Potente stabilizzatore di tensione fai-da-te: schemi elettrici + istruzioni di montaggio passo passo

Realizzare stabilizzatori di tensione fatti in casa è una pratica abbastanza comune.Tuttavia, nella maggior parte dei casi, vengono creati circuiti elettronici stabilizzatori progettati per tensioni di uscita relativamente basse (5-36 volt) e potenze relativamente basse. Gli apparecchi vengono utilizzati come parte degli elettrodomestici, niente di più.

Ti diremo come realizzare un potente stabilizzatore di tensione con le tue mani. L'articolo che abbiamo proposto descrive il processo di produzione di un dispositivo per lavorare con una tensione di rete di 220 volt. Tenendo conto dei nostri consigli, puoi gestire tu stesso l'assemblaggio senza problemi.

Stabilizzazione della tensione domestica

Il desiderio di fornire tensione stabilizzata alla rete domestica è un fenomeno ovvio. Questo approccio garantisce la sicurezza delle attrezzature in uso, spesso costose e costantemente necessarie in azienda. E in generale, il fattore di stabilizzazione è la chiave per una maggiore sicurezza nel funzionamento delle reti elettriche.

Molto spesso acquistato per scopi domestici stabilizzatore per caldaia a gas, la cui automazione richiede il collegamento ad una rete elettrica, per frigorifero, apparecchiature di pompaggio, sistemi split e utenze simili.

Progettazione industriale di uno stabilizzatore di tensione di rete, facilmente reperibile sul mercato.La gamma di tali apparecchiature è enorme, ma c'è sempre l'opportunità di realizzare il proprio design

Questo problema può essere risolto in diversi modi, il più semplice dei quali è acquistare un potente stabilizzatore di tensione prodotto industrialmente.

Offerte stabilizzatori di tensione ce ne sono molti sul mercato commerciale. Tuttavia, le opzioni di acquisto sono spesso limitate dal costo dei dispositivi o da altri fattori. Di conseguenza, un'alternativa all'acquisto è quella di assemblare da soli uno stabilizzatore di tensione con i componenti elettronici disponibili.

A condizione che si dispongano delle competenze e delle conoscenze adeguate dell'installazione elettrica, della teoria dell'ingegneria elettrica (elettronica), dei circuiti di cablaggio e degli elementi di saldatura, uno stabilizzatore di tensione fatto in casa può essere implementato e utilizzato con successo nella pratica. Ci sono questi esempi.

Le apparecchiature di stabilizzazione realizzate con le proprie mani da componenti radio disponibili ed economici possono assomigliare a questa. Il telaio e l'alloggiamento possono essere selezionati da vecchie apparecchiature industriali (ad esempio da un oscilloscopio)

Soluzioni circuitali per la stabilizzazione della rete elettrica a 220V

Quando si considerano possibili soluzioni circuitali per la stabilizzazione della tensione, tenendo conto di una potenza relativamente elevata (almeno 1-2 kW), è necessario tenere presente la varietà delle tecnologie.

Esistono diverse soluzioni circuitali che determinano le capacità tecnologiche dei dispositivi:

• ferrorisonante;
• servocomandato;
• elettronico;
• inverter

Quale opzione scegliere dipende dalle tue preferenze, dai materiali disponibili per l'assemblaggio e dalle competenze nel lavorare con le apparecchiature elettriche.

Opzione n. 1: circuito ferrorisonante

Per l'autoproduzione, il primo elemento dell'elenco sembra essere l'opzione circuitale più semplice: un circuito ferrorisonante. Funziona sfruttando l'effetto della risonanza magnetica.

Schema a blocchi di un semplice stabilizzatore realizzato sulla base di strozzatori: 1 – primo elemento di strozzamento; 2 – secondo elemento farfallato; 3 – condensatore; 4 – lato tensione di ingresso; 5 – lato tensione di uscita

Il design di uno stabilizzatore ferrorisonante sufficientemente potente può essere assemblato utilizzando solo tre elementi:

1. Acceleratore 1.
2. Acceleratore 2.
3. Condensatore.

Tuttavia, la semplicità di questa opzione è accompagnata da molti inconvenienti. Il design di un potente stabilizzatore, assemblato utilizzando un circuito ferrorisonante, risulta essere massiccio, ingombrante e pesante.

Opzione n. 2: autotrasformatore o servoazionamento

Stiamo infatti parlando di un circuito che sfrutta il principio di un autotrasformatore. La trasformazione della tensione viene eseguita automaticamente controllando un reostato, il cui cursore muove il servoazionamento.

A sua volta, il servoazionamento è controllato da un segnale ricevuto, ad esempio, da un sensore del livello di tensione.

