Как сделать блок питания из стабилизатора напряжения

Обновлено: 21.11.2024

Введение: самодельный стабилизатор напряжения для сети переменного тока

Часто видно, что напряжение питания от сети в значительной степени выходит за пределы указанного диапазона. Ниже представлен самодельный стабилизатор напряжения на 230 В с готовыми платами электроники.

Шаг 1. Карточки с дисплеем и разъемами

Состоит из 2-х карт. Одна плата управления, на обратной стороне которой 7-сегментный дисплей. Все разъемы также указаны как на картинке.

Шаг 2. Диапазон ввода и вывода

Диапазон входного переменного напряжения от 140 до 280 В переменного тока. Регулируемое выходное напряжение для обеспечения напряжения в диапазоне 200–245 В переменного тока. Коррекция напряжения в пределах 10–20 м. С. Работа реле при переходе тока через нуль для обеспечения надежности и бесперебойной работы. Интеллектуальная задержка времени на выходе для защиты подключенной нагрузки. Сеть под напряжением и отключение перенапряжения для защиты подключенной нагрузки. (У/В – 250 В)

Минимальная проводка, необходимая для сборки своими руками. Одна печатная плата с установленными от 3 до 4 реле 25A для мощности более 1 кВА (реле 6A для любой мощности ниже 1 кВА) и схема управления с 3-разрядным семисегментным светодиодным дисплеем – I/P, выходное напряжение, таймер, ток нагрузки и т. д. как изображение. Все детали подключения с разъемами предоставляются для карт.

Шаг 3. Дизайн трансформера

Все, что нужно сделать, это изготовить трансформатор в соответствии с данными, приведенными в таблице, а затем подобрать подходящий корпус для размещения всех элементов, чтобы придать ему законченный вид.

Требуемый трансформатор должен быть изготовлен по таблице

Напряжения основной обмотки: - 0 – 141 – 168 – 200 В Обмотка запуска 0 – 9,5 – 19 В

В этой статье мы узнаем, как сделать 2-релейную или двухступенчатую схему стабилизатора напряжения для управления и регулирования сетевого напряжения 220 В или 120 В с помощью простой схемы.

Введение

В этой схеме стабилизатора мощности одно реле подключено для выбора высокого или низкого отвода от трансформатора стабилизатора при определенном уровне напряжения; тогда как второе реле поддерживает нормальное напряжение сети включенным, но в момент колебания напряжения оно переключается и выбирает соответствующий ГОРЯЧИЙ отвод через контакты первого реле.

Обсуждаемая здесь простая схема стабилизатора питания очень проста в сборке, но при этом способна обеспечить двухступенчатую коррекцию входной сети.

С использованием принципиальных схем также обсуждался простой метод преобразования обычного трансформатора в стабилизирующий трансформатор.

Схема работы

Как показано на соседнем рисунке, всю работу схемы можно понять по следующим пунктам:

Это переключение позволяет этому реле выбирать соответствующим образом обусловленное напряжение от другого реле через свои размыкающие контакты.

Как подключить контакты реле

Как собрать схему

Конструкция этой схемы очень проста. Это можно сделать, выполнив следующие действия:

Отрежьте небольшой кусок картона общего назначения (примерно 10 на 5 мм).

Начните сборку, сначала вставив транзисторы, оставив достаточно места между ними, чтобы другие транзисторы можно было разместить вокруг каждого из них. Припаяйте и отрежьте их выводы.

Затем вставьте остальные компоненты и соедините их друг с другом и с транзисторами пайкой. Воспользуйтесь схемой, чтобы определить их правильную ориентацию и размещение.

Наконец, закрепите реле, чтобы завершить сборку платы.

На следующей странице рассматривается конструкция трансформатора стабилизатора мощности и процедура тестирования. После завершения этих процедур вы можете интегрировать проверенную сборку схемы в соответствующие трансформаторы.

