Релейный стабилизатор сетевого напряжения - Стабилизаторы переменного тока - Источники питания - Каталог статей - RADIOAMATOR
Изобретатель радио Суббота, 10.12.2016, 12:44
RADIOAMATOR
Поиск позывных в российском Callbook'e:
ON-LINE поиск предоставлен сервером QRZ.RU

Приветствую Вас Гость | RSS
Выбрать язык / Select language:
Ukranian
English
French
German
Japanese
Italian
Portuguese
Spanish
Danish
Chinese
Korean
Arabic
Czech
Estonian
Belarusian
Latvian
Greek
Finnish
Serbian
Bulgarian
Turkish
Поиск по сайту
Меню сайта
Категории раздела
Блоки питания [41]
Ремонт блоков питания [21]
Зарядные устройства [21]
Регуляторы мощности [13]
Преобразователи напряжения [10]
Защита [19]
Стабилизаторы переменного тока [4]
БП для трансивера [8]
Аккумуляторы [6]
Стабилизаторы постоянного тока [4]
Умножители [2]
Друзья сайта
Главная » Статьи » Источники питания » Стабилизаторы переменного тока

Релейный стабилизатор сетевого напряжения

Релейный стабилизатор сетевого напряжения
Владимир Соколовский, г. Бердянск
 
Стабилизатор сетевого напряжения, описание которого приведено в этой статье, изготовлен на базе вышедшего из строя стабилизатора релейного типа AVR-500D торговой марки Luxeon (см. фото). Он состоит из регулирующего автотрансформатора от AVR-500D, мощных реле, доступных компараторов и логических микросхем.
При изменении сетевого напряжения от 180 до 260 В напряжение на выходе рассматриваемого стабилизатора изменяется в интервале от 205 до 235 В, что вполне допустимо для питания большинства бытовых электроприборов. Схема устройства показана на рисунке.

