12-Volt-Netzteil mit Kurzschlussschutz. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Netzteile

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Dieses Netzteil ist einfach zu reproduzieren, zuverlässig vor unbeabsichtigten Kurzschlüssen geschützt, verfügt über eine stufenlose Anpassung der Ausgangsspannung von „Null“, Transistorkollektoren sind direkt am Kühler oder Gehäuse (Gehäusemasse) angebracht.

Der Block besteht aus einem Abwärtstransformator, einem Gleichrichter, einem Vergleichsgerät an einem Operationsverstärker, der einen Verbundtransistor steuert, und einer Schutzeinheit mit seiner Stromaufnahme (Abb. 1).

Fig. 1.

Der Abwärtstransformator sollte auf seine Leistungsabgabe überprüft werden. Dazu wird die Primärwicklung über eine Sicherung an ein 220-Volt-Netz angeschlossen, nachdem zuvor alle offenen Leitungsabschnitte isoliert wurden. Die Wechselspannung an der Sekundärwicklung sollte 20 Volt nicht überschreiten, da sonst nach dem Gleichrichter die Gleichspannung am Elektrolytkondensator 30 Volt überschreitet, den Grenzwert für die Operationsverstärker-Mikroschaltung. Ein Voltmeter wird parallel zu den Anschlüssen der Sekundärwicklung des Transformators geschaltet und kurzzeitig mit einem leistungsstarken 20-Ohm-Widerstand kurzgeschlossen. Der Strom durch den Widerstand beträgt etwa 1 Ampere. Normalerweise reicht das, aber „Geschmackssache“. Wenn sich die Messwerte des Voltmeters leicht verändert haben und die Leistung zufriedenstellend ist, ist der Test abgeschlossen.

Im Gleichrichter ist es besser, die Mikrobaugruppe KTs-402 oder KTs-405 mit einem beliebigen Buchstabenindex zu verwenden. Dann wird die konstante Spannung am Ausgang aufgrund der gleichen Parameter der Brückendioden „schöner“. Wenn hohe Blockströme erforderlich sind, wird die Gleichrichterbrücke aus einzelnen leistungsstarken Dioden aufgebaut.

Der Komparator (siehe Abb. 1) besteht aus einem Operationsverstärker DA1 und einer Messbrücke bestehend aus den Widerständen R5-R7 und einer Zenerdiode VD2. Eine Spannungsänderung am Ausgang des Netzteils führt zu einem Ungleichgewicht in der Messbrücke. Der Operationsverstärker verstärkt die Ungleichgewichtsspannung, indem er die Spannung am Lastwiderstand R4 ändert. Da diese Last jedoch konstant ist, ändert sich der durch die Mikroschaltung fließende Strom. Dieser Strom eignet sich hervorragend zur Ansteuerung eines Regeltransistors, da ein Transistor im Allgemeinen ein Stromelement ist. Die Idee einer nicht standardmäßigen Einbindung eines Operationsverstärkers ist [1] entnommen. Im Vergleichsgerät kann jeder Operationsverstärker verwendet werden, insbesondere wenn das Gerät in einem beliebigen Gerät als ungeregelter Spannungsregler verwendet wird. Die Spannung am Ausgang des Blocks entspricht dem Doppelten der Stabilisierungsspannung der angelegten Zenerdiode (dieses Verhältnis kann durch die Widerstände R5 und R6 geändert werden). Wenn Sie die Spannung von mehr als 30 Volt stabilisieren müssen, müssen Sie eine VD3-Zenerdiode (dargestellt in der gestrichelten Linie) installieren, die die Überspannung am Operationsverstärker löscht. In diesem Fall muss der Widerstandswert des Widerstands R7 auf den Nennbetriebsstrom der Zenerdiode VD2 ausgelegt sein. Ein Operationsverstärker mit offenem Regelkreis kann mit Strom versorgt werden, was die Einfügung des Kondensators C4 erfordert.

Nicht alle Operationsverstärker sind für die einstellbare Blockoption geeignet (siehe Abbildung 2). Es ist darauf zu achten, dass beim Absenken der Ausgangsspannung durch das Potentiometer R7 auf „Null“ der Stabilisierungsvorgang nicht abbricht. Andernfalls liegt am Ausgang des Gerätes die volle Spannung des Gleichrichters an.

Fig. 2.

Die Schutzeinheit besteht aus einem Shunt und einem Trinistor 2U107A. Der durch den Shunt fließende Strom erzeugt einen proportionalen Spannungsabfall an ihm. Sobald die Spannung einen bestimmten Wert erreicht, öffnet sich der Trinistor und bringt die Ausgleichsbrücke R5-R8 aus dem Gleichgewicht (Abb. 2). Dann schließt der Verbundtransistor VT1-VT2 und der Strom durch die Blocklast stoppt. Um den Schutz wieder in den ursprünglichen Zustand zu versetzen, wird die SB1-Taste verwendet. Hier sollten Sie keinen Kippschalter oder Schalter verwenden: Sie können vergessen, den Schutz einzuschalten. Wenn Sie den maximalen Strom erhalten möchten, können Sie einfach die Taste gedrückt halten. Als Shunt wurde ein Stück Manganindraht verwendet. Der Querschnitt und die Länge des Drahtes werden experimentell in Abhängigkeit vom erforderlichen Strom und der Schutzschwelle ausgewählt. Der Trinistor 2U107A erwies sich hinsichtlich Empfindlichkeit, Geschwindigkeit und Betriebszuverlässigkeit als die erfolgreichste Wahl. Andere Trinistoren lieferten nicht das gewünschte Ergebnis.

Ein Verbundtransistor kann aus beliebigen Transistoren zusammengesetzt werden, vorbehaltlich der allgemeinen Regeln, zum Beispiel: VT1-KT808A, VT2-KT815A. Der Trimmerwiderstand R3 (Abb. 1) wird verwendet, um den Verbundtransistor auf maximale Stromabgabe einzustellen. Dazu sollten Sie den Ausgang des Netzteils mit einem Lastwiderstand (z. B. 12 Ohm) kurzschließen und R3 auf eine kleinere Abweichung der Ausgangsspannung einstellen.

Darauf aufbauend wurde ein bipolares Labornetzteil zusammengestellt (siehe Abb. 3 und Foto 1-3). Der obere Stabilisator gemäß dem Schema ist bequem ohne Schutz zu verwenden. Zusammen mit dem unteren Stabilisator erhalten Sie eine Spannung von bis zu 25 Volt, plus Überlastschutz. Der Transistor VT1 muss mit einer Glimmerdichtung vom Kühler isoliert werden.

Reis. 3 (zum Vergrößern anklicken)

Die Details des Netzteils sind auf einer Leiterplatte mit den Maßen 80x110 mm montiert. Der Blockkörper besteht aus einseitiger Glasfaserfolie mit einer Größe von 235 x 100 x 160 mm. Die Körperteile werden mit Zinn zusammengehalten. Der obere Deckel des Koffers ist mit dreieckigen Zwickeln verstärkt. Die Vorder- und Rückwände werden mit Rechtecken an der Palette befestigt. In sie werden Löcher gebohrt und von innen M3-Muttern angelötet, um die Abdeckung zu befestigen.

Fig. 4.

Die Zwischenplatte wird mit einer Schraube und einer Mutter durch ein in der Mitte gebohrtes Loch an der Frontplatte befestigt. Auf dem falschen Panel werden LEDs angezeigt: Rot – leuchtet, wenn der Schutz ausgelöst wird, Grün – zeigt an, dass das Gerät mit dem Netzwerk verbunden ist. Für das Voltmeter und das Milliamperemeter sind Löcher ausgeschnitten. Das Milliamperemeter wird durch einen Shunt auf die volle Auslenkung des Pfeils und den Schutzbetrieb bei einem Strom von 300 Milliampere eingestellt. Ein solcher Schutz funktioniert sofort und schont mehr als ein Gerät.

Fig. 5.

Auf der Rückseite befinden sich Strahler mit den Transistoren VT1 und VT3, eine Sicherung, Ausgangsspannungsklemmen, ein Kippschalter zum Einschalten der Stromversorgung des Netzwerks, ein Kippschalter zum Schalten eines Voltmeters und eine Taste „Reset-Schutz“.

Literatur

1. Zeitschrift "Radio", 1986 Nr. 9, S. 48.

Autor: M. Faizullin (UA9WNH/9), faizul@rambler.ru; Veröffentlichung: cxem.net

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