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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Selbstgebaute Netzwerk-Stromversorgung für den Transceiver. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Netzteile Die Anschaffung eines teuren Import-Transceivers ist in der Regel mit erheblichen Materialkosten verbunden. Oft ist kein Geld mehr da, um ein Netzteil zu kaufen. Und hier steht der glückliche Funkamateur vor dem Problem, ein Stromversorgungsgerät selbst herzustellen. Welche Anforderungen muss es erfüllen? Zuallererst muss ein selbstgebautes Netzteil neben der erforderlichen Leistung eine gute Zuverlässigkeit aufweisen, damit die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung des angeschlossenen Transceivers minimal ist. Die Zuverlässigkeit hängt bekanntlich von der Gesamtzuverlässigkeit aller Strukturelemente und ihrer funktionalen Bedeutung ab. Im Netznetzteil spielt der Spannungsregler eine wichtige Rolle. Dieser Artikel enthält eine Beschreibung eines hausgemachten Netzwerknetzteils, dessen wichtigstes "Highlight" die Stabilisatorschaltung ist. Das Gerät arbeitet zusammen mit dem KENWOOD TS-570D Transceiver seit etwa einem halben Jahr kommentarlos. Kürzlich, während der Sommerhitze, hat es zusätzliche Tests bestanden und etwa einen Tag lang an einer Dummy-Last bei Nennstrom gearbeitet. Parameter der Stromversorgung:
Nicht weniger wichtiges Problem als die Wahl einer Stabilisatorschaltung ist die Berechnung und Herstellung eines Leistungstransformators. Diese Aufgabe ist fast immer mit vielen Schwierigkeiten verbunden - Sie müssen Eisen in der richtigen Größe, Drähte mit dem erforderlichen Querschnitt finden und vor allem mühsam wickeln. All diese Momente verursachen bei Funkamateuren eine taube Abneigung gegen die unabhängige Herstellung eines Transformators und den Wunsch, ihn fertig zu machen. Was wiederum den Moment der Ausstrahlung mit einem brandneuen Transceiver auf Sparflamme verschiebt. Tatsächlich ist ein selbstgebauter Transformator keine so schwierige Sache. Du weißt nie, was du kannst, bis du es versuchst! Aus meiner Erfahrung bevorzuge ich W-förmige Platten als Kern. Obwohl die erforderlichen Abmessungen des Transformators etwas größer sind als bei denen mit Ringkern, überwiegt der technologische Komfort. Zunächst ist es notwendig, die Eignung des vorhandenen Kerns zu beurteilen oder herauszufinden, nach welchem zu suchen ist. Berechnen Sie dann die Drahtdurchmesser und die Windungszahlen der Wicklungen und werten Sie abschließend die Ergebnisse richtig aus. Schaut man in das alte Nachschlagewerk, findet man dort folgende Näherungsformeln:
Es ist zu beachten, dass die Windungszahl der Primärwicklung in der Praxis etwas kleiner ausfällt und die Windungszahl der Sekundärwicklung im Vergleich zur berechneten groß ist. Allerdings sollte die Primärwicklung zuerst mit einem Spielraum von 20 bis 30 Prozent gewickelt werden. Der Spielraum ist nützlich für die weitere Anpassung der Windungszahl für den optimalen Betrieb des Transformators. Beim Wickeln ist es wünschenswert, die Anzahl der Windungen für die anschließende Korrektur des berechneten Parameters "N" zu zählen. Nach Abschluss der groben Wicklung der Netzwerkwicklung müssen die sieben Windungen befestigt, der Magnetkreis zusammengebaut und der Strom der Primärwicklung im Leerlauf gemessen werden. Diese Messung gibt eine ziemlich vollständige Auskunft über die Qualität der in dieser Phase durchgeführten Arbeit. Der Wert des gemessenen Stroms hängt von der Gesamtleistung des Transformators oder einfacher von der Größe seines Kerns ab. Bei Transformatoren mit einer Leistung von 200 - 1000 W kann der Leerlaufstrom einen Wert in der Größenordnung von 100 - 150 mA haben. Wenn der gemessene Strom unter diesem Wert liegt, bedeutet dies, dass der Wirkungsgrad des Transformators unter der Norm liegt und es nicht möglich ist, die erwartete Leistung daraus zu beziehen. In diesem Fall muss ein Teil der Windungen von der Wicklung abgewickelt und die Strommessung erneut wiederholt