Ни для кого не секрет, что абсолютно любой электронный прибор в ходе своей работы потребляет электричество. Причем схема питания конкретного оборудования имеет довольно сложную структуру, в которой немаловажную роль играют стабилизаторы напряжения. Некоторые такие схемы могут работать и на произвольных значениях напряжения, однако в большинстве случаев требуется строгое соответствие установленным параметрам. Именно для этого и используются стабилизаторы. Но как они работают и безопасно ли делать их своими руками? Давайте разбираться.

Конструкция и принцип работы стабилизатора

Прежде чем говорить о самостоятельной сборке оборудования, стоит разобрать с его структурой. Если заглянуть внутрь корпуса промышленной модели, можно увидеть целый перечень различных деталей. Главная роль отводится сразу нескольким из них:

  • трансформатору;
  • конденсатору;
  • резисторам;
  • соединяющим кабелям.

Вместе эти элементы генерируют прямой поток стабильного напряжения в сети. Принцип действия такого прибора предельно простой: технология выстроена на основе классического реостата. Оборудование пропускает через себя ток, после чего повышает или понижает его сопротивление.

Если говорить о более сложных моделях, то они могут еще и обеспечивать защиту от резких скачков напряжения в сети. Однако в этом случае количество внутренних компонентов увеличится.

Виды устройств и их ключевые особенности

Регулировать напряжение можно различными методами. Соответственно, на практике бывает несколько видов стабилизаторов. Их можно разделить на две большие категории:

  • механические стабилизаторы;
  • импульсивные стабилизаторы.

В первом случае за основу функционирования устройства был взят закон Ома. Для этого в структуре агрегата реализовали два колена, которые объединяются в единую сеть благодаря реостату. Когда напряжение оказывается на одном из концов элемента, оно проходит через реостат, после чего тут же перемещается на другой. На выходе прибор вырабатывает естественный уровень напряжения в сети. Приборы подобного типа отличаются максимально точными показателями выходного тока. Более того, их можно модернизировать еще больше, если использовать в структуре дополнительные элементы. Единственный недостаток – отсутствие должного уровня защиты от перенапряжения. Такие стабилизаторы плохо работают в условиях, где разница между входящим и выходящим напряжением слишком велика.

Импульсивные модели работают несколько иначе. Здесь за основу взят принцип амплитудной модуляции тока – в такой системе используется выключатель, который разрывает электрическую цепь через заданные промежутки времени. В таких условиях ток накапливается в конденсаторе равномерно, что позволяет эффективно его распределять между всеми приборами. К сожалению, самостоятельно задавать рабочую величину таким стабилизаторам нельзя – они могут либо повышать, либо понижать напряжение.

Какой из вариантов выбрать – зависит исключительно от условий эксплуатации.

Простейшие схемы стабилизатора напряжения

Самый простой тип стабилизатора – параметрический. Он работает исходя из сильной нелинейности большинства приборов полупроводникового типа. Именно это свойство положено в основу функционирования подобного стабилизатора. Чаще всего такие устройства собираются на стабилитроне, и пример одного из них мы сейчас разберем.

На приведенной выше схеме отмечены:

  • R1 – токоограничивающий резистор;
  • R2 – дополнительный резистор при условии повышенных нагрузок;
  • D1 – стабилитрон;
  • Uвх. – входящее напряжение;
  • Uвых. – выходящее напряжение.

Как известно, в любой подобной системе входящее напряжение должно быть всегда выше выходящего. Для того, чтобы собрать подобную схему с точными цифровыми значениями нам понадобиться формула: R = (Uвх- Uвых)/Iстаб. Зная искомые параметры, с помощью калькулятора можно легко вычислить необходимые значения.

Конечно, такой стабилизатор получится крайне слабым, и он не сможет в полной мере обеспечить питанием даже прибор средней мощности. Однако его можно улучшить, внедрив в его структуру транзисторный ключ. В этом случае схема будет иметь иной вид.

Можно заметить, что в этом случае стабилитрон получает питание от индивидуально подключенного резистора, уровень тока в котором теперь не зависит от сторонних параметров. Более того, стабилизированное с помощью стабилитрона D1 напряжение теперь отходит в компетенцию транзистора T1. Как итог – напряжение получается максимально стабильным.

Преимущества подобной схемы очевидны: можно отдавать гораздо больше тока благодаря модернизированной цепочке. Конечно, для этого потребуется подобрать транзистор подходящей мощности.

Напоследок разберем третью схему стабилизатора – на интегральной структуре. В ней реализуются специализированные микросхемы, которые отличаются отличными коэффициентами стабилизации, а также встроенной защитой от перегрузки и короткого замыкания. Подробная схема представлена на рисунке.

Несмотря на то, что в конструкцию были внедрены дополнительные микросхемы, общая схема даже упростилась. Как можно заметить, в ее составе присутствует гораздо меньше активных элементов, нежели это было в других схемам. При этом ее эффективность только возросла.

Можно ли создать стабилизатор напряжения самостоятельно?

Если отвечать строго по существу – да, стабилизатор напряжения вполне можно создать самостоятельно. Другой вопрос, насколько это будет практично и безопасно. Если вы никогда не имели дела с электроприборами, не знаете принцип их работы и не осведомлены об основных законах физики в этой сфере, лучше даже не пытаться. В противном случае можно как минимум зря потратить деньги на необходимые компоненты, либо даже получить травму в случае неправильной сборки и последующем подключении устройства к сети. Но если же вы уже работали с электричеством и понимаете, что нужно делать – собрать стабилизатор напряжения у вас вполне может получиться.

Для этого достаточно закупиться всем необходимым, подготовить инструменты и выбрать нужную схему. Найти в интернете пошаговую инструкцию по созданию схемы не составит особого труда.

Насколько эффективны собственноручно произведенные стабилизаторы напряжения?

Самостоятельно люди изготавливают стабилизаторы по одной причине – так дешевле. Однако качество и безопасность такого прибора оставляют желать лучшего. Даже опытный электрик с богатым стажем не сможет собрать столь надежный аппарат, который получится в цеху на промышленном оборудовании. Если у вас стоит выбор, попробовать собрать стабилизатор напряжения самостоятельно, либо купить готовый вариант в магазине – однозначно лучше довериться моделям от производителя. С их помощью вы создадите надежную систему, которая не выйдет из строя при первых перепадах напряжения.

Отличным выбором станут готовые модели от бренда ШТИЛЬ – доступный ассортимент представлен в нашем магазине. Здесь можно найти универсальные приборы, рассчитанные специально для эксплуатации в условиях российских электросетей.