Los desarrolladores de dispositivos eléctricos y electrónicos, en el proceso de creación, parten del hecho de que el futuro dispositivo funcionará en condiciones de voltaje de suministro estable. Esto es necesario para que el circuito eléctrico del dispositivo electrónico, en primer lugar, proporcione parámetros de salida estables de acuerdo con el propósito previsto y, en segundo lugar, la estabilidad del voltaje de suministro proteja el dispositivo contra sobretensiones que conllevan un consumo de corriente demasiado alto y agotamiento. de los elementos eléctricos del dispositivo. Para resolver el problema de garantizar un voltaje de suministro constante, se utiliza alguna versión de estabilizador de voltaje. Según la naturaleza de la corriente consumida por el dispositivo, se distinguen los estabilizadores de voltaje alterno y continuo.
Estabilizadores de voltaje CA
Los estabilizadores de voltaje de CA se utilizan si las desviaciones de voltaje en la red eléctrica del valor nominal superan el 10%. Este estándar se eligió basándose en el hecho de que los consumidores de aire acondicionado con tales desviaciones conservan su funcionalidad durante toda su vida útil. En la tecnología electrónica moderna, por regla general, para resolver el problema de una fuente de alimentación estable, se utiliza una fuente de alimentación conmutada, en la que no se necesita un estabilizador de voltaje alterno. Pero en refrigeradores, hornos microondas, aires acondicionados, bombas, etc. Se requiere estabilización externa de la tensión de alimentación de CA. En tales casos, se utiliza con mayor frecuencia uno de los tres tipos de estabilizador: electromecánico, cuyo eslabón principal es un autotransformador ajustable con accionamiento eléctrico controlado, un transformador de relé, basado en un potente transformador que tiene varias tomas en el devanado primario, y un interruptor formado por relés electromagnéticos, triacs, tiristores o potentes transistores de llave, así como puramente electrónicos. Los estabilizadores ferroresonantes, muy difundidos en el siglo pasado, prácticamente no se utilizan en la actualidad debido a la presencia de numerosas deficiencias.
Para conectar los consumidores a una red de CA de 50 Hz, se utiliza un estabilizador de voltaje de 220 V. El circuito eléctrico de un estabilizador de voltaje de este tipo se muestra en la siguiente figura.
El transformador A1 aumenta el voltaje en la red a un nivel suficiente para estabilizar el voltaje de salida a un voltaje de entrada bajo. El elemento regulador RE modifica la tensión de salida. En la salida, el elemento de control UE mide el valor de tensión a través de la carga y emite una señal de control para ajustarlo, si es necesario.
Estabilizadores electromecánicos
Este estabilizador se basa en el uso de un autotransformador ajustable doméstico o un LATR de laboratorio. El uso de un autotransformador proporciona una mayor eficiencia de la instalación. Se retira la manija de ajuste del autotransformador y, en su lugar, se instala coaxialmente en el cuerpo un pequeño motor con una caja de cambios, que proporciona una fuerza de rotación suficiente para girar el control deslizante en el autotransformador. La velocidad de rotación necesaria y suficiente es de aproximadamente 1 revolución en 10 a 20 segundos. Estos requisitos los cumple el motor tipo RD-09, que anteriormente se utilizaba en grabadoras. El motor está controlado por un circuito electrónico. Cuando el voltaje de la red cambia dentro de +- 10 voltios, se emite un comando al motor, que hace girar el control deslizante hasta que el voltaje de salida alcanza los 220 V.
A continuación se dan ejemplos de circuitos estabilizadores electromecánicos: 
Circuito eléctrico de un estabilizador de voltaje mediante chips lógicos y control de relé de un accionamiento eléctrico.
Estabilizador electromecánico basado en un amplificador operacional.
La ventaja de estos estabilizadores es su facilidad de implementación y su alta precisión en la estabilización del voltaje de salida. Las desventajas incluyen la baja confiabilidad debido a la presencia de elementos mecánicos móviles, una potencia de carga permitida relativamente baja (dentro de 250 ... 500 W) y la baja prevalencia de autotransformadores y los motores eléctricos necesarios en nuestro tiempo.
