Relaisspannungsstabilisator. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Überspannungsschutz

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Um beispielsweise Fernseher mit Strom zu versorgen, ist insbesondere in ländlichen Gebieten häufig ein Stabilisator erforderlich, der bei einem starken Spannungsabfall im Netz die Nennausgangsspannung bereitstellt. Darüber hinaus ist für die Stromversorgung vieler Arten von elektronischen Haushaltsgeräten ein Stabilisator vorzuziehen, der die Sinusform der Ausgangsspannung nicht verzerrt. Der Stabilisator verfügt über vier Stufen der Ausgangsspannungsregelung. Dadurch konnte die Stabilisierungszone deutlich erweitert werden – 160.250 V. Gleichzeitig bleibt die Ausgangsspannung innerhalb der Grenzen der Versorgungsspannungsnormen für Farbbild-Fernsehempfänger.

Die Stabilisatorschaltung ist in Abb. 9.4 dargestellt. XNUMX.

Die elektronische Einheit des Geräts umfasst zwei Schalter an den Transistoren VT1 und VT2, Schaltrelais K1 und K2 und drei Schwellenwertgeräte, von denen jedes ein Spannungsteiler aus Widerständen und einer Zenerdiode ist. Das erste Schwellenwertgerät ist R2, VD3, R3, das zweite ist VD5, R4, R6, das dritte ist R5, VD6, R6. Die Steuereinheit wird von einem Gleichrichter mit Dioden VD1 und VD2 mit Filterkondensator C2 gespeist. Die Kondensatoren C3 und C4 eliminieren kurzfristige Änderungen (Überspannungen) der Netzspannung. Widerstand R1 und Kondensator C1 bilden den „Funkenlöschkreis“. Die Dioden VD4 und VD7 schützen die Transistoren vor der Selbstinduktionsspannung der Relaiswicklungen, die beim Schließen des Transistorschalters auftritt.

Bei idealem Betrieb der Schwellwertgeräte und des Transformators würde jede der vier Stufen der Regelung einen Spannungsbereich von 198...231 V bereitstellen, die zulässige Netzspannung könnte jedoch im Bereich von 140 bis 260 V liegen In der Praxis ist es notwendig, die Streuung der Parameter von Teilen und Komponenten sowie eine Änderung des Übertragungskoeffizienten des Transformators bei einer Änderung seines Lastmodus zu berücksichtigen. Daher werden für alle drei Schwellenwertgeräte die Ausgangsspannungsintervalle enger gewählt – die Ausgangsspannung beträgt 215 ± 10 V (idealerweise 215 ± 15 V), weshalb das Intervall für die Änderung der Netzspannung entsprechend auf 160 verengt wird ...250 V (Abb. 9.5).

Wenn die Netzspannung weniger als 185 V beträgt, reicht die Spannung vom Gleichrichter an den Dioden VD1 und VD2 nicht aus, um mindestens ein Schwellenwertgerät zu öffnen – alle drei Zenerdioden sind geschlossen und die Position der Relaiskontakte entspricht der in gezeigten Das Diagramm. Bei einer Eingangsnetzspannung von 160 V beträgt die Ausgangsspannung 198 V. Die Lastspannung entspricht der Netzspannung plus der Boost-Spannung aus den Wicklungen II und III des Transformators T1. Im Netzspannungsbereich von 185. ..205 V, die Zenerdiode VD5 ist offen. In diesem Fall kommt die zweite Schwellenwerteinrichtung zum Einsatz. Strom fließt durch die Relaiswicklung K1, die Zenerdiode VD5 und die Widerstände R4 und R6. Dieser Strom reicht nicht aus, um das Relais K1 auszulösen.

Der Spannungsabfall am Widerstand R6 öffnet den Transistor VT2. Dadurch wird das Relais K2 aktiviert und die Kontakte K2.1 schalten die Wicklungen des Transformators, sodass nur noch Wicklung II als Spannungsanhebungsquelle dient. Wenn die Netzspannung zwischen 205 und 225 V liegt, öffnet die Zenerdiode VD3, d. h. Strom fließt durch das erste Schwellenwertgerät. Der Transistor VT1 öffnet, wodurch das zweite Schwellwertgerät schließt und somit der Transistor VT2, das Relais K2 den Anker freigibt. Relais K1 wird aktiviert und schaltet Kontakte. KM. In diesem Zustand der Relaiskontakte umgeht der Laststrom die Wicklungen II und III des Transformators, d. h. die Spannungsanhebung ist Null. Die Netzspannung wiederholt sich an der Last - 205...225 V.

Im Bereich der Netzspannung 225...245 V öffnet die Zenerdiode VD6. Dies bedeutet, dass die dritte Schwellenwerteinrichtung in Betrieb geht und beide Transistorschalter geöffnet sind; Beide Relais K1 und K2 sind eingeschaltet. Jetzt ist die Wicklung III des Transformators T1 in den Laststromkreis eingebunden, jedoch gegenphasig zur Netzspannung („negative“ Spannungsanhebung). In diesem Fall liegt die Lastspannung ebenfalls im Bereich von 205...225 V. Bei einer Netzspannung von 250 V erhöht sich die Ausgangsspannung des Stabilisators auf 230 V, ohne den zulässigen Grenzwert von 220 V + zu überschreiten 5 %.

Aus der vorherigen Beschreibung geht hervor, dass die Spannungsgrenzen der Steuerstufen durch die Stabilisierungsspannung der in den Schwellenwertgeräten enthaltenen Zenerdioden bestimmt werden. Bei der Festlegung der Grenzen der Steuerstufen ist es notwendig, eine Auswahl an Zenerdioden festzulegen, die sich bekanntermaßen durch eine erhebliche Streuung der Stabilisierungsspannung auszeichnen. Sollte sich herausstellen, dass die Auswahl eines geeigneten Exemplars nicht möglich ist, können Sie eine Reihenschaltung einer Zenerdiode mit einer oder zwei Dioden (in direkter Verbindung) verwenden. Anstelle von KS218Zh (VD5) können Sie eine Zenerdiode KS220Zh verwenden. Diese Zenerdiode muss eine Zwei-Anoden-Diode sein. Tatsache ist, dass im Netzspannungsbereich von 225...245 V, wenn die Zenerdiode VD6 öffnet und beide Transistorschalter geöffnet sind, der Stromkreis R4, VD5 den Widerstand R6 des Schwellenwertgeräts R5, VD6, R6 umgeht.

Um den Nebenschlusseffekt zu beseitigen, muss die Zenerdiode VD5 eine Doppelanode sein. Die Stabilisierungsspannung der VD5-Zenerdiode sollte 20 V nicht überschreiten. Die VD3-Zenerdiode sollte aus der KS220Zh-Serie ausgewählt werden (Stabilisierungsspannung beträgt 22 V); Sie können eine Schaltung aus zwei Zenerdioden verwenden – D810 und D811. Zenerdiode KS222Zh (VD6) – 24 V – kann durch eine Schaltung aus Zenerdioden D810 und D813 ersetzt werden. Die Transistoren im Stabilisator können beliebige Transistoren der KT3102-Serie sein. Dioden – auch jede der angegebenen Serien. Relais K1 und K2 - REN34, Reisepass HP4.500.000-01.

Der Transformator ist auf einem OL50/80-25-Magnetkern aus E350- (oder E360-)Stahl gefertigt, die Banddicke beträgt 0,08 mm. Wicklung I (für eine Nennspannung von 220 V) muss 2400 Windungen PETV-2-0,355-Draht enthalten. Die Wicklungen II und III sind gleich, 300 Windungen PETV-2-0,9-Draht (13,9 V). Es ist notwendig, den Stabilisator beim Einschalten der realen Last anzupassen, damit die Reaktion des Transformators T1 auf die Last berücksichtigt wird, da der Übertragungskoeffizient beim Übergang vom Leerlaufmodus in den Volllastmodus leicht abnimmt.

Wenn nur eine Wicklung II in Betrieb ist, ist der Übertragungskoeffizient geringer als im Leerlauf und sogar noch geringer, wenn die Wicklungen II und III gleichzeitig in Betrieb sind. Wenn nur Wicklung III in Betrieb ist, liegt der Übertragungskoeffizient nahe am Leerlaufmodus, da in diesem Fall Verluste aufgrund des darin enthaltenen „Gegenstroms“ im Bereich der Netzspannungswerte von 225...250 ausgeglichen werden V. Die Änderung des Transmissionskoeffizienten führt zu einer geringfügigen Änderung – um einen Bruchteil eines Volts – einer Änderung der Schaltspannung von Schwellenwertgeräten. Diese kleine Änderung, multipliziert mit dem Übersetzungsverhältnis des Transformators T1, verschiebt die Ausgangsspannungsgrenzen um mehrere Volt. Deshalb ist es notwendig, die Grenzen der Regelstufen nur unter Last einzustellen.

Autor: Semjan A.P.

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