Potent estabilitzador de tensió de bricolatge: esquemes de circuits + instruccions de muntatge pas a pas

Fer estabilitzadors de tensió casolans és una pràctica força habitual.Tanmateix, en la seva major part, es creen circuits electrònics estabilitzadors dissenyats per a tensions de sortida relativament baixes (5-36 volts) i potències relativament baixes. Els dispositius s'utilitzen com a part de l'equip domèstic, res més.

Us explicarem com fer un estabilitzador de tensió potent amb les vostres pròpies mans. L'article que hem proposat descriu el procés de fabricació d'un dispositiu per treballar amb una tensió de xarxa de 220 volts. Tenint en compte els nostres consells, podeu gestionar el muntatge vosaltres mateixos sense cap problema.

Estabilització de la tensió domèstica

El desig de proporcionar tensió estabilitzada a la xarxa domèstica és un fenomen evident. Aquest enfocament garanteix la seguretat dels equips en ús, sovint cars i necessaris constantment a la granja. I en general, el factor d'estabilització és la clau per augmentar la seguretat en el funcionament de les xarxes elèctriques.

Sovint s'adquireix per a la llar estabilitzador per caldera de gas, l'automatització de la qual requereix connexió a una font d'alimentació, per a la nevera, equips de bombeig, sistemes split i consumidors similars.

Disseny industrial d'un estabilitzador de tensió de xarxa, fàcil d'adquirir al mercat.La gamma d'aquests equips és enorme, però sempre hi ha l'oportunitat de fer el vostre propi disseny

Aquest problema es pot resoldre de diferents maneres, la més senzilla de les quals és comprar un potent estabilitzador de tensió fabricat industrialment.

Ofertes estabilitzadors de tensió n'hi ha molts al mercat comercial. Tanmateix, les opcions de compra sovint estan limitades pel cost dels dispositius o altres factors. En conseqüència, una alternativa a la compra és muntar un estabilitzador de tensió a partir dels components electrònics disponibles.

Sempre que tingueu les habilitats i els coneixements adequats d'instal·lació elèctrica, teoria de l'enginyeria elèctrica (electrònica), circuits de cablejat i elements de soldadura, un estabilitzador de tensió casolà es pot implementar i utilitzar amb èxit a la pràctica. Aquests exemples n'hi ha.

Els equips d'estabilització fets amb les vostres pròpies mans amb components de ràdio disponibles i econòmics poden semblar així. El xassís i la carcassa es poden seleccionar d'equips industrials antics (per exemple, des d'un oscil·loscopi)

Solucions de circuits per estabilitzar la xarxa elèctrica de 220V

Quan es consideren possibles solucions de circuits per a l'estabilització de la tensió, tenint en compte una potència relativament alta (almenys 1-2 kW), cal tenir en compte la varietat de tecnologies.

Hi ha diverses solucions de circuits que determinen les capacitats tecnològiques dels dispositius:

• ferroresonant;
• servomotor;
• electrònica;
• inversor

Quina opció triar depèn de les vostres preferències, dels materials disponibles per al muntatge i de les habilitats per treballar amb equips elèctrics.

Opció #1: circuit ferroressonant

Per a l'autoproducció, l'opció de circuit més senzilla sembla ser el primer element de la llista: un circuit ferroresonant. Funciona mitjançant l'efecte de ressonància magnètica.

Diagrama de blocs d'un estabilitzador senzill fet a partir de boques: 1 – primer element de l'accelerador; 2 - segon element de l'accelerador; 3 – condensador; 4 - costat de la tensió d'entrada; 5 – costat tensió de sortida

El disseny d'un estabilitzador ferroresonant prou potent es pot muntar utilitzant només tres elements:

1. L'accelerador 1.
2. L'accelerador 2.
3. Condensador.

Tanmateix, la senzillesa d'aquesta opció va acompanyada de molts inconvenients. El disseny d'un potent estabilitzador, muntat mitjançant un circuit ferroresonant, resulta ser massiu, voluminós i pesat.

Opció 2: autotransformador o servoaccionament

De fet, estem parlant d'un circuit que utilitza el principi d'un autotransformador. La transformació de tensió es realitza automàticament controlant un reòstat, el control lliscant del qual mou el servoaccionament.

Al seu torn, el servoaccionament està controlat per un senyal rebut, per exemple, d'un sensor de nivell de tensió.

