Потужний стабілізатор напруги своїми руками: схема + інструктаж по збірці

Виготовлення саморобних стабілізаторів напруги – практика досить часта. Проте здебільшого створюються стабілізуючі електронні схеми, розраховані на відносно малі вихідні напруги (5-36 вольт) і відносно невисокі потужності. Подібні пристрої використовуються в складі конкретної побутової апаратури і не більше того.

Тому цілком актуальним є завдання зробити потужний стабілізатор напруги своїми руками під роботу з напругою побутової мережі 220 вольт. В принципі, така задача вирішується. Подивимося, яким чином вдасться її виконати.

Зміст статті:

  • Стабілізація напруги побутової мережі
  • Схемні рішення стабілізації електромережі 220В
    • Варіант #1 — схема феррорезонансная
    • Варіант #2 — автотрансформатор або сервопривід
    • Варіант #3 — електронна схема
  • Докладні інструкції по збірці
    • Крок #1 — виготовлення корпусу стабілізатора
    • Крок #2 — виготовлення друкованої плати
    • Крок #3 — збірка стабілізатора напруги
  • Принцип роботи та тест саморобки
  • Висновки і корисне відео по темі

Стабілізація напруги побутової мережі

Прагнення власників різного виду нерухомості забезпечити стабілізовану напругу побутової мережі – явище очевидне. Такий підхід забезпечує збереження експлуатованої техніки, часто дорогої, постійно необхідної в господарстві.

Та й у цілому чинник стабілізації – це запорука підвищеної безпеки експлуатації електричних мереж.

Потужний стабілізатор напруги своїми руками: схема + інструктаж по збірціПромислова конструкція стабілізатора напруги, яку нескладно придбати на ринку. Асортимент подібного обладнання величезний, але завжди залишається можливість зробити власну конструкцію

Вирішити таке завдання можна різними способами, найпростіший з яких – купити потужний стабілізатор напруги, виготовлений промисловим способом.

Пропозицій по такому обладнанню на комерційному ринку маса. Однак нерідко можливості придбання обмежуються вартістю пристроїв або іншими моментами.

Відповідно, альтернативою покупці стає збірка стабілізатора напруги своїми руками з доступних електронних компонентів.

За умови володіння відповідними навичками і знаннями електромонтажу, теорії електротехніки (електроніки), розведення схем і пайки елементів саморобний стабілізатор напруги можна реалізувати й успішно застосовувати на практиці. Такі приклади є.

Потужний стабілізатор напруги своїми руками: схема + інструктаж по збірціПриблизно так може виглядати обладнання стабілізації, виготовлене своїми руками з доступних і недорогих радіодеталей. Шасі і корпус можна підібрати від старого промислового обладнання (наприклад, від осцилографа)

Схемні рішення стабілізації електромережі 220В

Розглядаючи можливі схемні рішення під стабілізацію напруги з урахуванням відносно високої потужності (не менше 1-2 кВт), слід мати на увазі різноманітність технологій.

Існує кілька схемних рішень, якими визначаються технологічні здібності приладів:

  • ферорезонансні;
  • сервоприводні;
  • електронні;
  • інверторні.

Який варіант вибрати, залежить від ваших уподобань, наявних матеріалів для складання і навичок роботи з електротехнічним обладнанням.

Варіант #1 — схема феррорезонансная

Для самостійного виготовлення найпростішим варіантом схеми бачиться перший пункт списку — феррорезонансная схема. Вона працює на використанні ефекту магнітного резонансу.

Потужний стабілізатор напруги своїми руками: схема + інструктаж по збірціСтруктурна схема простого стабілізатора, виконаного на основі дроселів: 1 – перший дросельний елемент; 2 – другий дросельний елемент; 3 – конденсатор; 4 – сторона вхідної напруги; 5 – сторона вихідної напруги

Конструкцію досить потужного феррорезонансного стабілізатора допустимо зібрати всього на трьох елементах:

  • Дросель 1.
  • Дросель 2.
  • Конденсатор.
  • Проте простота в даному варіанті супроводжується масою незручностей. Конструкція потужного стабілізатора, зібрана за феррорезонансной схемою, виходить масивної, громіздкою, важкою.

    Варіант #2 — автотрансформатор або сервопривід

    Фактично мова йде про схему, де використовується принцип автотрансформатора. Трансформація напруги автоматично здійснюється за рахунок управління реостатом, переміщує повзунок якого сервопривід.

