Batteriespannungsstabilisator. Schema, Beschreibung

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Batteriespannungsstabilisator. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Überspannungsschutz

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Bei der Stromversorgung von Amateurfunkgeräten aus einem Akku besteht das Problem darin, dass seine Spannung beim Entladen abnimmt, die Ausgangsleistung des Transceivers deutlich abnimmt und bei einer Versorgungsspannung von weniger als 11 V der Betrieb vollständig eingestellt wird. Der deutsche Funkamateur Georg Tief (DK2GT) versuchte dieses Problem zu lösen. In der Ausgabe Juli 10 von CQ DL (Tief G. Dreifacher Step-Up-Wandler. Stabile Spannungen für den FieldDay) beschrieb er seinen Stabilisator, der den Dauerbetrieb des Transceivers für 2009 Stunden im Feld sicherstellte.

Batteriespannungsstabilisator

Um eine stabile Versorgungsspannung des Transceivers aufrechtzuerhalten, verwendete er einen schaltenden Step-up-Spannungsregler, der aus drei identischen Blöcken besteht, die an den Ein- und Ausgängen parallel geschaltet sind. Jeder von ihnen ist für einen Laststrom von 10 A ausgelegt, und zusammen ergeben sie 30 A, was völlig ausreicht, um einen 100-W-Transceiver mit Strom zu versorgen. Das Impulsprinzip der Stabilisierung sorgte für einen hohen Wirkungsgrad des Geräts, was für eine autonome Batterieleistung wichtig ist.

Batteriespannungsstabilisator

Fig. 1

In Abb. Abbildung 1 zeigt ein Diagramm eines der drei Stabilisatorkanäle. Es besteht aus kostengünstigen, leicht verfügbaren Komponenten und wird meist mit 100 Watt betrieben. Das Impulsstabilisierungsprinzip gewährleistete eine hohe Effizienz des Geräts, was bei autonomer Batterieversorgung wichtig ist.

Transistor VT1 und Diode VD1 sind mit Kühlkörpern ausgestattet. Es ist zu beachten, dass sich der Transistor VT1 auch bei Volllast leicht erwärmt. Die Hauptwärmequelle ist die VD1-Diode, er benötigt einen größeren Kühlkörper. Mit Hilfe eines Abstimmwiderstands R9 kann die Ausgangsspannung innerhalb von 12 ... 16 V geändert werden. Besondere Aufmerksamkeit erfordert die Speicherdrossel L1, von deren Qualität die Zuverlässigkeit und Effizienz des Geräts abhängt. Bei falscher Wahl des Materials des Magnetkerns kann es mit schwersten Folgen gesättigt werden. Der Autor verwendete toroidale Amidon T106-26-Magnetkreise aus Carbonyleisen, die mit 25 Windungen aus isoliertem Kupferdraht mit einem Durchmesser von 1,5 mm umwickelt waren.

Batteriespannungsstabilisator

Diese Drosseln und andere Elemente sind auf dem Foto der Stabilisatorplatte in der Draufsicht (Abb. 2) gut sichtbar. Und die Ansicht von unten (Abb. 3) zeigt, wie die gedruckte Verdrahtung des Blocks aussieht. Die Leiterbahnen, die die Stabilisatoren miteinander verbinden, durch die ein großer Strom fließt, sind mit Kupferlitzen mit großem Querschnitt verstärkt.

Batteriespannungsstabilisator

Der Unterschied in den Ausgangsspannungen der Kanäle führt dazu, dass bei einem relativ kleinen Laststrom tatsächlich nur ein Kanal arbeitet. Wenn die Last wächst, werden die übrigen verbunden, aber der Gesamtstrom wird ungleichmäßig zwischen ihnen verteilt.
Um diesen Effekt zu minimieren, sind Ausgleichswiderstände erforderlich - R11 und ähnliche in anderen Kanälen mit einem Widerstandswert von 0,05 Ohm (zwei 0,1-Ohm-Widerstände können parallel geschaltet werden). Legen Sie vor dem Löten auf die Platine eine Eingangsspannung an die zusammengebaute Einheit an und stellen Sie die Ausgangsspannungen der Kanäle mit Trimmerwiderständen auf die angegebene Spannung (normalerweise 13,5 V) mit einer gegenseitigen Differenz von nicht mehr als 0,1 V ein.

Nach Abschluss dieses Vorgangs können die Ausgleichswiderstände eingelötet und der Stabilisator in Betrieb genommen werden.

Da der vorgeschlagene Regler ein Aufwärtsregler ist, muss berücksichtigt werden, dass er die Ausgangsspannung nicht stabil halten kann, wenn die Eingangsspannung gleich oder größer als ihr spezifizierter Wert ist. Unter diesen Bedingungen bleibt der Transistor VT1 dauerhaft geschlossen und die Eingangsspannung über die Induktivität L1, die Diode VD1 und den Widerstand R11 wird kontinuierlich dem Ausgang zugeführt.

Die minimale Eingangsspannung wird dadurch begrenzt, dass zum Starten der Mikroschaltung UC3843N eine Spannung von mindestens 8,5 V angelegt werden muss, und wenn sie anschließend auf 7,6 V reduziert wird, wird die Mikroschaltung ausgeschaltet.

Die Nennspannung der Oxidkondensatoren C1 und C5 ist im Originalartikel nicht angegeben. Es wird empfohlen, den Kondensator C5 für eine Spannung von mindestens 35 V zu verwenden, da der Trimmwiderstand R9 mit den Werten der im Diagramm angegebenen Elemente die Ausgangsspannung auf fast 33 V bringen kann. Um dies zu regulieren Spannung innerhalb der im Artikel angegebenen Grenzen, sollten Sie die Werte der Widerstände R9 und R10 tauschen. Der erste von ihnen sollte 4,7 kOhm und der zweite 10 kOhm betragen.

Veröffentlichung: radioradar.net

Siehe andere Artikel Abschnitt Überspannungsschutz.

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