Регулятор тока 220в своими руками

Мощный регулятор сетевого напряжения 220В

В последнее время в нашем быту все чаще применяются электронные устройства для плавной регулировки сетевого напряжения. С помощью таких приборов управляют яркостью свечения ламп, температурой электронагревательных приборов, частотой вращения электродвигателей.

Подавляющее большинство регуляторов напряжения, собранных на тиристорах, обладают существенными недостатками, ограничивающими их возможности. Во-первых, они вносят достаточно заметные помехи в электрическую сеть, что нередко отрицательно сказывается на работе телевизоров, радиоприемников, магнитофонов. Во-вторых, их можно применять только для управления нагрузкой с активным сопротивлением — электролампой или нагревательным элементом, и нельзя использовать совместно с нагрузкой индуктивного характера — электродвигателем, трансформатором.

Между тем все эти проблемы легко решить, собрав электронное устройство, в котором роль регулирующего элемента выполнял бы не тиристор, а мощный транзистор.

Принципиальная схема

Транзисторный регулятор напряжения (рис. 9.6) содержит минимум радиоэлементов, не вносит помех в электрическую сеть и работает на нагрузку как с активным, так и индуктивным сопротивлением. Его можно использовать для регулировки яркости свечения люстры или настольной лампы, температуры нагрева паяльника или электроплитки, скорости вращения электродвигателя вентилятора или дрели, напряжения на обмотке трансформатора. Устройство имеет следующие параметры: диапазон регулировки напряжения — от 0 до 218 В; максимальная мощность нагрузки при использовании в регулирующей цепи одного транзистора — не более 100 Вт.

Регулирующий элемент прибора — транзистор VT1. Диодный мост VD1. VD4 выпрямляет сетевое напряжение так, что к коллектору VT1 всегда приложено положительное напряжение. Трансформатор Т1 понижает напряжение 220 В до 5. 8 В, которое выпрямляется диодным блоком VD6 и сглаживается конденсатором С1.

Рис. Принципиальная схема мощного регулятора сетевого напряжения 220В.

Переменный резистор R1 служит для регулировки величины управляющего напряжения, а резистор R2 ограничивает ток базы транзистора. Диод VD5 защищает VT1 от попадания на его базу напряжения отрицательной полярности. Устройство подсоединяется к сети вилкой ХР1. Розетка XS1 служит для подключения нагрузки.

Регулятор действует следующим образом. После включения питания тумблером S1 сетевое напряжение поступает одновременно на диоды VD1, VD2 и первичную обмотку трансформатора Т1.

При этом выпрямитель, состоящий из диодного моста VD6, конденсатора С1 и переменного резистора R1, формирует управляющее напряжение, которое поступает на базу транзистора и открывает его. Если в момент включения регулятора в сети оказалось напряжение отрицательной полярности, ток нагрузки протекает по цепи VD2 — эмиттер-коллектор VT1, VD3. Если полярность сетевого напряжения положительная, ток протекает по цепи VD1 — коллектор-эмиттер VT1, VD4.

Значение тока нагрузки зависит от величины управляющего напряжения на базе VT1. Вращая движок R1 и изменяя значение управляющего напряжения, управляют величиной тока коллектора VT1. Этот ток, а следовательно, и ток, протекающий в нагрузке, будет тем больше, чем выше уровень управляющего напряжения, и наоборот.

При крайнем правом по схеме положении движка переменного резистора транзистор окажется полностью открыт и «доза» электроэнергии, потребляемая нагрузкой, будет соответствовать номинальной величине. Если движок R1 переместить в крайнее левое положение, VT1 окажется запертым и ток через нагрузку не потечет.

Управляя транзистором, мы фактически регулируем амплитуду переменного напряжения и тока, действующих в нагрузке. Транзистор при этом работает в непрерывном режиме, благодаря чему такой регулятор лишен недостатков, свойственных тирис-торным устройствам.

Конструкция и детали

Теперь перейдем к конструкции прибора. Диодные мостики, конденсатор, резистор R2 и диод VD6 устанавливаются на монтажной плате размером 55×35 мм, выполненной из фольгированного ге-тинакса или текстолита толщиной 1. 2 мм (рис. 9.7).

В устройстве можно использовать следующие детали. Транзистор — КТ812А(Б), КТ824А(Б), КТ828А(Б), КТ834А(Б,В), КТ840А(Б), КТ847А или КТ856А. Диодные мосты: VD1. VD4 — КЦ410В или КЦ412В, VD6 — КЦ405 или КЦ407 с любым буквенным индексом; диод VD5 — серии Д7, Д226 или Д237.

Переменный резистор — типа СП, СПО, ППБ мощностью не менее 2 Вт, постоянный — ВС, MJIT, ОМЛТ, С2-23. Оксидный конденсатор — К50-6, К50-16. Сетевой трансформатор — ТВЗ-1-6 от ламповых телевизоров, ТС-25, ТС-27 — от телевизора «Юность» или любой другой маломощный с напряжением вторичной обмотки 5. 8 В.

Предохранитель рассчитан на максимальный ток 1 А. Тумблер — ТЗ-С или любой другой сетевой. ХР1 — стандартная сетевая вилка, XS1 — розетка.

Все элементы регулятора размещаются в пластмассовом корпусе с габаритами 150x100x80 мм. На верхней панели корпуса устанавливаются тумблер и переменный резистор, снабженный декоративной ручкой. Розетка для подключения нагрузки и гнездо предохранителя крепятся на одной из боковых стенок корпуса.

С той же стороны сделано отверстие для сетевого шнура. На дне корпуса установлены транзистор, трансформатор и монтажная плата. Транзистор необходимо снабдить радиатором с площадью рассеяния не менее 200 см2 и толщиной 3. 5 мм.

Рис. Печаная плата мощного регулятора сетевого напряжения 220В.

Регулятор не нуждается в налаживании. При правильном монтаже и исправных деталях он начинает работать сразу после включения в сеть.

Регулятор мощности 2кВт своими руками

Регулятор мощности, представленный в этой статье способен регулировать нагрузку переменного тока мощностью до 2кВт и напряжением 220В. В качестве нагрузки могут быть различные нагревательные приборы, коллекторные двигатели (электроинструмент), лампы накаливания.

Схема регулятора мощности 2кВт

Схематично регулятор выполнен на симисторе и работает по принципу фазового регулирования. Принцип работы данной схемы подробно был описан мной в статье «Регулятор мощности 1кВт своими руками».

Конденсатор 100нФ должен быть рассчитан на 400В.

На печатной плате имеется посадочное место под переменный резистор с шестью выводами, вместо него можно применить резистор с тремя выводами, оставив незадействованными три отверстия. Его сопротивление не должно быть ниже 500кОм, иначе регулировка мощности будет происходить не с нуля и в узком диапазоне.

Светодиод служит для индикации работы регулятора мощности, в том числе сигнализирует о наличии нагрузки (без нагрузки свечение отсутствует). Светодиод может не устанавливаться, но в этом случае ставится перемычка.

Рассеиваемая на резисторе R1 мощность мала, так как он работает не весь период (шунтируется открытым симистором). Поэтому смело ставим 0.25Вт.

Симистор или триак VS2 должен быть рассчитан на ток превышающий нагрузку. Если нагрузка составляет 2кВт (2000Вт), а напряжение в сети (у меня) 225В, то ток нагрузки будет равен примерно 9А. Исходя из этого, я рекомендую применить симистор BTA12-600B или BTA16-600B. В крайнем случае, можно применить BTA10-600B, но у него малый запас по току. Подойдет и серия BTB, например BTB12-600B или BTB16-600B.

Расположение выводов BTA12-600B представлено ниже.

Не рекомендую использовать симисторы BT, например BT138-600E (12А 600В), эти симисторы могут работать не стабильно в этой схеме и могут самопроизвольно открываться. Так у меня было с симистором BT137-600E. Хотя может попалась мне подделка.

Охлаждение

Как говорилось выше, регулятор мощности рассчитан на 2кВт, а это вовсе не малая мощность, поэтому от корпуса триака необходимо отводить тепло. Для этого, триак должен быть закреплен на радиатор.

Серия BTA (в отличие от BTB) должна иметь изолированный корпус (согласно технической документации), то есть фланец его корпуса должен иметь бесконечное сопротивление со всеми его тремя выводами.

Внимание! Имеются подделки, либо экземпляры, выпускаемые другими производителя у которых фланец внутренне соединен с выводом A2. На фото ниже как раз представлен такой экземпляр, я его купил на радиорынке. По фото видно, что корпус отличается от описанного в технической документации (отсутствуют скосы углов фланца).

Поэтому, перед установкой радиатора проверяем отсутствие контакта фланца симистора с его выводами. Если контакт есть или применена серия BTB (аналог BTA, но с неизолированным корпусом), то между теплоотводом и фланцем устанавливаем изоляционную прокладку, смазанную термопастой КПТ-8, а на крепежный винт устанавливаем изоляционную втулку.

