Доработка стабилизатора сетевого напряжения LPS-2500RV. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Стабилизаторы напряжения

 Комментарии к статье

Напряжение в электросети 220 В не всегда находится в пределах нормы, к тому же нередки аварийные ситуации, приводящие к значительным отклонениям напряжения, опасным для различной электро- и радиоаппаратуры. В таких ситуациях могут выручить стабилизаторы сетевого напряжения. Об одном из них, о его возможностях и недостатках, а также о доработках, пойдет речь в данной статье.

Проблема защиты и обеспечения работоспособности аппаратуры с сетевым питанием в условиях существенного отклонения напряжения сети от нормы остается актуальной. По причине аварий в электросетях выходит из строя не только "чисто электронная" техника. Ломаются и электроприборы, считающиеся самыми надежными. Учитывая тот факт, что сегодня электронной "начинкой" снабжены электроутюги, стиральные машины, холодильники и другая бытовая техника, неудивительно, что почти вся аппаратура с сетевым питанием стала весьма чувствительной к значительным перепадам сетевого напряжения. В связи с этим в продаже появились различные устройства защиты, выпускаемые серийно. Кроме того, их разрабатывают и изготавливают радиолюбители, о чем свидетельствует большое число публикаций по этой тематике в журнале "Радио". Эти устройства отключают аппаратуру от электросети всякий раз, когда напряжение выходит за допустимые пределы. Одни отключают аппаратуру только при повышении сетевого напряжения, другие - когда оно выходит за пределы допустимого "коридора".

Но такие устройства имеют серьезный недостаток. Они не помогут, если сетевое напряжение "покинуло" пределы допустимого коридора не на секунды или минуты, а на целые часы. Нередки случаи, когда продолжительность устранения поломок в сетях затягивается на целый день и больше. А ведь различная аппаратура при этом должна работать, и это не только холодильник, но и оргтехника, компьютеры. Так что устройства защиты тут не выручат, отключив технику от сети. Без стабилизатора сетевого напряжения здесь не обойтись.

Самыми доступными и распространенными сегодня являются сетевые стабилизаторы напряжения релейного типа. Они выполнены на автотрансформаторе и нескольких реле, которыми управляет электроника. Реле переключают отводы от обмотки мощного автотрансформатора, поддерживая напряжение на нагрузке в пределах нормы. Сетевые стабилизаторы на основе преобразователей напряжения стоят намного дороже и менее распространены, чем релейные.

Автор приобрел стабилизатор напряжения релейного типа LPS-2500RV (рис. 1) для питания оргтехники.

Рис. 1

Весь модельный ряд этих устройств состоит из стабилизаторов LPS-800RV (800 Вт), LPS-1500RV (1500 Вт), LPS-2000RV (2 кВт), LPS-2500RV(2,5 кВт), LPS-4000RV (4 кВт), LPS-6000RV (6 кВт). В них предусмотрены переключатели режимов работы в зависимости от интервала сетевого напряжения. Первый - 160...250 В, второй - 120... 250 В. Для питания холодильника специально предусмотрен режим задержки подачи выходного напряжения (от 3 до 5 мин), который включают специальным выключателем, что снижает вероятность повреждения двигателя компрессора. Кроме указанных выключателей, на передней панели размещены два стрелочных вольтметра. Один - для контроля входного напряжения, второй - для выходного (стабилизированного), что очень удобно при эксплуатации. Для коммутации отводов автотрансформатора применены пять одинаковых реле, установленных на печатной плате (рис. 2).

На сказанном особенности данных стабилизаторов не исчерпываются. Максимальная мощность нагрузки, которая может быть подключена к ним, зависит от ее вида и определяется выражением Pмакс = Pсн/К, где Рсн - мощность стабилизатора напряжения; К - коэффициент, определяемый видом нагрузки. Например, для телевизора и ламп накаливания К = 1, для электродрели К = 1,5, микроволновой печи К = 2, для стиральной машины и перфоратора К = 3. Хуже всего обстоят дела с холодильником, кондиционером и морозильником. Для этих потребителей К = 5. Кроме того, максимальную мощность требуется снижать в зависимости от значения сетевого напряжения. При напряжении сети 140 В коэффициент К = 2, а при 160 В - 1,5. С повышением напряжения максимальную мощность тоже следует снижать, но уже не так сильно. При 240 В коэффициент К = 1,1, а при 260 В - 1,2. Таким образом, учитывая все нюансы, лучше сразу приобрести модель стабилизатора с запасом по максимальной мощности. Кроме того, очевидно, что для таких потребителей, как холодильник, целесообразно иметь отдельный стабилизатор.

Следует отметить, что есть возможность заменить штатный автотрансформатор на более мощный. При этом приходится применять автотрансформатор на тороидальном магнитопрово-де, поскольку для Ш-образного в корпусе стабилизатора места может быть недостаточно. Но тогда потребуется и замена реле на более мощные. Такой подход позволяет "приобрести" мощный стабилизатор, не покупая его мощную модель по более высокой цене.

