|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Leistungsstarkes Labornetzteil mit OU. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Netzteile Es gibt wohl keinen Funkamateur, der als einer seiner ersten Entwürfe nicht über ein Labornetzteil verfügte. Bei der Durchführung von Experimenten und beim Prototyping einzelner Geräte muss jeder Funkamateur auf ein Problem mit der Stromversorgung stoßen. Es kommt vor, dass ein unerfahrener Designer, nachdem er ein Netzteil für ein beliebiges Design erstellt und viel Zeit und Geld damit verbracht hat, in der Literatur nach einer geeigneten Schaltung und Teilen zu suchen, davon überzeugt ist, dass sein Gerät mit diesem Gerät nicht gut funktioniert. Dies passiert häufig Funkamateuren, die ohne Laborquelle weder den Versorgungsspannungsbereich, in dem ihre Geräte stabil arbeiten, noch die von ihnen praktisch verbrauchten Ströme richtig bestimmen können. Dies muss während der Einrichtung der Geräte erfolgen, indem sie von einer externen Quelle mit Strom versorgt werden, was große Grenzen für die Anpassung der Ausgangsspannung und deren hohe Stabilität bei großen Änderungen des Laststroms bietet. Darüber hinaus muss eine solche Quelle über einen schnellen Schutz gegen Überlastung oder Ausgangskurzschlüsse verfügen. Die populäre Literatur zur Funktechnik befasst sich ständig mit dem Design von Stromversorgungen und hat wiederholt bemerkenswerte Laborquellen beschrieben. Einige von ihnen liefern jedoch entweder einen unzureichenden Laststrom bei hervorragenden anderen Parametern, enthalten eine Reihe knapper Teile oder sind schwierig zu konfigurieren. Daher ist ihre Wiederholung nicht für jeden Funkamateur, insbesondere für Anfänger, zugänglich. Der Wirkungsgrad des beschriebenen Netzteils überschreitet, wie bei den meisten ähnlichen Geräten, 50 % nicht. Wenn Sie dies wiederholen, müssen Sie hart an der Wicklung des Leistungstransformators arbeiten. Allerdings bieten die relative Einfachheit der Schaltung mit ausreichend hohen Ausgangsparametern sowie der Gewinn an Konfiguration, Gewicht und Abmessungen gewisse Vorteile. Hauptmerkmale des Netzteils:
Das Netzteil (Abb. 1) besteht aus einem Hauptkompensationsstabilisator mit sequentiellem Anschluss eines Steuerelements (Transistoren VT2-VT4), einem Verstärker im Rückkopplungskreis (Chip DA1, Transistor VT1), zusätzlichen parametrischen Stabilisatoren (Zenerdioden VD11- VD14, VD19) und einen Geräteüberlastschutz (Transistoren VT5, VT6). Bei kompensierenden Stabilisatoren ist die Ausgangsspannung die Differenz zwischen der vom Gleichrichter kommenden Spannung und dem Spannungsabfall am Steuertransistor.
