Schaltnetzteil, 220/29x2 Volt 8 Ampere. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Netzteile

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Um leistungsstarke Audioverstärker mit Strom zu versorgen, ist eine Stromquelle erforderlich, die normalerweise entweder einen bipolaren Ausgang mit Mittelpunkt oder zwei galvanisch unabhängige Ausgänge hat. Die Ausgangsspannung sollte sich bei plötzlichen Änderungen des Laststroms im Bereich von Minimum bis Maximum praktisch nicht ändern, und auch bei Änderungen der Netzspannung sollte der Wirkungsgrad der Quelle maximal sein. Die Quelle muss gegen Kurzschluss und Überlast geschützt sein.

Alle diese Anforderungen werden von einem im Artikel vorgestellten Schaltnetzteil (SMPS) erfüllt. Es basiert auf einer weit verbreiteten Elementbasis und enthält keine teuren oder seltenen Komponenten.

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Zweck der SMPS-Komponenten:

SA1 – Netzschalter;

FU1 – Sicherung, die das Stromversorgungsnetz im Falle eines Unfalls an der Quelle schützt;

RK1 ist ein Thermistor, der den anfänglichen Ladestrom der Kondensatoren C1.C4 auf einen für die Dioden VD1 und VD2 sicheren Wert begrenzt;

RU1 - Varistor, der aus dem Netzwerk eindringende Überspannungsimpulse überbrückt;

C5-C6-L1 – Netzfilter, der vom Umrichter erzeugte hochfrequente Schwingungen unterdrückt;

VD1-VD2-C1, C4-R1-R2 - Netzgleichrichter mit kapazitivem Teiler.

Die Widerstände R1 und R2 entladen die Kondensatoren C1...C4, wenn die Quelle vom Netzwerk getrennt wird. Die Kapazitäten der Kondensatoren C1, C3 und C2, C4 sind im Allgemeinen nicht gleich und der Mittelpunkt des Teilers ist relativ zur halben Versorgungsspannung verschoben. Dank des Kondensators C8 im eingeschwungenen Zustand fließt der Vorspannungsstrom jedoch nicht durch den Leistungstransformator T1;

C7-C10-C11-L2-VD3-VD5-VD6 und C13...C15-L2-VD9-VD10-VD16 sind Ausgangsgleichrichter mit glättenden LC-Filtern, hergestellt nach der McLeaman-Schaltung. Die Installation von Elektrolytkondensatoren unmittelbar nach den Ausgangsgleichrichtern ist nicht akzeptabel, da diese Kondensatoren aufgrund großer Spannungsschwankungen schnell überhitzen und ausfallen.

C9-C12-DA1-R3-R4-VD4-VD7 und C16-C17-DA2-R9-R11-VD17-VD22 sind Kompensationsspannungsstabilisatoren (Low Drop-Typ) und bieten Schutz vor Überlast und Kurzschluss. Wenn die Quelle ausgeschaltet ist, schützen die Dioden VD4 und VD22 die Mikroschaltungen DA1 und DA2 vor der Sperrspannung der Kondensatoren C9 und C16, und die Dioden VD7 und VD17 schützen vor der Sperrspannung der Kondensatoren C12 und C17. Stabilisierte Ausgangsspannungen können durch Auswahl der Widerstände R3, R4 und R9, R11 geändert werden;

R5-HL1-VD8 und R8-HL2-VD13 – Anzeigeschaltungen für den Betrieb des Stabilisatorschutzes;

T1 – Impuls-Leistungstransformator, der den Eingang und Ausgang der Stromquelle galvanisch trennt;

R6, R7, VD11, VD12 sind Komponenten, die verhindern, dass Durchgangsströme durch die Schlüsseltransistoren fließen. Bis die überschüssigen Träger im Basiskreis eines Transistors aufgelöst sind, kann der andere Transistor nicht öffnen;

VD14, VD15, VD18, VD19 – Dämpfungsdioden;

VD20-VD21 - Spannungsimpulsbegrenzer EMF-Selbstinduktionsdrossel L3;

L3 ist eine Drossel, die aufgrund begrenzter Kollektorströme für eine Verzögerung beim Öffnen von Transistoren sorgt. Dank des sicheren Schaltens der Transistoren kommt es nicht zu einem Sekundärdurchbruch der Halbleiterstruktur;

VT1, VT2 - Schalttransistoren. Die Spannungen, die vom Transformator T2 und von den Schaltkreisen, die den Durchgangsstrom verhindern, an ihre Basen geliefert werden, sollten ungefähr gleich sein. Wenn sich in diesem Fall die Polarität der von T2 entfernten Spannung ändert, werden diese Spannungen kompensiert und es fließen keine Basisströme durch geschlossene Transistoren.

R15-HL3-VD23 – Lichtanzeigeelemente zum Einschalten des SMPS;

C19-R10-R16-T1-T2 – ein positiver Rückkopplungskreis, der die Selbsterregung des Wandlers gewährleistet. Mit steigendem Stromverbrauch erhöht sich die Wandlungsfrequenz und die Spannung an allen Wicklungen des Transformators T1 sinkt. An den Basis-Emitter-Übergängen der Schlüsseltransistoren liegt jedoch nahezu die gleiche Spannung an, da die Spannung an den Wicklungen des Schalttransformators T2 aufgrund einer Verringerung der Kapazität des Kondensators C19 nahezu nicht abnimmt. Dank des Kondensators C19 arbeiten die Transistoren VT1 und VT2 nicht im aktiven Bereich, in dem sich die von ihnen verbrauchte Leistung um ein Vielfaches erhöhen und der Wirkungsgrad des Wandlers sinken würde. Eine direkte Verbindung des Kondensators C19 mit der Wicklung IV des Transformators T1 ist nicht akzeptabel, da dann die Schlüsseltransistoren ausfallen;

C18-R14-VS1 ist eine Triggerschaltung, die nach dem Einschalten der Quelle einen Impuls erzeugt, der den Transistor VT2 öffnet und den Start der automatischen Generierung bewirkt.

T2 ist ein sättigungsfähiger Schalttransformator. Die Parameter des Magnetkreises und die Windungszahl der Wicklungen bestimmen die Erzeugungsfrequenz des Umrichters. Je kleiner die Gesamtabmessungen und je weniger Windungen in den Wicklungen sind, desto höher ist die Wandlungsfrequenz.

Integrierte Spannungsstabilisatoren DA1, DA2 Typ KR142EN22A können durch LT1083 ersetzt werden. Jeder der Mikroschaltkreise ist auf einem Kühlkörper mit einer Kühlfläche von 350 cm2 montiert. Die Schalttransistoren VT1 und VT2 (KT839A) werden durch KT838A KT846A, BU208A oder ähnliche mit einer Sperrspannung von mindestens 1000 V und einem Kollektorstrom von mindestens 4 A ersetzt. Jeder der Transistoren ist auf einem Kühlkörper mit einer Fläche montiert von 60 cm2.

Dinistor VS1 (KN102D) kann durch DB-3, DB-4 oder einen beliebigen Dinistor aus der Serie ersetzt werden. KN102. Die Dioden VD1 und VD2 sind vom Typ KD203G. Sie können durch KD203D, HFA06TB120 oder ähnliche mit einer Sperrspannung von mindestens 1000 V und einem Vorwärtsstrom von mindestens 8 A ersetzt werden.

Die Dioden VD3, VD5, VD9, VD16 (KD2997V) werden durch KD213A, 30CTQ100, SFA1604G oder ähnliche mit einer Sperrspannung von mindestens 100 V, einem Durchlassstrom von mindestens 10 A und einer Frequenz von mindestens 100 kHz ersetzt. Jede Diode ist auf einem Kühlkörper mit einer Kühlfläche von mindestens 50 cm2 montiert. Der Einbau von Dioden auf Kühlkörpern ist obligatorisch. Anstelle der Dioden VD4, VD6, VD7, VD10, VD17, VD20, VD22(KÄl212A) können Sie auch KD226B, KD243B (V), KD247B (V), KD528A, MUR120, SF34 oder ähnliche mit einer Sperrspannung von mindestens verwenden 100 V und einem Durchlassstrom von mindestens 1 A. Die Dioden VD11, VD12 (KD2997A) können durch alle Dioden der Serien KD2997, KD213, Dioden KD527A, 1N5822, 31DQ10, 50SQ080, 50SQ100 oder ähnliche mit einem Gleichstrom von ersetzt werden mindestens 3 A. Dämpferdioden VD14, VD15, V D18 , VD19 (BY228) werden ersetzt durch KD243ZH KD247ZH KD527D, KD528D, 1A7, 1F7, 1N4007. 1N5408, 1N5399, 150EBU02, HER208, BYM26E, BYV26E, FR157, FR207, RL207 oder ähnlich mit einer Sperrspannung von mindestens 1000 V und einem Durchlassstrom von mindestens 1 A. Die VD23-Diode (KD102A) kann durch KD103A ersetzt werden, KD221A, KD509 A, KD510A, KD518A oder KD522B.

Anstelle der Zenerdioden eignen sich VD8, VD13 (KS515A), D814D, KS509A (B), KS518A oder ähnliche mit einer Stabilisierungsspannung von 14 bis 20 V und einem maximalen Strom von mindestens 10 mA. anstelle von VD21 (D816A), D816B oder ähnlich mit einer Stabilisierungsspannung von 22 V bis 30 V und einem maximalen Strom von mindestens 150 mA.

Die LEDs HL1 und HL2 (L5013SGD) können durch L5013SGD-B, L5013UEBC-B, HL3 (AL307GM) ersetzt werden – mit jeder LED der Serien AL102, AL307.

Kondensatoren C1, C2, C12, C17 – Typ K50-27, K50-35; C3...C7, C10, C13, C14 C18, C19 - K73-16, K73-17; C8 – K75-10, K75-12, K75-24; C9 C11, C15, C16 – KEA-II, K50-6, K50-27, K50-35. Der Kondensator C8 muss eine Leistung von mindestens 550 VAR haben und kann eine Kapazität von 0,47 bis 1,5 μF haben. Die Kapazität des Kondensators C19 kann zwischen 0,022 und 0,047 μF liegen. Kondensatoren können durch ähnliche Kondensatoren ersetzt werden, die für die gleiche Spannung ausgelegt sind.

Die Widerstände R1, R9, R11, R15 können vom Typ MLT, OMLT S2-22 S2-23 und R10 und R16 vom Typ S5-16MV, S5-37 oder PEV-5 sein. Widerstände können durch ähnliche Widerstände ersetzt werden, die für die gleiche Leistung ausgelegt sind. Varistor RU1 (VCR391) kann ersetzt werden durch JVR-10N361K, JVR-14N361K, JVR-20N361K, JVR-10N391K, JVR-14N391K,

JVR-20N391K, JVR-10N431K, JVR-14N431K, JVR-20N431K oder ähnlich, Thermistor RK1 (SCK-103NTC) – auf MZ92-P220RM, MZ92-R220RM, MZ92-P330RM, MZ92-R330RM oder ähnlich.

Die Drossel L1 wird auf einem Ring aus Alsifer TChK55 oder TC60 der Standardgröße K24x14x7 hergestellt. Die Wicklungen I und II enthalten jeweils 20 Windungen MGTF-, PELSHO- oder PEV-2-01-mm-Draht und sind zu zwei Drähten gewickelt. Darüber hinaus wird empfohlen, einen Ferritring M2000NM K10x6x3 an einem der Anschlüsse jeder Wicklung anzubringen; die Verwendung des Ferritstabs der magnetischen Empfängerantenne als L1 wird nicht empfohlen, da das Streufeld der Induktivität erheblich zunimmt und die Abschirmung des Hochspannungsinduktor ist ziemlich problematisch.

