Leistungsstarker Stabilisator mit Stromschutz, 50 Volt 5 Ampere. Schema, Beschreibung

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Leistungsstarker Stabilisator mit Stromschutz, 50 Volt 5 Ampere. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Überspannungsschutz

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Um einige Funkgeräte mit Strom zu versorgen, ist eine Stromquelle mit erhöhten Anforderungen an die minimale Ausgangswelligkeit und Spannungsstabilität erforderlich. Um sie bereitzustellen, muss die Stromversorgung über diskrete Elemente erfolgen.

In Abb. dargestellt. Die Schaltung 3.23 ist universell und auf ihrer Basis können Sie eine hochwertige Stromversorgung für jede Spannung und jeden Strom in der Last herstellen. Die Stromversorgung basiert auf einem weit verbreiteten Doppeloperationsverstärker (KR140UD20A) und einem Leistungstransistor VT1. Darüber hinaus verfügt die Schaltung über einen Stromschutz, der in einem weiten Bereich einstellbar ist. Der Operationsverstärker DA1.1 dient als Spannungsstabilisator und DA1.2 dient dem Stromschutz. Die Mikroschaltungen DA2, DA3 stabilisieren die Stromversorgung der auf DA1 montierten Steuerschaltung, wodurch die Parameter der Stromquelle verbessert werden können.

Leistungsstarker Stabilisator mit Stromschutz, 50 Volt 5 Ampere

Die Spannungsstabilisierungsschaltung funktioniert wie folgt. Das Spannungsrückmeldungssignal wird vom Quellenausgang (X2) entfernt. Dieses Signal wird mit der Referenzspannung verglichen, die von der Zenerdiode VD1 kommt. Dem Eingang des Operationsverstärkers wird ein Nichtübereinstimmungssignal (die Differenz zwischen diesen Spannungen) zugeführt, das verstärkt und über die Widerstände R10...R11 an den Steuertransistor VT1 gesendet wird.

Somit wird die Ausgangsspannung mit einer Genauigkeit, die durch die Verstärkung des Operationsverstärkers DA1.1 bestimmt wird, auf einem bestimmten Niveau gehalten. Die erforderliche Ausgangsspannung wird über den Widerstand R5 eingestellt. Damit das Netzteil die Ausgangsspannung auf mehr als 15 V einstellen kann, wird die gemeinsame Leitung des Steuerstromkreises an die „+“-Klemme (X1) angeschlossen. In diesem Fall ist zum vollständigen Öffnen des Leistungstransistors (VT1) am Ausgang des Operationsverstärkers eine kleine Spannung erforderlich (basierend auf VT1 ibe = +1,2 V). Mit diesem Schaltungsaufbau können Sie Stromversorgungen für jede Spannung herstellen, die nur durch den zulässigen Wert der Kollektor-Emitter-Spannung (UK3) für einen bestimmten Leistungstransistortyp begrenzt ist (für KT827A maximal UK3 = 80 V).

In dieser Schaltung ist der Leistungstransistor zusammengesetzt und kann daher eine Verstärkung im Bereich von 750...1700 haben, was die Steuerung durch einen kleinen Strom ermöglicht – direkt vom Ausgang des Operationsverstärkers DA1.1, der reduziert die Anzahl der benötigten Elemente und vereinfacht die Schaltung.

Die Stromschutzschaltung ist auf dem Operationsverstärker DA1.2 montiert. Wenn Strom in der Last fließt, wird am Widerstand R12 eine Spannung abgegeben, die über den Widerstand R6 an den Verbindungspunkt R4, R8 angelegt und dort mit dem Referenzpegel verglichen wird. Solange diese Differenz negativ ist (was vom Strom in der Last und dem Widerstandswert des Widerstands R12 abhängt), hat dieser Teil der Schaltung keinen Einfluss auf die Funktion des Spannungsstabilisators. Sobald die Spannung am angegebenen Punkt positiv wird, erscheint am Ausgang des Operationsverstärkers DA1.2 eine negative Spannung, die über die Diode VD12 die Spannung an der Basis des Leistungstransistors VT1 reduziert und begrenzt Ausgangsstrom.

Die Höhe der Ausgangsstrombegrenzung wird über den Widerstand R6 eingestellt. Parallel geschaltete Dioden an den Eingängen der Operationsverstärker (VD3...VD6) schützen die Mikroschaltung vor Beschädigung, wenn sie ohne Rückkopplung durch den Transistor VT1 eingeschaltet wird oder der Leistungstransistor beschädigt ist. Im Betriebsmodus liegt die Spannung an den Eingängen des Operationsverstärkers nahe Null und die Dioden haben keinen Einfluss auf den Betrieb des Geräts. Der im Gegenkopplungskreis installierte Kondensator C3 begrenzt das Band der verstärkten Frequenzen, was die Stabilität des Kreises erhöht, indem es Selbsterregung verhindert.

Bei Verwendung der in den Diagrammen angegebenen Elemente ermöglichen diese Netzteile eine stabilisierte Ausgangsspannung von bis zu 50 V bei einem Strom von 1...5 A.

Der Leistungstransistor ist auf einem Strahler installiert, dessen Fläche vom Laststrom und der Spannung UK3 abhängt. Für den normalen Betrieb des Stabilisators muss diese Spannung mindestens 3 V betragen.

Beim Aufbau der Schaltung wurden folgende Teile verwendet: Abstimmwiderstände R5 und R6 Typ SPZ-19a; Festwiderstände R12 Typ C5-16MV für eine Leistung von mindestens 5 W (Leistung hängt vom Strom in der Last ab), der Rest stammt aus den Serien MLT und C2-23 geeigneter Leistungskondensatoren CI, C2, C3 Typ K10-17 , Oxidpolarkondensatoren C4... C9 Typ K50-35 (K50-32). Der DA1-Dual-Operationsverstärkerchip kann durch ein importiertes Analogon ersetzt werden μA747 oder zwei 140UD7-Mikroschaltungen; Spannungsstabilisatoren: DA2 bei 78L15, DA3 bei 79L15. Die Parameter des Netztransformators T1 hängen von der erforderlichen Leistung ab, die der Last zugeführt wird. In der Sekundärwicklung des Transformators sollte der Kondensator C6 nach der Gleichrichtung eine um 3...5 V höhere Spannung liefern, als am Ausgang des Stabilisators erforderlich ist.

Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass, wenn die Stromquelle in einem weiten Temperaturbereich (-60...+ 100 °C) eingesetzt werden soll, zusätzliche Maßnahmen ergriffen werden müssen, um gute technische Eigenschaften zu erhalten. Dazu gehört die Erhöhung der Stabilität der Referenzspannungen. Dies kann durch Auswahl der Zenerdioden VD1, VD2 mit einem minimalen TKN sowie durch Stabilisierung des Stroms durch diese erreicht werden. Normalerweise erfolgt die Stromstabilisierung durch die Zenerdiode mithilfe eines Feldeffekttransistors oder durch Verwendung einer zusätzlichen Mikroschaltung, die im Betrieb arbeitet Modus zur Stabilisierung des Stroms durch die Zenerdiode. Darüber hinaus bieten Zenerdioden an einem bestimmten Punkt ihrer Eigenschaften die beste thermische Stabilität der Spannung. Im Pass für Präzisions-Zenerdioden wird üblicherweise dieser Stromwert angegeben und dieser Wert muss beim Einrichten der Referenzspannungsquelleneinheit über Trimmwiderstände eingestellt werden, wofür vorübergehend ein Milliamperemeter an den Zenerdiodenkreis angeschlossen wird.

Autor: Semjan A.P.

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