Estabilizador de tensão poderoso faça você mesmo: diagramas de circuitos + instruções de montagem passo a passo

Fazer estabilizadores de tensão caseiros é uma prática bastante comum.No entanto, na maioria dos casos, são criados circuitos eletrônicos estabilizadores projetados para tensões de saída relativamente baixas (5-36 volts) e potências relativamente baixas. Os aparelhos são utilizados como parte de equipamentos domésticos, nada mais.

Mostraremos como fazer um poderoso estabilizador de tensão com suas próprias mãos. O artigo que propomos descreve o processo de fabricação de um dispositivo para trabalhar com tensão de rede de 220 volts. Levando em consideração nossos conselhos, você mesmo poderá realizar a montagem sem problemas.

Estabilização da tensão doméstica

O desejo de fornecer tensão estabilizada à rede doméstica é um fenômeno óbvio. Esta abordagem garante a segurança dos equipamentos em uso, muitas vezes caros e constantemente necessários na fazenda. E em geral, o fator de estabilização é a chave para aumentar a segurança na operação das redes elétricas.

Na maioria das vezes comprado para uso doméstico estabilizador para caldeira a gás, cuja automação requer conexão a uma fonte de alimentação, para geladeira, equipamentos de bombeamento, sistemas split e consumidores similares.

Projeto industrial de um estabilizador de tensão de rede, fácil de adquirir no mercado.A gama desses equipamentos é enorme, mas sempre há a oportunidade de fazer seu próprio projeto

Este problema pode ser resolvido de diversas maneiras, a mais simples delas é comprar um potente estabilizador de tensão fabricado industrialmente.

Ofertas estabilizadores de tensão há muitos no mercado comercial. No entanto, as opções de compra são frequentemente limitadas pelo custo dos dispositivos ou outros fatores. Conseqüentemente, uma alternativa à compra é montar você mesmo um estabilizador de tensão a partir dos componentes eletrônicos disponíveis.

Desde que você tenha as habilidades e conhecimentos adequados em instalação elétrica, teoria da engenharia elétrica (eletrônica), circuitos de fiação e elementos de soldagem, um estabilizador de tensão caseiro pode ser implementado e usado com sucesso na prática. Existem tais exemplos.

Equipamentos de estabilização feitos à mão a partir de componentes de rádio disponíveis e baratos podem ser mais ou menos assim. O chassi e a caixa podem ser selecionados a partir de equipamentos industriais antigos (por exemplo, de um osciloscópio)

Soluções de circuito para estabilização da rede elétrica de 220V

Ao considerar possíveis soluções de circuito para estabilização de tensão, levando em consideração a potência relativamente alta (pelo menos 1-2 kW), deve-se ter em mente a variedade de tecnologias.

Existem várias soluções de circuitos que determinam as capacidades tecnológicas dos dispositivos:

• ferrorressonante;
• servo-acionado;
• eletrônico;
• inversor

A opção a escolher depende das suas preferências, dos materiais disponíveis para montagem e das habilidades no trabalho com equipamentos elétricos.

Opção nº 1 – circuito ferrorressonante

Para a autoprodução, a opção de circuito mais simples parece ser o primeiro item da lista - um circuito ferrorressonante. Funciona usando o efeito de ressonância magnética.

Diagrama de blocos de um estabilizador simples feito com base em bobinas: 1 – primeiro elemento do acelerador; 2 – segundo elemento acelerador; 3 – capacitor; 4 – lado da tensão de entrada; 5 – lado da tensão de saída

O projeto de um estabilizador ferrorressonante suficientemente potente pode ser montado usando apenas três elementos:

1. Acelerador 1.
2. Acelerador 2.
3. Capacitor.

Porém, a simplicidade desta opção vem acompanhada de muitos inconvenientes. O design de um poderoso estabilizador montado usando um circuito ferrorressonante é enorme, volumoso e pesado.

Opção nº 2 - autotransformador ou servoconversor

Na verdade, estamos falando de um circuito que utiliza o princípio de um autotransformador. A transformação da tensão é realizada automaticamente controlando um reostato, cujo controle deslizante move o servo acionamento.

Por sua vez, o servoacionamento é controlado por um sinal recebido, por exemplo, de um sensor de nível de tensão.

