120-Volt-Stromversorgung an einem 220-Volt-Netz. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Wahrscheinlich haben viele eine solche Situation erlebt, als sich herausstellte, dass ein gekauftes importiertes Haushaltsgerät (z. B. ein Telefon oder ein Taschenrechner) mit einer Fernstromversorgung für eine Netzspannung von 120 V ausgestattet war. Dies kann natürlich nicht der Fall sein Man nennt es angenehm, aber ein Funkamateur ist durchaus in der Lage, das Gerät zu „machen“. Es funktioniert einwandfrei bei einer Netzspannung von 220 V.

Wie ändere ich eine 120-Volt-Fernstromversorgung mit geringem Stromverbrauch, um sie an ein 220-V-Netzwerk anzuschließen? Dies kann auf verschiedene Arten erfolgen. Schauen wir sie uns kurz an.

In der Regel besteht die gesamte „Füllung“ des Blocks aus einem Netztransformator, einem Gleichrichter und einem Glättungskondensator. Daher besteht die erste Methode darin, den Transformator zu zerlegen, alle Wicklungen vom Rahmen zu entfernen, sie auf 220 V umzurechnen, die Spule neu zu wickeln und den Transformator zusammenzubauen.

Die Berechnung eines Transformators ist nicht schwierig [1], aber das Wickeln erfordert viel Aufwand und natürlich Geschick.

Ein unüberwindbares Hindernis bei der Anwendung dieser Methode kann die Tatsache sein, dass der Magnetkreis eines importierten Transformators häufig nicht trennbar ist – die Platten sind durch eine schmale Schweißnaht „fest“ verbunden. In diesem Fall können wir nur empfehlen, den Transformator wegzuwerfen und einen geeigneten Ersatz mit einem Magnetkern gleichen (oder etwas größeren) Querschnitts zu wählen.

Für diejenigen, die das Zurückspulen des Transformators für inakzeptabel halten, bieten wir eine andere naheliegende Möglichkeit an: Schalten Sie einen Ballastwiderstand in Reihe mit der Netzwicklung des Transformators, nachdem Sie zuvor seinen Widerstand (in Ohm) anhand der Formel berechnet haben:

Rbal = 12000/RG, wobei RG die Gesamtleistung des Transformators in Watt ist, die normalerweise auf dem Gehäuse des Geräts angegeben ist.

Die Methode ist sehr einfach, aber wenn man die Leistung berechnet, die an diesem Widerstand abgegeben wird (und sie wird ungefähr der Leistung des Transformators entsprechen!), wird deutlich, dass die Anwendbarkeit der Methode begrenzt ist.

Anstelle eines Ballastwiderstands können Sie auch einen Ballastkondensator [2] verwenden. Dann wird es keine Probleme mit der darin freigesetzten Wärmeleistung geben – sie liegt nahe bei Null, aber es wird ein Kondensator von beeindruckender Größe benötigt. Es genügt zu sagen, dass die Nennspannung mindestens 520 V betragen muss!

Um Elektrogeräte mit geringem Stromverbrauch und konstantem Stromverbrauch an das Netzwerk anzuschließen, wird manchmal eine andere Methode verwendet, die auf dem Phänomen der Stromresonanz basiert. Es kann in zwei parallelen Zweigen eines mit Wechselspannung betriebenen Stromkreises auftreten, wenn der Widerstand eines Zweigs induktiv und der andere kapazitiv ist (siehe Diagramm). Hier sind Req und Leq jeweils der äquivalente aktive Widerstand und die Induktivität des Stromversorgungstransformators, reduziert auf seine Netzwicklung, und die Elemente R1 und C1 werden zusätzlich eingeführt, um Stromresonanz zu implementieren.

Es ist leicht zu erkennen, dass R1 derselbe Ballastwiderstand ist, aber der Kondensator C1 kompensiert hier die induktive Komponente des Primärwicklungsstroms, sodass die dem Ballastwiderstand zugewiesene Leistung 30 bis 50 % geringer ist. Die Amplitudenspannung am Kondensator C1 überschreitet auch im Moment des Einschaltens 200 V nicht.

Somit ist es lediglich erforderlich, die Werte zusätzlicher Elemente zu bestimmen, und dafür müssen Sie Req und Leq kennen. Das Netzteil gibt in der Regel die Eingangsnennspannung des Netzteils UBX, die Gesamtgesamtleistung Pr, die Ausgangsspannung UBx, den Laststrom lH und manchmal auch den aufgenommenen Strom lBX an. Zur Messung des Widerstands der Netz-RI- und Sekundär-RII-Wicklungen des Transformators sollte ein Ohmmeter verwendet werden.