Un diagrama esquemàtic d'un dispositiu servomotor, el muntatge del qual us permetrà crear un potent estabilitzador de tensió per a la vostra llar o casa de camp. Tanmateix, aquesta opció es considera tecnològicament obsoleta

Un dispositiu de tipus relé funciona aproximadament de la mateixa manera, amb l'única diferència que la relació de transformació canvia, si cal, connectant o desconnectant els bobinats corresponents mitjançant un relé.

Els circuits d'aquest tipus semblen tècnicament més complexos, però al mateix temps no proporcionen la suficient linealitat dels canvis de tensió. Es permet muntar manualment un dispositiu de relé o servoaccionament.No obstant això, és més prudent triar l'opció electrònica. Els costos d'esforç i diners són gairebé els mateixos.

Opció 3: circuit electrònic

Muntar un potent estabilitzador mitjançant un circuit de control electrònic amb una àmplia gamma de components de ràdio a la venda és molt possible. Com a regla general, aquests circuits es munten en components electrònics: triacs (tiristors, transistors).

També s'han desenvolupat una sèrie de circuits estabilitzadors de tensió, on s'utilitzen transistors d'efecte de camp de potència com a interruptors.

Esquema de blocs del mòdul d'estabilització electrònica: 1 – terminals d'entrada del dispositiu; 2 – unitat de control triac per a bobinats del transformador; 3 – unitat de microprocessador; 4 – terminals de sortida per a la connexió de càrrega

És bastant difícil fabricar un dispositiu potent completament sota control electrònic amb les mans d'un no especialitzat; és millor comprar un dispositiu ja fet. En aquesta matèria, no pots prescindir d'experiència i coneixements en el camp de l'enginyeria elèctrica.

És recomanable considerar aquesta opció per a la producció independent si hi ha un fort desig de construir un estabilitzador, a més de l'experiència acumulada d'un enginyer electrònic. Més endavant en l'article veurem el disseny d'un disseny electrònic adequat per fer-lo tu mateix.

Instruccions de muntatge detallades

El circuit que es considera per a l'autoproducció és més aviat una opció híbrida, ja que implica l'ús d'un transformador de potència juntament amb l'electrònica. El transformador en aquest cas s'utilitza entre els que es van instal·lar en televisors de models més antics.

Aquest és aproximadament el tipus de transformador de potència que necessitareu per fer un disseny d'estabilitzador casolà. No obstant això, no es pot descartar la selecció d'altres opcions o la bobina de fer-ho tu mateix.

És cert que els receptors de televisió, per regla general, van instal·lar transformadors TS-180, mentre que l'estabilitzador requereix almenys un TS-320 per proporcionar una càrrega de sortida de fins a 2 kW.

Pas #1: fer el cos estabilitzador

Per fer el cos del dispositiu, és adequada qualsevol caixa adequada basada en un material aïllant: plàstic, textolita, etc. El criteri principal és l'espai suficient per col·locar un transformador de potència, una placa electrònica i altres components.

També és possible fer el cos a partir de làmines de fibra de vidre subjectant làmines individuals mitjançant cantonades o d'una altra manera.

Es permet seleccionar una carcassa de qualsevol electrònica adequada per col·locar tots els components de treball d'un circuit estabilitzador casolà. També podeu muntar l'estoig vosaltres mateixos, per exemple, a partir de làmines de fibra de vidre

La caixa estabilitzadora ha d'anar equipada amb ranures per a la instal·lació d'un interruptor, interfícies d'entrada i sortida, així com altres accessoris proporcionats pel circuit com a elements de control o commutació.

Sota l'estoig fabricat, necessiteu una placa base sobre la qual la placa electrònica "s'assentarà" i es fixarà el transformador. La placa pot ser d'alumini, però s'han de proporcionar aïllants per muntar la placa electrònica.

Pas #2: fer una placa de circuit imprès

Aquí haureu de dissenyar inicialment un disseny per a la col·locació i connexió de totes les peces electròniques segons l'esquema de circuits, excepte el transformador. A continuació, es marca un full de PCB de làmina al llarg del disseny i es dibuixa (imprimeix) el rastre creat al costat de la làmina.

A continuació, el tauler es grava amb una solució adequada (els enginyers electrònics haurien d'estar familiaritzats amb el mètode de gravat de les taules).

Podeu fer una placa de circuit imprès per a un estabilitzador utilitzant mètodes bastant assequibles a casa. Per fer-ho, heu de preparar una plantilla i un conjunt d'eines per gravar a la placa PCB

La còpia impresa del cablejat obtingut d'aquesta manera es neteja, s'estanya i s'instal·len tots els components de ràdio del circuit, tot seguit es solda. Així és com es fabrica la placa electrònica d'un potent estabilitzador de tensió.

