Микросхема - радиоэлектроника и радиотехника
Поиск на радиолюбительском сайте
Радиоэлектроника и радиотехника

В помощь РАДИОЛЮБИТЕЛЮ!

Блог для радиолюбителей и радиотехников! Популярные радиолюбительские схемы, технические решения, полезные программы, конструкции устройств…
| Вход | Регистрация | Последние записи в RSS 2.0 ленте | Последние комментарии в RSS ленте |

Сетевой стабилизатор напряжения

Сетевые стабилизаторы напряжения
Эта запись находится в рубриках: "Полезные схемы". Вы можете комментировать здесь либо в любимой социальной сети.

Поводом для публикации статьи про сетевые стабилизаторы напряжения послужил комментарий одного из наших уважаемых радиолюбителей в заметке про мощные стабилизаторы напряжения, обеспечивающие ток нагрузки до 3 ампер.

Здесь рассмотрим именно сетевые стабилизаторы напряжения бытового назначения, т.е. которые обеспечивают на выходе стандартное для многих стран (хотя далеко не всегда оно таковое – прим. AndReas) потребительское напряжение 220 вольт. Так вот, при девиации сетевого напряжения на входе такого стабилизатора они призваны приводить его к номиналу 220 вольт на выходе. Таким образом, обеспечивается стабильное и бесперебойное питание бытовых приборов или оргтехники, что способствует значительному продлению срока эксплуатации бытовой техники.

Не буду загружать вас, уважаемые радиолюбители, теоретическим материалом, поскольку здесь и так все ясно. Схем различных сетевых стабилизаторов напряжения масса. Большинство из них также уже содержат фильтры от ВЧ помех и прочие «навороты». Но фирмы при покупке у них готового сетевого стабилизатора напряжения всегда «до кучи» пытаются «навалить» «левого», уже ненужного товара, например, сетевые фильтры. А цена на данные устройства порой доходит до абсурда.

Стабилизатор напряжения Энергия

Для начала небольшая ремарка. Если вы зашли на эту страничку, чтобы просто найти подходящий стабилизатор для себя, то можете поискать, например, здесь. Некоторые модели вполне заслуживают внимания.

Поскольку речь в комментарии зашла про сетевые стабилизаторы напряжения торговой марки Defender, то остановлюсь на них чуточку подробнее. Если изучить номенклатуру предлагаемых ими стабилизаторов, то в описании практически каждого устройства написано одно и то же назначение, а именно: предназначен для защиты электропитания бытовой аудио- и видеотехники, компьютеров, периферии и другой электронной аппаратуры от длительного повышения или понижения напряжения в сети, импульсных помех, а также для защиты от высокого напряжения.

Лично я для компьютера и другой маломощной цифровой электроники, вместо каких бы то ни было сетевых стабилизаторов, использую источник бесперебойного питания (или инвертор или преобразователь - кому как нравится). Вот это крайне полезное устройство во всех отношениях. Оно и от девиации напряжения спасает (кстати, в некоторые современные модели таких инверторов уже встроены стабилизаторы), и от его совершенного падения до нуля, да и от помех защищает.

А сетевые стабилизаторы напряжения не то чтобы необходимы, но рекомендованы приборам с электродвигателями и низкочастотными трансформаторами. А действительно необходимы они этим самым приборам за городом, на даче, т.е. там, где на выделенной вам электролинии напряжение много меньше даже 180 вольт.

Ну да ладно, лирику в сторону, продолжаем по существу. Как мне стало известно, в сетевых стабилизаторах напряжения Defender AVR применяется автотрансформаторная схема с цифровым управлением, а раньше использовалась схема с аналоговым управлением. Пример схемы с аналоговым управлением:

Схема сетевого стабилизатора напряжения Defender

Более про бытовые стабилизаторы Defender никаких данных, к сожалению, найти не удалось. Вообще подобные фирмы неохотно раскрывают, так сказать, коммерческую тайну. Хотя, было бы что скрывать, если подобных разработок полно в общем доступе (прим. авт. AndReas). Но мы подготовили ещё несколько схем сетевых преобразователей напряжения. Не думаю, что все производители подобных устройств могут предложить что-то кардинально новое. Все их, так называемые, разработки основаны на общедоступных схемотехнических решениях. Вот один из них:

