500-W-Schaltnetzteil für Autoverstärker. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Netzteile

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Das im Artikel besprochene Schaltnetzteil weist einen hohen Wirkungsgrad und eine hohe Ausgangsleistung auf, wobei nur wenige billige und gängige Funkkomponenten verwendet werden. Der bilare Ausgang des Geräts ist galvanisch von der Stromversorgung getrennt. Das schematische Diagramm der Stromquelle ist in der Abbildung dargestellt:

(zum Vergrößern klicken)

Wichtigste technische Merkmale

• AC-Versorgungsspannung, V ........... 220 +10 % -20 %
• Konstante Ausgangsspannung, V ............... 75 + 75
• Maximale Ausgangsleistung, W .................... 750
• Frequenz der automatischen Generierung, kHz .................................... 8
• Maximaler Wirkungsgrad des Geräts, % .................................. 92

Der Prototyp des Geräts ist das in Artikel [1] beschriebene Gerät. Der Preis für die extreme Einfachheit ist das Fehlen einer Ausgangsspannungsstabilisierung und eines Überstromschutzes sowie eine eher niedrige Wandlungsfrequenz, die im für das menschliche Ohr hörbaren Frequenzbereich liegt. Aufgrund dieser Nachteile empfiehlt sich unser Netzteil für bestimmte Außenanwendungen, beispielsweise Garagen.

Die Leistung, die ein Schaltnetzteil an die Last liefern kann, entspricht ungefähr einer Pferdestärke. In Weißrussland, der Russischen Föderation und anderen europäischen Ländern ist PS die Kraft, die es ermöglicht, einen Körper mit einem Gewicht von 1 kg innerhalb von 75 Sekunde um 1 Meter zu heben. Diese als metrisch bezeichnete Leistung beträgt streng genommen 735,49875 Watt. In den USA geht man davon aus, dass PS einer Leistung von 745,6999 Watt entspricht. Und mit elektrischer Leistung meinen wir eine Leistung von 746 Watt. Aufgrund der mehrdeutigen Definition von PS wird der Begriff nicht oft verwendet.

Zweck und möglicher Austausch von Komponenten

Der Netzschalter SA1 kann als Schlüsseltyp B127B (250 V, 8 A), B127A (250 V, 16 A) oder B1024, SWR74 (250 V, 16 A) verwendet werden. In der Version des Autors wurde ein beleuchteter Schalter verwendet. Der Thermistor RK1 reduziert die Amplitude des Stromimpulses, der von den Kondensatoren C5, C6, C9 und SY während ihres Ladevorgangs beim Einschalten der Stromquelle verbraucht wird. NTC-Thermistormarke – B57364-S 100-M (7,5 A, 10 Ohm). Die Sicherung FU1 schützt die Stromversorgung vor Überlastung bei Ausfall von Gerätekomponenten. Marke des Sicherungseinsatzes – VP2B-1 V, VPZB-1V, VPZT-2Sh oder VPB6-40. Der Varistor RU1 schützt die Eingangskomponenten des Netzteils vor Überspannungen. Varistormarke – CNR10D431, CNR14D431, CNR20D431, CNR10D471, CNR14D471, CNR20D471, TVR10431, TVR14431, TVR20431, TVR10471, TVR14471, TVR20471 oder S14K275. Der Kondensator C2 und die Zweiwicklungsdrossel L1 bilden einen L-förmigen Netzfilter, der das Eindringen hochfrequenter Störungen vom Pulsumrichter in das Versorgungsnetz verhindert.

Für die L1-Doppeldrossel wurde die Marke B82725-A2602-N1 ausgewählt, die von Epcos hergestellt wird. Dieser Induktor hat eine Induktivität von 2x3,9 mH und ist für den Betrieb bei einer Spannung von 250 V und einem Wechselstrom von bis zu 6 A ausgelegt. Als Ersatz können Sie einen ähnlichen Induktor der Marke B82725-A2103-N1 des gleichen Herstellers verwenden Hersteller, der eine Induktivität von 2x1,8 mH hat und einen Stromfluss von bis zu 10 A bei einer Wechselspannung von 250 V ermöglicht. Der Zweiwicklungsinduktor L1 kann unabhängig hergestellt werden. Dazu werden Wickeldrähte der Marke PELSHO mit einem Durchmesser von 250 mm auf zwei halbrunde Magnetkerne aus MO-Permalloy MP160 oder MP36 mit der Standardgröße KP25x7,5x0,98 zusammengelegt, bis das Kernfenster gefüllt ist. Vor dem Verlegen der Wicklungen wird der Magnetkreis mit einer Isolierschicht, beispielsweise lackiertem Stoff oder Teflon, abgedeckt. Dies geschieht auch bei der Herstellung der Impulstransformatoren TV1 und TV2. Es ist darauf zu achten, dass der Wickeldraht die Isolationsschicht nicht durchdringt oder durchschneidet. Die Wicklungen werden gleichzeitig in zwei Drähten platziert.

Der Kondensator C2, der für den Betrieb bei Wechselspannungen bis 300 V ausgelegt ist, kann den Marken B32923-A2474-M oder B81131-C1474-M von Epcos entnommen werden. Die Festwiderstände R2, R3 und die Bipolartransistoren VT1, VT2 bilden ein Analogon eines Dinistors. Anstelle eines analogen Dinistors können Sie einen Dinistor der Marke KN102A oder DB3 von ST Microelectronics verwenden. Der Kondensator C1 verbraucht im Moment des Ladevorgangs beim Einschalten des Geräts Strom, der durch die Wicklung I des Anpassungstransformators TV1 fließt und das anfängliche Steuersignal für die Schlüsseltransistoren erzeugt. Der Kondensator C1 sowie die Kondensatoren C3...C6 können in der Güteklasse K73-17 verwendet werden. Der Ladestrom des Kondensators C1 wird durch einen Konstantwiderstand R1 begrenzt.

Die Diodenanordnung VD1 und die Kondensatoren C5, C6, C9 und SY stellen einen Netzgleichrichter mit kapazitivem Filter dar, der einen Spannungsteiler bildet. Festwiderstände R11 und R12 entfernen Ladungen von den Kondensatoren C5, C9 bzw. C6, SY. Als Elektrolytkondensatoren C7...C10 können Güteklasse K50-35 oder ähnlich verwendet werden. Die VD1-Diodenbaugruppe kann durch CP1008-, KVRS1008-, KBU10K-, BR1010-, PBU1007-, KBU10M-, KBU1010-, RS1007nnn-KVRS1510-Geräte ersetzt werden.

Der passende Transformator TV1 besteht aus einem ringförmigen Magnetkern mit der Standardgröße K20x10x5 aus M2000NM-17-Ferrit. Alle drei Wicklungen, die gleichzeitig auf den Magnetkern gelegt werden, enthalten 8 Windungen PELSHO-Draht mit einem Durchmesser von 0,5 mm.

Festwiderstände R4 und R5 begrenzen die Basisströme der Bipolartransistoren VT3, VT5 bzw. VT4, VT6.

Als Schaltkomponenten des Wandlers dienen leistungsstarke Bipolartransistoren VT3...VT6. Transistoren der Marke 2T812A können durch KT812A, KT840A oder, schlimmer noch, KT828A ersetzt werden. Die Transistoren VT3...VT6 sollten auf vier unabhängigen Kühlern mit einer Nutzfläche von jeweils etwa 140 cm2 installiert werden. Die Festwiderstände R6...R9 gleichen die Emitterströme der Bipolartransistoren VT3...VT6 aus und dienen als Elemente lokaler Rückkopplungsschaltungen, die das Schalten der Transistoren beschleunigen. Ohne diese Widerstände fallen die Schlüsseltransistoren aufgrund von Stromüberlastung aus. Die Widerstände R6...R9 müssen eine möglichst geringe parasitäre Induktivität aufweisen, da sonst die Tastentransistoren beschädigt werden.

Jeder der angegebenen Ausgleichswiderstände kann aus zehn parallel geschalteten permanenten MLT-Widerständen mit einem Widerstandswert von 1 Ohm und einer Leistung von 0,25 W bestehen. Dioden VD2...VD5 der Marke HER508 wirken dämpfend. Sie können durch 8ETX06S, BYC10-600, HFA04TB60, HFA08TB60 oder ähnliche Dioden ersetzt werden. Der strombegrenzende Konstantwiderstand R10, die Wicklung I des Transformators TV1 und die Wicklung I des Transformators TV2 bilden einen positiven Rückkopplungskreis, wodurch die Eigenerzeugung im Wandler aufrechterhalten wird. Der Widerstand R10 kann aus fünf parallel geschalteten 2-W-Widerständen bestehen.

Der TV2-Impulstransformator besteht aus vier gefalteten Ringmagnetkernen der Standardgröße K45x28x8 aus M2000NM-A- oder M2000NM-17-Ferrit. Wicklung I besteht aus 10 Drahtwindungen mit einem Durchmesser von 0,5 mm, Wicklung II aus 103 Windungen mit einem Durchmesser von 1,00 mm und Wicklung III aus 51 + 51 Windungen mit einem Durchmesser von 1,6 mm. Es dürfen Wickeldrähte mit Lackisolierung der Marken PET-200-1, PET-200-2, PETD-180, PETV-1, PETV-2, PEE1-130-MEK, PEE2-130-MEK, PEEI1 verwendet werden -200, PEEI2-200 oder PEF-155. Die Wicklungs- und Mantelisolierung erfolgt mit lackierten Gewebebändern. Die Dioden VD6...VD9 richten die an der Wicklung III des Transformators TV2 entstehende Impulsspannung gleich und die Glättungskondensatoren C3, C4, C7 und C8 filtern sie aus dem Wechselanteil. Diese Dioden können den Marken 15ETH06, 15ETX06S oder DSEI12-06A entnommen werden. Die Dioden sollten auf vier separaten Kühlern mit einer Gesamtoberfläche von jeweils ca. 50 cm2 montiert werden.

Einstellung

Bedenken Sie vor dem Anschluss des Geräts an das Netzwerk, dass einige Komponenten unter gefährlicher Spannung stehen. Befolgen Sie die Sicherheitsvorschriften.

Wenn eine Stromquelle aus zu wartenden Teilen und genau nach dem Diagramm zusammengebaut wird, muss sie normalerweise nicht angepasst werden und beginnt sofort und ohne Anpassung zu arbeiten. Wenn jedoch keine Eigenerzeugung stattfindet, sollten Sie versuchen, die Schaltphase der Wicklung I des Transformators TV2 zu ändern. Sie können versuchen, die Wandlungsfrequenz auf ca. 25 kHz zu erhöhen, wenn Sie als Magnetkern des Anpasstransformators TV1 einen Ringkern mit kleinerem Durchmesser aus Ferrit mit hoher magnetischer Permeabilität (mindestens 2000...3000) verwenden. Dadurch erhöhen sich leider die Verluste in den Schlüsseltransistoren VT3...VT6 und die Effizienz der Stromversorgung wird geringer. Dies geschieht aufgrund der Tatsache, dass die Impulse an den Wicklungen II und III des Anpassungstransformators TV1 flachere Fronten haben.

Literatur

1. Gaino E., Moskatov E. Leistungsstarkes Schaltnetzteil. – Radio, Nr. 9, 2004, S. 31,32.

Autor: E.Moskatov, Taganrog, moskatov.narod.ru

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