Výroba domácich stabilizátorov napätia je pomerne bežná prax. Z veľkej časti sa však vytvárajú stabilizačné elektronické obvody, ktoré sú navrhnuté pre relatívne malé výstupné napätie (5-36 voltov) a relatívne nízky výkon. Zariadenia sa používajú ako súčasť vybavenia domácnosti, nič viac.
Povieme vám, ako vyrobiť výkonný regulátor napätia vlastnými rukami. V našom navrhovanom článku popisujeme výrobný proces zariadenia na prácu so sieťovým napätím 220 voltov. Na základe našich tipov sa s montážou ľahko zvládnete sami.
Stabilizácia napätia domácej siete
Túžba poskytnúť stabilizované napätie v domácej sieti je zjavným javom. Tento prístup zaisťuje bezpečnosť prevádzkových zariadení, často drahých, neustále potrebných v domácnosti. Všeobecne platí, že stabilizačný faktor je zárukou zvýšenej bezpečnosti prevádzky elektrických sietí.
Na domáce účely kupujú najčastejšie stabilizátor pre plynový kotol, ktorého automatizácia si vyžaduje napájanie, pre chladničku, čerpacie zariadenie, delené systémy a podobných spotrebiteľov.
Priemyselný dizajn stabilizátora napätia, ktorý sa dá ľahko kúpiť na trhu. Rozsah tohto vybavenia je obrovský, ale vždy existuje možnosť vytvoriť si vlastný dizajn
Existuje veľa spôsobov, ako vyriešiť tento problém, z ktorých najjednoduchšie je kúpiť výkonný regulátor napätia vyrobený priemyselne.
Na komerčnom trhu existuje veľa ponúk stabilizátorov napätia. Možnosti získania sú však často obmedzené nákladmi na zariadenia alebo iné body. Alternatívou k nákupu je teda montáž stabilizátora napätia vlastnými rukami z dostupných elektronických komponentov.
Za predpokladu, že máte príslušné zručnosti a znalosti o elektroinštalácii, teórii elektrotechniky (elektronika), elektroinštalačných obvodoch a spájkovacích prvkoch, je možné domáci stabilizátor napätia implementovať a úspešne uplatniť v praxi. Takéto príklady existujú.
Niečo také by mohlo vyzerať ako stabilizačné zariadenie vyrobené z dostupných a dostupných rádiových komponentov. Podvozok a kryt môžu byť vybrané zo starého priemyselného vybavenia (napríklad z osciloskopu).
Riešenia stabilizácie napájacieho obvodu 220 V
Ak vezmeme do úvahy možné obvodové riešenia pre stabilizáciu napätia, berúc do úvahy relatívne vysoký výkon (najmenej 1 - 2 kW), treba mať na pamäti rôzne technológie.
Technologické možnosti zariadení určujú rôzne riešenia obvodov:
- ferorezonance;
- servo-riadený;
- elektronický;
- invertor.
Výber možnosti závisí od vašich preferencií, dostupných materiálov pre montáž a zručností pri práci s elektrickým zariadením.
Možnosť č. 1 - Program ferorezonancie
Pokiaľ ide o vlastnú výrobu, prvá položka na zozname sa považuje za najjednoduchšiu verziu obvodu - ferrorezonančný obvod. Funguje tak, že využíva účinok magnetickej rezonancie.
Konštrukčný diagram jednoduchého stabilizátora vyrobený na základe tlmiviek: 1 - prvý tlmivkový prvok; 2 - druhý škrtiaci prvok; 3 - kondenzátor; 4 - strana vstupného napätia; 5 - výstupné napätie
Konštrukcia dostatočne silného ferrorezonančného stabilizátora môže byť zostavená iba na troch prvkoch:
- Škrtiaca klapka 1.
- Škrtiaca klapka 2.
- Kondenzátor.
Jednoduchosť v tomto uskutočnení je však sprevádzaná množstvom nepríjemností. Konštrukcia výkonného stabilizátora zostaveného podľa ferrorezonančného obvodu sa javí ako masívna, objemná a ťažká.
Možnosť č. 2 - autotransformátor alebo servopohon
V skutočnosti je to schéma, v ktorej sa používa zásada autotransformátora. Transformácia napätia sa vykonáva automaticky ovládaním reostatu, ktorého posúvač posúva servo.
Servopohon je zase riadený signálom prijatým napríklad zo snímača úrovne napätia.
Schéma servopohonu, ktorého montáž vám umožní vytvoriť silný stabilizátor napätia pre dom alebo do chaty. Táto možnosť sa však považuje za technologicky zastaralú.