Der Wunsch, einen Stabilisator mit einer gleichmäßigen Änderung der Ausgangsspannung über einen weiten Bereich und einem erheblichen Laststrom zu entwickeln, ist mit der Freisetzung großer thermischer Leistung am Steuertransistor verbunden. Aus diesem Grund nutzt der Baustein eine stufenweise Änderung der gleichgerichteten Spannung. Dazu wird der Hauptgleichrichter über die Dioden VD2-VD5 von der geteilten Sekundärwicklung III des Leistungstransformators über den Abschnitt SA2.1 des Schalters SA2 mit Spannung versorgt. Gleichzeitig schaltet der Schalter SA2 (Abschnitte SA2.2 und SA2.3) die Widerstände der Steuerstufen des Stabilisators. In diesem Fall kann die Ausgangsspannung in zehn 3-V-Schritten und stufenlos über den Widerstand R41 innerhalb jeder Stufe geändert werden. Dadurch wird bei maximalem Laststrom am Hauptregeltransistor VT2-VT4, der nach einer Schaltung mit gemeinsamem Kollektor angeschlossen ist, eine Verlustleistung von nicht mehr als 20 W verursacht. Die Transistoren VT3 und VT4 sind parallel geschaltet und dementsprechend überschreitet die Verlustleistung an jedem von ihnen nicht 10 W. Die Emitter dieser Transistoren umfassen Widerstände R42 und R43, die zum Ausgleich ihrer Ströme dienen. Um die Gesamtabmessungen und das Gewicht des Netzteils zu reduzieren und die Kompaktheit der Installation zu erhöhen, wurde ein Kühler mit einer kleineren Ableitungsfläche als nötig verwendet. In diesem Fall erwärmen sich die Transistoren im Langzeitbetrieb des Netzteils bei maximalem Laststrom auf bis zu 60...70 °C. Soll das Netzteil längere Zeit mit Lastströmen nahe dem Maximum betrieben werden, sollte ein Strahler mit einer Verlustfläche von 800...1000 cm2 verwendet werden Der Rückkopplungssignalverstärker ist auf einem Operationsverstärker (OA) DA1 aufgebaut, der von einem Hilfsgleichrichter aus den Dioden VD6-VD9 gespeist wird. Die Versorgungsspannung des Operationsverstärkers wird durch zwei in Reihe geschaltete parametrische Stabilisatoren stabilisiert, von denen der erste aus den Zenerdioden VD11, VD12 und dem Widerstand R3 und der zweite aus den Zenerdioden VD13, VD14 und dem Widerstand R4 besteht. Die durch die Zenerdiode VD14 stabilisierte Spannung wird auch zur Versorgung der Referenzspannungsquelle verwendet, die aus der Zenerdiode VD19, die einen niedrigen Temperaturkoeffizienten der Stabilisierungsspannung aufweist, und dem Widerstand R21 besteht. Durch Ändern der Referenzspannung, die dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers zugeführt wird, mithilfe eines Teilers R22-R41 können Sie die Stabilisatorspannung ändern. Um eine Ausgangsspannung vom Netzteil zu erhalten, die über der maximalen Ausgangsspannung des Operationsverstärkers liegt, wird ein Verstärker am Transistor VT1 verwendet. Der Widerstand R11 begrenzt den Ausgangsstrom des Operationsverstärkers. Über einen Teiler an den Widerständen R19, R20 wird ein Teil der Ausgangsspannung des Blocks dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers zugeführt. Bei jeder zufälligen Änderung der Ausgangsspannung des Stabilisators ändert sich die Differenz zwischen den Spannungen an den Eingängen des Operationsverstärkers und dementsprechend die Spannung am Kollektor VT1, was den Zustand des Steuertransistors so ändert, dass Die Ausgangsspannung des Geräts kehrt auf den vorherigen Wert zurück. Die Kondensatoren C5-C7, C9, C10 verhindern die Selbsterregung des Geräts bei hohen Frequenzen über den gesamten Änderungsbereich der Ausgangsspannung und des