Як знизити напругу постійного і змінного струму

Згідно ПУЕ для харчування переносного освітлення повинна застосовуватися напруга не вище 50 Вольт, а при роботі в особливо небезпечних і замкнутих просторах – 12 Вольт (ПУЕ 6.1.16-18). При цьому харчування повинно здійснюватися через трансформатори. Це потрібно для того, щоб виключити ураження електричним струмом. Та й не завжди вихідні параметри блоків живлення або акумуляторів дозволяють підключити гаджети або іншу електроніку. У зв’язку з усім цим ми розповімо про те, як знизити напругу постійного і змінного струму до потрібного вам значення.

Знижуємо змінну напругу

Розглянемо типові ситуації, коли потрібно опустити напруга, щоб підключити прилад, який працює від змінного струму, але напруга його живлення не відповідає звичним 220 вольт. Це може бути, як різна побутова техніка, інструмент, так і згадані вище світильники.

Підключення побутової техніки з США на 110 В до мережі 220 В

Мабуть, найчастіша ситуація виникає, коли людина купує із зарубіжних інтернет-магазинів якийсь прилад, а після його отримання визначає, що він розрахований на живлення від 110 Вольт. Перший варіант – це перемотати трансформатор живить пристрій, але більшість приладів працюють від імпульсного джерела живлення, а для підключення електроінструменту – краще взагалі обійтися без перемотування. Для цього потрібно використовувати понижуючий трансформатор. Крім цього ви можете знизити напругу в мережі за допомогою автотрансформатора або звичайного трансформатора з відводами від первинної обмотки на 110-127В – такі часто зустрічалися в радянських телевізорах та інших електроприладах.

Однак при використанні такого включення трансформатора, якщо станеться, обрив частини обмотки після відводу 110 Вольт (див. Малюнок нижче) все 220В підійдуть на прилад, і він вийде з ладу.

Якщо говорити про готових пристроях, то можна звернути увагу на автотрансформатори «ШТИЛЬ».

Важливо! При покупці трансформаторів або автотрансформаторів враховуйте номінальний струм його обмоток і потужність, яку він витримає.

Більш надійним варіантом вирішення проблеми буде знизити напругу з 220 до 110 В або з 220 до 127В за допомогою трансформатора. На ринку є безліч компаній, які продають такі вироби, в основному це тороїдальні трансформатори. Вони бувають в металевих боксах або корпусах менших розмірів з вбудованою розеткою, а також у вигляді адаптерів в пластикових корпусах.

Підіб’ємо підсумки, перерахувавши основні вимоги до трансформатора для харчування 110В приладів:

  1. На виході трансформатора повинно бути 110В, а на вході – 220.
  2. Потужність трансформатора повинна бути більше ніж потужність підключається приладу хоча б на 20%.
  3. Бажано захистити первинну і вторинну ланцюг за допомогою запобіжника.
  4. Доступ до висновків високої напруги повинен бути обмежений, а всі з’єднання ізольовані.

Знижуємо напруга для харчування низьковольтних світильників

На початку статті ми згадали про те, що переносний світильник повинен живитися від зниженої напруги. У побуті це питання буде особливо актуальним для автолюбителів при ремонті автомобіля в гаражі. Такі ж світильники використовуються і як місцеве джерело світла на верстатах (свердлильних, токарних, заточувальних та інших).

Для того щоб знизити напругу з 220 до 36В, можна використовувати трансформатори марки:

  • ВЗГ 0.25 220 / 36В;
  • ОСМ 0.063кВт 220/36;
  • ОСЗР 0.063кВт 220 / 36В;
  • Ящик із знижувальним трансформатором ЯТП-0,25 220 36В (це готове рішення в металевому корпусі для монтажу в приміщеннях, клас захисту IP54).

Для зниження напруги з 220 до 12В можна використовувати трансформатори марки:

  • ОСО25 220 / 12В;
  • TRS 300W AC 220 B-AC 12B (тороидальний не займає багато місця);
  • 30ВА, 230 / 12В, 2,5А INDEL TSZS30 / 005M (малопотужний для установки на DIN рейку).

Зниження напруги в будинку

Поряд зі стрибками в електромережі часто виникає проблема з підвищеним і зниженим напругою. Це призводить до передчасного виходу з ладу нагрівальних приладів, ламп та інших пристроїв у споживача. Припустимо вам потрібно знизити напругу з 260 до 220, значить ваш вибір – використання стабілізатора напруги. Вони бувають різних типів, найдешевший з них – релейний, по суті це автотрансформатор, в якому реле автоматично перемикають відводи від обмотки.