Однако у рассматриваемых стабилизаторов имеются и недостатки. Во-первых, корпус выполнен из слишком тонкого листового материала. В собранном виде он кажется вполне жестким и прочным. Но стоит только снять верхнюю П-образную крышку, как иллюзия прочности конструкции тут же и рассеивается. Становится понятно, почему крышка крепится к корпусу большим числом винтов и саморезов. Наличие массивного автотрансформатора на дне корпуса может привести к деформации всей нижней части корпуса. Поэтому, когда снята верхняя крышка, надо быть осторожным, поскольку нижняя часть корпуса "оживает" настолько, что одной рукой эту конструкцию перемещать нельзя.

Второй недостаток оказался более существенным, поскольку он не маскируется после сборки корпуса. В момент включения стабилизатора появляется большей пусковой ток (бросок тока). Это приводит к тому, что сетевое напряжение резко снижается и осветительные приборы "моргают". Нет необходимости объяснять, что такие броски напряжения негативно отражаются на состоянии другой техники. Кроме того, из-за перемещения элементов магнитопровода возникает удар по металлическому корпусу, сопровождающийся громким и неприятным звуком. Очевидно, что такие броски тока нужно устранять. Один из возможных вариантов - применение устройства, которое ограничивало бы пусковой ток, так называемое устройство "плавного" пуска.

Схема такого устройства показана на рис. 3.

При включении в сеть автотрансформатор стабилизатора напряжения оказывается включенным через токоограничивающий резистор R2. Одновременно сетевое напряжение через балластные конденсаторы С1, С2 поступает на выпрямитель, собранный на диодном мосте VD1. Поскольку обмотка реле К2 и конденсатор С4 зашунтированы резистором R4, в первую очередь начинается зарядка конденсатора C3. После его зарядки реле К1 сработает, его контакты К1.1 разомкнутся и начнется зарядка конденсатора С4. После того как он зарядится, сработает реле К2 и своими контактами К2.1-К2.3 замкнет резистор R2 и полное сетевое напряжение поступит на автотрансформатор стабилизатора напряжения. Так обеспечивается уменьшение пускового тока, т. е. ступенчатое включение стабилизатора напряжения.

При пропадании сетевого напряжения конденсатор C3 быстро разрядится и его контакты подключат резистор R4 к конденсатору С4, вследствие чего он быстро разрядится и контакты реле К2 разомкнутся - автотрансформатор окажется подключенным к сети через резистор R4. Такое построение схемы обеспечивает быстрый возврат реле К2 в исходное состояние, что обеспечивает готовность устройства к быстрому повторному включению в сеть. Это важно, когда сетевое напряжение пропадает на короткое время. Резистор R4 ограничивает ток разрядки конденсатора С4 и предохраняет контакты маломощного реле К1 от обгорания. Стабилитрон ограничивает напряжение на реле К1, К2 и конденсаторах C3, С4, что исключает перегрев реле К1 при повышенном напряжении сети, ведь устройство рассчитано на работу и при пониженном до 120 В напряжении сети. Переключатель SA1 и предохранитель FU1 - штатные элементы стабилизатора напряжения.

Применен постоянный резистор ПЭВ-10 (R2), остальные - МЛТ, С2-23. Оксидные конденсаторы - импортные, С1, С2 - К73-17 или К78-2 на рабочее напряжение не менее 630 В. Для повышения надежности работы устройства каждый из конденсаторов С1 и С2 можно заменить на два соединенных последовательно конденсатора 1 мкФхбЗО В, а параллельно каждому конденсатору подключить резистор 100 кОм (МЛТ-0,5). Реле К1 - РЭС15 (исполнение РС4.591.001) с сопротивлением обмотки 2200 Ом и напряжением срабатывания 18 В. Выбор этого типа реле обусловлен как их наличием, так и малым временем отпускания его контактов (около 5 мс). Реле К2 - РЭК28 (КЩ4.569.007ТУ) с сопротивлением обмотки 590 Ом и напряжением срабатывания 13 В. Одна группа контактов реле РЭК28 рассчитана на максимальный ток 2,5 А, поэтому все три группы включены параллельно. Стабилитрон установлен на теплоотвод площадью 15...20 см2, изготовленный из алюминиевого сплава.

Все детали, кроме резистора R2, установлены на печатной плате из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита. Перед сборкой рекомендуется проверить состояние контактов реле К2. Как показала практика, сделать это желательно, поскольку не только контакты бывших в употреблении реле, но и новых, зачастую имеют повышенное переходное сопротивление. Экспериментальная проверка при токе 1 А трех контактов реле РЭК28 показала, что два из них имели переходное сопротивление немногим менее 30 мОм, а третий - 160 мОм. После очистки поверхностей всех контактов оно уменьшилось до 10...20 мОм, а при их параллельном соединении суммарное сопротивление стало менее 5 мОм. Очистка контактов особенностей не имеет Для этого можно применить тонкую мягкую ткань. Не менее важна и аккуратность, чтобы во время очистки не погнуть контакты. Их деформация может привести к увеличению переходного сопротивления. Если использовать только один балластный конденсатор С1 (уменьшить суммарную емкость в два раза), устройство будет работоспособно при напряжении сети уже не от 120 В, а лишь от 180 В и более. Печатная плата и резистор R2 закреплены в верхней части задней стенки корпуса стабилизатора напряжения (рис. 4).

Известно, что параллельное соединение контактных групп реле не увеличивает существенно их нагрузочной способности. В результате разброса сопротивления замкнутых контактов (а оно к тому же сильно изменяется в процессе эксплуатации, даже если первоначально было одинаковым) ток распределяется между группами неравномерно. Кроме 1 того, группы контактов неизбежно замыкаются и размыкаются не одновременно, что ведет к их кратковременным перегрузкам и повышенному износу в результате искрения. Рекомендуем использовать в качестве К2 реле с допустимым током, коммутируемым одной парой контактов, не меньше того, который потребляет стабилизатор при полной нагрузке и минимальном напряжении в сети.

Автор: А.Зызюк, г.Луцк, Украина

Смотрите другие статьи раздела Стабилизаторы напряжения.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива Живопись точной физики 02.10.2024 Известная картина Винсента Ван Гога "Звездная ночь" продолжает вдохновлять ученых и искусствоведов благодаря своим уникальным особенностям. Новый детальный анализ этого произведения искусства показал, что в нем можно увидеть поразительное сходство с "скрытой турбулентностью" в атмосфере Земли. Это открытие подчеркивает глубину понимания природных процессов, которое обладал культовый художник. Недавние исследования подтверждают, что "Звездная ночь" гораздо более интересна, чем кажется на первый взгляд. Турбулентное небо на картине, полное закрученных вихрей и ярких звезд, демонстрирует удивительные аналогии с невидимыми процессами динамики жидкостей, происходящими в реальной атмосфере. Ученые, проанализировав мазки и цветовые переходы на картине, обнаружили поразительное соответствие между художественными элементами и физическими явлениями. Соавтор исследования Юнсян Хуан, специалист в области гидродинамики и океанографии из Университета Сямэня в Китае, отметил: "Картина раскрывает глубокое и интуитивное понимание природных явлений". Он предположил, что Ван Гог мог получить свое представление о турбулентности, наблюдая за движением облаков или благодаря врожденному чувству того, как зафиксировать динамику неба. Исследователи изучили 14 "вихрей" на небе картины, которые следовали закономерностям, описанным законом Колмогорова. Этот физический закон описывает, как атмосферные газы движутся в разных масштабах, в зависимости от инерционной энергии. На картине интенсивность желтых оттенков символизирует эту инерционную энергию, что подчеркивает, как художественные средства Ван Гога могут отражать физические явления. анализ мазков показал, что интервалы и вес отдельных мазков кисти соответствуют масштабированию Бетчелора. Это описание того, насколько малыми могут быть вихри и капли, прежде чем они рассеются в турбулентной жидкости. Данные находки демонстрируют, как даже в искусстве можно увидеть проявления сложных физических процессов. Интересный аспект заключается в том, что законы Колмогорова и Бетчелора были разработаны значительно позже, чем жил Ван Гог. Это позволяет сделать вывод о том, что художник не мог использовать современные знания о динамике жидкостей. Скорее всего, он черпал вдохновение из собственных наблюдений за природой, что делает его произведения еще более впечатляющими. Анализ картины "Звездная ночь" открывает новые горизонты понимания связи между искусством и наукой. Ван Гог, благодаря своим наблюдениям и интуитивному восприятию природы, создал произведение, которое сегодня можно рассматривать не только как шедевр живописи, но и как интересный объект для научных исследований. Это подчеркивает, что искусство может служить источником знаний о мире, побуждая нас исследовать и анализировать окружающую действительность с новой точки зрения.

Другие интересные новости:

▪ Дирижер фальшь заметит

▪ Проблему аккумуляторов выявил рентген

▪ Очистка воды целлюлозой и воздухом

▪ Цифровой сигнальный процессор фирмы Analog Devices Blackfin

▪ Перенос данных с компьютера в геном живых бактерий

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Звонки и аудио-имитаторы. Подборка статей

▪ статья Прометей. Крылатое выражение

▪ статья Кто и как первым отреагировал на первые запуски ракет, проведенные Робертом Годдардом, американским пионером ракетной техники? Подробный ответ

▪ статья Определение пульса и дыхания, их оценка. Медицинская помощь

▪ статья Сигнальное устройство. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Микросхемы памяти STMICROELECTRONICS. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026