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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Stabilisatorschutz. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Schutz der Geräte vor Notbetrieb des Netzes, unterbrechungsfreie Stromversorgungen Eine Überlastung eines stabilisierten Gleichrichters durch einen Lastkurzschluss oder aus einem anderen Grund führt in der Regel zum Ausfall des Regeltransistors. Mit dem vorgeschlagenen Gerät können Sie den Stabilisator vor Überlastung schützen.
Die im Stabilisator des Netzteils enthaltene Schutzvorrichtung, deren Schaltung in der Abbildung dargestellt ist, verfügt über eine hohe Geschwindigkeit und ein gutes „Relais“, d. h. einen geringen Einfluss auf die Eigenschaften des Geräts im Betriebsmodus und ein zuverlässiges Schließen des Regeltransistor V2 im Überlastmodus. Die Schutzeinrichtung besteht aus einem Trinistor V3, Dioden V6, V7 und Widerständen R2 und R3. Im Betriebsmodus ist der Trinistor V3 geschlossen und die Spannung an der Basis des Transistors V1 ist gleich der Stabilisierungsspannung der Zenerdiodenkette V4, V5. Bei Überlastung erreichen der Strom durch den Widerstand R2 und der Spannungsabfall an ihm Werte, die ausreichen, um den Trinistor V3 über den Steuerelektrodenkreis zu öffnen. Der geöffnete Trinistor schließt die Kette der Zenerdioden V4, V5, was zum Schließen der Transistoren V1 und V2 führt. Um den Betriebsmodus nach Beseitigung der Überlastungsursache wiederherzustellen, drücken Sie kurz die Taste S1. In diesem Fall schließt der Trinistor und die Transistoren V1 und V2 öffnen wieder. Der Widerstand R3 und die Dioden V6, V7 schützen den Steuerübergang des Trinistors V3 vor Strom- bzw. Spannungsüberlastungen. Der Stabilisator bietet einen Stabilisierungskoeffizienten von etwa 30, der Schutz wird bei einem Strom über 2 A ausgelöst. Der Transistor V2 kann durch KT802A, KT805B und V1 - P307, P309, KT601, KT602 mit einem beliebigen Buchstabenindex ersetzt werden. Trinistor V3 kann ein beliebiges Modell der KU201-Serie sein, mit Ausnahme von KU201A und KU201B. Der Netzteilstabilisator, dessen Schaltung in der folgenden Abbildung dargestellt ist, kann durch Hinzufügen von nur zwei Elementen – dem Trinistor V3 und dem Widerstand R5 – vor Überlastungen und Kurzschlüssen der Last geschützt werden.
Die Schutzeinrichtung wird aktiviert, wenn der Laststrom den durch den Widerstandswert des Widerstands R5 bestimmten Schwellenwert überschreitet. In diesem Moment erreicht der Spannungsabfall am Widerstand R5 die Öffnungsspannung des Trinistors V3 (ca. 1 V), dieser öffnet und die Spannung an der Basis des Transistors V2 sinkt nahezu auf Null. Daher werden der Transistor V2 und dann V4 geschlossen, wodurch der Lastkreis ausgeschaltet wird. Um den Stabilisator wieder in seinen ursprünglichen Modus zu versetzen, drücken Sie kurz die Taste S1. Der Widerstand R3 dient zur Begrenzung des Basisstroms des Transistors V4. Der Widerstand R5 ist mit Kupferdraht umwickelt. Die Ausgangsimpedanz des Stabilisators kann reduziert werden, wenn R5 eingeschaltet wird, wie im gestrichelten Liniendiagramm dargestellt. Wenn beim Einschalten des Stabilisators falsch positive Ergebnisse beobachtet werden, sollte der Kondensator C2 vom Gerät ausgeschlossen werden. Der maximale Laststrom beträgt 2 A. Anstelle des Transistors P701A können Sie KT801A, K.T801B verwenden. Transistor V2 kann durch KT803A, KT805A, KT805B, P702, P702A ersetzt werden. Die in der folgenden Abbildung dargestellte Schutzvorrichtung ist auf den Transistoren V1 und V2 aufgebaut (sie umfasst außerdem Widerstände R1-R4, eine Zenerdiode V3, einen Schalter S1 und eine Glühlampe H1).
