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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Stabilizzatore di tensione di rete. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Protettori di sovratensione La tensione della rete elettrica domestica spesso differisce da quella standard (220 V + 10%). Perdite di tensione o sovratensioni possono raggiungere valori significativi e causare malfunzionamenti negli elettrodomestici. Le moderne apparecchiature televisive e radio sono dotate di alimentatori switching, che ne garantiscono il normale funzionamento a una tensione di rete compresa tra 160 e 230 V, ma i dispositivi degli anni precedenti richiedono una tensione di rete più stabile.
Particolarmente colpiti dalla tensione instabile sono gli elettrodomestici dotati di motore elettrico: frigoriferi, lavatrici, aspirapolvere, elettroutensili, ecc. L'aumento della tensione di rete porta a un intenso riscaldamento degli avvolgimenti del motore e all'usura del collettore, è possibile la rottura dell'isolamento. A bassa tensione, i motori elettrici non si avviano o si accendono a scatti, il che porta a un'usura prematura dei reattori. Quando si illuminano i locali, le lampade a incandescenza bruciano debolmente ed è necessario aumentarne la potenza, il che riduce ulteriormente la tensione di rete. La via d'uscita dalla situazione creata è abbastanza semplice: installare un trasformatore booster, la cui tensione dell'avvolgimento secondario viene aggiunta alla rete e la avvicina alla tensione standard. Tale dispositivo non ha un effetto negativo sulla rete elettrica. La presenza di un dispositivo universale per il mantenimento della tensione di rete consente di proteggere gli apparecchi elettrici sia dall'alta che dalla bassa tensione. La stabilizzazione della tensione può essere ottenuta utilizzando stabilizzatori elettromeccanici, in cui l'azionamento elettrico, a seconda della tensione di ingresso, modifica la posizione del contatto strisciante sull'autotrasformatore toroidale. Gli svantaggi di questa soluzione sono: bruciatura dell'avvolgimento per perdita di contatto con il rullo, grande massa dello stabilizzatore, poiché la potenza a pieno carico viene trasmessa attraverso l'autotrasformatore, prezzo elevato. Nel dispositivo proposto viene utilizzato un piccolo trasformatore di potenza per aumentare la tensione, la sua potenza non supera il 10% della potenza di carico. Per stabilizzare la tensione è sufficiente installare un regolatore a chiave (transistor ad effetto di campo di potenza sufficiente) nel circuito primario del trasformatore. I parametri dello stabilizzatore sono principalmente determinati dal trasformatore applicato. I trasformatori di potenza possono essere utilizzati nel dispositivo. TS180 ... TS320 da vecchi televisori. I trasformatori del tipo TN-59 o CCI con una corrente di avvolgimento secondario consentita di 6 ... 8 A con una tensione totale di 24 ... 36 V si sono dimostrati efficaci. Il circuito stabilizzatore è mostrato in Fig. 1. Il dispositivo contiene:
La tensione di rete è fornita al terminale. carico XT3 attraverso l'avvolgimento secondario del trasformatore booster T1 e direttamente al terminale XT4. L'avvolgimento primario del trasformatore è alimentato dalla rete attraverso il ponte a diodi VD1, la cui modalità di funzionamento dipende dallo stato del transistor chiave VT1. Se è aperto, la tensione ai terminali KhTZ, XT4 è massima. Il resistore R1 e il condensatore C3 facilitano i transitori quando si commutano i diodi a ponte VD1 e il transistor VT1. L'assenza di tensione sull'avvolgimento primario del trasformatore T1 o un malfunzionamento nel circuito comporterà l'assenza di aumento di tensione, altrimenti il \uXNUMXb\uXNUMXbcarico funzionerà come prima. Una piccola caduta di tensione (diversi volt) dovuta al passaggio della corrente di carico attraverso l'avvolgimento secondario di un trasformatore scollegato non influirà in modo significativo sul funzionamento dell'apparecchiatura elettrica collegata. La tensione di errore viene rimossa dalla metà dell'avvolgimento secondario del trasformatore, rettificata dal ponte a diodi VD2 e attraverso i resistori R3, R4 viene alimentata al LED dell'accoppiatore ottico VU1. Il condensatore C2 riduce i bruschi cali della tensione di uscita. Con un aumento della tensione di rete, la corrente del LED dell'accoppiatore ottico aumenta, si apre un fototransistor che devia la tensione di polarizzazione al gate del transistor a chiave VT6 attraverso i circuiti di installazione R8-R1. Il transistor si spegne e la tensione di carico diminuisce. Al momento iniziale, il transistor VT1 è aperto con una tensione dal drain fornita al gate attraverso il resistore R5. Il condensatore C3, quando acceso e caricato dal ponte a diodi VD1, ha una bassa resistenza, che aumenta dopo pochi millisecondi, quindi è consigliabile accendere il carico con un interruttore standard dopo aver avviato lo stabilizzatore. Il LED HL1 indica la presenza di una tensione secondaria quando il transistor VT1 è aperto, il diodo Zener VD3 protegge il gate del transistor ad effetto di campo dal superamento della tensione di polarizzazione al di sopra del valore consentito. Il dispositivo è assemblato su un circuito stampato, il cui disegno è mostrato in Fig.2.