После этого всю установку можно поместить в прочный металлический корпус и установить для необходимых операций.
Список деталей

R1, R2, R3 = 1K, 1/4 Вт,

P1, P2, P3 = 10K, ЛИНЕЙНЫЕ ПРЕДУСТАНОВКИ,

Z1, Z2, Z3 = 3 В, 400 мВт ЗЕНЕРСКИЙ ДИОД,

T1, T2,T3 = BC 547B,

RL1, RL2= РЕЛЕ 12 В, SPDT, 400 ОМ,

TR2 = 25-0-25 Вольт, 5 А. С РАЗЪЕМНЫМ ЦЕНТРАЛЬНЫМ ОТВОДОМ, ОБЩЕЙ ПЛАТЕ, МЕТАЛЛИЧЕСКИМ КОРПУСОМ, СЕТЕВЫМ ШНУРОМ, РОЗЕТКОЙ, ДЕРЖАТЕЛЕМ ПРЕДОХРАНИТЕЛЯ И Т.Д.

Как превратить обычный трансформатор в трансформатор-стабилизатор

Трансформаторы стабилизаторов обычно изготавливаются на заказ и недоступны на рынке в готовом виде. Поскольку от них требуется несколько отводов сетевого переменного напряжения (высокого и низкого), а также поскольку они специфичны для конкретного приложения, становится очень сложно приобрести их в готовом виде.

Настоящая схема также нуждается в трансформаторе регулятора мощности, но для простоты конструкции можно использовать простой метод преобразования обычного трансформатора источника питания в трансформатор стабилизатора напряжения.

Как показано на рисунке, здесь нам нужен обычный трансформатор с номиналом 25-0-25/5 А. Центральный отвод должен быть разделен, чтобы вторичная обмотка могла состоять из двух отдельных обмоток. Теперь осталось только подключить первичные провода к двум вторичным обмоткам, как показано на схеме.

Таким образом, следуя описанной выше процедуре, вы сможете успешно преобразовать обычный трансформатор в стабилизирующий трансформатор, что очень удобно для данного приложения.

Как настроить устройство

Для процедуры настройки вам потребуется переменный источник питания 0–24 В/500 мА. Его можно выполнить, выполнив следующие действия:

Поскольку мы знаем, что колебания напряжения сети переменного тока всегда будут создавать пропорциональную величину колебаний напряжения постоянного тока от трансформатора, мы можем предположить, что для входных напряжений 210, 230 и 250 соответственно полученные эквивалентные напряжения постоянного тока должны быть 11,5 , 12,5 и 13,5 соответственно.

Теперь настройка соответствующих пресетов становится очень простой в соответствии с указанными выше уровнями напряжения.

  • Первоначально оставьте оба трансформатора TR1 и TR2 отключенными от цепи.
  • Держите ползунок P1, P2 и P3 примерно посередине.
  • Подключите внешний регулируемый источник питания к цепи. Отрегулируйте напряжение примерно до 12,5 В.
  • Теперь медленно начните регулировать P3, пока не активируется RL2.
  • Уменьшите напряжение питания примерно до 11,5 В (RL2 при этом должен отключиться), отрегулируйте P1 так, чтобы RL1 просто отключился.
  • Постепенно увеличивайте подачу примерно до 13,5 – это должно заставить RL1 и RL2 срабатывать один за другим, указывая на правильность вышеуказанных настроек.
  • Теперь медленно отрегулируйте P2, чтобы RL1 снова отключился при этом напряжении (13.5).
  • Подтвердите указанные выше настройки, изменяя входное напряжение от 11,5 до 13,5 В и обратно. Вы должны получить следующие результаты:
  • RL1 должен деактивироваться при уровне напряжения 11,5 и 13,5 В, но должен оставаться активным в промежутке между этими значениями напряжения. RL2 должен включаться выше 12,5 и выключаться ниже 12 вольт.

Процедура настройки завершена.

