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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Transformatorlose Netzteile. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Netzteile Heutzutage gibt es im Haus viele kleine Geräte, die eine konstante Stromversorgung benötigen. Dazu gehören Uhren mit LED-Anzeige, Thermometer, kleine Empfänger usw. Im Prinzip sind sie für Batterien ausgelegt, aber im ungünstigsten Moment sind sie leer. Ein einfacher Ausweg besteht darin, sie über Netzwerkstromversorgungen mit Strom zu versorgen. Aber selbst ein kleiner Netzwerktransformator (Abwärtstransformator) ist ziemlich schwer und nimmt ziemlich viel Platz ein, und Schaltnetzteile sind immer noch komplex und erfordern eine gewisse Erfahrung und teure Ausrüstung für die Herstellung. Eine Lösung dieses Problems kann unter bestimmten Voraussetzungen eine transformatorlose Stromversorgung mit Löschkondensator sein. Diese Bedingungen:
Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass das Gerät bei Stromversorgung über ein transformatorloses Gerät unter Netzwerkpotential steht und das Berühren seiner nicht isolierten Elemente gut „zittern“ kann. Es ist erwähnenswert, dass Sie beim Einrichten solcher Netzteile Sicherheitsregeln und Vorsicht beachten sollten. Verwenden Sie zur Einrichtung ggf. ein Oszilloskop, die Stromversorgung muss über einen Trenntransformator erfolgen. In seiner einfachsten Form hat die Schaltung eines transformatorlosen Netzteils die in Abb. 1 dargestellte Form.
Um den Einschaltstrom beim Anschluss des Geräts an das Netzwerk zu begrenzen, ist der Widerstand R1 in Reihe mit dem Kondensator C1 und der Gleichrichterbrücke VD2 geschaltet, und der Widerstand R1 ist parallel dazu geschaltet, um den Kondensator nach dem Trennen zu entladen. Im Allgemeinen ist eine transformatorlose Stromversorgung eine Symbiose aus einem Gleichrichter und einem parametrischen Stabilisator. Der Kondensator C1 für Wechselstrom ist ein kapazitiver (reaktiver, d. h. keine Energie verbrauchender) Widerstand Xc, dessen Wert durch die Formel bestimmt wird:
wo (- Netzfrequenz (50 Hz); C-Kapazität des Kondensators C1, F. Dann lässt sich der Ausgangsstrom der Quelle näherungsweise wie folgt bestimmen:
wobei Uc die Netzspannung (220 V) ist. Der Eingangsteil eines anderen Netzteils (Abb. 2a) enthält einen Ballastkondensator C1 und einen Brückengleichrichter bestehend aus den Dioden VD1, VD2 und den Zenerdioden VD3, VD4. Die Widerstände R1, R2 spielen die gleiche Rolle wie im ersten Stromkreis. Das Oszillogramm der Ausgangsspannung des Blocks ist in Abb. 2b dargestellt (wenn die Ausgangsspannung die Stabilisierungsspannung der Zenerdioden überschreitet, ansonsten funktioniert er wie eine normale Diode).