werden. Um unerwartete Probleme im Zusammenhang mit versehentlichen Windungsschlüssen zu vermeiden, ist es ratsam, die erste Messung durch Einschalten einer Netzglühbirne mit einer Leistung von mindestens 100 W in Reihe mit der Wicklung durchzuführen. Wenn Sie ein Diagramm der Abhängigkeit des Leerlaufstroms von der Anzahl der Windungen erstellen, können Sie in diesem Diagramm einen ziemlich scharfen Bruch sehen, der zeigt, dass für eine bestimmte Anzahl von Windungen sogar eine leichte Abnahme dieser zu führt ein starker Stromanstieg. Die Windungszahl kann also als optimal angesehen werden, wenn die Stromkurve ein wenig ns den Bruchpunkt nach oben erreicht. Als allgemeines Kriterium für die Qualität der hergestellten Primärwicklung kann das Fehlen einer merklichen Erwärmung des Transformatorkerns während des mehrstündigen Betriebs ohne Last angesehen werden. Ich möchte darauf hinweisen, dass der Versuch, den Transformator mit der "Spule-zu-Spule"-Methode zu wickeln, eine sehr mühsame Aufgabe ist. Es ist durchaus möglich, die Primärwicklung "in loser Schüttung" zu wickeln. Moderne Wickeldrähte mit ihrer zuverlässigen Lackisolierung ermöglichen diese Wickelmethode. Es ist nur erforderlich, die Gleichmäßigkeit der Verteilung der Windungen über die Oberfläche der Wicklung zu überwachen, um keine Bereiche mit einer erhöhten Potentialdifferenz zwischen den Windungen zu erzeugen. Damit ist die Primärwicklung fertig. Die Spulen werden befestigt, flexible Leitungen werden hergestellt und eine Isolierung aus einem nicht schmelzenden Material wird über die Spulen gelegt, die als Fluorkunststoffband von FT-3-Kondensatoren verwendet werden kann. Jetzt müssen wir die Abschirmung der Netzwerkwicklung durchführen. Am besten tun Sie dies mit dünner Kupferfolie, die Sie in einer Schicht auf die Oberfläche der neu hergestellten Netzwerkwicklung wickeln. Die Schirmwicklung hat nur einen Ausgang. der dann mit einem gemeinsamen (Masse-)Strombus verbunden ist. Auf keinen Fall darf die Schirmwicklung geschlossen werden, da dies sonst zum Tod Ihres Trafos führen würde. Zwischen den überlappenden Folienenden ist unbedingt eine zuverlässige Isolierung zu verlegen. Nachdem Sie die Abschirmwicklung isoliert haben, können Sie mit nicht weniger verantwortungsvollen Aufgaben fortfahren - dem Wickeln der sekundären Hochstromwicklung. Sein Design hängt von der Wahl der Gleichrichterschaltung ab. Wenn ein Brückengleichrichter verwendet werden soll, wird eine einfache Tapless-Wicklung gewickelt. Wenn im Transformatorfenster genügend freier Platz vorhanden ist, ist es wünschenswert, eine Zwei-Dioden-Zwei-Dioden-Vollweg-Gleichrichterschaltung und dementsprechend eine doppelte Sekundärwicklung mit einem Mittelanschluss zu verwenden. Die Verluste in der Wicklung und am Gleichrichter sind in diesem Fall geringer als im ersten Fall. Für eine leistungsstarke Sekundärwicklung wird meist ein dicker Kupferdraht mit mehreren Millimetern Durchmesser oder ein Kupferstab verwendet. Dies erschwert das manuelle Aufwickeln und kann die Isolierung der darunter liegenden Windungen beschädigen. In meinem Design habe ich eine Art "Litze" verwendet - ein Bündel aus mehreren zusammengefalteten Drähten mit einem Durchmesser von etwa 0,8 mm. Bei dieser Art des Wickelns ist es wichtig, die parallele Anordnung der einzelnen Drähte dieses Bündels zu überwachen, um keinen Fehlstrom zwischen den einzelnen Drähten der Wicklung zu verursachen. Eine wichtige Frage ist, für welche Spannung sollte die Sekundärwicklung berechnet werden? Die Antwort darauf hängt von vielen Faktoren ab. B. die Eigenschaften des Magnetkreises, die Kapazität des Gleichrichterfilterkondensators, die Grenzen möglicher Schwankungen der Netzspannung, die Eigenschaften des Spannungsstabilisators. Viele dieser Fragen lassen sich durch Experimentieren leichter beantworten als durch den Versuch, theoretisch zu rechnen. In jedem Fall ist es notwendig, sich auf die Größe der gleichgerichteten Spannung in der Größenordnung von 20 Volt zu konzentrieren. Das