Spannungsstabilisator am PWM-Controller. Schaltspannungsstabilisator mit PWM. Schaltspannungsregler basierend auf IC TL494

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Jeder von uns nutzt in seinem Leben eine Vielzahl unterschiedlicher Elektrogeräte. Sehr viele von ihnen benötigen Niederspannungsstrom. Mit anderen Worten, sie verbrauchen Strom, der nicht durch eine Spannung von 220 Volt gekennzeichnet ist, sondern zwischen einem und 25 Volt betragen sollte.

Um Strom mit einer solchen Voltzahl zu liefern, werden natürlich spezielle Geräte eingesetzt. Das Problem besteht jedoch nicht darin, die Spannung zu senken, sondern darin, ihr Niveau stabil zu halten.

Dazu können Sie lineare Stabilisierungsgeräte verwenden. Allerdings wird eine solche Lösung ein sehr umständliches Vergnügen sein. Diese Aufgabe wird idealerweise von jedem Schaltspannungsstabilisator übernommen.

Zerlegter Pulsstabilisator

Wenn wir Puls- und Linearstabilisierungsgeräte vergleichen, liegt ihr Hauptunterschied in der Bedienung des Bedienelements. Beim ersten Gerätetyp funktioniert dieses Element wie ein Schlüssel. Mit anderen Worten, es befindet sich entweder in einem geschlossenen oder offenen Zustand.

Die Hauptelemente von Pulsstabilisierungsgeräten sind Regel- und Integrationselemente. Der erste sorgt für die Zufuhr und Unterbrechung des elektrischen Stroms. Die zweite Aufgabe besteht darin, Strom zu akkumulieren und ihn nach und nach an die Last abzugeben.

Funktionsprinzip von Pulsumrichtern

Funktionsprinzip eines Pulsstabilisators

Das Hauptprinzip der Funktionsweise besteht darin, dass bei geschlossenem Regelelement elektrische Energie im Integrationselement gespeichert wird. Diese Akkumulation wird durch steigende Spannung beobachtet. Nach dem Ausschalten des Bedienelements, d.h. Öffnet die Stromversorgungsleitung, die integrierende Komponente gibt Strom ab und reduziert die Spannung schrittweise. Dank dieser Funktionsweise verbraucht das Pulsstabilisierungsgerät nicht viel Energie und kann kleine Abmessungen haben.

Das Regelelement kann ein Thyristor, ein Bipolartransistor oder ein Feldeffekttransistor sein. Als integrierende Elemente können Drosseln, Batterien oder Kondensatoren verwendet werden.

Beachten Sie, dass Pulsstabilisierungsgeräte auf zwei verschiedene Arten funktionieren können. Die erste beinhaltet die Verwendung der Pulsweitenmodulation (PWM). Der zweite ist ein Schmitt-Trigger. Sowohl PWM als auch Schmitt-Trigger werden zur Steuerung der Schalter der Stabilisierungsvorrichtung verwendet.

Stabilisator mittels PWM

Ein schaltender Gleichspannungsstabilisator, der auf der Basis von PWM arbeitet, enthält neben Schalter und Integrator:

1. Generator;
2. Operationsverstärker;
3. Modulator

Die Funktion des Schalters hängt direkt vom Eingangsspannungspegel und dem Tastverhältnis der Impulse ab. Die letzte Kennlinie wird von der Frequenz des Generators und der Kapazität des Integrators beeinflusst. Wenn der Schalter geöffnet wird, beginnt der Prozess der Stromübertragung vom Integrator zur Last.

Schematische Darstellung eines PWM-Stabilisators

In diesem Fall vergleicht der Operationsverstärker die Pegel der Ausgangsspannung und der Referenzspannung, ermittelt die Differenz und übermittelt die erforderliche Verstärkung an den Modulator. Dieser Modulator wandelt die vom Generator erzeugten Impulse in Rechteckimpulse um.

Die Endimpulse zeichnen sich durch die gleiche Tastverhältnisabweichung aus, die proportional zur Differenz zwischen der Ausgangsspannung und der Referenzspannung ist. Es sind diese Impulse, die das Verhalten des Schlüssels bestimmen.

Das heißt, bei einem bestimmten Arbeitszyklus kann der Schalter schließen oder öffnen. Es stellt sich heraus, dass bei diesen Stabilisatoren Impulse die Hauptrolle spielen. Daher stammt eigentlich auch der Name dieser Geräte.

