Netzteil mit elektronischem Voltmeter, 220/0,3-30 Volt 1 Ampere. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Netzteile

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Es ist nicht erforderlich, nachzuweisen, dass das Stromnetz das Hauptgerät im Heimlabor eines Funkamateurs ist. Die Netzwerkstromversorgung, deren Diagramm in Abb. 1 dargestellt ist, wird meiner Meinung nach die Bedürfnisse vieler befriedigen. Das Gerät liefert eine stabilisierte Ausgangsspannung, einstellbar von 0,3 bis 30 V bei einem Laststrom von bis zu 1 A. Der Spannungsstabilisierungsfaktor beträgt 30. Das Gerät ist mit einem wirksamen elektronischen Überlastschutz mit Überlastanzeige ausgestattet. Darüber hinaus ist der Stabilisator mit einem elektronischen Ausgangsspannungsvoltmeter mit Spannungsanzeige auf Sieben-Segment-LED-Anzeigen ausgestattet. Wer schon einmal mit den Netzteilen B5-43A oder B5-44A gearbeitet hat, weiß, wie praktisch das in der Praxis ist.

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Schauen wir uns den Schaltplan genauer an: Die durch den Transformator T1 reduzierte Netzspannung wird durch die in einer Brückenschaltung geschalteten Dioden VD1...VD4 gleichgerichtet. Kondensatoren C1. C2 glättet die Welligkeit der gleichgerichteten Spannung. Dem Eingang eines parametrischen Stabilisators, der aus den Transistoren VT4.VT5 und den Zenerdioden VD13...VD15 besteht, wird Gleichspannung zugeführt. Der Spannungspegel am Ausgang des Blocks wird durch den variablen Widerstand R11 eingestellt. Um die Stabilität der Ausgangsspannung bei Schwankungen der Netzspannung zu erhöhen, werden die Zenerdioden von einer stabilen Stromquelle aus Transistor VT3, Stabilisatoren VD11, VD12 und Widerständen R9, R10 gespeist.

Besonderes Augenmerk muss auf den Überlastschutz der Stromversorgung gelegt werden. Um den Schutz von Stabilisatoren auszulösen, wird häufig die Tatsache ausgenutzt, dass der Siliziumtransistor öffnet, wenn die Spannung zwischen Basis und Emitter 0,6...0,65 V überschreitet.

Bei Thyristorschutzschaltungen wird der Thyristor eingeschaltet, wenn die Spannung zwischen Kathode und Steuerelektrode 1.0 V überschreitet [1, 2]. Der Hauptnachteil solcher Schaltungen ist die hohe Spannung, die zum Einschalten des Schutzes erforderlich ist. Bei Thyristorschaltungen ist es außerdem erforderlich, einen Widerstand für einen bestimmten Thyristortyp auszuwählen.

Diese Nachteile weist das System nicht auf. in [3] betrachtet, das als Grundlage genommen wird. Das Schutzgerät besteht aus einer Transistorbaugruppe DA1.1, DA1.2, VT1, VT2, VS1, VD9. Die Schwellenspannung zum Einschalten des Schutzes ist der Spannungsabfall am Widerstand R7 durch den fließenden Strom. Wenn das Verhältnis R4/R5 = 1/10 ist, beträgt die Schutzschwelle 60 mV. Im Gegensatz zu herkömmlichen Schaltungen hat die betrachtete Schutzschaltung eine klar definierte thermisch stabile Wirkung, da der Widerstand R7 aus Kupferdraht besteht und die Verlustleistung am Widerstand gering ist.

Wenn durch den Stromsensor (R7) ein Strom fließt, der kleiner als der Grenzwert ist, der Spannungsabfall an ihm weniger als 60 mV beträgt und der Transistor der Baugruppe DA1.2 in Sättigung ist, sind die Transistoren VT1, VT2 geschlossen. An der Steuerelektrode des Thyristors VS1 liegt keine Spannung an. Sobald der Strom 1 A überschreitet, beträgt der Spannungsabfall an R7 60 mV, der Transistor DA1.2 beginnt zu schließen und VT1, VT2 beginnen zu öffnen. In diesem Fall schaltet der Thyristor VS1 ein und die LED HL1 leuchtet auf, was eine Überlastung anzeigt. Gleichzeitig wird die VT4-Basis über die VD9-Diode und den VS1-Thyristor mit der Stromquelle verbunden. Transistoren VT4. VT5 schließt und die Spannung am Ausgang des Stabilisators sinkt auf 0,3...0,5 V (abhängig von der Position des Schiebers des Widerstands R11). Nach Beseitigung der Überlastungsursache genügt ein kurzer Druck auf die Taste SB1, um den Betriebszustand des Netzteils wiederherzustellen, ohne es vom Netz zu trennen.

Dieses Schema bietet Schutz vor Fehlalarmen. Dies wird durch die Nutzung des Miller-Effekts in einer Kaskade am Transistor VT2 unter Verwendung des Kondensators C4 erreicht. Die DA1-Transistorbaugruppe wird von einem parametrischen Stabilisator auf Basis der VD10-Zenerdiode gespeist. Es ist zu beachten, dass ein langfristiger Betrieb der Stromquelle bei einer Ausgangsspannung nahe Null und maximalem Strom nicht empfohlen wird, da in diesem Fall die maximale Leistung über den VT5-Transistor abgeführt wird. In diesem Fall ist sein thermischer Abbau möglich.