Окончательная конструкция этого блока регулятора мощности может быть завершена путем соединения тестируемой цепи с соответствующими трансформаторами и сокрытия всей секции внутри хорошо вентилируемого металлического корпуса, как было предложено на предыдущей странице.

Автоматические регуляторы напряжения поддерживают постоянный уровень напряжения для нагрузок электрического оборудования, которым требуется стабильное и надежное электроснабжение. Имея на выбор различные инструменты регулирования напряжения, может быть сложно выбрать лучший для нагрузки вашего оборудования. Важно знать, что искать в автоматическом регуляторе напряжения; в противном случае пострадает ваше оборудование, что будет стоить вам времени и денег. Ниже мы перечисляем пять основных характеристик высококачественного автоматического регулятора напряжения, чтобы помочь вам найти наилучшее решение для вашего приложения.

Что такое автоматический регулятор напряжения?

Автоматический регулятор напряжения (АРН) – это электронное устройство, поддерживающее постоянный уровень напряжения на электрическом оборудовании при одной и той же нагрузке. АРН регулирует колебания напряжения, обеспечивая стабильное и надежное электроснабжение. Без автоматического регулятора напряжения напряжение может проседать, всплески или скачки, что может привести к повреждению электрических устройств.

Когда использовать автоматический регулятор напряжения или проводники?

Обычно автоматические регуляторы напряжения работают там, где регулирование напряжения не может быть достигнуто путем изменения размера проводника или источника. В электрическом оборудовании, таком как генераторы переменного тока, нагрузка может внезапно переключаться. В этом случае система возбуждения также должна измениться, чтобы обеспечить постоянное напряжение при новых условиях нагрузки. Автоматический регулятор напряжения работает в поле возбудителя и изменяет выходное напряжение возбудителя и ток возбуждения.

Выбираете автоматический регулятор напряжения? Загрузите наше руководство по выбору приложений:

Как выбрать автоматический регулятор напряжения?

Ниже мы перечисляем пять основных характеристик высококачественного автоматического регулятора напряжения, чтобы помочь вам найти наилучшее решение для вашего приложения.

1. Регулировка напряжения

Оптимальное регулирование напряжения достигается, когда значение напряжения эквивалентно всем нагрузкам электрооборудования. На регулирование напряжения могут влиять несколько факторов, в том числе размер и тип проводов и кабелей, реактивное сопротивление трансформатора и кабели, пускатель двигателя, схема и коэффициент мощности. Независимо от этих потенциальных препятствий, регулировка напряжения должна выбираться с точностью ±1%. Это требование устраняет проблемы с трехфазным дисбалансом и сводит к минимуму отклонения напряжения.

2. Диапазон входного напряжения

Первым шагом в выборе наилучшего автоматического регулятора напряжения является указание диапазона входного напряжения. Диапазон входного напряжения должен быть широким и сдвинутым, потому что линейные напряжения падают больше, чем растут. Эта функция допускает более низкую коррекцию, а не высокую коррекцию. Это также позволяет автоматическому регулятору напряжения быть более настраиваемым для понижения или повышения напряжения, обеспечивая максимальную коррекцию напряжения в экстремальных случаях.

3. Низкий импеданс

Импеданс – это сопротивление компонента протеканию электрического тока, измеряемое в омах. Целью автоматического регулятора напряжения является достижение низкого импеданса. Взаимодействие между током нагрузки и импедансом источника может привести к низкому напряжению, гармоническим искажениям и дисбалансу напряжения. В идеале ваш автоматический регулятор напряжения избегал бы всего этого, если бы имел низкое полное сопротивление.

4. Загрузка совместимости

Решения по регулированию напряжения должны быть совместимы с указанной нагрузкой, чтобы обеспечить ее работу и не мешать работе других нагрузок, подключенных к тому же источнику питания. Высокоэффективные автоматические регуляторы напряжения должны работать с нагрузками с высокими пусковыми токами, всеми коэффициентами мощности и высокими коэффициентами амплитуды. Чтобы предотвратить нестабильность, скорость отклика регулятора должна быть рассчитана на работу с электронными блоками питания, используемыми в большей части современного оборудования.

