Erős feszültségstabilizátor saját kezűleg: kapcsolási rajzok + lépésről lépésre összeszerelési útmutató

Házi készítésű feszültségstabilizátorok előállítása meglehetősen gyakori gyakorlat. Azonban nagyrészt olyan stabilizáló elektronikus áramköröket készítenek, amelyek viszonylag alacsony kimeneti feszültségekre (5-36 volt) és viszonylag alacsony teljesítményre vannak tervezve. Az eszközöket háztartási készülékek részeként használják, ennél többre nem.

Elmondjuk, hogyan készíthet nagy teljesítményű feszültségstabilizátort házilag. Az általunk javasolt cikkben leírjuk a 220 voltos hálózati feszültséggel működő eszköz gyártási folyamatát. Tanácsaink alapján gond nélkül megbirkózik az összeszereléssel.

A háztartási hálózat feszültségének stabilizálása

A háztartási hálózat stabilizált feszültségének biztosítására való törekvés nyilvánvaló jelenség. Ez a megközelítés biztosítja az üzemeltetett berendezések épségét, amelyek gyakran drágák és folyamatosan szükségesek a háztartásban. Sőt, általánosságban a stabilizálási tényező az elektromos hálózatok fokozott biztonságú üzemeltetésének záloga.

Háztartási célokra leggyakrabban gázkazán-stabilizátort vásárolnak, amelynek automatizálása elektromos csatlakozást igényel, valamint hűtőszekrényhez, szivattyúberendezésekhez, klímarendszerekhez és hasonló fogyasztókhoz.

A hálózati feszültségstabilizátor ipari kivitele, amelyet könnyű beszerezni a piacon. Az ilyen berendezések választéka óriási, de mindig fennáll a lehetőség saját konstrukció készítésére.

Egy ilyen feladatot többféleképpen is meg lehet oldani, a legegyszerűbb ezek közül egy ipari módon gyártott nagy teljesítményű feszültségstabilizátor vásárlása.

Rengeteg feszültségstabilizátor ajánlat található a kereskedelmi piacon. Azonban a vásárlási lehetőségeket gyakran korlátozzák a készülékek ára vagy más tényezők. Ennek megfelelően a vásárlás alternatívája a feszültségstabilizátor házilagos összeszerelése elérhető elektronikus alkatrészekből.

Ha Ön rendelkezik a megfelelő villanyszerelési ismeretekkel, elektrotechnikai (elektronikai) elmélettel, kapcsolási rajzok készítésével és elemek forrasztásával kapcsolatos készségekkel, akkor egy házi készítésű feszültségstabilizátort megvalósíthat és sikeresen alkalmazhat a gyakorlatban. Ilyen példák vannak.

Nagyjából így nézhet ki a saját kezűleg, elérhető és olcsó rádióalkatrészekből készített stabilizáló berendezés. Az alvázat és a házat régi ipari berendezésből (például oszcilloszkópból) lehet kiválasztani.

A 220 V-os elektromos hálózat stabilizálásának kapcsolási megoldásai

A feszültségstabilizálás lehetséges kapcsolási megoldásait vizsgálva, figyelembe véve a viszonylag nagy teljesítményt (legalább 1-2 kW), szem előtt kell tartani a technológiák sokféleségét.

Számos kapcsolási megoldás létezik, amelyek meghatározzák a készülékek technológiai képességeit:

• ferrorezonáns;
• szervohajtású;
• elektronikus;
• inverteres.

Hogy melyik változatot választja, az az Ön preferenciáitól, a rendelkezésre álló összeszerelési anyagoktól és az elektrotechnikai berendezésekkel való munkához szükséges készségektől függ.

1. változat – ferrorezonáns kapcsolás

Az önálló készítés szempontjából a lista első pontja – a ferrorezonáns kapcsolás – tűnik a legegyszerűbb áramköri lehetőségnek. Ez a mágneses rezonancia hatásának felhasználásán alapul.

