Схема стабилизатора напряжения 220в своими руками

Как сделать стабилизатор напряжения на 12 вольт для светодиодов в авто на микросхеме L7812

Чтобы собрать качественный стабилизатор напряжения, можно использовать трехконтактный регулятор напряжения постоянного тока, выпускающийся в серии L7812. Это устройство запитает не только отдельные лампочки в автомобиле, но и целую ленту из светодиодов.

L7812

Компоненты:

1. Микросхема L7812.
2. Конденсатор 330 мкф 16 В.
3. Конденсатор 100 мкф 16 В.
4. Выпрямительный диод на 1 ампер. Можно использовать 1n4001 или диод Шоттки.
5. Термоусадка на 3 мм.
6. Соединительные проводки.

Порядок сборки:

Немножко укорачиваем одну ножку стабилизатора.
Используем припой.
К короткой ножке добавляем диод, а после и конденсаторы.
На проводки помещаем термоусадку.
Занимаемся припайки проводов.
Надеваем термоусадку, прижимаем ее при помощи строительного фена или зажигалки

Тут важно не перестараться и не расплавить термоусадку.
На вход с левой стороны подаем питание, справа будет выход на светодиодную ленту.
Проводим испытание – включаем освещение. Лента должна загореться, срок ее эксплуатации теперь увеличится.

Так делается стабилизатор напряжения 12В собственными руками.

Еще важно знать 3 нюанса о том, как собрать стабилизатор напряжения 12 вольт собственными руками

1. Светодиоды желательно подключать через стабилизатор тока. Таким образом можно будет уравновесить колебания электрической сети, и хозяин автомобиля не будут беспокоиться о бросках тока.
2. Требования к электропитанию нужно также соблюдать, поскольку, таким образом, свой самостоятельно собранный стабилизатор можно будет правильно подстроить под электрическую сеть.
3. Собирать желательно такой агрегат, который обеспечит достойную устойчивость, надежность и стабильность – стабилизатор должен держаться в течение долгих лет. Именно поэтому на компонентах не стоит дешевить – приобретайте в хороших магазинах электроники.

Схемы простых стабилизаторов

Стабилизатор напряжения 220В для дома: гарантия бесперебойной работы бытовой техники

Нестабильное напряжение в электросети может необратимо вывести из строя бытовую технику и электронную аппаратуру в доме. Даже если срок гарантийного обслуживания техники еще не прошел, в сервисе вам откажут, так как гарантия действует при условии эксплуатации с напряжением 220В (±10%). Стабилизатор напряжения 220В для дома — защитное устройство, специально предназначенное для выравнивания перепадов и скачков напряжения в электросети. Современные регуляторы напряжения для дома имеют малый вес и габариты, могут быть легко перенесены в любое, удобное для работы, место.

Преобразователь напряжения: отзывы, какой выбрать стабилизатор (прочитать подробнее)
Нестабильное напряжение в электросети способно вывести из строя бытовые приборы и технику в доме.

Однофазный стабилизатор от компании «Энергия»

Одной из интересных моделей на рынке, является однофазный электромеханический стабилизатор напряжения «Энергия HYBRID СНВТ 10 000». Стабилизатор напряжения высокой точности представляет собой удачное техническое решение, где в одном устройстве, объединены электромеханический стабилизатор и дополнительный релейный узел. Это позволяет прибору работать при большом разбросе напряжения сети. Он обеспечивает выдачу напряжения 220В ± 3% при входных величинах от 105 до 280В.

Стабилизатор имеет систему «Байпас» и защиту от перегрузки и превышения напряжения на входе выше критической. Однофазный стабилизатор «Энергия HYBRID СНВТ 10 000» может использоваться как в быту, так и на производственных объектах. При подключении прибора к системам освещения отсутствует эффект мерцания ламп, так как не происходит разрыва фазы.