Der Induktor L2 ist auf einen Magnetkern gewickelt. Ø7x8 aus Ferrit 2000NM. Die Wicklungen I und II enthalten jeweils 75 Windungen PETV-, PEPSHO- oder PEV-2-01,7-mm-Draht und sind zu zwei Drähten gewickelt. Der Kernkern hat einen nichtmagnetischen Spalt von 0,3...0,5 mm aus Textolith oder Getinax. Um das Streufeld zu reduzieren, wird der Induktor abgeschirmt, indem alle drei Stäbe außen mit einer Windung Messingband von 0,05...0,1 mm Dicke umwickelt werden. Die Enden des Bandes werden miteinander verlötet.

Der L3-Reaktor besteht aus einem Ferritring M2000NM oder Micrometals K20x10x6. Jede der Halbwicklungen hat eine Drahtwindung. MGTF PETV, PEV-2 oder gewöhnlicher Installationsdraht 0,6 mm.

Der T1-Transformator besteht aus drei zusammengefalteten Ferritringen aus M2000NM1-, M2000NM-A- oder M2000NM1-17-Ferrit der Standardgröße K45x28x8. Die Wicklungen I und III enthalten jeweils 15+15 Windungen aus 01,7-mm-Draht; Wicklung II - 264 Windungen 0,9 mm; Wicklung IV - 7 Windungen 0,41 mm; Wicklungen V und VI - 1 Windung je 0,25 mm. Draht - MGTF, PELSHO oder PEV-2. Wicklung II wird zuerst gewickelt und enthält 4 Isolationsschichten: Nach dem Wickeln wird alle 66 Windungen eine Schicht Fluorkunststoff oder Mylarfolie aufgelegt.

Der Transformator T2 ist auf einem Ferritring M2000NM-A K10x6xZ aufgebaut. Alle Wicklungen (I, II und III) enthalten 8 Drahtwindungen. MGTF, PELSHO oder Installationsdraht in zuverlässiger Isolierung. In den Wicklungen I und II beträgt der Draht 0,3 mm und in III 0,42 mm.

Design. Die relative Position der Leiter und Quellenteile ist nicht kritisch. Meine Quelle ist gemountet. Der Durchmesser der Drähte, die unter Hochspannung stehende Teile verbinden, muss 1 mm oder mehr betragen, der Durchmesser der Drähte, die die Quelle mit der Last verbinden, muss mindestens 1,7 mm betragen. Alle Drähte müssen ordnungsgemäß isoliert sein.

Einrichten. Aufmerksamkeit! Einige der Quellenelemente stehen unter lebensgefährlicher Hochspannung. Sicherheitsvorschriften beachten!

Bevor Sie die Quelle einschalten, sollten Sie die Installation sorgfältig auf Übereinstimmung mit dem SMPS-Diagramm prüfen; aus wartungsfähigen Teilen zusammengesetzt, beginnt sie normalerweise sofort zu funktionieren. Wenn nach dem Einschalten der Quelle keine Selbsterzeugung erfolgt (die HL3-LED leuchtet nicht), muss die Phasenlage (Vertauschen der Enden) entweder der Wicklung IV des Transformators T1 oder der Wicklung III des Transformators T2 geändert werden.

Wenn bei einer Netzspannung von 220 V der Leerlaufstrom der Quelle mehr als 40 mA beträgt (gemessen nach dem Netzfilter), ist es erforderlich, die Windungszahl aller Wicklungen des Transformators T1 proportional zu erhöhen. Sollten die Ausgangsspannungen von 29 V abweichen, können diese durch Auswahl der Widerstände R3 und R11 eingestellt werden.

Autor: E. Mokatov, Taganrog, Gebiet Rostow.

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