Αυτόματο κύκλωμα σταθεροποιητή τάσης για τηλεοράσεις και ψυγείο

Εδώ θα μελετήσουμε τη σχεδίαση ενός απλού αυτόματου σταθεροποιητή τάσης εναλλασσόμενου ρεύματος που μπορεί να εφαρμοστεί για την προστασία συσκευών όπως τηλεόραση και ψυγεία από κυμαινόμενες τάσεις.

Ένας σταθεροποιητής τάσης είναι μια συσκευή που έχει σχεδιαστεί για να ανιχνεύει ακατάλληλες διακυμάνσεις τάσης στις εισόδους τροφοδοσίας εναλλασσόμενου ρεύματος και να τις διορθώνει ώστε να παράγει μια σταθεροποιημένη τάση για τις συνδεδεμένες συσκευές ή συσκευές.

Πώς λειτουργεί το κύκλωμα

Αναφερόμενος στο σχήμα διαπιστώνουμε ότι η προτεινόμενη αυτόματο κύκλωμα σταθεροποιητή τάσης έχει διαμορφωθεί με το single opamp IC 741 . Γίνεται το τμήμα ελέγχου ολόκληρου του σχεδιασμού Το opamp είναι ενσύρματο ως συγκριτικό , όλοι γνωρίζουμε πόσο καλά ταιριάζει αυτή η λειτουργία με το IC 741 και άλλους opamps. Οι δύο είσοδοι είναι κατάλληλες για τις εν λόγω λειτουργίες.

Ο πείρος # 2 του IC στερεώνεται σε επίπεδο αναφοράς, που δημιουργείται από την αντίσταση R1 και τη δίοδο zener, ενώ ο πείρος # 3 εφαρμόζεται με την τάση δείγματος από τον μετασχηματιστή ή την πηγή τροφοδοσίας.

Αυτή η τάση γίνεται η τάση ανίχνευσης για το IC και είναι άμεσα ανάλογη με τη διαφορετική είσοδο AC της τροφοδοσίας μας.

Η προεπιλογή χρησιμοποιείται για να ρυθμίσει το σημείο ενεργοποίησης ή το σημείο κατωφλίου στο οποίο η τάση μπορεί να θεωρηθεί επικίνδυνη ή ακατάλληλη. Θα το συζητήσουμε αυτό στην ενότητα διαδικασίας προετοιμασίας.

Ο πείρος # 6 που είναι η έξοδος του IC, ανεβαίνει ψηλά μόλις ο πείρος # 3 φτάσει στο σημείο ρύθμισης και ενεργοποιεί το στάδιο τρανζίστορ / ρελέ.

Σε περίπτωση που η τάση δικτύου διασχίσει ένα προκαθορισμένο κατώφλι, τα IC που δεν αναστρέφουν την ανιχνεύουν και η έξοδος της πηγαίνει αμέσως υψηλή, ενεργοποιώντας το τρανζίστορ και το ρελέ για τις επιθυμητές ενέργειες.

Το ρελέ, το οποίο είναι ένας τύπος ρελέ DPDT, έχει τις επαφές του συνδεδεμένες με έναν μετασχηματιστή, ο οποίος είναι ένας συνηθισμένος μετασχηματιστής τροποποιημένος για να εκτελεί τη λειτουργία ενός μετασχηματιστή σταθεροποιητή.

Η πρωτεύουσα και η δευτερεύουσα περιέλιξη αλληλοσυνδέονται με τέτοιο τρόπο ώστε μέσω της κατάλληλης εναλλαγής των βρύσεών του, ο μετασχηματιστής να είναι σε θέση να προσθέσει ή να αφαιρέσει ένα ορισμένο μέγεθος τάσης δικτύου AC και να παράγει το προκύπτον στο φορτίο που συνδέεται με την έξοδο.

Οι επαφές ρελέ είναι κατάλληλα ενσωματωμένες στις βρύσες του μετασχηματιστή για την εκτέλεση των παραπάνω ενεργειών σύμφωνα με τις εντολές που δίνονται από την έξοδο opamp.

Έτσι, εάν η τάση εναλλασσόμενου ρεύματος εισόδου τείνει να αυξήσει μια καθορισμένη τιμή κατωφλίου, ο μετασχηματιστής αφαιρεί κάποια τάση και προσπαθεί να σταματήσει την τάση από την επίτευξη επικίνδυνων επιπέδων και το αντίστροφο σε καταστάσεις χαμηλής τάσης.

Πλήρες διάγραμμα κυκλώματος

Υπολογισμοί Opamp

Εάν χρησιμοποιήθηκε ένα διαχωριστικό αντίστασης αντί για ένα zener στον πείρο # 2, η σχέση μεταξύ του επιπέδου αναφοράς στον πείρο # 2 του opamp με το διαχωριστικό αντίστασης και το Vcc θα μπορούσε να δοθεί ως:

Vref = (R2 / R1 + R2) x Vcc

Όπου R2 χρησιμοποιείται η αντίσταση αντί του Z1.