Die Berechnung beginnt mit der Ermittlung des verbrauchten Stroms (sofern nicht angegeben):

lBX=Рг,/UBX. Berechnen Sie anschließend die Wirkleistung, die die Stromversorgung aus dem Netzwerk verbraucht: Pa=I2BX RI+I2H RII+IH Uout

(Es wird davon ausgegangen, dass die Last der Einheit rein aktiv ist und Verluste durch Wirbelstrom und Ummagnetisierung des Magnetkreises nicht berücksichtigt werden) und Blindleistung: Рх = √ Rg² -Ra².

Basierend auf den Werten der Wirk- und Blindleistung werden der äquivalente Wirkwiderstand und die Induktivität des Transformators, reduziert auf seine Netzwicklung, berechnet:

Req=Pa/|2BX; Lequiv \u2d Px / ω I2BX, wobei ω - XNUMXπ f;

f - Netzspannungsfrequenz - 50 Hz.

Die Kapazität des Kondensators C1 wird aus der Bedingung bestimmt, dass die Blindleitfähigkeit des durch Parallelschaltung von Kondensator und Transformator gebildeten Stromkreises gleich Null ist:

C1=Leq/A, wobei A=ω2 L2eq + R2eq.

Der Widerstandswert des Ballastwiderstands R1 und seine Leistung PR1 werden nach den Formeln berechnet:

R1=A/Req(UC/UBX-1); PR1=UBX-Req(UC-UBX)/A, wobei UC=220 V.

Die vorgeschlagene Methodik wurde verwendet, um die Fernstromversorgung für den Rechner zu verfeinern, die die folgenden Parameter hatte: UBX=120 V; Рг=3 Â-A; Uoutx=5,6 V; lH=0,2 A; Wicklungswiderstand, gemessen mit einem Ohmmeter, RI=764 Ohm; RII=3 Ohm. Basierend auf den Ausgangswerten wurden die Parameter der Elemente berechnet: Req = 2748 Ohm; Leq=12,54H; C1=0,54 µF; R1 =6987 Ohm; PR1=1,48 W. Wir wählen einen MBGCh-Kondensator mit einer Kapazität von 0,5 μF für eine Spannung von 250 V und einen MLT-2-Widerstand mit einem Widerstand von 6,8 kOhm. Berechnungen haben gezeigt, dass die Spannung am Kondensator im eingeschalteten Zustand den dem stationären Zustand entsprechenden Wert (120 V) nicht überschreitet und im ausgeschalteten Zustand nur um 4 % überschreitet.

Abschließend einige Empfehlungen. Es empfiehlt sich, die Kapazität des Kondensators C1 möglichst nahe an der berechneten zu wählen. Dies wird durch Parallelschaltung der erforderlichen Anzahl von Kondensatoren erreicht (die Kapazitätswerte werden aufsummiert). Die Nennspannung aller Kondensatoren muss mindestens 200 V betragen. Es sollten Papierkondensatoren (MBGCh, MBGP usw.) verwendet werden, die für den Betrieb in einem Wechselstromkreis ausgelegt sind; Bei der Wahl des Typs und der Nennspannung müssen Sie unbedingt ein Nachschlagewerk über elektrische Kondensatoren heranziehen.

Die Leistung des Widerstands R1 wird größer gewählt als die berechnete. Manchmal ist es notwendig, den Widerstandswert des Widerstands anzupassen. Dies geschieht am besten, wenn das Netzteil an die Nennlast angeschlossen wird. Bei niedriger Ausgangsspannung sollte der Widerstand niedriger sein, bei hoher Ausgangsspannung sollte er höher sein.

Der Kondensator und der Widerstand können im Inneren des Netzteils untergebracht werden, sofern freier Platz vorhanden ist (vergessen Sie nicht, Lüftungslöcher in die Wände des Geräts zu bohren) oder in einem separaten Gehäuse in Form eines Adapters.

Literatur

1. Nikolaev Yu. Selbstgemachtes Netzteil? Es gibt nichts einfacheres. – Radio, 1992, Nr. 4, S. 53, 54.
2. Biryukov S. Berechnung einer Netzstromversorgung mit Löschkondensator. – Radio, 1997, Nr. 5, S. 48 - 50.

Autor: V. Chudnov, Ramenskoje, Gebiet Moskau

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