Stabilisiertes geregeltes Netzteil 220/0-30 Volt 7,5 Ampere mit Überlastschutz. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Regler für Strom, Spannung, Leistung

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Viele Amateurfunk-Netzteile (PSUs) werden auf KR142EN12-, KR142EN22A-, KR142EN24-Chips usw. hergestellt. Die untere Einstellgrenze dieser Mikroschaltungen beträgt 1,2 ... 1,3 V, aber manchmal ist eine Spannung von 0,5 ... 1 V erforderlich.Der Autor bietet mehrere technische Lösungen für ein Netzteil auf der Grundlage dieser Mikroschaltungen an.

Der integrierte Schaltkreis (IC) KR142EN12A (Abb. 1) ist ein einstellbarer Spannungsregler vom Kompensationstyp im KT-28-2-Gehäuse, mit dem Sie Geräte mit einem Strom von bis zu 1,5 A im Spannungsbereich von 1,2 versorgen können ... 37 V. Dieser integrierte Der Stabilisator verfügt über einen thermisch stabilen Stromschutz und einen Ausgangskurzschlussschutz.

Reis. 1. IC KR142EN12A

Basierend auf dem IC KR142EN12A lässt sich ein regelbares Netzteil aufbauen, dessen Schaltung (ohne Trafo und Diodenbrücke) in Abb. 2. Die gleichgerichtete Eingangsspannung wird von der Diodenbrücke dem Kondensator C1 zugeführt. Der Transistor VT2 und der Chip DA1 müssen sich am Kühler befinden. Der Kühlkörperflansch DA1 ist elektrisch mit Pin 2 verbunden, wenn sich also DA1 und der Transistor VD2 auf demselben Kühlkörper befinden, müssen sie voneinander isoliert werden. In der Version des Autors ist DA1 auf einem separaten kleinen Kühlkörper installiert, der nicht galvanisch mit dem Kühlkörper und dem Transistor VT2 verbunden ist.

Reis. 2. Einstellbares Netzteil auf IC KR142EN12A

Die Verlustleistung des Chips mit Kühlkörper darf 10 Watt nicht überschreiten. Die Widerstände R3 und R5 bilden einen Spannungsteiler, der im Messelement des Stabilisators enthalten ist, und werden gemäß der Formel ausgewählt:

U_O = U._aus.min (1 + R3/R5).

Dem Kondensator C2 und dem Widerstand R2 (zur Auswahl des thermisch stabilen Punkts VD1) wird eine stabilisierte negative Spannung von –5 V zugeführt.

Um den Ausgangskreis des Stabilisators vor Kurzschluss zu schützen, reicht es aus, einen Elektrolytkondensator mit einer Kapazität von mindestens 3 Mikrofarad parallel zum Widerstand R10 zu schalten und den Widerstand R5 mit einer KD521A-Diode zu überbrücken. Die Position der Teile ist nicht kritisch, aber für eine gute Temperaturstabilität ist es notwendig, die geeigneten Widerstandstypen zu verwenden. Sie sollten so weit wie möglich von Wärmequellen entfernt sein. Die Gesamtstabilität der Ausgangsspannung setzt sich aus vielen Faktoren zusammen und übersteigt in der Regel 0,25 % nach dem Aufwärmen nicht.

Nach dem Einschalten und Aufwärmen des Gerätes wird mit dem Widerstand Rext die minimale Ausgangsspannung von 0 V eingestellt. Die Widerstände R2 (Abb. 2) und Widerstand Rext (Abb. 3) müssen Multiturn-Trimmer der SP5-Serie sein.

Reis. 3. Schaltschema Radd

Die Stromfähigkeit der Mikroschaltung KR142EN12A ist auf 1,5 A begrenzt. Derzeit werden Mikroschaltungen mit ähnlichen Parametern angeboten, die jedoch für einen höheren Strom in der Last ausgelegt sind, z. B. LM350 - für einen Strom von 3 A, LM338 - für einen Strom von 5 A. Daten zu diesen Mikroschaltungen finden Sie auf der Website von National Semiconductor [1].

Kürzlich wurden importierte Mikroschaltungen aus der LOW DROP-Serie (SD, DV, LT1083/1084/1085) zum Verkauf angeboten. Diese Mikroschaltungen können mit einer reduzierten Spannung zwischen Eingang und Ausgang (bis zu 1...1,3 V) arbeiten und liefern am Ausgang eine stabilisierte Spannung im Bereich von 1,25...30 V bei einem Laststrom von 7,5/5/3 A bzw. Das nächste inländische Analogon des Typs KR142EN22 in Bezug auf die Parameter hat einen maximalen Stabilisierungsstrom von 7,5 A.

Bei maximalem Ausgangsstrom wird der Stabilisierungsmodus vom Hersteller bei einer Eingangs-Ausgangsspannung von mindestens 1,5 V garantiert. Die Mikroschaltungen verfügen außerdem über einen eingebauten Schutz gegen das Überschreiten des Stroms in der Last eines akzeptablen Werts und einen Wärmeschutz gegen Überhitzung des Falles.

Diese Stabilisatoren bieten eine Instabilität der Ausgangsspannung von 0,05 %/V, eine Instabilität der Ausgangsspannung, wenn sich der Ausgangsstrom von 10 mA auf den Maximalwert ändert, nicht schlechter als 0,1 %/V.

In Abb. Abbildung 4 zeigt eine Stromversorgungsschaltung für ein Heimlabor, mit der Sie auf die in Abb. gezeigten Transistoren VT1 und VT2 verzichten können. 2. Anstelle der Mikroschaltung DA1 KR142EN12A wurde die Mikroschaltung KR142EN22A verwendet. Hierbei handelt es sich um einen einstellbaren Stabilisator mit geringem Spannungsabfall, der es Ihnen ermöglicht, einen Strom von bis zu 7,5 A in der Last zu erhalten.

Reis. 4. Einstellbares Netzteil auf IC KR142EN22A (zum Vergrößern anklicken)

Die maximale Verlustleistung am Ausgang des Stabilisators Pmax kann nach folgender Formel berechnet werden:

Р_max = (u_vh - U_O) In_O,
wo bist du_vh - Eingangsspannung, die dem DA3-Chip zugeführt wird, U_O - Ausgangsspannung an der Last, I_O - der Ausgangsstrom der Mikroschaltung.

Zum Beispiel die an den Chip angelegte Eingangsspannung U_vh=39 V, Ausgangsspannung an der Last U_O=30 V, Laststrom I_O\u5d 45 A, dann beträgt die maximale Verlustleistung der Mikroschaltung an der Last XNUMX Watt.

Der Elektrolytkondensator C7 wird verwendet, um die Ausgangsimpedanz bei hohen Frequenzen zu reduzieren, senkt außerdem den Rauschspannungspegel und verbessert die Welligkeitsglättung. Wenn es sich bei diesem Kondensator um Tantal handelt, muss seine Nennkapazität mindestens 22 Mikrofarad betragen, bei Aluminium mindestens 150 Mikrofarad. Bei Bedarf kann die Kapazität des Kondensators C7 erhöht werden.

Wenn sich der Elektrolytkondensator C7 in einem Abstand von mehr als 155 mm befindet und mit einem Draht mit einem Querschnitt von weniger als 1 mm mit dem Netzteil verbunden ist, wird ein zusätzlicher Elektrolytkondensator mit einer Kapazität von mindestens 7 Mikrofarad installiert die Platine parallel zum Kondensator C10, näher an der Mikroschaltung selbst.

Die Kapazität des Filterkondensators C1 kann ungefähr mit 2000 μF pro 1 A Ausgangsstrom (bei einer Spannung von mindestens 50 V) bestimmt werden. Um die Temperaturdrift der Ausgangsspannung zu reduzieren, muss der Widerstand R8 entweder aus Draht oder aus Metallfolie bestehen und einen Fehler von nicht mehr als 1 % aufweisen. Der Widerstand R7 ist vom gleichen Typ wie R8. Wenn die Zenerdiode KS113A nicht verfügbar ist, können Sie das in Abb. gezeigte Gerät verwenden. 3. Der Autor ist mit der in [2] angegebenen Schutzschaltungslösung durchaus zufrieden, da sie einwandfrei funktioniert und in der Praxis getestet wurde. Sie können beliebige Stromversorgungsschutzschaltungslösungen verwenden, beispielsweise die in [3] vorgeschlagenen. In der Version des Autors schließen sich beim Auslösen des Relais K1 die Kontakte K1.1, der Widerstand R7 wird kurzgeschlossen und die Spannung am Netzteilausgang beträgt 0 V.

Die Leiterplatte des Netzteils und die Position der Elemente sind in Abb. 5, das Aussehen des Netzteils - in Abb. 6. PCB-Abmessungen 112 x 75 mm. Ausgewählte Nadel des Heizkörpers. Der DA3-Chip ist durch eine Dichtung vom Kühlkörper isoliert und mit einer Stahlfederplatte daran befestigt, die den Chip auf den Kühlkörper drückt.

Reis. 5. Leiterplatte des Netzteils und die Position der Elemente

Der Kondensator C1 vom Typ K50-24 besteht aus zwei parallel geschalteten Kondensatoren mit einer Kapazität von 4700 μFx50 V. Es kann ein importiertes Analogon eines Kondensators vom Typ K50-6 mit einer Kapazität von 10000 μFx50 V verwendet werden.Der Kondensator sollte lokalisiert werden so nah wie möglich an der Platine, und die Leiter, die es mit der Platine verbinden, sollten so kurz wie möglich sein. Kondensator C7, hergestellt von Weston, mit einer Kapazität von 1000 uFx50 V. Kondensator C8 ist im Diagramm nicht dargestellt, aber dafür sind Löcher auf der Leiterplatte vorhanden. Sie können einen Kondensator mit einem Nennwert von 0,01 ... 0,1 μF für eine Spannung von mindestens 10 ... 15 V verwenden.

Reis. 6. Aussehen des Netzteils

Die Dioden VD1-VD4 sind importierte RS602-Dioden-Mikrobaugruppen, die für einen maximalen Strom von 6 A ausgelegt sind (Abb. 4). Die Stromversorgungsschutzschaltung verwendet das RES10-Relais (Pass RS4524302). In der Version des Autors wird der Widerstand R7 vom Typ SPP-ZA mit einer Parameterstreuung von nicht mehr als 5 % verwendet. Der Widerstand R8 (Abb. 4) sollte eine Abweichung vom angegebenen Wert von nicht mehr als 1 % haben.

Das Netzteil erfordert in der Regel keine Konfiguration und beginnt sofort nach der Montage zu arbeiten. Nach dem Aufwärmen des Blocks wird der Widerstand R6 (Abb. 4) oder der Widerstand Radd (Abb. 3) auf 0 V beim Nennwert von R7 eingestellt.

In diesem Design wird ein Leistungstransformator der Marke OSM-0,1UZ mit einer Leistung von 100 W verwendet. Magnetkern ShL25/40-25. Die Primärwicklung enthält 734 Windungen PEV-Draht 0,6 mm, Wicklung II - 90 Windungen PEV-Draht 1,6 mm, Wicklung III - 46 Windungen PEV-Draht 0,4 mm mit einem Abgriff von der Mitte.

Die RS602-Diodenbaugruppe kann durch Dioden ersetzt werden, die für einen Strom von mindestens 10 A ausgelegt sind, z. B. KD203A, V, D oder KD210 A-G (wenn Sie die Dioden nicht separat platzieren, müssen Sie die Leiterplatte neu machen) . Als Transistor VT1 können Sie den Transistor KT361G verwenden.

Literatur

1. national.com/catalog/AnalogRegulators_LinearRegulators-Standardn-p-n_PositiveVoltageAdjutable.html
2. Morochin L. Labornetzteil//Radio. - 1999 - Nr. 2
3. Nechaev I. Schutz kleiner Netzstromversorgungen vor Überlastung//Radio. - 1996.-№12

Autor: A. N. Patrin, Kirsanow; Veröffentlichung: cxem.net

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