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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Labornetzteil auf Basis integrierter Spannungsstabilisatoren, 220/1,25-27 Volt 3 Ampere + 0-±24 Volt 0,6 Ampere. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Netzteile Der den Lesern zur Kenntnis gebrachte Artikel beschreibt eine Laborstromversorgung, die auf Mikroschaltungen - Spannungsstabilisatoren - basiert. Es enthält zwei unabhängige Quellen: eine leistungsstarke mit einer Ausgangsspannung von 1,25 bis 27 V und einem maximalen Laststrom von 3 A und eine relativ leistungsarme bipolare mit einer Spannung von 0..±24 V und einem Strom von bis bis 0,6 A. Die Laborstromversorgung (Abb. 1) besteht aus zwei unabhängigen Quellen A1 und A2, die galvanisch nicht miteinander verbunden sind, und verfügt über umfangreiche Möglichkeiten.
Wichtigste technische Merkmale
Das Gerät nutzt für beide Quellen einen gemeinsamen Netztransformator T1. Die Ausgangsspannung und der Laststrom der leistungsstärkeren Quelle A1 können mit einem Voltmeter und Amperemeter gesteuert werden, die auf Basis des Zeigergeräts M2001 hergestellt werden. In der Version des Autors wird die Ausgangsspannung der Quelle A2 mit zwei identischen digitalen Voltmetern gemessen, die auf der Basis des ADC KR572PV2A aufgebaut sind. Schemata solcher Geräte wurden wiederholt auf den Seiten von Radio veröffentlicht, beispielsweise im Artikel [1], daher werden wir hier nicht näher darauf eingehen. Block A1 ist ein Stabilisator, der in [2] beschrieben wird, aus heimischen Elementen hergestellt und vom Autor modifiziert wurde. Bisherige Arbeiten bestehen in der Möglichkeit einer schrittweisen Regelung der Ausgangsspannungsintervalle, um Verluste am Steuertransistor zu reduzieren. Dieses Gerät kann zur Stromversorgung verschiedener Geräte und bei Reparaturarbeiten sowie als Ladegerät verwendet werden. Das Netzteil A1 liefert eine stabilisierte Ausgangsspannung im Bereich von 1,25 bis 6,5; 1,25...13 und 1,25...27 V mit der Möglichkeit der stufenlosen Einstellung. Der maximale Laststrom (Stromschutzpegel) kann im Bereich von 0,05...3 A eingestellt werden. Bei Überschreiten des eingestellten Pegels schaltet das Gerät automatisch in den Stromstabilisierungsmodus und nach Beseitigung der Überlastung kehrt es in den Spannungsstabilisierungsmodus zurück. Das Blockdiagramm A1 ist in Abb. 2 gezeigt. XNUMX.
Das Gerät besteht aus folgenden Funktionsteilen: leistungsstarker Gleichrichter VD1-VD4 mit Filter C1-C3; Spannungsstabilisator auf dem DA1-Chip und dem Transistor VT1; Stromschutzeinheit am Operationsverstärker DA2; zwei Hilfsquellen mit stabiler Spannung VD5VD6C4R1 und VT2VD7-VD9 zur Stromversorgung des Operationsverstärkers DA2. Der Schalter SA2 stellt das erforderliche Regelintervall der Ausgangsspannung ein. Wenn der Laststrom 50 mA nicht überschreitet, arbeitet das Gerät als Stabilisator, angeschlossen nach einer Standardschaltung [3]. Wenn der Laststrom diesen Wert überschreitet, öffnet der Spannungsabfall am Widerstand R2 den Transistor VT1 und begrenzt dadurch den Strom durch den DA1-Chip auf 50 mA. Die Ausgangsspannung wird durch den variablen Widerstand R8 geregelt. Die aktuelle Schutzeinheit funktioniert wie folgt. Dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers DA2 wird eine stabile Ausgangsspannung zugeführt. Sein invertierender Eingang empfängt über einen einstellbaren Teiler R3R6 die Summe aus der Ausgangsspannung und dem Spannungsabfall am Strommesswiderstand R4. Der Operationsverstärker DA2 vergleicht die stabilisierte Ausgangsspannung mit der vom Lastteiler kommenden Spannung, die vom Laststrom abhängt. Solange die Spannung