Vom Beginn der positiven Halbwelle des Stroms durch den Kondensator C1 bis zum Zeitpunkt t1 sind die Zenerdiode VD3 und die Diode VD2 offen und die Zenerdiode VD4 und die Diode VD1 geschlossen. Im Zeitintervall t1...t3 bleiben die Zenerdiode VD3 und die Diode VD2 geöffnet und ein Stabilisierungsstromimpuls fließt durch die geöffnete Zenerdiode VD4. Die Spannung am Ausgang Uout und an der Zenerdiode VD4 ist gleich ihrer Stabilisierungsspannung Ust. Der Impulsstabilisierungsstrom, der für einen Dioden-Zener-Diodengleichrichter durchläuft, umgeht die RH-Last, die mit dem Brückenausgang verbunden ist. Zum Zeitpunkt t2 erreicht der Stabilisierungsstrom sein Maximum und zum Zeitpunkt t3 ist er Null. Bis zum Ende der positiven Halbwelle bleiben die Zenerdiode VD3 und die Diode VD2 geöffnet. Zum Zeitpunkt t4 endet die positive Halbwelle und die negative Halbwelle beginnt, von deren Beginn bis zum Zeitpunkt t5 die Zenerdiode VD4 und die Diode VD1 bereits geöffnet sind und die Zenerdiode VD3 und die Diode VD2 geschlossen sind. Im Zeitintervall t5–t7 bleiben die Zenerdiode VD4 und die Diode VD1 weiterhin geöffnet, und ein durchgehender Stabilisierungsstromimpuls fließt durch die Zenerdiode VD3 mit der Spannung UCT, die zum Zeitpunkt t6 ihr Maximum erreicht. Ab t7 und bis zum Ende der negativen Halbwelle bleiben die Zenerdiode VD4 und die Diode VD1 geöffnet. Der betrachtete Betriebszyklus des Dioden-Zenerdioden-Gleichrichters wiederholt sich in den folgenden Netzspannungsperioden. Somit fließt ein gleichgerichteter Strom durch die Zenerdioden VD3, VD4 von der Anode zur Kathode und ein gepulster Stabilisierungsstrom fließt in die entgegengesetzte Richtung. In den Zeitintervallen t1...t3 und t5...t7 ändert sich die Stabilisierungsspannung nur um wenige Prozent. Der Wert des Wechselstroms am Eingang der Brücke VD1...VD4 ist in erster Näherung gleich dem Verhältnis der Netzspannung zur Kapazität des Ballastkondensators C1. Der Betrieb eines Dioden-Zenerdioden-Gleichrichters ohne Ballastkondensator, der den Durchgangsstrom begrenzt, ist nicht möglich. Funktionell sind sie untrennbar miteinander verbunden und bilden ein Ganzes – einen Kondensator-Zener-Dioden-Gleichrichter. Die Streuung der UCT-Werte gleichartiger Zenerdioden beträgt ca. 10 %, was zu zusätzlichen Welligkeiten der Ausgangsspannung mit der Frequenz des Versorgungsnetzes führt; die Amplitude der Welligkeitsspannung ist proportional zur Differenz der Ust-Werte der Zenerdioden VD3 und VD4. Bei Verwendung leistungsstarker Zenerdioden D815A...D817G ist der Einbau auf einen gemeinsamen Strahler möglich, wenn deren Typenbezeichnung die Buchstaben „PP“ enthält (Zenerdioden D815APP...D817GPP haben eine umgekehrte Polung der Anschlüsse). Ansonsten sind die Dioden und Zener Dioden müssen getauscht werden. Transformatorlose Netzteile werden üblicherweise nach dem klassischen Schema aufgebaut: Löschkondensator, Wechselspannungsgleichrichter, Siebkondensator, Stabilisator. Ein kapazitiver Filter glättet Ausgangsspannungsschwankungen. Je größer die Kapazität der Filterkondensatoren ist, desto geringer ist die Welligkeit und desto größer ist dementsprechend der konstante Anteil der Ausgangsspannung. Allerdings kann man in manchen Fällen auch auf einen Filter verzichten, der oft die umständlichste Komponente einer solchen Stromquelle darstellt. Es ist bekannt, dass ein an einen Wechselstromkreis angeschlossener Kondensator seine Phase um 90° verschiebt. Ein Phasenschieberkondensator wird beispielsweise beim Anschluss eines Drehstrommotors an ein Einphasennetz verwendet. Wenn Sie im Gleichrichter einen Phasenschieberkondensator verwenden, der für eine gegenseitige Überlappung der Halbwellen der gleichgerichteten Spannung sorgt, können Sie in vielen Fällen auf einen sperrigen kapazitiven Filter verzichten oder dessen Kapazität deutlich reduzieren. Die Schaltung eines solchen stabilisierten Gleichrichters ist in Abb. 3 dargestellt.
Der dreiphasige Gleichrichter VD1.VD6 ist über aktive (Widerstand R1) und kapazitive (Kondensator C1) Widerstände mit einer Wechselspannungsquelle verbunden. Die Ausgangsspannung des Gleichrichters stabilisiert die Zenerdiode VD7. Der Phasenschieberkondensator C1 muss für den Betrieb in Wechselstromkreisen ausgelegt sein. Hier eignen sich beispielsweise Kondensatoren vom Typ K73-17 mit einer Betriebsspannung von mindestens 400 V. Ein solcher Gleichrichter kann dort eingesetzt werden, wo die Abmessungen eines elektronischen Geräts reduziert werden müssen, da die Abmessungen der Oxidkondensatoren eines kapazitiven Filters in der Regel viel größer sind als die eines relativ kleinen Phasenschieberkondensators Kapazität. Ein weiterer Vorteil der vorgeschlagenen Option besteht darin, dass die Stromaufnahme nahezu konstant ist (bei konstanter Last), während bei Gleichrichtern mit kapazitivem Filter im Moment des Einschaltens der Anlaufstrom den stationären Wert deutlich übersteigt ( aufgrund der Aufladung der Filterkondensatoren), was in manchen Fällen äußerst unerwünscht ist. Das beschriebene Gerät kann auch mit Reihenspannungsstabilisatoren mit konstanter Last sowie mit einer Last verwendet werden, die keine Spannungsstabilisierung erfordert. Ein völlig einfaches transformatorloses Netzteil (Abb. 4) kann „auf dem Knie“ in buchstäblich einer halben Stunde gebaut werden.
In dieser Ausführungsform ist die Schaltung für eine Ausgangsspannung von 6,8 V und einen Strom von 300 mA ausgelegt. Durch den Austausch der Zenerdiode VD4 und ggf. VD3 kann die Spannung verändert werden. Und durch den Einbau von Transistoren an Strahlern kann der Laststrom erhöht werden. Diodenbrücke – jede, die für eine Sperrspannung von mindestens 400 V ausgelegt ist. Sie können sich übrigens auch an die „alten“ Dioden erinnern. D226B. In einer anderen transformatorlosen Quelle (Abb. 5) wird die Mikroschaltung KR142EN8 als Stabilisator verwendet. Seine Ausgangsspannung beträgt 12 V. Wenn eine Anpassung der Ausgangsspannung erforderlich ist, wird Pin 2 der DA1-Mikroschaltung über einen variablen Widerstand, beispielsweise vom Typ SPO-1 (mit einer linearen Widerstandsänderungskennlinie), mit der gemeinsamen Leitung verbunden. . Dann kann die Ausgangsspannung im Bereich von 12...22 V variieren. Um als DA1-Mikroschaltung andere Ausgangsspannungen zu erhalten, müssen Sie die entsprechenden integrierten Stabilisatoren verwenden, zum Beispiel KR142EN5, KR1212EN5, KR1157EN5A usw. Der Kondensator C1 muss eine Betriebsspannung von mindestens 300 V haben, Marke K76-3, K73 -17 oder ähnlich (unpolar, Hochspannung). Der Oxidkondensator C2 fungiert als Stromversorgungsfilter und glättet Spannungsschwankungen. Der Kondensator C3 reduziert hochfrequente Störungen. Die Widerstände R1, R2 sind vom Typ MLT-0,25. Die Dioden VD1...VD4 können durch KD105B...KD105G, KD103A, B, KD202E ersetzt werden. Die Zenerdiode VD5 mit einer Stabilisierungsspannung von 22...27 V schützt den Mikroschaltkreis vor Spannungsspitzen beim Einschalten der Quelle.
Obwohl Kondensatoren in einem Wechselstromkreis theoretisch keinen Strom verbrauchen, können sie in Wirklichkeit aufgrund von Verlusten etwas Wärme erzeugen. Sie können die Eignung eines Kondensators als Dämpfungskondensator für den Einsatz in einer transformatorlosen Quelle überprüfen, indem Sie ihn einfach an das Stromnetz anschließen und nach einer halben Stunde die Temperatur des Gehäuses beurteilen. Sollte sich der Kondensator merklich erwärmen, ist er nicht geeignet. Spezielle Kondensatoren für industrielle Elektroinstallationen erwärmen sich praktisch nicht (sie sind für hohe Blindleistung ausgelegt). Solche Kondensatoren werden üblicherweise in Leuchtstofflampen, in Vorschaltgeräten von Asynchronmotoren usw. eingesetzt. Bei einer 5-Volt-Quelle (Abb. 6) mit einem Laststrom von bis zu 0,3 A kommt ein Kondensatorspannungsteiler zum Einsatz. Es besteht aus einem Papierkondensator C1 und zwei Oxidkondensatoren C2 und C3, die den unteren (je nach Schaltung) unpolaren Arm mit einer Kapazität von 100 μF bilden (Gegenreihenschaltung der Kondensatoren). Die Polarisationsdioden für das Oxidpaar sind Brückendioden. Bei den angegebenen Nennwerten der Elemente beträgt der Kurzschlussstrom am Ausgang des Netzteils 600 mA, die Spannung am Kondensator C4 ohne Last beträgt 27 V.
