Raffinement du stabilisateur de tension secteur LPS-2500RV. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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La tension du secteur 220 V n'est pas toujours dans la plage normale, de plus, les situations d'urgence ne sont pas rares, entraînant des écarts de tension importants qui sont dangereux pour divers équipements électriques et radio. Dans de telles situations, les stabilisateurs de tension peuvent aider. L'un d'eux, ses capacités et ses lacunes, ainsi que ses améliorations, seront abordés dans cet article.

Le problème de la protection et de la garantie du fonctionnement des équipements alimentés par le secteur dans des conditions d'écart important de la tension du secteur par rapport à la norme reste d'actualité. En raison d'accidents dans le réseau électrique, les équipements "purement électroniques" ne sont pas les seuls à tomber en panne. Les appareils électriques, considérés comme les plus fiables, tombent également en panne. Etant donné qu'aujourd'hui les fers à repasser électriques, machines à laver, réfrigérateurs et autres appareils électroménagers sont équipés de "bourrages" électroniques, il n'est pas surprenant que la quasi-totalité des équipements alimentés sur secteur soient devenus très sensibles aux chutes de tension secteur importantes. A cet égard, divers dispositifs de protection disponibles dans le commerce sont apparus en vente. De plus, ils sont développés et fabriqués par des radioamateurs, comme en témoigne le grand nombre de publications sur ce sujet dans le magazine Radio. Ces dispositifs déconnectent l'équipement du secteur chaque fois que la tension est hors plage. Certains éteignent l'équipement uniquement lorsque la tension du secteur augmente, d'autres - lorsqu'elle dépasse le "couloir" autorisé.

Mais de tels dispositifs présentent un sérieux inconvénient. Ils n'aideront pas si la tension du secteur "a quitté" les limites du couloir autorisé non pas pendant des secondes ou des minutes, mais pendant des heures entières. Il n'est pas rare que la durée de réparation des pannes dans les réseaux soit retardée d'une journée entière ou plus. Mais divers équipements doivent fonctionner en même temps, et ce n'est pas seulement un réfrigérateur, mais aussi du matériel de bureau, des ordinateurs. Les dispositifs de protection ne seront donc pas utiles ici en déconnectant l'équipement du réseau. Vous ne pouvez pas vous passer d'un stabilisateur de tension secteur.

Les régulateurs de tension de réseau de type relais sont les plus abordables et les plus courants aujourd'hui. Ils sont réalisés sur un autotransformateur et plusieurs relais commandés par électronique. Les relais commutent les prises de l'enroulement d'un puissant autotransformateur, maintenant la tension à la charge dans les limites normales. Les stabilisateurs de réseau basés sur des convertisseurs de tension sont beaucoup plus chers et moins courants que ceux à relais.

L'auteur a acheté un régulateur de tension de type relais LPS-2500RV (Fig. 1) pour alimenter l'équipement de bureau.

Fig. 1

Toute la gamme de ces appareils se compose de stabilisateurs LPS-800RV (800 W), LPS-1500RV (1500 W), LPS-2000RV (2 kW), LPS-2500RV (2,5 kW), LPS-4000RV (4 kW), LPS -6000RV (6kW). Ils fournissent des commutateurs pour les modes de fonctionnement en fonction de l'intervalle de la tension secteur. Le premier est de 160 ... 250 V, le second de 120 ... 250 V. Pour alimenter le réfrigérateur, un mode de retard pour fournir la tension de sortie (de 3 à 5 minutes) est spécialement prévu, qui est activé par un interrupteur spécial, ce qui réduit les risques d'endommagement du moteur du compresseur. En plus de ces interrupteurs, il y a deux voltmètres à aiguille sur le panneau avant. Un - pour contrôler la tension d'entrée, le second - pour la sortie (stabilisée), ce qui est très pratique pendant le fonctionnement. Pour commuter les prises de l'autotransformateur, cinq relais identiques installés sur la carte de circuit imprimé ont été utilisés (Fig. 2).

