Leistungsstarker Netzspannungsregler, 0-218 Volt 100 Watt. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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

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In unserem Alltag werden in letzter Zeit zunehmend elektronische Geräte zur stufenlosen Anpassung der Netzspannung eingesetzt. Mit Hilfe solcher Geräte werden die Helligkeit des Leuchtens der Lampen, die Temperatur der Elektroheizungen und die Drehzahl der Elektromotoren gesteuert.

Die überwiegende Mehrheit der auf Thyristoren aufgebauten Spannungsregler weist erhebliche Nachteile auf, die ihre Leistungsfähigkeit einschränken. Erstens führen sie zu erheblichen Störungen im Stromnetz, die häufig den Betrieb von Fernsehgeräten, Radios und Tonbandgeräten beeinträchtigen. Zweitens können sie nur zur Steuerung einer Last mit aktivem Widerstand – einer elektrischen Lampe oder eines Heizelements – verwendet werden und können nicht in Verbindung mit einer induktiven Last – einem Elektromotor oder einem Transformator – verwendet werden.

In der Zwischenzeit können alle diese Probleme leicht gelöst werden, indem ein elektronisches Gerät zusammengebaut wird, bei dem die Rolle eines Regelelements nicht von einem Thyristor, sondern von einem leistungsstarken Transistor übernommen wird.

Der Transistorspannungsregler (Abb. 9.6) enthält ein Minimum an Funkelementen, stört das Stromnetz nicht und arbeitet an einer Last mit sowohl aktivem als auch induktivem Widerstand. Damit lässt sich die Helligkeit eines Kronleuchters oder einer Tischlampe, die Heiztemperatur eines Lötkolbens oder einer Heizplatte, die Drehzahl eines Lüfters oder Bohrmotors sowie die Spannung an der Transformatorwicklung einstellen. Das Gerät verfügt über folgende Parameter: Spannungseinstellbereich - von 0 bis 218 V; Die maximale Lastleistung bei Verwendung eines Transistors im Steuerkreis beträgt nicht mehr als 100 W.

Das Regelelement des Geräts ist der Transistor VT1. Die Diodenbrücke VD1.VD4 richtet die Netzspannung gleich, sodass am Kollektor VT1 immer eine positive Spannung anliegt. Der Transformator T1 reduziert die Spannung von 220 V auf 5...8 V, die durch die Diodeneinheit VD6 gleichgerichtet und durch den Kondensator C1 geglättet wird.

Der variable Widerstand R1 dient zur Einstellung der Steuerspannung und der Widerstand R2 begrenzt den Basisstrom des Transistors. Die Diode VD5 schützt VT1 vor einer Spannung negativer Polarität, die seine Basis erreicht. Das Gerät wird über einen Stecker mit dem Netzwerk verbunden. XP1. Die XS1-Buchse dient zum Anschluss der Last.

Der Regler funktioniert wie folgt. Nach dem Einschalten der Stromversorgung mit dem Kippschalter S1 wird die Netzspannung gleichzeitig an die Dioden VD1, VD2 und die Primärwicklung des Transformators T1 angelegt. In diesem Fall erzeugt ein Gleichrichter bestehend aus einer Diodenbrücke VD6, einem Kondensator C1 und einem variablen Widerstand R1 eine Steuerspannung, die an die Basis des Transistors geht und diesen öffnet. Wenn zum Zeitpunkt des Einschaltens des Reglers eine Spannung negativer Polarität im Netzwerk vorhanden ist, fließt der Laststrom durch den Stromkreis VD2 - Emitter-Kollektor VT1, VD3. Bei positiver Polarität der Netzspannung fließt Strom durch den Stromkreis VD1 – Kollektor-Emitter VT1, VD4.

Der Wert des Laststroms hängt vom Wert der Steuerspannung an der Basis von VT1 ab. Durch Drehen des R1-Schiebers und Ändern des Wertes der Steuerspannung wird der Wert des Kollektorstroms VT1 gesteuert. Dieser Strom und damit der in der Last fließende Strom ist umso größer, je höher die Steuerspannung ist und umgekehrt. Wenn sich der Motor mit variablem Widerstand gemäß dem Diagramm in der äußersten rechten Position befindet, ist der Transistor vollständig geöffnet und die von der Last verbrauchte „Dosis“ des von der Last verbrauchten Stroms entspricht dem Nennwert. Wenn der R1-Schieber ganz nach links bewegt wird, wird VT1 gesperrt und es fließt kein Strom durch die Last.