Um diagrama esquemático de um dispositivo servo-drive, cuja montagem permitirá criar um poderoso estabilizador de tensão para sua casa ou casa de campo. No entanto, esta opção é considerada tecnologicamente desatualizada

Um dispositivo do tipo relé funciona aproximadamente da mesma maneira, com a única diferença de que a relação de transformação muda, se necessário, conectando ou desconectando os enrolamentos correspondentes por meio de um relé.

Circuitos desse tipo parecem tecnicamente mais complexos, mas ao mesmo tempo não fornecem linearidade suficiente nas mudanças de tensão. É permitido montar manualmente um relé ou dispositivo servo-acionamento.Porém, é mais sensato escolher a opção eletrônica. Os custos de esforço e dinheiro são quase os mesmos.

Opção nº 3 – circuito eletrônico

Montar um poderoso estabilizador usando um circuito de controle eletrônico com uma ampla gama de componentes de rádio à venda torna-se bastante possível. Via de regra, tais circuitos são montados em componentes eletrônicos - triacs (tiristores, transistores).

Vários circuitos estabilizadores de tensão também foram desenvolvidos, onde transistores de efeito de campo de potência são usados ​​como chaves.

Diagrama de blocos do módulo eletrônico de estabilização: 1 – terminais de entrada do dispositivo; 2 – unidade de controle triac para enrolamentos do transformador; 3 – unidade microprocessada; 4 – terminais de saída para conexão de carga

É muito difícil fabricar um dispositivo poderoso totalmente sob controle eletrônico pelas mãos de um não especialista; é melhor compre um dispositivo pronto. Neste assunto, não se pode prescindir de experiência e conhecimento na área de engenharia elétrica.

É aconselhável considerar esta opção de produção independente se houver um forte desejo de construir um estabilizador, além da experiência acumulada de um engenheiro eletrônico. Mais adiante no artigo, veremos o design de uma estrutura eletrônica adequada para você mesmo fazer.

Instruções detalhadas de montagem

O circuito considerado para autoprodução é antes uma opção híbrida, pois envolve a utilização de um transformador de potência em conjunto com a eletrônica. O transformador neste caso é utilizado dentre aqueles que foram instalados em televisores de modelos mais antigos.

Este é aproximadamente o tipo de transformador de potência que você precisará para fazer um projeto de estabilizador caseiro. No entanto, a seleção de outras opções ou o enrolamento "faça você mesmo" não podem ser descartadas.

É verdade que os receptores de TV, via de regra, instalam transformadores TS-180, enquanto o estabilizador requer pelo menos um TS-320 para fornecer uma carga de saída de até 2 kW.

Passo #1 – fazendo o corpo do estabilizador

Para fazer o corpo do dispositivo, qualquer caixa adequada baseada em material isolante - plástico, textolite, etc. O principal critério é espaço suficiente para colocação de transformador de potência, placa eletrônica e demais componentes.

Também é possível fazer o corpo a partir de chapas de fibra de vidro fixando as chapas individuais por meio de cantos ou de outra forma.

É permitido selecionar um invólucro de qualquer sistema eletrônico que seja adequado para colocar todos os componentes funcionais de um circuito estabilizador caseiro. Você também pode montar o case, por exemplo, a partir de folhas de fibra de vidro

A caixa estabilizadora deve ser dotada de ranhuras para instalação de chave, interfaces de entrada e saída, bem como demais acessórios fornecidos pelo circuito como elementos de controle ou chaveamento.

No gabinete fabricado, é necessária uma placa de base sobre a qual “repousará” a placa eletrônica e fixará o transformador. A placa pode ser de alumínio, mas devem ser fornecidos isoladores para montagem da placa eletrônica.

Passo #2 – fazendo uma placa de circuito impresso

Aqui você precisará projetar inicialmente um layout para a colocação e conexão de todas as peças eletrônicas de acordo com o diagrama de circuito, exceto o transformador. Em seguida, uma folha de PCB é marcada ao longo do layout e o traço criado é desenhado (impresso) na lateral da folha.

Em seguida, a placa é gravada usando uma solução apropriada (os engenheiros eletrônicos devem estar familiarizados com o método de gravação de placas).

