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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Netzwerk-Schaltnetzteile
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Netzteile Schaltnetzteile haben in der Amateurfunkpraxis noch keine Verbreitung gefunden. Dies liegt vor allem an ihrer hohen Komplexität und dementsprechend hohen Kosten. In manchen Fällen können jedoch die Vorteile dieser Geräte im Vergleich zu herkömmlichen Transformatoreinheiten – hoher Wirkungsgrad, geringe Abmessungen und Gewicht – von entscheidender Bedeutung sein. In diesem Artikel werden mehrere Impulsquellen für verschiedene Lasten beschrieben. Der Streit bei der Auswahl einer Stromquelle (PS) für ein bestimmtes Gerät endet meist zugunsten herkömmlicher Transformatoreinheiten mit einer kontinuierlichen Möglichkeit zur Stabilisierung der Ausgangsspannung, da diese am einfachsten zu entwerfen und herzustellen sind. Und die Tatsache, dass sie größere Abmessungen und Gewicht, einen geringen Wirkungsgrad und eine erhebliche Erwärmung haben, wird in der Praxis meist nicht berücksichtigt. Das wichtigste Argument sind die Kosten. Darüber hinaus besteht die Meinung, dass gepulste Stromversorgungen, insbesondere Netzwerkstromversorgungen, unzuverlässig sind, hochfrequente Störungen verursachen, schwieriger herzustellen und einzustellen sowie teuer sind. Diese Argumente sind am häufigsten in den Fällen traditionell, in denen ein Gerät zunächst entworfen und dann eine IP aus den auf dem Markt verfügbaren IPs dafür ausgewählt wird. Gleichzeitig stellt sich oft heraus, dass die gewählte IP nicht ganz zum Gerät passt: Entweder ist es schwer, oder es wird sehr heiß und das Gerät ist instabil. Nichts dergleichen passiert, wenn die IP unter Berücksichtigung der Eigenschaften der Eingangsspannung und -last für ein bestimmtes Gerät oder eine bestimmte Geräteklasse ausgelegt ist. In diesem Fall verleihen einige Komplikationen des IP, beispielsweise der Übergang zu einer gepulsten Methode zur Stabilisierung der Ausgangsspannung, dem Gerät insgesamt neue Qualitäten, verbessern seine Eigenschaften erheblich, was den Verbraucherpreis des gesamten Geräts erhöht und sich auszahlt für die Kosten der Komplizierung des IP. Im Folgenden werden mehrere Optionen für gepulstes IP-Netzwerk betrachtet, die für bestimmte Geräte entwickelt wurden und die Merkmale eines einphasigen Haushaltsnetzes mit einer Spannung von 220 V und einer Frequenz von 50 Hz berücksichtigen. Aufgrund der Betriebsergebnisse von 5 ... 7 Jahren können wir sie Funkamateuren, die mit den Grundkonzepten der Leistungselektronik, den Prinzipien der Impulssteuerung und den Merkmalen der Elementbasis vertraut sind, zur Wiederholung empfehlen. Die Funktionsprinzipien, die Herstellungstechnologie und die Elementbasis des IP werden speziell ausgewählt, sodass das grundlegende IP am ausführlichsten betrachtet wird, während der Rest nur seine Besonderheiten aufweist. Auf Abb. In Abb. 1 zeigt ein Diagramm eines einkanaligen gepulsten IP, das für Telefongeräte mit automatischer Nummernerkennung (ANI) ausgelegt ist. Es kann auch zur Versorgung anderer digitaler und analoger Geräte mit einer konstanten Spannung von 5 ... 24 V bzw. einer Leistung von 3 ... 5 W geeignet sein, deren Stromaufnahme sich im Betrieb unwesentlich ändert. Das Netzteil ist gegen einen Kurzschluss am Ausgang geschützt und kehrt nach Beseitigung der Überlast automatisch in den Betriebsmodus zurück. Die Instabilität der Ausgangsspannung, wenn der Eingang von 150 auf 240 V wechselt, der Laststrom innerhalb von 20 ... 100 % des Nennwerts liegt und die Umgebungstemperatur 5 ... 40 beträgt°C überschreitet nicht 5 % des Nennwerts.
