Proportionaler Spannungsregler. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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

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In der Praxis der Elektrotechnik besteht häufig der Bedarf an einer Stromversorgung mit einer über einen weiten Spannungsbereich einstellbaren Ausgangsspannung. Oftmals gilt es, das Problem der Optimierung der Anzahl der Ausgänge, des Regelbereichs und des Schaltschritts zu lösen.

Ich schlage eine Methode zur Berechnung und zum Aufbau eines Wechselspannungsreglers mit Schaltabgriffen aus den Primär- und Sekundärwicklungen eines Leistungstransformators vor, bei dem die Spannungsänderung im Regelungsschritt proportional zum Wert der eingestellten Spannung ist. Der Schritt ist eine Potenzgesetzabhängigkeit des Verhältnisses der Ausgangsspannungen (Maximum und Minimum) von der Anzahl der Steuerstufen und Schalterpositionen. Der Spannungsänderungskoeffizient in jedem Regelschritt ist über den gesamten Regelbereich konstant.

Die zufriedenstellendste Lösung kann sein, wenn eine größere Anzahl von Steuerschritten mit einer kleinen Anzahl von Schaltvorgängen erhalten wird, indem die Anzahl der geschalteten Anzapfungen der Primärwicklung mit der Anzahl der geschalteten Anzapfungen der Sekundärwicklung multipliziert wird, wobei der Regulierungsschritt mit zunehmender Bewegung zunimmt zu höheren Ausgangsspannungen.

Um die Windungszahl des Leistungstransformators eines solchen Reglers zu berechnen, sind folgende Ausgangsdaten erforderlich:

• die Anzahl der Windungen pro 1 V der Netzwerkwicklung, w1 (die Anzahl der Windungen pro 1 V wird bei der allgemeinen Berechnung des Transformators bestimmt);
• Windungszahl pro 1 V der Sekundärwicklung, w2;
• maximale Ausgangsspannung des Reglers, Um;
• minimale Ausgangsspannung des Reglers, Um;
• Anzahl der Abgriffe von der Netzwerkwicklung, N1;
• Anzahl der Anzapfungen der Sekundärwicklung, N2 (die Anzahl der Anzapfungen entspricht in beiden Fällen der Anzahl der Positionen der vorhandenen Schalter).

Anhand dieser Daten ermitteln wir den Koeffizienten zur Berechnung der optimalen Windungszahl pro Anzapfung in der Primärwicklung

К1=[Uм/Um] 1/(N1N2 -1).

Die Anzahl der Windungen in der Netzwerkwicklung vor den Abgriffen von der 1. bis zur N1

Wsj = 220w1K1(j-1),

wobei j die Seriennummer des Abgriffs von der Netzwerkwicklung ist.

Koeffizient zur Berechnung der Windungszahl für Abgriffe in der Sekundärwicklung

K2 = K1N1.

Anzahl der Windungen in der Sekundärwicklung vor den Anzapfungen von 1. bis N2

W2i = w2UмK1(N1-1) К2(i-1),

wobei i die Seriennummer des Abgriffs von der Sekundärwicklung ist.

Wenn die Sekundärwicklung auf einer Diodenbrücke arbeitet, bestimmen wir die Anzahl der Windungen an den Anzapfungen in der Sekundärwicklung, um gleichgerichtete Spannungen zu erhalten, die den berechneten entsprechen

W2i = w2(2 + UmK1(iN1 - 1).

Reglerausgangsspannung für jede Schalterkombination

Uout = 220 W2i w1/(W1j w2).

Als Beispiel werden die Ergebnisse der Berechnung eines Proportionalreglers für 20 Spannungen von 3 bis 36 V anhand von Schaltern für 4 Positionen in der Netzwicklung und 5 Positionen in der Sekundärwicklung angegeben (Abb. 1, a). Die Berechnung wurde für einen Leistungstransformator auf dem Kern des TS-180-Transformators aus der Stromversorgung von Röhrenfernsehern mit einer Windungszahl pro Volt von 3,4 für die Netzwicklung und 3,65 für die Sekundärwicklung durchgeführt.

Die Positionen des Sekundärwicklungsschalters und die Anzahl der Windungen der Anzapfungen sind in Tabelle 1 angegeben.

Tabelle 1

Die Positionen des Schalters der Netzwerkwicklung P1, die Anzahl der entsprechenden Anzapfungen B1 und die Anzahl der Windungen dieser Anzapfungen N1 sind in Tabelle 2 angegeben.

Tabelle 2

Ausgangsspannung V

Die Ausgangsspannung eines solchen Reglers ist immer gleich der Zahl, die sich „im Fadenkreuz“ der Positionsnummern der Schalter der Netz- und Sekundärwicklungen befindet. Transformatorkern aus TS-180. In der Netzwicklung 3,4 Vit/V mit Anzapfungen von 1083; 900; 748. Im Sekundarbereich: 3,6 Vit/s; Kurven von 15; 26; 46; 80; 140.

Abbildung 1, b zeigt ein Beispiel für die Position beider Schalter und die Reihenfolge des Ablesens der eingestellten Ausgangsspannung anhand der Nummern der Schalterpositionen. Die berechneten Daten gelten für einen Regler an einem Transformator mit einem Kern aus TS-180, mit Windungen für ein Volt – 3,4 in der Netzwicklung und 3,5 in der Sekundärwicklung und mit Schaltern für drei Positionen in der Netzwicklung und 5 Positionen in der Sekundärwicklung.

Abbildung 2a zeigt ein Diagramm eines proportionalen Spannungsreglers, der auf der Basis eines TS-180-Transformators ohne Umspulen seiner Primärwicklungen hergestellt wurde.

Die Anzahl der Windungen zu Abgriffen in den Sekundärwicklungen der Abschnitte T1:

In Netzwicklungen dienen zum Schalten während der Regelung zwei Klemmen für 110 und 127 V. Das Windungsverhältnis in der Primärwicklung beträgt K1 = 1,1547, und da der Schalter in der Netzwicklung zwei Stellungen hat, ist K2 = 1,33. Der volle Regelbereich wird durch die Anzahl der Schalterstellungen in der Sekundärwicklung bestimmt. Eine Extremspannung wird angegeben, die zweite ergibt sich aus der Berechnung

Ub / Um \u1d K2 (2N1-XNUMX).

Abbildung 2b zeigt die Ausgangsspannungen eines solchen Reglers mit einem Sekundärwicklungsschalter mit 5 Positionen und einer Oberspannung von 28 V.

Elektrolytkondensatoren zur Filterung der gleichgerichteten Spannung müssen mindestens 40 % höher sein als die Nennbetriebsspannung der höchsten Ausgangsspannung.

Autor: A. N. Romanenko

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