Якщо вам потрібно захистити конкретний прилад, наприклад, комп’ютер – використовуйте малопотужні моделі потужністю близько 1000 ВА (1 кВа), такі, як SVEN VR-L1000, його вартість 17-20 доларів. Але врахуйте, що активна вихідна потужність у них менше зазначеної повної в Вольт-Амперах. Наприклад, модель на 1 кВА, може живити навантаження до 0,3-0,4 кВт. Також дивіться на характеристики. Зазначена модель витримує до 285 Вольт, але більшість моделей впираються в 260 В.

Щоб захистити весь будинок в більшості випадків вистачить моделі RUCELF SRWII-12000-L її повна потужність 12000 ВА, а здатність навантаження по активної потужності – 10000 Вт. Він витримує вхідна напруга аж до 270В.

Більш детально дізнатися про те, як вибрати стабілізатор напруги і які бувають стабілізатори, ми розповідали в статтях:

Баластний конденсатор для живлення малопотужних пристроїв

Для живлення малопотужних пристроїв можна обійтися без трансформатора – одним конденсатором. Така схема називається бестрансфторматорний блок живлення на баластному конденсаторі. Принцип його роботи заснований на обмеженні струму за допомогою реактивного опору ємності. Нижче ви бачите варіанти її реалізації.

Розрахунок ємності баластного конденсатора для бестранформаторного харчування проводиться виходячи із споживання струму навантаженням і напруги її харчування.

Або за такою формулою, результат вони дають приблизно однаковий:

До речі, вираз під коренем в результаті при розрахунках конденсаторів для живлення пристроїв від 5-20В дає приблизно 220, або значення рівне Uвходному.

Таке джерело живлення підходить для підключення приймачів, світлодіодів, каганців, зарядки невеликих акумуляторів та інших малопотужних споживачів.

Знижуємо постійна напруга

При конструюванні електроніки часто виникає необхідність зниження напруги наявного блоку живлення. Ми також розглянемо кілька типових ситуацій.

Якщо ви працюєте з мікроконтролерами – могли помітити, що деякі з них працюють від 3 Вольт. Знайти відповідні блоки живлення буває непросто, тому можна використовувати зарядний пристрій для телефону. Тоді вам потрібно знизити його вихід з 5 до 3 Вольт (3,3). Це можна зробити, якщо опустити вихідна напруга блоку живлення шляхом заміни стабілітрона в колі зворотного зв’язку. Ви можете домогтися будь-якої напруги як підвищеного, так і зниженого – встановивши стабілітрон потрібного номіналу. Визначити його можна методом підбору, на схемі нижче він виділений червоним еліпсом.

А на платі він виглядає наступним чином:

На наступному відео автор демонструє таку халепу, тільки не на зниження, а на підвищення вихідних параметрів.

На зарядний пристрій більш досконалої конструкції використовується регульований стабілітрон TL431, тоді регулювання можлива заміною резистора або співвідношенням пари резисторів, в залежності від схемотехніки. На схемі нижче вони позначені червоним.

Крім заміни стабілітрона на платі ЗУ, можна опустити напруга за допомогою резистора і стабілітрона – це називається параметричний стабілізатор.

Ще один варіант – встановити в розрив ланцюга ланцюжок з діодів. На кожному кремнієвому діоді впаде близько 0,6-0,7 Вольт. Так опустити напруга до потрібного рівня можна, набравши потрібну кількість діодів.

Часто виникає необхідність підключити пристрій до бортової мережі автомобіля, воно коливається від 12 до 14,3-14,7 Вольт. Щоб знизити напругу постійного струму з 12 до 9 Вольт можна використовувати лінійний стабілізатор типу L7809, а, щоб опустити з 12 до 5 Вольт – використовуйте L7805. Або їх аналоги ams1117-5.0 або ams1117-9.0 або amsr-7805-nz і подібні на будь-яке потрібне напруження. Схема підключення таких стабілізаторів зображена нижче.

Для харчування більш потужних споживачів зручно використовувати імпульсні перетворювачі для зниження і регулювання напруги від джерела живлення. Прикладом таких пристроїв є плати на LM2596, а в англомовних інтернет-магазинах їх можна знайти за запитами «DC-DC step down» або «DC-DC buck converter».

Наостанок рекомендуємо переглянути відео, на яких наочно розглянуті способи зниження напруги:

Ось і все найбільш раціональні варіанти, що дозволяють знизити напругу постійного і змінного струму. Сподіваємося, надана інформація була для вас корисною і цікавою!

Напевно ви не знаєте:

Ссылка на основную публикацию