Kostenlose technische Bibliothek ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Schaltregler-Kondensator-Stromversorgung Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Überspannungsschutz Der Autor des veröffentlichten Artikels teilt seine Erfahrungen mit der Verwendung von Schaltausgangsspannungsstabilisatoren in transformatorlosen Netzteilen mit Ballastkondensator. Einer der gravierendsten Nachteile der beispielsweise in [1, 2] beschriebenen transformatorlosen Stromversorgungen mit Löschkondensator besteht darin, dass sie ohne Last oder bei unzureichender Leistungsbelastung nicht an das Netz angeschlossen werden können. Beseitigen Sie es, indem Sie den Stabilisator an der Zenerdiode parallel zum Ausgang der Gleichrichterbrücke einschalten [3]. Gleichzeitig kann die Zenerdiode selbst jedoch einen Strom verbrauchen, dessen Wert dem Laststrom entspricht, wenn wir den Einfluss der Spreizung der Kapazität des Löschkondensators, der Stabilisierungsspannung des Zeners, berücksichtigen Diode und Schwankungen in Richtung steigender Netzspannung. Über die Zenerdiode wird eine beträchtliche Leistung verbraucht, daher muss sie auf einem Kühlkörper platziert werden [2]. Die Hauptidee bei der Verbesserung einer transformatorlosen Stromversorgung mit einem Löschkondensator besteht darin, beispielsweise wie in [4] ein Impulssteuerelement einzuführen, um die Verlustleistung des Stabilisators zu reduzieren. In dem vorgeschlagenen stabilisierten Netzteil mit einstellbarer Ausgangsspannung (siehe Diagramm) ist ein Analogon einer ungesteuerten Vierschichtdiode (Dinistor) [1], die auf einem komplementären Transistorpaar KT5A, KT502A basiert, parallel zum Ausgang von geschaltet die Diodenbrücke VD503. Um eine stabile Schwelle zum Einschalten des Analogons des Dinistors zu gewährleisten, ist eine Zenerdiode VD2 in Reihe mit dem Emitterübergang des Transistors VT1 geschaltet. Mit einer Erhöhung der Ausgangsspannung der Diodenbrücke beginnt sich der Kondensator C2 aufzuladen. Wenn die Spannung einen bestimmten Wert erreicht, abhängig von der Position des Schiebereglers des variablen Widerstands R6, schaltet sich die Zenerdiode VD2 ein und der Transistor VT1 öffnet zuerst und dann VT2. Aufgrund der tiefen positiven Rückkopplung öffnen sich die Transistoren wie eine Lawine und überbrücken den Ausgang der Brücke, was zu einem abrupten Abfall der Spannung an ihr auf nahezu Null führt. Die Diode VD3 schließt und der Kondensator C2 speist die Last. Wenn die Spannung am Ausgang der Brücke auf Null abfällt, schaltet sich der Transistoranalog des Dinistors aus und der Ladevorgang des Kondensators C2 beginnt. Der Vorgang wird wiederholt. Die gesamte Sättigungsspannung zwischen den Emittern der Transistoren (Spannungsabfall am Dinistor-Analog) beträgt etwa 0,7 V. Abhängig vom Lastwiderstand wird das Dinistor-Analog zu unterschiedlichen Zeitpunkten der Halbwellen der Netzspannung eingeschaltet. Im Leerlaufmodus gibt die Diodenbrücke kurze Impulse aus, gefolgt von der höchsten Einschaltdauer. Wenn die Last angeschlossen ist, nimmt das Tastverhältnis ab: Die Öffnungszeit der Transistoren nimmt ab, was zu einer Verlängerung der Dauer des Spannungsimpulses führt, der über die Isolationsdiode VD3 dem Kondensator C2 zugeführt wird. Der Prozess der Spannungsstabilisierung ähnelt stark der Funktionsweise eines pulsweitengeregelten Spannungsreglers, der Funkamateuren bekannt ist. Die Pulswiederholungsrate ist gleich der Welligkeitsfrequenz am Kondensator C2. Die Isolationsdiode VD3 verhindert die Entladung des Kondensators C2 durch offene Transistoren. Die Amplitude des Stromimpulses durch die Zenerdiode VD2 überschreitet in allen Betriebsarten nicht 0,5 mA, was die Effizienz des Stabilisators mit einem Transistoranalogon