Laststroms. Um sicherzustellen, dass die Ausgangsspannung des Netzteils nahe bei 0 liegt, wird die durch den Teilerstrom R3, R4 am Widerstand R8 erzeugte Schließspannung über den Widerstand R6 an die Basen der Transistoren VT7, VT7 angelegt. Ohne diese Spannung wäre es nicht möglich, eine Ausgangsspannung des Geräts von weniger als 1...1,5 V zu erreichen. Der Grund dafür ist der Endwert des Kollektorstroms der Transistoren VT2-VT4 bei Nullspannung bei ihre Stützpunkte. Die VD17R14-Schaltung dient dazu, die Entladung des Kondensators C12 und der an den Block angeschlossenen kapazitiven Last zu beschleunigen und gleichzeitig die Ausgangsspannung des Blocks auf einen niedrigeren Wert zu setzen. In diesem Fall wird der Kondensator C12 über die Schaltung auf die am Kollektor des Transistors T1 angelegte Spannung entladen: Pluspol des Kondensators C12, Widerstand R12, Emitter-Kollektor-Verbindung des Transistors VT1, Diode VD17, Widerstand R14, Minuspol des Kondensators C12 . Der elektronische Überstromschutz besteht aus den Transistoren VT5, VT6. Der durch den Laststrom am Widerstand R12 erzeugte Spannungsabfall bei geöffneter Polarität wird an den Emitterübergang des Transistors VT5 angelegt. Gleichzeitig erhält derselbe Übergang eine Schließspannung vom Widerstand R15, geregelt durch den Widerstand R17. Sobald der Laststrom einen vorgegebenen Wert überschreitet, öffnet VT5 leicht und öffnet den Transistor VT6 leicht. Letzteres wiederum öffnet VT5 noch mehr – der Vorgang verläuft wie eine Lawine. Dadurch öffnen beide Transistoren vollständig und am Eingang 10 des Operationsverstärkers wird über die Diode VD18 und den Widerstand R18 ein Signal negativer Polarität empfangen, das betragsmäßig das Signal am Eingang 9 übersteigt. Am Ausgang des Operationsverstärkers Es wird eine Spannung negativer Polarität erzeugt, die den Transistor VT1 öffnet. In diesem Fall schließt das Steuerelement (Transistoren VT2-VT4) und die Ausgangsspannung des Geräts nähert sich 0. Gleichzeitig leuchtet die Warnlampe H2 „Überlast“ auf. Um das Gerät wieder in den ursprünglichen Zustand zu versetzen, müssen Sie es für einige Sekunden ausschalten und dann wieder einschalten. Die Wicklung IV des Leistungstransformators, ein Hilfsgleichrichter an der Diode VD1, der Kondensator C1 und die Diode VD10 dienen dazu, das Auftreten einer erhöhten Spannung am Ausgang des Geräts vom Hauptgleichrichter zu verhindern, wenn die Stromversorgung ausgeschaltet ist. Dies ist möglich, weil sich der Kondensator C2 schneller entlädt als der Kondensator C3. In diesem Fall verschwindet die Versorgungsspannung des Operationsverstärkers schneller, was bedeutet, dass der Transistor VT1 ausgeschaltet und das Steuerelement entsperrt wird, bevor die Spannung am Kondensator C3 verschwindet. Der Pluspol des Kondensators C3 ist über die Emitterverbindung des Transistors VT1 mit der Anode der Diode VD10 verbunden, die Diode beeinträchtigt jedoch ihren Betrieb beim Einschalten der Stromversorgung nicht, da sie durch die durch die Differenz gebildete positive Spannung geschlossen wird zwischen der Spannung am Kondensator C3 und der Spannung am Kondensator C1. Letztere ist aufgrund der Aufladung des Kondensators C1 immer um die Summe der Ausgangsspannungen der Wicklungen III und IV des Leistungstransformators größer. Um diesen Zustand sicherzustellen, ist es notwendig, die Schaltpolarität der Wicklungen III und IV gemäß der Abbildung zu beachten. Nach dem Ausschalten der Stromversorgung wird der Kondensator C1 