Das Netzteil für den tragbaren Empfänger (Abb. 7) passt problemlos in dessen Batteriefach. Die Diodenbrücke VD1 ist für Betriebsstrom ausgelegt, ihre maximale Spannung wird durch die von der Zenerdiode VD2 bereitgestellte Spannung bestimmt. Elemente R3, VD2. VT1 bilden ein Analogon einer leistungsstarken Zenerdiode. Der maximale Strom und die maximale Verlustleistung einer solchen Zenerdiode werden durch den Transistor VT1 bestimmt. Möglicherweise ist ein Kühlkörper erforderlich. Der maximale Strom dieses Transistors sollte jedoch auf keinen Fall kleiner sein als der Laststrom. Elemente R4, VD3 – Stromkreis, der das Vorhandensein einer Ausgangsspannung anzeigt. Bei niedrigen Lastströmen muss der von diesem Stromkreis verbrauchte Strom berücksichtigt werden. Der Widerstand R5 belastet den Stromkreis mit einem geringen Strom, was seinen Betrieb stabilisiert.
Die Löschkondensatoren C1 und C2 sind vom Typ KBG oder ähnlich. Sie können K73-17 auch mit einer Betriebsspannung von 400 V verwenden (250 V sind auch geeignet, da diese in Reihe geschaltet sind). Die Ausgangsspannung hängt vom Widerstand der Löschkondensatoren gegenüber Wechselstrom, dem tatsächlichen Laststrom und der Stabilisierungsspannung der Zenerdiode ab. Um die Spannung eines transformatorlosen Netzteils mit Löschkondensator zu stabilisieren, können Sie symmetrische Dinistoren verwenden (Abb. 8).
Wenn der Filterkondensator C2 auf die Öffnungsspannung des Dinistors VS1 aufgeladen ist, schaltet er ein und umgeht den Eingang der Diodenbrücke. Die Last erhält zu diesem Zeitpunkt Strom vom Kondensator C2. Zu Beginn des nächsten Halbzyklus wird C2 erneut auf die gleiche Spannung aufgeladen und der Vorgang wiederholt sich. Die anfängliche Entladespannung des Kondensators C2 hängt nicht vom Laststrom und der Netzspannung ab, daher ist die Stabilität der Ausgangsspannung des Geräts recht hoch. Der Spannungsabfall am Dinistor beim Einschalten ist gering, die Verlustleistung und damit die Erwärmung ist deutlich geringer als bei einer Zenerdiode. Der maximale Strom durch den Dinistor beträgt etwa 60 mA. Wenn dieser Wert nicht ausreicht, um den erforderlichen Ausgangsstrom zu erhalten, können Sie „den Dinistor mit einem Triac oder Thyristor versorgen“ (Abb. 9). Der Nachteil solcher Netzteile ist die begrenzte Auswahl an Ausgangsspannungen, die durch die Schaltspannungen bestimmt wird der Dinistoren.
Ein transformatorloses Netzteil mit einstellbarer Ausgangsspannung ist in Abb. 10a dargestellt.
