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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Funkstromversorgung mit Netz-Akku-Umschaltung. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Netzteile Der Autor hat das bereits in der Zeitschrift („Radio“, 2002, Nr. 11, S. 12, 13) beschriebene Netzteil für ein tragbares Radio verbessert und eine automatische Umschaltung von Netzteil und Batterie eingeführt. Es ist zu beachten, dass eine Verstärkung der Stromversorgung durch eine solche Modifikation nur bei Geräten mit ausreichender Leistungsreserve für das Lautsprechersystem sinnvoll ist. Wie Sie wissen, werden die derzeit beliebten tragbaren Audiogeräte im Standalone-Modus normalerweise von einer eingebauten Batterie mit einer Spannung von 7,5 bis 9 V und viel seltener von 12 V betrieben. Darüber hinaus werden fast alle modernen integrierten UMZCHs verwendet in tragbaren Geräten verfügen über einen breiten Versorgungsspannungsbereich und ermöglichen dessen Erhöhung auf 14...18 V [1]. Mit dieser Eigenschaft der Mikroschaltungen ist es oft möglich, die musikalische (Spitzen-)Ausgangsleistung allein durch Überarbeitung der Netzwerkstromversorgung um mehr als das Doppelte zu erhöhen [2]. Die geschaffene Reserve an Momentanleistung verbessert die dynamischen Eigenschaften des Verstärkers. Bei der Stromversorgung des Radios [2] mit einer unstabilisierten Versorgungsspannung, die für UMZCH höher ist, ist der Stabilisator nur für die Stromversorgung der Niederleistungskaskaden des Geräts vorgesehen. Der Übergang vom Netz- in den Batteriebetrieb erfolgte über einen Druckknopfschalter. Der Hauptnachteil des Geräts ist mit diesem Schalter verbunden: Wenn der Knopf beim Betrieb am Netz versehentlich in die Position „Batterie“ gebracht wird, wird eine erhöhte Spannung an die Vorstufen des Radios angelegt, was zum Ausfall des Universals führen kann Verstärker und Receiver. Dieser Nachteil wird bei dem Gerät, dessen Diagramm in der Abbildung dargestellt ist, vollständig beseitigt. Hier wurde anstelle eines manuellen „Netzwerk-Batterie“-Schalters eine automatische elektronische Umschaltung eingeführt, wodurch die Zufuhr erhöhter Spannung zu den Vorkaskaden des Funkgeräts entfällt.
Im Batteriemodus verbraucht der Schalter keinen Strom; Im Modus „Netzwerk“ überschreitet sein Stromverbrauch 20 mA nicht. Der Übergang in den „Netzwerk“-Modus erfolgt bei einer Spannung von 11,5 V, der Übergang in den „Batterie“-Modus erfolgt bei 11 V. Der Schalter ist im Netzteil des Radios integriert. Der eingegebene Teil wird im Diagramm mit einer Strichpunktlinie hervorgehoben. Es handelt sich um ein empfindliches und wirtschaftliches Spannungsrelais sowie einen integrierten Spannungsstabilisator DA1. Die unstabilisierte Spannung am Kondensator C1 wird vom Feldeffekttransistor VT1 überwacht. Der Strombegrenzer für Relais K2 ist am Transistor VT1 montiert. Die HL1-LED zeigt den Wechsel in den „Netzwerk“-Modus an. Wenn im Batteriebetrieb die Spannung am Kondensator C1 auch bei frischen Batterien 10 V nicht überschreitet, ist der Transistor VT1 geschlossen – die positive Spannung an seinem Gate, vorgegeben durch den Teiler R1R2, liegt unter dem Schwellenwert. Das Relais K1 ist stromlos, sein Kontakt K 1.1 befindet sich gemäß Diagramm in der oberen Position. Der DA1-Stabilisator wird am Eingang durch den Kontakt K1.1 und am Ausgang durch die Entkopplungsdiode VD2 abgeschaltet, die eine Entladung der Batterie über den Ausgangswiderstand des Stabilisators verhindert. In diesem Zustand verbraucht das Gerät nahezu keinen Strom, was besonders im Batteriebetrieb wichtig ist. Beim Einstecken des Netzwerkkabels in den AC INPUT-Anschluss wird die Batterie durch einen zusätzlichen Kontakt des Steckers getrennt und die Spannung steigt auf den Leistungspegel des UMZCH. Durch Erhöhen der Spannung am Gate des Transistors VT1 wird dieser geöffnet. Durch die Wicklung des Relais K1 fließt ein durch den Transistor VT2 begrenzter Strom, der jedoch ausreicht, damit das Relais funktioniert. Die Kontakte K1.1 schalten den DA1-Stabilisator in den Stromkreis ein. Nun wird die Versorgungsspannung der Vorstufen auf das erforderliche Niveau (9 V) begrenzt und weiter stabilisiert. Der UMZCH wird mit erhöhter Spannung vom Netzteil versorgt, modifiziert gemäß den Empfehlungen in [2]. Gleichzeitig leuchtet die HL1-LED auf und zeigt damit den „Netzwerk“-Modus an. Wenn Sie den Netzkabelstecker