Для поддержания выходного напряжения стабилизатора в пределах 205...235 В устройство имеет 5 режимов (ступеней переключения выходных напряжений) в зависимости от напряжения сети:
• 210...230 В;
• 195...210В;
• 180...195В;
• 230...245 В;
• 245...260 В.
 При этом контактами реле К1, К2, КЗ обмотки II и III автотрансформатора Т1 могут подключаться к обмотке I синфазно или противофазно напряжению сети.
Электронная часть схемы питается от обмотки IV Т1. Напряжение с этой обмотки выпрямляется диодами VD2, VD4, сглаживается конденсатором СЗ и используется для питания транзисторных ключей VT1-VT3 и реле К1-КЗ. Кроме того, диоды VD1 и VD3 также обеспечивают двухполупериодное выпрямление переменного напряжения с обмотки IV Т1. На катодах диодов VD1, VD3 пульсирующее напряжение. Затем это напряжение сглаживается фильтром R1C1 и используется для получения и стабилизации напряжения питания микросхем (МС) устройства, что обеспечивается интегральным стабилизатором DA1 LM7805.
Напряжение с катодов VD1, VD3 через делитель R3R4 и ограничивающие резисторы R17-R22 подаётся на входы компараторов DD2.1-DD2.4, DD5.1 и DD5.2. С4 - сглаживающий конденсатор.
Для получения опорного напряжения для компараторов DD2.1 -DD2.4, DD5.1, DD5.2 используется параметрический стабилизатор на стабилитроне VD5 и резисторе R2. Опорное напряжение со стабилитрона VD5 через регулировочные резисторы R5-R10 и ограничивающие резисторы R11-R16 подаётся на вторые входы компараторов DD2.1-DD2.4, DD5.1, DD5.2. В цепь положительной обратной связи каждого компаратора включен резистор (R23-R28), который обеспечивает гистерезис при переключении компараторов, и, тем самым, повышают помехоустойчивость устройства.
На транзисторах VT1-VT3 собраны электронные ключи, которые подают напряжение питания на обмотки    реле К1-КЗ.
Диоды VD6-VD8 защищают транзисторы от напряжения самоиндукции обмоток реле, которое возникает при запирании транзисторов. Положение контактных групп реле К1-КЗ на схеме соответствует обесточенному состоянию стабилизатора и при напряжении сети от 210 до 230 В.
Каждый из компараторов DD2.1-DD2.4, DD5.1 и DD5.2 обеспечивает сравнение напряжения с движка потенциометра R4 с соответствующим опорным напряжением (с движков R5-R10). Логические уровни с выходов компараторов обрабатываются логическими микросхемами DD1-DD5, обеспечивая включение-выключение транзисторных ключей VT1-VT3, реле К1-КЗ, переключение обмоток Т1, а следовательно, автоматический выбор ступеней переключения выходных напряжений устройства.
Рассмотрим работу схемы.
1. При напряжении сети 210...230 В напряжение на выходе стабилизатора равно напряжению сети. В этом режиме транзисторы VT1-VT3 должны быть заперты. Для этого на одном из трёх входов логических элементов «3 ИЛИ-НЕ» DD6.1, DD6.2, DD6.3 должно быть напряжение высокого уровня (лог. «1»). Тогда на выходах 9, 6 и 10 этих элементов - напряжение низкого уровня (лог. «0»), и ключи VT1, VT2 и VT3 - заперты.
Как это реализовано?
Необходимое напряжение высокого уровня (лог. «1») на входах 8,11 элементов DD6.1, DD6.3 зависит от состояния компараторов DD5.1, DD5.2, DD2.2. Появление уровня лог. «1» на входе 4 элемента DD6.2 зависит от состояния компаратора DD2.3.
Это обеспечивается опорными напряжениями с потенциометров R9, R10, которые переключат компараторы DD5.1 и DD5.2 в состояние, при котором на их выходах (выводы 14 и 8) будут уровни лог. «1», и на выходе логического элемента «2ИЛИ-НЕ» DD3.3 (вывод 10) также будет напряжение высокого уровня. Оно поступает на вход элемента «исключающее ИЛИ» (вывод 2 DD4.1). Кроме того, опорное напряжение с R6 устанавливает компаратор DD2.2 в состояние, когда на его выходе 7 и на входе 1 DD4.1 будет лог. «1», на входах 1 и 2 DD4.1 - напряжение высокого уровня, а на выходе 3 - напряжение низкого уровня. При этом после инвертора DD1.2 на входах 8 и 11 элементов DD6.1, DD6.3 будет напряжение высокого уровня. Опорный уровень напряжения с R7 устанавливает компаратор DD2.3 в состояние, при котором на его выходе 14 будет напряжение низкого уровня, а после инвертора DD1.3 на входе 4 DD6.2 - напряжение высокого уровня. Следовательно, на выходах 9, 6 и 10 элементов DD6.1, DD6.2 и DD6.3 будут напряжения низкого уровня, а реле К1-КЗ будут обесточены. Их контакты будут находиться в исходном состоянии, и напряжение на выходе стабилизатора будет равно напряжению сети.
2. При напряжении сети 210...195 В необходимо добавить (подключить синфазно) к напряжению сети напряжение обмотки IIТ1, чтобы напряжение на выходе стабилизатора было в пределах нормы. Эту функцию выполняют контакты реле К1. Чтобы сработало реле К1, необходимо наличие на трёх входах 2,1,8 элемента DD6.1 уровней лог. «0». Заметим, что в этом режиме уменьшается напряжение на движке R4 при тех же значениях всех 6-ти опорных напряжений.
При напряжении высокого уровня на выходе компаратора DD2.1 на входе 2 элемента DD6.1 будет напряжение низкого уровня после инвертора DD1.1. Так как напряжение на R4 уменьшается, а опорное на R5 нет, компаратор DD2.1 переводится в состояние, когда на его выходе 1 будет присутствовать лог. «1». Напряжение низкого уровня на входе 8 элемента DD6.1 будет зависеть от состояния компараторов DD5.1, DD5.2, DD2.2. На входах 1,2 элемента DD4.1 («исключающее ИЛИ») должны быть лог. «1» и лог. «0», в таком случае на его выходе 3 будет напряжение высокого уровня и после инвертора DD1.2 на входе 8 - низкий логический уровень. При понижении сетевого напряжения компаратор DD5.1 переключится, и на выходе 14 образуется напряжение низкого уровня. Состояние компаратора DD5.2 не изменится, и на выходе останется напряжение высокого уровня. В результате на входах 8, 9 элемента DD3.3 лог. «0» и лог. «1», а на его выходе 10 - лог. «0». Опорное напряжение с R8 переключит компаратор DD2.4 в состояние, при котором на его выходе 8 установился лог. «0». Таким образом, на трёх входах элемента DD6.1 - лог. «0», а на его выходе - лог. «1», транзистор откроется, и сработает реле К1.
3. При напряжении сети 195...180 В необходимо добавить к напряжению сети напряжения обмоток II и III трансформатора Т1. Это возможно при срабатывании реле К2, которое своими контактами подключает синфазно обмотки II и III к первичной обмотке Т1. Реле К1 и КЗ отключены. Это значит, что на выходах компараторов DD6.1 и DD6.3 (выводы 9 и 10) - лог. «0», а на выходе DD6.2 -лог. «1». Предлагаю читателю рассмотреть, как формируются эти уровни самостоятельно, аналогично тому, как это сделано в п.1 и п.2. Помочь в этом анализе может таблица.

