Электропитание
Нашли ошибку? Сообщите нам ...Комментировать: Повышающий стабилизатор переменного напряженияРаспечатать: Повышающий стабилизатор переменного напряжения

Повышающий стабилизатор переменного напряжения



Напряжение бытовой электросети (особенно в сельской местности) нередко бывает пониженным, никогда не достигая номинальных 220 В. В подобной ситуации и холодильник плохо запускается, и освещение тусклое, и вода в электрочайнике долго не закипает. Мощность старенького стабилизатора напряжения, предназначенного для питания телевизора, обычно недостаточна для всех других бытовых приборов, да и напряжение в сети зачастую падает ниже допустимого для такого стабилизатора.

Известен простой способ повысить напряжение в сети, используя трансформатор мощностью значительно меньше мощности нагрузки. Первичную обмотку трансформатора включают непосредственно в сеть, а нагрузку - соединив последовательно со вторичной (понижающей) обмоткой трансформатора. При соответствующей фазировке напряжение на нагрузке будет равно сумме сетевого и снимаемого с трансформатора.

Схема стабилизатора сетевого напряжения, действующего по этому принципу, изображена на рис. 1. Когда включенный в диагональ диодного моста VD2 полевой транзистор VT2 закрыт, обмотка I (первичная) трансформатора Т1 отключена от сети. Напряжение на нагрузке практически равно сетевому за вычетом небольшого падения напряжения на обмотке II (вторичной) трансформатора Т1. Если же открыть полевой транзистор, цепь питания первичной обмотки трансформатора будет замкнута, а к нагрузке приложена сумма напряжения его вторичной обмотки и сетевого.

Схема стабилизатора напряжения

Рис. 1 Схема стабилизатора напряжения

Напряжение на нагрузке, пониженное трансформатором Т2 и выпрямленное диодным мостом VD1, поступает на базу транзистора VT1. Движок подстро-ечного резистора R1 должен быть установлен в положение, при котором транзистор VT1 открыт, a VT2 закрыт, если напряжение на нагрузке больше номинального (220 В). При напряжении меньше номинального транзистор VT1 будет закрыт, a VT2 - открыт. Организованная таким образом отрицательная I обратная связь поддерживает напряжение на нагрузке приблизительно равным номинальному

Выпрямленное мостом VD1 напряжение использовано и для питания коллекторной цепи транзистора VT1 (через интегральный стабилизатор DA1). Цепь C5R6 подавляет нежелательные выбросы напряжения сток-исток транзистора VT2. Конденсатор С1 снижает помехи, проникающие в сеть при работе стабилизатора. Резисторы R3 и R5 подбирают, добиваясь наилучшей и устойчивой стабилизации напряжения. Выключателем SA1 включают и выключают стабилизатор вместе с нагрузкой. Замкнув выключатель SA2, отключают автоматику, поддерживающую напряжение на нагрузке неизменным. Оно в этом случае становится максимально возможным при данном напряжении в сети.

Большинство деталей стабилизатора смонтированы на печатной плате, изображенной на рис. 2. Остальные соединяются с ней в точках А-Г.

Подбирая замену диодному мосту КЦ405А (VD2), следует иметь в виду, что он должен быть рассчитан на напряжение не менее 600 В и ток, равный максимальному току нагрузки, деленному на коэффициент трансформации трансформатора Т1. Требования к мосту VD1 скромнее: напряжение и ток - не менее соответственно 50 В и 50 мА

Монтаж печатной платы

Рис. 2 Монтаж печатной платы

Транзистор КТ972А можно заменить на КТ815Б, a IRF840 - на IRF740. Полевой транзистор снабжен теплоотводом размерами 50x40 мм.

"Вольтодобавочный" трансформатор Т1 изготовлен из трансформатора СТ-320, применявшегося в блоках питания БП-1 телевизоров УЛПЦТ-59. Трансформатор разбирают, и аккуратно сматывают вторичные обмотки, оставив первичные в сохранности. Новые вторичные обмотки (одинаковые на обеих катушках) наматывают эмалированным медным проводом (ПЭЛ или ПЭВ) в соответствии с данными, приведенными в таблице. Чем сильнее падает напряжение в сети, тем больше потребуется витков и тем меньше допустимая мощность нагрузки.