des Dinistors gemäß dem Steuersignal anzeigt. Zum Vergleich: Wenn Sie ein Impulselement - einen Trinistor - verwenden, benötigen die Geräte der Serien KU201, KU202 eine Einschaltstromamplitude von bis zu 100 mA. Darüber hinaus ermöglicht der Einsatz eines Parallelstabilisators eine stufenlose Einstellung der stabilisierten Ausgangsspannung an der Last, beispielsweise mit einem Widerstand von 1 kOhm im Bereich von 4,7 bis 46 V. Im Leerlauf - jeweils von 4,84 bis 46,06 V . und im Leerlauf liegt er bei etwa einem Prozent. Dies ist für fast alle Fälle ausreichend. Wenn die Einstellung der Ausgangsspannung nicht erforderlich ist (ein fester Wert ist erforderlich), werden die Widerstände R5 und R6 entfernt und die Anode der Zenerdiode mit dem Emitter des Transistors VT2 verbunden. Ein solches Netzteil mit einer Zenerdiode D814G liefert eine feste stabilisierte Spannung von 9,94 V bei einer Last mit einem Widerstand von 180 Ohm. Im Leerlauf beträgt die Ausgangsspannung 10,09 V. Bei Verwendung der Zenerdiode D814A beträgt Uout = 7,67 V bei gleicher Last und im Leerlauf 7,8 V. Wie Sie sehen, beträgt der Unterschied zwischen den Spannungen unter Last und im Leerlauf in diesem Fall etwa ein Prozent. Sie können die Ausgangsspannung des Gleichrichters erhöhen, indem Sie eine Zenerdiode mit höherer Spannung oder zwei in Reihe geschaltete Zenerdioden mit niedriger Spannung verwenden. Mit zwei Zenerdioden D814V und D814D und einer Kapazität des Kondensators C1 von 2 μF kann die Ausgangsspannung bei einer Last mit einem Widerstand von 250 Ohm 23 ... 24 V betragen. Die angegebenen Beispiele veranschaulichen die Möglichkeit, die Elemente eines transformatorlosen Gleichrichters experimentell für die erforderliche stabilisierte Ausgangsspannung bei einer bestimmten Last auszuwählen. Wenn eine gemeinsame Leitung zwischen dem Ausgang des stabilisierten Gleichrichters und dem Netzwerk erforderlich ist, kann der bekannte Einweg-Dioden-Kondensator-Gleichrichter verwendet werden. Schließen Sie dazu die Diodenbrücke VD1 aus, schalten Sie den Widerstand R2 in Reihe mit dem Ballastkondensator C1, verbinden Sie den unteren (gemäß Diagramm) Netzwerkdraht mit dem „negativen“ Ausgang und verbinden Sie die Gleichrichterdiode mit der Anode mit dem Emitter des Transistors VT2 zwischen den Emittern der Transistoren. Der Widerstand R2 begrenzt den Eingangsstrom bei Transienten in dem Moment, in dem das Gerät mit dem Netzwerk verbunden wird. Durch das unvermeidliche „Prellen“ der Kontakte von Netzstecker und Steckdose geht der Schaltvorgang mit einer Reihe von Kurzschlüssen und Stromunterbrechungen einher. Bei einem dieser Phänomene kann sich der Löschkondensator C1 bis zum vollen Amplitudenwert der Netzspannung, also bis etwa 300 V, aufladen. Nach dem Unterbrechen und anschließenden Schließen des Stromkreises kann sich die Spannung am Kondensator und am Netz addieren und insgesamt etwa 600 V. Dies ist der schlimmste Fall, der berücksichtigt werden muss, um einen zuverlässigen Betrieb des Geräts zu gewährleisten. Daher ist es in Geräten, die zur Verbesserung der Zuverlässigkeit vorgeschlagen werden, besser, leistungsstärkere komplementäre Transistorpaare zu verwenden, beispielsweise KT814A und KT815A; KT816A und KT817A; KT837A und KT805A; KT973A und KT972A; 2T505A und 2T504A usw. Das Gerät ist galvanisch mit dem Netzwerk verbunden. Dies sollte beachtet werden und bei der Gestaltung und Anpassung ist Vorsicht geboten. Literatur
Autor: N. Tsesaruk, Tula Siehe andere Artikel Abschnitt Überspannungsschutz. Lesen und Schreiben nützlich Kommentare zu diesem Artikel. Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik: Maschine zum Ausdünnen von Blumen im Garten
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