Schaltanodenspannungsstabilisator. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Der vorgeschlagene einfache Impulsanodenspannungsstabilisator ist für die Stromversorgung einer UMZCH-Lampe ausgelegt. Der DC-Modus der UMZCH-Lampen wurde für die beste Klangqualität bei einer Anodenspannung von 250 V ausgewählt. Die Netzspannung ist jedoch instabil, ihre Abweichungen vom Nennwert bringen die Lampen aus dem optimalen Modus, was zu einer spürbaren Verschlechterung führt der Klang des UMZCH. Die Stabilisierung der Anodenspannung sorgt für optimale Lampenbedingungen und damit für eine hohe Klangqualität.

In den letzten Jahren ist das Interesse von Funkamateuren an der Röhrentechnologie, insbesondere am UMZCH, wieder gestiegen. Die Zuverlässigkeit von Röhren-UMZCH kann erhöht und die Klangqualität verbessert werden, wenn ihre Anodenkreise von einer stabilisierten Spannungsquelle gespeist werden. Mit modernen Schaltungslösungen und Elementen ist es möglich, einen einfachen und kostengünstigen Impulsanodenspannungsstabilisator herzustellen.

Das Diagramm des vorgeschlagenen Geräts ist in der Abbildung dargestellt. Der Eingang des Stabilisators ist mit dem Ausgang der Diodenbrücke verbunden, die die Spannung von der Anodenwicklung des im UMZCH verfügbaren Niederfrequenznetztransformators gleichrichtet. Der Kondensator C1 glättet die Welligkeit der gleichgerichteten Spannung. Dieser und weitere Kondensatoren sorgen außerdem für einen stabilen Betrieb des Stabilisators und unterdrücken die von ihm erzeugten hochfrequenten Störungen und verhindern so, dass diese in die Last und das Stromversorgungsnetz eindringen.

Beim Einschalten wird an der Zenerdiode VD1 eine Spannung von 15 V angelegt, die den Schalttransistor VT1 öffnet. Durch diesen Transistor und die Induktivität L1 fließt ein linear ansteigender Strom, der die Ausgangskondensatoren C3 und C4 lädt. Die Spannung auf ihnen nimmt zu. Wenn sie die gesamte Stabilisierungsspannung der Zenerdiodenschaltung VD3-VD5 überschreitet, wird die Sendediode des Optokopplers U1 eingeschaltet. Der Fototransistor des Optokopplers öffnet und umgeht die Zenerdiode VD1. Die Spannung zwischen Gate und Source des Transistors VT1 sinkt auf nahezu Null und reicht nicht mehr aus, um den Transistor im offenen Zustand zu halten. Der Transistor schließt, die Diode VD2 öffnet, der Induktorstrom L1 fließt durch ihn, der die Last mit Strom versorgt und die Ausgangskondensatoren C3 und C4 lädt. Die im Magnetfeld des Induktors L1 angesammelte Energie wird auf die an seinen Ausgang angeschlossene Stabilisatorlast übertragen.

Wenn außerdem die Ausgangskondensatoren zur Last entladen werden, nimmt die Spannung an ihnen ab, die Zenerdioden VD3-VD5 und die Emissionsdiode des Optokopplers schließen. Dadurch schließt auch der Fototransistor des Optokopplers und stoppt die Überbrückung der Zenerdiode VD1. Der Transistor VT1 kann jedoch nicht sofort öffnen, da seine Gate-Source-Kapazität entladen ist. Diese Kapazität (ca. 1 nF) wird durch den durch den Widerstand R1 fließenden Strom (ca. 1 mA) aufgeladen. Innerhalb weniger Mikrosekunden steigt die Spannung zwischen Gate und Source des Transistors VT1 auf den für seine Öffnung erforderlichen Wert von 4...5 V an. Nachdem der Transistor VT1 geöffnet ist, schließt die Diode VD2 und der oben beschriebene Prozess der Energieakkumulation im Magnetkreis der Induktivität L1 wird wiederholt.

Der Einsatz der Folienkondensatoren C2 und C4 erleichtert den Pulsbetrieb der Oxidkondensatoren C1 und C3 erheblich und erhöht die Zuverlässigkeit des Gerätes. Dies wird auch durch die interne Diode des Transistors VT1 erleichtert, die die Spannung von Impulsen mit umgekehrter Polarität am Transistor auf einen sicheren Wert begrenzt.

Der Stabilisator ist auf einem Universal-Steckbrett mit den Maßen 60x25 mm montiert und befindet sich im Keller des UMZCH-Chassis. Bis auf die Kondensatoren sind alle Teile auf der Platine verbaut. Die Oxidkondensatoren C1 und C3 sind nebeneinander auf dem Chassis montiert. Die Anschlüsse der Kondensatoren C2 und C4 sind jeweils mit den Anschlüssen der Kondensatoren C1 und C3 verlötet.

Es bestehen keine besonderen Anforderungen an Details. Widerstände und Oxidkondensatoren können von beliebiger Art sein. Kondensatoren C2 und C4 - K73-17. Zenerdioden – alle stromsparenden Dioden, sowohl inländische als auch importierte. Eine Auswahl an Zenerdioden VD3-VD5 stellt die erforderliche Ausgangsspannung ein. Der Transistor VT1 ist ein leistungsstarker Feldeffektschalter mit einer internen Diode, einem isolierten Gate und einem induzierten Kanal vom N-Typ, zum Beispiel IRF730, IRF830, IRF840. Er muss eine maximal zulässige Drain-Source-Spannung von mindestens 400 V haben. Der Transistor wird durch eine Glimmerdichtung mit KPT-8-Paste am Metallgehäuse des UMZCH befestigt.

Die Diode VD2 ist eine Impulsdiode mit einem zulässigen Durchlassstrom von mindestens 1 A und einer Sperrspannung von mindestens 400 V. Zum Beispiel FR207, FR307 oder Haushalts-KD226G, KD226D. Optokoppler U1 ist ein beliebiger Transistor mit einer zulässigen Kollektor-Emitter-Spannung von mindestens 20 V, zum Beispiel 4N32, 4N33, MOS8101, MOS8102, RS817, AOT128A, AOT128B. Der Induktor L1 wird mit PEL-Draht mit einem Durchmesser von 0,46 mm umwickelt, bis der Magnetkernrahmen der Standardgröße Ø5x5 mit 2000NM1 Ferrit gefüllt ist. Es wird mit einer Lücke aus zwei Lagen Schreibpapier zusammengesetzt. Die Drossel ist mit Paraffin imprägniert.

Der Stabilisator muss nicht angepasst werden. Seine Impulse können mit einem Oszilloskop über den Widerstand R2 überwacht werden. Wenn der Stabilisator nicht in den Impulsmodus wechselt, muss zwischen Gate und Source des Transistors VT1 ein Kondensator angeschlossen werden, dessen Kapazität (mehrere Nanofarad) experimentell ausgewählt wird. Durch Auswahl dieses Kondensators können Sie bei Bedarf die Pulsfrequenz ändern.

Der Stabilisator dient zur Stromversorgung eines Stereoverstärkers mit Single-Ended-Ausgangsstufen auf Basis von 6PCS-Beam-Tetroden. Der vom Verstärker aufgenommene Strom überschreitet nicht 150 mA.

Autor: K. Moroz

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