Erhöhen dieser Zahl ist nützlich, um die Stabilität der Ausgangsspannung aufgrund eines größeren Spannungsspielraums für die Stabilisierung zu erhöhen. Dies führt jedoch wiederum zu einem härteren thermischen Regime des Transformators und Stabilisators, zu der Notwendigkeit, Elektrolytfilterkondensatoren für eine höhere Spannung zu verwenden, dh teurer und größer. Mit einem Wort, hier ist es notwendig, die Regel des "goldenen Mittelwerts" einzuhalten und nicht zuzulassen, dass die Modi von Netzteilen unangemessen hohe Lastparameter erreichen. Nach der Prüfwicklung der Sekundärwicklung darf nicht vergessen werden, den Leerlaufstrom der Netzwicklung nochmals zu kontrollieren. Er sollte um nicht mehr als 5 - 10 mA ansteigen. Ferner ist es wünschenswert, die Qualität der Leistung jeder Stufe des Zusammenbaus der Leistungsvorrichtung zu überprüfen, indem sie auf ein Äquivalent geladen wird, das eine Girlande aus geeignet verbundenen Glühlampen sein kann. Ich habe alte 12-Volt-Fernlicht-Autolampen verwendet und beide Stränge parallel geschaltet. Eine Lampe in dieser Aufnahme "frisst" ungefähr 6A. Nachdem wir die Gleichrichterschaltung zusammen mit dem Filterkondensator zusammengebaut haben, messen wir die Belastbarkeit, die mittlere Spannung und die Brummspannung bei Nennlaststrom. Von größtem Interesse ist der Spannungswert am Minimum der Pulsationsperiode. Mit einem Oszilloskop gemessen, sollte sie weniger als drei Volt (min. Stabilisierungsspielraum) über der Ausgangsspannung des Stabilisators liegen und beträgt in unserem Fall 13,8 + 3 = 16,8 V. Es ist wichtig, die richtige Kapazität des Filterkondensators zu wählen. Normalerweise wird er um 100000 µF gewählt. Ich hatte Schwierigkeiten, einen solchen Kondensator zu kaufen, und erlangte die erforderliche Kapazität durch Parallelschaltung bestehender Kondensatoren. Es gelang mir, sie in allen Ecken und Winkeln des Gerätekörpers zu platzieren und die Kondensatoren mit Heißkleber festzukleben. Die Anschlüsse gleicher Pole müssen an einem Punkt in unmittelbarer Nähe des Ausgangssteckers mit Drähten verbunden werden. Sie können einen Kondensator mit geringerer Kapazität verwenden, es ist jedoch erforderlich, die Spannung der Sekundärwicklungen leicht zu erhöhen und die Welligkeitsspannung unter Last wie oben beschrieben zu kontrollieren. Als die Montage des Transformators und des Gleichrichters endlich abgeschlossen war, stand ich vor der modernen schwierigen Frage, eine Spannungsstabilisierungsschaltung auszuwählen. Einerseits gibt es viele Schaltungen mit Transistoren als Regelelement, andererseits wäre es verlockend, einen vollintegrierten Stabilisator einzusetzen. Die letztere Option wäre sowohl wegen ihrer Herstellbarkeit als auch wegen der durch die Mikroschaltung garantierten Qualitätsparameter vorzuziehen, wenn nicht wegen des Preises. Früher und heute verwende ich häufig KR142EN12-Mikroschaltkreise in meinen Designs. Sie sind gut für alle - Preis, Verfügbarkeit und ihre Parameter, sie haben keine Angst vor einem Kurzschluss. Nur hier ist die Strömung gering. Nur etwa zweieinhalb Ampere. Importierte Analoga unserer LM317T-Mikroschaltungen sind billiger, stabiler und leistungsstärker, halten drei Ampere, aber das ist noch lange nicht das, was benötigt wird. Noch früher habe ich, um die Leistung von Stabilisatoren zu erhöhen, die Schlussfolgerungen zweier solcher Mikroschaltkreise parallel geschaltet. Der maximale Strom stieg auch genau zweimal. In diesem Fall habe ich ein Experiment durchgeführt und bis zu neun Mikroschaltkreise parallel geschaltet und sie gleichmäßig auf einem gemeinsamen Kühler platziert. Nach dem Standardschema habe ich zwei Widerstände an einen gemeinsamen Steuerausgang angeschlossen und eine einfache Schaltung eingeschaltet. Die Ergebnisse des Belastungstests haben meine Annahmen voll und ganz gerechtfertigt - die hervorragenden Stabilisierungseigenschaften der Schaltung blieben die gleichen wie bei einer separaten Mikroschaltung, und der maximale Strom stieg proportional zu ihrer Anzahl.
