4 схемы стабилизаторов напряжения 0-220 В, которые можно сделать своими руками - услуги электромонтажа, строительства и ремонта

Чем больше сигнал тока на тиристорном ключе, тем сильнее он будет открыт, т.е. тем больший ток он сможет пропустить через себя.

Содержание

5 самых популярных схем стабилизаторов напряжения 0-220 В (AVR), которые можно сделать своими руками

Регулятор напряжения – это специализированное электрическое устройство, предназначенное для плавного изменения или регулирования напряжения, питающего электроприборы.

Это важно помнить! Устройства этого типа предназначены для изменения и регулирования напряжения питания, а не тока. Ток регулируется нагрузкой электросети!

4 вопроса о регуляторах напряжения

Зачем нужен регулятор напряжения?

a) Изменение выходного напряжения устройства.

b) Разорвать электрическую цепь

От чего зависит мощность регулятора напряжения?

a) Источник входного тока и исполнительный механизм

b) Размер пользователя

Основные части устройства, которые можно собрать самостоятельно:

(a) Стабилитрон и диод

б) Симистор и тиристор

Для чего используются регуляторы 0-5 В:

(a) для подачи стабилизированного напряжения на микросхемы

(b) для ограничения тока, потребляемого электрическими лампами

Ответы.

Симисторные регуляторы используются для регулирования напряжения переменного тока, которое можно использовать для управления мощностью паяльника или лампочки. Построив схему с недорогим и доступным симистором BT136, вы сможете изменять мощность нагрузки в диапазоне 100 Вт.

Описание устройства

Регулятор напряжения – это электронное устройство, функция которого заключается в повышении или понижении уровня выходного сигнала в зависимости от величины разности потенциалов на его входе. Таким образом, это устройство, которое контролирует уровень мощности, подаваемой на нагрузку. Можно контролировать уровень мощности, подаваемой на пассивные и активные нагрузки.

Реостат считается самым простым устройством, которое можно использовать для изменения уровня сигнала. Он представляет собой резистор с двумя выводами, один из которых подвижен. Когда мы перемещаем подвижный провод реостата, сопротивление изменяется. Для этого он подключается параллельно нагрузке. Фактически это делитель напряжения, который позволяет регулировать величину разности потенциалов на нагрузке от нуля до значения, задаваемого источником питания.

Использование реостата ограничено мощностью, которую можно пропустить через него. Реостат имеет ограниченное практическое применение, поскольку при высоких напряжениях и токах он становится слишком горячим и в конце концов перегорает. Он используется в параметрических стабилизаторах, элементах электрических фильтров, аудиоусилителях и диммерах малой мощности.

Перейдем к рассмотрению конструкции устройства. Диодные мосты, конденсатор, резистор R2 и диод VD6 установлены на монтажной плате размером 55×35 мм, изготовленной из фольгированного гетинакса или текстолита 1 толщиной 2 мм (рис. 9.7).

Конструкция и детали

Теперь перейдем к внешнему виду устройства. Диодные мосты, конденсатор, резистор R2 и диод VD6 смонтированы на печатной плате размером 55×35 мм, изготовленной из фольгированного гетинакса или текстолита 1 толщиной 2 мм (рис. 9.7).

В устройстве могут использоваться следующие детали. Транзистор: КТ812А(В), КТ824А(В), КТ828А(В), КТ834А(В, С), КТ840А(В), КТ847А или КТ856А. Диодные мосты: VD1. VD4 – КЦ410Б или КЦ412Б, VD6 – КЦ405 или КЦ407 с любым буквенным индексом; диод VD5 – серии D7, D226 или D237.

Переменный резистор – тип SP, SPO, PPB мин. Твердые – ВС, MJIT, OMLT, C2-23 оксидный конденсатор – К50-6, К50-16. Сетевой трансформатор – ТВЗ-1-6 от ламповых телевизоров, ТС-25, ТС-27 от телевизора “Юность” или другой маломощный трансформатор с напряжением вторичной обмотки 5. 8 В.

Предохранитель рассчитан на максимальный ток 1А. Тумблер – TZ-C или любой другой выключатель, работающий от сети. XP1 – стандартная сетевая вилка, XS1 – розетка.

Все компоненты контроллера помещены в пластиковый корпус с размерами 150x100x80 мм. На верхней части корпуса находится выключатель и переменный резистор с декоративной ручкой. На одной из сторон корпуса установлены гнездо для подключения нагрузки и гнездо предохранителя.