Você pode fazer uma placa de circuito impresso para um estabilizador usando métodos bastante acessíveis em casa. Para fazer isso, você precisa preparar um estêncil e um conjunto de ferramentas para gravação em folha de PCB

A cópia impressa da fiação assim obtida é limpa, estanhada e todos os componentes rádio do circuito são instalados, seguido de soldagem. É assim que é fabricada a placa eletrônica de um poderoso estabilizador de tensão.

Em princípio, você pode usar serviços de gravação de PCB de terceiros. Este serviço é bastante acessível e a qualidade do “sinete” é significativamente superior à da versão doméstica.

Passo #3 - montagem do estabilizador de tensão

Uma placa equipada com componentes de rádio está preparada para fiação externa. Em particular, linhas de comunicação externas (condutores) com outros elementos - um transformador, interruptor, interfaces, etc.

Um transformador é instalado na placa de base da carcaça, a placa de circuito eletrônico é conectada ao transformador e a placa é fixada aos isoladores.

Um exemplo de estabilizador de tensão do tipo relé caseiro, feito em casa, colocado em uma caixa de um dispositivo de medição industrial deteriorado

Resta conectar os elementos externos montados na caixa ao circuito, instalar o transistor chave no radiador, após o que a estrutura eletrônica montada é coberta com a caixa. O estabilizador de tensão está pronto. Você pode começar a configurar com mais testes.

Princípio de funcionamento e teste caseiro

O elemento regulador do circuito de estabilização eletrônica é um poderoso transistor de efeito de campo do tipo IRF840.A tensão de processamento (220-250V) passa pelo enrolamento primário do transformador de potência, é retificada pela ponte de diodos VD1 e vai para o dreno do transistor IRF840. A fonte do mesmo componente está conectada ao potencial negativo da ponte de diodos.

Diagrama esquemático de uma unidade estabilizadora de alta potência (até 2 kW), com base na qual vários dispositivos foram montados e utilizados com sucesso. O circuito mostrou o nível ideal de estabilização na carga especificada, mas não superior

A parte do circuito, que inclui um dos dois enrolamentos secundários do transformador, é formada por um diodo retificador (VD2), um potenciômetro (R5) e outros elementos do regulador eletrônico. Esta parte do circuito gera um sinal de controle que é enviado à porta do transistor de efeito de campo IRF840.

No caso de um aumento na tensão de alimentação, o sinal de controle diminui a tensão da porta do transistor de efeito de campo, o que leva ao fechamento da chave. Assim, nos contatos de conexão de carga (XT3, XT4), um possível aumento de tensão é limitado. O circuito funciona ao contrário em caso de queda na tensão da rede.

Configurar o dispositivo não é particularmente difícil. Aqui você precisará de uma lâmpada incandescente comum (200-250 W), que deverá ser conectada aos terminais de saída do dispositivo (X3, X4). A seguir, girando o potenciômetro (R5), a tensão nos terminais marcados é levada a um nível de 220-225 volts.

Desligue o estabilizador, desligue a lâmpada incandescente e ligue o aparelho em plena carga (não superior a 2 kW).

Após 15-20 minutos de operação, o dispositivo é desligado novamente e a temperatura do radiador do transistor chave (IRF840) é monitorada. Se o aquecimento do radiador for significativo (mais de 75º), deve-se escolher um dissipador de calor mais potente.

Se o processo de fabricação de um estabilizador parecer muito complicado e irracional do ponto de vista prático, você poderá encontrar e adquirir um dispositivo de fábrica sem problemas. Regras e critérios escolhendo um estabilizador para 220 V são fornecidos em nosso artigo recomendado.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

O vídeo abaixo examina um dos designs possíveis para um estabilizador caseiro.

Em princípio, você pode observar esta versão de um dispositivo de estabilização caseiro:

É possível montar com as próprias mãos um bloco que estabiliza a tensão da rede. Isto é confirmado por numerosos exemplos em que rádios amadores com pouca experiência desenvolvem (ou usam um já existente), preparam e montam um circuito eletrônico com bastante sucesso.

Geralmente não há dificuldades na compra de peças para fazer um estabilizador caseiro. Os custos de produção são baixos e naturalmente se pagam quando o estabilizador é colocado em operação.

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