Einstellbarer bipolarer Spannungsregler

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Überspannungsschutz

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Wenn Sie über ein bipolares Netzteil verfügen, ergänzen Sie es mit dem vorgeschlagenen Spannungsstabilisator. Und dann werden Sie Besitzer einer Quelle, deren Ausgangsspannung in einem weiten Bereich eingestellt werden kann, und Sie müssen sich keine Sorgen über das Auftreten von Kurzschlüssen in der Last machen – der automatische Schutz funktioniert sofort.

Der Stabilisator (siehe Abbildung) ist für den Einsatz in einem Labornetzteil vorgesehen und liefert eine bipolar stabilisierte Spannung, die mit einem Widerstand im Bereich von 1,5 bis 20 V bei einem Laststrom von bis zu 3...5 A eingestellt werden kann Der Stabilisator ist mit einem Laststromschutz ausgestattet, dessen Wert stufenlos von maximal bis 70 mA eingestellt werden kann. Eine kritische Situation wird durch eine Leuchtanzeige angezeigt.

Der Stabilisator ist auf Basis der Mikroschaltung K142EN6A aufgebaut – einem bipolaren Spannungsstabilisator. Um den Bereich der Ausgangsspannungseinstellung zu erweitern, wurde seine Einbeziehung im Vergleich zu der im Artikel von S. Biryukov „Option zum Einschalten der K142EN6-Mikroschaltung“ (Radio, 1996, Nr. 12, S. 47) empfohlenen Option geringfügig geändert.

Wie Sie wissen, ist der Ausgangsstrom dieser Mikroschaltung auf 200 mA begrenzt, was für ein Labornetzteil eindeutig nicht ausreicht. Um diesen Parameter zu erhöhen, wurden daher leistungsstarke Transistoren in den Stabilisator eingeführt: VT2 – in den positiven Leistungsbus, VT6 – in den negativen. Die Transistoren VT3, VT7 enthalten Mikroschaltungs-Strombegrenzer und die LEDs HL1, HL3 enthalten Notfallmodusanzeigen.

Die Transistoren VT1, VT5 fungieren als Kurzschlussstrombegrenzer, die durch variable Widerstände R2 und R6 in jedem Bus unabhängig voneinander eingestellt werden können. Die Transistoren VT4, VT8 dienen als Stromstabilisatoren für die LEDs HL2 bzw. HL4. Dies ist notwendig, damit die Helligkeit der LEDs bei Änderungen der Ausgangsspannung in einem weiten Bereich konstant bleibt. Die Ausgangsspannung an beiden Ausgängen wird durch einen Widerstand R10 geregelt.

Der Stabilisator funktioniert so. Bei niedrigen Ausgangsströmen (15 mA oder weniger) sind die Transistoren VT1, VT2, VT5, VT6 praktisch geschlossen und der gesamte Ausgangsstrom fließt durch die Mikroschaltung, die Transistoren VT3, VT7 und die Widerstände R1-R3, R5-R7. Der Spannungsabfall an VT3 und VT7 ist gering und die LEDs HL1, HL3 leuchten nicht. Wenn der Ausgangsstrom über den angegebenen Wert ansteigt, beginnen die Transistoren VT2 oder VT6 zu öffnen und der Ausgangsstrom fließt hauptsächlich durch sie unter Umgehung der Mikroschaltung.

Der Stabilisator arbeitet in diesem Modus, bis der Laststrom den durch die Widerstände R2, R6 eingestellten Wert überschreitet. Wenn dies geschieht, öffnet sich der Transistor VT1 (VT5) und der Strom, der durch den Emitterübergang des Transistors VT2 (VT6) floss, fließt durch den Kollektorkreis des Transistors VT1 (VT5). Der Ausgangsstrom wird begrenzt. In diesem Fall erhöht sich der Strom durch den Transistor VT3 (VT7), die Spannung an ihm steigt und die LED HL1 (HL3) leuchtet auf und signalisiert einen Notfallmodus.

Bei einem Kurzschluss am Ausgang sind die Abläufe ähnlich, allerdings erlischt am Ausgang, an dem der Fehler aufgetreten ist, die LED.

Um den Stabilisator mit Strom zu versorgen, sind ein Transformator und Gleichrichter mit entsprechender Leistung erforderlich. Da der Stabilisator außerdem einstellbar ist, empfiehlt es sich, einen Transformator mit umschaltbarer Ausgangsspannung zu verwenden, was die thermischen Bedingungen der Transistoren VT2 und VT6 mildert.

Das Gerät kann die Transistoren KT814A-KT814G, KT816A-KT816G (VT1), KT825A, KT825G-KT825E (VT2), KP302V, KP302VM (VT3, VT7), KP303V-KP303D (VT4, VT7), KT815A-KT815G, KT817 A- verwenden. KT817G (VT5), KT827A-KT827V, KT829A-KT829G. LEDs – alle der Serien AL307, AL341, vorzugsweise in verschiedenen Farben für unterschiedliche Polaritäten der Ausgangsspannung. Kondensatoren - KM, K73; Widerstände R1, R5 - Konstantdraht; R2, R6 – variable Drahtwiderstände mit einer Leistung von mindestens 1 W (wenn es schwierig ist, solche zu kaufen, können sie durch einen Satz konstanter Drahtwiderstände mit einem Schalter für mehrere Positionen ersetzt werden); R10 – SP, SPO, SP4.

Beim Einrichten des Stabilisators kommt es darauf an, den maximal zulässigen Kurzschlussstrom mit dem Widerstand R1 (R5) einzustellen. Der Mikroschaltungsstrom, bei dem der Transistor VT2 (VT6) zu öffnen beginnt, kann über den Widerstand R3 (R7) ausgewählt werden.

Um die Zuverlässigkeit zu erhöhen, ist es sinnvoll, Widerstände mit einem Widerstandswert von 1...5 Ohm zwischen den Basisanschlüssen der Transistoren VT2 und VT3 und den Verbindungspunkten der Widerstände R6, R7 bzw. R150, R220 anzuschließen.

Autor: I. Aleksandrov, Kursk

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