Približne rovnakým spôsobom pracuje reléové zariadenie s tým rozdielom, že transformačný koeficient sa v prípade potreby mení spojením alebo odpojením zodpovedajúcich vinutí pomocou relé.
Obvody tohto druhu vyzerajú už technicky komplikovanejšie, ale zároveň nezabezpečujú dostatočnú linearitu zmeny napätia. Prípustné je ručne namontovať reléové zariadenie alebo na servopohon. Je však múdrejšie zvoliť si elektronickú možnosť. Náklady na námahu a peniaze sú takmer rovnaké.
Možnosť č. 3 - elektronický obvod
Zostavenie výkonného stabilizátora podľa schémy elektronického riadenia s rozsiahlym sortimentom rádiových komponentov na predaj je celkom možné. Spravidla sa takéto obvody montujú na elektronické komponenty - triaky (tyristory, tranzistory).
Vyvinuli sa tiež viaceré stabilizačné obvody napätia, kde sa ako kľúče používajú tranzistory s efektom poľa.
Bloková schéma modulu elektronickej stabilizácie: 1 - vstupné svorky zariadenia; 2 - riadiaca jednotka vinutia triakového tranzistora; 3 - mikroprocesorová jednotka; 4 - výstupné svorky pre pripojenie záťaže
Je dosť ťažké vyrobiť výkonné zariadenie úplne elektronicky ovládané nešpecialistom, je lepšie kúpiť hotové zariadenie. V tejto súvislosti sú nevyhnutné skúsenosti a znalosti v oblasti elektrotechniky.
Pri nezávislej výrobe sa odporúča zvážiť túto možnosť, ak existuje silná túžba vybudovať stabilizátor plus nahromadené skúsenosti inžiniera elektroniky. Ďalej v článku sa budeme zaoberať návrhom elektronického dizajnu vhodného na výrobu domácich majstrov.
Podrobné montážne pokyny
Tento obvod je považovaný za nezávislú výrobu a je skôr hybridnou možnosťou, pretože zahŕňa použitie výkonového transformátora v spojení s elektronikou. Transformátor sa v tomto prípade používa spomedzi tých, ktoré boli nainštalované v televízoroch starých modelov.
Tu je približne výkonový transformátor potrebný na výrobu provizórneho stabilizátora. Nie je však vylúčený výber iných možností alebo samonavíjania
Je pravda, že v televíznych prijímačoch sa spravidla nainštalovali transformátory TS-180, zatiaľ čo stabilizátor vyžaduje najmenej TS-320, aby poskytoval výstupnú záťaž až 2 kW.
Krok č. 1 - vytvorenie telesa stabilizátora
Akákoľvek vhodná škatuľa na báze izolačného materiálu, ako je plast, textolit atď. Hlavným kritériom je dostatočný priestor na umiestnenie výkonového transformátora, elektronickej dosky a ďalších komponentov.
Kryt môže byť tiež vyrobený zo sklenených vlákien upevnením jednotlivých fólií pomocou rohov alebo iným spôsobom.
Je dovolené vybrať si puzdro z akejkoľvek elektroniky, ktorá je vhodná na umiestnenie všetkých pracovných komponentov domáceho stabilizačného obvodu. Prípad môžete zostaviť aj sami, napríklad z listov laminátu
Stabilizačná skrinka musí byť vybavená otvormi na inštaláciu prepínacích, vstupných a výstupných rozhraní, ako aj iným príslušenstvom, ktoré poskytuje obvod, ako ovládacie alebo spínacie prvky.
V prípade vyrobeného prípadu potrebujete základnú dosku, na ktorej elektronická doska „leží“ a transformátor bude pripevnený. Doska môže byť vyrobená z hliníka, na montáž elektronickej dosky by sa však mali použiť izolátory.
Krok č. 2 - vytvorenie dosky s obvodmi
Tu budete musieť najprv navrhnúť rozloženie pre umiestnenie a zväzok všetkých elektronických súčiastok podľa schémy zapojenia, s výnimkou transformátora. Potom sa na rozloženie označí hárok z fóliovaného textolitu a vytvorená stopa sa nakreslí (vytlačí) na stranu fólie.
Ďalej je lepenka leptaná pomocou vhodného riešenia (pre elektroinžinierov by mala byť známa metóda leptania dosiek).
Dosku stabilizátora môžete vyrobiť pomerne lacným spôsobom priamo doma. K tomu je potrebné pripraviť šablónu a sadu nástrojov na leptanie fóliového textitu
Takto získaná tlačená kópia elektroinštalácie je vyčistená, pocínovaná a všetky rádiové komponenty obvodu sú zmontované, potom nasleduje spájkovanie. Takto sa vyrába doska elektronických obvodov výkonného regulátora napätia.
