Leistungsstarkes bipolar stabilisiertes Netzteil 2x44 Volt 4 Ampere pro Kanal. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Netzteile

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In der Amateurfunkliteratur wurde immer wieder die Meinung geäußert, dass der UMZCH aus einer stabilisierten Stromquelle betrieben werden müsse, um einen natürlicheren Klang zu gewährleisten. Tatsächlich kann die Spannungswelligkeit einer unstabilisierten Quelle bei maximaler Ausgangsleistung des Verstärkers mehrere Volt erreichen. In diesem Fall kann die Versorgungsspannung durch die Entladung der Filterkondensatoren deutlich reduziert werden. Dies ist bei Spitzenwerten der Ausgangsspannung bei höheren Audiofrequenzen aufgrund der ausreichenden Kapazität der Filterkondensatoren nicht wahrnehmbar, wirkt sich jedoch bei der Verstärkung hochpegeliger Niederfrequenzanteile aus, da diese in einem Musiksignal eine lange Dauer haben . Dadurch haben die Filterkondensatoren Zeit, sich zu entladen, die Versorgungsspannung sinkt und damit die maximale Ausgangsleistung des Verstärkers. Wenn eine Verringerung der Versorgungsspannung zu einer Verringerung des Ruhestroms der Endstufe des Verstärkers führt, kann dies auch zum Auftreten zusätzlicher nichtlinearer Verzerrungen führen.

Andererseits erhöht die Verwendung einer stabilisierten Stromquelle, die nach einer herkömmlichen parametrischen Stabilisatorschaltung aufgebaut ist, den Stromverbrauch aus dem Netzwerk und erfordert die Verwendung eines Netzwerktransformators mit größerer Masse und größeren Abmessungen. Darüber hinaus besteht die Notwendigkeit, die von den Ausgangstransistoren des Stabilisators abgegebene Wärme abzuleiten UMZCH ist gleich der Verlustleistung der Ausgangstransistoren des Stabilisators, d. h. die Hälfte der Leistung wird verschwendet. Schaltspannungsstabilisatoren haben einen hohen Wirkungsgrad, sind jedoch recht aufwändig in der Herstellung, weisen ein hohes Maß an hochfrequenten Störungen auf und sind nicht immer zuverlässig.

Wenn an das Netzteil keine strengen Anforderungen an Spannungsstabilität und Welligkeit gestellt werden, kann als Stromquelle ein herkömmliches bipolares Netzteil verwendet werden, dessen Schaltplan in Abb. 1 dargestellt ist.

Die leistungsstarken Verbundtransistoren VT7 und VT8, die nach der Emitterfolgerschaltung geschaltet sind, sorgen dank der in der Transistorbasisschaltung installierten Zenerdioden VD5 - VD10 für eine recht gute Filterung der Welligkeit der Versorgungsspannung mit der Netzfrequenz und eine Stabilisierung der Ausgangsspannung. Die Elemente LI, L2, R16, R17, C11, C12 eliminieren die Möglichkeit der Hochfrequenzerzeugung, deren Tendenz durch die große Stromverstärkung der Verbundtransistoren erklärt wird. Die Größe der vom Netztransformator gelieferten Wechselspannung wird so gewählt, dass bei der maximalen Ausgangsleistung des UMZCH (was einem Strom in der Last von 4A entspricht) die Spannung an den Filterkondensatoren C1 – C8 auf etwa 46 sinkt. ..45 V. In diesem Fall wird der Spannungsabfall an den Transistoren VT7, VT8 4 V nicht überschreiten und die Verlustleistung der Transistoren beträgt 16 W. Wenn die von der Stromquelle verbrauchte Leistung abnimmt, nimmt der Spannungsabfall an den Transistoren VT7, VT8 zu, aber die von ihnen verbrauchte Leistung bleibt aufgrund der Verringerung des Stromverbrauchs konstant. Das Netzteil fungiert als Spannungsstabilisator bei niedrigen und mittleren Lastströmen und bei maximalem Strom als Transistorfilter. In diesem Modus kann die Ausgangsspannung auf 42 bis 41 V sinken, die Ausgangswelligkeit erreicht 200 mV und der Wirkungsgrad beträgt 90 %.

Wie Prototyping gezeigt hat, können Sicherungen aufgrund ihrer Trägheit den Verstärker und das Netzteil nicht vor Stromüberlastungen schützen. Aus diesem Grund wurde ein Hochgeschwindigkeitsschutzgerät gegen Kurzschlüsse und Überschreitung des zulässigen Laststroms verwendet, das auf den Transistoren VT1-VT6 aufgebaut ist. Darüber hinaus werden die Schutzfunktionen bei Überlastungen positiver Polarität durch die Transistoren VT1, VT2, VT5 und die Widerstände Rl, R3, R5 übernommen. R7 - R9, R13 und Kondensator C9 und negativ - Transistoren VT4, VT3, VT6, Widerstände R2, R4, R6, R10-R12, R14 und Kondensator C10.

Betrachten wir den Betrieb des Geräts bei Überlastungen mit positiver Polarität. Im Ausgangszustand bei Nennlast sind alle Transistoren des Schutzgerätes geschlossen. Mit zunehmendem Laststrom beginnt der Spannungsabfall am Widerstand R7 zuzunehmen, und wenn er den zulässigen Wert überschreitet, beginnt der Transistor VT1 zu öffnen, gefolgt von den Transistoren VT2 und VT5. Letztere reduzieren die Spannung an der Basis des Regeltransistors VT7 und damit die Spannung am Ausgang des Netzteils. Darüber hinaus führt ein Spannungsabfall am Ausgang des Netzteils aufgrund der positiven Rückkopplung durch den Widerstand R13 zu einer Beschleunigung des weiteren Öffnens der Transistoren VT1, VT2, VT5 und zum schnellen Schließen des Transistors VT7. Wenn der Widerstandswert des positiven Rückkopplungswiderstands R13 klein ist, wird nach dem Auslösen der Schutzvorrichtung die Spannung am Ausgang des Netzteils auch nach dem Ausschalten der Last nicht wiederhergestellt. In diesem Modus wäre es notwendig, einen Startknopf vorzusehen, der beispielsweise den Widerstand R13 für kurze Zeit nach dem Auslösen des Schutzes und beim Einschalten der Stromversorgung abschaltet. Wenn jedoch der Widerstandswert des Widerstands R13 so gewählt wird, dass bei einem Kurzschluss der Last der Strom nicht Null ist, wird die Spannung am Ausgang des Netzteils nach dem Auslösen der Schutzvorrichtung wiederhergestellt, wenn der Laststrom abnimmt auf einen sicheren Wert. In der Praxis wird der Widerstandswert des Widerstands R13 auf einen Wert gewählt, der ein sicheres Einschalten der Stromversorgung gewährleistet und gleichzeitig den Kurzschlussstrom auf 0,1...0,5 A begrenzt. Der Ansprechstrom des Schutzgeräts wird durch den Widerstand R7 bestimmt. Bei Überlastungen mit negativer Polarität funktioniert die Stromversorgungsschutzeinrichtung auf ähnliche Weise.

Aufbau und Details

Alle Teile der Stromversorgung sind auf einer Platine untergebracht. Die Ausnahme bilden die Transistoren VT7, VT8 der Zitiereinheit, die auf separaten Kühlkörpern mit einer Ableitungsfläche von 300 cm platziert sind² jeden. Die Spulen LI, L2 des Netzteils (Abb. 3) enthalten 30-40 Windungen des Drahtes PEV-1 1,0, die auf den Körper des Widerstands C5-5 oder MLT-2 gewickelt sind. Die Widerstände R7, R12 des Netzteils sind ein Stück Kupferdraht PEL, PEV-1 oder PELSHO mit einem Durchmesser von 0,33 und einer Länge von 150 mm, das auf den Körper des MLT-1-Widerstands gewickelt ist. Der Leistungstransformator besteht aus einem toroidalen Magnetkern aus Elektrostahl E320, 0,35 mm dick, Bandbreite 40 mm, Innendurchmesser des Magnetdrahtes 80, Außendurchmesser 130 mm. Die Netzwerkwicklung enthält 700 Windungen PELSHO 0,47-Draht, die Sekundärwicklung enthält 2X130 Windungen PELSHO 1,2-Draht.

Jeder der KT825G-Transistoren kann durch die Verbundtransistoren KT814G, KT818G und KT827A durch die Verbundtransistoren KT815G, KT819G ersetzt werden. Anstelle der Zenerdioden KS515A können Sie in Reihe geschaltete Zenerdioden D814A (B, C, D, D) und KS512A verwenden.

Überprüfen Sie den Zustand der Stromversorgung

Dazu ersetzen Sie die Widerstände R7, R12 des Netzteils durch solche mit höherem Widerstand (ca. 0,2...0,3 Ohm) und prüfen die Funktionsfähigkeit des Netzteils des Schutzgeräts. Es sollte mit einem Laststrom von 1...2 A betrieben werden. Nachdem Sie sichergestellt haben, dass die Stromversorgung und der UMZCH normal funktionieren, installieren Sie die Widerstände R7, R12 mit dem im Schaltplan angegebenen Nennwiderstand und stellen Sie sicher, dass die Schutzvorrichtung dies nicht tut arbeiten.

Literatur

1. Lexine Valentin und Victor. Zur Sichtbarkeit nichtlinearer Verzerrungen eines Leistungsverstärkers. - Radio, 1984, Nr. 2, S. 33-35.
2. Solntsev Yu. Welches kg ist akzeptabel? – Radio, 1985, Nr. 2, S. 26-28.
3. Solntsev Yu. Hochwertiger Leistungsverstärker. - Radio, 1984, Nr. 5, S. 29-34.
4. Gumelya E. Qualität und Schaltung von UMZCH. - Radio, 1985, Nr. 9, S. 31-34.

Veröffentlichung: cxem.net

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