Estabilizadores de transformadores de relé
El estabilizador de transformador de relé es más popular debido a la simplicidad del diseño, el uso de elementos comunes y la posibilidad de obtener una potencia de salida significativa (hasta varios kilovatios), superando significativamente la potencia del transformador de potencia utilizado. La elección de su potencia está influenciada por el voltaje mínimo en una red de CA en particular. Si, por ejemplo, no es inferior a 180 V, entonces el transformador deberá proporcionar un aumento de tensión de 40 V, que es 5,5 veces menor que la tensión nominal de la red. La potencia de salida del estabilizador será la misma cantidad de veces mayor que la potencia del transformador de potencia (si no se tiene en cuenta la eficiencia del transformador y la corriente máxima permitida a través de los elementos de conmutación). El número de pasos de cambio de voltaje generalmente se establece entre 3 y 6 pasos, lo que en la mayoría de los casos garantiza una precisión aceptable de la estabilización del voltaje de salida. Al calcular el número de vueltas de devanados en un transformador para cada etapa, se considera que el voltaje en la red es igual al nivel operativo del elemento de conmutación. Como regla general, los relés electromagnéticos se utilizan como elementos de conmutación: el circuito resulta bastante elemental y no causa dificultades cuando se repite. La desventaja de un estabilizador de este tipo es la formación de un arco en los contactos del relé durante el proceso de conmutación, que destruye los contactos del relé. En versiones más complejas de circuitos, el relé se conmuta en los momentos en que la media onda de voltaje pasa por el valor cero, lo que evita la aparición de una chispa, siempre que se utilicen relés de alta velocidad o la conmutación se produzca en la disminución. de la media onda anterior. El uso de tiristores, triacs u otros elementos sin contacto como elementos de conmutación aumenta considerablemente la confiabilidad del circuito, pero se vuelve más complicado debido a la necesidad de proporcionar aislamiento galvánico entre los circuitos de los electrodos de control y el módulo de control. Para ello se utilizan elementos optoacopladores o transformadores de impulsos de aislamiento. A continuación se muestra un diagrama esquemático de un estabilizador de transformador de relé:
Esquema de un estabilizador relé-transformador digital basado en relés electromagnéticos.
Estabilizadores electrónicos
Los estabilizadores electrónicos, por regla general, tienen baja potencia (hasta 100 W) y una alta estabilidad del voltaje de salida, necesaria para el funcionamiento de muchos dispositivos electrónicos. Por lo general, se construyen en forma de un amplificador de baja frecuencia simplificado, que tiene un margen bastante grande para cambiar el nivel de voltaje y potencia de suministro. Una señal sinusoidal con una frecuencia de 50 Hz desde un generador auxiliar se suministra a su entrada desde el regulador de voltaje electrónico. Puede utilizar el devanado reductor de un transformador de potencia. La salida del amplificador está conectada a un transformador elevador de hasta 220 V. El circuito tiene retroalimentación negativa inercial sobre el valor del voltaje de salida, lo que garantiza la estabilidad del voltaje de salida con una forma no distorsionada. Para alcanzar niveles de potencia de varios cientos de vatios se utilizan otros métodos. Por lo general, se utiliza un potente convertidor CC-CA basado en el uso de un nuevo tipo de semiconductor: el llamado transistor IGBT.
Estos elementos de conmutación en modo de conmutación pueden pasar una corriente de varios cientos de amperios a un voltaje máximo permitido de más de 1000 V. Para controlar dichos transistores, se utilizan tipos especiales de microcontroladores con control vectorial. Se aplican impulsos de ancho variable a la puerta de un transistor con una frecuencia de varios kilohercios, que cambia según un programa introducido en el microcontrolador. En la salida, dicho convertidor se carga en el transformador correspondiente. La corriente en el circuito del transformador varía según una sinusoide. Al mismo tiempo, la tensión conserva la forma de los impulsos rectangulares originales con diferentes anchuras. Este circuito se utiliza en potentes fuentes de alimentación garantizadas que se utilizan para el funcionamiento ininterrumpido de las computadoras. El circuito eléctrico de un estabilizador de voltaje de este tipo es muy complejo y prácticamente inaccesible para su reproducción independiente.
Estabilizadores de voltaje electrónicos simplificados.
Estos dispositivos se utilizan cuando el voltaje de la red doméstica (especialmente en las zonas rurales) se reduce a menudo y casi nunca alcanza los 220 V nominales.
En tal situación, el frigorífico funciona de forma intermitente y corre el riesgo de averiarse, la iluminación resulta tenue y el agua del hervidor eléctrico no puede hervir durante mucho tiempo. La potencia de un antiguo estabilizador de voltaje de la era soviética diseñado para alimentar un televisor es, por regla general, insuficiente para todos los demás consumidores eléctricos domésticos, y el voltaje en la red a menudo cae por debajo del nivel aceptable para dicho estabilizador.
Existe un método sencillo para aumentar la tensión en la red mediante el uso de un transformador con una potencia significativamente menor que la potencia de la carga aplicada. El devanado primario del transformador está conectado directamente a la red y la carga está conectada en serie al devanado secundario (reductor) del transformador. Con una fase correcta, el voltaje en la carga será igual a la suma del voltaje tomado del transformador y el voltaje de la red.
El circuito eléctrico de un estabilizador de voltaje que funciona según este principio simple se muestra en la siguiente figura. Cuando el transistor VT2 (efecto de campo) ubicado en la diagonal del puente de diodos VD2 está cerrado, el devanado I (que es el primario) del transformador T1 no está conectado a la red. El voltaje en la carga encendida es casi igual al voltaje de la red menos un pequeño voltaje en el devanado II (secundario) del transformador T1. Cuando se abre el transistor de efecto de campo, el devanado primario del transformador se cortocircuitará y la suma de la tensión de la red y la tensión del devanado secundario se aplicará a la carga.
Circuito estabilizador de voltaje electrónico.
El voltaje de la carga, a través del transformador T2 y el puente de diodos VD1, se suministra al transistor VT1. El regulador del potenciómetro de trimado R1 debe colocarse en una posición que asegure la apertura del transistor VT1 y el cierre de VT2 cuando la tensión de carga supere la nominal (220 V). Si el voltaje es inferior a 220 voltios, el transistor VT1 se cerrará y VT2 se abrirá. La retroalimentación negativa obtenida de esta manera mantiene el voltaje a través de la carga aproximadamente igual al valor nominal.
El voltaje rectificado del puente VD1 también se utiliza para alimentar el circuito colector VT1 (a través del circuito estabilizador integrado DA1). La cadena C5R6 amortigua las sobretensiones no deseadas de la fuente de drenaje en el transistor VT2. El condensador C1 reduce la interferencia que ingresa a la red durante el funcionamiento del estabilizador. Los valores de las resistencias R3 y R5 se seleccionan para obtener la mejor y más estable estabilización de voltaje. El interruptor SA1 permite encender y apagar el estabilizador y la carga. Al cerrar el interruptor SA2 se apaga el sistema automático que estabiliza el voltaje en la carga. En este caso, resulta ser el máximo posible con el voltaje de red actual.
Después de conectar el estabilizador ensamblado a la red, la resistencia de recorte R1 ajusta el voltaje de carga a 220 V. Debe tenerse en cuenta que el estabilizador descrito anteriormente no puede eliminar cambios en el voltaje de la red que excedan los 220 V, o que estén por debajo del mínimo utilizado. en el cálculo de los devanados del transformador.
Nota: En algunos modos de funcionamiento del estabilizador, la potencia disipada por el transistor VT2 resulta muy significativa. Es esto, y no la potencia del transformador, lo que puede limitar la potencia de carga permitida. Por lo tanto, se debe tener cuidado para garantizar una buena disipación de calor de este transistor.
Un estabilizador instalado en una habitación húmeda debe colocarse en una caja metálica conectada a tierra.
Ver también diagramas.
La vida moderna implica el uso constante de diversas tecnologías y algunas áreas son simplemente impensables sin ellas. Naturalmente, todo el mundo quiere que la vida útil de estos dispositivos sea máxima; para ello, algunos compran solo productos de marcas conocidas para mayor fiabilidad. Sin embargo, el alto costo no siempre garantiza la seguridad en condiciones operativas críticas. Estos incluyen cambios repentinos en el voltaje de la red. Esto es especialmente cierto para aquellas categorías de electrodomésticos que requieren una conexión de red permanente, por ejemplo, un refrigerador.
Para protegerse de las desagradables consecuencias de tales sobretensiones, puede adquirir un dispositivo técnico especial que estabilice la corriente de salida. Hay dos métodos utilizados para regular el voltaje:
1. Mecánico. Para este método se utiliza un estabilizador lineal que consta de 2 codos y un reóstato que los conecta. El voltaje se suministra al primer codo y se transmite a través de un reóstato al segundo, que distribuye aún más el flujo. Este método es efectivo cuando hay una pequeña diferencia entre la corriente de entrada y salida; en otros casos, la eficiencia disminuye.
2. Pulso. El diseño del estabilizador incluye un interruptor que periódicamente interrumpe el circuito durante un tiempo determinado. Esto permite suministrar corriente en porciones y acumularla uniformemente en el condensador. Una vez que el condensador está completamente cargado, se suministra un flujo nivelado a los dispositivos sin sobretensiones.
La principal desventaja de este método es la imposibilidad de establecer un valor de parámetro específico. Por lo tanto, si decide montar un estabilizador de voltaje de 220 V con sus propias manos, debe centrarse en el método mecánico. Para crear un ecualizador de corriente monofásico lineal simple, necesitará:
- Transformador;
- Condensadores;
- Resistencias;
- Diodo;
- Cables que conectarán los microcircuitos.
Un transformador es un par de bobinas que forman un acoplamiento electromagnético inductivo, es decir. Al llegar al devanado primario, la corriente lo carga y el campo electromagnético resultante carga la otra bobina. Esta relación entre voltaje (U), corriente (I) y número de vueltas (N) en ambos devanados se expresa mediante la fórmula:
I2/I1 = N2/N1 = U2/U1
Las bobinas inductivas se pueden encontrar en todas las tiendas de electricidad. El número de vueltas en el primero no debe ser inferior a 2000. Midiendo el voltaje en la red, se puede calcular el número requerido de vueltas en el devanado secundario. Por ejemplo, el voltaje real es 198 V, entonces la segunda bobina debería tener x/2000 = 220/198 = 2223 vueltas. La corriente generada se determina utilizando el mismo principio. Según este esquema, con un fuerte aumento de potencia en la entrada, el voltaje aumentará proporcionalmente en la salida. Por lo tanto, para regular tales situaciones, se necesita un reóstato para cambiar la resistencia de la red. El camino que sigue la corriente después del transformador está marcado en el chip estabilizador.
Desde el transformador, la corriente sale a capacitores de la misma capacidad para acumular y ecualizar el flujo; se requerirán aproximadamente 16 de ellos. A continuación, los condensadores deben conectarse al reóstato. Su resistencia a una tensión de 220 V y una corriente de 4,75 A (valor medio del rango 4,5-5 A) después del transformador debe ser de 46 ohmios. Para nivelar el voltaje lo más suavemente posible, puedes instalar varios reóstatos, distribuyendo la resistencia por igual entre cada uno. Después de que el circuito pasa por los reóstatos, se vuelve a conectar en una sola corriente y sigue al diodo, que está conectado directamente a la salida.
Estas operaciones se aplican a un cable con fase, el cero se pasa directamente al enchufe. Dichos estabilizadores se adaptan mejor a condiciones de voltaje constante y se ensamblan en función de los parámetros de un dispositivo en particular, lo que aumenta significativamente la eficiencia del dispositivo.
La opción ideal para el funcionamiento de redes eléctricas es cambiar los valores de corriente y voltaje tanto en la dirección de disminuir como de aumentar en no más del 10% de los 220 V nominales. Pero como en realidad las sobretensiones se caracterizan por grandes cambios , los aparatos eléctricos conectados directamente a la red corren el riesgo de perder sus capacidades de diseño e incluso de averiarse.
El uso de equipo especial le ayudará a evitar problemas. Pero como tiene un precio muy elevado, mucha gente prefiere montar un estabilizador de voltaje de fabricación propia. ¿Qué tan justificado está ese paso y qué será necesario para implementarlo?
Diseño y principio de funcionamiento del estabilizador.
Diseño del dispositivo
Si decides montar el dispositivo tú mismo, tendrás que mirar dentro del cuerpo del modelo industrial. Consta de varias partes principales:
- Transformador;
- Condensadores;
- Resistencias;
- Cables para conectar elementos y conectar dispositivos.
El principio de funcionamiento del estabilizador más simple se basa en el funcionamiento de un reóstato. Aumenta o disminuye la resistencia dependiendo de la corriente. Los modelos más modernos tienen una amplia gama de funciones y pueden proteger completamente los electrodomésticos de sobretensiones en la red.
Tipos de dispositivos y sus características.
Tipos y sus aplicaciones.
La clasificación de los equipos depende de los métodos utilizados para regular la corriente. Dado que esta cantidad representa el movimiento direccional de las partículas, se puede influir en ella de una de las siguientes maneras:
- Mecánico;
- Impulso.
El primero se basa en la ley de Ohm. Los dispositivos cuyo funcionamiento se basa en él se denominan lineales. Incluyen dos codos que se conectan mediante un reóstato. La tensión aplicada a un elemento pasa a través del reóstato y, por tanto, aparece en el otro, desde donde se suministra a los consumidores.
Los dispositivos de este tipo le permiten configurar de manera muy simple los parámetros de corriente de salida y pueden actualizarse con componentes adicionales. Pero es imposible utilizar dichos estabilizadores en redes donde la diferencia entre la corriente de entrada y salida es grande, ya que no podrán proteger los electrodomésticos de cortocircuitos bajo cargas pesadas.
Veamos el video, el principio de funcionamiento del dispositivo de pulso:
Los modelos de pulso funcionan según el principio de modulación de amplitud de la corriente. El circuito estabilizador utiliza un interruptor que lo interrumpe en ciertos intervalos. Este enfoque permite que la corriente se acumule uniformemente en el condensador y, una vez que esté completamente cargado, llegue a los dispositivos.
A diferencia de los estabilizadores lineales, los de pulso no tienen la capacidad de establecer un valor específico. Hay modelos elevadores y reductores a la venta; esta es una opción ideal para el hogar.
Los estabilizadores de voltaje también se dividen en:
- Fase única;
- Tres fases.
Pero dado que la mayoría de los electrodomésticos funcionan desde una red monofásica, en las viviendas se suele utilizar equipos del primer tipo.