Sein Merkmal ist die Verwendung einer einstellbaren Gegenkopplung vom Ausgang des Geräts zur Transistorstufe VT1, die parallel zum Ausgang der Diodenbrücke geschaltet ist. Diese Stufe ist ein Regulierungselement und wird durch ein Signal vom Ausgang eines einstufigen Verstärkers an VT2 gesteuert. Das Ausgangssignal VT2 hängt von der Spannungsdifferenz ab, die vom variablen Widerstand R7, der parallel zum Ausgang des Netzteils geschaltet ist, und der Referenzspannungsquelle an den Dioden VD3, VD4 geliefert wird. Im Wesentlichen handelt es sich bei der Schaltung um einen einstellbaren Parallelregler. Die Rolle des Ballastwiderstands übernimmt der Löschkondensator C1, das parallel gesteuerte Element übernimmt der Transistor VT1. Dieses Netzteil funktioniert wie folgt. Bei Anschluss an das Netzwerk sind die Transistoren VT1 und VT2 gesperrt und der Speicherkondensator C2 wird über die Diode VD2 geladen. Wenn die Basis des Transistors VT2 eine Spannung erreicht, die der Referenzspannung an den Dioden VD3, VD4 entspricht, werden die Transistoren VT2 und VT1 entsperrt. Der Transistor VT1 überbrückt den Ausgang der Diodenbrücke und seine Ausgangsspannung sinkt, was zu einem Spannungsabfall am Speicherkondensator C2 und zum Sperren der Transistoren VT2 und VT1 führt. Dies wiederum führt zu einem Anstieg der Spannung an C2, wodurch VT2 und VT1 entsperrt werden und der Zyklus wiederholt wird. Aufgrund der auf diese Weise funktionierenden Gegenkopplung bleibt die Ausgangsspannung sowohl mit eingeschalteter Last (R9) als auch ohne Last (im Leerlauf) konstant (stabilisiert). Sein Wert hängt von der Stellung des Potentiometers R7 ab. Die obere (laut Diagramm) Stellung des Motors entspricht einer höheren Ausgangsspannung. Die maximale Ausgangsleistung des jeweiligen Gerätes beträgt 2 W. Die Einstellgrenzen für die Ausgangsspannung liegen zwischen 16 und 26 V und bei kurzgeschlossener Diode VD4 zwischen 15 und 19,5 V. Die Welligkeit der Last beträgt nicht mehr als 70 mV. Der Transistor VT1 arbeitet im Wechselmodus: bei Last - im linearen Modus, im Leerlauf - im Pulsweitenmodulationsmodus (PWM) mit einer Spannungspulsfrequenz am Kondensator C2 von 100 Hz. In diesem Fall haben die Spannungsimpulse am VT1-Kollektor flache Kanten. Das Kriterium für die richtige Wahl der Kapazität C1 besteht darin, die erforderliche maximale Spannung an der Last zu erhalten. Bei einer Verringerung seiner Kapazität wird die maximale Ausgangsspannung bei Nennlast nicht erreicht. Ein weiteres Kriterium für die Wahl von C1 ist die Konstanz des Spannungsoszillogramms am Ausgang der Diodenbrücke (Abb. 10b).
Das Spannungsoszillogramm hat die Form einer Folge gleichgerichteter Sinushalbwellen der Netzspannung mit begrenzten (abgeflachten) Spitzen positiver Halbsinuswellen; die Amplitude der Spitzen ist ein variabler Wert, abhängig von der Position des Schiebereglers R7 und ändert sich linear, wenn es rotiert. Aber jede Halbwelle muss unbedingt Null erreichen; das Vorhandensein einer konstanten Komponente (wie in Abb. 10b durch die gestrichelte Linie dargestellt) ist nicht zulässig, weil in diesem Fall wird gegen das Stabilisierungsregime verstoßen. Der lineare Modus ist leichtgewichtig, der Transistor VT1 erwärmt sich wenig und kann praktisch ohne Kühlkörper arbeiten. In der unteren Stellung des R7-Motors (bei minimaler Ausgangsspannung) kommt es zu einer leichten Erwärmung. Im Leerlauf verschlechtert sich das thermische Regime des Transistors VT1 in der oberen Position des R7-Motors. In diesem Fall sollte der Transistor VT1 auf einem kleinen Kühler installiert werden, beispielsweise in Form einer „Flagge“ aus einer quadratischen Aluminiumplatte mit einer Seitenlänge von 30 mm und einer Dicke von 1...2 mm. Der Regeltransistor VT1 hat eine mittlere Leistung und einen hohen Übertragungskoeffizienten. Sein Kollektorstrom muss 2...3 mal größer sein als der maximale Laststrom, die zulässige Kollektor-Emitter-Spannung darf nicht kleiner sein als die maximale Ausgangsspannung des Netzteils. Als VT1 können die Transistoren KT972A, KT829A, KT827A usw. verwendet werden. Der Transistor VT2 arbeitet im Niedrigstrommodus, daher ist jeder pn-p-Transistor mit geringer Leistung geeignet – KT203, KT361 usw. Die Widerstände R1, R2 dienen als Schutz. Sie schützen den Steuertransistor VT1 vor einem Ausfall durch Stromüberlastung bei transienten Vorgängen, wenn das Gerät an das Netzwerk angeschlossen ist. Der transformatorlose Kondensatorgleichrichter (Abb. 11) arbeitet mit automatischer Stabilisierung der Ausgangsspannung. Dies wird durch eine Änderung der Einschaltzeit der Diodenbrücke zum Speicherkondensator erreicht. Der im Schaltmodus arbeitende Transistor VT1 ist parallel zum Ausgang der Diodenbrücke geschaltet. Die Basis von VT1 ist über eine Zenerdiode VD3 mit einem Speicherkondensator C2 verbunden, der durch eine Diode VD2 durch Gleichstrom vom Brückenausgang getrennt ist, um eine schnelle Entladung zu verhindern, wenn VT1 geöffnet ist. Solange die Spannung an C2 kleiner als die Stabilisierungsspannung VD3 ist, arbeitet der Gleichrichter wie gewohnt. Wenn die Spannung an C2 ansteigt und VD3 öffnet, öffnet auch der Transistor VT1 und überbrückt den Ausgang der Gleichrichterbrücke. Die Spannung am Brückenausgang sinkt schlagartig auf nahezu Null, was zu einem Spannungsabfall an C2 führt und die Zenerdiode und der Tasttransistor abschalten.
Als nächstes steigt die Spannung am Kondensator C2 wieder an, bis die Zenerdiode und der Transistor eingeschaltet werden usw. Der Prozess der automatischen Stabilisierung der Ausgangsspannung ähnelt stark dem Betrieb eines Impulsspannungsstabilisators mit Impulsbreitenregelung. Nur bei dem vorgeschlagenen Gerät ist die Impulswiederholungsrate gleich der Spannungswelligkeitsfrequenz an C2. Um Verluste zu reduzieren, muss der Schlüsseltransistor VT1 eine hohe Verstärkung haben, zum Beispiel KT972A, KT829A, KT827A usw. Sie können die Ausgangsspannung des Gleichrichters erhöhen, indem Sie eine Zenerdiode mit höherer Spannung (eine Kette von Niederspannungsdioden) verwenden in Reihe geschaltet). Mit zwei Zenerdioden D814V, D814D und einer Kapazität des Kondensators C1 von 2 μF kann die Ausgangsspannung an einer Last mit einem Widerstand von 250 Ohm 23...24 V betragen. Ebenso können Sie die Ausgangsspannung eines Einweg-Dioden-Kondensator-Gleichrichters stabilisieren (Abb. 12).
Bei einem Gleichrichter mit positiver Ausgangsspannung ist ein NPN-Transistor parallel zur Diode VD1 geschaltet, der vom Ausgang des Gleichrichters über eine Zenerdiode VD3 gesteuert wird. Wenn der Kondensator C2 eine Spannung erreicht, die dem Moment entspricht, in dem die Zenerdiode öffnet, öffnet auch der Transistor VT1. Dadurch wird die Amplitude der über die Diode VD2 an C2 angelegten positiven Halbwellenspannung auf nahezu Null reduziert. Wenn die Spannung an C2 abnimmt, schließt der Transistor VT1 dank der Zenerdiode, was zu einer Erhöhung der Ausgangsspannung führt. Der Vorgang wird von einer Pulsweitenregelung der Pulsdauer am Eingang VD2 begleitet, wodurch die Spannung am Kondensator C2 stabilisiert wird. Bei einem Gleichrichter mit negativer Ausgangsspannung muss ein PNP-Transistor KT1A oder KT973A parallel zur Diode VD825 geschaltet werden. Die stabilisierte Ausgangsspannung an einer Last mit einem Widerstand von 470 Ohm beträgt etwa 11 V, die Welligkeitsspannung beträgt 0,3...0,4 V. Bei beiden Varianten arbeitet die Zenerdiode gepulst mit einem Strom von einigen Milliampere, der in keinem Zusammenhang mit dem Laststrom des Gleichrichters, der Kapazitätsschwankung des Löschkondensators und Schwankungen der Netzspannung steht. Daher werden die darin enthaltenen Verluste erheblich reduziert und es ist kein Kühlkörper erforderlich. Auch der Tastentransistor benötigt keinen Strahler. Die Widerstände R1, R2 in diesen Stromkreisen begrenzen den Eingangsstrom bei transienten Vorgängen in dem Moment, in dem das Gerät an das Netzwerk angeschlossen wird. Aufgrund des unvermeidlichen „Prellens“ der Kontakte des Netzsteckers kommt es beim Schaltvorgang zu einer Reihe kurzzeitiger Kurzschlüsse und Unterbrechungen. Bei einem dieser Kurzschlüsse kann der Löschkondensator C1 auf den vollen Amplitudenwert der Netzspannung aufgeladen werden, d. h. Bis zu ca. 300 V. Nach einer Unterbrechung und anschließendem Schließen des Stromkreises durch „Prellen“ kann sich diese zusammen mit der Netzspannung addieren und insgesamt ca. 600 V betragen. Dies ist der schlimmste Fall, mit dem gerechnet werden muss Konto, um einen zuverlässigen Betrieb des Gerätes zu gewährleisten. Eine andere Version der wichtigsten transformatorlosen Stromversorgungsschaltung ist in Abb. 13 dargestellt.
