Wechselspannungsstabilisator. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Überspannungsschutz

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Bei der Stromversorgung elektronischer Geräte über das Stromnetz ist es häufig erforderlich, die Wechselspannung zu stabilisieren. Eine große Schwierigkeit beim Entwurf solcher Stabilisatoren besteht darin, eine sinusförmige Ausgangsspannung mit geringer nichtlinearer Verzerrung zu erhalten. Aus Sicht der praktischen Umsetzung dieser Anforderung sowie der Erhöhung der Geschwindigkeit und des Stabilisierungskoeffizienten sind Stabilisatoren mit einem Transistorsteuerelement am meisten zu bevorzugen.

Im beschriebenen Stabilisator (Abb. 9.1) besteht das Steuerelement aus den Transistoren VT1 und VT2, den Dioden VD2, VD3 und den Widerständen R1 ... R5. Wenn sich der Wert des durch die Diagonale der Gleichrichterbrücke VD1 fließenden Gleichstroms ändert, ändert sich auch der Wert des durch Abschnitt 1.1 der Spartransformatorwicklung fließenden Wechselstroms. Dadurch ändert sich der Wert der Wechselspannung am Abschnitt 1.2 der Wicklung. Durch die Einbeziehung des Regelelements wird dessen Einfluss auf die Form der Sinuskurve der Ausgangsspannung verringert. Die Widerstände R1...R4, die das Steuerelement überbrücken, reduzieren die Verlustleistung der Transistoren VT1, VT2.

(zum Vergrößern klicken)

Die wichtigsten technischen Eigenschaften des Stabilisators:

• Versorgungsspannung, V.....220 ±22;
• AC-Ausgangsspannung, V....220;
• Lastleistung, W.....130.....220;
• Instabilität der Ausgangsspannung bei den angegebenen Änderungen der Netzspannung und der Lastleistung, %, nicht mehr als ..... 0,5;
• Koeffizient der nichtlinearen Verzerrungen, %, nicht mehr.....6.

Der Transformator T2 dient der Stromversorgung des Gleichstromverstärkers und tritt gleichzeitig in den Gegenkopplungskreis ein. Die durch die Diodenbrücke VD5 gleichgerichtete Wicklungsspannung II wird dem Teiler R12 ... R14 zugeführt. Bei einer Erhöhung der Netzspannung oder einer Verringerung des an den Ausgang des Stabilisators angeschlossenen Laststroms steigt die Spannung an der Basis des VT5-Transistors und damit sein Kollektorstrom. Ungefähr im gleichen Maße nimmt auch der Kollektorstrom des Transistors VT4 ab.

Der Spannungsabfall am Widerstand R10 bleibt nahezu unverändert, da die Spannung an der Basis des Transistors VT4 stabilisiert wird. In diesem Fall steigt die Spannung am Kollektor VT4 und der durch den Transistor VT3 fließende Strom nimmt ab. Aufgrund eines Spannungsabfalls an der Basis des Transistors VT2 beginnt dieser zu schließen, die Spannung an seinem Kollektor steigt. Dies führt zum Schließen des Transistors VT1, da die Spannung an seiner Basis durch den Teiler R1, R2, R3, R4, VD2, R5 festgelegt wird. Die Diode VD3 schließt den Einfluss dieses Teilers auf die Basis des Transistors VT2 aus.

Durch die Erhöhung des Widerstands der Transistoren VT1, VT2 des Regelelements nimmt der Gleichstrom in der Diagonale der Gleichrichterbrücke VD1 und damit der Wechselstrom im Abschnitt 1.1 der Wicklung des Spartransformators T1 ab. was einer Erhöhung des Spannungsabfalls in Abschnitt 1.2 entspricht. Daher behält die Ausgangsspannung ihren ursprünglichen Wert. Wenn die Netzspannung sinkt oder der Laststrom steigt, steigt der Strom durch den Transistor VT3 und die Transistoren VT1 und VT2 öffnen dagegen noch mehr. Die Diode VD2 wird in diesem Fall durch die Spannung vom Widerstand R7 geschlossen. Die Diode VD3 sorgt für die vollständige Öffnung des Transistors VT1.

Der Transistor VT6, der Widerstand R11 und der Kondensator C2 bilden einen elektronischen Filter, der die Versorgungsspannung des Gleichstromverstärkers verzögert. Die Verzögerung ist notwendig, um den Ausgangsspannungsanstieg beim Einschalten des Stabilisators zu beseitigen. Die Begrenzung der Mindestlastleistung auf 130 W ist darauf zurückzuführen, dass bei geringerer Leistung und einer Netzspannung von mehr als 220 ... 225 V die Anfangsspannung aufgrund einer Verringerung des Spannungsabfalls über die festgelegte Toleranz ansteigt über den induktiven Widerstand des Abschnitts 1.2 des Netztransformators.

Gleichrichter. KTS405A (VD1) kann durch vier Dioden mit einer Sperrspannung von mindestens 600 V und einem gleichgerichteten Strom von 1 A ersetzt werden; KD906A (VD5) - Dioden mit einem Gleichstrom von mindestens 30 mA; Transistoren KT809A (VT1, VT2) - ähnlich wie beispielsweise KT812A, KT812B.

Die Transistoren VT3.VT6 können jede entsprechende Struktur mit geringer Leistung sein. Die Widerstände R1...R4 sind auf einer separaten Platine montiert, die sich unter dem Schalter SB1 befindet. Die Verlustleistung jedes der Transistoren VT1, VT2 beträgt 8 W, sie sind also auf separaten Kühlkörpern mit einer Oberfläche von 500 cm2 installiert. Die Gesamtleistung des Spartransformators T1 beträgt ca. 22 Watt. Sie können einen Spartransformator vom Tonbandgerät Mayak-202 verwenden (Magnetkreis ShL20x20, Wicklungsabschnitt 1.1 enthält 1364 Windungen PEV-2-0,31-Draht, Abschnitt 1.2 - 193 Windungen PEV-2-0,63-Draht). Der Transformator T2 basiert auf einem Magnetkreis. SHL16x16. Wicklung I enthält 2560 Windungen PEV-0,1-Draht, Wicklung II - 350 Windungen PEV-2-0,2-Draht mit einem Abgriff ab der 70. Windung (zur Stromversorgung der HL1-Anzeigelampe).

Das Stabilisatorgehäuse besteht am besten aus isolierendem Material. In den Verkleidungsplatten müssen Lüftungsöffnungen vorgesehen sein. Wenn das Gehäuse aus Metall besteht, muss darauf geachtet werden, alle stromführenden Teile und Leitungen zuverlässig davon zu isolieren.

Beim Aufbau wird zunächst durch Auswahl des Widerstands R11 eine Spannung von 12 V am Emitter des Transistors VT6 eingestellt (der Minuspol der VD5-Diodenbrücke dient als gemeinsamer Draht des Geräts). Gleichzeitig soll auf Basis des VT4-Transistors eine Spannung von ca. 8 V aufgebaut werden. An den Ausgang des Stabilisators wird eine Last angeschlossen. Es kann als Glühlampe mit einer Leistung von 150 ... 200 Watt dienen. Vom Laborspartransformator wird dem Eingang des Stabilisators eine Spannung von 220 V zugeführt und am Ausgang mit dem Widerstand R13 die Nennnetzspannung von 220 V eingestellt.

Der Spannungsabfall an jedem der Transistoren des Regelelements sollte 80...100 V betragen. Bei einer Änderung der Eingangsspannung um ±22 V sollte die Spannung am Ausgang des Stabilisators praktisch unverändert bleiben. Die fehlende Stabilisierung weist auf einen Installationsfehler oder eine Fehlfunktion des einen oder anderen Teils hin. Die Erregung des Stabilisators wird durch die Wahl des Kondensators C1 eliminiert. Die Leistung des Stabilisators kann auf bis zu 450 W erhöht werden, wenn sein Regelelement gemäß dem in Abb. gezeigten Schema montiert wird. 9.2. In diesem Fall muss der Spartransformator T1 an den Magnetkreis angeschlossen werden. SHL20x25. Wicklungsabschnitt 1.1 sollte 1300 Windungen PEV-2-0,36-Draht enthalten, Abschnitt 1.2 - 180 Windungen PEV-2-0,9-Draht.

Die wichtigsten Vorteile des beschriebenen Stabilisators im Vergleich zu einem ferroresonanten Stabilisator sind die geringe nichtlineare Verzerrung der Ausgangsspannung und das nahezu vollständige Fehlen eines Magnetfelds, das den Betrieb von Farbfernsehern beeinträchtigt.

Autor: Semjan A.P.

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