Empecemos a montar: componentes, herramientas.
Dado que un dispositivo triac se considera el más efectivo, en nuestro artículo veremos cómo ensamblar dicho modelo usted mismo. Cabe señalar de inmediato que este estabilizador de voltaje de bricolaje igualará la corriente siempre que el voltaje de entrada esté en el rango de 130 a 270 V.
La potencia permitida de los dispositivos conectados a dichos equipos no puede exceder los 6 kW. En este caso, la carga se cambiará en 10 milisegundos.
En cuanto a los componentes, para montar dicho estabilizador necesitarás los siguientes elementos:
- Unidad de poder;
- Rectificador para medir la amplitud del voltaje;
- Comparador;
- Controlador;
- Amplificadores;
- LED;
- Unidad de retardo de encendido de carga;
- Autotransformador;
- interruptores optoacopladores;
- Interruptor-fusible.
Las herramientas que necesitaré son un soldador y unas pinzas.
Etapas de fabricación
Para ensamblar un estabilizador de voltaje de 220 V para su hogar con sus propias manos, primero debe preparar una placa de circuito impreso con un tamaño de 115x90 mm. Está hecho de lámina de fibra de vidrio. El diseño de las piezas se puede imprimir en una impresora láser y transferir al tablero con una plancha.
Veamos el vídeo, un sencillo dispositivo casero:
diagrama de circuito electrico
- núcleo magnético con una sección transversal de 1,87 cm²;
- tres cables PEV-2.
El primer cable se utiliza para crear un devanado y su diámetro es de 0,064 mm. El número de vueltas debe ser 8669.
Los dos cables restantes serán necesarios para hacer otros devanados. Se diferencian del primero en que su diámetro es de 0,185 mm. El número de vueltas de estos devanados será 522.
Si desea simplificar su tarea, puede utilizar dos transformadores TPK-2-2 de 12 V ya preparados. Están conectados en serie.
En el caso de realizar estas piezas tú mismo, una vez lista una de ellas, se pasa a crear la segunda. Requerirá un circuito magnético toroidal. Para el bobinado, elija el mismo PEV-2 que en el primer caso, solo que el número de vueltas será 455.
También en el segundo transformador tendrás que hacer 7 grifos. Además, para los tres primeros se utiliza un cable con un diámetro de 3 mm, y para el resto se utilizan autobuses con una sección de 18 mm². Esto ayudará a evitar que el transformador se caliente durante el funcionamiento.
conexión de dos transformadores
Es mejor comprar todos los demás componentes de un dispositivo que usted mismo cree en una tienda. Una vez que haya comprado todo lo que necesita, puede comenzar con el montaje. Lo mejor es comenzar instalando un microcircuito que actúa como controlador en un disipador de calor, que está hecho de aluminio platino con un área de más de 15 cm². También se montan triacs. Además, el disipador de calor sobre el que se van a instalar debe tener una superficie de refrigeración.
Si le parece complicado montar un estabilizador de voltaje triac de 220 V con sus propias manos, puede optar por un modelo lineal más sencillo. Tendrá propiedades similares.
La eficacia de un producto hecho a mano
¿Qué empuja a una persona a fabricar tal o cual dispositivo? La mayoría de las veces es su alto costo. Y en este sentido, un estabilizador de voltaje ensamblado con sus propias manos es, por supuesto, superior a un modelo de fábrica.
Las ventajas de los dispositivos caseros incluyen la posibilidad de autorreparación. La persona que montó el estabilizador comprendió tanto su principio de funcionamiento como su estructura y, por lo tanto, podrá solucionar el mal funcionamiento sin ayuda externa.
Además, todas las piezas para dicho dispositivo se compraron previamente en la tienda, por lo que si fallan, siempre puedes encontrar uno similar.
Si comparamos la confiabilidad de un estabilizador ensamblado con nuestras propias manos y fabricado en una empresa, entonces la ventaja está del lado de los modelos de fábrica. En casa, es casi imposible desarrollar un modelo de alto rendimiento, ya que no existe ningún equipo de medición especial.
Conclusión
Existen diferentes tipos de estabilizadores de voltaje y algunos de ellos es muy posible hacerlos usted mismo. Pero para ello será necesario comprender los matices del funcionamiento del equipo, adquirir los componentes necesarios y realizar su correcta instalación. Si no confía en sus habilidades, la mejor opción es comprar un dispositivo fabricado en fábrica. Un estabilizador de este tipo cuesta más, pero la calidad es significativamente superior a la de los modelos ensamblados de forma independiente.