Beim Einrichten einer Stromquelle geht es darum, die Spannung an der Kathode der Zenerdiode VD13 auf maximal 32 V einzustellen. Dies wird durch die Auswahl der Zenerdioden VD13...VD15 der Serien D814V, D814G gewährleistet.

Das Design verwendet Widerstände vom Typ MYAT; Elektrolytkondensatoren C1, C2 - Typ K50-20. C3 - Typ K50-6, Kondensator C4 - beliebige Keramik. Der Transistor VT5 kann durch KT819VM, VT2, VT3 ersetzt werden – mit Transistoren der entsprechenden Struktur mit einer zulässigen Kollektor-Emitter-Spannung von mindestens 60 V. Thyristor VS1 kann durch jede dieser Serien ersetzt werden. Kippschalter SA1 - Typ TP1-2. Der Widerstand R7 besteht aus einem Stück Kupferwickeldraht PEV-1 mit einem Durchmesser von 0,31 mm und einer Länge von 20 cm. Der Leistungstransformator ist vom Typ TS 40-2. Der Transistor VT5 muss auf einem Heizkörper mit einer Fläche von 100 cm2 installiert werden.

Das elektronische Voltmeter basiert auf der Analog-Digital-Wandler-Mikroschaltung KR572PV2 (Abb. 2). Diese Mikroschaltung arbeitet nach dem Prinzip der doppelten Integration. Es enthält einen Taktgenerator. Seine Frequenz wird durch die Elemente C7, R9 eingestellt und beträgt 50 kHz. Eine Spannung von 0 V wird dem Referenzspannungseingang „+u7bR“ von einem Spannungsteiler R6, R4, R1 zugeführt, der mit einem parametrischen Stabilisator an zwei in Reihe geschalteten Stabistoren verbunden ist. Der Strom durch sie wird von einem stabilen Stromgenerator an a eingestellt Feldeffekttransistor VT1.

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Der siebensegmentige HG2-Indikator verwendet ein Komma. In diesem Fall beträgt die maximal angezeigte Spannung 99,9 V. Um den Mikroschaltkreis bei einer so hohen Spannung nicht zu beschädigen, wird die gemessene Spannung über den Spannungsteiler R3 an seinen Eingang angelegt. R2, R1 mit Teilungsverhältnis 1:100. Beim Einrichten eines Voltmeters geht es darum, die Referenzspannung mit dem Widerstand R7 genau einzustellen und die Generatorfrequenz mit C7 oder R9 mit einer Genauigkeit von 1 % einzustellen.

Am Ende des Einrichtungsvorgangs muss Spannung an den Voltmetereingang angelegt werden. Durch Überwachung mit einem Standard-Voltmeter und Auswahl von R3 erreichen Sie die gleichen Messwerte des elektronischen Voltmeters wie mit dem Standard-Voltmeter. Die Abweichung der Werte von R8, C3, C4, C6 von den im Diagramm angegebenen Werten beträgt nicht mehr als 5 %. Widerstände – Typ MYAT, S2-29; Trimmwiderstand - Typ SP5-16VA; Kondensatoren - Typ KM-3, KM-4, KM-5.

Zur Stromversorgung des elektronischen Voltmeters ist eine stabilisierte bipolare Spannung von ±5 V erforderlich. Daher wird eine separate Sekundärwicklung des Transformators T1 (9-10) verwendet, an die ein Spannungswandler angeschlossen ist. Die Wandlerschaltung mit Ausgangsspannungsstabilisierung ( Abb. 3) ist [4] entlehnt. Die Änderungen betrafen nur die Schlüsseltransistoren. Der Konverter wird von einem parametrischen Stabilisator bei VT1 gespeist.

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Beim Einrichten des Wandlers kommt es auf die Auswahl von R4 an, bis die Ausgangsspannung +5 V beträgt. Die Schaltung verwendet Widerstände vom Typ MYAT; Keramikkondensatoren Typ KM-3, KM-4, KM-5; elektrolytisch - Typ K50-35.

Der Transformator T1 ist auf einen Ferritring M1500NN1 K16x10x4,5 gewickelt. Die Primärwicklung enthält 200 Windungen und die Sekundärwicklung enthält 100+100 Windungen PEV-1-Draht mit einem Durchmesser von 0,15. Drosseln L1, L2 – Typ DM-0,2, jeweils 10 mH.

Literatur:

1. Galatsky V. Vereinfachter Spannungsstabilisator mit doppeltem Überlastschutz. - Radio, 1992, Nr. 8. S. 40-41.
2. Anufriev A. Netzwerkstromversorgung für ein Heimlabor. - Radio, 1992, Nr. 5. S. 39-40.
3. Churbakov A. Schutzvorrichtung. - Radio, 1987, Nr. 6. S. 45.
4. Safronov A. Stabilisierter Konverter - Radio Amateur, 1994, Nr. 4, S. 27.

Autor: O. Belousov

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