Fojtótekercseken alapuló egyszerű stabilizátor felépítési vázlata: 1 – első fojtótekercs elem; 2 – második fojtótekercs elem; 3 – kondenzátor; 4 – bemeneti feszültség oldala; 5 – kimeneti feszültség oldala

Egy kellően nagy teljesítményű ferrorezonáns stabilizátor szerkezetét mindössze három elemből lehet összeállítani:

1. 1. fojtótekercs
2. 2. fojtótekercs
3. Kondenzátor.

Az egyszerűséget azonban ebben a változatban számos kényelmetlenség kíséri. A ferrorezonáns kapcsolás szerint összeállított nagy teljesítményű stabilizátor szerkezete masszív, terjedelmes és nehéz lesz.

2. változat – autotranszformátor vagy szervohajtás

Valójában egy olyan kapcsolásról van szó, amely az autotranszformátor elvét használja. A feszültség transzformálása automatikusan történik egy reosztát vezérlésével, amelynek csúszkáját a szervohajtás mozgatja.

A szervohajtást pedig egy jel vezérli, amelyet például a feszültségszint-érzékelőtől kap.

A szervohajtású készülék kapcsolási rajza, amelynek összeállításával egy nagy teljesítményű feszültségstabilizátort hozhat létre otthonra vagy a nyaralóba. Ez a változat azonban technológiailag elavultnak számít.

Körülbelül ugyanezen elv szerint működik a relés típusú készülék is, azzal a különbséggel, hogy a transzformációs arány szükség esetén a megfelelő tekercsek relé segítségével történő be- vagy kikapcsolásával változik.

Az ilyen típusú kapcsolási rajzok technikailag már bonyolultabbnak tűnnek, de nem biztosítanak kellő linearitást a feszültség változásában. Kézzel össze lehet szerelni egy relés vagy szervomeghajtású készüléket, de ésszerűbb az elektronikus változatot választani. Az erőfeszítés és a költségek gyakorlatilag megegyeznek.

3. változat – elektronikus kapcsolás

Egy erős stabilizátor összeállítása elektronikus vezérlésű kapcsolással a kapható rádióalkatrészek széles választéka mellett teljesen lehetségessé válik. Általában az ilyen kapcsolásokat elektronikus alkatrészekre – triákokra (tirisztorokra, tranzisztorokra) szerelik.

Emellett a feszültségstabilizátorok kapcsolási rajzainak egész sorát fejlesztették ki, ahol kapcsolóként teljesítmény-térvezérlésű tranzisztorokat használnak.

Az elektronikus stabilizációs modul szerkezeti kapcsolási rajza: 1 – a készülék bemeneti kapcsai; 2 – a transzformátor tekercseinek triákos vezérlőegysége; 3 – mikroprocesszoros egység; 4 – a terhelés csatlakoztatására szolgáló kimeneti kapcsok

Egy nem szakember számára meglehetősen nehéz egy teljesen elektronikus vezérlésű erős készüléket kézzel elkészíteni, jobb készen megvásárolni a készüléket. Ebben a dologban nem lehet elmenni tapasztalat és elektrotechnikai ismeretek nélkül.

Ezt a változatot akkor érdemes önálló gyártásra fontolóra venni, ha erős a vágy egy stabilizátor építésére, valamint rendelkezik az elektronikus tapasztalattal. A cikk további részében megvizsgáljuk az elektronikus kivitelű konstrukciót, amely alkalmas saját kezűleg történő elkészítésre.

Részletes összeszerelési utasítások

Az önálló gyártásra szánt kapcsolás inkább hibrid változat, mivel egy erősáramú transzformátor és elektronika együttes használatát feltételezi. Ebben az esetben a transzformátor olyan típusból való, amelyeket a régebbi tévékészülékekbe szereltek.

Ilyen nagyjából egy erősáramú transzformátorra lesz szükség a stabilizátor barkácsolt kivitelének elkészítéséhez. Azonban nem kizárt más változatok kiválasztása vagy saját kezű tekercselés sem.

Igaz, a TV-készülékekben általában TS-180 transzformátorok voltak, míg a stabilizátorhoz legalább TS-320 szükséges a 2 kW-ig terjedő kimeneti terhelés biztosításához.

1. lépés – a stabilizátor házának elkészítése

A készülék házának elkészítésére bármilyen megfelelő doboz alkalmas, amely szigetelő anyagból – műanyagból, textolitból stb. – készült. A fő szempont a hely elegendősége az erősáramú transzformátor, az elektronikus panel és egyéb alkatrészek elhelyezéséhez.

A házat üvegszálas textolit lemezből is elkészíthetjük, az egyes lemezeket sarokvasakkal vagy más módon összekötve.

Megengedett bármely elektronikából származó ház kiválasztása, amely alkalmas a házi készítésű stabilizátor áramkörének összes munkakomponensének elhelyezésére. A házat saját kezűleg is össze lehet állítani, például üvegszövet lemezekből.

A stabilizátor dobozát el kell látni hornyokkal a kapcsoló, a bemeneti és kimeneti interfészek, valamint az áramkör által vezérlő- vagy kapcsolóelemként előírt egyéb tartozékok felszereléséhez.

Az elkészített házhoz szükség van egy alaplemezre, amelyre az elektronikus áramköri lap kerül, és a transzformátor rögzítve lesz. A lemez készülhet alumíniumból, de gondoskodni kell szigetelőkről az elektronikus áramköri lap rögzítéséhez.

2. lépés – a nyomtatott áramkör elkészítése

Itt először meg kell tervezni egy elrendezést az összes elektronikus alkatrész elhelyezéséhez és összekapcsolásához a kapcsolási rajz szerint, a transzformátor kivételével. Ezután az elrendezés alapján megjelölik a fóliázott textolit lapot, és a fólia oldalára rajzolják (nyomtatják) a létrehozott vezetékezést.

Ezután a megfelelő oldattal maratják az áramköri lapot (az elektronikai szakemberek számára a lapmaratás módszerének ismerősnek kell lennie).

A stabilizátor nyomtatott áramköri lapja meglehetősen elérhető módszerekkel közvetlenül otthon is elkészíthető. Ehhez el kell készíteni egy sablont és egy marószert fóliázott textolithoz.

Az így kapott nyomtatott vezetékezési példányt megtisztítják, ónnal beónozzák, és elvégzik az áramkör összes rádióalkatrészének beszerelését, majd forrasztást követ. Így készül el a nagy teljesítményű feszültségstabilizátor elektronikus áramköri lapja.

Elvileg igénybe vehetők külső szolgáltatások a nyomtatott áramköri lapok maratására. Ez a szolgáltatás árában teljesen elfogadható, és a nyomtatott áramköri lap minősége lényegesen jobb, mint az otthoni változaté.

3. lépés – a feszültségstabilizátor összeszerelése

A rádióalkatrészekkel felszerelt áramköri lapot előkészítik a külső bekötéshez. Konkrétan a lapról kivezetik a külső kapcsolatokat (vezetékeket) más elemekhez – transzformátorhoz, kapcsolóhoz, interfészekhez stb.

A ház alaplapjára felszerelik a transzformátort, összekötik a transzformátorral az elektronikus áramköri lap áramköreit, és rögzítik a lapot a szigetelőkön.

Példa házi körülmények között készült, használhatatlanná vált ipari mérőműszer házába helyezett, relés típusú házi készítésű feszültségstabilizátorra

Már csak a házra szerelt külső elemeket kell az áramkörhöz csatlakoztatni, a kulcstranzisztort hűtőbordára kell szerelni, majd a házzal lezárják az összeszerelt elektronikus szerkezetet. A feszültségstabilizátor kész. Hozzá lehet kezdeni a beállításhoz és a további tesztekhez.