Схема: сетевой стабилизатор напряжения

Сетевой стабилизатор напряжения, схема которого представлена чуть выше, включает последовательно с нагрузкой одну, две или три дополнительных обмотки трансформатора при девиации сетевого напряжения. Если сетевое напряжение ниже необходимого, то дополнительные обмотки включаются синфазно с сетью, и напряжение на нагрузке становится больше сетевого. Если напряжение сети становится выше нормы, то обмотки включаются в противофазе с сетевым напряжением, приводя к уменьшению напряжения на нагрузке. Трансформатор на схеме обозначен Т1, а дополнительные обмотки римскими цифрами IV, V, VI. Компараторы DA3…DA8 настроены на срабатывание в зависимости от уровней сетевого напряжения 250 В, 240 В, 230 В, 210 В, 200 В и 190 вольт соответственно. Если напряжение сети превышает указанные уровни, то на выходах (вывод 9) тех компараторов, для которых выполняется указанное условие, действует напряжение высокого логического уровня (логической 1), составляющее около 12 В. Таким образом, разница уровней срабатывания компараторов составляет 10 В, или примерно 5 % сетевого напряжения. Уровни срабатывания компараторов DA5 и DA6 отличаются на 20 вольт. Это соответствует зоне регулирования 220 В ± 5%. Следует заметить, что государственными стандартами установлено допустимое сетевое напряжение от 187 В до 242 В. Данный же стабилизатор, как видно, обеспечивает более высокую точность поддержания величины сетевого напряжения. Это можно отразить так:

Работа компараторов

Вместо указанных на схеме компараторов можно применить микросхему К1401СА1. В качестве стабилизаторов применены КР142ЕН8Б. Диодные мостики VD1 и VD2 можно заменить на КЦ402…КЦ405, КЦ409, КЦ410, КЦ412. VD4…VD7 – любые с допустимым обратным напряжением более 15 В и прямым током более 100 мА. Оксидные конденсаторы — К50-16, К50-29 или К50-35; остальные— КМ-6, К10-17, К73-17. Реле К1 — К5 — зарубежного производства Bestar BS-902CS. Реле этого типа имеют обмотку сопротивлением 150 Ом, рассчитанную на рабочее напряжение 12 В, и контактную группу переключающего типа, рассчитанную на коммутацию напряжения 240 В при токе 15 А. Трансформатор Т1 выполнен на магнитопроводе ШЛ50х40. Обмотка I намотана проводом ПЭВ-2 0,9 и содержит 300 витков; обмотка II —21 виток провода ПЭВ-2 0,45; обмотка III — 14 витков провода ПЭВ-2 0.45; обмотки IV, V, VI содержат по 14 витков провода ПБД 2.64. Удобно использовать стандартный трансформатор типа ОСМ1-0.63, у которого все обмотки, кроме первичной (она содержит 300 витков), удалены, а вторичные обмотки намотаны в соответствии с приведенными выше данными. При изготовлении трансформатора одноименные выводы обмоток I, IV, V, VI следует пометить (на схеме обозначены точками). Номинальная мощность такого трансформатора составляет 630 Вт. К данному сетевому стабилизатору напряжения можно подключить нагрузку до 3 киловатт. Если точность поддержания выходного напряжения нужна ниже, то число вторичных обмоток трансформатора Т2 можно снизить до двух, а их напряжение увеличить с 10 вольт до 15 вольт. При этом число компараторов также уменьшится, а пороги их срабатывания следует установить соответственно напряжениям вторичных обмоток Т2.

Настройка этого сетевого стабилизатора следующая:

Настройка сетевого стабилизатора напряжения

Самыми простыми в схемотехническом отношении являются электромеханические сетевые стабилизаторы напряжения. Основными компонентами такого типа приборов являются автотрансформатор и электродвигатель, например, РД-09 со встроенным редуктором, который вращает движок автотрансформатора.

Электродвигатель РД-09

Электродвигатель РД-09

Все очень просто. Контроль сетевого напряжения осуществляет электронная схема, которая при его девиации подает сигналы электродвигателю на вращение ротора по часовой или против часовой стрелки. Вращаясь, ротор перемещает движок автотрансформатора, обеспечивая тем самым стабильное выходное напряжение. Вот несколько схем электромеханических сетевых стабилизаторов:

Схема: электромеханический сетевой стабилизатор напряжения

Схема электромеханического сетевого стабилизатора напряжения

Схема электромеханического стабилизатора сетевого напряжения

Электромеханический сетевой стабилизатор напряжения - схема

Ещё один электромеханический вариант сетевого стабилизатора напряжения

Ещё одной разновидностью сетевых стабилизаторов напряжения являются релейные. Они обеспечивают более высокую выходную мощность вплоть до нескольких киловатт. Мощность нагрузки даже может превосходить мощность самого трансформатора. При выборе мощности трансформатора учитывается минимально возможное напряжение в электрической сети. Если, например, минимальное напряжение сети не менее 180 вольт, то от трансформатора требуется вольтодобавка 40 вольт, т.е. в 5,5 раз меньше сетевого напряжения. Во столько же раз выходная мощность всего стабилизатора будет больше мощности силового трансформатора. Количество ступеней регулирования напряжения обычно не превышает 3…6, что обеспечивает достаточную точность поддержания выходного напряжения. Вот некоторые схемы стабилизаторов релейного типа:

Схема: релейный сетевой стабилизатор напряжения

Схема релейного сетевого стабилизатора напряжения

Схема цифрового релейного стабилизатора сетевого напряжения

Схема более точного цифрового релейного стабилизатора сетевого напряжения

Схема цифрового релейного сетевого стабилизатора напряжения для холодильника

Дополнительно можете ознакомиться со следующими схемами, описанием работы и конструкциями сетевых стабилизаторов напряжения:

Скачать схему сетевого стабилизатора на 6 киловатт

Скачать схему сетевого стабилизатора с микроконтроллерным управлением

Метки:

Радиолюбителей интересуют электрические схемы:

Стабилизатор сетевого напряжения
Мощный стабилизатор напряжения



6 комментариев

  • 1
    tbl говорит:

    У этих схем один существенный недостаток - в момент переключения напряжение на нагрузке падает до нуля. Для некоторых потребителей это критично.


  • 2
    AndReas говорит:
    @


    tbl, совершенно с вами не согласен! *STOP* У электромеханических стабилизаторов вообще такое исключено, т.к. у них весь процесс регуляции сетевого напряжения происходит плавно. А у ступенчатых стабилизаторов провалов до нуля также не может быть. Да и момент переключения длится не более 10 миллисекунд.


  • 3
    Cyryh говорит:

    При хороших исправных реле никаких провалов не будет.

    На некоторых схемах применена система отслеживания нуля.
    Т.е. Переключение происходит при прохождении напряжения через ноль.
    Это естественно, очень хорошо. Но только не при использовании реле.
    Т.к. они не обладают мгновенной реакцией (нужно минимум 1мс), из-за механически-подвижных частей.
    Поэтому эта система не то, что полезна, а даже может быть вредна, т.к. например, если время переключения реле волей случая окажется 5мс, переключение будет происходить прямо на горбе синусоиды.
    Т.е. будет совершенно обратный эффект.


  • 4
    edunya говорит:

    “на горбе синусоиды”. Не будет.
    Логический ноль настает не в самом низу синусоиды, поэтому реле начинает переключаться не в самом нуле, а чуть раньше. Окончание переключения тоже будет в начале синусоиды.


  • 5
    AndReas говорит:
    @


    В общем итог таков:
    - для высокочувствительной техники необходимо применять высокоточные электромеханические стабилизаторы напряжения (у которых вообще практически нет провалов на выходе при разбросе напряжения на входе в пределах рабочего диапазона);
    - для бытовой техники повседневного использования и, особенно, различных компрессоров, насосов и прочей техники, оснащённой электромоторами, сварочных инверторов вполне подойдут как релейные и тиристорные стабилизаторы, так и электромеханические модели.


  • 6
    anton говорит:

    может быть. у кого-то есть схема на стабилизатор wester stb 10000 ?


  • Оставить комментарий

    Чтобы каждый раз не заполнять поля - зарегистрируйся, а вообще R=82 Ом ;-)

    Теги

    Опубликуйте полезную схему или конструкцию, делитесь опытом. Задайте вопрос радиолюбителям. Узнайте мнение опытных радиотехников. Создать запись.

    Смайлики

    ;-) *OK* :-! :-/ *WRITE* *WALL* *SORRY* :-D *BRAVO* :-P :-[ :-| *DONT_KNOW* :-( *STOP* =-O *TIRED* %) *BYE* :`( *THUMBS_UP* 8-) *JOKINGLY* *YAHOO* *HELP* ]:-> ;D *PRIVET* :-) :-X *YES*