Die Netzspannung, die durch die Diodenbrücke an VD1.VD4 fließt, wird in eine pulsierende Amplitude von etwa 300 V umgewandelt. Der Transistor VT1 ist ein Komparator, VT2 ist ein Schalter. Die Widerstände R1, R2 bilden einen Spannungsteiler für VT1. Durch Anpassen von R2 können Sie die Ansprechspannung des Komparators einstellen. Bis die Spannung am Ausgang der Diodenbrücke den eingestellten Schwellenwert erreicht, ist der Transistor VT1 geschlossen, das Gate VT2 hat eine Entriegelungsspannung und ist geöffnet. Der Kondensator C2 wird über VT5 und die Diode VD1 geladen. Wenn die eingestellte Betriebsschwelle erreicht ist, öffnet der Transistor VT1 und umgeht das Gate VT2. Der Schlüssel schließt und öffnet sich wieder, wenn die Spannung am Brückenausgang unter die Betriebsschwelle des Komparators fällt. Dadurch stellt sich an C1 eine Spannung ein, die durch den integrierten Stabilisator DA1 stabilisiert wird. Bei den im Diagramm dargestellten Nennwerten liefert die Quelle eine Ausgangsspannung von 5 V bei einem Strom von bis zu 100 mA. Die Einstellung besteht in der Einstellung der Ansprechschwelle VT1. Sie können stattdessen IRF730 verwenden. KP752A, IRF720, BUZ60, 2N6517 wird durch KT504A ersetzt. Auf dem HV-2405E-Chip (Abb. 14), der Wechselspannung direkt in Gleichspannung umwandelt, lässt sich ein transformatorloses Miniaturnetzteil für Geräte mit geringem Stromverbrauch aufbauen.
Der Eingangsspannungsbereich des IC beträgt -15...275 V. Der Ausgangsspannungsbereich beträgt 5...24 V mit einem maximalen Ausgangsstrom von bis zu 50 mA. Erhältlich im flachen Kunststoffgehäuse DIP-8. Der Aufbau der Mikroschaltung ist in Abb. 15a dargestellt, die Pinbelegung ist in Abb. 15b dargestellt.
Im Quellkreis (Abb. 14) ist besonderes Augenmerk auf die Widerstände R1 und R2 zu legen. Ihr Gesamtwiderstand sollte etwa 150 Ohm betragen und die Verlustleistung sollte mindestens 3 W betragen. Der Eingangshochspannungskondensator C1 kann eine Kapazität von 0,033 bis 0,1 μF haben. Der Varistor Rv ist in nahezu jeder Bauart mit einer Betriebsspannung von 230.250 V einsetzbar. Der Widerstand R3 wird je nach benötigter Ausgangsspannung ausgewählt. In Abwesenheit (Ausgänge 5 und 6 sind geschlossen) beträgt die Ausgangsspannung etwas mehr als 5 V, bei einem Widerstand von 20 kOhm beträgt die Ausgangsspannung etwa 23 V. Anstelle eines Widerstands können Sie auch eine Zenerdiode mit einschalten die erforderliche Stabilisierungsspannung (von 5 bis 21 V). Für andere Teile bestehen keine besonderen Anforderungen, mit Ausnahme der Wahl der Betriebsspannung von Elektrolytkondensatoren (Berechnungsformeln sind im Diagramm dargestellt). Angesichts der potenziellen Gefahr transformatorloser Quellen kann in manchen Fällen eine Kompromissoption von Interesse sein: mit einem Löschkondensator und einem Transformator (Abb. 16).