En principi, podeu utilitzar serveis de gravat de PCB de tercers. Aquest servei és bastant assequible i la qualitat del "segell" és significativament superior a la de la versió domèstica.

Pas #3: muntatge de l'estabilitzador de tensió

Una placa equipada amb components de ràdio està preparada per al cablejat extern. En particular, les línies de comunicació externes (conductors) amb altres elements: un transformador, interruptor, interfícies, etc.

S'instal·la un transformador a la placa base de la carcassa, la placa de circuit electrònic està connectada al transformador i la placa està subjecta als aïllants.

Un exemple d'estabilitzador de tensió de tipus relé casolà, fet a casa, col·locat en una carcassa d'un dispositiu de mesura industrial deteriorat

Només queda connectar els elements externs muntats a la carcassa al circuit, instal·lar el transistor clau al radiador, després de la qual cosa l'estructura electrònica muntada es cobreix amb la carcassa. L'estabilitzador de tensió està preparat. Podeu començar la configuració amb més proves.

Principi de funcionament i prova casolana

L'element regulador del circuit d'estabilització electrònica és un potent transistor d'efecte de camp del tipus IRF840.La tensió de processament (220-250V) passa pel bobinatge primari del transformador de potència, es rectifica pel pont de díodes VD1 i va al drenatge del transistor IRF840. La font del mateix component està connectada al potencial negatiu del pont de díodes.

Diagrama esquemàtic d'una unitat estabilitzadora d'alta potència (fins a 2 kW), sobre la base de la qual s'han muntat i s'utilitzen amb èxit diversos dispositius. El circuit va mostrar el nivell òptim d'estabilització a la càrrega especificada, però no superior

La part del circuit, que inclou un dels dos bobinatges secundaris del transformador, està formada per un rectificador de díode (VD2), un potenciòmetre (R5) i altres elements del regulador electrònic. Aquesta part del circuit genera un senyal de control que s'envia a la porta del transistor d'efecte de camp IRF840.

En cas d'augment de la tensió d'alimentació, el senyal de control redueix la tensió de la porta del transistor d'efecte de camp, la qual cosa comporta el tancament de l'interruptor. En conseqüència, als contactes de connexió de càrrega (XT3, XT4), es limita un possible augment de la tensió. El circuit funciona a la inversa en cas de caiguda de la tensió de la xarxa.

Configurar el dispositiu no és especialment difícil. Aquí necessitareu una làmpada incandescent normal (200-250 W), que s'hauria de connectar als terminals de sortida del dispositiu (X3, X4). A continuació, fent girar el potenciòmetre (R5), la tensió als terminals marcats es porta a un nivell de 220-225 volts.

Apagueu l'estabilitzador, apagueu la làmpada incandescent i engegueu el dispositiu amb una càrrega completa (no superior a 2 kW).

Després de 15-20 minuts de funcionament, el dispositiu es torna a apagar i es controla la temperatura del radiador del transistor clau (IRF840). Si l'escalfament del radiador és important (més de 75º), hauríeu de triar un dissipador de calor més potent.

Si el procés de fabricació d'un estabilitzador sembla massa complicat i irracional des d'un punt de vista pràctic, podeu trobar i comprar un dispositiu fet de fàbrica sense cap problema. Normes i criteris escollint un estabilitzador per a 220 V es donen al nostre article recomanat.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

El vídeo següent examina un dels possibles dissenys per a un estabilitzador casolà.

En principi, podeu prendre nota d'aquesta versió d'un dispositiu d'estabilització casolà:

És possible muntar un bloc que estabilitzi la tensió de la xarxa amb les vostres pròpies mans. Això es confirma amb nombrosos exemples en què els radioaficionats amb poca experiència desenvolupen amb força èxit (o utilitzen una d'existent), preparen i munten un circuit electrònic.

Normalment no hi ha dificultats per comprar peces per fer un estabilitzador casolà. Els costos de producció són baixos i, naturalment, es paguen per si mateixos quan es posa en funcionament l'estabilitzador.

Si us plau, deixeu comentaris, feu preguntes, publiqueu fotos relacionades amb el tema de l'article al bloc següent. Expliqueu-nos com heu muntat un estabilitzador de tensió amb les vostres pròpies mans. Comparteix informació útil que pot ser útil per als enginyers elèctrics novells que visiten el lloc.