Die Eingangsspannung wird dem Gleichrichter VD2-VD5 über den Entstörfilter L1L2C2 und die Widerstände R1, R2 zugeführt, die die Anlaufströme beim Einschalten der Stromversorgung begrenzen. Der Hochfrequenzwandler selbst wird mit einer konstanten Spannung von 200 ... 340 V gespeist, die am Kondensator C4 gebildet wird. Die Basis des Wandlers ist ein gesteuerter Impulsgenerator basierend auf den Elementen DD1.2-DD1.4, Transistor VT1 und Zenerdiode VD6. Die anfängliche Impulswiederholungsrate am Ausgang des DD1.4-Elements beträgt 25 ... 30 kHz, und die Dauer von Impuls und Pause (hoher und niedriger Pegel) ist ungefähr gleich. Wenn die Spannung am Kondensator C1 über den Wert UC1 = UBEVT1 + UVD6 ansteigt, öffnet die Zenerdiode VD6, der Transistor VT1 öffnet während des Impulses leicht und entlädt den Kondensator C3 schnell, wodurch die Impulsdauer verkürzt wird. Dadurch können Sie die Ausgangsspannung des IP stabilisieren. Der Generatorausgang steuert einen Hochspannungsschalter an der Diode VD9 und den Transistoren VT2, VT3. Im Gegensatz zu herkömmlichen Schaltern, die auf einem einzelnen Bipolartransistor basieren und bei denen das Steuersignal an seine Basis angelegt wird, wird hier eine Kaskodenschaltung aus zwei Transistoren verwendet – Hochspannungs-VT2 und Niederspannungs-VT3. Typischerweise sind Hochspannungs-Bipolartransistoren niederfrequent, haben einen niedrigen Basisstromübertragungskoeffizienten h21E und benötigen daher einen großen Steuerstrom. Hier wird das Steuersignal der Basis des Niederspannungstransistors zugeführt, der mit einem großen h21E als Hochfrequenztransistor ausgewählt ist. Wenn der Transistor VT3 geöffnet ist, fließt ein Strom durch den Widerstand R2 in die Basis des Transistors VT11, wodurch dieser geöffnet und gesättigt wird. Wenn der Transistor VT3 schließt, ist der Emitter des Transistors VT2 „offen“ und sein gesamter Kollektorstrom fließt durch die Basis, die Diode VD9 in den Kondensator C1. In diesem Fall wird die überschüssige Ladung im Bereich der Basis des VT2-Transistors schnell absorbiert und dieser zwangsweise geschlossen. Diese Methode zur Steuerung des VT2-Transistors (die sogenannte Emitterschaltung) erhöht nicht nur die Geschwindigkeit, sondern erweitert auch den Bereich seines sicheren Betriebs. Die Elemente C5, R9, VD8 begrenzen den Spannungsstoß am Kollektor des Transistors VT2. Der Transformator T1 übernimmt die Funktionen eines Energiespeichers während eines Impulses und eines Elements der galvanischen Trennung zwischen Eingangs- und Ausgangsspannung. Im offenen Zustand des Transistors VT2 ist die Wicklung I mit einer Energiequelle – dem Kondensator C4 – verbunden und der Strom darin steigt linear an. Die Polarität der Spannung an den Wicklungen II und III ist so, dass die Dioden VD10 und VD11 geschlossen sind. Wenn der Transistor VT2 schließt, wird die Polarität der Spannung an allen Wicklungen des Transformators umgekehrt und die in seinem Magnetfeld gespeicherte Energie gelangt über die VD6-Diode in den Ausgangsglättungsfilter C3L7C11 und über die VD1-Diode in den Kondensator C10. Der Transformator T1 muss so ausgelegt sein, dass die magnetische Kopplung zwischen den Wicklungen II und III möglichst hoch ist. In diesem Fall hat die Spannung an allen Wicklungen die gleiche Form und die Momentanwerte sind proportional zur Windungszahl der entsprechenden Wicklung. Wenn aus irgendeinem Grund die Spannung am Ausgang des IP sinkt, sinkt sie am Kondensator C1, was zu einer Verlängerung der Dauer des offenen Zustands des Transistors VT2 und folglich zu einer Erhöhung des Energieanteils