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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Einstellung von Uout einer transformatorlosen Stromversorgung. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Regler für Strom, Spannung, Leistung Den Lesern [1...5] bekannte transformatorlose Netzteile mit einem Löschkondensator (BPGC) (Abb. 1) haben einen erheblichen Nachteil - die Unfähigkeit, die Ausgangsspannung stufenlos einzustellen. Sein Wert ist immer fest und wird eindeutig durch die Stabilisierungsspannung der angelegten Zenerdiode bestimmt und kann nicht stufenlos geändert werden. In vielen Fällen ist eine solche Anpassung notwendig.
Ich biete BPGC an, mit dem Sie die Ausgangsspannung über einen weiten Bereich stufenlos ändern können (Abb. 2). Sein Merkmal ist die Verwendung einer einstellbaren Gegenkopplung vom Ausgang des Blocks zur Transistorstufe VT1, die parallel zum Ausgang der Diodenbrücke geschaltet ist. Diese Stufe ist ein paralleles Steuerelement und wird durch ein Signal vom Ausgang eines einstufigen Verstärkers zu VT2 gesteuert. Das Ausgangssignal VT2 hängt von der Spannungsdifferenz ab, die von dem variablen Widerstand R7 geliefert wird, der parallel zum Ausgang der Stromversorgung geschaltet ist, und der Referenzspannungsquelle an den Dioden VD3, VD4.
Im Wesentlichen ist diese Schaltung ein einstellbarer Shunt-Regler. Die Rolle des Ballastwiderstands spielt der Löschkondensator C1, die Rolle des parallel gesteuerten Elements spielt der Transistor VT1. Dieses Netzteil funktioniert wie folgt. Wenn sie mit dem Netzwerk verbunden sind, sind die Transistoren VT1 und VT2 gesperrt, der Speicherkondensator C2 wird über die Diode VD2 geladen. Wenn die Basis des Transistors VT2 eine Spannung gleich der Referenzspannung an den Dioden VD3, VD4 erreicht, beginnen die Transistoren VT2, VT1 zu entriegeln. Der Transistor VT1 überbrückt den Ausgang der Diodenbrücke und seine Ausgangsspannung beginnt abzufallen, was zu einer Abnahme der Spannung am Speicherkondensator C2 und zum Sperren der Transistoren VT2 und VT1 führt. Dies wiederum bewirkt eine Verringerung des Nebenschlusses des Ausgangs der Diodenbrücke, eine Erhöhung der Spannung an C2 und eine Entriegelung von VT2, VT1 usw. Aufgrund der so wirkenden Gegenkopplung bleibt die Ausgangsspannung mit und ohne eingeschalteter Last R9 im Leerlauf konstant (stabilisiert). Sein Wert hängt von der Position des Schiebers des Potentiometers R7 ab. Die obere (laut Diagramm) Position des Motors entspricht einer größeren Ausgangsspannung. Die maximale Ausgangsleistung des obigen Geräts beträgt 2 Watt. Die Einstellgrenzen der Ausgangsspannung liegen zwischen 16 V und 26 V, und bei einer kurzgeschlossenen VD4-Diode liegen die Einstellgrenzen zwischen 15 V und 19,5 V. In diesen Bereichen steigt die Ausgangsspannung, wenn R9 ausgeschaltet ist (Lastabwurf). ein Prozent nicht übersteigt. Die Stromversorgung gemäß dem Schema von Fig. 2 hat keine Angst vor einem Kurzschluss der Last. Der Transistor VT1 arbeitet im Wechselmodus: beim Betrieb an der Last R9 – im linearen Modus, im Leerlauf – im Pulsweitenmodulationsmodus (PWM) mit einer Spannungspulsfrequenz am Kondensator C2 – 100 Hz. In diesem Fall haben die Spannungsimpulse am Kollektor des Transistors VT1 flache Flanken. Der lineare Modus ist leicht, der VT1-Transistor erwärmt sich ein wenig und kann mit wenig oder keinem Kühlkörper arbeiten. In der unteren Position des Potentiometer-Schiebers R7 findet bei minimaler Ausgangsspannung eine leichte Erwärmung statt. Im Leerlauf, bei ausgeschalteter Last R9, verschlechtert sich das thermische Regime des Transistors VT1 in der oberen Position des R7-Motors. In diesem Fall muss der Transistor VT1 beispielsweise in Form einer quadratischen Aluminiumplatte mit einer Seitenlänge von 3 cm und einer Dicke von 1 ... 2 mm an einem kleinen Heizkörper installiert werden. Regeltransistor VT1 - mittlere Leistung mit großem Übertragungskoeffizienten (zusammengesetzt). Sein Kollektorstrom sollte das 2- bis 3-fache des maximalen Laststroms betragen. Die Kollektorspannung VT1 darf nicht kleiner sein als die maximale Ausgangsspannung des Netzteils. Als VT1 können NPN-Transistoren KT972A, KT829A, KT827A usw. verwendet werden. Der Transistor VT2 arbeitet im Niedrigstrommodus, daher ist jeder PNP-Transistor mit geringer Leistung geeignet – KT203A...B, KT361A...G, KT313A, B, KT209A, B usw. Die Kapazität des Löschkondensators C1 kann näherungsweise nach den Methoden [3, 5] bestimmt werden. Das Kriterium für die richtige Wahl der Kapazität C1 besteht darin, die erforderliche maximale Spannung an der Last zu erhalten. Wenn seine Kapazität künstlich um 20 ... 30% reduziert wird, wird die maximale Ausgangsspannung bei Nennlast nicht bereitgestellt. Ein weiteres Kriterium für die richtige Wahl von C1 ist die Unveränderlichkeit der Art des Spannungsverlaufs am Ausgang der Diodenbrücke (Bild 3). Die Spannungswellenform hat die Form einer Folge gleichgerichteter sinusförmiger Halbwellen der Netzspannung mit begrenzten (abgeflachten) Spitzen positiver Sinushalbwellen. Die Amplituden der begrenzten Scheitelpunkte sind variabel, hängen von der Position des Potentiometer-Schiebereglers R7 ab und ändern sich linear, wenn er rotiert. Jede Halbwelle muss aber zwangsläufig Null erreichen, das Vorhandensein eines Gleichanteils (wie in Fig. 3 durch eine gestrichelte Linie dargestellt) ist nicht erlaubt, weil in diesem Fall wird der Stabilisierungsmodus verletzt.
Der Welligkeitspegel an der Last für die Schaltung in Abb. 2 beträgt nicht mehr als 70 mV. Die Widerstände R1, R2 dienen als Schutz. Sie schützen den Regeltransistor VT1 vor einem Ausfall durch Stromüberlastung bei transienten Vorgängen beim Anschluss des Gerätes an das Netz (durch Prellen der Kontakte des Verbindungspaares Netzstecker-Buchse). Nach dem Prinzip des obigen Schemas können ähnliche Netzteile für andere benötigte Leistungswerte gebaut werden. Literatur
Autor: N. Tsesaruk, Tula; Veröffentlichung: N. Bolschakow, rf.atnn.ru
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