы преждевременно выходят из строя, является скачкообразные перепады напряжения в электрической сети.
Для предотвращения данных нежелательных ситуаций служат стабилизаторы – защитные устройства, позволяющие защитить бытовое и промышленное оборудование от помех и искажений напряжения.
Защита обеспечивается электронной схемой, отслеживающей значение входного напряжения, которая отключает нагрузку при выходе его за допустимые пределы. Подключение нагрузки происходит при возвращении значений параметров сети в допустимые нормы.
Компенсационный стабилизатор последовательного типа
В стабилизаторах последовательного типа регулирующий элемент включён последовательно с источником входного напряжения U0 и нагрузкой RH. Если по некоторым причинам напряжение на выходе U1 отклонилось от своего номинального значения, то разность опорного и выходного напряжений изменяется. Это напряжение усиливается и воздействует на регулирующий элемент. При этом сопротивление регулирующего элемента автоматически меняется и напряжение U0 распределится между Р и RH таким образом, чтобы компенсировать произошедшие изменения напряжения на нагрузке.
Регулирующий элемент в компенсационных стабилизаторах напряжения выполняется, как правило, на транзисторах. Выбирая которые исходят из значений коэффициента передачи тока h21e, напряжения насыщения между коллектором и эмиттером UКЭнас.
Схемы элементов сравнения и усилители постоянного тока очень часто совмещают и выполняются на обычных усилителях, дифференциальных усилителях или операционных усилителях.
Рассмотрим схему компенсационного стабилизатора напряжения последовательного типа.
Схема простого компенсационного стабилизатора напряжения последовательного типа
В этой схеме транзистор VT1 выполняет функции регулирующего элемента, транзистор VT2 является одновременно сравнивающим и усилительным элементом, а стабилитрон VD1 используется в качестве источника опорного напряжения. Напряжение между базой и эмиттером транзистора VT2 равно разности напряжений UОП и UРЕГ. Если по какой-либо причине напряжение на нагрузке возрастает, то увеличивается напряжение UРЕГ, которое приложено в прямом направлении к эмиттерному переходу транзистора VT2. Вследствие этого возрастут эмиттерный и коллекторный токи данного транзистора. Проходя по сопротивлению R1, коллекторный ток транзистора VT2 создаст на нем падение напряжения, которое по своей полярности является обратным для эмиттерного перехода транзистора VT1. Эмиттерный и коллекторные токи этого транзистора уменьшатся, что приведёт к восстановлению номинального напряжения на нагрузке. Точно так же можно проследить изменения токов при уменьшении напряжения на нагрузке.
Ступенчатую регулировку выходного напряжения можно осуществить, используя опорное напряжение, снимаемое с цепочки последовательно включённых стабилитронов. Плавная регулировка обычно производится с помощью делителя напряжения R3, R4, R5, включённого в выходную цепь стабилизатора.
Если пренебречь падением напряжения на эмиттерном переходе транзистора VT2, то выходное напряжение стабилизатора
где R4’ и R4’’ соответственно верхняя и нижняя по схеме часть резистора R4.
Зачем нужен стабилизатор напряжения 220 В для дома и его функции в бытовой сети
В советские времена всем говорили, что скоро уровень жизни городов и деревень сравняется, но сейчас мы можем увидеть только обратное. Скачки напряжения в деревнях – дело обычное. Ведь небольшие подстанции, требующие ремонта, совершенно не справляются с обслуживанием домов. Да и прогресс добавляет для них работы – количество бытовой техники, призванной облегчить жизнь, оборачивается перегрузкой трансформатора. В итоге, при отключении в нескольких местах техники с большой потребляемой мощностью, происходит скачок напряжения, вызванный тем, что старый трансформатор не успевает среагировать. В итоге – сгоревшие бытовые приборы у тех, кто подключен к той же фазе.
Как раз основная задача стабилизатора – не дать повышенному напряжению испортить бытовую технику, независимо от ее назначения. Попробуем понять, как он работает.
Само по себе это сложное устройство со множеством электроники
Подробные инструкции по сборке
Рассматриваемая под самостоятельное изготовление схема, скорее является гибридным вариантом, так как предполагает использование силового трансформатора совместно с электроникой. Трансформатор в данном случае применяется из числа тех, что устанавливались в телевизорах старых моделей.
Вот такой примерно силовой трансформатор потребуется под изготовление самодельной конструкции стабилизатора. Однако не исключается подбор других вариантов или же намотка своими руками
Правда в ТВ приёмниках, как правило, ставились трансформаторы ТС-180, тогда как для стабилизатора требуется как минимум ТС-320 чтобы обеспечить выходную нагрузку до 2 кВт.
Шаг #1 – изготовление корпуса стабилизатора
Для изготовления корпуса аппарата подойдёт любой подходящий короб на основе изолирующего материала – пластмассы, текстолита и т.п. Главный критерий – достаточность места под размещение силового трансформатора, электронной платы и других компонентов.
Также корпус допустимо изготовить из листового стеклотекстолита, скрепив отдельные листы с помощью уголков или иным способом.
Допустимо подобрать корпус от любой электроники, подходящий под размещение всех рабочих компонентов схемы самодельного стабилизатора. Также корпус можно собрать своими руками, к примеру, из листов стеклотекстолита
Короб стабилизатора необходимо оснастить пазами под установку выключателя, входного и выходного интерфейсов, а также других аксессуаров, предусмотренных схемой в качестве контрольных или коммутационных элементов.
Под изготовленный корпус нужна плита-основание, на которую «ляжет» электронная плата и будет закреплён трансформатор. Плиту можно сделать из алюминия, но следует предусмотреть изоляторы под крепёж электронной платы.
Шаг #2 – изготовление печатной платы
Здесь потребуется изначально спроектировать макет на размещение и связку всех электронных деталей согласно принципиальной схеме, кроме трансформатора. Затем по макету размечают лист фольгированного текстолита и рисуют (отпечатывают) на стороне фольги созданную трассировку.
Далее вытравливают плату при помощи соответствующего раствора (электронщикам метод травления плат должен быть знаком).
Изготовить печатную плату стабилизатора вполне доступными способами можно непосредственно в домашних условиях. Для этого нужно приготовить трафарет и набор средств для травления на фольгированном текстолите
Полученный таким способом печатный экземпляр разводки зачищают, облуживают оловом и производят монтаж всех радиодеталей схемы с последующей пайкой. Так выполняется изготовление электронной платы мощного стабилизатора напряжения.
Шаг #3 – сборка стабилизатора напряжения
Укомплектованная радиодеталями плата подготавливается для внешней обвязки. В частности, от платы выводятся линии внешней связи (проводники) с другими элементами – трансформатором, выключателем, интерфейсами и т.д.
На опорную плиту корпуса устанавливают трансформатор, соединяют с трансформатором цепи электронной платы, закрепляют плату на изоляторах.
Пример самодельного стабилизатора напряжения релейного типа, изготовленного в домашней обстановке, помещённого в корпус от пришедшего в негодность промышленного измерительного прибора
Останется только подключить к схеме внешние элементы, смонтированные на корпусе, установить ключевой транзистор на радиатор, после чего корпусом закрывают собранную электронную конструкцию. Стабилизатор напряжения готов. Можно приступать к настройке с дальнейшими испытаниями.
Определяемся с местом установки
Установка своими руками стабилизатора напряжения в доме требует особого внимания, так как при неправильном монтаже в худшем случае прибор выйдет из строя, в худшем — произойдет возгорание. Рекомендации при самостоятельном монтаже следующие:
- Необходимо выбрать сухую и хорошо вентилируемую комнату, так как самая частая причина выхода оборудования из строя — образование в его корпусе конденсата;
- Если изделие устанавливается в нише, то окружающие его отделочные материалы должны быть пожаробезопасными (металл, стекло, кирпич и так далее);
- Между самой техникой и стенками следует соблюсти зазор не меньше чем в 10 см;
- Если установка производится к стене, то подставка или анкера должны быть достаточно крепкими, чтобы выдержать вес стабилизатора.
Установка стабилизатора напряжения электриком
Установку стабилизатора напряжения должен производить квалифицированный электрик
Не пробуйте сами! Не зная элементарных мер предосторожности при работе с электричеством может привести к опасным последствиям
Подключение однофазного стабилизатора
Данная схема подходит для любых однофазных стабилизаторов напряжения.
Перед началом работ обесточьте оборудование. В распределительном щите разрывается фазный провод. Провод поступающий с входного автомата подать на вход стабилизатора напряжения. Мощность данного автомата должна быть не меньше мощности стабилизатора.
Выходной провод со стабилизатора напряжения подается в нагрузку. Нулевой провод добавляется на клеммную колодку или скрутку. В стабилизаторах других производителей используется четыре провода для подключения. Это подается ноль на вход стабилизатора напряжения, и ноль с выхода.
Перед включением проверьте правильность соединения проводов. Обесточьте нагрузку (отключив распределительные автоматы, если их нет, то выключить все приборы из розеток). Включите стабилизатор напряжения. Проверьте питание на входе стабилизатора и на выходе.
Если напряжение в пределах паспортных характеристик стабилизатора напряжения, то подключить нагрузку. После подключения нагрузки проверьте уровень нагрузки.
Чтобы мощность нагрузки не превышала мощности стабилизатора напряжения. Раз в год необходимо подтягивать винтовые и болтовые соединения. Плохой контакт или плохо затянутый контакт, может привести к выходу из строя изоляции провода или к пожару.
Подключение трехфазного стабилизатора
Трехфазные стабилизаторы отличаются от однофазных лишь количеством линий стабилизации.
Фактически вы можете использовать три однофазных прибора (одного типа и мощности), соединив их параллельно друг другу (по фазам) и последовательно для потребителя, к ним подключаемого.
Нейтральные клеммы на входе соединяются друг с другом. То же самое делается на выходе. В результате получается, что и в сторону сети, и в сторону потребителя приборы подключены по схеме «звезда».
После включения трехфазного стабилизатора в сеть, обязательно проверьте выходные напряжения. Они должны соответствовать паспортным характеристикам. Обязательно проводите профилактику винтовым или болтовым соединениям проводов.