4. При повышении напряжения сети до 230.. .245 В необходимо уменьшить выходное напряжение стабилизатора путём подключения к первичной обмотке Т1 противофазно обмотку III, снизив, таким образом, выходное напряжение стабилизатора на 20 В. Это произойдёт при срабатывании реле К1 и КЗ. Это значит, что на выходах компараторов DD6.1 и DD6.3 (выводы 9 и 10) - лог. «1», а на выходе DD6.2 - лог. «0». Предлагаю читателю рассмотреть, как формируются эти уровни самостоятельно, аналогично тому, как это сделано в п.1 и п.2. Помочь в этом анализе также может таблица.
5. При повышении напряжения сети до 245.. .260 В и выше к первичной обмотке Т1 противофазно подключатся две обмотки II, III, уменьшив напряжение на выходе стабилизатора на 40 В. Для этого необходимо, чтобы реле К1, К2 пришли в исходное состояние, сработало реле КЗ и своими контактами подключило синфазно включенные обмотки II, III противофазно к обмотке IT1. При этом на выходах компараторов DD6.1 и DD6.2 (выводы 9 и 5) - лог. «0», а на выходе DD6.2 (вывод 6) - лог. «1». Чтобы разобраться в том, как формируются эти уровни самостоятельно, используйте таблицу.
Детали:
Большинство деталей стабилизатора установлено на макетной печатной плате. Соединения произведены в соответствии со схемой монтажными проводами.
В конструкции использованы резисторы типа МЛТ-0,25, переменные резисторы R5-R10 типа СПЗ-4Г, но можно применять любые потенциометры для печатного монтажа.
Конденсаторы С1-С4 оксидные К50-35 или импортные.
Диоды VD6, VD7, VD8 типа 1 N4148 или КД209, диоды VD1-VD4 типа 1N4007, стабилитрон VD5 типа Д818Г или К190Б.
Реле К1-КЗ типа S3-12, JZC-4125-12VDC или серии TR90,TR91, или подобные, работающие при напряжении 250 В и при токе через контакты не менее 5 А.
Микросхемы:
• DD2, DD5 типа LM324 (аналог НА17324);
• DD1, DD3 типа К561ЛЕ5 (аналог CD4001 В);
• DD4 типа К561ЛП2 (аналог CD4030A);
• DD6 типа К561ЛЕ10 (аналог CD4025A).
Автотрансформатор Т1 использован от стабилизатора AVR-500D, но его можно изготовить самостоятельно на сердечнике Ш32х35. Обмотка I содержит 1100 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,2 мм, обмотки II и III содержат по 100 витков провода ПЭВ-2 диаметром 1,5 мм, обмотка IV содержит 120 витков (с отводом от середины) провода ПЭВ-2 диаметром 0,5 мм. В конструкции можно использовать также унифицированный трансформатор ТПП-322.
Настройка стабилизатора.
Для настройки стабилизатора необходимы следующие приборы:
• автотрансформатор ЛАТР;
•любой прибор для контроля входного и выходного переменного напряжений стабилизатора;
• вольтметр с большим входным сопротивлением типа В7-26 или подобный для контроля состояния компараторов.
Можно на выход каждого компаратора включить светодиод для контроля их состояния. При напряжении высокого уровня на выходах компараторов светодиод будет светиться, при низком уровне погаснет.
С помощью ЛАТРа установить входное напряжение стабилизатора 220 В.
Регулятором R4 установить на конденсаторе С4 напряжение 6...7 В.
Потенциометрами R9, R10 настроить компараторы DD5.1, DD5.2 в состояние, при котором на их выводах 8, 14 было напряжение высокого уровня и сохранялось при входном напряжении в пределах 210...230 В. При этом на входе 2 элемента DD4.1 также должно быть напряжение высокого уровня.
Потенциометром настроить компаратор DD2.2 так, чтобы на его выходе 7 было напряжение высокого уровня при входном напряжении от 180 до 245В.
Резистором R5 настроить компаратор DD2.1 так, чтобы на его выходе 1 было напряжение высокого уровня при входном напряжении от 195 до 260 В. При входном напряжении меньше 195 В компаратор должен переключиться, и на его выходе образуется напряжение низкого уровня.
При входном напряжении 180...230 В потенциометром R7 настроить компаратор DD2.3 так, чтобы на его выводе 14 было напряжение низкого уровня. При повышении входного напряжения выше 230 В компаратор должен переключиться, и на его выходе сформируется напряжение высокого уровня.
При входном напряжении 195...230 резистором R8 настроить компаратор 002.4так, чтобы на его выходе 8 сформировался уровень лог. «О». При понижении входного напряжения ниже 195 В компаратор должен переключиться, и на его выходе сформируется лог. «1».
Проверить работу стабилизатора при изменении входного напряжения от 180 до 260 В, контролируя при этом выходное напряжение. При необходимости настройку следует повторить.
РА 7-8'2015

 

Категория: Стабилизаторы переменного тока | Добавил: admin (20.10.2015)
Просмотров: 805 | Рейтинг: 1.0/1
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Форма входа

Наша кнопка сайта

Радиолюбителям и электрикам схемы, программы и т.д.

Код кнопки

 

Locations of visitors to this page

 

Статистика

Онлайн всего: 3
Гостей: 3
Пользователей: 0

Счётчик тиц Все для радиотехника! Информационная поддержка ремонта теле-видео-аудиоаппаратуры Сайт :: Паятель.at.ua - статьи и простые схемы, конструкции для начинающих и профессионалов. Сервер радиолюбителей России - схемы, документация,
 соревнования, дипломы, программы, форумы и многое другое! Всё для начинающих. Сборки сабвуферов для машин. Сборки сабвуферов для дома. Лаборатория. Электроника. Программы расчета. Выставка сабвуферов.

Copyright MyCorp © 2016Сайт создан в системе uCoz