    У свою чергу сервопривід управляється сигналом, одержуваним, наприклад, від датчика рівня напруги.

    Потужний стабілізатор напруги своїми руками: схема + інструктаж по збірціПринципова схема сервоприводного апарату, складання якої дозволить створити потужний стабілізатор напруги для будинку або на дачу. Однак цей варіант вважається технологічно застарілим

    Приблизно за такою ж схемою діє пристрій релейного типу з тією лише різницею, що коефіцієнт трансформації змінюється, у разі потреби, підключенням або відключенням відповідних обмоток за допомогою реле.

    Такого роду схеми виглядають вже більш складними технічно, але при цьому не забезпечують достатньої лінійності зміни напруги.

    Зібрати вручну прилад релейний або на сервоприводі допустимо. Однак розумніше вибрати електронний варіант. Витрати сил і засобів практично однакові.

    Варіант #3 — електронна схема

    Складання потужного стабілізатора по схемі електронного управління при великому асортименті радіодеталей у продажу, стає цілком можливою. Як правило, такі схеми збираються на електронних компонентах – симісторах (тиристорах, транзисторах).

    Також розроблено цілий ряд схем стабілізаторів напруги, де в якості ключів використовуються силові польові транзистори.

    Потужний стабілізатор напруги своїми руками: схема + інструктаж по збірціСтруктурна схема модуля електронної стабілізації: 1 – вхідні клеми пристрою; 2 – симісторний блок управління трансформаторними обмотками; 3 – мікропроцесорний блок; 4 – вихідні клеми підключення навантаження

    Виготовити потужний апарат повністю під електронним управлінням руками неспеціаліста досить складно.Без досвіду та знань у сфері електротехніки не обійтися.

    Тому під самостійне виробництво розглядати цей варіант доцільно, якщо є сильне бажання побудувати стабілізатор, плюс напрацьований досвід електронщика. Далі в статті розглянемо конструкцію електронного виконання, придатну для виготовлення своїми руками.

    Докладні інструкції по збірці

    Розглянута під самостійне виготовлення схема, скоріше є гібридним варіантом, так як припускає використання силового трансформатора спільно з електронікою. Трансформатор, в даному випадку, застосовується з числа тих, що встановлювалися в телевізорах старих моделей.

    Потужний стабілізатор напруги своїми руками: схема + інструктаж по збірціОсь такий, приблизно, силовий трансформатор потрібно під виготовлення саморобної конструкції стабілізатора. Однак не виключається підбір інших варіантів або ж намотування своїми руками

    Правда, у ТВ приймачах, як правило, ставилися трансформатори ТС-180, тоді як для стабілізатора потрібно, як мінімум МС-320, щоб забезпечити вихідну навантаження до 2 кВт.

    Крок #1 — виготовлення корпусу стабілізатора

    Для виготовлення корпусу апарату підійде будь-який відповідний короб на основі ізолюючого матеріалу – пластмаси, текстоліту і т. п. Головний критерій – достатність місця під розміщення силового трансформатора, електронної плати та інших компонентів.

    Також корпус допустимо виготовити з листового склотекстоліти, скріпивши окремі аркуші з допомогою куточків або іншим способом.

    Потужний стабілізатор напруги своїми руками: схема + інструктаж по збірціПрипустимо підібрати корпус від будь-якої електроніки, підходить під розміщення всіх компонентів схеми саморобного стабілізатора. Також корпус можна зібрати своїми руками, наприклад, з листів склотекстоліти

    Короб стабілізатора необхідно оснастити пазами під встановлення вимикача, вхідного і вихідного інтерфейсів, а також інших аксесуарів, передбачених схемою в якості контрольних або комутаційних елементів.

    Під виготовлений корпус потрібна плита-основа, на який «ляже» електронна плата і буде закріплений трансформатор. Плиту можна зробити з алюмінію, але слід передбачити ізолятори під кріплення електронної плати.

    Крок #2 — виготовлення друкованої плати

    Тут потрібно спочатку спроектувати макет на розміщення і зв’язку всіх електронних деталей відповідно до принципової схемою, крім трансформатора.

    Потім по макету розмічають лист фольгованого текстоліту і малюють (друкує) на стороні фольги створену трасування.

    Далі витравлюють плату за допомогою відповідного розчину (электронщикам метод травлення плат повинен бути знайомий).