V zásade môžete na leptanie dosiek s plošnými spojmi použiť služby tretích strán. Táto služba je pomerne cenovo dostupná a kvalita „pečate“ je výrazne vyššia ako v domácej verzii.
Krok č. 3 - zostavenie stabilizátora napätia
Doska vybavená rádiovými komponentmi je pripravená na externé zapojenie. Z dosky sú vyvedené najmä vonkajšie komunikačné vedenia (vodiče) s inými prvkami, ako sú transformátor, prepínač, rozhrania atď.
Transformátor je nainštalovaný na základnej doske puzdra, obvod elektronickej dosky je pripojený k transformátoru, doska je pripevnená k izolátorom.
Príklad domáceho stabilizátora napätia reléového typu vyrobeného v domácom prostredí umiestneného v kryte z priemyselného meracieho prístroja, ktorý upadol do poruchy.
Zostáva iba pripojiť externé prvky namontované na kryte na obvod, nainštalovať kľúčový tranzistor na chladič, po ktorom je zostavená elektronická štruktúra uzavretá krytom. Regulátor napätia je pripravený. Môžete začať konfigurovať pomocou ďalších testov.
Princíp činnosti a domáci test
Regulačným prvkom elektronického stabilizačného obvodu je výkonný tranzistor typu IRF840 s efektom poľa. Napätie na spracovanie (220 - 250 V) prechádza primárnym vinutím výkonového transformátora, je usmernené diódovým mostíkom VD1 a vstupuje do odtoku tranzistora IRF840. Zdroj tej istej zložky je spojený s negatívnym potenciálom diódového mostíka.
Schematický diagram stabilizačného bloku s vysokým výkonom (do 2 kW), na základe ktorého bolo zostavených a úspešne použitých niekoľko zariadení. Schéma preukázala optimálnu úroveň stabilizácie pri indikovanom zaťažení, ale nie vyššiu
Časť obvodu, ktorá obsahuje jedno z dvoch sekundárnych vinutí transformátora, je tvorená usmerňovačom diód (VD2), potenciometrom (R5) a ďalšími prvkami elektronického ovládača. Táto časť obvodu generuje riadiaci signál, ktorý sa privádza do hradla tranzistora s poľným efektom IRF840.
V prípade zvýšenia napájacieho napätia riadiaci signál znižuje hradlové napätie tranzistora s poľným účinkom, čo vedie k uzavretiu kľúča. V súlade s tým je pri kontaktoch na pripojenie záťaže (XT3, XT4) možné zvýšenie napätia obmedzené. Opačná možnosť je obvod v prípade poklesu sieťového napätia.
Nastavenie zariadenia nie je príliš zložité. Tu budete potrebovať bežnú žiarovku (200 - 250 W), ktorá by mala byť pripojená k výstupným svorkám zariadenia (X3, X4). Ďalej sa otáčaním potenciometra (R5) napätie na označených svorkách uvedie na úroveň 220 až 225 voltov.
Vypnú stabilizátor, vypnú žiarovku a zapnú zariadenie pri plnom zaťažení (nie viac ako 2 kW).
Po 15 až 20 minútach činnosti sa zariadenie opäť vypne a monitoruje sa teplota radiátora kľúčového tranzistora (IRF840). Ak je vykurovanie radiátora výrazné (viac ako 75 °), mali by ste zvoliť výkonnejší chladič chladiča.
Ak sa proces výroby stabilizátora z praktického hľadiska zdal príliš komplikovaný a iracionálny, bez problémov môžete nájsť a kúpiť zariadenie vyrobené výrobcom. Pravidlá a kritériá pre výber stabilizátora pre 220 V sú uvedené v našom odporúčanom článku.
V nasledujúcom videu je uvedený jeden z možných návrhov domácich stabilizátorov.
V zásade si môžete vziať na vedomie túto verziu improvizovaného stabilizačného zariadenia:
Je možné zostaviť blok, ktorý stabilizuje sieťové napätie vlastnými rukami. Potvrdzuje to množstvo príkladov, keď sa rádioamatéri s malými skúsenosťami celkom úspešne rozvíjajú (alebo využívajú existujúce), pripravujú a montujú elektronický obvod.
Ťažkosti s nákupom súčiastok na výrobu domáceho stabilizátora sa zvyčajne neuvádzajú. Výrobné náklady sú nízke a prirodzene sa vyplácajú, keď sa stabilizátor uvedie do prevádzky.
V bloku nižšie zanechajte komentáre, pýtajte sa a publikujte fotografie k téme článku. Povedzte nám, ako zostaviť regulátor napätia vlastnými rukami. Zdieľajte užitočné informácie, ktoré môžu byť užitočné pre začiatočníkov navštevujúcich elektrotechniku.