führt jede Periode an die Last übertragen - die Ausgangsspannung kehrt auf ihren ursprünglichen Wert zurück. Bei einer Erhöhung der Ausgangsspannung des IP erfolgt der umgekehrte Vorgang. Dadurch wird die Ausgangsspannung stabilisiert. Auf dem Element DD1.1 ist eine Steuereinheit zum Einschalten des Konverters angebracht. Beim Anlegen der Eingangsspannung wird der Kondensator C1 über den Widerstand R5 aufgeladen. Die Zenerdiode VD1 wird zunächst geschlossen und am unteren (gemäß Schema) Eingang (Pin 2) des DD1.1-Elements liegt die Spannung über seiner Schaltschwelle und am DD1.1-Ausgang ein niedriger Pegel. Dieses Signal blockiert den Betrieb aller Konverterknoten; Transistor VT3 ist geschlossen. Bei einem bestimmten Spannungswert UC1 öffnet die Zenerdiode VD1 und die Spannung an Pin 2 stabilisiert sich. Die Versorgungsspannung der Mikroschaltung steigt weiter an und mit UC1 = Uon sinkt die Spannung an Pin 2 des Schmitt-Triggers unter die Schaltschwelle. Am Ausgang des Elements DD1.1 wird schlagartig eine Hochspannung eingestellt, die den Betrieb aller Wandlerknoten ermöglicht. Das Ausschalten derselben IP erfolgt, wenn UC1 = Uoff < Uon, da der Schmitt-Trigger eine Hysterese am Eingang hat. Diese Funktion der Arbeit wird verwendet, um am Ausgang des IP einen Schutzknoten gegen Kurzschlüsse aufzubauen. Bei einem übermäßigen Anstieg des Laststroms erhöht sich die Impulsdauer, was zu einem Anstieg des Spannungsabfalls am Widerstand R12 führt. Wenn er den Wert UR12 = UVD7 + UBE VT1 C 1,2 V erreicht, öffnet der Transistor VT1 und der Transistor VT3 schließt. Die Impulsdauer nimmt ab und damit auch die an den Ausgang übertragene Energie. Dies geschieht in jeder Periode. Die Ausgangsspannung nimmt ab, was zu einem Abfall der Spannung am Kondensator C1 führt. Mit der Zuweisung von UC1 = Uoff schaltet das Element DD1.1 die IP um und schaltet sie ab. Der Energieverbrauch des Kondensators C1 durch das Steuergerät des Wandlers hört praktisch auf und seine Aufladung über den Widerstand R5 beginnt, was bei UC1 = Uon zum automatischen Einschalten des IP führt. Anschließend werden diese Vorgänge im Abstand von 2 ... 4 s wiederholt, bis der Kurzschluss behoben ist. Da die Betriebszeit des Umrichters bei Überlast etwa 30 ... 50 ms beträgt, ist diese Betriebsart ungefährlich und kann beliebig lange andauern. Die Typen und Nennwerte der Elemente sind im Diagramm angegeben. Kondensator C2 – K73-17, C5 – K10-62b (frühere Bezeichnung KD-2b). Die Induktoren L1, L2 und L3 sind auf Ringmagnetkerne K10 (6 (3) aus Presspermalloy MP140 gewickelt. Die Induktorwicklungen L1, L2 enthalten 20 Windungen PETV-Draht mit einem Durchmesser von 0,35 mm und liegen jeweils auf einer eigenen Hälfte Ring mit einem Abstand zwischen den Wicklungen von mindestens 1 mm. Der Induktor L3 ist mit einem PETV-Draht mit einem Durchmesser von 0,63 mm Windung für Windung in einer Schicht (entlang des Innenumfangs des Rings) umwickelt. Der Transformator T1 ist der kritischste Teil von Die IP. Spannung, Effizienz des IP und der Interferenzniveau, also lassen Sie uns detaillierter auf die Technologie seiner Herstellung eingehen. Es wird auf einem B2-Magnetkern aus M22NM2000-Ferrit hergestellt. Alle Wicklungen sind auf einen Standard- oder Heimwicklungen gewickelt -Hergestellter zusammenklappbarer Rahmen, Windung für Windung mit PETV-Draht gefertigt und mit BF-1-Kleber imprägniert. 2 Windungen, die erste ist mit einem Draht mit einem Durchmesser von 260 mm in mehreren Schichten umwickelt. Seine Schlussfolgerungen müssen voneinander und vom Rest isoliert sein Die Wicklungen mit lackiertem Tuch 0,12 ... 