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:

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Устройство идеальной очистки воздуха 28.11.2025

Качество воздуха в закрытых помещениях давно стало важнейшим фактором здоровья, особенно в городах, где люди проводят подавляющую часть времени внутри зданий. В последние годы исследователи уделяют все больше внимания именно тем технологиям, которые способны задерживать или разрушать вредоносные частицы до того, как они попадут в дыхательные пути человека. Одним из таких новаторских направлений стала разработка инженеров Университета Британской Колумбии в Оканагане, которые предложили принципиально иной подход к очистке воздуха в присутствии людей. По словам профессора Школы инженерии доктора Санни Ли, традиционные персонализированные вентиляционные системы действительно могут улучшать качество воздуха вокруг пользователя, однако их принцип работы имеет ряд ограничений. Человек вынужден находиться в строго определенной зоне, а одновременное использование одной системы несколькими людьми снижает эффективность. Кроме того, непрерывный поток сухого очищенного воздуха способен вызывать ...>>

Ощущение текстуры через экран гаджета 27.11.2025

Гаджеты научились передавать изображение и звук с впечатляющей реалистичностью, но тактильные ощущения по-прежнему остаются недоступными для полноценной цифровой симуляции. Именно поэтому инженеры и исследователи во всем мире стремятся создать технологии, которые позволят "почувствовать" виртуальный объект так же естественно, как и настоящий. Новая разработка специалистов Северо-Западного университета США стала одним из самых заметных шагов в этом направлении. Возглавлявшая исследование аспирантка Сильвия Тан (Sylvia Tan) подчеркивает, что прикосновение остается последним фундаментальным чувственным каналом, для которого пока нет зрелого цифрового аналога. По ее словам, если визуальные и звуковые интерфейсы давно обеспечивают высокую степень реалистичности, то осязание лишь начинает приближаться к этому уровню. В недавней публикации в журнале Science Advances Тан отмечает, что новая технология способна изменить само представление о взаимодействии человека с устройствами. Разработ ...>>

Случайная новость из Архива В недрах Земли идет дождь наоборот 13.07.2022 В нескольких сотнях километров от земной коры есть еще один океан - магматический. И его размеры, скорее всего, превышают площадь остальных, наземных. Этот раскаленный океан состоит из молекул воды, перемешанных с расплавленными горными породами. Ранее считалось, что вода из подземного резервуара никак не контактирует с влагой из Тихого, Атлантического, Индийского и Северного Ледовитого океанов. Дени Андро и Натали Болфан-Казанова, геологи из Клермонского университета во Франции, предложили новую концепцию, которая предполагает, что вода все-таки проникает через мантию в мировой океан. Геологи называли этот феномен мантийным дождем. "Под земной корой есть слой толщиной 410 километр, в котором содержится много молекул воды", - объясняет Дени Андро. Сорок лет назад ученые считали, что молекулы воды не поднимаются через мантию и земную кору к океану, а проделывают только обратный путь в недра Земли. Если бы это было так, то океаны на планете медленно уменьшались бы, постоянно отдавая часть воды мантии, рассуждает геолог. Ученые обнаружили мантийный дождь, когда исследовали, как тектоническая плита и связанная с ней жидкость погружаются в мантию. По мере того как плита опускается, температура и давление повышаются - и это приводит к плавлению тектонических пород, высвобождающему воду. Затем смесь из расплавленных камней и влаги становится достаточно легкой, чтобы начать подниматься. При этом жидкость вступает в реакцию с веществами верхней мантии и понижает температуру плавления - это вызвало еще более сильной таяние, в результате которого выделяется больше воды - и цикл продолжается. "Модель мантийного дождя Андро и Болфан-Казановы показывает, что может быть другой способ транспортировки воды к поверхности в дополнение к конвекции самой мантии", - считает Йошинори Миядзаки из Калифорнийского технологического института.

Другие интересные новости:

▪ Бактерии, вырабатывающие пластик из растений

▪ Тактильная обратная связь для смартфонов

▪ Разработана долговечная алмазная батарея

▪ Кроссовер Genesis GV60 узнает своего владельца по лицу

▪ Спиртуознасть теплого пива

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Крылатые слова, фразеологизмы. Подборка статей

▪ статья В деревню, в глушь, в Саратов! Крылатое выражение

▪ статья Что такое протоплазма? Подробный ответ

▪ статья Круп. Медицинская помощь

▪ статья Фототир на базе лазерной указки. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Управление насосами котельной. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025