am nichtinvertierenden Eingang größer ist als am invertierenden Eingang, wird der Ausgang des Operationsverstärkers auf einen hohen Pegel nahe der Ausgangsspannung gesetzt. Diode VD10 und LED HL1 sind geschlossen. Das Gerät arbeitet im Spannungsstabilisierungsmodus. Steigt der Laststrom, steigt der Spannungsabfall am Strommesswiderstand R4 und irgendwann gleichen sich die Spannungen an den Eingängen des Operationsverstärkers an. Danach erfolgt kein weiterer Anstieg des Laststroms, da der Ausgang des Operationsverstärkers den Regelkreis des DA1-Stabilisators über die offene Diode VD10 und die LED HL1 umgeht. Der Widerstand R5 begrenzt den Strom durch die HL1-LED und den Operationsverstärker auf ein akzeptables Niveau. In diesem Fall wird der Spannungsabfall am Widerstand R4 durch Änderung der Ausgangsspannung an der Last konstant gehalten. Das Gerät wechselt in den Stromstabilisierungsmodus, was durch das Aufleuchten der HL1-LED angezeigt wird. Der Laststrombegrenzungspegel wird durch den variablen Widerstand R3 eingestellt. Für den normalen Betrieb des Geräts ist es erforderlich, dass die minimale Spannungsdifferenz am Eingang (Pluspol des Kondensators C3) und am Ausgang des Stabilisators (Pin 8 des DA1-Chips) nicht kleiner als die Summe des minimalen Spannungsabfalls ist auf dem DA1-Chip und der Öffnungsspannung des Emitterübergangs des VT1-Transistors (in unserem Fall - 3,8 V). Das Diagramm des bipolaren Spannungsreglers A2 ist in Abb. 3 dargestellt. XNUMX.
Die strichpunktierte Linie markiert die Knoten A1.1 und A2.1, die laut Diagramm mit A1.1 in Abb. zusammenfallen. 2. Knoten A2.1 unterscheidet sich von A1.1 dadurch, dass anstelle von KR142EN12A ein Spannungsstabilisator mit negativer Polarität KR142EN18A [3] verwendet wird (er hat Pin 8 - Eingang, 2 - Ausgang, 17 - Steuerpin) und eine VD26-Diode, Die HL3-LED und der Oxidkondensator C22 sind in umgekehrter Polarität enthalten. Das Funktionsprinzip von Gerät A2 ähnelt dem von Block A1 (siehe Abb. 2). Der Unterschied besteht darin, dass kein leistungsstarker Regeltransistor und kein Ausgangsspannungsgrenzschalter vorhanden sind und der Schutzbetriebsstrom schrittweise über den Schalter SA5 und die Widerstände R13-R16 und R25-R28 eingestellt wird. Die Schutzstromstärken 0,6 A, 0,25 A, 80 mA und 30 mA werden in beiden Kanälen gleichzeitig eingestellt. Die Ausgangsspannung wird von Null aus eingestellt, da die Vorspannung im Einstellkreis der Stabilisatoren DA3 und DA5 separat in beiden Kanälen zugeführt wird. Die Spannung wird durch variable Widerstände R20 und R32 von 0 bis +24 V bzw. von 0 bis -24 V geregelt. Die Vorspannung wird von der stabilisierten Hilfsspannungsquelle R22R23C19C20VD22-VD25 entfernt. Der Transistor KT825A (VT1) kann durch jeden dieser Serie ersetzt werden. Der Transistor VT2 muss mit einem anfänglichen Drainstrom von etwa 10 mA ausgewählt werden. Der Regeltransistor (KT825A) und die integrierten Stabilisatoren sind auf separaten Kühlkörpern oder an der Metallrückwand des Gehäuses installiert. Im letzteren Fall sollten sie mit Glimmerdichtungen zuverlässig vom Körper isoliert werden. Auf der Vorderseite befinden sich Messgeräte, LED-Anzeigen, Bedienelemente und Ausgangsklemmen. Die Abmessungen des Gerätes hängen hauptsächlich von der Größe des Netztransformators ab, dessen Leistung mindestens 180 W betragen muss. In der Version des Autors ist der Netzwerktransformator selbstgebaut und auf einem 120 x 60 x 32 mm großen Ringmagnetband aus einem Spannungsstabilisator für Röhrenfernseher hergestellt. Die Primärwicklung (Netzwerk) enthält 990 Windungen PEL-Draht 0,4. Wicklung II (Leistung für Block A1) enthält 145 Windungen mit