Un diagramma schematico di un dispositivo di servoazionamento, il cui assemblaggio ti consentirà di creare un potente stabilizzatore di tensione per la tua casa o casa di campagna. Tuttavia, questa opzione è considerata tecnologicamente obsoleta

Un dispositivo di tipo relè funziona più o meno allo stesso modo, con l'unica differenza che il rapporto di trasformazione cambia, se necessario, collegando o scollegando gli avvolgimenti corrispondenti tramite un relè.

Circuiti di questo tipo sembrano tecnicamente più complessi, ma allo stesso tempo non forniscono una linearità sufficiente delle variazioni di tensione. È consentito assemblare manualmente un relè o un dispositivo di servoazionamento.Tuttavia, è più saggio scegliere l'opzione elettronica. I costi in termini di impegno e denaro sono quasi gli stessi.

Opzione n. 3: circuito elettronico

Diventa del tutto possibile assemblare un potente stabilizzatore utilizzando un circuito di controllo elettronico con una vasta gamma di componenti radio in vendita. Di norma, tali circuiti sono assemblati su componenti elettronici: triac (tiristori, transistor).

Sono stati sviluppati anche numerosi circuiti stabilizzatori di tensione, in cui i transistor di potenza ad effetto di campo vengono utilizzati come interruttori.

Schema a blocchi del modulo elettronico di stabilizzazione: 1 – terminali di ingresso del dispositivo; 2 – centralina triac per avvolgimenti del trasformatore; 3 – unità a microprocessore; 4 – terminali di uscita per il collegamento del carico

È abbastanza difficile produrre un dispositivo potente completamente sotto controllo elettronico con le mani di un non specialista; è meglio acquistare un dispositivo già pronto. In questa materia, non si può fare a meno dell'esperienza e della conoscenza nel campo dell'ingegneria elettrica.

Si consiglia di considerare questa opzione per la produzione indipendente se esiste un forte desiderio di costruire uno stabilizzatore, oltre all'esperienza accumulata di un ingegnere elettronico. Più avanti nell'articolo esamineremo la progettazione di un progetto elettronico adatto a realizzarlo da soli.

Istruzioni di montaggio dettagliate

Il circuito considerato per l'autoproduzione è piuttosto un'opzione ibrida, poiché prevede l'uso di un trasformatore di potenza insieme all'elettronica. Il trasformatore in questo caso viene utilizzato tra quelli installati nei televisori dei modelli precedenti.

Questo è più o meno il tipo di trasformatore di cui avrai bisogno per realizzare uno stabilizzatore fatto in casa. Tuttavia non è possibile escludere la scelta di altre opzioni o l'avvolgimento fai-da-te.

È vero, i ricevitori TV, di regola, installano trasformatori TS-180, mentre lo stabilizzatore richiede almeno un TS-320 per fornire un carico di uscita fino a 2 kW.

Passaggio n. 1: realizzazione del corpo stabilizzatore

Per realizzare il corpo del dispositivo, è adatta qualsiasi scatola adatta basata su materiale isolante: plastica, textolite, ecc. Il criterio principale è lo spazio sufficiente per posizionare un trasformatore di potenza, una scheda elettronica e altri componenti.

È anche possibile realizzare la carrozzeria con lastre di fibra di vetro fissando le singole lastre mediante angoli o in altro modo.

È consentito selezionare un alloggiamento da qualsiasi elettronica adatto a posizionare tutti i componenti funzionanti di un circuito stabilizzatore fatto in casa. Puoi anche assemblare tu stesso la custodia, ad esempio da fogli di fibra di vetro

La scatola stabilizzatrice deve essere dotata di scanalature per l'installazione di un interruttore, interfacce di ingresso e uscita, nonché altri accessori forniti dal circuito come elementi di controllo o di commutazione.

Sotto la custodia fabbricata, è necessaria una piastra di base su cui “giacerà” la scheda elettronica e verrà fissato il trasformatore. La piastra può essere in alluminio, ma è necessario prevedere degli isolanti per il montaggio della scheda elettronica.

Passo n.2: realizzare un circuito stampato

Qui dovrai inizialmente progettare un layout per il posizionamento e il collegamento di tutte le parti elettroniche secondo lo schema elettrico, ad eccezione del trasformatore. Quindi un foglio di pellicola PCB viene contrassegnato lungo il layout e la traccia creata viene disegnata (stampata) sul lato della pellicola.

Successivamente, la scheda viene incisa utilizzando una soluzione adeguata (gli ingegneri elettronici dovrebbero avere familiarità con il metodo di incisione delle schede).

Puoi realizzare un circuito stampato per uno stabilizzatore utilizzando metodi abbastanza convenienti a casa. Per fare ciò, è necessario preparare uno stencil e un set di strumenti per incidere su un foglio di PCB

La copia stampata del cablaggio così ottenuta viene pulita, stagnata e vengono installati tutti i componenti radio del circuito, con successiva saldatura. Ecco come viene prodotta la scheda elettronica di un potente stabilizzatore di tensione.