    Потужний стабілізатор напруги своїми руками: схема + інструктаж по збірціВиготовити друковану плату стабілізатора цілком доступними способами можна безпосередньо в домашніх умовах. Для цього потрібно приготувати трафарет і набір засобів для травлення на фольгованим текстоліті

    Отриманий таким способом друкований примірник розведення зачищають, облуживают оловом і виробляють монтаж всіх радіодеталей схеми з наступною пайкою. Так виконується виготовлення електронної плати потужного стабілізатора напруги.

    В принципі, можна скористатися сторонніми послугами по травленню друкованих плат. Цей сервіс цілком прийнятний за ціною, а якість виготовлення «печатки» істотно вище, ніж в домашньому варіанті.

    Крок #3 — збірка стабілізатора напруги

    Укомплектована радіодеталями плата підготовляється для зовнішньої обв’язки – зокрема, від плати виводяться лінії зовнішнього зв’язку (провідники) з іншими елементами — трансформатором, вимикачем, інтерфейсами і т. д.

    На опорну плиту корпусу встановлюють трансформатор, з’єднують з трансформатором ланцюга електронної плати, закріплюють плату на ізоляторах.

    Потужний стабілізатор напруги своїми руками: схема + інструктаж по збірціПриклад саморобного стабілізатора напруги релейного типу, виготовленого в домашній обстановці, поміщеного в корпус від прийшов в непридатність промислового вимірювального приладу

    Залишиться лише підключити до схеми зовнішні елементи, змонтовані на корпусі, встановити ключовий транзистор на радіатор, після чого корпусом закривають зібрану електронну конструкцію. Стабілізатор напруги готовий.

    Можна приступати до налаштування з подальшими випробуваннями.

    Принцип роботи та тест саморобки

    Регулюючим елементом електронної схеми стабілізації виступає потужний польовий транзистор типу IRF840.

    Напруга для обробки (220-250В) проходить первинну обмотку силового трансформатора, випрямляється діодним мостом VD1 і надходить на стік транзистора IRF840. Джерело цього ж компонента з’єднаний з від’ємним потенціалом діодного моста.

    Потужний стабілізатор напруги своїми руками: схема + інструктаж по збірціСхема принципова стабілізуючого блоку високої потужності (до 2 кВт), на основі якої були зібрані і успішно використовуються кілька апаратів. Схема показала оптимальний рівень стабілізації при вказаній навантаженні, але не вище

    Частина схеми, куди включена одна з двох вторинних обмоток трансформатора, утворюється доданими випрямлячем (VD2), потенціометром (R5) і іншими елементами електронного регулятора. Цією частиною схеми формується управляючий сигнал, який надходить на затвор польового транзистора IRF840.

    На випадок підвищення напруги живильної мережі, керуючим сигналом знижується напруга затвора польового транзистора, що призводить до закриття ключа.

    Відповідно на контактах підключення навантаження (XT3, XT4) можливе підвищення напруги обмежується. Зворотним варіантом працює схема на випадок пониження мережевої напруги.

    Налаштування приладу не відрізняється особливою складністю. Тут потрібна звичайна лампа розжарювання (200-250 Вт), яку слід включити на клеми виходу приладу (X3, X4). Далі обертанням потенціометра (R5) напруга на зазначених клемах доводять до рівня 220-225 вольт.

    Вимикають стабілізатор, відключають лампу розжарювання та включають прилад вже з повноцінною навантаженням (не вище 2 кВт).

    Після 15-20 хвилин роботи знову відключають апарат і проводять контроль температури радіатора ключового транзистора (IRF840). Якщо нагрівання радіатора істотне (більш 75 º), слід підібрати більш потужний тепловідвідні радіатор.

    Висновки і корисне відео по темі

    У відеоролику нижче розглядається одна з можливих конструкцій стабілізатора домашнього виготовлення.

    В принципі, можна взяти на замітку цей варіант саморобної апарату стабілізації:

    Збірка блоку, стабілізуючого мережеве напруга, своїми руками можлива. Це підтверджується численними прикладами, коли радіоаматори з невеликим досвідом цілком успішно розробляють (або застосовують існуючу), готують і збирають схему електроніки.

    Труднощів з придбанням деталей для виготовлення стабілізатора-самлделки зазвичай не відзначається. Витрати на виробництво невисокі і природним чином окупаються, коли стабілізатор вводять в експлуатацію.

    Потужний стабілізатор напруги своїми руками: схема + інструктаж по збірці

    Поділитися з друзями
    Ремонт та вироби своїми руками