Anzapfungen aus der 50. und 82. Windung PEL-Draht mit einem Durchmesser von 1 mm. Die Spannung an den Klemmen dieser Wicklung beträgt 11, 18 und 32 V bei einem Strom von mindestens 3,2 A. Wicklung III (Hilfswicklung für Block A1) besteht aus 45 Windungen PEL 0,25-Draht. Die Spannung an der Wicklung beträgt 10 V bei einem Strom von 20 mA. Wicklung IV (Strom für Block A2) enthält 256 Windungen PEL 0,56-Draht mit einem Abgriff in der Mitte. Die Spannung beträgt 2x28 V bei einem Strom von mindestens 1 A. Die Wicklung V (Hilfswicklung für Block A2) besteht aus 110 Windungen PEL 0,4-Draht mit einem Abgriff in der Mitte. Die Spannung an der Wicklung beträgt 2x12 V bei einem Strom von 50 mA. Ein korrekt zusammengebautes Gerät erfordert keine Anpassung. Es kann erforderlich sein, einzelne Instanzen des Operationsverstärkers auszuwählen. Falls gewünscht, können Sie den Ausgangsstrom der Quellen erhöhen, indem Sie die erforderliche Anzahl von Steuerelementen parallel schalten - Transistoren parallel zu VT1 im Block A1 (Stromausgleichswiderstände mit einem Widerstand von 0,1 Ohm sollten in die Emitterschaltung des Transistors einbezogen werden) und Stabilisatoren parallel zu den Mikroschaltungen DA3, DA5 im Block A2 (wie man Stabilisatoren parallel verbindet, kann in Artikel [4] nachgelesen werden). In diesem Fall ist es notwendig, den Widerstandswert der Strommesswiderstände entsprechend zu ändern und natürlich einen leistungsstärkeren Netztransformator zu verwenden. Ein Labornetzteil kann neben seinem eigentlichen Zweck auch weitere Funktionen übernehmen. Block A1 kann als Ladegerät verwendet werden. Der Ladestrom wird über den Widerstand R3 bei geschlossenen Ausgangsklemmen eingestellt. Die Spannung an der Batterie (oder Batterie) und der Ladestrom werden mit einem Voltmeter PV1 bzw. einem Amperemeter PA1 kontrolliert. Mit Block A2 können Sie pn-Übergänge von Halbleiterbauelementen mit geringer Leistung und Kondensatoren mit einer Kapazität von 0,1 μF testen und die Spannung messen. Um pn-Übergänge zu prüfen, schalten Sie SA5 um, um den minimal zulässigen Strom auszuwählen. Der Widerstand R20 (R32) setzt die Ausgangsspannung auf Null. An die Ausgangsklemmen „+“ („-“) und „Common“. Schließen Sie beispielsweise eine Diode an und erhöhen Sie die Spannung schrittweise. Wenn die Diode in Durchlassrichtung eingeschaltet ist, leuchtet die Überstromanzeige HL2 (HL3). In diesem Fall zeigt das Voltmeter den Wert des Durchlassspannungsabfalls an der Diode an. Wenn die Diode in die entgegengesetzte Richtung eingeschaltet wird, ändert sich die Betriebsart des Netzteils nicht. Wenn Sie beim erneuten Einschalten die Zenerdiode überprüfen, zeigt das Voltmeter ihre Stabilisierungsspannung an. Bei der Überprüfung von Kondensatoren mit Schalter SA5 wird auch der minimale Laststrom ausgewählt. Der Widerstand R20 (R32) stellt die maximale, jedoch nicht höhere Nennausgangsspannung für einen bestimmten Kondensator ein. Ein Kondensator wird an die Ausgangsklemmen angeschlossen (wobei die Polarität für Oxidkondensatoren beachtet wird) und der Schalter SA4 wird eingeschaltet. Anhand der Blinkdauer der Überlastanzeige können Sie indirekt die Kapazität des Kondensators abschätzen oder dessen Leckage erkennen. Um die Spannung bei verschiedenen Experimenten und Reparaturarbeiten zu messen, können Sie Blockvoltmeter verwenden. Vor der Arbeit sollten Sie das Gerät vom Stromnetz trennen, indem Sie die Kontakte des Schalters SA4 öffnen. Es ist zweckmäßig, das zu untersuchende Gerät über Block A1 mit der Versorgungsspannung zu versorgen. Literatur
Autor: A. Muravyov, Dorf Lesnoy, Oblast Rjasan.
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