Durch die Steuerung des Transistors regulieren wir tatsächlich die Amplitude der in der Last wirkenden Wechselspannung und des Wechselstroms. Gleichzeitig arbeitet der Transistor im kontinuierlichen Modus, wodurch ein solcher Regler frei von den Nachteilen ist, die Thyristorvorrichtungen innewohnen.

Kommen wir nun zum Design des Geräts. Diodenbrücken, ein Kondensator, ein Widerstand R2 und eine Diode VD6 sind auf einer 55x35 mm großen Leiterplatte aus 1...2 mm dicker Getinax- oder Textolithfolie verbaut (Abb. 9.7).

Die folgenden Teile können im Gerät verwendet werden. Transistor - KT812A(B), KT824A(B), KT828A(B), KT834A(B,V), KT840A(B), KT847A oder KT856A. Diodenbrücken: VD1.VD4 – KTs410V oder KTs412V, VD6 – KTs405 oder KTs407 mit beliebigem Buchstabenindex; Diode VD5 - Serie. D7, D226 oder D237. Variabler Widerstand – Typ SP, SPO, PPB mit einer Leistung von mindestens 2 W, konstant – BC, MLT, OMLT, S2-23. Oxidkondensator - K50-6, K50-16. Netzwerktransformator - TVZ-1-6 von Röhrenfernsehern, TS-25, TS-27 - vom Yunost-Fernseher oder einem anderen Niedrigleistungsfernseher mit einer Sekundärwicklungsspannung von 5...8 V. Die Sicherung ist für a ausgelegt maximaler Strom von 1 A. Kippschalter - TZ-S oder jedes andere Netzwerk. XP1 ist ein Standard-Netzstecker, XS1 ist eine Steckdose.

Alle Elemente des Reglers sind in einem Kunststoffgehäuse mit den Maßen 150x100x80 mm untergebracht. Auf der Oberseite des Gehäuses sind ein Kippschalter und ein variabler Widerstand mit dekorativem Griff angebracht. Die Steckdose zum Anschluss der Last und die Sicherungssteckdose sind an einer der Seitenwände des Gehäuses montiert. Auf der gleichen Seite befindet sich ein Loch für das Netzkabel. An der Unterseite des Gehäuses sind ein Transistor, ein Transformator und eine Platine verbaut. Der Transistor muss mit einem Strahler mit einer Verlustfläche von mindestens 200 cm2 und einer Dicke von 3...5 mm ausgestattet sein. Der Regler muss nicht angepasst werden. Bei ordnungsgemäßer Installation und wartungsfähigen Teilen beginnt es sofort nach dem Anschließen an das Netzwerk zu funktionieren.

Nun einige Empfehlungen für diejenigen, die das Gerät verbessern möchten. Die Änderungen betreffen hauptsächlich die Erhöhung der Ausgangsleistung des Reglers. So kann beispielsweise bei Verwendung des Transistors KT856 die von der Last aus dem Netzwerk aufgenommene Leistung 150 W betragen, für KT834 - 200 W und für KT847 - 250 W. Wenn es erforderlich ist, die Ausgangsleistung des Geräts weiter zu erhöhen, können mehrere parallel geschaltete Transistoren als Steuerelement verwendet werden, indem ihre entsprechenden Anschlüsse verbunden werden.

Wahrscheinlich muss der Regler in diesem Fall mit einem kleinen Lüfter für eine intensivere Luftkühlung von Halbleiterbauelementen ausgestattet werden. Darüber hinaus muss die Diodenbrücke VD1.VD4 durch vier leistungsstärkere Dioden ersetzt werden, die für eine Betriebsspannung von mindestens 600 V und einen Stromwert entsprechend der verbrauchten Last ausgelegt sind. Hierfür eignen sich Seriengeräte. D231...D234, D242, D243, D245...D248. Außerdem muss VD5 durch eine leistungsstärkere Diode ersetzt werden, die für einen Strom von bis zu 1 A ausgelegt ist. Die Sicherung muss auch einem höheren Strom standhalten.

Autor: Semjan A.P.

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