Меню

Схема стабилизатора напряжения 220 вольт симистор

Схема стабилизатора напряжения 220 вольт симистор

Симисторный стабилизатор сетевого напряжения

Автор: Рашид Айдиев, rashid.aidiev@mail.ru
Опубликовано 17.09.2014
Создано при помощи КотоРед.
Участник Конкурса «Поздравь Кота по-человечески 2014»

Также присоединяюсь к поздравлениям в адрес нашего дорогого Кота. Здоровья и процветания желаю.

В честь такого знаменательного события, решил и я внести свою лепту в содержание сайта, информацией которого пользуюсь постоянно на протяжении уже 2х лет. Это моя первая статья, надеюсь не последняя.

Этим летом возникла необходимость в стабилизаторе сетевого напряжения, т.к. ее значение в дневное и ночное время опускалось до 160 вольт, а по утрам нередко достигала 230 вольт и выше. Изменения эти носят плавный характер и зависят от загруженности электрических сетей. Современная техника в принципе допускает работу в большом диапазоне входных напряжений, но УПС компьютера переходит на батарейное питание при опускании ниже 170 вольт, также туго приходится холодильнику. Возвращаться к одному мощному релейному стабилизатору не хотелось (валяется после года эксплуатации со сгоревшими контактами реле) и было решено собрать 2 стабилизатора. Для компьютера я сконструировал стабилизатор на малогабаритных реле с расчетом где то на 300 вт. Но для холодильника хотелось чего то нового. Было решено использовать для этих целей симисторы BTA24-600 которые валялись у меня без дела. Опыта работы у меня с симисторами/тиристорами не было, поэтому пришлось пользоваться литературой, также помогли ребята на форуме.

Принцип работы стабилизатора состоит в включении последовательно с нагрузкой обмоток вольтодобавочного трансформатора. Регулирование решил сделать по выходному напряжению и установил рамки 210-230 вольт. При выходе за эти рамки последовательно переключаются обмотки в зависимости от направления. Бвло решено сделать три обмотки на повышение по 15 вольт, один выход прямой и один понижающий также на 15 вольт.

Управление я решил доверить Атмеге8 и моему коду. Код написан на уровне начинающего (каким я являюсь уже год) так что прошу не пинать.

Так как оптосимисторы применены без zero kross и для того чтоб исключить одновременное открытие 2 симисторов применены 2 детектора перехода сетевого напряжения через нуль: входного и выходного. Реализовано это на компараторах LM358.

При включении стабилизатора в сеть происходит сперва задержка включения на 2 минуты, по истечении которых, включается симистор соответственно входному напряжению и устанавливается первоначальное выходное напряжение. Далее выходное напряжение корректируется последовательным переключением обмоток с частотой около 1 сек.Если выходное напряжение выйдет за пределы 160-250в устройство обесточивает нагрузку на 3 минуты, при этом на индикаторе сперва высвечивается Err, и со 120 сек идет обратный отсчет. Далее все повторяется.

При получении команды на переключение система ждет перехода через нуль входного напряжения. Получив сигнал об этом система отключает включенный симистор и начинает ждать нуль на выходе и 1 на входе, что будет говорить о том что нагрузка выключена. И только после этого даем команду на включение следующего симистора. Такой алгоритм позволяет работать и на индуктивную нагрузку, где может иметь место сдвиг фаз. Максимум можем потерять полупериод напряжения при переключении. На деле срыва синусоиды я не не наблюдаю.

Теперь подробно о сборке:

Сперва надо определится с трансформатором. Здесь каждый идет по своему пути. Подробно на процессе изготовления и расчете трансформатора я останавливаться не буду, скажу лишь что свой я мотал на торе, ориентировочно на 180 вт габаритной мощности. На него было намотано около 1000 витком провода 0.45 с межслойной изоляцией малярной лентой и пропиткой лаком. Вольтодобавочные обмотки по 70 витков провода 1 мм и одна обмотка для питания схемы 60 витков.

Убедившись в нормальной работе работе транса ( ток ХХ и напряжения с вольтодобавочных обмоток) травим и собираем плату управления .

Схема тактируется кварцем 14,3 Мгц выпаянным с материнской платы. Не забываем впаять конденсаторы. Фьюзы настраваем на внешний кварц, высокую частоту. Прошиваем ее сперва версией прошивки темр ( она без защит) и переходим к кропотливой настройке показаний входных и выходных напряжений путем подбора соостветсвующих резисторов. Обратите внимание что входное напряжение я измеряю с обмотки питания схемы. Сперва необходимо настроить резисторы в детекторах нуля с целю получения логического нуля длительностью около 1 мс при переходе синусоиды через нуль.

Затем работаем с силовой платой

Обратите внимание, что симисторы я развел зеркально и также собрал, что явилось причиной смерти 2 симисторов. Запивать симисторы на моей печатке надо со стороны печатных проводников.

Далее размещаем все в корпусе, Разбираемся с фазированием обмоток и подсоединяем все соединения. Обратите внимание что 3 обмотки включаются как повышающие и одна как понижающая. Для этого ее включаем в противофазе.

В качестве корпуса я выбрал от БП-АТХ. На снование его приварен болт, которым прижимается трансформатор.


Также покрыл корпус сверху черной самоклейкой

Стабилизатор работает у меня около недели. Проблемы не выявлены, нагрев абсолютно отсутствует.

Читайте также:  Транзисторные преобразователи постоянного напряжения генератор роэра

Внимание:

Устройство предлагается «как есть»!

Ответственности за возможный причиненный ущерб здоровью, имуществу не несу!

Не является устройством защиты от внезапных перепадов сети!

Сборка устройства предполагает наличие у сборщика определенных знаний, умений в радиотехнике. Устройство гальванически связано с сетью. Также при настройке подключайте последовательно с лампочкой 60 вт.

Источник

Стабилизированный регулятор напряжения для нагрузки на 220В

Предлагаемый симисторный регулятор напряжения позволяет не только регулировать, но и стабилизировать выходное напряжение (а значит, и мощность) на постоянной нагрузке.

Регулятор обеспечивает поддержание выходного напряжения с точностью 5% при изменении входного напряжения на 50%.

Схема

Электрическая схема регулятора приведена на рис.1. Регулятор стабилизированного напряжения содержит симистор VS1, узел временной (фазовой) задержки, компенсирующую цепь и источник питания.

Электрическая схема регулятора

Рис. 1. Электрическая схема регулятора.

С помощью компенсирующей цепочки R1, С1 к напряжению стабилитрона VD2 добавляется величина, пропорциональная питающему напряжению. Эта сумма и является межбазовым напряжением VТ1.

Тогда уменьшение питающего напряжения снижает напряжение питания транзистора VТ1 и вызывает уменьшение временной задержки, а выходное напряжение не изменится.

Нижняя граница стабилизации достигает в момент, когда питающее напряжение равно заданному выходному. Регулятором R3 регулируется выходное напряжение.

Детали

Конденсатор С1 — К50-16, С2 — К73-17. Трансформатор на сердечнике Ш5х6, первичная обмотка содержит 40 витков, а вторичная — 50 витков провода ПЭЛ-0,2.

VT1 — однопереходный транзистор, КТ117Б.

Цоколевка транзистора КТ117, обозначение на схемах и фото

Рис. 2. Цоколевка транзистора КТ117, обозначение на схемах и фото.

Наладка

Для налаживания регулятора необходимо включить в сеть с нагрузкой через автотрансформатор и параллельно нагрузке включить вольтметр.

Изменяя напряжение на входе регулятора, переменным резистором R1 добиваются минимального изменения напряжения на нагрузке.

При наладке необходимо соблюдать меры безопасности, так как элементы регулятора гальванически связаны с сетью.

В. Яковлев, UT5WK. РМ-02-17.

  • PCBWay — всего $5 за 10 печатных плат, первый заказ для новых клиентов БЕСПЛАТЕН.
  • Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет.
  • Проекты с открытым исходным кодом — доступ к тысячам открытых проектов в сообществе PCBWay!

  • AMS1117-xx — низковольтные интегральные стабилизаторы напряжения, справочник
  • Схема выключателя освещения, реагирующего на звук (К561ИЕ16, NE5534N)
  • Регулируемые интегральные стабилизаторы напряжения, параметры и характеристики
  • Импульсный преобразователь напряжения с 12В на 220В 50Гц

Собрал схему. Не работает. Грешу на трансформатор. Трансформатор переделывал 3 раза. Когда пытаюсь тестером померять напряжение на управляющем выводе симистора, то лампа нагрузки начинает помаргивать какие-то доли секунды. Прошу совета.

Евгений, проверьте монтаж схемы, прозвоните тестером диод, убедитесь что транзистор подключен правильно.
На схеме точками показаны начала и концы катушек трансформатора Т1, подключать их нужно в соответствии, иначе схема не заработает. Попробуйте поменять местами выводы одной из обмоток если не знаете верно ли был подключен трансформатор.

Здравствуйте. Спасибо за совет. Детали проверил, все рабочие. Но когда проверял транзистор(собирал всякие генераторы, схемки), чтобы понять как он работает, выяснилось что важно правильно подключить базы. Поставил транзистор на место, согласно вышеприведенной схеме. Менял концы обмоток, намотал новый трансформатор на феррит. кольце. Все без толку. Потом вспомнил про танцы с бубном вокруг транзистора, и поменял базы местами. И вот оно Счастье. Правда пока использовал лампочку. Завтра принесу автотрансформатор, подключу тэн и посмотрим как работает стабилизация.
А по поводу схемы: или там опечатка по расположению транзистора, или я ищу обозначения и распиновку не в тех местах. С уважением, Евгений.

Евгений, спасибо за то что отписались о результатах. Указали в статье номинал однопереходного транзистора, привели его цоколевку и фото. На схеме изменили подключение баз.

База 2 на должна идти к плюсу питания. В интернете много схем на основе КТ117, где базы перепутаны местами.

Если не удается достать однопереходный транзистор КТ117, то можно собрать его эквивалент на двух транзисторах — КТ315 и КТ361:

Источник



Схема стабилизатора напряжения 220в своими руками

Бытовые устройства чувствительны к скачкам напряжения, быстрее подлежат износу, и появляются неисправности. В электрической сети напряжение часто изменяется, снижается, либо возрастает. Это взаимосвязано с отдаленностью источника энергии и некачественной линии питания.

Чтобы подключать приборы к устойчивому питанию, в жилых помещениях применяют стабилизаторы напряжения. На его выходе напряжение обладает стабильными свойствами. Стабилизатор можно приобрести в торговой сети, однако такой прибор можно изготовить своими руками.

Имеются допуски на изменение напряжения не более 10% от номинального значения (220 В). Это отклонение должно быть соблюдено как в большую сторону, так и в меньшую. Но идеальной электрической сети не бывает, и величина напряжения в сети часто меняется, усугубляя тем самым работу подключенных к ней устройств.

Электрические приборы отрицательно реагируют на такие капризы сети и могут быстро выйти из строя, потеряв при этом свои заложенные функции. Чтобы избежать таких последствий, люди применяют самодельные приборы под названием стабилизаторы напряжения. Эффективным стабилизатором стал прибор, выполненный на симисторах. Как сделать стабилизатор напряжения своими руками мы и рассмотрим.

Читайте также:  100 квт какое напряжение

Характеристика стабилизатора

Это устройство стабилизации не будет иметь повышенную чувствительность к изменениям напряжения, подающегося по общей линии. Сглаживание напряжения будет производиться в том случае, если на входе напряжение будет находиться в пределах от 130 до 270 вольт.

Включенные в сеть устройства будут питаться напряжением, имеющим величину от 205 до 230 вольт. От такого прибора можно будет питать электрические устройства, суммарная мощность которых до 6 кВт. Стабилизатор будет производить переключение нагрузки потребителя за 10 мс.

Устройство стабилизатора

Схема устройства стабилизации.

Стабилизатор напряжения по указанной схеме имеет в своем составе следующие части:

  1. Питающий блок, в который входят емкости С2, С5, компаратор, трансформатор, теплоэлектрический диод.
  2. Узел, задерживающий подключение нагрузки потребителя, и состоящий из сопротивлений, транзисторов, емкости.
  3. Выпрямительного моста, измеряющего амплитуду напряжения. Выпрямитель состоит из емкости, диода, стабилитрона, нескольких делителей.
  4. Компаратора напряжения. Его составными частями являются сопротивления и компараторы.
  5. Логического контроллера на микросхемах.
  6. Усилителей, на транзисторах VТ4-12, резисторов, ограничивающих ток.
  7. Светодиодов в качестве индикаторов.
  8. Оптитронных ключей. Каждый из ник снабжается симисторами и резисторами, а также оптосимисторами.
  9. Электрического автомата, либо предохранителя.
  10. Автотрансформатора.

Принцип действия

После подключения питания емкость С1 находится в состоянии разряда, транзистор VТ1 открытый, а VТ2 закрытый. VТ3 транзистор также остается закрытым. Через него поступает ток на все светодиоды и оптитрон на основе симисторов.

Так как этот транзистор пребывает в закрытом состоянии, то светодиоды не горят, а каждый симистор закрыт, нагрузка выключена. В этот момент ток поступает через сопротивление R1 и приходит на С1. Дальше конденсатор начинает заряжаться.

Диапазон выдержки идет три секунды. За этот период производятся все процессы перехода. После их окончания срабатывает триггер Шмитта на основе транзисторов VТ1 и VТ2. После этого открывается 3-й транзистор и подключается нагрузка.

Напряжение, выходящее с 3-й обмотки Т1, выравнивается диодом VD2 и емкостью С2. Далее ток поступает на делитель на сопротивлениях R13-14. Из сопротивления R14, напряжение, величина которого прямо зависит от величины напряжения, включена в каждый неинвертирующий компараторный вход.

Число компараторов становится равным 8. Они все выполнены на микросхемах DА2 и DА3. В то же время на инвертируемый вход компараторов подходит постоянный ток, подающийся с помощью делителей R15-23. Дальше вступает в действие контроллер, осуществляющий прием входного сигнала каждого компаратора.

Стабилизатор напряжения и его особенности

Когда напряжение входа становится меньше 130 вольт, то на выходах компараторов появляется логический уровень малого размера. В этот момент транзистор VТ4 находится в открытом виде, первый светодиод мигает. Эта индикация сообщает о наличии низкого напряжения, что означает невозможность выполнения регулируемым стабилизатором своих функций.

Все симисторы закрытии и нагрузка отключена. Когда напряжение находится в пределах 130-150 вольт, то сигналы 1 и А имеют свойства высокого значения логического уровня. Такой уровень имеет низкое значение. В таком случае транзистор VТ5 открывается, и начинает сигнализировать второй светодиод.

Оптосимистор U1.2 открывается, так же, как и симистор VS2. Через симистор будет протекать нагрузочный ток. Затем нагрузка зайдет в верхний вывод катушки автотрансформатора Т2.

Если напряжение входа 150 – 170 В, то сигналы 2, 1 и В имеют повышенное значение логического уровня. Другие сигналы имеют низкий уровень. При таком напряжении входа транзистор VТ6 открывается, 3-й светодиод включается. В этот момент 2-й симистор открывается и ток поступает на второй вывод катушки Т2, являющийся 2-м сверху.

Собранный самостоятельно стабилизатор напряжения на 220 вольт будет соединять обмотки 2-го трансформатора, если уровень напряжения входа достигнет соответственно: 190, 210, 230, 250 вольт. Чтобы сделать такой стабилизатор, необходима печатная плата 115 х 90 мм, изготовленная из фольгированного стеклотекстолита.

Изображение платы можно отпечатать на принтере. Затем с помощью утюга переносят это изображение на плату.

Изготовление трансформаторов

Изготовить трансформаторы Т1 и Т2 можно самостоятельно. Для Т1, мощность которого 3 кВт, необходимо применить магнитопровод с поперечным сечением 1,87 см 2 , и 3 провода ПЭВ – 2. 1-й провод диаметром 0,064 мм. Им наматывают первую катушку, с количеством витков 8669. Другие 2 провода применяются для образования остальных обмоток. Провода на них должны быть одного диаметра 0,185 мм, с числом витков 522.

Чтобы не изготавливать самому такие трансформаторы, можно применить готовые варианты ТПК – 2 – 2 х 12 В, соединенные последовательно.

Стабилизатор напряжения 220в для дома своими руками схема

Чтобы изготовить трансформатор Т2 на 6 кВт, применяют магнитопровод тороидальной формы. Обмотку наматывают проводом ПЭВ – 2 с числом витков 455. На трансформаторе необходимо вывести 7 отводов. Первые 3 из них наматываются проводом 3 мм. Остальные 4 отвода наматываются шинами сечением 18 мм 2 . С таким сечением провода трансформатор не нагреется.

Отводы выполняют на таких витках: 203, 232, 266, 305, 348 и 398. Витки считают с нижнего отвода. В этом случае электрический ток сети должен поступать по отводу 266 витка.

Читайте также:  Стабилизатор напряжения олень ссср

Детали и материалы

Остальные элементы и детали стабилизатора для самостоятельной сборки приобретаются в торговой сети. Перечислим их перечень:

  1. Симисторы (отптроны) МОС 3041 – 7 шт.
  2. Симисторы ВТА 41 – 800 В – 7 шт.
  3. КР 1158 ЕН 6А (DА1) стабилизатор.
  4. Компаратор LМ 339 N (для DА2 и DА3) – 2 шт.
  5. Диоды DF 005 М (для VD2 и VD1) – 2 шт.
  6. Резисторы проволочные СП 5 или СП 3 (для R13, R14 и R25) – 3 шт.
  7. Резисторы С2 – 23, с допуском 1% – 7 шт.
  8. Резисторы любого номинала с допуском 5% – 30 шт.
  9. Резисторы токоограничивающие – 7 шт, для пропускания ими тока 16 миллиампер (для R 41 – 47) – 7 шт.
  10. Конденсаторы электролитические – 4 шт (для С5 – 1).
  11. Конденсаторы пленочные (С4 – 8).
  12. Выключатель, оснащенный предохранителем.

Оптроны МОС 3041 заменяются на МОС 3061. КР 1158 ЕН 6А стабилизатор можно менять на КП 1158 ЕН 6Б. Компаратор К 1401 СА 1 можно установить в качестве аналога LM 339 N. Вместо диодов можно использовать КЦ 407 А.

Микросхему КР 1158 ЕН 6А надо устанавливать на теплоотвод. Для его изготовления применяют алюминиевую пластинку 15 см 2 . Также на него необходимо установить симисторы. Для симисторов допускается применять общий теплоотвод. Площадь поверхности должна превышать 1600 см 2 . Стабилизатор необходимо снабдить микросхемой КР 1554 ЛП 5, выступающей в качестве микроконтроллера. Девять светодиодов располагаются так, что попадают в отверстия на панели прибора спереди.

Если устройство корпуса не дает установить их таким образом, как на схеме, то их размещают на другой стороне, где расположены печатные дорожки. Светодиоды необходимо устанавливать мигающего типа, но можно монтировать и немигающие диоды, при условии, что они будут светиться ярким красным светом. Для таких целей применяют АЛ 307 КМ или L 1543 SRC – Е.

Можно выполнить сборку более простых исполнений приборов, но они будут иметь определенными особенностями.

Достоинства и недостатки, отличия от заводских моделей

Если перечислять достоинства стабилизаторов, изготовленных самостоятельно, то основным достоинством является низкая стоимость. Производители приборов часто завышают цены, а своя сборка в любом случае обойдется меньшей стоимостью.

Другим преимуществом можно определить такой фактор, как возможность простого ремонта своими руками устройства, Ведь кто, если не вы знаете лучше устройство, собранное своими руками.

В случае поломки хозяин прибора сразу найдет неисправный элемент и заменит его на новый. Простая замена деталей создается таким фактором, что все детали приобретались в магазине, поэтому их можно будет легко снова купить в любом магазине.

Недостатком самостоятельно собранного стабилизатора напряжения необходимо выделить его сложную настройку.

Простейший стабилизатор напряжения своими руками

Рассмотрим, каким образом можно изготовить самостоятельно стабилизатор на 220 вольт собственными руками, имея под рукой несколько простых деталей. Если в вашей электрической сети напряжение значительно снижено, то такой прибор подойдет вам как нельзя кстати. Чтобы его изготовить, понадобится готовый трансформатор, и несколько простых деталей. Лучше взять такой пример прибора себе на заметку, так как получается неплохое устройство, обладающее достаточной мощностью, например, для микроволновки.

Для холодильников и различных других бытовых устройств понижение напряжения сети очень вредно, больше чем повышение. Если поднять величину напряжения сети, применяя автотрансформатор, то во время уменьшения напряжения сети на выходе прибора напряжение будет нормальной величины. А если в сети напряжение станет в норме, то на выходе мы получим повышенное значение напряжения. Например, возьмем трансформатор на 24 В. При напряжении на линии 190 В на выходе устройства получится 210 В, при значении сети 220 В на выходе получится 244 В. Это вполне допустимо и нормально для работы бытовых устройств.

Стабилизатор напряжения 220в для дома своими руками схема

Для изготовления нам понадобится основная деталь – это простой трансформатор, но не электронный. Его можно найти готовый, либо изменить данные на уже имеющемся трансформаторе, например, от сломанного телевизора. Трансформатор будем соединять по схеме автотрансформатора. Напряжение на выходе будет получаться примерно на 11% выше напряжения сети.

При этом нужно соблюдать осторожность, так как во время значительного перепада напряжения в сети в большую сторону, на выходе устройства получится напряжение, которое значительно превышает допустимую величину.

Автотрансформатор будет добавлять к напряжению линии сети всего 11%. Это значит, что мощность автотрансформатора берется также на 11% от мощности потребителя. Например, мощность микроволновки равна 700 Вт, значит трансформатор берем 80 Вт. Но лучше брать мощность с запасом.

Регулятор SA1 дает возможность, если нужно, подсоединять нагрузку потребителя без автотрансформатора. Конечно, это не полноценный стабилизатор, но зато для его изготовления не требуется больших вложений и много времени.

Источник