über den Widerstand R1 schnell entladen, die Diode VD10 wird durch die Spannung am Kondensator C3 geöffnet und diese wird über den Widerstand R1 der Basis des Transistors VT1 zugeführt. Der Transistor VT1 entriegelt und schließt das Steuerelement. Die Spannung an der Last wird nahe Null gehalten, bis der Kondensator C3 über den Transistor VT1 und den Widerstand R9 vollständig entladen ist. Der Widerstand R2 beschleunigt die Entladung des Kondensators C2 und eliminiert den Anstieg der Ausgangsspannung des Geräts gleich zu Beginn, wenn es ausgeschaltet wird, bevor der Kondensator C1 Zeit zum Entladen hat und die Dioden VD10 und der Transistor VT1 nicht geöffnet haben. Das Auftreten eines Anstiegs in diesem Moment ist mit einer ungleichen Spannungsänderung an den Eingängen des Operationsverstärkers und dem Auftreten eines positiven Sprungs an seinem Ausgang verbunden. Um den Ausgangsspannungsanstieg beim Einschalten der Stromversorgung zu eliminieren und zu verhindern, dass der Schutz auslöst, wenn zum Zeitpunkt des Einschaltens eine erhebliche kapazitive Last vorhanden ist, werden Kondensator C4, Widerstand R5 und Diode VD16 verwendet. Im ersten Moment nach dem Einschalten wird der Kondensator C4 langsam in zwei Kreisen aufgeladen: über den Widerstand R5 und über den Widerstand R9 und die Diode VD16. In diesem Fall ist die Spannung an der Basis des Transistors VT2 gleich der Summe des Spannungsabfalls an der offenen Diode VD16 und der Spannung am Kondensator C4. Diese Spannung und damit die Spannung am Ausgang des Netzteils steigen entsprechend der Spannung am Kondensator C4 an, bis der Stabilisator in den stabilen Zustand übergeht. Als nächstes schließt die Diode VD16 und der Kondensator C4 wird nur über den Widerstand R5 auf die maximale Spannung am Filterkondensator C3 aufgeladen und hat keinen Einfluss auf den weiteren Betrieb des Netzteils. Die Diode VD15 dient dazu, die Entladung des Kondensators C4 beim Ausschalten des Geräts zu beschleunigen. Alle Elemente außer dem Leistungstransformator, den leistungsstarken Steuertransistoren, den Schaltern SA1-SA3, den Sicherungshaltern FU1, FU2, den Glühbirnen H1, H2, dem Messgerät, den Ausgangsanschlüssen und dem stufenlosen Ausgangsspannungsregler sind auf Leiterplatten platziert (Abb. 2).
Die Position der Elemente ist in Abb. 3., das Aussehen der Stromversorgung - in Abb. 4.
P210A-Transistoren sind auf einem nadelförmigen Strahler montiert, der auf der Rückseite des Gehäuses installiert ist und eine effektive Verlustfläche von etwa 600 cm2 aufweist. Im Boden des Gehäuses, an dem der Kühler befestigt ist, sind Lüftungslöcher mit einem Durchmesser von 8 mm gebohrt. Der Gehäusedeckel ist so befestigt, dass zwischen ihm und dem Kühler ein Luftspalt von ca. 0,5 cm Breite verbleibt. Zur besseren Kühlung der Steuertransistoren empfiehlt es sich, Lüftungslöcher in den Deckel zu bohren. In der Mitte des Gehäuses ist ein Leistungstransformator befestigt, und daneben ist auf der rechten Seite ein P5A-Transistor auf einer 2,5x214 cm großen Duraluminiumplatte befestigt. Die Platte ist mit Isolierbuchsen vom Gehäuse isoliert. Die Dioden KD202V des Hauptgleichrichters sind auf Duraluminiumplatten montiert, die mit der Leiterplatte verschraubt sind. Die Platine wird mit den Teilen nach unten über dem Leistungstransformator installiert. Der Leistungstransformator ist auf einem Ringbandmagnetkreis OL 50-80/50 aufgebaut. Die Primärwicklung enthält 960 Windungen PEV-2 0,51. Die Wicklungen II und IV haben Ausgangsspannungen von 32 bzw. 6 V, bei einer Spannung an der Primärwicklung von 220 V. Sie enthalten 140 bzw. 27 Windungen PEV-2 0,31. Wicklung III ist mit PEV-2 1,2-Draht gewickelt und enthält 10 Abschnitte: der untere (gemäß Diagramm) - 60 und der Rest jeweils 11 Windungen. Die Ausgangsspannungen der Abschnitte betragen jeweils 14 und 2,5 V. Der Leistungstransformator kann auch auf einen anderen Magnetkreis gewickelt werden, beispielsweise auf einen Stab von Fernsehgeräten UNT 47/59 und anderen. Die Primärwicklung eines solchen Transformators bleibt erhalten und die Sekundärwicklungen werden neu gewickelt, um die oben genannten Spannungen zu erhalten. Im Netzteil können Sie anstelle der P210A-Transistoren auch Transistoren der Serien P216, P217, P4, GT806 verwenden. Anstelle der Transistoren P214A kann jeder der P213-P215-Serie verwendet werden. MP26B-Transistoren können durch alle MP25- und MP26-Serien und P307V-Transistoren durch alle P307-P309- und KT605-Serien ersetzt werden. D223A-Dioden können durch D223B-, KD103A-, KD105-Dioden ersetzt werden; KD202V-Dioden – alle leistungsstarken Dioden mit einem zulässigen Strom von mindestens 2 A. Anstelle der Zenerdiode D818A können Sie jede andere Zenerdiode dieser Serie verwenden. Schalter SA2 – kleiner Kekstyp 11P3NPM. Im zweiten Block sind die Kontakte der beiden Abschnitte dieses Schalters parallel geschaltet und dienen zum Schalten von Abschnitten des Leistungstransformators. Bei eingeschalteter Stromversorgung sollte die Position des Schalters SA2 bei Lastströmen von nicht mehr als 0,2 ... geändert werden, indem er ausgeschaltet wird. Variable Widerstände zur stufenlosen Einstellung der Ausgangsspannung sollten in Abhängigkeit des Widerstands vom Drehwinkel des Motors vom Typ „A“ ausgewählt und vorzugsweise verdrahtet werden. Als Signallampen H0,3, H1 werden Miniaturglühlampen HCM-2 V-9 mA verwendet. Bei einem Zeigervollausschlagstrom von bis zu 1 mA und einer Vorderteilgröße von nicht mehr als 60X60 mm kann jedes Zeigergerät eingesetzt werden. Es ist zu beachten, dass der Einbau eines Shunts in den Ausgangskreis des Netzteils dessen Ausgangsimpedanz erhöht. Je größer der Strom der Gesamtabweichung des Pfeils des Geräts ist, desto größer ist der Widerstand des Shunts (vorausgesetzt, die Innenwiderstände der Geräte liegen in der gleichen Größenordnung). Um den Einfluss des Gerätes auf die Ausgangsimpedanz des Netzteils zu verhindern, sollte der Schalter SA3 während des Betriebs auf Spannungsmessung eingestellt werden (obere Position gemäß Diagramm). In diesem Fall schließt der Shunt des Geräts und wird vom Ausgangskreis ausgeschlossen. Beim Einrichten der Stromversorgung geht es darum, die korrekte Installation zu überprüfen, die Widerstände der Steuerstufen auszuwählen, um die Ausgangsspannung innerhalb der erforderlichen Grenzen einzustellen, den Ansprechstrom des Schutzes einzustellen und die Widerstände der Widerstände Rsh und Rd für das Messgerät auszuwählen. Löten Sie vor dem Einrichten der Stromversorgung anstelle eines Shunts einen kurzen Überbrückungsdraht an. Beim Einrichten des Geräts wird es an das Netzwerk angeschlossen, Schalter SA2 und Widerstand R41 (siehe Abb. 1) werden auf die Position eingestellt, die der maximalen Ausgangsspannung entspricht (obere Position im Diagramm). Anschließend wird durch Auswahl des Widerstands R22 die Spannung am Ausgang des Netzteils auf 30 V eingestellt. Alternativ kann auch der variable Widerstand R41 mit einem anderen Wert im Bereich von 