hardirмаленький блог бедного программера

Главная · Разработки · Модернизация стабилизатора напряжения Daewoo DW-TZM2kVA и аналогичных.

Модернизация стабилизатора напряжения Daewoo DW-TZM2kVA и аналогичных.

Доброго всем времени суток, товарищи. Давно чесались руки и вот, таки взялся за модернизацию своих стабилизаторов.

Не секрет, что уровень образования "специалистов" в гос.учреждениях оставляет желать лучшего. Не исключение и наш местный энергосбыт. Работают там в основном "старпёры", которые получали образование ещё в "совке" и живут они по тем самым ГОСТам 220В +-20%. Для них моя жалоба, мол у меня в розетке 195 - 210В, является необоснованной. Мол всё шикарно и в допуске. Может конечно и в допуске (иногда), но хотелось бы чтобы это "в допуске" было по верхней границе а не по нижней. Ведь иногда это "в допуске" имеет свойство и проседать, например при запуске кондея, или чайника или обогревателя И становится уже совсем не "в допуске". Спорить с дураками и тратить свои нервы на суды и прочее - себе дороже, лучше поставить стабилизатор и забыть про эту проблему. Возможно у Вас другой подход, что-ж - я был бы только рад если бы у меня нашёлся такой любитель поскандалить, и разнёс бы эту шарашкину конторку в пух и прах.

Итак, купили Вы себе стабилизатор, и обнаруживаете сразу подозрительную его работу. А именно - чё-то подозрительно ровно он показывает выходное напряжение. Не слишком ли круто для ступенчатого (релейного) стабилизатора? "Потыкав тостером" выясняем, что проблема в другом. Нас наё..ет производитель и вывод напряжения тупо зафиксирован, чтобы потребитель не волновался. Но на заборе тоже много чего написано, мне же интересен результат. А результат, как выяснилось, оставляет желать лучшего.

Дело в том, что данные стабилизаторы разрабатываются людьми, которые не в курсе наших стандартов по напряжению (напомню это 230В +-5% на трансформаторе и +-5% на щитке, и того 10% допуска). И учитывая это, и кривой алгоритм работы стабилизатора, получаем картину ещё хуже чем до "стабилизации". Т.е при нормальном напряжении 235 - 245 В, стабилизатор пытается его понизить. А при хреновом 200 - 220 в, он отправляет его на выход, считая что это норма. Так же сильно подбешивают его нервные щёлканья при кратковременных скачках напряжения в сети (старт холодильника и прочее).

Поначалу я решил изучить схему стабилизатора и подправить её работу, чтобы повысить выходное напряжение. Сделать это удалось путём замены пары входных опорных резисторов операционного усилителя с ~800 кОм на 1 МОм. Заменил их только по входной цепи, выходную не трогал. Как результат: напряжение стало повыше, но щёлканья при пороговых значениях и кратковременных просадках остались. Так же такая модификация повысила выходное напряжение на обмотке трансформатора цепи питания платы. Это не критично, элементы там с запасом (кондёры, КРЕНка китайская и прочее), но на реле управления вместо 12 - 15 Вольт стало поступать 15 - 19 В. Что вряд ли положительно скажется на сроке их службы, а также такое напряжение немного их разогрело.

Было решено идти дальше, и вовсе заменить плату управления на свою, повысив эффективность работы стабилизатора в разы. И так, что мы получим на выходе:

1) Более качественное напряжение в пределах 225 - 245 Вольт
2) Стабилизатор будет отличать кратковременные просадки (при включении холодильника, кондиционера и пр.) от реальных просадок.
3) Более быстрая реакция микроконтроллера (10 мс вместо двадцати)
4) Алгоритм работы на пороговых значениях будет "залипать", не щёлкая лишний раз реллюхами при незначительном плавании напруги в пределах 5 - 7 вольт на граничных значениях.
5) Реальные показания на входе и на выходе стабилизатора, а не подрисованные.

Что нам понадобится:

1) Ардуинка nano
2) Модуль реле на 4 шт. Можно 12-ти вольтовый, можно 5-ти.
3) Дисплей типа 1602
4) И готовый вольтметр 230В.
5) Парочка кондёров, диоды, резюки фоторезистор (по желанию).
6) Стабилизатор 12 либо 5 Вольт. Типа L7812 / L7805.
7) Трансформатор 5 - 12V. Можно выдрать из старых колонок, мафона и пр. Либо заказать на Алике.