Выбирая электромеханический стабилизатор напряжения, следует обращать внимание на технические характеристики устройства, на качество электричества в месте эксплуатации и температурный режим. https://www.youtube.com/embed/-POt1x5V-h4

Достоинства релейных стабилизаторов напряжения

Стабилизаторы напряжения релейного типа:

• имеют сравнительно низкую стоимость и большой срок эксплуатации;
• эффективно работают в широком диапазоне входного напряжения;
• обеспечивают достаточную точность стабилизации напряжения для работы приборов и оборудования;
• имеют высокую скорость срабатывания, примерная скорость стабилизации 100 — 200 Вольт в секунду;
• обладают большой перегрузочной способностью, возможностью работы с оборудованием, имеющим высокие пусковые токи;
• не вносят изменений в форму графика напряжения;
• работоспособны в широком диапазоне температур;
• имеют небольшие габариты и небольшой вес;
• могут работать с нулевой нагрузкой.

Электромеханические стабилизаторы

Устройство этого выпрямителя предполагает электродвигатель внутри катушки. Он приводит в движение по обмотке щеток с графитовым наконечником. Достаточно мощные устройства отличаются плавностью регулирования и высокоточным выходным напряжением.

Достоинства приборов:

• высокая производительность;
• переносимость перегрузок (до 200%);
• бесшумная работа;
• доступная цена;
• долговечность.

Из отрицательных моментов:

• низкая скорость выравнивания;
• необходимость в техобслуживании;
• периодический выход из строя механических элементов;
• неспособность работать при отрицательно температуре ниже 5°С.

Внутреннее устройство электромеханического стабилизатора напряжения.

В каких случаях лучше купить электромеханический стабилизатор напряжения

Главными преимуществами электромеханического стабилизатора являются его точность стабилизации и отсутствие скачков и искажений при переключении режимов.

Его можно рекомендовать к покупке тогда, когда к нему подключается чувствительное электронное оборудование – персональный компьютер, телевизор, лабораторные или измерительные приборы и многое другое в сетях, в которых не бывает резких скачков и падений напряжения. Так, например, это идеальный вариант если вы живете в городской квартире или даже деревне и из-за старости или недостаточной оптимизации ваши электрические сети выдают заниженное или завышенное напряжение , особенно если у вас нет соседа с мощнейшим сварочным аппаратом, работая которым он даёт просадку на всей линии.

Пусть механический стабилизатор несколько дороже, но позволит вашему оборудованию работать практически в идеальных условиях.

Тяжело посчитать возможную прямую выгоду от решения приобретения механического стабилизатора, но вы должны понимать, что даже один спасённый электроприбор или то что просто исправно проработает весь срок службы и даже больше, уже окупит с лихвой ту разницу в стоимости между релейной и электромеханической моделями.

Электронный стабилизатор

Электронным этот стабилизатор называется поскольку в его конструкции отсутствуют любые механические или электромеханические элементы. Вся схема устройства собрана на полупроводниковых элементах.

Принцип работы этого прибора полностью аналогичен принципу работы релейного стабилизатора. Только функцию переключающих реле, здесь выполняют ключи на четырёхслойных полупроводниковых приборах – тиристорах и симисторах. Электронный стабилизатор напряжения стоит заметно дороже, чем стабилизаторы других типов, но, тем не менее, есть ситуации, когда его применение оправдано.

Особенности и характеристики

Полупроводниковый стабилизатор может работать практически со всеми видами бытовой техники.

Это определяется его несомненными достоинствами:

• Высокое быстродействие;
• Большой диапазон напряжения;
• Отсутствие шума.

В отличие от реле, мощные силовые ключи, обеспечивают практически мгновенную реакцию на изменение напряжения на входе устройства. Диапазон напряжения сети, при котором электронный стабилизатор корректно работает достаточно большой, поэтому прибор можно использовать в самых неблагоприятных условиях. Он не боится низких температур, работает бесшумно и не нуждается в техническом обслуживании.

Но и недостатков у данного устройства достаточно:

• Дискретный способ регулировки;
• Низкая перегрузочная способность;
• Искажённая форма напряжения на выходе.

По аналогии с релейным стабилизатором, переключение напряжения осуществляется ступенями. Электронные ключи очень не любят перегрузок и могут выгореть.

Схемы стабилизаторов и регуляторов тока

Существуют как минимум
четыре варианта изготовления стабилизаторов напряжения на 12 вольт для авто
своими руками:

1. На кренке.
2. На паре транзисторов.
3. На операционном усилителе.
4. На микросхеме импульсного стабилизатора.

Разберем, какие главные
особенности имеет каждая из рассматриваемых модификаций.

На кренке

Для сборки своими
руками простейшего стабилизатора для светодиодов для авто на 12 вольт
потребуются:

1. Микросхема LM317 или КРЕН8Б (более точнее КР142ЕН8Б), или KIA7812A.
2. Резистор на 120 Ом.
3. Печатное плато или перфорированная панель.

На изображениях
наглядно представлено расположение основных компонентов схемы простейшего
стабилизатора для светодиодов в авто:

На второй схеме на
входе с АКБ применяется диод выпрямляющего типа 1n4007.

На двух транзисторах

Одним из самых
популярных автомобильных стабилизаторов напряжения для светодиодов на 12 вольт,
который также собирается своими руками, на сегодня является схема на двух
транзисторах.

Переменное напряжение
номиналом 12 вольт поступает на диодный мостик VD1 – VD4, выпрямляется и,
проходя через фильтры С1 С2, сглаживается. Далее ток идет на стабилизатор
параметрического типа VD1 и проходит к резистору R2. Затем с его движка
передается на ключ составного транзистора VT1 VT2. Уровень его открытости
определяется состоянием движка резистора переменного типа R2 – в нижнем
положении регулятора транзисторы перекрыты и напряжение не поступает в
нагрузку, а в верхнем состоянии регулятора R2 оно максимально и транзисторы
полностью открыты, напряжение прилагается к нагрузке.

Приведенная модель
стабилизатора напряжения для авто чаще всего применяется для дневных ходовых
огней на базе светодиодов и позволяет успешно подстраивать параметры бортового
тока под характеристики прибора освещения.

На операционном усилителе

Стабилизатор напряжения
на 12 вольт для светодиодов в авто имеет смысл изготовить своими руками, когда
возникает необходимость для его работы в расширенном диапазоне рабочих
параметров. Ниже приведенная схема такого устройства. Главная его особенность в
том, что сам усилитель включен в цепь обратной связи и питается прямо с выхода
стабилизатора. Прибор характеризуется коэффициентом стабилизации – порядка
1000, при этом сопротивление на выходе – не более 10 мкОм при КПД около 50%.
Ток нагрузки в номинале – не менее 200 мкА, при пульсации напряжения на выходе
в двойной амплитуде – меньше 60 мкВ.

Среди главных
особенностей его работы выделяются:

1. Рабочий интервал температуры – от -20 до +60 градусов.
2. Термический дрейф напряжения на выходе – меньше 0,05%.
3. Возможность повышения напряжения на выходе до 27-30 вольт.

Для решения последней задачи нужно между выводами «7» и «+25» установить резистор на 200 Ом. Каскад транзистора VT1 выполняет роль динамической нагрузки для VT4 и при этом повышает общий коэффициент усиления. Транзистор П702А можно заменить на аналоги П702 или КТ805, при этом КТ603Г – соответственно на П308 или П309, а также КТ201В и КТ203В — на МП103 либо МП106.

На микросхеме импульсного стабилизатора

Когда от стабилизатора
напряжения для авто требуется высокий коэффициент полезного действия, лучше собрать
своими руками устройство с использование импульсных составляющих. Наиболее
распространенной является ниже представленная схема МАХ771 (или аналогов 770,
772).

Стабилизатор
импульсного типа на выходе имеет мощность в 15 ватт. Элементы цепи R1 и R2
разделяют показатели напряжения на точках выход. В случае, когда оно становится
выше базового, импульсные выпрямители просто снижаются его выходное значение. В
обратном случае прибор будет, напротив, увеличивать данный параметр на выходе.

Монтаж и установка
своими руками импульсного стабилизатора напряжения для светодиодов в авто
разумна, когда его показатель превышает 16 вольт. При возникновении повышенного
падения нагрузки в цепь следует внедрить операционный усилитель.

Время регулирования

Время регулирования напряжения, она же скорость стабилизации, еще один наиважнейший показатель и здесь ситуация складывается совсем другая.

Так релейный стабилизатор, реагирует на изменения входящего напряжения со скоростью 10 миллисекунд, при этом ему не важно на сколько оно упало или выросло (в пределах своего рабочего диапазона 140-260В), он за эти доли секунды сменит режим и будет выдавать напряжение 200+/- 8%. В это же время электромеханический стабилизатор имеет скорость стабилизации всего 10 Вольт в секунду

Таким образом, если падение напряжения составит 30 Вольт (входящее напряжение будет 190В), сервоприводной модели потребуется порядка 3 секунд чтобы на выходе было 200+/- 2%. Все эти 3 секунды, приборы подключенные к стабилизатору будут работать при пониженном напряжении

В это же время электромеханический стабилизатор имеет скорость стабилизации всего 10 Вольт в секунду. Таким образом, если падение напряжения составит 30 Вольт (входящее напряжение будет 190В), сервоприводной модели потребуется порядка 3 секунд чтобы на выходе было 200+/- 2%. Все эти 3 секунды, приборы подключенные к стабилизатору будут работать при пониженном напряжении.

По времени регулирования релейный стабилизатор значительно превосходит электромеханический.

Стабилизатор напряжения электромеханического типа

Что собой представляет данный прибор? По сути, это трансформатор (вольтодобавочный), который самостоятельно регулирует напряжение на подающем шлейфе. То есть, нет необходимости что-то подкручивать, если появилась необходимость добавить несколько вольт, как это делается с релейными аналогами.

В настоящее время область применения электромеханических стабилизаторов достаточно обширна. Это не только помещения бытового назначения и офисы, востребованы эти приборы и в тех местах, где используется высокоточное электронное оборудование. К примеру, в медицинских учреждениях.

Классификация стабилизаторов

Основное разделение стабилизаторов напряжения электромеханических производится по самому напряжению. То есть, они бывают однофазными (220 вольт) и трехфазными (380 вольт). Понятно, что первые чаще всего используются в частном секторе и в офисных помещениях, вторые в больших учреждениях и на производстве. Хотя сегодня, когда у населения появилась возможность строить большие собственные дома, в которых размещается огромное количество бытовой техники, трехфазные стабилизаторы напряжения стали устанавливаться и в них.

По своему исполнению приборы представлены настенными моделями, напольными, настольными, могут крепиться как в горизонтальном положении, так и в вертикальном. То есть, производители учли все варианты удобного расположения, зависящего от места установки аппарата. Необходимо отметить, что эти стабилизаторы напряжения обладают очень точной установкой напряжения, работают без посторонних помех, прекрасно себя показали при краткосрочных высоких перегрузках, при этом обладают достаточно широким интервалом стабилизации самого напряжения.

И третья позиция разделения – это мощность прибора. В настоящее время производители предлагают очень широкий модельный ряд в этом плане. Здесь и простые маломощные стабилизаторы напряжения 500 кВА, и высокомощные агрегаты до 20000 кВА. Необходимо отметить, что чисто конструктивно две позиции (220 и 380 вольт) отличаются между собой тем, что первый вариант – это один трансформатор и один щеточный блок, в конструкции второго могут присутствовать два или три трансформатора.

Достоинства и недостатки

Электромеханические стабилизаторы напряжения обладают широким рядом преимуществ перед другими аналогами:

• широчайший диапазон входного напряжения;
• высокая точность выходного показателя напряжения, искажения практически отсутствуют;
• безопасная работа при высоком входном напряжении краткосрочного действия в независимости от того это будет напряжение 220 вольт или 380;
• низкая чувствительность (практически полное ее отсутствие) к рабочей частоте дает возможность использовать трехфазные стабилизаторы напряжения на промышленных объектах;
• бесшумная работа даже при самых высоких скачках напряжения в подающей сети.

Не обошлось и без недостатков:

• к сожалению, это не электронный прибор, поэтому в конструкции электромеханического стабилизатора присутствуют подвижные элементы, которые раз в 5-6 лет придется менять на новые;
• раз в десять лет производители рекомендуют менять сервопривод щеточного блока;
• если напряжение в подающей сети падает ниже 180 вольт, то практически все производители не гарантируют его повышение на выходе до заявленного паспортного значения;
• однофазные аналоги не приспособлены работать при низких температурах, поэтому лучше всего устанавливать их внутри отапливаемых помещений;
• не очень высокая скорость стабилизации, конечно, если сравнивать с другими моделями;
• есть ли необходимость данный момент относить к недостаткам, каждый решает сам, но работа сервопривода электромеханического стабилизатора сопровождается щелчком, который действует доли секунд.

Точность поддержания напряжения и номинальная величина выходного напряжения

Две этих важных характеристики, на деле показывают одно и то же, точность стабилизации, поэтому они объединены в один общий пункт. Как вы понимаете, эта характеристика очень важная и показывает насколько точно стабилизатор корректирует входящее напряжение.

Так, например, механический стабилизатор имея точность 2%, в нормальном режиме работы, будет выдавать напряжение в диапазоне от 216 до 224 Вольт, а это очень хороший показатель, даже самые чувствительные приборы не заметят такие изменения напряжения, для большинства из них это заложенные производителем нормальные режимы работы.

При этом релейный стабилизатор со своими 8% точности, будет давать выходное напряжение уже в диапазонах от 202 до 238 Вольт, а вот это уже существенная разница, не каждый прибор будет работать в штатном режиме при таком напряжении.

Таким образом, по точности стабилизации механический стабилизатор безоговорочно выигрывает у релейного.

Походы к выбору стабилизатора

Перечень параметров, по которым выбирают стабилизаторы, обязательно включает:

• мощность нагрузки или отдаваемый номинальный ток;
• выходное напряжение;
• тип сети (однофазная – трехфазная).

Большую помощь окажет информация о стабильности сети, уровне импульсных помех в ней.

При определении номинальной мощности суммируют мощности всех потребителей защищаемой сети. Для оценки мощности номинальной нагрузки токовую нагрузочную способность входного автомата умножают на 220 В.

При прочих равных условиях выбирают однофазные модели линейных стабилизаторов, учитывают, что модульные конструкции более удобны в обслуживании.

Учитывают эстетические параметры и количество выходных розеток, рисунок 5.

Рис.5. Вариант исполнения однофазного стабилизатора

Окончательный выбор целесообразно выполнять с учетом производителя и места изготовления. Для определения качества техники юго-восточного производства, выпускаемой без контроля со стороны ведущих западных компаний, имеет смысл изучить профильные форумы. Такой подход позволяет сделать адекватный вывод о качестве прибора.

Кроме технических параметров обязательно принимают во внимание доступность сервисного обслуживания. Следует учесть, что в продаже имеется большой выбор 220-вольтовых однофазных и 380-вольтовых трехфазных устройств

Стабилизаторы с широким диапазоном регулировки и выходным напряжением других номиналов часто поставляются под заказ

Следует учесть, что в продаже имеется большой выбор 220-вольтовых однофазных и 380-вольтовых трехфазных устройств. Стабилизаторы с широким диапазоном регулировки и выходным напряжением других номиналов часто поставляются под заказ.

Промышленность выпускает широкую гамму бытовых стабилизаторов напряжения, что позволяет произвести  выбор конкретной модели устройства с учетом конкретной области применения.

Массовый характер рынка стабилизаторов определяет большое количество работающих на нем производящих предприятий, предлагающих свою продукцию через партнерскую сеть. Поэтому перед покупкой следует выполнить тщательный многокритериальный отбор продукта.

Правила пользования стабилизатором

При вашем выборе релейного типа стабилизатора, необходимо регулярно проводить его обслуживание, в том числе ежегодно тщательно его осматривать внутри корпуса

При осмотре нужно обращать внимание на:

• Надежность крепления соединений проводников.
• Уровень охлаждения и циркуляции воздуха в корпусе прибора.
• Имеются ли повреждения.
• Точность работы указателей измерения.

При обнаружении слабых соединений, пыли, необходимо выключить из сети стабилизатор и произвести его обслуживание, очистив его и затянув все крепления контактов. Помещение, в котором находится стабилизатор напряжения, должно проветриваться и быть сухим. Влажность в помещении не должна быть более 80%. При работе в корпусе стабилизатора отверстия для вентиляции должны иметь доступ воздуха.

Простой стабилизатор напряжения на 12 В собственными руками

Если имеются даже небольшие навыки в сборке электрической схемы, тогда стабилизатор напряжения необязательно приобретать в готовом виде. Для изготовления самодельного устройства человек потратить 50 рублей или меньше, готовая модель стоит несколько дороже. Смысла переплачивать нет, поскольку в результате получится качественный прибор, соответствующий всем необходимым требованиям.

Самый простой, но функциональный стабилизатор можно сделать своими руками без особых усилий. Импульсный прибор собрать очень сложно, особенно для новичка, а потому рассматривать стоит линейные стабилизаторы и любительские схемы на него.

Самый простейший стабилизатор напряжения 12 вольт собирается из схемы (готовой), а также резистора сопротивления. Желательно использовать микросхему LM317. Все детали будут крепиться к перфорированной панели или универсальной печатной плате. Если правильно собрать устройство и подключить его на свой автомобиль, то можно обеспечить хорошее освещение — лампочки перестанут моргать.

Схема LM317
Схема подключения

Какие стабилизаторы напряжения выбрать для частного дома: однофазные или трехфазные

По способу соединения стабилизаторы могут быть стационарные, когда устройство подключают к щитку, и локальные, соединенные непосредственно с электроприбором. Различают однофазные и трехфазные модели стабилизаторов:

• однофазные — рассчитаны на электросеть с напряжением в 220В, используются для бытовой техники;
• трехфазные — работают при напряжении 380В, рассчитаны на большие нагрузки, применяемые в основном на производстве.

Определяясь с типом преобразователя для частного дома, нужно уточнить, какой кабель подведен к строению. Если кабель содержит не более трех проводов — система электроснабжения однофазная. Если имеется четыре жилы — электропитание трехфазное. Довольно часто в домах частной собственности используется трехфазная сеть. Многие владельцы в подсобных помещениях устанавливают деревообрабатывающие станки или какие-либо электродвигатели, являющиеся трехфазными потребителями.

 
Схема подключения трехфазного стабилизатора (380В) к электросети.

Выбирая стабилизаторы, можно пойти двумя путями: приобрести трехфазный стабилизатор, выбор которых невелик и представляет собой в основном электромеханические модели; или перераспределить трехфазную нагрузку на однофазные приборы-потребители. Таким образом, из трехфазной электросети получается три отдельных однофазных сети. Нагрузка на каждую из отдельных сетей будет различна по мощности, в зависимости от используемой техники.

Приобретая стабилизаторы напряжения, следует учитывать их мощность. Если указано, что при работе стабилизатора отмечаются потери мощности на половину, следует выбирать прибор с большей мощностью.

На заметку! Приобретая стабилизатор напряжения для дома, обращайте внимание на маркировку, обозначенную на устройстве: У — узкий диапазон перепадов; ПТ — устройство с повышенной точностью; Ш- широкий диапазон перепадов и переносимость повышенных нагрузок.

Выбирайте относительно бесшумные модели с приемлемыми размерами. Если место для установки прибора в доме ограничено, можно использовать настенные стабилизаторы напряжения 220В для дома. Учитывая отсутствие шума, компактные размеры, современный дизайн и удобный монтаж настенных стабилизаторов, популярность этих приборов неизменно растет.

 
Схема подключения однофазного стабилизатора (220В) к электросети.

ИТОГИ СРАВНЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК релейного и электромеханического стабилизаторов

Как вы видите, если сравнивать основные характеристики, то получается, что релейный стабилизатор напряжения лучше электромеханического. Он в среднем на треть дешевле, а главное значительно быстрее реагирует на изменения напряжения в сети.

Казалось бы, зачем тогда вообще выпускать сервоприводные стабилизаторы, если значительно более доступные релейные модели по многим характеристикам их обгоняют?

Ответ прост, несмотря на все свои недостатки, в частности очень медленную скорость стабилизации напряжения, механические стабилизаторы имеют недостижимый для обычных релейных моделей показатель точности стабилизации.

Таким образом, сравнивать напрямую, какой стабилизатор лучше релейный или электромеханический некорректно, каждый из них предназначен для выполнения определенных задач, с которыми не справится соперник.

Зная эту информацию, давайте теперь рассмотрим, в каких случаях лучше всего купить релейный трансформатор, а в каких электромеханический.