5. Точность напряжения

Основная задача автоматического регулятора напряжения – повысить точность уровней напряжения, но каков оптимальный уровень точности для вашего приложения? Точность напряжения зависит от требований критической нагрузки. Как правило, автоматические регуляторы напряжения работают в цепях, где регулирование напряжения не может быть достигнуто путем изменения размера проводника. Перечисленные выше пять характеристик имеют решающее значение для надежной работы автоматического регулятора напряжения в требовательных приложениях. В приложениях, где импульсы напряжения, всплески и переходные процессы вызывают серьезную озабоченность, вы также должны рассматривать подавление переходных процессов как критически важную функцию.

Регуляторы напряжения помогают контролировать или регулировать напряжение с помощью электрических устройств, таких как блоки питания переменного тока. Источники питания переменного тока имеют колебания, возникающие в результате размыкания или замыкания выключателей или молнии. Стабилизаторы напряжения постоянного тока обеспечивают эталонное напряжение, которое помогает стабилизировать эти колебания.

Чтобы сделать стабилизатор постоянного напряжения, используйте линейный монолитный стабилизатор на ИС. Они легкие, недорогие и способны выдавать стабильное опорное напряжение. Они также относительно прочны для своего размера. Регуляторы напряжения на ИС имеют три клеммы или контакта, которые обычно подключаются к конденсаторам для контроля пульсаций или колебаний.

Определите требования к выходному напряжению и мощности, которые вам нужны, и на этой основе выберите регулятор напряжения на ИС. Например, если требуется пять вольт, выберите стабилизатор напряжения LM7805, который имеет выходное напряжение пять вольт. Микросхема LM7806 имеет выходное напряжение шесть вольт. Оба могут выдерживать токи нагрузки до одного ампера.

Используйте техпаспорт и изучите технические характеристики и распиновку IC-регулятора. Для серии 78xx требуется, чтобы входное напряжение было на первом контакте, а выходное — на втором.Поскольку при включении в цепь происходит падение напряжения на два-три вольта, входное напряжение должно быть на два-три вольта больше, чем выходное.

Подключите положительный конец источника питания к одному концу конденсатора на 0,22 мкФ. При необходимости можно использовать конденсатор большей емкости.

Подключите один контакт регулятора IC к той же стороне конденсатора, которая подключена к источнику питания. Подключите свободный конец конденсатора к земле.

Добавьте провод и соедините третий контакт с землей. Третий контакт обычно подключается напрямую к земле, хотя иногда для регулировки выходного напряжения используется резистор.

Добавьте конденсатор емкостью 0,1 мкФ, подключив один конец к контакту два, а другой конец к земле. Подключите отрицательную сторону источника питания к цепи.

Включите питание. Поместите мультиметр на постоянное напряжение и измерьте выходной сигнал со второго контакта. Величина должна приблизительно соответствовать эталонному напряжению стабилизатора ИС, например, пять или шесть вольт.

Вещи, которые вам понадобятся

  • Стабилизатор напряжения на ИС серии 78xx
  • Технические характеристики микросхем 78xx
  • Конденсатор 0,1 мкФ
  • Конденсатор 0,22 мкФ
  • 12-вольтовый источник питания
  • Цифровой мультиметр

Монолитным микросхемам могут потребоваться внешние радиаторы, чтобы избежать перегрева.

Емкость конденсаторов, используемых для контроля пульсаций, может варьироваться, например, от 0,1 до 1 микрофарад, в зависимости от требований схемы.

Предупреждения

Полупроводники — это чувствительные устройства; не превышайте номинальные значения мощности, тока и температуры, указанные производителем.

Всегда соблюдайте осторожность при построении электрических цепей, чтобы не обжечься и не повредить оборудование.

Читайте также: