Принципиальные схемы стабилизаторов напряжения — ИБП и стабилизаторы напряжения — Статьи

Сетевой стабилизатор напряжения | Микросхема

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.

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:

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:

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:

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:

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.

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:

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:

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: полезно собрать

Радиолюбителей интересуют электрические схемы:

Стабилизатор сетевого напряжения
Мощный стабилизатор напряжения

Простейшая схема стабилизатора сетевого напряжения

Вы здесь: Главная / Регуляторы напряжения / Простейшая схема стабилизатора сетевого напряжения

обнаруживать неподходящие уровни напряжения и устранять их, чтобы обеспечить достаточно стабильный выходной сигнал на выходе, к которому подключена нагрузка.
Здесь мы рассмотрим конструкцию простого автоматического стабилизатора сетевого напряжения переменного тока, который можно использовать для вышеуказанной функции.

Как работает схема

Говоря о рисунке, мы видим, что вся схема состоит из одного операционного усилителя IC 741. Он становится частью управления всей конструкции.

Микросхема распаяна как компаратор, все знают, насколько хорошо этот режим подходит для микросхемы 741 и других ОУ. Его два входа соответствующим образом настроены для указанных процедур.

Вывод № 2 ИС фиксируется на опорном уровне, создаваемом резистором R1 и стабилитроном, а вывод № 3 используется для выборки напряжения от трансформатора или источника питания. Это напряжение превращается в напряжение считывания для ИС и мгновенно пропорционально изменению входного переменного тока нашего источника питания.

Предустановка используется для установки точки активации или пороговой точки, при которой напряжение может считаться опасным или недопустимым. Мы собираемся поговорить об этом в разделе о процессе создания.

На контакте № 6, который является выходом микросхемы, устанавливается высокий уровень в тот момент, когда контакт № 3 достигает заданного значения и запускает фазу транзистора/реле.

В случае, если напряжение сети превышает определенное пороговое значение, неинвертирующая микросхема определяет это и ее выход мгновенно становится высоким, активируя транзистор и реле для необходимых действий.

Реле типа DPDT имеет контакты, подключенные к трансформатору, который может быть обычным трансформатором, улучшенным для выполнения функции стабилизирующего трансформатора.

Его первичная и вторичная обмотки соотнесены таким образом, что посредством соответствующего переключения ответвлений трансформатор имеет возможность добавлять или вычитать определенную величину сетевого напряжения переменного тока и генерировать дополнительную нагрузку, связанную с выходом.

Контакты реле правильно соединены с ответвлениями трансформатора для выполнения вышеуказанных действий в соответствии с командами, подаваемыми с выхода операционного усилителя.

Таким образом, если входное напряжение переменного тока имеет тенденцию повышать установленное пороговое значение, трансформатор вычитает некоторое напряжение и пытается не допустить достижения опасного уровня напряжения, и наоборот в условиях низкого напряжения.

Электрическая схема стабилизатора напряжения 220 В

Перечень деталей для СХЕМЫ ПРОСТОЙ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СТАБИЛИЗАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

• Для изготовления самодельной схемы автоматического стабилизатора сетевого напряжения вам потребуются следующие компоненты:
• R1, R2 = 10K,
• R3 = 470K,
• P1 = 10K PRESET
• C1 = 1000 UF / 25 V
• D1, D2 = 1N4007,
• T1 = BC547,
• ,
• T1 = BC547,
• 88888. , 500 мА,
• TR2 = 9–0–9 В, 5 А,
• IC1 = 741,
• Z1, Z2 = 4,7 В/400 мВт
• Реле = DPDT, 12 В, 200 или более Ом,

  Ом,

  Приблизительное выходное напряжение для данных входов

  ВХОД —— ВЫХОД
  200 В ——— 212 В
  210 В ——— 222 В
  220В ——— 232В
  225В ——— 237В
  230В ——— 218В
  240В ——— 228В
  250В —— — 238 В

  Как настроить схему

  Предлагаемая простая схема автоматического стабилизатора напряжения может быть настроена с помощью следующих процедур:

  В начале не подключайте трансформаторы к цепи.

  Используя регулируемый источник питания, запитайте цепь через C1, плюс идет на клемму R1, а минус идет на линию катода D2.

  Установите напряжение примерно на 12,5 В и отрегулируйте предустановку так, чтобы выходной сигнал ИС сразу стал высоким и вызывал реле.

  Теперь уменьшение напряжения примерно до 12 вольт должно привести к тому, что операционный усилитель приведет реле в исходное состояние или обесточит его.

  Повторите и проверьте действие реле, изменив напряжение с 12 до 13 вольт, что может привести к срабатыванию триггера реле соответственно.

  Процесс запуска завершен.

  Теперь вы можете подключить оба трансформатора к соответствующим позициям со схемой.

  Схема простого самодельного стабилизатора сетевого напряжения готова.

  При настройке реле срабатывает в любой момент, когда входное напряжение превышает 230 вольт, доводя выходное напряжение до 218 вольт, и сохраняет это расстояние постоянно, когда напряжение увеличивается до более высоких уровней.

  Когда напряжение снова падает до 225 В, реле обесточивается, подтягивая напряжение до 238 В, и сохраняет воздействие при дальнейшем падении напряжения.

  Вышеупомянутое действие поддерживает выходное напряжение устройства в диапазоне от 200 до 250 вольт с колебаниями от 180 до 265 вольт.

  Об администраторе

  Схема цепи стабилизатора напряжения переменного тока | с сигнализацией низкого напряжения

  13 апреля 2022 г. Чарльз Кларк Оставить комментарий

  Для чего нужен стабилизатор напряжения? Стабилизаторы напряжения используются для стабилизации входного напряжения, чтобы защитить остальную часть схемы от нежелательных электрических скачков, в настоящее время некоторые устройства имеют встроенную схему стабилизатора. Из-за колебаний напряжения питания устройства могут выйти из строя или необратимо выйти из строя. Чтобы избежать этих проблем, используется стабилизатор переменного напряжения.

  Здесь мы представим простую схему стабилизатора напряжения для слаботочных устройств. Основное преимущество этого регулятора напряжения состоит в том, что он не будет использовать трансформаторы любого типа.

  Тогда как возможна стабилизация? Знаете ли вы, что схема резистора может выполнять стабилизацию? Наша схема стабилизатора напряжения для переменного тока использует только резистор для снижения напряжения, кроме того, схема со встроенным зуммером предупреждает нас, когда напряжение питания становится ниже заданного уровня. Попробуйте это и создайте собственный домашний стабилизатор напряжения.

  Схема стабилизатора напряжения

  Компоненты, необходимые для стабилизатора напряжения

  1. IC LM324
  2. Транзистор (BC548X2)
  3. Zenerode Diode (3,9 В)
  4. моя
  5. Конденсатор (100 UFX2, 1000UF)
  6. Резистор (1KX5,180/20 Вт)
  7. Горшок (10KX2)
  8. Buzzer (12V)
  9. РЕЛИ (12V/10A)
  10. (230V/0-12;
  11. Лампа накаливания 15 Вт

  Принцип работы схемы стабилизатора напряжения

  • Схема стабилизатора достаточно проста и компактна. Это принципиальная схема стабилизатора напряжения релейного типа.
  • Понижающий трансформатор 12 В используется для управления схемой стабилизатора, и этот же трансформатор используется для анализа напряжения входной линии.
  • Мостовой выпрямитель используется для преобразования переменного тока в постоянный, а конденсатор емкостью 1000 мкФ используется для фильтрации пульсаций переменного тока.
  • LM342 имеет четыре встроенных компаратора, из них мы использовали только два компаратора для нашего стабилизатора. Первый компаратор сравнивает уровни низкого напряжения, а другой — сравнивает уровни высокого напряжения.
  • Стабилитрон 3,9 В используется для получения опорного напряжения 3,9 В (можно использовать любой стабилитрон ниже 6 В), и это опорное напряжение используется обоими компараторами.
  • Опорное напряжение подключается к неинвертирующей клемме верхнего компаратора, а потенциометр подключается к инвертирующей клемме. Затем отрегулируйте значение потенциометра, чтобы получить напряжение выше 3,9 В (опорное напряжение), поддерживая нормальное входное напряжение.
  • Инвертирующий вывод нижнего компаратора подключается к эталонному напряжению, а соответствующий ему потенциометр устанавливается на напряжение, равное ниже опорного напряжения (3,9 В) на неинвертирующем выводе .

  Случай 1: нормальное напряжение питания

  • В этой ситуации оба компаратора выключены (выход низкий).
  • При нормальном напряжении питания лампа оказывается подключенной напрямую между фазой и нейтралью . В то же время выход верхнего компаратора отрицательный, тогда LED_GREEN горит, что указывает на то, что вход в норме.

  Случай 2: Напряжение питания увеличивается

  • Когда входное напряжение переменного тока увеличивается , соответствующий выход постоянного тока также увеличивается. Но, когда оно превышает заданный уровень 3,9 В, очевидно, что падение напряжения на обоих потенциометрах увеличится. Опять же, когда падение напряжения становится больше 3,9 В, выход нижнего компаратора становится положительным.
  • Это приводит к тому, что LED_RED и транзистор включаются, поэтому реле переключается, и соединение с лампой осуществляется через резистор. Таким образом, падение напряжения на лампе уменьшится, поскольку 9Резистор 0111 и лампа подключаются последовательно к сети. (LED_RED указывает на увеличение напряжения питания).
  При увеличении напряжения питания

  Случай 3: Напряжение питания снижается (примерно ниже 180 В переменного тока)

  • клемма верхнего компаратора получает более высокое напряжение, чем инвертирующая клемма.
  • Затем выход верхнего компаратора становится положительным, а LED_GREEN гаснет.
  • Включается транзистор, соответственно включается реле, которое отключает лампу от питания. В то же время включается зуммер, указывающий, что напряжение в сети ниже 180 В.

  Таким образом наш стабилизатор регулирует выходную нагрузку.