Διάγραμμα καλωδίωσης ρελέ μετασχηματιστή

Λίστα ανταλλακτικών

Θα χρειαστείτε τα ακόλουθα εξαρτήματα για να δημιουργήσετε αυτό το σπιτικό αυτόματο κύκλωμα σταθεροποιητή τάσης δικτύου:

R1, R2 = 10K,

R3 = 470K ή 1M, (οι χαμηλότερες τιμές θα επιτρέπουν ταχύτερες διορθώσεις τάσης)

C1 = 1000 uF / 25 V

D1, D2, D3 = 1N4007,

T1 = BC547,

TR1 = 0 - 12 V, 500 mA,

TR2 = 9 - 0 - 9 V, 5 Amp, IC1 = 741,
Z1, Z2 = 4,7V / 400mW

Ρελέ = DPDT, 12 V, 200 ή περισσότερα Ohms, κατά προσέγγιση έξοδοι τάσης για τις δεδομένες εισόδους

Σταθεροποιημένη έξοδος V Μη σταθεροποιημένες αναλογίες τάσης εισόδου

ΕΙΣΟΔΟΥ-ΕΞΟΔΟΥ

200V -------- 212V
210V -------- 222V
220V -------- 232V
225V -------- 237V
230V -------- 218V
240V -------- 228V
250V -------- 238V

Πώς να ρυθμίσετε το κύκλωμα

Το συζητούμενο απλό αυτόματο κύκλωμα σταθεροποιητή τάσης μπορεί να ρυθμιστεί με τα ακόλουθα βήματα:

Αρχικά μην συνδέετε τους μετασχηματιστές στο κύκλωμα, διατηρείτε επίσης το R3 αποσυνδεδεμένο.

Τώρα, χρησιμοποιώντας μια μεταβλητή παροχή ηλεκτρικού ρεύματος , ενεργοποιήστε το κύκλωμα σε C1, το θετικό της τροφοδοσίας πηγαίνει στη γραμμή # 7 του opamp ενώ το αρνητικό πηγαίνει στην αρνητική γραμμή # 4 του opamp.

Ρυθμίστε την τάση σε τάση περίπου 12,5 και ρυθμίστε την προεπιλογή έτσι ώστε η έξοδος του IC να γίνει υψηλή και ενεργοποιεί το ρελέ.

Θυμηθείτε, εδώ υποθέσαμε ότι η έξοδος DC 12,5V από το TR1 αντιστοιχεί σε είσοδο AC περίπου 225V από το δίκτυο .... Για το κύκλωμα σας, βεβαιωθείτε ότι το επιβεβαιώσατε πριν κάνετε αυτή τη διαδικασία ρύθμισης. Δηλαδή, αν υποθέσετε ότι διαπιστώσετε ότι η έξοδος TR1 DC αντιστοιχεί σε 13V για είσοδο 225V, τότε ολοκληρώστε αυτήν τη διαδικασία χρησιμοποιώντας 13V .... και ούτω καθεξής.

Τώρα η μείωση της τάσης στα περίπου 12 βολτ θα πρέπει να κάνει το opamp το ρελέ στην αρχική του κατάσταση ή να το απενεργοποιήσει.

Επαναλάβετε και ελέγξτε την ενέργεια του ρελέ αλλάζοντας την τάση από 12 σε 13 βολτ, κάτι που θα πρέπει να κάνει το ρελέ flip flop αντίστοιχα.

Η διαδικασία ρύθμισής σας έχει τελειώσει.

Τώρα μπορείτε να συνδέσετε και τον μετασχηματιστή στις κατάλληλες θέσεις του με το κύκλωμα και επίσης να επαναφέρετε τις συνδέσεις R3 και ρελέ στα αρχικά τους σημεία

Το απλό σπιτικό κύκλωμα σταθεροποιητή τάσης δικτύου είναι έτοιμο.

Κατά την εγκατάσταση, το ρελέ σταματά όποτε η τάση εισόδου διασχίζει 230 βολτ, φέρνοντας την έξοδο στα 218 βολτ και διατηρεί αυτήν την απόσταση συνεχώς καθώς η τάση φτάνει σε υψηλότερα επίπεδα.

Όταν η τάση πέσει πίσω στα 225, το ρελέ απενεργοποιείται τραβώντας την τάση στα 238 βολτ και διατηρεί τη διαφορά καθώς η τάση μειώνεται περαιτέρω.

Η παραπάνω ενέργεια διατηρεί την έξοδο στη συσκευή μεταξύ 200 έως 250 βολτ και οι διακυμάνσεις κυμαίνονται από 180 έως 265 βολτ.

Προειδοποίηση: Μια μόνο λανθασμένη σύνδεση θα μπορούσε να οδηγήσει σε κίνδυνο πυρκαγιάς ή έκρηξη, επομένως συνεχίστε με προσοχή. Χρησιμοποιείτε πάντα ένα Λάμπα προστασίας 100 watt σε σειρά με τη μία από την κύρια γραμμή που πηγαίνει αρχικά στον μετασχηματιστή σταθεροποιητή. Μόλις επιβεβαιωθούν οι λειτουργίες, μπορείτε να αφαιρέσετε αυτόν τον λαμπτήρα.

2) Ολόκληρο το κύκλωμα δεν είναι απομονωμένο από ηλεκτρικό δίκτυο, επομένως συνιστάται στους χρήστες να διατηρούν ιδιαίτερη προσοχή κατά τη δοκιμή της μονάδας σε ακάλυπτη θέση και ενώ είναι ενεργοποιημένη, για να αποφευχθούν θανατηφόρες ηλεκτροπληξίες.