0,05 mm dick, um Ausfälle zu vermeiden. BF-0,08-Kleber wird auf die obere Schicht der Wicklung aufgetragen und mit einer Schicht lackiertem Stoff isoliert, deren Breite geringfügig über der Breite der Wicklung liegt, damit die Windungen der oberen Wicklungen nicht mit den Windungen der unteren in Kontakt kommen eins. Als nächstes wird eine Abschirmwicklung mit einer Klemme 2 mit demselben Draht umwickelt, BF-7-Kleber aufgetragen und mit einer Schicht desselben lackierten Stoffes umwickelt. Wicklung III ist mit einem Draht mit einem Durchmesser von 0,56 mm umwickelt. Bei einer Ausgangsspannung von 5 V sind es 13 Windungen. Die Windungen dieser Wicklung werden dicht, mit leichtem Übermaß, möglichst in einer Lage verlegt, mit Leim bestrichen und mit einer Lage lackiertem Stoff isoliert. Wicklung II wird zuletzt gewickelt. Es enthält 22 Drahtwindungen mit einem Durchmesser von 0,15 ... 0,18 mm, gleichmäßig über die gesamte Oberfläche der Spule verlegt, möglichst nahe an Wicklung III. Die aufgewickelte Rolle wird oben mit BF-2-Kleber bestrichen, mit zwei Lagen lackiertem Stoff umwickelt und 6 Stunden lang bei einer Temperatur von 60 °C getrocknet. Die getrocknete Spule wird in Becher eingelegt, deren Enden ebenfalls mit Leim bestrichen sind, und diese werden durch eine ringförmige Papierdichtung mit einer Dicke von 0,05 mm verbunden. Die Tassen werden beispielsweise mit hölzernen Wäscheklammern beidseitig an den Rändern zusammengedrückt und im gleichen Modus nochmals getrocknet. Dadurch entsteht zwischen den Bechern ein nichtmagnetischer Spalt. Die Spulenleitungen sind sorgfältig vom Magnetkreis isoliert. Bei der Installation ist darauf zu achten, dass die Stromkreise, durch die die Impulsströme fließen, möglichst kurz sein müssen. Es ist nicht erforderlich, den VT2-Transistor auf dem Kühlkörper zu installieren, wenn seine Erwärmung im Gerät unter tatsächlichen Betriebsbedingungen 60 °C nicht überschreitet. Andernfalls wäre es besser, den angegebenen Transistor auf einem Kühlkörper mit einer Fläche von 5 ... 10 cm 2 zu installieren. Wenn alle Elemente in Ordnung sind, ist die Anpassung der IP nicht schwierig. An den Ausgang ist ein Widerstand mit einem Widerstand von 8 ... 10 Ohm und einer Leistung von 5 W angeschlossen, der Widerstand R5 ist geschlossen, an den Kondensator C1 wird entsprechend seiner Polarität eine einstellbare Spannungsquelle angeschlossen, die zuvor eingestellt wurde zu Uout \u0d 2. Ein Oszilloskop mit einem Teiler von 1:10 ist am Eingang mit dem Kollektor des Transistors VT25 verbunden. Die Quelle wird eingeschaltet und durch Erhöhung ihrer Spannung wird der Wert festgelegt, bei dem die Stromversorgung eingeschaltet wird. Auf dem Bildschirm des Oszilloskops sollte ein Signal mit einer Frequenz von 30 ... 2 kHz erscheinen, dessen Form in Abb. dargestellt ist. 1. Durch Auswahl der Zenerdiode VD3 und des Widerstands R7,3 wird die Schaltspannung des IP-Steuergeräts auf 7,7 ... 0,4 V eingestellt. Gleichzeitig sollte die Last eine konstante Spannung von 0,6 ... haben, entfernen Entfernen Sie die Brücke vom Widerstand R5 und legen Sie Netzspannung an den IP-Eingang an. Nach einer Verzögerung von 2 ... 5 s schaltet sich das Netzteil ein, danach wird die Ausgangsspannung gemessen und der Auswahlwiderstand R6 stellt seinen Wert auf 5 V ein. Als nächstes wird das Netzteil mit einer Nennlast eingeschaltet und Stellen Sie sicher, dass sich der VT2-Transistor und die VD11-Diode unter realen Betriebsbedingungen nicht über 60 °C erwärmen. Diese Anpassung kann als abgeschlossen betrachtet werden.