Schmitt-Trigger-Konverter

Solche Pulsstabilisierungsgeräte, die einen Schmitt-Trigger nutzen, verfügen nicht mehr über eine so große Anzahl an Bauteilen wie beim bisherigen Gerätetyp. Das Hauptelement ist hier der Schmitt-Trigger, der einen Komparator enthält. Die Aufgabe des Komparators besteht darin, den Spannungspegel am Ausgang mit seinem maximal zulässigen Pegel zu vergleichen.

Stabilisator mit Schmitt-Trigger

Wenn die Ausgangsspannung ihren Maximalwert überschreitet, schaltet der Auslöser in die Nullstellung und öffnet den Schalter. Zu diesem Zeitpunkt wird der Induktor oder Kondensator entladen. Natürlich werden die Eigenschaften des elektrischen Stroms durch den oben genannten Komparator ständig überwacht.

Und wenn die Spannung dann unter den erforderlichen Wert fällt, wechselt die Phase „0“ in die Phase „1“. Als nächstes schließt sich der Schlüssel und elektrischer Strom fließt in den Integrator.

Der Vorteil eines solchen Impulsspannungsstabilisators besteht darin, dass seine Schaltung und sein Aufbau recht einfach sind. Es kann jedoch nicht in allen Fällen angewendet werden.

Es ist zu beachten, dass Pulsstabilisierungsgeräte nur in bestimmte Richtungen arbeiten können. Was wir hier meinen, ist, dass sie entweder rein nach unten oder rein nach oben verlaufen können. Es gibt auch zwei weitere Arten solcher Geräte, nämlich Wechselrichter und Geräte, die die Spannung beliebig ändern können.

Schema eines reduzierenden Pulsstabilisierungsgeräts

In Zukunft werden wir die Schaltung eines reduzierenden Impulsstabilisierungsgeräts betrachten. Es besteht aus:

1. Regeltransistor oder jede andere Art von Schalter.
2. Induktoren.
3. Kondensator.
4. Diode.
5. Ladungen.
6. Steuergeräte.

Die Einheit, in der der Stromvorrat gespeichert wird, besteht aus der Spule selbst (Induktor) und einem Kondensator.

Während der Schalter (in unserem Fall der Transistor) angeschlossen ist, fließt Strom zur Spule und zum Kondensator. Die Diode befindet sich im geschlossenen Zustand. Das heißt, es kann keinen Strom leiten.

Die Anfangsenergie wird von einem Steuergerät überwacht, das im richtigen Moment den Schlüssel abschaltet, also in den ausgeschalteten Zustand versetzt. Wenn sich der Schalter in diesem Zustand befindet, verringert sich der Strom, der durch die Induktivität fließt.

Buck-Pulsstabilisator

In diesem Fall ändert sich die Richtung der Spannung im Induktor und dadurch erhält der Strom eine Spannung, deren Wert die Differenz zwischen der elektromotorischen Kraft der Selbstinduktion der Spule und der Voltzahl ist die Eingabe. Zu diesem Zeitpunkt öffnet die Diode und die Induktivität versorgt die Last über sie mit Strom.

Wenn der Stromvorrat erschöpft ist, wird der Schlüssel angeschlossen, die Diode geschlossen und die Induktivität geladen. Das heißt, alles wiederholt sich.
Ein Aufwärtsschaltspannungsstabilisator funktioniert auf die gleiche Weise wie ein Abwärtsspannungsregler. Eine invertierende Stabilisierungsvorrichtung zeichnet sich durch einen ähnlichen Betriebsalgorithmus aus. Natürlich hat seine Arbeit ihre Unterschiede.

Der Hauptunterschied zwischen einem Impulsverstärkergerät besteht darin, dass seine Eingangsspannung und Spulenspannung die gleiche Richtung haben. Als Ergebnis werden sie zusammengefasst. Im Impulsstabilisator wird zunächst eine Drossel, dann ein Transistor und eine Diode platziert.

Bei einem invertierenden Stabilisierungsgerät ist die Richtung der EMF der Selbstinduktion der Spule dieselbe wie bei einem Abwärtsgerät. Während der Schalter angeschlossen ist und die Diode schließt, liefert der Kondensator Strom. Jedes dieser Geräte kann mit Ihren eigenen Händen zusammengebaut werden.

Hilfreicher Tipp: Anstelle von Dioden können Sie auch Schalter (Thyristor oder Transistor) verwenden. Sie müssen jedoch Operationen ausführen, die das Gegenteil des Primärschlüssels sind. Mit anderen Worten: Wenn der Hauptschlüssel geschlossen wird, sollte sich der Schlüssel anstelle der Diode öffnen. Umgekehrt.