Según el estándar GOST 29322-2014 (IEC 60038:2009), la tensión de línea de las fuentes de alimentación industriales se suministra con una frecuencia de 50±0,2 Hz y 230V±10%. El incumplimiento de ciertas reglas para la instalación de instalaciones eléctricas durante los trabajos de instalación durante la operación provoca situaciones de emergencia. En estos casos, los parámetros de red establecidos pueden desviarse significativamente, lo que afecta negativamente al equipo que se utiliza como carga. Los electrodomésticos viejos son especialmente sensibles a las subidas de tensión: lavadoras, frigoríficos, aires acondicionados, aspiradoras y herramientas eléctricas de mano. Para eliminar estos fenómenos negativos, el voltaje de la red se estabiliza a 220 voltios.
En casos de aumento de voltaje, los devanados de los motores eléctricos se sobrecalientan, los conmutadores se desgastan rápidamente, es posible que se rompa la capa aislante y se produzcan cortocircuitos entre vueltas en los devanados. Cuando el voltaje es demasiado bajo, los motores arrancan entrecortadamente o no arrancan en absoluto, lo que provoca un desgaste prematuro de los elementos del equipo de arranque. Los contactos de los arrancadores magnéticos chisporrotean y arden, los dispositivos de iluminación no funcionan a plena potencia y brillan tenuemente. La mejor opción para estabilizar los parámetros de tensión en la red sin consecuencias negativas es el uso de un transformador elevador en el circuito de alimentación, cuya tensión del devanado secundario se suma a la tensión de la red, acercándola a los parámetros establecidos.
En los nuevos tipos de equipos electrónicos, televisores, computadoras personales, reproductores de video o audio, se instalan fuentes de alimentación conmutadas que realizan efectivamente el trabajo de elementos estabilizadores. La fuente de alimentación conmutada es capaz de mantener el funcionamiento normal del equipo a un voltaje de red que oscila entre 160 y 230 V. Este método protege de manera confiable el equipo contra el desgaste de elementos individuales del circuito de entrada debido a una sobretensión en la red. Para proteger los tipos de equipos obsoletos, se utilizan estabilizadores de voltaje separados a través de los cuales se conectan los dispositivos. Estos estabilizadores se venden en tiendas especializadas, pero si lo desea y tiene ciertos conocimientos y habilidades prácticas, puede montar usted mismo los circuitos más sencillos. Muchos aficionados fabrican su propio estabilizador de voltaje.
Tipos de estabilizadores de voltaje
Dependiendo de la potencia de carga en la red y otras condiciones de funcionamiento, se utilizan varios modelos de estabilizadores:
- Los estabilizadores de ferroresonancia se consideran los más simples; utilizan el principio de resonancia magnética. El circuito incluye sólo dos choques y un condensador. Externamente, parece un transformador normal con devanados primarios y secundarios en estranguladores. Estos estabilizadores tienen un gran peso y dimensiones, por lo que casi nunca se utilizan para electrodomésticos. Por su alto rendimiento, estos dispositivos se utilizan para equipos médicos;
- Los estabilizadores de servoaccionamiento proporcionan regulación de voltaje mediante un autotransformador, cuyo reóstato está controlado por un servoaccionamiento que recibe señales de un sensor de control de voltaje. Los modelos electromecánicos pueden funcionar con cargas pesadas, pero tienen una velocidad de respuesta baja. El estabilizador de voltaje del relé tiene un diseño seccional del devanado secundario, la estabilización de voltaje se lleva a cabo mediante un grupo de relés, cuyas señales para cerrar y abrir cuyos contactos provienen del tablero de control. Por lo tanto, se conectan las secciones necesarias del devanado secundario para mantener el voltaje de salida dentro de los valores especificados. La velocidad de ajuste es rápida, pero la precisión del ajuste de voltaje es baja;
- Los estabilizadores electrónicos tienen un principio similar al de los relés, pero en lugar de relés, se utilizan tiristores, triacs o transistores de efecto de campo para rectificar la potencia adecuada, dependiendo de la corriente de carga. Esto aumenta significativamente la velocidad de conmutación de las secciones del devanado secundario. Hay variantes de circuitos sin unidad transformadora, todos los nodos están hechos sobre elementos semiconductores;
- Los estabilizadores de voltaje de doble conversión regulan según el principio del inversor. Estos modelos convierten el voltaje alterno en voltaje continuo y luego nuevamente en voltaje alterno; se forman 220 V en la salida del convertidor.
El circuito estabilizador no convierte la tensión de red. El inversor DC-AC genera 220 VCA con cualquier voltaje de entrada. Estos estabilizadores combinan una alta velocidad de respuesta y precisión en la configuración de voltaje, pero tienen un precio elevado en comparación con las opciones consideradas anteriormente.
Circuito estabilizador de voltaje electrónico.
Echemos un vistazo más de cerca a cómo hacer un estabilizador de voltaje electrónico con sus propias manos para 220 V, ensamblando el circuito y configurándolo. El circuito de dicho estabilizador es simple y muy solicitado entre los consumidores, probado en el tiempo.
