Netzgleichrichter - Spannungs- und Stromstabilisator. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Überspannungsschutz

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Eines der Hauptprobleme bei der Entwicklung eines Netzgleichrichters ist die Begrenzung der Amplitude des Ladestroms des Glättungskondensators zum Zeitpunkt des Anschlusses an das Netz. Bei Gleichrichtern kleiner Leistung wird dazu am Eingang ein Strombegrenzungswiderstand oder Thermistor eingebaut. Bei leistungsstärkeren Geräten wird zur Effizienzsteigerung der Begrenzungswiderstand mit einem Relaiskontakt oder einem Trinistor überbrückt, wenn die Spannung am Glättungskondensator einen Wert erreicht, bei dem die Amplitude der weiteren Ladestromimpulse den zulässigen Wert nicht mehr überschreitet.

Das Schema der vorgeschlagenen Vorrichtung ist in Abb. 1 dargestellt. 1. Die gesteuerte Gleichrichterbrücke besteht aus zwei Trinistoren VS2, VS2 und zwei Dioden VD4, VD5. Kondensator C16 - Glättung. Widerstand R1 - Laststromsensor. Die Dioden VD3 und VD2 bilden zusammen mit den Dioden VD4 und VD1 eine ungesteuerte Gleichrichterbrücke, die verwendet wird, um die SCR-Steuereinheit mit Energie zu versorgen, die die verbleibenden Elemente enthält. Die Öffnungsspannung an den Steuerelektroden der Trinistoren wird abwechselnd über die Dioden VD5, VD3 oder VD6, VD2 zugeführt, abhängig von der Polarität der Halbwelle der Netzspannung, wenn das Analog des Trinistors an den Transistoren VT3 und VT3 montiert ist wird durch die Spannung geöffnet, die der Basis des Transistors VT9 über den Widerstand R1 zugeführt wird, wenn der Transistor VTXNUMX geschlossen ist.

Der Kondensator C1 wird in den Scheiteln der Halbwellen auf die Spannung UC1 aufgeladen:

Uc1 = Ähm - Uvd8,

wo Um - Netzspannungsamplitude; Uvd8 - Stabilisierungsspannung der Zenerdiode VD8 (ca. 7,5 V).

In den Pausen zwischen den Impulsen des Ladestroms nimmt die Spannung am Kondensator C1 infolge der Entladung über den Widerstand R1 um dUc2 ab. Der Kondensator C3 wird auf die Spannung Uvd8 aufgeladen, wenn die momentane gleichgerichtete Netzspannung U Um – (Uvd8 – Uc1) überschreitet. Der Kondensator C3 wird über die Diode VD10 entladen, wenn das Analog des Trinistors VT2VT3 geöffnet wird.

Unter Vernachlässigung des Spannungsabfalls an offenen pn-Übergängen können wir sagen, dass der Widerstandsteiler R4-R6 die Spannungsdifferenz U-Uc5 erhält. Wenn diese Differenz auf den eingestellten Wert dU sinkt, schließt der Transistor VT1 und ermöglicht das Einschalten des Analogons des Thyristors VT2VT3 und der Thyristoren VS1 und VS2. Der dU-Wert wird durch Ändern der Position des Schiebers des Trimmwiderstands R5 angepasst.

Der Widerstandswert des Widerstands R2 beeinflusst die Position des Ladebeginns des Kondensators C3 relativ zum Beginn der Halbwelle der Netzspannung und bestimmt zusammen mit der Spannung Uvd8 auch den maximal möglichen Öffnungswinkel der Trinistoren als der maximale Pegel der Ausgangsspannungswelligkeit.

Der Kondensator C2 eliminiert die Möglichkeit eines vorzeitigen Öffnens der Trinistoren nach dem Moment, in dem sie an das Netzwerk angeschlossen sind, bis die erforderliche Spannung am Kondensator C1 aufgebaut ist. Der Widerstand R3 entlädt den Kondensator C2, nachdem das Gerät ausgeschaltet wurde. Das minimale Zeitintervall (ca. 5 s) vor dem Wiedereinschalten hängt von seinem Nennwert ab.

Die Kaskade am Transistor VT4 sorgt für eine Stabilisierung der Ausgangsspannung und des Ausgangsstroms und reduziert gegebenenfalls den Wert von dU, der durch die Position des Schiebers des Widerstands R5 bestimmt wird. Die Ausgangsspannung wird durch Verschieben des Trimmerwiderstands R14 im Bereich von Null bis zum Maximum Um - Uvd8 - dUc1 - dU (ca. 250 V) geregelt.

Wenn die Spannung am Laststromsensor - Widerstand R16 - 0,6 V überschreitet, öffnet der Transistor VT4, wodurch die Ausgangsspannung abnimmt, wodurch die Begrenzung und Stabilisierung des Laststroms gewährleistet wird. Wird diese Funktion nicht benötigt, wird der Widerstand R16 durch einen Jumper ersetzt.

Die meisten Elemente sind auf einer Leiterplatte aus einseitiger Glasfaserfolie montiert, deren Zeichnung in Abb. 2. Die Elemente der Gleichrichterbrücke (VS1, VS2, VD2, VD4) werden mit einer Sperrspannung von mindestens 300 V und mindestens einer doppelten Reserve des maximalen Durchlassstroms in Bezug auf den maximalen Laststrom ausgewählt. Bei den leistungsstärksten Dioden ist das Gehäuse mit der Kathode und bei Trinistoren mit der Anode verbunden, sodass es bequem ist, die VD2-Diode und den VS1-Trinistor auf demselben Kühlkörper zu montieren (ähnlich wie VD4 und VS2).

Kondensatoren C1 und C6 - K73 -17, C3 und C4 - jede Keramik oder Folie. Oxidkondensator C2 - K50 -29 oder ähnlich importiert. Glättungskondensator C5 - K50 -17, dessen Kapazität wie bei einem herkömmlichen Brückengleichrichter so gewählt ist, dass die Welligkeit der Ausgangsspannung den für die verwendete Last zulässigen Wert nicht überschreitet.

Die Zenerdioden VD8 und VD13 sind Mikropower mit einer Stabilisierungsspannung von 7 ... 10 V bei einem Mindeststrom von 0,1 mA. Zenerdioden KS175Ts, KS182Ts, KS191Ts, 2S175Ts, 2S182Ts, 2S191Ts sind geeignet. Im Extremfall können sie durch Transistoren der KT315-Serie mit beliebigem Buchstabenindex ersetzt werden (die Basis wird als Anode eingeschaltet, der Emitter - als Kathode bleibt der Kollektor frei).

Zunächst werden alle Elemente bis auf den Widerstand R8 und den Kondensator C5 auf der Platine montiert. An den Ausgang wird eine Last angeschlossen, beispielsweise eine Glühlampe mit einer Leistung von 100 ... 200 W. Das Gerät wird über einen Trenntransformator an das Netzwerk angeschlossen, und ein Oszilloskop prüft das Vorhandensein von Spitzenspannungsimpulsen an der Last, deren Abfall mit dem Ende der Halbwelle der Netzspannung zusammenfällt. Sie prüfen, ob die Amplitude der Impulse durch Bewegen des Motors des Abstimmwiderstands R5 eingestellt werden kann. Installieren Sie diesen Motor gemäß dem Diagramm in der unteren Position und schließen Sie den Kondensator C5, der mit einem zusätzlichen Widerstand mit einem Widerstand von 10 ... 20 Ohm in Reihe geschaltet ist, mit einer Leistung von mindestens 10 Watt an. Die Spannung am Kondensator C5 sollte in wenigen Sekunden allmählich auf etwa 290 V ansteigen, mit einem charakteristischen Sprung am Ende. Ist dies der Fall, wird der Kondensator C5 durch direktes Entfernen des Zusatzwiderstandes zugeschaltet und der Widerstand R8 eingebaut. Der Widerstandswert des Widerstands R16 wird für das erforderliche Niveau der Ausgangsstrombegrenzung ausgewählt.

Da die Schutzoperationsschwelle und die maximale Amplitude der Ausgangsspannungswelligkeit beide Spannungen dU und dUc1 bestimmen, steigen die Schwelle und die "Schärfe" der Schutzoperation, wenn der Widerstandswert des Widerstands R2 abnimmt. Durch die experimentelle Auswahl des Widerstandswerts des Widerstands können Sie das Verhältnis dieser Spannungen ändern und die erforderlichen Lasteigenschaften des Geräts erreichen.

Autor: V. Kaplun, Sewerodonezk, Gebiet Lugansk; Veröffentlichung: cxem.net

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