51...120 Ohm verwendet werden. In diesem Fall wird der Nennwiderstand der Widerstände R23-R40 um 5...10 % kleiner gewählt als der Widerstandswert des Widerstands R41. Als nächstes konfigurieren Sie die Schutzeinrichtung. Lösen Sie dazu einen der Anschlüsse der VD18-Diode ab und schließen Sie einen Widerstand mit einem Widerstand von 5...10 Ohm und einer Leistung von mindestens 25 W an den Ausgang des Blocks an. Dann wird die Ausgangsspannung des Geräts so eingestellt, dass der Strom durch den Widerstand, gesteuert durch ein externes Gerät, 2,5 A beträgt. Durch Einstellen des Widerstands R17 wird der Schutz bei diesem Strom aktiviert. Nachdem Sie den Aufbau abgeschlossen haben, löten Sie die VD18-Diode ein. Für einen zuverlässigen Schutzbetrieb bei minimaler Netzspannung wird der Widerstand R16 ausgewählt. Davon hängt der lawinenartige Vorgang ab, der zum Entsperren der Transistoren VT5 und VT6 führt. Beachten Sie beim Wiederholen der Stromversorgung, dass das Kabel, das vom Widerstand R24 zum gemeinsamen Kabel führt, direkt an die Leiterplatte angeschlossen werden muss und nicht an die Klemmen des Shunts Rsh oder des Messgeräts PA1. Andernfalls kann es beim Anschließen einer Last zu einem Anstieg der Ausgangsspannung des Geräts kommen. Dieser Anstieg kann bei maximalem Laststrom 0,3...0,5 V erreichen, abhängig von der Länge und dem Durchmesser des Drahtes, der den Verbindungspunkt der Widerstände R12, R20 mit dem Verbindungspunkt des Kondensators C 12 und des Shunts Rsh verbindet. Dies geschieht, weil der Spannungsabfall, der sich an den Drähten durch den Laststrom bildet, in Reihe mit der Referenzspannung an den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers angelegt wird. Als Shunt wird ein Stück Manganin- oder Konstantandraht mit einem Durchmesser von 1 mm verwendet. Beim Einrichten des Shunts wird der Schalter SA3 in die Position „Strom“ geschaltet und die Stromversorgung erst eingeschaltet, nachdem anstelle der zuvor installierten Brücke ein Stück Manganindraht angelötet wird. Andernfalls kann es zum Ausfall des Zeigermessers PA1 kommen. In diesem Fall wird das externe Gerät in Reihe mit der Last geschaltet, bei der es sich um einen 5 ... 10 Ohm-Widerstand handeln kann, der für eine Verlustleistung von 10 ... 50 W ausgelegt ist. Durch Ändern der Ausgangsspannung des Netzteils wird der Laststrom auf 2 ... 2,5 A eingestellt und durch Verkürzen oder Erhöhen der Länge des Manganindrahts werden die gleichen Messwerte des PA1-Messgeräts erreicht. Vergessen Sie nicht, vor jedem Vorgang zum Ändern der Shuntlänge die Stromversorgung auszuschalten.
Maschine zum Ausdünnen von Blumen im Garten
02.05.2024 Fortschrittliches Infrarot-Mikroskop
02.05.2024 Luftfalle für Insekten
01.05.2024
▪ Speisen und Getränke sind süßer geworden ▪ 300-GB-Freeze-Ray-Speichersystem für optische Platten ▪ Laptops mit HDD werden in Westeuropa aus den Läden verschwinden
▪ Abschnitt der Website Für diejenigen, die gerne reisen - Tipps für Touristen. Artikelauswahl ▪ Artikel Lebenssicherheit. Krippe ▪ Artikel Was ist Glimmer? Ausführliche Antwort ▪ Artikel Schwindel. Gesundheitspflege ▪ Artikel Färben von Stoffen und Garnen mit direktziehenden Farbstoffen. Einfache Rezepte und Tipps ▪ Artikel Kennung von Zenerdioden. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Startseite | Bibliothek | Artikel | Sitemap | Site-Überprüfungen
www.diagramm.com.ua |
Siehe andere Artikel Abschnitt 
Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:
Alle Sprachen dieser Seite