Anhand des oben definierten Aufbaus von Spannungsstabilisatoren mit Impulsregelung lässt sich ermitteln, welche Merkmale als Vorteile und welche als Nachteile gelten.

Vorteile

Die Vorteile dieser Geräte sind:

1. Eine solche Stabilisierung, die sich durch einen sehr hohen Koeffizienten auszeichnet, ist recht einfach zu erreichen.
2. Hohe Effizienz. Da der Transistor nach einem Schaltalgorithmus arbeitet, entsteht eine geringe Verlustleistung. Diese Verlustleistung ist deutlich geringer als bei linearen Stabilisierungsgeräten.
3. Die Fähigkeit, Spannungen auszugleichen, die am Eingang in einem sehr weiten Bereich schwanken können. Bei konstantem Strom kann dieser Bereich zwischen einem und 75 Volt liegen. Bei Wechselstrom kann dieser Bereich zwischen 90 und 260 Volt schwanken.
4. Mangelnde Empfindlichkeit gegenüber der Eingangsspannungsfrequenz und der Qualität der Stromversorgung.
5. Die endgültigen Ausgangsparameter bleiben auch bei sehr großen Stromänderungen recht stabil.
6. Die Spannungswelligkeit, die von einem Impulsgerät ausgeht, liegt immer im Millivoltbereich und ist nicht von der Leistung der angeschlossenen Elektrogeräte oder deren Elemente abhängig.
7. Der Stabilisator schaltet sich immer sanft ein. Dies bedeutet, dass der Ausgangsstrom nicht durch Sprünge gekennzeichnet ist. Allerdings ist zu beachten, dass beim ersten Einschalten der Stromstoß hoch ist. Um dieses Phänomen auszugleichen, werden jedoch Thermistoren verwendet, die einen negativen TCR haben.
8. Kleine Werte für Masse und Größe.

Mängel

1. Wenn wir über die Nachteile dieser Stabilisierungsgeräte sprechen, liegen sie in der Komplexität des Geräts. Aufgrund der Vielzahl unterschiedlicher Komponenten, die recht schnell ausfallen können, und der spezifischen Funktionsweise kann das Gerät keine hohe Zuverlässigkeit vorweisen.
2. Er steht ständig unter Hochspannung. Während des Betriebs kommt es häufig zu Schaltvorgängen und es sind schwierige Temperaturbedingungen für den Diodenkristall zu beobachten. Dies beeinträchtigt deutlich die Eignung zur Stromgleichrichtung.
3. Durch häufiges Schalten von Schaltern entstehen Frequenzstörungen. Ihre Zahl ist sehr groß und das ist ein negativer Faktor.

Hilfreicher Rat: Um diesen Mangel zu beseitigen, müssen Sie spezielle Filter verwenden.

1. Sie werden sowohl am Eingang als auch am Ausgang installiert und sind im Reparaturfall auch mit Schwierigkeiten verbunden. Hierbei ist zu beachten, dass ein Laie die Panne nicht beheben kann.
2. Reparaturarbeiten können von jemandem durchgeführt werden, der sich mit solchen Stromwandlern auskennt und über die erforderlichen Fähigkeiten verfügt. Mit anderen Worten: Wenn ein solches Gerät durchbrennt und der Benutzer keine Kenntnisse über die Funktionen des Geräts hat, ist es besser, es zur Reparatur an spezialisierte Unternehmen zu bringen.
3. Auch für Laien ist es schwierig, Schaltspannungsstabilisatoren zu konfigurieren, die 12 Volt oder eine andere Voltzahl umfassen können.
4. Fällt ein Thyristor oder ein anderer Schalter aus, können am Ausgang sehr komplexe Folgen auftreten.
5. Zu den Nachteilen gehört die Notwendigkeit, Geräte zu verwenden, die den Leistungsfaktor ausgleichen. Einige Experten weisen außerdem darauf hin, dass solche Stabilisierungsgeräte teuer sind und nicht mit einer großen Anzahl von Modellen aufwarten können.

Anwendungsbereiche

Dennoch können solche Stabilisatoren in vielen Bereichen eingesetzt werden. Am häufigsten werden sie jedoch in Funknavigationsgeräten und in der Elektronik eingesetzt.

Darüber hinaus werden sie häufig für LCD-Fernseher und LCD-Monitore, Netzteile für digitale Systeme sowie für Industrieanlagen verwendet, die Niederspannungsstrom benötigen.