После перемотки и сборки трансформатора выводы 2 и 2' половин первичной обмотки, находящихся на разных стержнях магнитолровода, соединены перемычкой. Половины вторичной обмотки нужно соединить последовательно таким образом, чтобы их суммарное напряжение было максимальным (при неправильном соединении оно окажется близким к нулю). По максимуму суммарного напряжения вторичной обмотки и сети нужно определить, какой из оставшихся свободными выводов этой обмотки следует соединить с выводом 1 первичной, а какой - с нагрузкой.

Трансформатор Т2 - любой сетевой с напряжением на вторичной обмотке, близким к указанному на схеме при потребляемом от этой обмотки токе 5О...1ООмА.

Таблица 1

Добавочное напряжение, В 70 60 50 40 30 20
Максимальная мощность нагрузки, кВт 1 1.2 1.4 1,8 2,3 3,5
Число витков обмотки II 60+60 54+54 48+48 41+41 32+32 23+23
Диаметр провода, мм 1.5 1,6 1,8 2 2,2 2,8

Включив собранный стабилизатор в сеть, подстроечным резистором R1 установите напряжение на нагрузке равным 220 В. Следует учитывать, что описанное устройство не устраняет колебания сетевого напряжения, если оно превышает 220 В или опускается ниже минимального, принятого при расчете трансформатора.

Стабилизатор, устанавливаемый в сыром помещении, нужно обязательно поместить в заземленный металлический корпус.

Замечание: В некоторых режимах работы стабилизатора мощность, рассеиваемая транзистором VT2, оказывается весьма значительной. Именно она, а не мощность трансформатора, может ограничить допустимую мощность нагрузки. Поэтому следует позаботиться о хорошем отводе тепла от этого транзистора.

Автор: В. КОНОВАЛОВ, г. Иркутск


Дата публикации: 09.01.2007

Мнения читателей
  • 68 / 30.08.2012 - 09:13
    Схема достаточно продумана ...Опасность эфекта токового трансформатока, когда разрывется токовая цепь , здесь отсутствует , а подключение LC контура , С2(L1+L2) обладает стабилизирующими свойствали, разве что следует уточнить величину С2 при настройки. Интересно ввести автоматику переключения полярности II.1+II.2 , можно разработать самому , если есть знания или поискать в Интернете , думаю сначала выделить 2 команды Больше (включить как описано ) и Меньше (Инвертировать II.1+II.2), далее еще интереснее ,бесконтактный коммутатор переключения обмотки... Вот чистый тест на получение диплома Инженера. Если Инженер Електрик и сам -Красный диплом ,Инженер Схемотехник -ближе по профессии но под чутким руководством...
  • владимир48 / 31.12.2011 - 17:57
    не могу настоить схему. когда закрыт VT2 греется R6 выходное напряжение устанавливается но не стабилизируется
  • алекс / 25.11.2009 - 12:13
    как можно добиться стобильного напряжения
  • юрий владимирович / 19.12.2008 - 15:45
    схема хорошая, но не спасает от скачков напряжения при работе сваркой. сюда надо добавить вот такое устройство: www.tarasov.do.am
  • Сергей / 12.02.2008 - 12:38
    Стабилизатор, к сожалению, только повышающий.Если бы удалось переключать фазировку первичной обмотки вольтодобавочного трансформатора с одновременным инвертированием сигнала управления по затвору в автоматическом режиме, то стабилизатор стал бы всеядным... Трудность здесь в борьбе с выбросами при размыкании первички трансформатора, т.к. в этот момент он становится ненагруженным токовым трансформатором.

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному вышематериалу:








 



RadioRadar.net - datasheet, service manuals, схемы, электроника, компоненты, semiconductor,САПР, CAD, electronics