abziehen, wechselt es in den Batteriebetrieb. Das Relais RES55 für eine Betriebsspannung von 12 V (Pass 4.569.602) arbeitet mit einer Spannung von 7...8 V und einem Strom von 10...12 mA. Ohne einen Strombegrenzer durch die Relaiswicklung würde bei einer maximalen Versorgungsspannung von UMZCH 16 V der Wert 35 mA erreichen, was unerwünscht ist. Es ist auch unmöglich, ein Relais mit einer Betriebsspannung nahe dem Maximum zu verwenden – diese Spannung ist nicht stabilisiert und schwankt während des Betriebs des UMZCH. Der Einsatz eines Stromstabilisators am Feldeffekttransistor VT2 begrenzt die Stromaufnahme des Relais auf einen Wert, der den Betriebsstrom um 2...3 mA übersteigt. Dies reicht für zuverlässiges Schalten und wirtschaftlichen Betrieb bei instabiler Versorgungsspannung aus. Die hohe Transkonduktanz des Feldeffekttransistors VT1 sorgte für einen kleinen Unterschied in den Modusschaltpegeln – etwa 0,5 V. Die Diode macht einen weiteren Relais-Schaltkontakt überflüssig. Der Durchlassspannungsabfall an der VD2-Diode (D302 - Germanium) überschreitet nicht 0,3 V und kann bei Verwendung einer Siliziumdiode (KD212A und ähnlich) durch Auswahl der DA1-Mikroschaltung kompensiert werden. Mit einer Germaniumdiode und ohne Auswahl ist die Genauigkeit der Einstellung der Ausgangsspannung jedoch ausreichend und beträgt 8,7 ± 0,27 V. Die Herstellung des Geräts sollte mit der Änderung des vorhandenen Netzteils beginnen. Ein typischer T1-Transformator in einem Radio-Tonbandgerät ist normalerweise stromsparend; Es ist besser, ihn durch einen Ringkern zu ersetzen, der für die effektive Spannung der Sekundärwicklung ausgelegt ist, die 1,2 bis 1,3 Mal niedriger ist als die zulässige Versorgungsspannung einer bestimmten UMZCH-Mikroschaltung. Einige Empfehlungen zur Auswahl eines Ringmagnetkerns für einen Transformator finden sich in [2]. Der Stromverbrauch des UMZCH steigt nach der Modifikation, daher sollte die Kapazität des Filterkondensators auf 4700 μF (um 25 V) erhöht werden. Die erhöhte Filterkapazität erhöht auch die Spitzenleistung und der Spannungsspielraum gewährleistet einen zuverlässigen Betrieb des Kondensators. Der Eingangsteil des Geräts ist auf einer separaten Platine entsprechender Abmessungen neben der Hauptstromversorgung montiert. In diesem Gerät können Sie auch die Transistoren KP305B, KP305V und in Position VT2 - KP302B oder KP302G (bei Auswahl durch den anfänglichen Drainstrom - mindestens 15 mA - und KP303E) verwenden. Das Relais K1 kann durch ein ähnlich kleines Relais mit einem minimalen Betriebsstrom und einer Betriebsspannung von nicht mehr als 10 V ersetzt werden. Die HL1-LED kann durch eine andere ersetzt werden, sie muss jedoch bei einem Strom von 1 ausreichend hell sein. ,2 mA. Aus Gründen der Betriebssicherheit sollten der DA1-Chip und der UMZCH-Chip auf kleinen Kühlkörpern installiert werden. Beim Einrichten des Geräts kommt es darauf an, die Spannungsschwelle für den Schalter „Netzwerk-Batterie“ mithilfe des Trimmwiderstands R1 einzustellen; Der Strom durch die Relaiswicklung wird durch den Widerstand R3 eingestellt. Bevor Sie die Schieberegler der Widerstände R1, R3 einstellen, sollten Sie diese entsprechend der Abbildung in die obere bzw. linke Position bewegen. Anschließend wird mithilfe von LATR die Spannung an der Primärwicklung des Transformators T1 schrittweise erhöht, wodurch die konstante Spannung am Kondensator C1 gesteuert wird. Bei einem Pegel von 11,5 V wird der Transistor VT1 geöffnet und das Relais K1 aktiviert. Optisch erkennbar ist der Vorgang durch das Leuchten der HL1-LED. Der Strom in der Relaiswicklung wird mit einem Milliamperemeter kontrolliert und durch Einstellen des Widerstands R15 auf etwa 3 mA begrenzt. Danach wird die Primärspannung schrittweise reduziert und das Gerät ausgeschaltet: Die Freigabe des Relais K1, sichtbar am Erlöschen der HL1-LED, sollte bei einer Spannung von 11...11,2 V am Kondensator C1 erfolgen. Damit ist die Einrichtung abgeschlossen. Ein Netzteil mit elektronischer Umschaltung kann in verschiedenen Modellen tragbarer Geräte verwendet werden. Zuverlässigkeit und Benutzerfreundlichkeit werden durch den Verzicht auf manuelle Schalter gewährleistet und die Leistungssteigerung hängt von der zulässigen Versorgungsspannung und der maximalen Ausgangsleistung des UMZCH ab. Literatur
Autor: A. Pachomov, Zernograd, Rostower Gebiet
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