Der erforderliche Wert des Betriebsstroms wird mit dem Schalter S1 eingestellt. Im Betriebsmodus ist der Transistor V1 aufgrund des durch den Widerstand R2 (R3 oder R1) fließenden Basisstroms offen und der Spannungsabfall an ihm gering. Daher ist der Strom im Basiskreis des Transistors V2 sehr klein, die Zenerdiode V3 ist in Durchlassrichtung geschaltet und der Transistor V2 ist geschlossen. Mit zunehmendem Laststrom des Stabilisators nimmt der Spannungsabfall am Transistor V1 zu. Irgendwann öffnet die Zenerdiode V3, gefolgt vom Öffnen des Transistors V2, was zum Schließen des Transistors V1 führt. Nun fällt an diesem Transistor fast die gesamte Eingangsspannung ab und der Strom durch die Last fällt stark auf mehrere zehn Milliampere ab. Das Aufleuchten der Lampe H1 zeigt an, dass die Sicherung durchgebrannt ist. Durch kurzes Trennen vom Netzwerk wird der ursprüngliche Zustand wiederhergestellt. Der Stabilisierungskoeffizient beträgt etwa 20. Die Transistoren V1 und V7 sind auf Kühlkörpern mit einer effektiven Wärmeableitungsfläche von jeweils etwa 250 cm2 montiert. Die Zenerdioden V4 und V5 sind auf einer Kupfer-Kühlkörperplatte mit den Maßen 150 x 40 x 4 mm montiert. Der Aufbau einer elektronischen Sicherung beschränkt sich auf die Auswahl der Widerstände Rl-R3 für den erforderlichen Betriebsstrom. Lampe H1 Typ KM60-75. Das elektronisch-mechanische Schutzgerät arbeitet in zwei Stufen: Zuerst schaltet es das elektronische Gerät ab und blockiert dann die Last vollständig mit den Kontakten K1.1 des elektromechanischen Relais K1. Es besteht aus einem Transistor V3, der mit einem elektromagnetischen Relais K1 mit zwei Wicklungen belastet ist, einer Zenerdiode V2, Dioden V1, V4 und Widerständen R1 und R2.
Die Kaskade am Transistor V3 vergleicht die Spannung am Widerstand R2, die proportional zum Laststrom des Stabilisators ist, mit der Spannung an der in Durchlassrichtung geschalteten Zenerdiode V2. Bei Überlastung des Stabilisators wird die Spannung am Widerstand R2 größer als die Spannung an der Zenerdiode und der Transistor V3 öffnet. Aufgrund der Wirkung der positiven Rückkopplung zwischen den Kollektor- und Basiskreisen dieses Transistors kommt es zu einem Sperrvorgang im System Transistor V3 – Relais K1. Die Impulsdauer beträgt ca. 30 ms (bei Verwendung des RMU-Relais, Pass RS4.533.360SP). Während des Impulses fällt die Kollektorspannung des Transistors V3 stark ab. Diese Spannung wird über die Diode V4 an die Basis des Regeltransistors V5 übertragen (die Spannung an der Basis des Transistors wird relativ zum Emitter positiv), der Transistor schließt und der Strom durch den Lastkreis nimmt stark ab. Gleichzeitig mit dem Öffnen des Transistors V3 beginnt der Strom durch die Kollektorwicklung des Relais K1 anzusteigen, und nach 10 ms arbeitet es, verriegelt sich selbst und schaltet den Lastkreis mit den Kontakten K1.1 ab. Zur Wiederherstellung des Betriebsmodus wird die Netzspannung kurzzeitig abgeschaltet. Der Schutz wird bei einem Strom von 0,4 A ausgelöst, der Stabilisierungskoeffizient beträgt 50. Das in der folgenden Abbildung dargestellte Schaltbild des Schutzgeräts verwendet einen V6-Dinistor-Optokoppler, der die Leistung des Schutzes verbessert.
Wenn der Laststrom unter dem Schwellenwert liegt, ist der elektronische Schlüssel an den Transistoren V1-V3 geöffnet, die Anzeigelampe H! ist eingeschaltet und der Optokoppler ist ausgeschaltet (die LED ist aus, der Photothyristor ist geschlossen). Sobald der Laststrom den Schwellwert erreicht, steigt der Spannungsabfall an den Widerständen R5, R6 so stark an, dass der Optokoppler durchschaltet, über dessen Photothyristor eine positive Spannung an die Basis des Transistors V1 und die Elektronik geliefert wird Schlüssel schließt. Durch kurzes Drücken der Taste S1 wird das Gerät wieder in den Betriebszustand versetzt. Die Spannung an der Last steigt langsam mit der Ladegeschwindigkeit des Kondensators C1 an. Dadurch werden Stromstöße vermieden, die beim Einschalten der Stromversorgung entweder zu Fehlauslösungen des Schutzes oder zum Ausfall von Lastteilen führen. Der Schwellenwert wird durch den Widerstand R5 eingestellt. Die Transistoren V2, V3 benötigen einen Kühlkörper mit einer Fläche von 100-200 cm2. Der maximale Laststrom beträgt 5 A, der minimale Betriebsstrom beträgt 0,4 A. Dieser Stabilisator kann zur Stromversorgung von Audiofrequenzverstärkern verwendet werden.
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