Das Design des IP kann je nach Anforderungen des betriebenen Geräts unterschiedlich sein. Der Autor hat ein Design mit minimalen Abmessungen und Gewicht speziell für den Einsatz in einem Telefongerät mit AON entwickelt. Die Stromversorgung erfolgt über Weston- und Rubicon-Oxidkondensatoren. Alle Elemente außer dem Kondensator C4 werden senkrecht zur Platine installiert. Die Abmessungen des IP (50 (42,5 (15 mm)) sind so bemessen, dass er mit einer leichten Modifikation des letzteren in das Batteriefach des Telefonapparats „Tekhnika“ eingesetzt werden kann. Eine Zeichnung der Leiterplatte des IP ist in Abb. 3 dargestellt.
Das IP wurde vom Autor speziell als Ersatz für das herkömmliche B3-38-Netzteil hergestellt, bei dem ständig Ausfälle beobachtet wurden. Nach dem Austausch hörten sie auf und das Telefon funktionierte fast sechs Jahre lang ohne Ausschalten. Tests haben gezeigt, dass die Ausgangsspannung des Netzteils ab einem Eingang von etwa 100 V zu sinken beginnt. Darüber hinaus wurde die Entstördrossel L1, L2 in der Anwendung mit AON nicht benötigt. Sollte beispielsweise der Wert der Ausgangsspannung des IP größer sein (vorbehaltlich der Aufrechterhaltung der Ausgangsleistung), müssen die Windungszahl der Wicklung III sowie der Querschnitt ihres Drahtes und die Kapazität der Kondensatoren proportional erhöht werden C6, C7 sollten reduziert werden. Die Nennspannung dieser Kondensatoren sollte 30 ... 50 % über der Leistung liegen. Der Kühlkörper des VT2-Transistors (falls erforderlich) ist bei der Montage des IP auf der angegebenen Leiterplatte ein Weißblech mit den Abmessungen 48 (10 (0,5 mm). Es wird entlang der Längsseite der Leiterplatte installiert Die Platine wird durch eine Glimmerdichtung an den VT2-Transistor angeschlossen und an die speziell dafür vorgesehenen Kontaktflächen gelötet, damit sie einen guten thermischen Kontakt zum Transistor hat. In diesem Fall ist es außerdem erforderlich, Wärmeleitpaste KPT-8 zu verwenden. Dies sollte der Fall sein Bedenken Sie, dass der Kühlkörper unter Hochspannung steht. Auf Abb. In Abb. 4 zeigt einen Teil der IP-Schaltung mit einer Leistung von 10 ... 15 W und einer Ausgangsspannung von 5 ... 24 V. Der Betrieb und die Parameter des IP unterscheiden sich nicht wesentlich von denen, die zuvor betrachtet wurden. Auch die Einstellung und Änderung der Ausgangsspannung ist ähnlich. Unter den Unterschieden stellen wir Folgendes fest. In dieser Version des Geräts werden die Transistoren VT2 - KT859A, VT3 - KT972A verwendet; Diode VD11 - KD2994A, Kondensatoren C2 - 0,015 uF ( 630 V, C4 - 10 uF ( ( 350 V, C5 - K15-5; anstelle von C6 sind zwei 1000 uF-Kondensatoren installiert ( 16 V; Widerstände R1, R2 - 33 Ohm 1 W, R6 – 200 Ohm, R10 – 1 kOhm, R11 – 200 Ohm 0,25 W, R12 – 3,9 Ohm 0,25 W. Alle anderen Elemente sind die gleichen wie in Abb. 1. Induktor L3 mit 20 Windungen, gewickelt mit einem PETV-Draht mit einem Durchmesser von 0,63 mm. Der T1-Transformator ist auf einem KV-8-Magnetkreis aus M2500NMS1-Ferrit montiert. Der Rahmen zum Wickeln ist Standard. Nach dem Trocknen wird die Spule in einen Magnetkreis eingebaut, der auf die gleiche Weise wie Im vorherigen Fall wird durch eine Pappdichtung mit einer Dicke von 0,2 mm geklebt. Die Wicklungen werden sorgfältig in der gleichen Reihenfolge gewickelt. Bei der Option 12 V 1 A enthält Wicklung I 240 Drahtwindungen mit einem Durchmesser von 0,2 mm, Wicklung II - 22 Windungen Draht mit einem Durchmesser von 0,15 mm, Wicklung III - 28 Windungen Draht mit einem Durchmesser von 0,56 mm Die Abschirmwicklung mit einem Ausgang 7 ist Windung für Windung einlagig mit einem Draht mit einem Durchmesser von 0,15 mm gewickelt 5 V 2 A Option, die VD11-Diode muss KD238VS oder 6TQ045 (International Rectifier) sein und Wicklung III - 13 Windungen in zwei Drähten mit einem Durchmesser von 0,56 mm.
Bei der Installation müssen der Transistor VT2 und die Diode VD11 auf Kühlkörpern mit einer Fläche von jeweils mindestens 50 cm 2 installiert werden und der Transistor VT1 und die Diode VD6 sollten einen Abstand von mindestens 20 mm haben vom Transformator T1 erwärmt sich im Betrieb. Die übrigen Anforderungen sind dieselben wie für die vorherige IP. Der Autor hat das Design des IP mit minimalen Abmessungen entwickelt, damit es in das Block-Gabel-Gehäuse eingebaut werden kann. Die Leiterplattenzeichnung dieser Option ist in Abb. dargestellt. 5. Die Elemente werden wie im vorherigen Fall senkrecht zur Platine installiert, und der VT2-Transistor und die VD11-Diode werden von der Seite der Leiterbahnen mit Flanschen nach außen auf der Platine platziert.
Nach der Montage und Justierung wird das Netzteil durch isolierende Glimmer-Abstandshalter auf einem 2 mm dicken U-förmigen Kühlkörper aus Aluminium installiert. Zwischen Platine und Kühlkörper werden zylindrische Buchsen mit einer Höhe von 5 mm auf die Schrauben gesteckt. Oxidkondensatoren werden von „Weston“ und „Rubicon“ gewählt, wodurch die Abmessungen reduziert werden konnten. Im Betrieb ist es sinnvoll, den Kühlkörper des VT2-Transistors (oder einen gemeinsamen Kühlkörper) über die Kondensatoren K15-5 3300 pF (1600 V) an jede der Eingangsklemmen anzuschließen. Diese Maßnahme trägt dazu bei, die abgestrahlten IP-Störungen zu reduzieren. Beachten Sie jedoch, dass der Kühlkörper unter Hochspannung steht. Die IP-Anpassung erfolgt auf die gleiche Weise wie im vorherigen Fall, allerdings lässt sich die IP bei Nennlast längere Zeit nicht einschalten. Tatsache ist, dass sich der VT2-Transistor und die VD11-Diode schnell erwärmen, wenn sie ohne Kühlkörper arbeiten. Ein IP mit einer Ausgangsspannung von 12 V wurde zur Stromversorgung einer elektronischen Wanduhr und mit einer Ausgangsspannung von 5 V zur Stromversorgung eines Sinclair-Haushaltscomputers verwendet. Bei einer Änderung der Eingangsspannung im Bereich von 120...240 V kam es zu keinen Ausfällen im Betrieb der Geräte. Zwar waren die Abmessungen und das Gewicht der IP im Vergleich zu ihren herkömmlichen Gegenstücken beeindruckend. Bei den betrachteten MTs wird die Amplitude der gepulsten Spannung an der Hilfswicklung II des Transformators im Pausenintervall stabilisiert, daher ist bei einer Änderung des Laststroms und einem erheblichen Einfluss destabilisierender Faktoren die Stabilität der Ausgangsspannung gering relativ niedrig. In Fällen, in denen dies nicht akzeptabel ist, muss ein Netzteil mit Stabilisierung der direkten Ausgangsspannung verwendet werden.
Auf Abb. Abbildung 6 zeigt ein Diagramm eines Dreikanal-IP, dessen Ausgangsspannung des Hauptkanals stabilisiert wird, indem ein Steuersignal basierend auf der Abweichung der Spannung dieses Kanals vom Nennwert erzeugt wird, und zwei weitere, zusätzliche, ähnlich den oben betrachteten Quellen. Der SP ist für die Stromversorgung digitaler und analoger Funkelektronikgeräte sowohl aus einem einphasigen Wechselstromnetz 220 V 50 Hz als auch aus einem Gleichstromnetz mit einer Spannung von 300 V ausgelegt. Er ist in jedem der Ausgänge mit einer Automatik gegen Kurzschlüsse geschützt Rückkehr in den Betriebsmodus, wenn die Überlast beseitigt ist. Der Umgebungstemperaturbereich, in dem der IP mit natürlicher Kühlung arbeitet, beträgt 0...50 °C. Hauptparameter von IP: Eingangsspannung - 150...240 V; Ausgangsspannungen - 5 V bei einem Laststrom von 0...3 A, Instabilität der Ausgangsspannung bei maximaler Änderung des Eingangs-, Laststroms und der Umgebungstemperatur 1 % des Nennwerts; 12 V (0,02...0,2 A, 5 %); 12 V (0,1...1 A, 7 %). Die IP wird aus denselben Knoten aufgebaut wie die zuvor beschriebenen Geräte. Die Ausgangsspannung im Hauptkanal (5 V 3 A) wird mithilfe einer kontrollierten Referenzspannungsquelle auf dem DA1-Chip stabilisiert. Ein Teil der Ausgangsspannung des Teilers an den Widerständen R13-R15 wird dem Steuereingang (Pin 17) zugeführt. Wenn diese Spannung 2,5 V überschreitet, beginnt ein Strom durch die Anode (Pin 2) zu fließen, die LED des Optokopplers U1 leuchtet den Fototransistor auf, sein Kollektorstrom, der durch die Widerstände R5, R7, R9, R10 fließt, steigt. Die Spannung an der Basis des Transistors VT1 besteht aus zwei Komponenten: dem Spannungsabfall an den Widerständen R9, R10 aus dem Strom, der durch die I-Wicklung des Transformators T1 und die Transistoren VT2, VT3 fließt, und dem Spannungsabfall am Widerstand R7 aus dem Strom des Fototransistors des Optokopplers U1. Wenn die Summe dieser Spannungen einen Wert von etwa 0,7 V erreicht, öffnet der Transistor VT1 und die Transistoren VT2, VT3 schließen, der Impuls endet. Wenn die Ausgangsspannung des Hauptkanals aus irgendeinem Grund 5 V überschreitet, öffnet der Fototransistor des Optokopplers und die Spannung am Widerstand R7 steigt. Da die Spannung an der Basis des offenen Transistors VT1 konstant ist, verringert sich ihr Abfall an den Widerständen R9, R10 und damit die Impulsdauer. Dadurch kehrt die Ausgangsspannung auf ihren ursprünglichen Wert zurück. Während einer Pause, wenn Energie von allen Sekundärwicklungen auf die entsprechenden Lasten übertragen wird, ändert sich die Spannung an der V-Wicklung praktisch geringfügig (aufgrund der Änderung des Spannungsabfalls an der VD11-Diode und dem Wicklungsdraht, wenn sich der durch sie fließende Strom ändert). . Daher ändert sich die Spannung an den Wicklungen III und IV in diesem Zeitintervall geringfügig, jedoch stärker als im Hauptkanal. Somit ist es mit nur einer Rückführung möglich, die Ausgangsspannung in mehreren Kanälen zu stabilisieren. Ändert sich der Strom des Hauptkanals um nicht mehr als das Doppelte des Maximalwerts, ändert sich die Ausgangsspannung der Zusatzkanäle bei konstanter Belastung in der Regel um nicht mehr als 5 %, was oft durchaus akzeptabel ist. Es gibt keine weiteren Unterschiede zum zuvor betrachteten IP. Strukturell besteht die IP auf einer Leiterplatte mit den Maßen 110x60 mm aus doppelseitiger Glasfaserfolie mit einer Dicke von 1,5 ... 2 mm. Die Leiterplattenzeichnung ist in Abb. dargestellt. 7. Der Transistor VT3 und die Dioden VD9-VD11 werden von der Seite der Leiterbahnen mit den Flanschen nach außen auf die Platine montiert. Es gibt auch eine Brücke, die den gemeinsamen Punkt der Kondensatoren C1, C2 und den „Minus“-Ausgang des Hauptkanals verbindet. Bei der Endmontage des Netzteils ist es sinnvoll, diesen Punkt mit dem Kühlkörper zu verbinden, auf dem die montierte Platine montiert wird. Der Kühlkörper ist eine U-förmige Aluminiumhalterung, an der die IP-Platine über 5 mm hohe zylindrische Kunststoffbuchsen befestigt ist. Die Metallflansche der oben genannten Transistoren und Dioden sind durch mit KPT-8-Paste geschmierte Glimmerdichtungen vom Kühlkörper isoliert.