Площадь теплоотвода должна быть не меньше 250-300см 2 . Данная цифра получена мной при проведенных испытаниях.

Регулятор был нагружен двумя кипятильниками по 1.2кВт и 1.3кВт, поэтому я установил ток 9А, что соответствует мощности 2кВт.

Регулятор за 20 минут работы разогрел радиатор площадью 250см 2 до температуры 46 0 C. Потом еще в течение десяти минут температура поднималась и в итоге стабилизировалась в районе 50 0 C.

Если теплоотвод установлен внутри корпуса, то его площадь должна быть существенно увеличена. Не забываем сделать в корпусе отверстия для естественной конвекции воздуха.

Для регулятора мощности можно применить радиатор охлаждения с вентилятором для персонального компьютера, но ему необходим источник питания. Такой способ охлаждения я применял для регулятора на 3кВт. При долговременной нагрузке корпус симистора был холодный.

Печатная плата

Печатная плата имеет размеры 55?50мм. Ширина дорожек, по которым протекает ток нагрузки, равняется 5мм. Дорожки необходимо залудить оловом. Силовые дорожки покрываются толстым слоем олова, а при желании вдоль них можно пропаять медную жилу, это увеличит их сечение, хотя ширины 5мм для мощности 2кВт вполне достаточно.

Учитывая нагрузку 2кВт, слабым местом регулятора мощности являются места соединения (клеммы), при ослаблении которых будет происходить нагрев. Клеммы можно убрать, а провода напрямую впаять в плату.

РЕГУЛЯТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

1. Резистор 4.7кОм млт-0.5 (пойдет даже 0.25 ватт).
2. Перменный резистор 500кОм-1мОм, с 500ком будет регулировать довольно плавно, но только в диапазоне 220в-120в. С 1 мОм — будет регулировать более жестко, тоесть будет регулировать промежутком в 5-10вольт, но зато диапазон возрастет, возможно регулировать от 220 до 60 вольт! Резистор желательно ставить со встроеным выключателем (хотя можно обойтись и без него, просто поставив перемычку).
3. Динистор DB3. Взять такой можно из ЛСД экономичных ламп. (Можно заменить на отечественный KH102).
4. Диод FR104 или 1N4007, такие диоды встречаются практически в любой импортной радиотехнике.
5. Экономичные по току светодиоды.
6. Симистор BT136-600B или BT138-600.
7. Винтовые клемники. (обйтись можно и без них, просто припаяв провода к плате).
8. Небольшой радиатор (до 0,5кВт он не нужен).
9. Пленочный конденсатор на 400вольт, от 0.1 микрофарадп, до 0.47 микрофарад.

Схема регулятора переменного напряжения:

Приступим к сборке устройства. Для начало вытравим и пролудим плату. Печатная плата — её рисунок в LAY, находится в архиве. Более компактный вариант, представленный товарищем sergei — тут.

Далее припаяем симистор, и переменный резистор.

Затем паяем конденастор. На фото конднесатор со стороны лужения, т.к у моего экземпляра конденсатора были слишком коротки ножки.

Паяем динистор. У динистора полярности нет, так-что вставляем его как вам угодно. Припаиваем диод, резистор, светодиод, перемычку и винтовой клемник. Выглядит оно примерно так:

И в конце концов последний этап — это ставим на симистор радиатор.

А вот фото готового устройства уже в корпусе.

Регулятор какой-нибуть дополнительно настройки не требует. Видео работы данного устройства:

Хочу заметить, что ставить его можно не только в сеть 220В на обычные приборы и электроинструменты, но и на любой другой источник переменного тока с напряжением от 20 до 500В (ограничивается предельными параметрами радиоэлементов схемы). С вами был [PC]Boil-:D

Форум по обсуждению материала РЕГУЛЯТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Инфракрасный датчик приближения объектов к транспортным средствам — схема для самостоятельной сборки на базе E18-D80NK.

Устройство для использования разъёма USB в качестве прикуривателя — разборка и схема.

Схема самодельного датчика индекса ультрафиолетового света, на базе GUVA-S12SD и SGM8521.

Простой переходник для корпусов TQFP с самоцентрированием микросхемы, собранный своими руками.

Как сделать своими руками регулятор мощности: 110 фото-примеров самых простых и сложных самодельных моделей регуляторов

Регулятор мощности достаточно востребованное устройство, оно позволяет адаптировать работу того или иного электрического устройства под конкретные потребности потребителя. Кроме того, это позволяет не расходовать лишнюю электроэнергию, используя предмет в экономном режиме.