A házilag készült készülék működési elve és tesztje

A stabilizáló elektronikus áramkör szabályozó eleme egy nagy teljesítményű térvezérlésű tranzisztor, IRF840 típusú. A feldolgozandó feszültség (220-250 V) áthalad a hálózati transzformátor primer tekercsén, egyenirányításra kerül a VD1 diódahíddal, majd az IRF840 tranzisztor drainjére jut. Ugyanezen alkatrész source-ja a diódahíd negatív potenciáljára van csatlakoztatva.

Nagy teljesítményű (akár 2 kW) stabilizáló egység elvi kapcsolási rajza, amely alapján több készüléket összeállítottak és sikeresen használnak. A kapcsolás a megadott terhelés mellett optimális stabilizálási szintet mutatott, de annál nem magasabbat.

A kapcsolás azon része, amelybe a transzformátor egyik (a két szekunder tekercs egyike) van bekötve, diódás egyenirányítóval (VD2), potenciométerrel (R5) és az elektronikus szabályozó egyéb elemeivel jön létre. A kapcsolás ezen része hozza létre a vezérlőjelet, amely az IRF840 térvezérlésű tranzisztor gate-jére kerül.

A tápfeszültség növekedése esetén a vezérlőjel csökkenti a térvezérlésű tranzisztor gate-feszültségét, ami a kapcsoló lezárásához vezet. Ennek megfelelően a terhelés csatlakozási kapcsain (XT3, XT4) a lehetséges feszültségnövekedés korlátozva van. A kapcsolás az ellenkező módon működik a hálózati feszültség csökkenése esetén.

A készülék beállítása nem különösebben bonyolult. Itt szükség lesz egy szokványos izzólámpára (200-250 W), amelyet a készülék kimeneti kapcsaira (X3, X4) kell csatlakoztatni. Ezután a potenciométer (R5) elforgatásával a megjelölt kapcsokon a feszültséget 220-225 V szintre kell beállítani.

Kikapcsolják a stabilizátort, lecsatlakoztatják az izzólámpát, és már teljes terheléssel (legfeljebb 2 kW) bekapcsolják a készüléket.

15-20 perc működés után ismét kikapcsolják a készüléket, és ellenőrzik a kapcsolótranzisztor (IRF840) hűtőbordájának hőmérsékletét. Ha a hűtőborda felmelegedése jelentős (több mint 75º), akkor egy nagyobb teljesítményű hőelvezető hűtőbordát kell választani.

Ha a stabilizátor elkészítésének folyamata Önnek túl bonyolultnak és gyakorlati szempontból irracionálisnak tűnik, különösebb nehézség nélkül találhat és beszerezhet gyári kivitelű készüléket. A 220 V-os stabilizátor kiválasztásának szabályait és szempontjait az általunk ajánlott cikkben ismertetjük: 220 V-os stabilizátor kiválasztása.

Következtetések és hasznos vidéó a témából

Az alábbi videóban a házi készítésű stabilizátor egyik lehetséges kivitele kerül bemutatásra.

Elvileg érdemes megjegyezni ezt a házi készítésű stabilizáló készülék változatot:

A hálózati feszültséget stabilizáló egység saját kezű összeszerelése lehetséges. Ezt számos példa igazolja, amikor kis tapasztalattal rendelkező rádióamatőrök teljesen sikeresen terveznek (vagy meglévőt alkalmaznak), készítenek elő és szerelnek össze egy elektronikus kapcsolást.

A házi készítésű stabilizátor alkatrészeinek beszerzése általában nem okoz nehézséget. Az előállítási költségek alacsonyak, és természetes módon megtérülnek, amikor a stabilizátort üzembe helyezik.

Kérem, hagyjon megjegyzéseket, tegyen fel kérdéseket, tegyen közzé fotókat a cikk témájával kapcsolatban az alábbi blokkban. Meséljen arról, hogyan szerelte össze saját kezűleg a feszültségstabilizátort. Oszson meg hasznos információkat, amelyek hasznosak lehetnek a webhelyet látogató kezdő villanyszerelők számára.