Thermistor RK1 - TR-10 für einen Strom von mindestens 2 A. Trimmerwiderstand R14 - SP3-38a. Kondensatoren C1, C2 - K15-5; C4, C20 – K73-17; C6, C7, C9, C10 – K10-62b (frühere Bezeichnung KD-2b); C8 - K50-29. Die Induktivitäten L1-L5 sind auf Ringmagnetkerne K10x6x4,5 aus MP140-Permalloy gewickelt. Drossel L1, L2 – das gleiche wie im zuvor betrachteten IP. Jede der Drosseln L2-L5 enthält 18 ... 20 Windungen PETV-Draht mit einem Durchmesser von 1 mm. Der Transformator T1 besteht aus einem KV-10-Magnetkreis aus M2500NMS1-Ferrit. Alle Wicklungen bestehen aus PETV-Draht. Wicklung I enthält 140 Windungen (4 Lagen) Draht mit einem Durchmesser von 0,28 mm, Wicklung II – 12 Windungen Draht mit einem Durchmesser von 0,15 mm, Abschirmung – eine Lage Windung für Windung desselben Drahtes. Die Wicklungen III und IV enthalten 13 Drahtwindungen mit einem Durchmesser von 0,63 mm und die Wicklung V - 6 Windungen in zwei Drähten mit dem gleichen Durchmesser. Zuerst wird die Wicklung I gewickelt, dann die Abschirmung. Als nächstes - Wicklung V, dann Wicklungen III und IV gleichzeitig (in zwei Drähten). Wicklung II wird zuletzt gewickelt. Jede Wicklung (oder Schicht) ist mit einer Schicht lackiertem Stoff isoliert und mit BF-2-Kleber imprägniert. Nach dem Trocknen wird die Spule in den Magnetkreis eingesetzt, dessen Hälften durch 0,3 mm dicke Pappabstandshalter ebenfalls mit BF-2-Kleber verklebt oder mit speziellen Klammern, die Teil des Magnetkreises sind, befestigt werden. IP ist wie folgt geregelt. Zunächst stellt der Widerstand R1 die Einschaltspannung des Steuergeräts auf einen Wert von 10 ... 10,5 V ein. Danach werden Nennlasten an die Ausgänge des IP angeschlossen, eine Eingangsspannung von 220 V wird über die Sicherung für a zugeführt Strom von 14 A, und die Spannung des Hauptkanals wird durch den Widerstand R5 auf XNUMX V eingestellt. Die Spannung der Zusatzkanäle wird automatisch eingestellt. IP kann auch in einer Single-Channel-Variante genutzt werden. Dann sollte es das Hauptthema sein, das durch das Feedback abgedeckt wird. Die betrachteten Netzteile sind so konstruiert, dass sie im Betrieb in einer Art Gehäuse, beispielsweise im Gehäuse des mit Strom versorgten Geräts, eingebaut werden müssen. Der letzte der betrachteten IPs sollte ebenfalls über die Sicherung VP1 für einen Strom von 3 ... 4 A an das Netzwerk angeschlossen werden. Es ist auch zu beachten, dass beim Einschalten aller beschriebenen MTs ohne Last die Ausgangsspannung der Kanäle mit parametrischer Stabilisierung den Nennwert deutlich überschreiten kann. Wenn dies im Betrieb möglich ist, ist daher der Anschluss von Zenerdioden erforderlich Eine Stabilisierungsspannung von 0,7 ... 1 V an den Ausgängen über der Nennleistung oder ein Widerstand mit einem Widerstandswert vom 25 ... 50-fachen des Nennlastwiderstands. Da im letzten IP alle Kanäle galvanisch getrennt sind, kann jeder der Ausgangspins gemeinsam sein. Die beschriebene IP wurde lange Zeit in zwei Versionen verwendet: dreikanalig zur Stromversorgung des Sinclair-Computers mit Ausgangsparametern von +5 V 12 A; +1 V 12 A; -0,2 V 18 A und einkanalig zur Stromversorgung eines Laptops mit einer Spannung von 2 V bei einem Strom von XNUMX A sowohl im Betriebsmodus als auch im Modus zum Laden eingebauter Akkus. Es gab keine Ausfälle, Störungen auf dem Monitorbildschirm oder andere Unterschiede im Betrieb von Computern im Vergleich zum Betrieb mit „Marken“-IPs. Autor: A.Mironov, Lyubertsy, Gebiet Moskau
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