Sur ce qui a été dit, les fonctionnalités de ces stabilisateurs ne sont pas épuisées. La puissance de charge maximale qui peut leur être connectée dépend de son type et est déterminée par l'expression Pmax = Psn / K, où Psn est la puissance du stabilisateur de tension ; K - coefficient déterminé par le type de charge. Par exemple, pour un téléviseur et des lampes à incandescence K = 1, pour une perceuse électrique K = 1,5, un four à micro-ondes K = 2, pour une machine à laver et un marteau rotatif K = 3. La pire situation est avec un réfrigérateur, un climatiseur et congélateur. Pour ces consommateurs, K = 5. De plus, la puissance maximale doit être réduite en fonction de la valeur de la tension secteur. À une tension de réseau de 140 V, le coefficient K \u2d 160 et à 1,5 V - 240. Avec l'augmentation de la tension, la puissance maximale devrait également être réduite, mais pas tellement. À 1,1 V, le coefficient K \u260d 1,2 et à XNUMX V - XNUMX. Ainsi, compte tenu de toutes les nuances, il est préférable d'acheter immédiatement un modèle de stabilisateur avec une marge pour une puissance maximale. De plus, il est évident que pour des consommateurs tels qu'un réfrigérateur, il est conseillé d'avoir un stabilisateur séparé.

A noter qu'il est possible de remplacer l'autotransformateur standard par un plus puissant. Dans ce cas, il est nécessaire d'utiliser un autotransformateur sur un circuit magnétique toroïdal, car il peut ne pas y avoir assez de place pour un stabilisateur en forme de W dans le boîtier. Mais ensuite, vous devrez remplacer le relais par des relais plus puissants. Cette approche vous permet "d'acheter" un stabilisateur puissant sans acheter son modèle puissant à un prix plus élevé.

Cependant, les stabilisants considérés présentent également des inconvénients. Premièrement, le corps est fait d'un matériau en feuille trop mince. Une fois assemblé, il semble assez rigide et durable. Mais il suffit de retirer le couvercle supérieur en forme de U, car l'illusion de résistance structurelle se dissipe immédiatement. Il devient clair pourquoi le couvercle est fixé au corps avec un grand nombre de vis et de vis autotaraudeuses. La présence d'un autotransformateur massif au fond du boîtier peut entraîner une déformation de toute la partie inférieure du boîtier. Par conséquent, lorsque le capot supérieur est retiré, il faut être prudent, car la partie inférieure du boîtier "prend vie" à tel point que cette structure ne peut pas être déplacée d'une seule main.

Le deuxième inconvénient s'est avéré plus important, puisqu'il n'est pas masqué une fois le boîtier assemblé. Au moment où le stabilisateur est allumé, un courant de démarrage plus important (surtension) apparaît. Cela conduit au fait que la tension du secteur chute brusquement et que les dispositifs d'éclairage "clignotent". Il n'est pas nécessaire d'expliquer que de telles surtensions affectent négativement l'état des autres équipements. De plus, en raison du mouvement des éléments du circuit magnétique, un coup sur le boîtier métallique se produit, accompagné d'un son fort et désagréable. Il est évident que de telles surintensités doivent être éliminées. Une option possible est d'utiliser un dispositif qui limiterait le courant de démarrage, le démarreur dit "soft".

Un schéma d'un tel dispositif est présenté sur la Fig. une.

Lorsqu'il est connecté au réseau, l'autotransformateur du stabilisateur de tension est activé via la résistance de limitation de courant R2. Dans le même temps, la tension secteur à travers les condensateurs de ballast C1, C2 est fournie au redresseur, monté sur le pont de diodes VD1. Comme l'enroulement du relais K2 et le condensateur C4 sont shuntés par la résistance R4, la charge du condensateur C3 commence en premier. Une fois chargé, le relais K1 fonctionnera, ses contacts K1.1 s'ouvriront et la charge du condensateur C4 commencera. Une fois chargé, le relais K2 fonctionnera et ses contacts K2.1-K2.3 fermeront la résistance R2 et la pleine tension secteur ira à l'autotransformateur du stabilisateur de tension. Cela garantit une diminution du courant de démarrage, c'est-à-dire une mise en marche progressive du stabilisateur de tension.

Si la tension secteur tombe en panne, le condensateur C3 se déchargera rapidement et ses contacts connecteront la résistance R4 au condensateur C4, à la suite de quoi il se déchargera rapidement et les contacts du relais K2 s'ouvriront - l'autotransformateur sera connecté à le réseau à travers la résistance R4. Une telle construction du circuit permet un retour rapide du relais K2 à son état d'origine, ce qui garantit que l'appareil est prêt pour une reconnexion rapide au réseau. Ceci est important lorsque la tension secteur est coupée pendant une courte période. La résistance R4 limite le courant de décharge du condensateur C4 et protège les contacts du relais de faible puissance K1 contre les brûlures. La diode zener limite la tension sur les relais K1, K2 et les condensateurs C3, C4, ce qui élimine la surchauffe du relais K1 à une tension secteur accrue, car l'appareil est conçu pour fonctionner même à une tension secteur réduite à 120 V. L'interrupteur SA1 et le fusible FU1 sont des éléments réguliers du stabilisateur de tension.

Une résistance constante PEV-10 (R2) a été utilisée, le reste - MLT, S2-23. Condensateurs à oxyde - importés, C1, C2 - K73-17 ou K78-2 pour une tension de fonctionnement d'au moins 630 V. Pour améliorer la fiabilité de l'appareil, chacun des condensateurs C1 et C2 peut être remplacé par deux condensateurs 1 μFxbZO V connecté en série, et en parallèle à chaque condensateur connecter une résistance de 100 kΩ (MLT-0,5). Relais K1 - RES15 (version RS4.591.001) avec une résistance d'enroulement de 2200 ohms et une tension d'actionnement de 18 V. Le choix de ce type de relais est dû à la fois à leur présence et au temps de déclenchement court de ses contacts (environ 5 MS). Relais K2 - REK28 (KShch4.569.007TU) avec une résistance d'enroulement de 590 ohms et une tension d'actionnement de 13 V. Un groupe de contacts du relais REK28 est conçu pour un courant maximum de 2,5 A, de sorte que les trois groupes sont connectés en parallèle. La diode zener est montée sur un dissipateur thermique d'une surface de 15...20 cm2, en alliage d'aluminium.

Toutes les pièces, à l'exception de la résistance R2, sont installées sur une carte de circuit imprimé en fibre de verre laminée sur un côté. Avant le montage, il est recommandé de vérifier l'état des contacts du relais K2. Comme la pratique l'a montré, il est souhaitable de le faire, car non seulement les contacts des relais usagés, mais aussi les nouveaux, ont souvent une résistance de contact accrue. Un test expérimental à un courant de 1 A de trois contacts du relais REK28 a montré que deux d'entre eux avaient une résistance de contact légèrement inférieure à 30 mΩ et le troisième - 160 mΩ. Après avoir nettoyé les surfaces de tous les contacts, il est tombé à 10 ... 20 mOhm, et lorsqu'ils ont été connectés en parallèle, la résistance totale est devenue inférieure à 5 mOhm. Le nettoyage des contacts n'a pas de particularités, pour ce faire, vous pouvez utiliser un chiffon fin et doux. Il est également important de veiller à ne pas plier les contacts lors du nettoyage. Leur déformation peut entraîner une augmentation de la résistance transitoire. Si vous n'utilisez qu'un seul condensateur de ballast C1 (réduisez de moitié la capacité totale), l'appareil fonctionnera à une tension secteur non plus de 120 V, mais seulement de 180 V ou plus. La carte de circuit imprimé et la résistance R2 sont fixées dans la partie supérieure de la paroi arrière du boîtier du stabilisateur de tension (Fig. 4).

Il est connu que la connexion en parallèle des groupes de contacts de relais n'augmente pas de manière significative leur capacité de charge. En raison de la propagation de la résistance des contacts fermés (et elle change également beaucoup pendant le fonctionnement, même si elle était initialement la même), le courant est réparti de manière inégale entre les groupes. De plus, les groupes de contacts se ferment inévitablement et ne s'ouvrent pas simultanément, ce qui entraîne leurs surcharges à court terme et une usure accrue due aux étincelles. Nous recommandons d'utiliser un relais avec un courant admissible commuté par une paire de contacts comme K1, non inférieur à celui consommé par le stabilisateur à pleine charge et à la tension minimale du réseau.

Auteur : A.Zyzyuk, Loutsk, Ukraine

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