In linea di principio è possibile utilizzare servizi di incisione PCB di terzi. Questo servizio è abbastanza conveniente e la qualità del "segno" è significativamente superiore rispetto alla versione home.

Passaggio n. 3: assemblaggio dello stabilizzatore di tensione

Una scheda dotata di componenti radio è predisposta per il cablaggio esterno. In particolare, dalla scheda escono linee di comunicazione esterne (conduttori) con altri elementi: un trasformatore, un interruttore, interfacce, ecc.

Sulla piastra di base dell'alloggiamento è installato un trasformatore, la scheda elettronica è collegata al trasformatore e la scheda è fissata agli isolanti.

Un esempio di uno stabilizzatore di tensione a relè fatto in casa, realizzato in casa, inserito in un alloggiamento di un dispositivo di misurazione industriale in deterioramento

Non resta che collegare gli elementi esterni montati sulla custodia al circuito, installare il transistor chiave sul radiatore, dopodiché la struttura elettronica assemblata viene coperta con la custodia. Lo stabilizzatore di tensione è pronto. Puoi iniziare la configurazione con ulteriori test.

Principio di funzionamento e test fatto in casa

L'elemento di regolazione del circuito elettronico di stabilizzazione è un potente transistor ad effetto di campo del tipo IRF840.La tensione di elaborazione (220-250 V) passa attraverso l'avvolgimento primario del trasformatore di potenza, viene raddrizzata dal ponte a diodi VD1 e va allo scarico del transistor IRF840. La sorgente dello stesso componente è collegata al potenziale negativo del ponte a diodi.

Schema schematico di un'unità di stabilizzazione ad alta potenza (fino a 2 kW), sulla base della quale sono stati assemblati e utilizzati con successo diversi dispositivi. Il circuito ha mostrato il livello ottimale di stabilizzazione al carico specificato, ma non superiore

La parte del circuito, che comprende uno dei due avvolgimenti secondari del trasformatore, è formata da un diodo raddrizzatore (VD2), un potenziometro (R5) e altri elementi del regolatore elettronico. Questa parte del circuito genera un segnale di controllo che viene inviato al gate del transistor ad effetto di campo IRF840.

In caso di aumento della tensione di alimentazione, il segnale di controllo abbassa la tensione di gate del transistor ad effetto di campo, il che porta alla chiusura dell'interruttore. Di conseguenza, sui contatti di collegamento del carico (XT3, XT4), un possibile aumento di tensione è limitato. Il circuito funziona al contrario in caso di caduta della tensione di rete.

La configurazione del dispositivo non è particolarmente difficile. Qui avrai bisogno di una normale lampada a incandescenza (200-250 W), che dovrebbe essere collegata ai terminali di uscita del dispositivo (X3, X4). Successivamente, ruotando il potenziometro (R5), la tensione sui terminali contrassegnati viene portata al livello di 220-225 volt.

Spegnere lo stabilizzatore, spegnere la lampada a incandescenza e accendere il dispositivo a pieno carico (non superiore a 2 kW).

Dopo 15-20 minuti di funzionamento, il dispositivo viene nuovamente spento e viene monitorata la temperatura del radiatore del transistor chiave (IRF840). Se il riscaldamento del radiatore è significativo (più di 75º), dovresti scegliere un dissipatore di calore più potente.

Se il processo di produzione dello stabilizzatore sembra troppo complicato e irrazionale da un punto di vista pratico, puoi trovare e acquistare un dispositivo prodotto in fabbrica senza problemi. Regole e criteri scegliendo uno stabilizzatore per 220 V sono forniti nel nostro articolo consigliato.

Conclusioni e video utile sull'argomento

Il video qui sotto esamina uno dei possibili progetti per uno stabilizzatore fatto in casa.

In linea di principio, puoi prendere nota di questa versione di un dispositivo di stabilizzazione fatto in casa:

È possibile assemblare un blocco che stabilizzi la tensione di rete con le proprie mani. Ciò è confermato da numerosi esempi in cui radioamatori con poca esperienza sviluppano con successo (o ne utilizzano uno esistente), preparano e assemblano un circuito elettronico.

Di solito non ci sono difficoltà nell'acquistare parti per realizzare uno stabilizzatore fatto in casa. I costi di produzione sono bassi e naturalmente si ammortizzano quando lo stabilizzatore viene messo in funzione.

Si prega di lasciare commenti, porre domande, pubblicare foto relative all'argomento dell'articolo nel blocco sottostante. Raccontaci come hai assemblato uno stabilizzatore di tensione con le tue mani. Condividi informazioni utili che potrebbero essere utili agli ingegneri elettrici alle prime armi che visitano il sito.