Principales características técnicas:
- Rango de voltaje de entrada de red: 160-250 V;
- El voltaje de salida después de la estabilización es de 220 V;
- La potencia permitida consumida por la carga es de 2 kW;
Esta potencia es suficiente para conectar uno o más electrodomésticos valiosos que sean sensibles a las sobretensiones a través del estabilizador. El peso y las dimensiones del dispositivo dependen del caso, los elementos principales, el transformador y la placa se pueden colocar en una caja prefabricada o en un estuche de otro equipo eléctrico.
La práctica muestra que un estabilizador de voltaje casero tiene algunas dificultades durante el montaje: uno de los procesos que requieren mucha mano de obra en el montaje de un circuito estabilizador es la fabricación de un transformador, pero en nuestro caso este trabajo se puede simplificar. Para este circuito, los transformadores de la marca TS180-TS320 son ideales para un estabilizador de voltaje de 220 V, es posible que no estén disponibles en las cadenas minoristas, pero se pueden comprar en televisores antiguos y en mercados por 300-500 rublos.
Los transformadores de las series TN y TPP también mostraron su buen desempeño como parte de este circuito. Los devanados secundarios de estos transformadores producen voltajes de 24 a 36 voltios y pueden soportar corrientes de carga de hasta 8A.
Elementos básicos y principio de funcionamiento del circuito.
Se suministra un voltaje de red de 160-250 V al devanado primario del transformador, después de la transformación, se suministra un voltaje de 24-36 V desde la salida del devanado secundario al puente de diodos VD1. El transistor clave VT1 está conectado al circuito a través de un estabilizador de voltaje DA1 con una resistencia variable R5, que regula el voltaje en la salida del estabilizador. El estabilizador paralelo DA1 y el puente de diodos VD2 controlan la tensión de error y la amplifican.
A medida que aumenta el voltaje de la red, el voltaje del devanado secundario también aumenta en el capacitor C3, lo que conduce a la apertura del diodo zener DA1, desviando así el voltaje a través de la resistencia R7. Esto conduce a una caída de voltaje en la puerta del transistor VT1, se cierra y en los contactos de salida del voltaje estabilizado XT3, XT4 su aumento es limitado.
Cuando se reduce el voltaje en el devanado primario, se produce una reacción inversa: el voltaje en el devanado secundario disminuye, el diodo zener DA1 se cierra, el transistor se abre y el voltaje en el devanado secundario aumenta.
El LED HL1 muestra el estado del transistor clave; cuando está abierto, se aplica voltaje adicional al devanado secundario y el diodo se enciende. El diodo Zener VD3 limita el voltaje al valor establecido, protegiendo la puerta del transistor contra sobretensiones.
El transistor se instala en un radiador de duraluminio de 50x50x10 mm, generalmente esto es suficiente para eliminar el calor, los cables de la línea de alimentación deben tener una sección transversal de al menos 4 mm2, los cables en los circuitos de control deben tener una sección transversal más pequeña.
Es recomendable instalar fusibles FU1, FU2 a 8-10 A.
Características de los elementos del circuito.
| el nombre del detalle | Marca | Valor nominal | Cantidad |
|---|---|---|---|
| DA1 | Fuente de referencia de voltaje | TL431 | * |
| VT1 | Transistor MOSFET | IRF840 | * |
| VD1 | Puente de diodos | RS805 | * |
| VD2 | diodo rectificador | RL102 | **** |
| VD3 | Diodo Zener paralelo | KS156B | * |
| C1 | Condensador (capacitancia) | 0,1 mkf \400 V | * |
| C2 | Condensador (electrolito) | 10 mkf \450 V | * |
| C3 | Capacitor electrolítico | 47 mkf 25V | * |
| C3 | Condensador | 1000 pF | * |
| C4 | Condensador | 0,22 mF | * |
| R1 | Resistencia | 5600 Ω | * |
| R2 | Resistencia | 2200 Ω | * |
| R3 | Resistencia | 1500 Ω | * |
| R4 | Resistencia | 8200 Ω | * |
| R5 | Resistencia variable | 2200 Ω | * |
| R6 | Resistencia | 1000 Ω | * |
| R7 | Resistencia | 1200 Ω | * |
| T1 | Transformador | TS320 | * |
| NL1 | Diodo emisor de luz | AL307B | * |
| FU1, FU2 | Fusible | 10 A | ** |
| SA1 | Cambiar | * | |
| XT1-XT4 | Enchufe de puesta a tierra | ** |
Para instalar todos los elementos se utiliza una placa de circuito impreso, cuya fabricación requiere una consideración más detallada en un tema aparte. Si es necesario, puede solicitar la producción de una placa para este circuito a especialistas que lo hacen de forma profesional en el sitio web http://megapcb.com/.