Il transistor è montato su un radiatore di dimensioni 50x50x10 mm. È consentito il collegamento in parallelo di due transistor identici. La scheda e il trasformatore sono installati in un apposito contenitore, le cui dimensioni dipendono dalle dimensioni del trasformatore T1, l'indicatore di funzionamento del dispositivo HL1 e l'interruttore di rete SA1 con fusibili FU1, FU2 sono posizionati nella parte superiore e laterale del contenitore . Quando si utilizza una custodia in metallo, è necessaria una spina di rete con un contatto di messa a terra, il filo di terra è collegato alla custodia del trasformatore. I cavi di alimentazione indicati nello schema (Fig. 1) con linee spesse sono realizzati con un filo intrecciato con una sezione trasversale di almeno 4 mm2, il resto - 0,5 mm2. Lo stabilizzatore utilizza resistori fissi del tipo MLT o C29, resistori di sintonia - SP o SPO. Per sostituire il transistor VT1 (tensione operativa - almeno 400 V, corrente - più di 3 A), è possibile utilizzare i dati nella tabella. trasformatori in serie. TS per l'uso nel dispositivo deve essere migliorato. Per fare ciò, dovranno essere smontati. Innanzitutto, il tirante viene rimosso. La connessione dei due avvolgimenti primari dovrebbe essere preservata ridisegnando le conclusioni. Le metà smontate dei conduttori a U non devono essere scambiate, questo farà ronzare il trasformatore dopo il rimontaggio. Poiché le estremità dei nuclei sono colorate durante l'assemblaggio in fabbrica e sono scarsamente separate durante lo smontaggio, è possibile picchiettare leggermente l'estremità di una delle metà con un martello. La vecchia vernice dalle giunture viene raschiata via con un coltello. Gli avvolgimenti secondari vengono rimossi. Nell'avvolgimento del filamento (6,3 V), il numero di spire viene preliminarmente ricalcolato e, sulla base di questi dati, vengono avvolti nuovi avvolgimenti con un filo PEL di 1,78 ... Il trasformatore è assemblato nell'ordine inverso (i cavi dell'avvolgimento primario devono essere sullo stesso lato, come prima). I telai con avvolgimenti sono installati su nuclei a forma di U, le estremità delle metà dei nuclei sono "macchiate" con qualsiasi vernice addensata (ad eccezione della vernice nitro). Dopo mezz'ora, le metà superiori vengono inserite nei telai, i tiranti vengono installati e serrati. Dopo il completo assemblaggio, l'avvolgimento primario viene collegato alla rete (in conformità con le norme di sicurezza), la tensione degli avvolgimenti secondari viene misurata con un voltmetro CA (deve essere compresa tra 12 e 18 V ciascuno). La tensione totale di due avvolgimenti secondari collegati in serie è 24 ... 36 V. Quando il trasformatore assemblato ronza, si consiglia di picchiettarlo con un manico di martello di legno per "sistemare" il supporto e stirare in posizione. Quando si utilizzano trasformatori di tipo TN o CCI, non è richiesta alcuna modifica, i loro avvolgimenti secondari sono collegati in serie. Per ottenere una tensione secondaria maggiorata rispetto alla rete, il terminale 1 dell'avvolgimento primario T1 è collegato in serie al terminale estremo 7 dell'avvolgimento secondario. La tensione tra il terminale 6 T1 e l'estremità libera 9 dell'avvolgimento secondario deve essere superiore alla tensione di rete dell'ammontare della tensione totale degli avvolgimenti secondari. La regolazione del circuito consiste nell'impostare i limiti per stabilizzare la tensione di uscita. Dopo l'accensione (preferibilmente con un carico attivo, ad esempio con una lampada da tavolo), il resistore R8 con una resistenza minima di R3 imposta la tensione di uscita a 225 V. Collegando un carico più potente (1 ... 1,5 kW), la tensione di uscita è regolata dal resistore R3 (circa 215 V ). Dopo 5 ... 10 minuti di funzionamento, il dispositivo e il carico vengono scollegati dalla rete e vengono verificate le condizioni termiche di tutti i componenti radio. Se il transistor chiave si surriscalda, è necessario aumentare il suo radiatore. A causa della diffusione dei parametri di un potente transistor ad effetto di campo, la sua polarizzazione iniziale può essere corretta selezionando la resistenza R5. Con la posizione superiore del cursore R8, la corrente di drain del transistor dovrebbe essere di circa 1,2 A. Nella versione dell'autore sono inoltre installati una ventola del computer e un amperometro con un limite di 10 A, sebbene questi "eccessi" si siano rivelati non reclamati. Autore: V. Konovalov
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