Hier eignet sich ein Transformator mit Hochspannungssekundärwicklung, da die erforderliche gleichgerichtete Spannung durch die Wahl der Kapazität des Kondensators C1 eingestellt wird. Hauptsache, die Transformatorwicklungen liefern den benötigten Strom. Um Fehlfunktionen des Geräts bei abgeschalteter Last zu verhindern, sollte eine Zenerdiode D1P an den Ausgang der Brücke VD4...VD815 angeschlossen werden. Im Normalbetrieb funktioniert es nicht, da seine Stabilisierungsspannung höher ist als die Betriebsspannung am Brückenausgang. Die Sicherung FU1 schützt den Transformator und den Stabilisator bei Ausfall des Kondensators C1. Bei Quellen dieser Art kann es zu Spannungsresonanzen in einem Stromkreis aus in Reihe geschalteten kapazitiven (Kondensator C1) und induktiven (Transformator T1) Widerständen kommen. Dies sollte bei der Einrichtung und Überwachung der Spannungen mit einem Oszilloskop beachtet werden. Autor: V. Novikov
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Kommentare zum Artikel: Vladimir Großartiger Artikel. Alles ist verständlich und nachvollziehbar, davon gäbe es mehr. Gut gemacht, viel Glück! [hoch] ![[!]](https://diagram.com.ua/comments/smilies/excl.gif){kind=small} K700 Der Artikel ist nützlich, aber es gibt Kommentare. Schemata in Abb.11 und Abb. 12 arbeiten nicht im Key-Modus, sondern im Linear-Modus. Das heißt, dies sind die gebräuchlichsten parallelen Stabilisatoren, das Vorhandensein einer zusätzlichen Diode ändert nichts. Ich habe eine ähnliche Schaltung zusammengebaut und mit einem Oszilloskop überprüft - es gibt keinen Schlüsselmodus, der Transistor wird anständig erhitzt. Hier benötigen Sie einen Trinistor. Dmitry Seit 15 Jahren nutze ich das Netzteil nach Abb. 1 für ein Heim-Fotorelais. In all den Jahren war die Rennstrecke fast ununterbrochen ans Netz angeschlossen. Und ich habe nie ein Detail verändert. Ein Löschkondensator vom Typ MBGO, eine Brücke vom "alten" D226B, eine Zenerdiode D815G ... Ich habe einige Fehler festgestellt: 1. In der Schaltung von Abb. 7 müssen Sie die Polarität der Zenerdiode VD2 ändern - Es ist falsch eingeschaltet. 2. In der Schaltung von Abb. 9 (untere Abbildung) muss eine weitere Diode zwischen dem Dinistor VS1 und C2 hinzugefügt werden - die Anode zur oberen Platte des Kondensators C2, die Kathode zur Kathode VS1. Sonst geht es nicht. Auch die Polarität der Ausgangsspannung ist falsch. Sperma Hallo, das Schema sieht wegen seiner Einfachheit gut aus. Ich würde gerne sammeln, aber mit anderen Parametern. 12V 3A 100W. Bitte sagen Sie mir, wie man eine Schaltung mit solchen Parametern richtig zusammenbaut. Sergei Sehr informative Erklärung für Anfänger [nach oben] Michael Vielen Dank! Das würde alles erklären! [hoch] Alexander Großartiger Artikel [;)] Vitali Großartiger Artikel. 1987 baute ich für den Werkstattmeister einen Gleichrichter in den Empfänger VEF 202 nach dem Schema in Abb. 2. Am Ausgang habe ich nur Elektrolyt gegeben. konder. [nach oben] Ich habe den Gleichrichter in das Batteriefach des VEF gesteckt, er hat perfekt gepasst. Der Gleichrichter funktioniert noch, nur beißt er von Anfang an ein wenig, wenn er mit nassen Händen an die VEFA-Regler geht, mit trockenen Händen ist alles ok. Gut gemacht, der Artikel ist ausgezeichnet, alles ist gekaut. [hoch] Radio Konstrukteur Die Schemata sind gut, aber mit Fehlern, und die Tatsache, dass sie für Anfänger-Funkamateure bestimmt sind, ist nicht schlecht. Korrigieren Sie die Fehler. Ich wünsche Ihnen viel Erfolg bei Ihrer Arbeit!
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