Como puede ver, el circuito estabilizador de voltaje de 220 V es fácil de montar con sus propias manos y funciona de manera confiable.
¡Muy importante! Después del montaje, es necesario ajustar los límites de estabilización del voltaje de salida. Para hacer esto, conecte una lámpara incandescente normal de 100-200 W a la salida del estabilizador, luego debe configurar la resistencia variable R5 en la salida a 225 V. Luego conecte una carga mayor hasta 1,5 kV y aumente el voltaje a 220V. Las mediciones se pueden realizar con un multímetro convencional o se puede instalar un voltímetro de puntero en el circuito. Después de 10 minutos de funcionamiento a carga máxima, sienta qué tan caliente está el transistor y, si es necesario, aumente el tamaño del radiador.
¡Importante! No olvide que el transistor se fija al radiador mediante pasta termoconductora a través de una junta de mica. Por razones de seguridad, utilice un cable de tres hilos o un cable con enchufe que tenga un terminal de tierra en la entrada del estabilizador. Conecte el cable de tierra a la línea neutral en el tablero y la caja, especialmente si es de metal.
Video
Una selección de circuitos de radioaficionados y diseños de estabilizadores de voltaje de bricolaje. Algunos de los circuitos consideran un estabilizador sin protección contra cortocircuitos en la carga, mientras que otros incluyen la capacidad de regular suavemente el voltaje de 0 a 20 Voltios. Bueno, una característica distintiva de los circuitos individuales es la capacidad de proteger contra cortocircuitos en la carga.
5 circuitos muy simples, en su mayoría ensamblados mediante transistores, uno de ellos con protección contra cortocircuitos
A menudo sucede que para alimentar su nuevo dispositivo electrónico casero necesita un voltaje estable que no cambie según la carga, por ejemplo, 5 voltios o 12 voltios para alimentar la radio de un automóvil. Y para no molestarse demasiado en construir una fuente de alimentación casera utilizando transistores, se utilizan los llamados microcircuitos estabilizadores de voltaje. En la salida de dicho elemento obtenemos el voltaje para el cual está diseñado este dispositivo.
Muchos radioaficionados ya han ensamblado repetidamente circuitos estabilizadores de voltaje en microcircuitos especializados de las series 78xx, 78Mxx, 78Lxx. Por ejemplo, en el microcircuito KIA7805 se puede montar un circuito casero diseñado para un voltaje de salida de +5 V y una corriente de carga máxima de 1 A. Pero pocas personas saben que existen microcircuitos de la serie 78Rxx altamente especializados que combinan voltaje de polaridad positiva. estabilizadores con un voltaje de baja saturación, que no supera los 0,5 V con una corriente de carga de 1 A. Consideraremos uno de estos circuitos con más detalle.
El regulador de voltaje positivo ajustable de tres terminales LM317 proporciona una corriente de carga de 100 mA en un rango de voltaje de salida de 1,2 a 37 V. El regulador es muy fácil de usar y solo requiere dos resistencias externas para proporcionar voltaje de salida. Además, el estabilizador LM317L tiene una mejor inestabilidad en voltaje y corriente de carga que los estabilizadores tradicionales con un voltaje de salida fijo.
Para estabilizar una tensión continua de potencia suficientemente elevada se utilizan, entre otros, estabilizadores de compensación continua. El principio de funcionamiento de dicho estabilizador es mantener el voltaje de salida en un nivel determinado cambiando la caída de voltaje en el elemento de control. En este caso, la magnitud de la señal de control suministrada al elemento de control depende de la diferencia entre los voltajes configurados y de salida del estabilizador.
Durante el funcionamiento estacionario de equipos, CD y reproductores de audio, surgen problemas con el suministro de energía. La mayoría de las fuentes de alimentación producidas en masa por fabricantes nacionales (para ser precisos) casi no pueden satisfacer al consumidor, ya que contienen circuitos simplificados. Si hablamos de fuentes de alimentación chinas importadas y similares, entonces, en general, representan un conjunto interesante de piezas de "comprar y tirar". Estos y muchos otros problemas obligan a los radioaficionados a producir fuentes de alimentación. Pero incluso en esta etapa, los aficionados se enfrentan al problema de la elección: se han publicado muchos diseños, pero no todos funcionan bien. Este desarrollo de radioaficionado se presenta como una opción para la inclusión no convencional de un amplificador operacional, publicada anteriormente y pronto olvidada.
Casi todos los productos y diseños caseros de radioaficionados incluyen una fuente de energía estabilizada. Y si su diseño funciona con un voltaje de cinco voltios, entonces la mejor opción sería utilizar un estabilizador integrado de tres terminales 78L05
Estabilizador de voltaje para 220 voltios. |