Die im Stabilisator verwendeten Mikroschaltkreise sollten vor dem Einbau separat getestet werden. Die Ausgangsspannungen jedes Chips können sich um einen kleinen Betrag unterscheiden. Aber ich habe bewusst nicht versucht, Instanzen mit denselben Parametern auszuwählen, und wie folgt argumentiert - nehmen wir an, bei einem Strom von zwei Ampere funktioniert nur einer der neun Mikroschaltkreise. Aber wenn der Strom auf mehr als drei Ampere ansteigt, wird der geladene Chip eine Überlastung spüren. Die interne Kurzschlussschutzschaltung beginnt darin zu arbeiten, dh ihr Innenwiderstand steigt allmählich an und der fließende Strom wird auf die nächste Mikroschaltung umverteilt. Dies wird fortgesetzt, bis alle Mikroschaltkreise in den Spannungsstabilisierungsprozess einbezogen sind. Bei einem weiteren Anstieg des Stroms über den Nennwert hinaus wird ein schneller Abfall der Ausgangsspannung beobachtet - die Überlastschutzfunktion wird schließlich funktionieren. Ein solches Schema hat neben extremer Einfachheit und einem Minimum an verwendeten Elementen einen weiteren Vorteil - eine bessere Wärmeübertragung von Mikroschaltkreisen, die über den Kühler verteilt sind. In meinem Design wurden drei nadelförmige Strahler aus der horizontalen Abtastung von Elektronika 401-Fernsehern verwendet, die auf einer gemeinsamen Aluminiumbasis montiert sind. Für alle Fälle ist unter den Radiatoren ein Lüfter montiert, den Sie jedoch nicht einschalten müssen - die Kühlkörpertemperatur ist auch bei intensiver Arbeit an der Übertragung niedrig. Die Ausgangsspannung einer solchen Schaltung kann in einem sehr weiten Bereich eingestellt werden - von zwei bis zu mehreren zehn Volt. Tabelle 1 zeigt die Durchschnittswerte des Widerstandswerts des Regelwiderstands (3,3 kΩ-Verstellwiderstand) in Abhängigkeit von der erforderlichen Ausgangsspannung. Tabelle 1
Ich stelle fest, dass der Kühler mit Mikroschaltungen unbedingt vom Netzteilgehäuse isoliert werden muss. Es ist besser, das Gehäuse selbst nicht galvanisch mit dem Stabilisatorkreis zu verbinden, sondern es mit einer Schutzerde zu verbinden. Es ist wünschenswert, am Netzspannungseingang ein einfaches LC-Filter zu installieren. Es schützt den Transceiver vor Netzwerkstörungen. Der Betrieb der Stromversorgung wird durch zwei Lampen HL1 angezeigt - eine beliebige Neonröhre, HL2 - eine Glühlampe. Es wirkt auch als Entladewiderstand. An der Dauer des Leuchtens nach dem Ausschalten des Geräts vom Netz kann man die Qualität des Kondensators C5 und an der Helligkeit die Stabilität der Ausgangsspannung beurteilen. Abschließend möchte ich sagen, dass die Kosten für einen LM317-Chip in Moskau etwas mehr als 3 Rubel betragen - fast zweimal billiger als unser heimischer KR142EN12, aber überlegen in der Zuverlässigkeit. Autor: S. Makarkin, RX3AKT; Veröffentlichung: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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Kommentare zum Artikel: Nikolaus Danke, die Idee funktioniert [;)] Alexander wo hält der LM 317 3 A. laut Kennlinie 1,5A Alexander Guten Tag Nikolai. Wie viele Drähte mit einem Durchmesser von 0.8 hast du in der Sekundärwicklung verwendet?
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