Не забываем усилить, залудив, силовые дорожки модуля реле. Так же сами реле в таком китайском модуле очень низкого качества. У меня всегда залипало второе реле, даже после его замены. Выход - выпаять эти реле и заменить их лучшими. Подойдёт Omron. Но у меня небыло времени ждать качественные реле, потому я переделал схему из 5 вольтового модуля на 12 вольтовый заменив только диоды в цепи питания обмоток реле на более мощные ну и сами реле. Реле выпаял из мёртвого бесперебойника, диоды взял там же (там на плате их тьма разбросана, походу вся плата работает не меньше чем на 12 вольт).

Да, я знаю что от залипания реле существуют всякие RC цепочки и прочее. Но во первых, эти цепочки рассчитываются жёстко под нагрузку, а у нас нагрузка плавающая. Во вторых, на оригинальной плате никаких защит тоже нету, а значит ничего и не нужно, только качественные реле.

Изучив принцип переключения реле в зависимости от входного напряжения, я вывел себе такую табличку:

Цвета проводов соответствуют цветам на обмотке трансформатора. Чёрный провод там общий. Реле подписаны как R1, R2 ... . Ну и таблица включения их по схеме:

Собрав всё в корпус, получаем модифицированный, улучшенный стабилизатор. Прототип меня полностью устраивает, а его работа - моё почтение, приятно наблюдать! Все свои переработаю подобным образом (покуда жду ещё ардуинки). Прикрутив фоторезистор сделал отключение подсветки дисплея в темноте, чтобы не светило прямо в глаз. А вообще заказал зелёные дисплеи, на них всё легко читается и без подсветки. На синих только с подсветкой.

Резисторный делитель "измерителя напряжения" нужно подобрать под свой трансформатор, рассчитать на 2.5 Вольт. Тут есть неплохой калькулятор. Так же незабываем повесить радиатор на стабилизатор 5/12v (L7812 печётся меньше чем L7805, имейте это ввиду). Контакты обмоток трансформатора можно посадить на клеммы (так я сделал в прототипе), чтобы если чё вернуть на родину родную плату. Ну а можно припаять/прикрутить к плате реле (так я сделаю на остальных стабах). Если используется "пятивольтовые" реле, то питать дисплей можно не от ардуинки, а от L7805. Ну а фоторезистор и оптику (развязку модуля реле) лучше запитать от ардуинки.

Схема электрическая принципиальная:

В завершении хочется разъяснить почему 245V в розетке гораздо лучше чем 215V. Многие не знают, но практически вся современная техника, имеет на "своём борту" импульсный блок питания (ИБП). Входной конденсатор этого блока рассчитан минимум на 400V, а качественного устройства - 450V (кто разбирал ИБП компа, видика или зарядку ноутбука, тот в курсе). 400/1.4 = 285 V переменки. Т.е. современная техника с лёгкостью переварит и 250V, и даже 260V. Да чё там говорить у неё же это на корпусе написано. Ключевому транзистору в таком ИБП гораздо приятнее работать с 250V нежели с 200V, т.к. он в таком режиме меньше открыт чем закрыт, он больше отдыхает, соответственно меньше греется. Это как с Вашим сердцем. Эта мышца работает всю вашу жизнь и не устаёт, в чём же секрет? Всё просто, сердце дольше по времени отдыхает чем сокращается! А если вспомнить про электродвигатели, то в голову сразу приходит дёргающийся холодильник и заклинивший компрессор, который не смог стартануть при пониженном напряжении в сети. Кстати именно холодильники и кондиционеры первыми попадают в ремонт, если у Вас в сети заниженное напряжение. Компрессоры в гараже тоже часто клинят, когда в розетке меньше 230 вольт. Делаем выводы, товарищи.

Есть ещё вариант упростить сборку. Вместо китайского модуля реле использовать родную плату. Для этого нужно заменить на ней некоторые элементы.

1) Стабилизатор 7805 заменить на 7812. Усилить его ёмкости, 1000 мкФ на вход (лучше 2000 мкФ) и 1500 мкФ на выход.
2) Выпаять родной микроконтроллер вместе с DIP-сокетом.
3) Перепилить пару дорожек, чтобы 12 вольт не разбегались бесконтрольно по плате, ну и реле запитать уже от стабилизатора.
4) Заменить токоограничивающие резисторы на базе четырёх NPN транзисторов типа S8050 с номинала 2.2 кОм на номинал 10 кОм. Ну и подпаять к ним ардуинку (выводы D2 - D4)
5) Ну и думаю не нужно пояснять что вывод Vin ардуинки запитываем от стабилизатора 7812, а GND садим на массу. В прошивке все режимы работы реле инвертируем (меняем слова HIGH на LOW, ну а все LOW на HIGH)

Прошивочка (скетч):

Архив + необходимые библиотеки.zip --> 2752 загрузок

25.11.2019. 14:09

Комментарии

Статью еще не комментировали.