Стабилизатор напряжения сети 1,8 кВт на PIC12F675

В последнее время мощности бытовых нагрузок возросли: появились фены, обогреватели, утюги, СВЧ печи и другие приборы, а электрические сети остались прежними. Из-за перекоса фаз напряжение в квартирах меняется в значительных пределах (у меня в квартире от 195 до 247 Вольт). При этом приборы, которые включены постоянно (электронные часы, адаптер радиотелефона) сильно греются или сгорают, радиоаппаратуру нельзя оставлять в дежурном режиме.

Я собрал довольно простой релейный стабилизатор переменного напряжения, который переключается по входу и по выходу. Этим удалось уменьшить габаритную мощность трансформатора до минимальной. Обмотки переключаются с помощью реле, которые управляются микроконтроллером PIC12F675.

↑ Принципиальная схема

состоит из автотрансформатора переключаемого как по входу так и по выходу при помощи реле. Не выходе стабилизатора установлен узел (R13, D5, C9, D3, R9, R5, R6, R7, C6) измерения выходного напряжения, которое поступает на вход АЦП U1. Стабилитрон D3 перемещает диапазон измерений в область более высоких напряжений, что повышает точность измерений. Питание реле и микросхемы осуществляется через диод D1 и микросхему U2. Кнопка S1 совместно с резистором R5 служат для калибровки стабилизатора. Транзисторы Q1, Q2 - ключи реле.
На входе стабилизатора стоит помехоподавляющий конденсатор C1, на выходе установлен варистор VAR1. Конденсатор C2 - искрогасящий.
Трехцветный светодиод индицирует уровни напряжения на входе стабилизатора:
Красный - низкое (напряжение меньше 210V),
Зеленый - норма (напряжение в пределах 210 - 230V),
Синий - высокое (напряжение более 230V).

Программа написана на mikroC v8.2 и обильно снабжена комментариями. Пороговые напряжения выбраны 210V и 230V (20V от номинала 220V) и поскольку напряжение вторичной обмотки около 15V, то образуется гистерезис, который предотвращает многократные переключения реле.
Программатор – ExtraPIC, программа IC-Prog 105d, биты конфигурации - intOSC GP4, WDT, BODEN

↑ Технические характеристики

При изменении входного напряжения в пределах 195-245 Вольт выходное напряжение поддерживается с точностью 5%.
При изменении входного напряжения в пределах 185-255 Вольт выходное напряжение поддерживается с точностью 10%
Выходной ток в длительном режиме 8,3 А.
Ток холостого хода составляет 10-15 ма (устройство без нагрузки практически не греется, а при нагрузке током 6-7 А нагревается примерно до 40-45 градусов)

↑ Детали и конструкция

При сборке использован трансформатор ТПП 301-220-50 135 вт. Обмотки его соединены на 240 Вольт, что позволило уменьшить ток холостого хода.

Реле TIANBO HJQ-15F-1 24VDC, резистор R9 МЛТ 1W, остальные 0,125W.
Рабочее напряжение C1 и C2 - 275V, C9 – 400V.
Светодиод для индикации уровня входного напряжения применен трехцветный с 4-мя выводами.
Все детали установлены на односторонней печатной плате, которая крепиться к трансформатору. Трансформатор с платой закрыт кожухом из оцинкованной жести из которого выходит трехжильный кабель длиной 40 - 50см (подключенный к входному щитку (после счетчика). Габариты получились 85х110х150 мм.

↑ Схема, чертеж печатной платы, прошивка и исходный код

🎁soft.rar  3.64 Kb ⇣ 399

↑ Настройка

Налаживание устройства заключается в установке номинального напряжения сети с помощью построечного резистора R5 и кнопки S1. Необходимо подать на вход напряжение от ЛАТР'а 220 Вольт и удерживая кнопку добиться зеленого свечения, вращая построечный резистор. После этого кнопку отпустить, вольтметр подключить к выходу устройства и вращая ЛАТР проверить пороги переключения: нижний 210 Вольт и верхний 230 Вольт.
При напряжении на выходе меньше 187V горит красный диод, а зеленый мигает.
При напряжении на выходе больше 242V горит синий диод, а зеленый мигает.

↑ Итого

Стабилизатор работает у меня 2-й год, показал себя очень хорошо.
Недостатки – иногда не хватает мощности (приходится включать бак для нагрева воды и пылесос по очереди) и щелчки реле.
При разработке использована Инструкция по эксплуатации на "Автоматический стабилизатор напряжения Powercom TCA 1200"
• Форум по статье

Иван Внуковский, г. Днепропетровск

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации