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:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Блок питания Flex ATX 500 W 80 Plus Platinum 23.04.2020 Компания FSP анонсировала блок питания Flex ATX 500 W 80 Plus Platinum, спроектированный специально для компьютеров небольшого форм-фактора Intel NUC (Next Unit of Computing), относящихся к недавно образованному классу Compute Element. Новинка (модель FSP500-30AS) имеет сертификацию 80 Plus Platinum, что говорит о высокой энергетической эффективности. Мощность составляет 500 Вт. Блок питания рассчитан на NUC-компьютеры поколения Ghost Canyon. Это весьма производительные устройства, подходящие в том числе для игр. Одной из особенностей Ghost Canyon является возможность замены графической карты. Основой служит процессор Intel Core i9, Core i7 или Core i5 девятого поколения. В системе охлаждения блока Flex ATX 500 W 80 Plus Platinum применяется вентилятор, заявленный уровень шума которого не превышает 40 дБ даже при полной нагрузке. Реализованы различные средства обеспечения безопасности, включая системы OVP (защита от превышения напряжения) и OCP (защита от превышения нагрузки).

Другие интересные новости:

▪ Интеллект взрослого мешает учить иностранный язык

▪ Стройматериал из отходов пластмассы

▪ Статины против депрессии

▪ Гравитация может создавать свет

▪ Новая стадия эволюции человека

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электромонтажные работы. Подборка статей

▪ статья Законы движения планет. История и суть научного открытия

▪ статья Почему у змей нет ног? Подробный ответ

▪ статья Электромонтер связи при эксплуатации системы АСЦО. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Пеленгатор с рамочной антенной. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Взаимное проникновение купюр. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026