Transformatorloses Hochleistungsnetzteil für einen Amateursender. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Netzteile

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Die verlockende Idee, auf den großen und sehr schweren Leistungstransformator in der Stromversorgung des Sendeleistungsverstärkers zu verzichten, gibt Funkamateuren schon lange Rätsel auf. Besonders attraktiv ist diese Idee für die Teilnehmer von Funkexpeditionen, bei denen jedes zusätzliche Kilogramm Ausrüstungsmasse als „eigener Buckel“ empfunden wird.

In verschiedenen Amateurfunkpublikationen der vergangenen Jahre wurden Entwürfe transformatorloser Stromversorgungen veröffentlicht. Dabei handelte es sich jedoch in der Regel um Geräte mit relativ geringem Stromverbrauch, die für die Stromversorgung von Sendern mit einer Leistung von 100 ... 400 W ausgelegt waren und darüber hinaus einen Schutz gegen „falsches“ Einstecken des Netzsteckers in die Steckdose erforderten.

Der Einsatz moderner kleiner Elektrolytkondensatoren ermöglicht die Konstruktion und Herstellung eines leistungsstarken Hochspannungsnetzteils mit geringer Größe und geringem Gewicht. Die vorgeschlagene Version des Netzteils ist für einen Leistungsverstärker an einer GU-43B-Lampe ausgelegt, angeschlossen nach der gemeinsamen Kathodenschaltung mit einer Ausgangsleistung von 1,5 kW (Versorgung - 3 kW). Unter Verwendung einer Lampe gemäß dem Schema mit einer gemeinsamen Kathode wird bei diesem Stromversorgungsschema das Eingangssignal zum Steuergitter über einen HF-Transformator und nichts anderes geliefert.

Wenn jedoch ein Signal einfach über einen Kondensator angelegt wird, fällt aufgrund der Tatsache, dass der Ausgangskreis des Treibers galvanisch mit seinem Gehäuse verbunden ist, ein Wechselanteil des Netzes von 50 Hz ins Netz. Darüber hinaus führt dies zu einer Störung im Betrieb des Leistungsverstärkers. Bei einem gemeinsamen Stromkreis, bei dem das Steuergitter mit der Kathode verbunden ist, tritt dieses Problem jedoch nicht auf. Einige Merkmale des Schaltplans eines solchen Leistungsverstärkers mit transformatorloser Versorgung sind in Abb. dargestellt. 6.5.

Die obige Einschaltmethode erfordert keinen zusätzlichen Schutz gegen „falschen“ Anschluss an das Netzwerk (versehentliches Drehen des Netzsteckers, wenn „Phase“ und „Null“ verwechselt werden können), weil. Es besteht keine galvanische Verbindung der Stromkreise mit dem Gehäuse (dies ist bei Vollwellenvervielfachern nicht akzeptabel!). Es sollte jedoch noch einmal daran erinnert werden, dass dieses Netzteil lebensgefährliche Hochspannung erzeugt.

Gemäß den Sicherheitsvorschriften muss das Gehäuse des Radiosenders sicher mit einer guten Erdung verbunden sein. Zur persönlichen Sicherheit und zur Sicherheit anderer müssen Arbeiten an Hochspannungsversorgungen mit größter Sorgfalt durchgeführt werden und dürfen nur von erfahrenen und geschulten Funkamateuren durchgeführt werden. Bei diesem Netzteil handelt es sich um einen transformatorlosen Zehnfach-Spannungsvervielfacher-Gleichrichter.

Bei einer AC-Versorgungsspannung von 230 V beträgt die konstante Ausgangsspannung 32...40 V ohne Last und 3000 V bei einer Last von 1 A. Die von der Last aufgenommene Leistung beträgt 3 kW. Als Last wurde beim Test ein Satz leistungsstarker Widerstände mit einem Gesamtwiderstand von 3 kΩ und einer Gesamtleistung von 3 kW verwendet. Dieser Strom kann über einen längeren Zeitraum aus dem Netzteil entnommen werden, ohne dass eine Überhitzung seiner Teile befürchtet werden muss (z. B. beim Betrieb im FM-Modus). Beim Betrieb im SSB- oder CW-Modus ist der Spannungsabfall deutlich geringer und hängt vom Spitzenfaktor des SSB-Signals bzw. dem Tastverhältnis der Telegrafenpakete ab. Die Gesamtmasse des Netzteils beträgt 5,8 kg und ist damit deutlich geringer als die Masse einer ähnlichen Transformatoreinheit.

Die Multiplikatorschaltung ist symmetrisch, Vollwelle (Abb. 6.6).

Jeder Arm sorgt für eine Verfünffachung der Netzspannung. Um Störungen zu vermeiden, muss die Betriebsspannung der verwendeten Kondensatoren mit ausreichend Spielraum gewählt werden. Jeder Kondensator, mit Ausnahme von C1 und C1 ', besteht aus sechs Kondensatoren in Reihenparallelschaltung, die mit Widerständen überbrückt sind (Abb. 6.7).

Alle Kondensatoren, aus denen die Gesamtkapazität besteht, haben jeweils eine Kapazität von 470 Mikrofarad. Es werden Shunt-Widerstände mit jeweils 220 Watt und 800 kOhm verwendet. Gleichrichterdioden sind für eine Sperrspannung von mindestens 7 V und einen Betriebsstrom von mindestens XNUMX A ausgelegt.

Das Einschalten der Stromversorgung (siehe Abb. 6.6) erfolgt in zwei Schritten. Die Netzspannung wird zunächst über einen begrenzenden 50-Watt-Widerstand von 200 Ohm zugeführt und dann nach 5 ... 10 Sekunden durch die Kontakte des Relais K1.1 entweder durch Handschalter oder durch Kippschalter geschlossen. Durch das Einschalten des Relais entsteht ein einfacher selbstsperrender Schaltkreis, der die erforderliche Verzögerung erzeugt (im Diagramm nicht dargestellt). Das Ausschalten kann in umgekehrter Reihenfolge oder sofort erfolgen. Die Netzspannung wird über eine Sicherung oder einen Leistungsschalter für einen Auslösestrom von 15 A bereitgestellt. Zum Schutz vor unvorhergesehenen Ereignissen, beispielsweise einem internen Ausfall einer Lampe usw., sind zwischen den Geräten Hochspannungssicherungen für 2 A installiert Die Stromversorgung sowie die Last- und Begrenzungssicherungen liegen ständig an 50-Watt-Widerständen von 20 ... 30 Ohm.

Alle Kondensatoren außer C1 und C1 ', Dioden und Shunt-Widerstände sind auf zwei Leiterplatten aus 2 mm dickem Folienfiberglas untergebracht. Darüber hinaus ist jeder Arm des Multiplikators auf einer separaten Platine montiert. Auf Abb. In Abb. 6.8 zeigt eine der Platinen, auf der anderen, derselben Platine, gibt es eine umgekehrte Polarität von Kondensatoren und Dioden.

Die Größe jeder Platte beträgt 240 x 170 mm. Die Leiterbahnen auf den Platinen sind mit einer dicken Litze dupliziert (verlötet). Elektrolytkondensatoren, aus denen C2...C5 (C2'...C5') zusammengesetzt sind, werden bei 470 uF, 400 V eingesetzt. Sie haben einen Außendurchmesser von 35 mm und eine Höhe von 50 mm. Die Platten sind durch im Inneren montierte Keramikgestelle miteinander verbunden. Auf dem Chassis des Verstärkers ist die Kondensatoreinheit auf einer Isolierplatte aus dickem PTFE montiert.

Die Kondensatoren C1 und C1' 3300 uF, 400 V müssen gut vom Gehäuse isoliert und separat installiert werden. (Denken Sie daran, dass es sich um eine Hochspannung von 3000 V handelt – hier kommt es auf eine gute Isolierung an!). Bei Leistungsverstärkern ist eine galvanische Kopplung der Versorgungskreise und des Gehäuses grundsätzlich nicht zulässig.

Autor: Semjan A.P.

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