На этой же стороне находится отверстие для кабеля питания. Транзистор, трансформатор и печатная плата установлены в нижней части корпуса. Транзистор должен быть оснащен теплоотводом с минимальной площадью рассеивания 200 см2 и толщиной 3. 5 мм.

Рис. Печатная плата мощного стабилизатора сетевого напряжения 220 В.

Регулятор не требует настройки. Если устройство правильно собрано и имеет исправные детали, оно начнет работать, как только его подключат к сети.

– Трансформатор в верхней части рисунка подключен к сети переменного тока. Он снижает напряжение до 24 В, но ток остается переменным 50 Гц.
– В нижней половине рисунка показано подключение четырех диодов в выпрямительном мосту. Диоды 1n5822 пропускают ток при прямом смещении и блокируют ток при обратном смещении. В результате выходное напряжение постоянного тока пульсирует с частотой 100 Гц.

Для чего используется источник питания?

Во-первых, важно понять назначение источника питания.
– Его задача – преобразовать переменный ток, получаемый от сети переменного тока, в постоянный.
– Он должен выдавать напряжение, выбранное пользователем, в диапазоне от 2 В до 25 В.

Основные преимущества:
– Недорого.
– Простота и удобство в использовании.
– Универсальный.

Список необходимых компонентов

1. 2 Понижающий трансформатор (с 220 В на 24 В).
2. стабилизатор напряжения lm317 IC с теплообменником-радиатором.
3. конденсаторы (поляризованные):
2200 микрофарад 50 В;
100 микрофарад 50 В;
1 микрофарада 50 В.
(Примечание: номинальное напряжение конденсаторов должно быть выше, чем напряжение, приложенное к их контактам). 4.
4) Конденсатор (неполяризованный): 0,1 микрофарад.
5 Потенциометр: 10 kΩ.
6) Сопротивление: 1 кОм.
7) Вольтметр с ЖК-дисплеем.
Предохранитель 2,5 A.
9. винтовые клеммы.
10. соединительный кабель со штекером.
11. диоды 1n5822.
12. соединительная плата.

Чертеж электрической схемы

– Трансформатор в верхней части схемы подключен к сети переменного тока. Он снижает напряжение до 24 вольт, но ток остается переменным с частотой 50 Гц.
– В нижней половине рисунка показано подключение четырех диодов в выпрямительном мосту. Диоды 1n5822 пропускают ток при прямом смещении и блокируют ток при обратном смещении. В результате выходное напряжение постоянного тока пульсирует с частотой 100 Гц.

– На этом рисунке добавлен конденсатор 2200 микрофарад для фильтрации выходного тока и обеспечения постоянного напряжения 24 В постоянного тока.
– На этом этапе для обеспечения защиты в цепь можно включить последовательно предохранитель.
– Таким образом, мы имеем:
1. понижающий трансформатор переменного тока на 24 В.
2. преобразователь импульсного тока из переменного в постоянный с напряжением 24 В.
3. фильтрация тока для получения чистого и стабильного напряжения 24 В.
– Все это будет подключено к схеме регулятора напряжения lm317, описанной ниже

Введение в lm317

– Теперь наша задача – управлять выходным напряжением, изменяя его в соответствии с нашими потребностями. Для этого мы используем регулятор напряжения lm317.
– Микросхема lm317, как показано на рисунке, имеет 3 вывода. Это регулировочный контакт (контакт1 – ADJUST), выходной контакт (контакт2 – OUNPUT) и входной контакт (контакт3 – INPUT).
– Контроллер lm317 выделяет тепло во время работы, поэтому ему необходим радиатор с теплообменником
– Радиатор теплообменника – это металлическая пластина, соединенная с ИС для рассеивания выделяемого ею тепла в окружающее пространство.

Пояснения к электрической схеме Lm317

– Это продолжение предыдущей электрической схемы. Для лучшего понимания здесь подробно показана схема подключения lm317.
– Для обеспечения фильтрации на входе рекомендуется использовать конденсатор емкостью 0,1 микрофарад. Крайне желательно не размещать его рядом с основным конденсатором фильтра (в нашем случае это конденсатор 2200 микрофарад).
– Для улучшения подавления пульсаций рекомендуется использовать конденсатор емкостью 100 микрофарад. Это предотвращает усиление пульсаций, возникающих при увеличении опорного напряжения.
– Конденсатор емкостью 1 микрофарад улучшает переходную характеристику, но не является необходимым для стабилизации напряжения.
– Защитные диоды D1 и D2 (оба 1n5822) обеспечивают низкоомный путь разряда, предотвращая разряд конденсатора на выходе регулятора напряжения.
– Резисторы R1 и R2 необходимы для установки выходного напряжения
– На рисунке показано уравнение управления. Здесь сопротивление R1 равно 1kΩ, а сопротивление R2 (потенциометра с сопротивлением 10kΩ) переменное. Таким образом, результирующее выходное напряжение, согласно этому приближенному уравнению, дается изменением сопротивления R2.
– Если необходима дополнительная информация о характеристиках lm317 на микросхеме, такую информацию можно найти в Интернете.
– Теперь выходное напряжение можно подключить к вольтметру с ЖК-дисплеем или использовать мультиметр для измерения напряжения.
– Примечание: Значения сопротивлений R1 и R2 были выбраны из соображений удобства. Другими словами, не существует жесткого правила, которое гласит, что сопротивление R1 всегда должно быть 1kΩ, а сопротивление R2 должно быть переменным до 10kΩ. В качестве альтернативы, если требуется постоянное выходное напряжение, вместо переменного сопротивления можно установить постоянное сопротивление R2. Используя приведенную выше формулу управления, параметры R1 и R2 могут быть выбраны произвольно.

Завершение электрической схемы

– Окончательная схема подключения выглядит так, как показано на рисунке.
– С помощью потенциометра (т.е. R2) теперь можно получить желаемое выходное напряжение.
– На выходе получается чистое, без пульсаций, стабильное и постоянное напряжение, необходимое для питания указанной нагрузки.

В качестве средств местного регулирования напряжения могут использоваться синхронные двигатели, управляемые конденсаторные батареи, синхронные компенсаторы. Компенсаторы используются для повышения экономичности сети и улучшения режимов напряжения.

Регулирование напряжения в энергосистеме

Регулирование напряжения – это преднамеренное изменение напряжения для создания технически приемлемых условий работы энергосистемы или для улучшения ее экономики.

Задачей регулирования напряжения является обеспечение нормальных технических условий и экономичной совместной работы электрической сети и производственного оборудования. В сети каждого этапа преобразования напряжения оно должно находиться в соответствующих пределах.

Напряжение сети постоянно меняется в зависимости от нагрузки, режима работы источника питания и сопротивления цепи. Изменения напряжения не всегда находятся в пределах допустимого диапазона.

Причины этого следующие:

a) Потери напряжения из-за токов нагрузки (изменение активной мощности от минимальной до максимальной вызывает большие колебания потерь напряжения во времени),

(b) Неправильно рассчитанные сечения токоведущих частей и емкостей силовых трансформаторов,

c) Неправильно спроектированные сетевые схемы.

Регулирование напряжения может быть достигнуто путем выполнения следующих действий:

1. выбор средств регулирования, сфера регулирования, этапы регулирования;

2. выбор мощности и расположение регулирующих устройств в сети;

3. выбор системы автоматического управления.

Необходимо выполнить технические требования и выбрать экономически эффективное решение. Задача регулирования напряжения выполняется регулирующими и компенсирующими устройствами.

Вопросы регулирования напряжения должны решаться с учетом баланса и распределения реактивной мощности, выбора компенсирующих устройств и повышения, повышения эффективности работы сети в целом.

Для выполнения требований по регулированию напряжения необходимо:

1. централизованное изменение режима напряжения в точках питания распределительной сети. Изменение режима напряжения – это единовременное событие в течение длительного периода времени (для распределительных сетей). Для модификации напряжения используются VTC (выключатели без трансформаторного возбуждения) и установки продольной компенсации. Режим работы улучшен, но закон модификации напряжения соблюдается.

2. регулирование потерь напряжения в отдельных или нескольких элементах сети (линиях, участках), т.е. изменение напряжения по заданному закону (предпочтительно автоматическому). Этот закон выбирается в соответствии с условиями изменения нагрузки.

3. изменение или регулировка коэффициента трансформации линейного регулятора, трансформатора между центром питания и потребителями электроэнергии, т.е. в распределительных сетях. Регуляторы должны выдавать значение напряжения по модулю в пределах нормы.

Регулирование напряжения в распределительных сетях

Экономичный режим напряжения в распределительных сетях определяется мощностью потребителей, а в фидерных сетях – потерями электроэнергии в сети. Соединение между сетями обеспечивается трансформатором, управляемым нагрузкой. Он является основным средством в общей системе управления в электрической системе с несколькими ступенями преобразования в сетях.

Регулирование напряжения в распределительных сетях тесно связано с регулированием напряжения в питающих сетях, поскольку регулирование напряжения в центре питания влияет на отклонения напряжения на нагрузках. Поэтому регулирование напряжения в центре питания должно быть согласовано с изменениями потерь напряжения на участках сети.

Повышение экономичности распределительных сетей связано с увеличением требований к условиям регулирования напряжения. Ступени регулирования для отводов трансформатора обычно уменьшаются с 5% до 2,5% от Uн для достижения экономической эффективности. К распределительным сетям обычно подключаются различные нагрузки.

Централизованное регулирование напряжения в центре питания не обеспечивает требуемый режим напряжения в распределительной сети. Интегральный критерий качества напряжения используется для определения экономичности наиболее благоприятного регулирования напряжения в точке питания. Здесь используется местное регулирование напряжения, т.е. регулирование для одной группы потребителей или потребителей энергии. Рассматриваются следующие вопросы:

1. выбор типа регулирующих устройств и места их расположения;

2. выбор диапазонов и степеней регулирования трансформатора.

Выбор распределительных трансформаторов с устройствами РПН (регулирование нагрузки) приводит к увеличению затрат на сеть.

Синхронные двигатели, управляемые конденсаторные батареи, синхронные компенсаторы могут быть использованы в качестве устройств местного регулирования напряжения. Компенсаторы используются для повышения экономичности сети и улучшения режима напряжения.

Иногда установка дополнительных компенсаторов является экономически выгодной, поскольку в энергосистеме должен быть резерв реактивной мощности для регулирования напряжения.

При проектировании распределительных сетей следует руководствоваться выбором способа регулирования напряжения с сочетанием централизованного и местного регулирования и использованием компенсационных устройств в местных сетях.

Если вам понравилась эта статья, пожалуйста, поделитесь ею в социальных сетях. Это очень поможет в развитии нашего сайта!

Компания Infineon выпустила семейство 40-вольтовых МОП-транзисторов OptiMOS 5. Эти транзисторы относятся к МОП-транзисторам нормального уровня с более высоким пороговым напряжением (по сравнению с другими низковольтными МОП-транзисторами), что обеспечивает защиту от ложных срабатываний в шумной обстановке.

Как регулировать напряжение постоянного тока

Здравствуйте!
Вопрос от новичка.
Вам необходимо регулировать ток в цепи постоянного напряжения с помощью МК:

Что лучше всего выбрать в качестве регулирующего элемента. Хотелось бы получить не слишком сложный в реализации и недорогой вариант.
Пока что я решил запараллелить пару биполярных транзисторов КТ818.

JLCPCB, всего $2 за прототип платы! Любой цвет по вашему желанию!

Подпишитесь и получите два купона на $5 каждый: https://jlcpcb.com/cwc

Сборка печатной платы от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + шаблон

Ну, если вы спросите меня, это не может быть проще, чем пара двойных голов.

В общем, я по-прежнему выступаю за ШИМ и несколько мощных МОП-транзисторов с выводом ШИМ, подключенным к затворам через резистор, соединенный параллельно с конденсатором, и чтобы все это работало как надо.

Навигационные модули позволяют значительно сократить время проектирования оборудования. Во время вебинара 17 ноября вы сможете узнать о новых семействах Teseo-LIV3x, Teseo-VIC3x и Teseo-LIV4F. Вы узнаете, как легко добавить функцию позиционирования с повышенной точностью с помощью двухдиапазонного приемника и навигационной функции MEMS-датчика. Узнайте о Teseo Suite и ознакомьтесь с результатами полевых испытаний.

Компания Infineon выпустила семейство 40-вольтовых МОП-транзисторов OptiMOS 5. Эти транзисторы являются МОП-транзисторами нормального уровня и имеют более высокое пороговое напряжение (чем другие низковольтные МОП-транзисторы) для защиты от ложных срабатываний в условиях повышенного шума.

IfoR, ploop, Спасибо за ваши ответы.

Тогда какие полевые эффекторы вы можете посоветовать (желательно экономичный вариант).
Если вы используете половик с ШИМ-управлением, что произойдет с пульсациями на нагрузке; сразу после управления нужно будет измерить напряжение и ток в цепи, пульсаций, влияющих на измерение, не будет.

Читайте далее: