توسعه دهندگان دستگاه های الکتریکی و الکترونیکی، در فرآیند ایجاد آنها، از این واقعیت نتیجه می گیرند که دستگاه آینده تحت شرایط ولتاژ تغذیه پایدار کار می کند. این امر ضروری است تا مدار الکتریکی دستگاه الکترونیکی اولاً پارامترهای خروجی پایدار را مطابق با هدف مورد نظر خود ارائه دهد و ثانیاً پایداری ولتاژ منبع تغذیه از دستگاه در برابر نوساناتی که مملو از مصرف بیش از حد جریان و فرسودگی هستند محافظت می کند. از عناصر الکتریکی دستگاه برای حل مشکل اطمینان از ولتاژ تغذیه ثابت، از برخی از نسخه های تثبیت کننده ولتاژ استفاده می شود. بر اساس ماهیت جریان مصرف شده توسط دستگاه، تثبیت کننده های ولتاژ متناوب و مستقیم متمایز می شوند.

تثبیت کننده های ولتاژ AC

تثبیت کننده های ولتاژ AC در صورتی استفاده می شود که انحراف ولتاژ در شبکه الکتریکی از مقدار اسمی بیش از 10٪ باشد. این استاندارد بر اساس این واقعیت انتخاب شده است که مصرف کنندگان AC با چنین انحرافاتی عملکرد خود را در تمام طول عمر خود حفظ می کنند. در فن آوری الکترونیکی مدرن، به عنوان یک قاعده، برای حل مشکل منبع تغذیه پایدار، از منبع تغذیه سوئیچینگ استفاده می شود که در آن به تثبیت کننده ولتاژ متناوب نیازی نیست. اما در یخچال، مایکروفر، کولر، پمپ و .... تثبیت خارجی ولتاژ منبع AC مورد نیاز است. در چنین مواردی، یکی از سه نوع تثبیت کننده اغلب مورد استفاده قرار می گیرد: الکترومکانیکی، که پیوند اصلی آن یک اتوترانسفورماتور قابل تنظیم با یک درایو الکتریکی کنترل شده، ترانسفورماتور رله، مبتنی بر یک ترانسفورماتور قدرتمند با چندین ضربه در سیم پیچ اولیه است. سوئیچ ساخته شده از رله های الکترومغناطیسی، تریاک ها، تریستورها یا ترانزیستورهای کلیدی قدرتمند، و همچنین قطعات کاملا الکترونیکی. تثبیت کننده های فرورزونانت، که در قرن گذشته گسترده شده اند، اکنون به دلیل وجود کاستی های متعدد، عملاً مورد استفاده قرار نمی گیرند.

برای اتصال مصرف کننده ها به شبکه AC 50 هرتز از تثبیت کننده ولتاژ 220 ولت استفاده می شود که مدار الکتریکی تثبیت کننده ولتاژ از این نوع در شکل زیر نشان داده شده است.

ترانسفورماتور A1 ولتاژ شبکه را تا حدی افزایش می دهد که برای تثبیت ولتاژ خروجی در ولتاژ ورودی پایین کافی باشد. عنصر تنظیم کننده RE ولتاژ خروجی را تغییر می دهد. در خروجی، عنصر کنترل UE مقدار ولتاژ بار را اندازه گیری می کند و سیگنال کنترلی برای تنظیم آن در صورت لزوم صادر می کند.

تثبیت کننده های الکترومکانیکی

این تثبیت کننده مبتنی بر استفاده از یک اتوترانسفورماتور قابل تنظیم خانگی یا LATR آزمایشگاهی است. استفاده از اتوترانسفورماتور کارایی بالاتری از نصب را فراهم می کند. دسته تنظیم اتوترانسفورماتور برداشته می شود و به جای آن یک موتور کوچک با گیربکس به صورت کواکسیال روی بدنه نصب می شود که نیروی چرخشی کافی برای چرخاندن لغزنده در اتوترانسفورماتور فراهم می کند. سرعت چرخش لازم و کافی حدود 1 دور در 10 تا 20 ثانیه است. این الزامات توسط موتور نوع RD-09 که قبلاً در ضبط کننده ها استفاده می شد برآورده می شود. موتور توسط یک مدار الکترونیکی کنترل می شود. هنگامی که ولتاژ شبکه در 10+- ولت تغییر می کند، فرمانی به موتور صادر می شود که لغزنده را می چرخاند تا ولتاژ خروجی به 220 ولت برسد.

نمونه هایی از مدارهای تثبیت کننده الکترومکانیکی در زیر آورده شده است:

مدار الکتریکی یک تثبیت کننده ولتاژ با استفاده از تراشه های منطقی و کنترل رله یک درایو الکتریکی

تثبیت کننده الکترومکانیکی مبتنی بر تقویت کننده عملیاتی.

مزیت چنین تثبیت کننده هایی سهولت اجرا و دقت بالای تثبیت ولتاژ خروجی است. از معایب آن می توان به قابلیت اطمینان پایین به دلیل وجود عناصر متحرک مکانیکی، توان بار مجاز نسبتاً کم (در عرض 250 ... 500 وات) و شیوع کم اتوترانسفورماتورها و موتورهای الکتریکی لازم در زمان ما اشاره کرد.

تثبیت کننده های ترانسفورماتور رله

تثبیت کننده رله ترانسفورماتور به دلیل سادگی طراحی، استفاده از عناصر مشترک و امکان دستیابی به توان خروجی قابل توجه (تا چند کیلووات) که به طور قابل توجهی از توان ترانسفورماتور قدرت استفاده شده فراتر می رود، محبوبیت بیشتری دارد. انتخاب توان آن تحت تأثیر حداقل ولتاژ در یک شبکه AC خاص است. به عنوان مثال، اگر ولتاژ آن کمتر از 180 ولت نباشد، ترانسفورماتور باید یک تقویت ولتاژ 40 ولت ارائه دهد که 5.5 برابر کمتر از ولتاژ نامی در شبکه است. توان خروجی تثبیت کننده همان تعداد برابر بیشتر از توان ترانسفورماتور قدرت خواهد بود (اگر بازده ترانسفورماتور و حداکثر جریان مجاز از طریق عناصر سوئیچینگ را در نظر نگیرید). تعداد مراحل تغییر ولتاژ معمولاً در 3...6 مرحله تنظیم می شود که در بیشتر موارد دقت قابل قبول تثبیت ولتاژ خروجی را تضمین می کند. هنگام محاسبه تعداد دور سیم پیچ ها در یک ترانسفورماتور برای هر مرحله، ولتاژ در شبکه برابر با سطح عملکرد عنصر سوئیچینگ در نظر گرفته می شود. به عنوان یک قاعده ، از رله های الکترومغناطیسی به عنوان عناصر سوئیچینگ استفاده می شود - مدار کاملاً ابتدایی است و در صورت تکرار مشکلی ایجاد نمی کند. نقطه ضعف چنین تثبیت کننده ای تشکیل یک قوس در کنتاکت های رله در طول فرآیند سوئیچینگ است که باعث از بین رفتن کنتاکت های رله می شود. در نسخه‌های پیچیده‌تر مدارها، رله در لحظه‌هایی که نیم موج ولتاژ از مقدار صفر عبور می‌کند، سوئیچ می‌شود که از وقوع جرقه جلوگیری می‌کند، البته به شرطی که از رله‌های پرسرعت استفاده شود یا سوئیچینگ در زمان کاهش رخ دهد. از نیمه موج قبلی استفاده از تریستورها، تریاک ها یا سایر عناصر غیر تماسی به عنوان عناصر سوئیچینگ، قابلیت اطمینان مدار را به شدت افزایش می دهد، اما به دلیل نیاز به ایجاد ایزولاسیون گالوانیکی بین مدارهای الکترود کنترل و ماژول کنترل، پیچیده تر می شود. برای این منظور از عناصر اپتوکوپلر یا ترانسفورماتورهای پالس ایزوله استفاده می شود. در زیر یک نمودار شماتیک از تثبیت کننده ترانسفورماتور رله آورده شده است:

طرح تثبیت کننده رله-ترانسفورماتور دیجیتال بر اساس رله های الکترومغناطیسی

تثبیت کننده های الکترونیکی

تثبیت کننده های الکترونیکی، به عنوان یک قاعده، دارای قدرت کم (تا 100 وات) و پایداری بالای ولتاژ خروجی هستند که برای عملکرد بسیاری از دستگاه های الکترونیکی ضروری است. آنها معمولاً به شکل یک تقویت کننده فرکانس پایین ساده ساخته می شوند که دارای حاشیه نسبتاً زیادی برای تغییر سطح ولتاژ و توان تغذیه است. یک سیگنال سینوسی با فرکانس 50 هرتز از یک ژنراتور کمکی به ورودی آن از تنظیم کننده ولتاژ الکترونیکی عرضه می شود. شما می توانید از سیم پیچ کاهنده ترانسفورماتور قدرت استفاده کنید. خروجی تقویت کننده به یک ترانسفورماتور افزایش دهنده تا 220 ولت متصل می شود. مدار دارای بازخورد منفی اینرسی بر روی مقدار ولتاژ خروجی است که پایداری ولتاژ خروجی را با شکل بدون اعوجاج تضمین می کند. برای دستیابی به سطوح توان چند صد وات از روش های دیگری استفاده می شود. به طور معمول، یک مبدل قدرتمند DC-AC بر اساس استفاده از نوع جدیدی از نیمه هادی - به اصطلاح ترانزیستور IGBT استفاده می شود.

این عناصر سوئیچینگ در حالت سوئیچینگ می توانند جریانی چند صد آمپری را با حداکثر ولتاژ مجاز بیش از 1000 ولت عبور دهند که برای کنترل این گونه ترانزیستورها از انواع خاصی از میکروکنترلرها با کنترل برداری استفاده می شود. پالس هایی با عرض متغیر به گیت ترانزیستور با فرکانس چند کیلوهرتز اعمال می شود که طبق برنامه وارد شده به میکروکنترلر تغییر می کند. در خروجی، چنین مبدلی بر روی ترانسفورماتور مربوطه بارگذاری می شود. جریان در مدار ترانسفورماتور بر اساس یک سینوسی تغییر می کند. در عین حال، ولتاژ شکل پالس های مستطیلی اصلی را با عرض های مختلف حفظ می کند. این مدار در منابع تغذیه تضمینی قدرتمندی که برای عملکرد بی وقفه کامپیوترها استفاده می شود استفاده می شود. مدار الکتریکی یک تثبیت کننده ولتاژ از این نوع بسیار پیچیده است و عملاً برای تولید مثل مستقل غیرقابل دسترسی است.

تثبیت کننده های ولتاژ الکترونیکی ساده شده

چنین دستگاه هایی زمانی استفاده می شوند که ولتاژ شبکه خانگی (به ویژه در مناطق روستایی) اغلب کاهش می یابد و تقریباً هرگز ولتاژ اسمی 220 ولت را ارائه نمی دهند.

در چنین شرایطی، یخچال به طور متناوب کار می کند و در معرض خطر خرابی قرار می گیرد، روشنایی کم می شود و آب در کتری برقی نمی تواند برای مدت طولانی بجوشد. قدرت یک تثبیت کننده ولتاژ قدیمی متعلق به دوران شوروی که برای تامین برق تلویزیون طراحی شده است، معمولاً برای تمام مصرف کنندگان برق خانگی دیگر کافی نیست و ولتاژ شبکه اغلب به زیر سطح قابل قبول برای چنین تثبیت کننده ای کاهش می یابد.

یک روش ساده برای افزایش ولتاژ در شبکه با استفاده از ترانسفورماتور با توان به طور قابل توجهی کمتر از توان بار اعمال شده وجود دارد. سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور مستقیماً به شبکه وصل می شود و بار به صورت سری به سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور متصل می شود. با فازبندی صحیح، ولتاژ در بار برابر با مجموع ولتاژ گرفته شده از ترانسفورماتور و ولتاژ شبکه خواهد بود.

مدار الکتریکی یک تثبیت کننده ولتاژ که بر اساس این اصل ساده کار می کند در شکل زیر نشان داده شده است. هنگامی که ترانزیستور VT2 (اثر میدان) واقع در مورب پل دیود VD2 بسته می شود، سیم پیچ I (که اصلی است) ترانسفورماتور T1 به شبکه متصل نمی شود. ولتاژ در بار روشن تقریبا برابر با ولتاژ اصلی منهای یک ولتاژ کوچک در سیم پیچ II (ثانویه) ترانسفورماتور T1 است. هنگامی که ترانزیستور اثر میدان باز می شود، سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور اتصال کوتاه می یابد و مجموع ولتاژ شبکه و ولتاژ سیم پیچ ثانویه به بار اعمال می شود.

مدار تثبیت کننده ولتاژ الکترونیکی

ولتاژ بار، از طریق ترانسفورماتور T2 و پل دیود VD1، به ترانزیستور VT1 عرضه می شود. تنظیم کننده پتانسیومتر برش R1 باید در موقعیتی تنظیم شود که باز شدن ترانزیستور VT1 و بسته شدن VT2 را هنگامی که ولتاژ بار از حد نامی (220 ولت) بیشتر می‌کند، تضمین کند. اگر ولتاژ کمتر از 220 ولت باشد، ترانزیستور VT1 بسته می شود و VT2 باز می شود. بازخورد منفی به دست آمده از این طریق ولتاژ را در سراسر بار تقریباً برابر با مقدار اسمی نگه می دارد.

ولتاژ تصحیح شده از پل VD1 نیز برای تغذیه مدار کلکتور VT1 (از طریق مدار تثبیت کننده یکپارچه DA1) استفاده می شود. زنجیر C5R6 نوسانات ناخواسته ولتاژ منبع تخلیه را در ترانزیستور VT2 کاهش می دهد. خازن C1 تداخل ورودی به شبکه را در حین کارکرد تثبیت کننده کاهش می دهد. مقادیر مقاومت های R3 و R5 برای به دست آوردن بهترین و پایدارترین تثبیت ولتاژ انتخاب می شوند. سوئیچ SA1 روشن و خاموش کردن تثبیت کننده و بار را فراهم می کند. کلید بسته SA2 سیستم اتوماتیکی را که ولتاژ بار را تثبیت می کند خاموش می کند. در این مورد، معلوم می شود که حداکثر ممکن در ولتاژ شبکه فعلی است.

پس از اتصال تثبیت کننده مونتاژ شده به شبکه، مقاومت برش R1 ولتاژ بار را روی 220 ولت تنظیم می کند. باید در نظر داشت که تثبیت کننده توضیح داده شده در بالا نمی تواند تغییرات ولتاژ شبکه را که بیش از 220 ولت است یا کمتر از حداقل مصرف شده است، حذف کند. در محاسبه سیم پیچ ترانسفورماتور

توجه: در برخی از حالت های عملکرد تثبیت کننده، توان تلف شده توسط ترانزیستور VT2 بسیار قابل توجه است. این و نه قدرت ترانسفورماتور است که می تواند قدرت بار مجاز را محدود کند. بنابراین باید دقت کرد که از اتلاف گرمای خوب این ترانزیستور اطمینان حاصل شود.

یک تثبیت کننده نصب شده در یک اتاق مرطوب باید در یک محفظه فلزی زمین قرار گیرد.

نمودارها را نیز ببینید.

راه بهینه برای راه اندازی شبکه های الکتریکی تغییر عملکرد جریان و همچنین ولتاژ مورد نیاز به میزان 10 درصد از 220 ولت در نظر گرفته می شود. با این حال، از آنجایی که نوسانات اغلب تغییر می کنند، دستگاه های الکتریکی که مستقیماً به شبکه متصل هستند در معرض خطر خرابی قرار دارند.

برای از بین بردن چنین مشکلاتی، نصب تجهیزات خاصی ضروری است. و از آنجایی که دستگاه مجله هزینه نسبتاً بالایی دارد، طبیعتاً بسیاری از افراد تثبیت کننده را با دست خود جمع می کنند.

آیا چنین تصمیمی موجه است و برای تحقق آن چه چیزی لازم است؟

اصل عملکرد تثبیت کننده

با تصمیم به ایجاد یک تثبیت کننده خانگی، همانطور که در عکس است، باید به داخل کیس که از قسمت های خاصی تشکیل شده است نگاه کنید. اصل عملکرد یک دستگاه معمولی مستقیماً مبتنی بر عملکرد یک رئوستات است که مقاومت را افزایش یا کاهش می دهد.

علاوه بر این، مدل‌های پیشنهادی دارای عملکردهای متنوعی هستند و همچنین می‌توانند به طور کامل از تجهیزات در برابر نوسانات ولتاژ ناخواسته در شبکه محافظت کنند.

تجهیزات بسته به روش های مورد استفاده برای تنظیم جریان طبقه بندی می شوند. از آنجایی که مقدار حرکت جهتی ذرات است، می توان بر این اساس توسط یک روش مکانیکی یا پالسی تحت تأثیر قرار گیرد.

اولین مورد طبق قانون اهم کار می کند. دستگاه هایی که بر اساس آن کار می کنند خطی نامیده می شوند. آنها شامل چندین خم هستند که با استفاده از یک رئوستات ترکیب شده اند.

ولتاژی که به یک قسمت داده می شود از یک رئوستات عبور می کند و به روشی مشابه به دیگری می رسد و از آنجا به مصرف کننده منتقل می شود.

این نوع دستگاه امکان تنظیم دقیق پارامترهای جریان مورد نیاز را فراهم می کند و به راحتی با واحدهای ویژه قابل ارتقا است.

با این حال، استفاده از چنین تثبیت کننده هایی در شبکه هایی که اختلاف زیادی بین جریان ها وجود دارد، غیرقابل قبول است، زیرا آنها به طور کامل از تجهیزات در برابر اتصال کوتاه در هنگام اضافه بار محافظت نمی کنند.

گزینه های پالس با استفاده از روش مدولاسیون جریان دامنه کار می کنند. مدار از کلیدی استفاده می کند که پس از مدت زمان مورد نیاز آن را می شکند. این رویکرد باعث می شود تا جریان مورد نیاز در خازن تا حد امکان به طور یکنواخت و پس از اتمام شارژ و سپس به دستگاه ها جمع شود.

بیایید مونتاژ را شروع کنیم

از آنجایی که مؤثرترین دستگاه یک دستگاه تریاک است، بیایید در مورد چگونگی ساخت تثبیت کننده مشابه با دستان خود صحبت کنیم.

مهم است که تاکید شود که این نوع مدل قادر خواهد بود جریان تامین شده را در شرایطی که ولتاژ در محدوده 130-270 ولت باشد یکسان کند. قطعات نیز مورد نیاز خواهند بود. ابزاری که نیاز دارید موچین و آهن لحیم کاری است.

مراحل تولید

با توجه به دستورالعمل های دقیق در مورد نحوه نصب تثبیت کننده، ابتدا باید یک برد مدار چاپی با اندازه مورد نیاز تهیه کنید. از فایبرگلاس با روکش فویل مخصوص ساخته شده است. ریزمدار برای چیدمان عناصر می تواند در قالب چاپی باشد یا با استفاده از اتو به برد منتقل شود.

سپس، طرح ایجاد یک تثبیت کننده ساده، مونتاژ مستقیم دستگاه را فراهم می کند. برای این عنصر به یک مدار مغناطیسی و چندین کابل نیاز دارید. برای ساخت سیم پیچ از یک سیم به قطر 0.064 میلی متر استفاده شده است. تعداد نوبت های مورد نیاز به 8669 می رسد.

از دو سیم باقی مانده برای ایجاد سیم پیچ های باقی مانده استفاده می شود که در مقایسه با گزینه اول، قطر آنها 0.185 میلی متر است. تعداد دور تنظیم شده برای این سیم پیچ ها حداقل 522 است.

در صورت نیاز به ساده سازی کار، ترجیحاً از ترانسفورماتورهای سری متصل شده با نام تجاری TPK-2-2 12V استفاده کنید.

هنگام تولید مستقل این قطعات، پس از تکمیل ساخت یکی از آنها، اقدام به تولید دیگری می کنند. برای این منظور، یک مدار مغناطیسی تروئیدال مورد نیاز خواهد بود. PEV-2 با تعداد دورهای 455 به عنوان سیم پیچ نیز مناسب است.

ضمناً با تولید گام به گام دستی استابلایزر در دستگاه دوم باید 7 خم ایجاد شود. در این مورد، برای چند سه، یک سیم به قطر 3 میلی متر استفاده می شود، برای دیگران از اتوبوس هایی با سطح مقطع 18 میلی متر مربع استفاده می شود. این امر باعث می شود تا گرمای ناخواسته دستگاه در طول فرآیند کار از بین برود.

اقلام باقی مانده را باید در یک فروشگاه تخصصی خرده فروشی خریداری کنید. هنگامی که همه چیز مورد نیاز شما خریداری شد، باید دستگاه را مونتاژ کنید.

کار باید با نصب میکرو مدار لازم آغاز شود که به عنوان یک کنترل کننده بر روی سینک حرارتی در حال نصب، ساخته شده از پلاتین عمل می کند. علاوه بر این، تریاک روی آن نصب شده است. سپس LED های چشمک زن روی برد نصب می شوند.

اگر ایجاد دستگاه های triac برای شما کار دشواری است، توصیه می شود یک نسخه خطی را انتخاب کنید که با ویژگی های مشابه مشخص می شود.

عکس های تثبیت کننده های خودتان را انجام دهید

دستگاه‌های خانگی به نوسانات برق حساس هستند، سریع‌تر فرسوده می‌شوند و نقص‌ها ظاهر می‌شوند. در شبکه الکتریکی، ولتاژ اغلب تغییر، کاهش یا افزایش می یابد. این به دلیل دور بودن منبع انرژی و خط برق بی کیفیت است.

برای اتصال دستگاه ها به منبع تغذیه پایدار، از تثبیت کننده های ولتاژ در اماکن مسکونی استفاده می شود. در خروجی آن، ولتاژ دارای خواص پایدار است. تثبیت کننده را می توان در یک زنجیره خرده فروشی خریداری کرد، اما چنین دستگاهی را می توان با دستان خود ساخت.

تحمل برای تغییرات ولتاژ بیش از 10٪ از مقدار اسمی (220 V) وجود دارد. این انحراف باید هم به سمت بالا و هم به سمت پایین مشاهده شود. اما هیچ شبکه الکتریکی ایده آلی وجود ندارد و ولتاژ در شبکه اغلب تغییر می کند و در نتیجه عملکرد دستگاه های متصل به آن را تشدید می کند.

وسایل برقی به چنین هوس‌های شبکه واکنش منفی نشان می‌دهند و می‌توانند به سرعت از کار بیفتند و عملکرد مورد نظر خود را از دست بدهند. برای جلوگیری از چنین عواقبی، مردم از دستگاه های خانگی به نام تثبیت کننده های ولتاژ استفاده می کنند. دستگاهی که با استفاده از تریاک ساخته شده است به یک تثبیت کننده موثر تبدیل شده است. ما به نحوه ساخت تثبیت کننده ولتاژ با دستان خود نگاه خواهیم کرد.

ویژگی های تثبیت کننده

این دستگاه تثبیت کننده حساسیت بیشتری نسبت به تغییرات ولتاژ تامین شده از طریق خط مشترک نخواهد داشت. صاف کردن ولتاژ در صورتی انجام می شود که ولتاژ ورودی در محدوده 130 تا 270 ولت باشد.

دستگاه های متصل به شبکه با ولتاژی بین 205 تا 230 ولت تغذیه می شوند. از چنین دستگاهی می توان دستگاه های الکتریکی را با توان کل تا 6 کیلو وات تغذیه کرد. تثبیت کننده بار مصرف کننده را در 10 میلی ثانیه تغییر می دهد.

دستگاه استابلایزر

نمودار دستگاه تثبیت کننده.

تثبیت کننده ولتاژ طبق مدار مشخص شده شامل قسمت های زیر است:

1. واحد منبع تغذیه که شامل ظرفیت های C2، C5، مقایسه کننده، ترانسفورماتور و دیود ترموالکتریک می باشد.
2. گره ای که اتصال بار مصرف کننده را به تاخیر می اندازد و از مقاومت ها، ترانزیستورها و ظرفیت تشکیل شده است.
3. یک پل یکسو کننده که دامنه ولتاژ را اندازه گیری می کند. یکسو کننده از یک خازن، یک دیود، یک دیود زنر و چندین تقسیم کننده تشکیل شده است.
4. مقایسه کننده ولتاژ اجزای آن مقاومت ها و مقایسه کننده ها هستند.
5. کنترل کننده منطق روی ریز مدارها.
6. تقویت کننده ها، ترانزیستورهای VT4-12، مقاومت های محدود کننده جریان.
7. LED به عنوان نشانگر
8. کلیدهای اپتیترونیک هر یک از نام های مستعار مجهز به تریاک ها و مقاومت ها و همچنین اپتوسیمیستورها هستند.
9. قطع کننده مدار الکتریکی یا فیوز.
10. اتوترانسفورماتور.

اصول کارکرد، اصول جراحی، اصول عملکرد

بیایید ببینیم چگونه کار می کند.

پس از اتصال برق، ظرفیت C1 در حالت دشارژ، ترانزیستور VT1 باز و VT2 بسته است. ترانزیستور VT3 نیز بسته باقی می ماند. از طریق آن، جریان به تمام LED ها و یک اپتیترون مبتنی بر تریاک جریان می یابد.

از آنجایی که این ترانزیستور در حالت بسته است، LED ها روشن نمی شوند و هر تریاک بسته است، بار خاموش می شود. در این لحظه، جریان از مقاومت R1 عبور می کند و به C1 می رسد. سپس خازن شروع به شارژ شدن می کند.

محدوده سرعت شاتر سه ثانیه است. در این دوره، تمام فرآیندهای انتقال انجام می شود. پس از تکمیل آنها، یک ماشه اشمیت بر اساس ترانزیستورهای VT1 و VT2 فعال می شود. پس از این، ترانزیستور سوم باز می شود و بار وصل می شود.

ولتاژی که از سیم پیچ سوم T1 می آید توسط دیود VD2 و ظرفیت C2 برابر می شود. سپس، جریان در مقاومت های R13-14 به تقسیم کننده جریان می یابد. از مقاومت R14، ولتاژی که مقدار آن مستقیماً به بزرگی ولتاژ بستگی دارد، در هر ورودی مقایسه کننده غیر معکوس گنجانده شده است.

تعداد مقایسه کننده ها برابر با 8 می شود. همه آنها بر روی ریز مدارهای DA2 و DA3 ساخته شده اند. در همان زمان، جریان مستقیم به ورودی معکوس مقایسه کننده ها، با استفاده از تقسیم کننده های R15-23 عرضه می شود. سپس، کنترل کننده وارد عمل می شود و سیگنال ورودی هر مقایسه کننده را دریافت می کند.

تثبیت کننده ولتاژ و ویژگی های آن

هنگامی که ولتاژ ورودی به زیر 130 ولت می رسد، سطح منطقی کوچکی در خروجی مقایسه کننده ها ظاهر می شود. در این لحظه، ترانزیستور VT4 باز است، اولین LED چشمک می زند. این نشانگر وجود ولتاژ پایین را نشان می دهد، به این معنی که تثبیت کننده قابل تنظیم نمی تواند عملکرد خود را انجام دهد.

تمام تریاک ها بسته شده و بار خاموش می شود. هنگامی که ولتاژ در محدوده 130-150 ولت است، سیگنال های 1 و A دارای خواص سطح منطقی بالایی هستند. این سطح پایین است. در این حالت ترانزیستور VT5 باز می شود و LED دوم شروع به سیگنال دهی می کند.

Optosimistor U1.2 باز می شود، درست مانند triac VS2. جریان بار از طریق تریاک جریان می یابد. سپس بار وارد ترمینال بالایی سیم پیچ اتوترانسفورماتور T2 می شود.

اگر ولتاژ ورودی 150 - 170 ولت باشد، سیگنال های 2، 1 و B دارای مقدار سطح منطقی افزایش یافته هستند. سیگنال های دیگر کم هستند. در این ولتاژ ورودی، ترانزیستور VT6 باز می شود و LED سوم روشن می شود. در این لحظه، تریاک 2 باز می شود و جریان به ترمینال دوم سیم پیچ T2 می ریزد که از بالا در رتبه دوم قرار دارد.

یک تثبیت کننده ولتاژ 220 ولتی خود مونتاژ شده سیم پیچ های ترانسفورماتور 2 را در صورت رسیدن به سطح ولتاژ ورودی به ترتیب به 190، 210، 230، 250 ولت متصل می کند. برای ساخت چنین تثبیت کننده ای به یک برد مدار چاپی 90*115 میلی متری ساخته شده از فایبرگلاس فویل نیاز دارید.

تصویر تابلو را می توان روی چاپگر چاپ کرد. سپس با استفاده از اتو این تصویر به تابلو منتقل می شود.

ساخت ترانسفورماتور

می توانید ترانسفورماتورهای T1 و T2 را خودتان بسازید. برای T1، که قدرت آن 3 کیلو وات است، لازم است از یک هسته مغناطیسی با مقطع 1.87 سانتی متر مربع و 3 سیم PEV - 2. سیم اول با قطر 0.064 میلی متر استفاده شود. سیم پیچ اول با آن پیچ می شود، با تعداد چرخش 8669. از 2 سیم دیگر برای تشکیل سیم پیچ های باقی مانده استفاده می شود. سیم های روی آنها باید به همان قطر 0.185 میلی متر با تعداد دورهای 522 باشد.

برای اینکه خودتان چنین ترانسفورماتورها را نسازید، می توانید از نسخه های آماده TPK - 2 - 2 x 12 V که به صورت سری وصل شده اند استفاده کنید.

برای ساخت ترانسفورماتور 6 کیلوواتی T2 از یک هسته مغناطیسی حلقوی استفاده می شود. سیم پیچ با سیم PEV-2 با تعداد دور 455 پیچ می شود. 7 شیر باید روی ترانسفورماتور نصب شود. 3 مورد اول با سیم 3 میلی متری پیچیده می شوند. 4 شاخه باقیمانده با لاستیک هایی با مقطع 18 میلی متر مربع پیچیده می شود. با چنین سطح مقطع سیم، ترانسفورماتور گرم نمی شود.

شیرها روی پیچ های زیر انجام می شود: 203، 232، 266، 305، 348 و 398. چرخش ها از شیر پایین شمارش می شوند. در این حالت جریان الکتریکی شبکه باید از پیچ 266 شیر عبور کند.

قطعات و مواد

عناصر و قطعات باقی مانده از تثبیت کننده برای خود مونتاژ در زنجیره خرده فروشی خریداری می شود. در اینجا لیستی از آنها وجود دارد:

1. Triacs (optocoupler) MOS 3041 – 7 عدد.
2. Triacs VTA 41 – 800 V – 7 عدد.
3. تثبیت کننده KR 1158 EN 6A (DA1).
4. مقایسه کننده LM 339 N (برای DA2 و DA3) - 2 عدد.
5. دیودهای DF 005 M (برای VD2 و VD1) - 2 عدد.
6. مقاومت های سیمی SP 5 یا SP 3 (برای R13، R14 و R25) - 3 عدد.
7. مقاومت C2 – 23، با تحمل 1٪ - 7 عدد.
8. مقاومت های هر مقدار با تحمل 5٪ - 30 عدد.
9. مقاومت های محدود کننده جریان - 7 عدد، برای عبور جریان 16 میلی آمپر (برای R 41 - 47) - 7 عدد.
10. خازن های الکترولیتی - 4 عدد (برای C5 - 1).
11. خازن های فیلم (C4 – 8).
12. سوئیچ مجهز به فیوز.

Optocouplers MOS 3041 با MOS 3061 جایگزین شده است. تثبیت کننده KR 1158 EN 6A را می توان با KP 1158 EN 6B جایگزین کرد. مقایسه کننده K 1401 CA 1 را می توان به عنوان آنالوگ LM 339 N نصب کرد. به جای دیودها، از KTs 407 A می توان استفاده کرد.

ریز مدار KR 1158 EN 6A باید روی هیت سینک نصب شود. برای ساخت آن از صفحه آلومینیومی 15 سانتی متر مربع استفاده شده است. همچنین نصب تریاک روی آن ضروری است. برای تریاک ها مجاز به استفاده از یک هیت سینک معمولی است. سطح باید بیش از 1600 سانتی متر مربع باشد. تثبیت کننده باید مجهز به یک ریز مدار KR 1554 LP 5 باشد که به عنوان یک میکروکنترلر عمل می کند. نه LED به گونه ای چیده شده اند که در سوراخ های جلوی پانل ابزار قرار می گیرند.

اگر طراحی محفظه اجازه نصب آنها را به همان روشی که در نمودار وجود دارد نمی دهد، در سمت دیگر جایی که آهنگ های چاپ شده قرار دارند قرار می گیرند. ال ای دی ها باید به صورت چشمک زن نصب شوند، اما دیودهای غیر چشمک زن نیز می توانند نصب شوند، مشروط بر اینکه به رنگ قرمز روشن بدرخشند. برای چنین اهدافی، از AL 307 KM یا L 1543 SRC - E استفاده کنید.

شما می توانید نسخه های ساده تری از دستگاه ها را مونتاژ کنید، اما آنها ویژگی های خاصی دارند.

مزایا و معایب، تفاوت با مدل های کارخانه ای

اگر مزایای تثبیت کننده های ساخته شده به طور مستقل را لیست کنیم، مزیت اصلی کم هزینه است. سازندگان دستگاه ها اغلب قیمت ها را افزایش می دهند و در هر صورت مونتاژ خودشان هزینه کمتری خواهد داشت.

مزیت دیگر را می توان با عاملی مانند توانایی تعمیر آسان دستگاه با دستان خود تعیین کرد. در هر صورت، اگر شما نباشید، چه کسی در مورد دستگاه مونتاژ شده با دستان خود بهتر می داند.

در صورت خرابی، صاحب دستگاه بلافاصله عنصر معیوب را پیدا کرده و آن را با عنصر جدید جایگزین می کند. تعویض آسان قطعات به این دلیل ایجاد می شود که همه قطعات در یک فروشگاه خریداری شده اند، بنابراین می توان آنها را دوباره در هر فروشگاهی به راحتی خریداری کرد.

نقطه ضعف تثبیت کننده ولتاژ خود مونتاژ شده، راه اندازی پیچیده آن است.

ساده ترین تثبیت کننده ولتاژ را خودتان انجام دهید

بیایید ببینیم که چگونه می توانید تثبیت کننده 220 ولتی خود را با دستان خود بسازید و چند قطعه ساده در دست داشته باشید. اگر ولتاژ شبکه برق شما به میزان قابل توجهی کاهش یابد، چنین دستگاهی مفید خواهد بود. برای ساخت آن به یک ترانسفورماتور آماده و چند قطعه ساده نیاز دارید. بهتر است به چنین نمونه ای از دستگاه توجه کنید، زیرا معلوم می شود که دستگاه خوبی با قدرت کافی است، مثلاً برای مایکروویو.

برای یخچال و سایر وسایل خانگی دیگر، کاهش ولتاژ شبکه بسیار مضر است، بیش از افزایش. اگر ولتاژ شبکه را با استفاده از ترانسفورماتور خودکار افزایش دهید، در حالی که ولتاژ شبکه کاهش می یابد، ولتاژ در خروجی دستگاه نرمال خواهد بود. و اگر ولتاژ در شبکه عادی شود، در خروجی یک مقدار ولتاژ افزایش یافته خواهیم داشت. به عنوان مثال، یک ترانسفورماتور 24 ولت را در نظر بگیرید، با ولتاژ خط 190 ولت، خروجی دستگاه 210 ولت و با مقدار شبکه 220 ولت، خروجی 244 ولت خواهد بود. این کاملا قابل قبول و طبیعی است. عملکرد دستگاه های خانگی

برای ساخت ما به قسمت اصلی نیاز داریم - این یک ترانسفورماتور ساده است، اما نه الکترونیکی. می توانید آن را آماده پیدا کنید، یا می توانید داده های یک ترانسفورماتور موجود را تغییر دهید، به عنوان مثال، از یک تلویزیون خراب. ترانسفورماتور را مطابق مدار اتوترانسفورماتور وصل می کنیم. ولتاژ خروجی تقریباً 11 درصد بیشتر از ولتاژ شبکه خواهد بود.

در این مورد، باید مراقب باشید، زیرا در هنگام افت ولتاژ قابل توجه در شبکه به سمت بالا، خروجی دستگاه ولتاژی تولید می کند که به طور قابل توجهی از مقدار مجاز فراتر می رود.

اتوترانسفورماتور تنها 11 درصد به ولتاژ خط اضافه می کند. این بدان معناست که توان اتوترانسفورماتور نیز 11 درصد از توان مصرف کننده گرفته می شود. به عنوان مثال، قدرت یک مایکروفر 700 وات است، یعنی یک ترانسفورماتور 80 وات می گیریم. اما بهتر است قدرت را با ذخیره بگیرید.

تنظیم کننده SA1 امکان اتصال بار مصرف کننده را بدون اتوترانسفورماتور در صورت لزوم فراهم می کند. البته این یک تثبیت کننده تمام عیار نیست، اما تولید آن نیاز به سرمایه گذاری کلان و زمان زیادی ندارد.

زندگی مدرن مستلزم استفاده مداوم از فناوری های مختلف است و برخی از مناطق بدون آن به سادگی قابل تصور نیستند. طبیعتاً هر شخصی دوست دارد عمر مفید این دستگاه ها حداکثر باشد؛ برای این منظور برخی برای اطمینان بیشتر فقط محصولاتی از برندهای معروف خریداری می کنند. با این حال، هزینه بالا همیشه ایمنی را در شرایط عملیاتی بحرانی تضمین نمی کند. اینها شامل تغییرات ناگهانی در ولتاژ شبکه است. این امر به ویژه برای آن دسته از لوازم خانگی که نیاز به اتصال دائمی به شبکه دارند، به عنوان مثال، یک یخچال صادق است.

به منظور محافظت از خود در برابر عواقب ناخوشایند چنین افزایش ولتاژ، می توانید یک دستگاه فنی ویژه را تهیه کنید که جریان خروجی را تثبیت می کند. دو روش برای تنظیم ولتاژ استفاده می شود:

1. مکانیکی. برای این روش، از یک تثبیت کننده خطی، متشکل از 2 زانو و یک رئوستات که آنها را به هم متصل می کند، استفاده می شود. ولتاژ به زانو اول وارد می شود و از طریق یک رئوستات به زانو دوم منتقل می شود که جریان را بیشتر توزیع می کند. این روش زمانی موثر است که بین جریان ورودی و خروجی اختلاف کمی وجود داشته باشد و در موارد دیگر بازده کاهش می یابد.

2. نبض. طراحی تثبیت کننده شامل یک سوئیچ است که به طور دوره ای مدار را برای مدت معینی قطع می کند. این امکان را فراهم می کند تا جریان را در بخش هایی تامین کرده و آن را به طور یکنواخت در خازن جمع آوری کنید. پس از شارژ کامل خازن، یک جریان تراز شده بدون نوسان به دستگاه ها می رسد.

عیب اصلی این روش عدم امکان تنظیم یک مقدار پارامتر خاص است. بنابراین، اگر تصمیم دارید یک تثبیت کننده ولتاژ 220 ولت را با دستان خود جمع آوری کنید، باید روی روش مکانیکی تمرکز کنید. برای ایجاد یک اکولایزر جریان تک فاز خطی ساده به موارد زیر نیاز دارید:

• تبدیل کننده؛
• خازن ها؛
• مقاومت ها؛
• دیود؛
• سیم هایی که ریز مدارها را به هم متصل می کنند.

ترانسفورماتور یک جفت سیم پیچ است که یک جفت الکترومغناطیسی القایی را تشکیل می دهد. با رسیدن به سیم پیچ اولیه، جریان آن را شارژ می کند و میدان الکترومغناطیسی حاصل سیم پیچ دیگر را شارژ می کند. این رابطه بین ولتاژ (U)، جریان (I) و تعداد چرخش (N) در هر دو سیم پیچ با فرمول بیان می شود:

I2/I1 = N2/N1 = U2/U1

خود کویل های القایی را می توان در هر فروشگاه برق یافت. تعداد دور اول نباید کمتر از 2000 باشد. با اندازه گیری ولتاژ در شبکه می توانید تعداد دور مورد نیاز سیم پیچ ثانویه را محاسبه کنید. به عنوان مثال، ولتاژ واقعی 198 ولت است، سپس سیم پیچ دوم باید x/2000 = 220/198 = 2223 چرخش داشته باشد. جریان تولید شده با استفاده از همان اصل تعیین می شود. طبق این طرح، با افزایش شدید توان در ورودی، ولتاژ به طور متناسب در خروجی افزایش می یابد. بنابراین، برای تنظیم چنین شرایطی، یک رئوستات برای تغییر مقاومت شبکه مورد نیاز است. مسیری که جریان بعد از ترانسفورماتور دنبال می شود روی تراشه تثبیت کننده مشخص شده است.

جریان از ترانسفورماتور به خازن هایی با همان ظرفیت خروجی می شود تا جریان را جمع و یکسان کند؛ تقریباً 16 عدد از آنها مورد نیاز خواهد بود. سپس خازن ها باید به رئوستات متصل شوند. مقاومت آن در ولتاژ 220 ولت و جریان 4.75 A (متوسط ​​مقدار محدوده 4.5-5 A) پس از ترانسفورماتور باید 46 اهم باشد. برای صاف کردن ولتاژ تا حد ممکن، می توانید چندین رئوستات نصب کنید و مقاومت را به طور مساوی در هر کدام توزیع کنید. پس از عبور مدار از رئوستات ها، دوباره به یک جریان متصل می شود و دیود را دنبال می کند که مستقیماً به پریز وصل می شود.

این عملیات برای سیم با فاز اعمال می شود، صفر مستقیماً به سوکت منتقل می شود. چنین تثبیت کننده هایی به بهترین وجه برای شرایط ولتاژ ثابت مناسب هستند و بر اساس پارامترهای یک دستگاه خاص مونتاژ می شوند که به طور قابل توجهی کارایی دستگاه را افزایش می دهد.

اغلب، برای استفاده ایمن از مثلاً تلویزیون، معمولاً در مناطق روستایی، به یک تک فاز نیاز دارید تثبیت کننده ولتاژ 220 ولتکه با کاهش شدید ولتاژ در شبکه الکتریکی، ولتاژ خروجی نامی 220 ولت در خروجی آن تولید می شود.

علاوه بر این، هنگام کار با اکثر انواع تجهیزات الکترونیکی مصرفی، استفاده از تثبیت کننده ولتاژ مطلوب است که تغییراتی در موج سینوسی ولتاژ خروجی ایجاد نمی کند. طرح های تثبیت کننده های مشابه برای 220 ولت در بسیاری از مجلات الکترونیک رادیویی ارائه شده است.

در این مقاله یکی از گزینه های چنین دستگاهی را مثال می زنیم. مدار تثبیت کننده بسته به ولتاژ واقعی در شبکه دارای 4 محدوده تنظیم خودکار ولتاژ خروجی می باشد. این به گسترش قابل توجهی از محدودیت های تثبیت 160 ... 250 ولت کمک کرد. و با همه اینها، ولتاژ خروجی در محدوده نرمال (220V +/- 5٪) تضمین می شود.

شرح عملکرد تثبیت کننده ولتاژ تک فاز 220 ولت

مدار الکتریکی دستگاه شامل 3 بلوک آستانه است که طبق اصل ساخته شده است که از یک دیود زنر و مقاومت ها (R2-VD1-R1, VD5-R3-R6, R5-VD6-R6) تشکیل شده است. همچنین در مدار 2 سوئیچ ترانزیستوری VT1 و VT2 وجود دارد که رله های الکترومغناطیسی K1 و K2 را کنترل می کنند.

دیودهای VD2 و VD3 و خازن فیلتر C2 یک منبع ولتاژ ثابت برای کل مدار تشکیل می دهند. ظرفیت های C1 و C3 برای جذب نوسانات جزئی ولتاژ در شبکه طراحی شده اند. خازن C4 و مقاومت R4 عناصر "بازدارنده جرقه" هستند. برای جلوگیری از نوسانات ولتاژ خودالقایی، دو دیود VD4 و VD7 در سیم پیچ های رله در هنگام خاموش شدن به مدار اضافه شدند.

با عملکرد کامل ترانسفورماتور و بلوک های آستانه، هر یک از 4 محدوده تنظیم محدوده ولتاژی از 198 تا 231 ولت ایجاد می کند و ولتاژ شبکه احتمالی می تواند در منطقه 140 ... 260 ولت باشد.

با این حال، در واقعیت، لازم است که پراکندگی پارامترهای اجزای رادیویی و ناپایداری نسبت تبدیل ترانسفورماتور تحت بارهای مختلف را در نظر گرفت. در این راستا، برای هر 3 بلوک آستانه، محدوده ولتاژ خروجی نسبت به ولتاژ خروجی کاهش می یابد: 10 ± 215 ولت. بر این اساس، فاصله نوسان در ورودی به 160 ... 250 ولت کاهش یافته است.

مراحل کار تثبیت کننده:

1. هنگامی که ولتاژ اصلی کمتر از 185 ولت است، ولتاژ در خروجی یکسو کننده به اندازه کافی پایین است تا یکی از بلوک های آستانه کار کند. در این لحظه گروه های تماس هر دو رله همانطور که در نمودار مدار نشان داده شده است قرار دارند. ولتاژ در بار برابر با ولتاژ شبکه به اضافه ولتاژ بوست حذف شده از سیم پیچ های II و III ترانسفورماتور T1 است.

2. اگر ولتاژ شبکه در محدوده 185...205 ولت باشد، دیود زنر VD5 در حالت باز است. جریان از طریق رله K1، دیود زنر VD5 و مقاومت های R3 و R6 عبور می کند. این جریان برای عملکرد رله K1 کافی نیست. به دلیل افت ولتاژ در R6، ترانزیستور VT2 باز می شود. این ترانزیستور به نوبه خود رله K2 و سیم پیچ سوئیچ های گروه تماس K2.1 (تقویت کننده ولتاژ) را روشن می کند.

3. اگر ولتاژ شبکه در محدوده 205...225 ولت باشد، دیود زنر VD1 از قبل در حالت باز است. این منجر به باز شدن ترانزیستور VT1 می شود، به همین دلیل است که بلوک آستانه دوم و بر این اساس ترانزیستور VT2 خاموش می شود. رله K2 خاموش است. در همان زمان، رله K1 و گروه تماس K1.1 روشن می شوند. به موقعیت دیگری منتقل می شود که در آن سیم پیچ های II و III درگیر نیستند و بنابراین ولتاژ خروجی مانند ورودی خواهد بود.

4. اگر ولتاژ شبکه در محدوده 225...245 ولت باشد دیود زنر VD6 باز می شود. این به فعال شدن بلوک آستانه سوم کمک می کند که منجر به باز شدن هر دو سوئیچ ترانزیستور می شود. هر دو رله روشن هستند. اکنون سیم پیچ III ترانسفورماتور T1 قبلاً به بار وصل شده است، اما در پادفاز با ولتاژ اصلی (تقویت ولتاژ "منفی"). در این حالت خروجی نیز دارای ولتاژی در ناحیه 205...225 ولت خواهد بود.

هنگام تنظیم محدوده کنترل، باید دیودهای زنر را با دقت انتخاب کنید، زیرا همانطور که مشخص است، آنها می توانند به طور قابل توجهی در پخش ولتاژ تثبیت متفاوت باشند.

به جای KS218Zh (VD5)، می توان از دیودهای زنر KS220Zh استفاده کرد. این دیود زنر قطعا باید دو آند داشته باشد، زیرا در محدوده ولتاژ شبکه 225 ... 245 ولت، هنگامی که دیود زنر VD6 باز می شود، هر دو ترانزیستور باز می شوند، مدار R3 - VD5 مقاومت R6 بلوک آستانه R5-VD6 را دور می زند. -R6. برای حذف اثر شنتینگ، دیود زنر VD5 باید دارای دو آند باشد.

دیود زنر VD5 برای ولتاژ بیش از 20 ولت. دیود زنر VD1 - KS220Zh (22 V); امکان مونتاژ یک مدار از دو دیود زنر - D811 و D810 وجود دارد. دیود زنر KS222Zh (VD6) برای 24 ولت. می توان آن را با مداری از دیودهای زنر D813 و D810 جایگزین کرد. ترانزیستورهای سری رله K1 و K2 - REN34، پاسپورت HP4.500.000-01.

ترانسفورماتور بر روی یک هسته مغناطیسی OL50/80-25 ساخته شده از فولاد E360 (یا E350) مونتاژ می شود. ضخامت نوار 0.08 میلی متر است. سیم پیچ I - 2400 چرخش با سیم PETV-2 0.355 (برای ولتاژ نامی 220 ولت). سیم‌پیچ‌های II و III برابر هستند و هر کدام شامل 300 دور سیم PETV-2 0.9 (13.9 ولت) است.

برای در نظر گرفتن بار روی ترانسفورماتور T1 لازم است تثبیت کننده را با بار متصل تنظیم کنید.