Подобные регуляторы мощности используются в водонагревателях, чайниках, а также во многих других приборах. В разных электроприборах этот элемент может быть совершенно разным.

В том случае, если необходимо приобрести отдельно регулятор мощности, можно попасть в замешательство, потому как разновидностей очень много, каждая из них обладает своими преимуществами и недостатками.

Однако, вполне можно сделать простой регулятор мощности своими руками.
Эта тактика хорошо подойдет тогда, если прибор, для которого необходимо регулятор, максимально простой и необходимо контролировать только 1 показатель.
В том случае, если нужно контролировать и регулировать 2 и более показателей, конструкция устройства значительно усложняется.

Содержимое обзора

Простая схема регулятора мощности

Самые первые устройства, задача которых была в контроле и регулировании мощности, были основаны на законе Ома. Это простейшие схемы, которые позволяли регулировать только один источник напряжения на одно устройство.

Закон Ома гласит, что мощность электричества равняется напрямую произведению тока в квадрате. Основанный прибор получил название реостат.

Реостат может подключаться как последовательно, также наискось, т. е противоположно. Путем изменения сопротивления получается регулировки мощности напряжения, все достаточно просто.

Особенности реостата

Когда ток поступает на реостат, он начинает разделять между устройством и самой нагрузкой. Если выбрана последовательная схема включения, то по контролем находятся напряжение и сила тока. При использовании параллельной схемы подключения под контролем находится разница потенциалов.

Сам реостат может быть совершенно разным.

Угольным
Жидкостным
Металлическим
Керамическим

При использовании реостата необходимо помнить о законах физики. Так электроэнергия, которая будет забираться, не может просто испариться. Реостат будет преобразовывать ее в тепло.

Это нужно учесть на тот случай, если планирует подавать на устройство большие значения. В случае с большой нагрузкой и выделением теплоты, нужно также учитывать необходимость отвода излишней теплоты.

В качестве системы охлаждения реостата можно использовать обдув, либо емкость с маслом, в которую помещается реостат. Оба варианта имеют как преимущества, так и недостатки.

Реостат достаточно интересное устройство, можно собрать схему регулятора мощности своими руками. Однако он имеет один достаточно значимый недостаток: не получится использовать маленькое устройство для пропуска через него больших значений электричества.

Современные устройства

С развитием полупроводниковой техники удалось существенно шагнуть от реостата к более технологичному оборудованию, который лишен недостатков своего предшественника. На сегодняшний день можно использовать радиоэлементы, коэффициент полезного действия которых от 80%, что очень много, в сравнение с тем же реостатом.

Использование таких элементов позволяет достаточно легко и просто применять современные устройства на сетях с напряжением в 220 В, что очень удобно. При этом современные устройства не требуют больших и сложных систем охлаждения, как это было раньше.

С изобретением микросхем интегрального типа фактически получилось сделать устройство по регулированию мощности максимально миниатюрным, и при этом повысить значение максимального напряжения, которое он может через себя пропустить.

Разновидности

Инструкция, как сделать регулятор мощности, будет зависеть от выбранного конкретного типа этого устройства. Рассмотрим, какие бывают разновидности прибора на сегодняшний день.

Фазовый. Один из самых распространенных, применяется в лампах. Его задача состоит в том, чтобы управлять яркостью свечения ламп накаливания, либо галогенных.
Симисторный регулятор мощности подразумевает собой устройство, которое регулирует мощность путем изменения количества полупериодов напряжения, именно они воздействуют на нагрузку.
Тристорные. Не пользуются большой популярностью, однако в некоторых случаях может стать незаменимой вещью. Принцип работы завязан на определенной задержке включения тристорного ключа в систему на полупериоде тока.

Регулятор хода. Один из самых высокотехнологичных. Позволяет плавно изменить показатели напряжения, снижая или повышая электрическую мощность, которая подается на электродвигатель или еще куда-либо.

Регулировка

Стоит понимать, что регулировка устройства не зависит от формы входного сигнала. По типу размещения устройства делятся на стационарные и мобильные.

Различия очевидны, первый вид надежно прикреплен к какому-то определенному месту.
Второй вариант наоборот, имеет возможность находиться в любом месте, где это будет удобно мастеру.

Устройство по регулированию напряжения в настоящее время представляет собой электросхему, благодаря ей становится возможным регулирование напряжения в том или ином здании, если все правильно подключить.