Hilfreicher Hinweis: In Wechselstromnetzen werden häufig Geräte zur Pulsstabilisierung eingesetzt. Die Geräte selbst wandeln diesen Strom in Gleichstrom um. Wenn Sie Benutzer anschließen müssen, die Wechselstrom benötigen, müssen Sie am Eingang einen Glättungsfilter und einen Gleichrichter anschließen.

Es ist zu beachten, dass für jedes Niederspannungsgerät solche Stabilisatoren erforderlich sind. Sie können auch zum direkten Laden verschiedener Akkus und zum Betreiben von Hochleistungs-LEDs verwendet werden.

Aussehen

Wie oben erwähnt, zeichnen sich Impulsstromwandler durch kleine Größen aus. Ihre Größe und ihr Aussehen hängen davon ab, für welchen Eingangsspannungsbereich sie ausgelegt sind.

Wenn sie für den Betrieb mit sehr niedrigen Eingangsspannungen ausgelegt sind, bestehen sie möglicherweise aus einem kleinen Kunststoffkasten, aus dem eine bestimmte Anzahl von Drähten herausragt.

Stabilisatoren, die für eine große Eingangsspannung ausgelegt sind, sind Mikroschaltungen, in denen sich alle Drähte befinden und an die alle Komponenten angeschlossen sind. Sie haben bereits davon erfahren.

Das Aussehen dieser Stabilisierungsgeräte hängt auch von ihrem funktionalen Zweck ab. Wenn sie einen geregelten (Wechsel-)Spannungsausgang liefern, wird der Widerstandsteiler außerhalb des integrierten Schaltkreises platziert. Für den Fall, dass eine feste Voltzahl aus dem Gerät austritt, befindet sich dieser Teiler bereits in der Mikroschaltung selbst.

Wichtige Funktionen

Achten Sie bei der Auswahl eines Schaltspannungsstabilisators, der konstante 5 V oder eine andere Voltzahl erzeugen kann, auf eine Reihe von Eigenschaften.

Das erste und wichtigste Merkmal sind die minimalen und maximalen Spannungswerte, die im Stabilisator selbst enthalten sind. Die oberen und unteren Grenzen dieser Eigenschaft wurden bereits angegeben.

Der zweite wichtige Parameter ist der höchste Ausgangsstrompegel.

Das dritte wichtige Merkmal ist der Nennausgangsspannungspegel. Mit anderen Worten, das Spektrum der Größen, in dem es gefunden werden kann. Es ist erwähnenswert, dass viele Experten behaupten, dass die maximalen Eingangs- und Ausgangsspannungen gleich sind.

In Wirklichkeit ist dies jedoch nicht der Fall. Der Grund dafür ist, dass die Eingangsspannung am Schalttransistor reduziert wird. Das Ergebnis ist eine etwas geringere Voltzahl am Ausgang. Gleichheit kann nur dann erreicht werden, wenn der Laststrom sehr klein ist. Gleiches gilt für Mindestwerte.

Ein wichtiges Merkmal jedes Impulswandlers ist die Genauigkeit der Ausgangsspannung.

Hilfreicher Rat: Sie sollten auf diese Anzeige achten, wenn das Stabilisierungsgerät einen Ausgang mit einer festen Voltzahl liefert.

Der Grund dafür ist, dass sich der Widerstand in der Mitte des Wandlers befindet und seine genaue Wirkungsweise in der Produktion festgelegt wird. Wenn die Anzahl der Ausgangsvolt vom Benutzer angepasst wird, wird auch die Genauigkeit angepasst.

Derzeit sind Mikroschaltungen (inländische und importierte) auf dem Markt weit verbreitet, die verschiedene PWM-Steuerfunktionen zum Schalten von Netzteilen implementieren. Unter den Mikroschaltungen dieses Typs ist KR1114EU4 (Hersteller: Kremniy-Marketing JSC, Russland) sehr beliebt. Sein importiertes Analogon ist TL494CN (Texas Instrument). Darüber hinaus wird es von einer Reihe von Unternehmen unter unterschiedlichen Namen hergestellt. Beispielsweise produziert (Japan) die Mikroschaltung IR3M02, (Korea) - KA7500, f. Fujitsu (Japan) МВ3759.

Der Chip KR1114EU4 (TL494) ist ein PWM-Controller für ein Schaltnetzteil, das mit einer festen Frequenz arbeitet. Der Aufbau der Mikroschaltung ist in Abb. 1 dargestellt.

Basierend auf dieser Mikroschaltung ist es möglich, Steuerschaltungen für Push-Pull- und Single-Cycle-Schaltnetzteile zu entwickeln. Die Mikroschaltung implementiert einen vollständigen Satz von PWM-Steuerfunktionen: Erzeugung einer Referenzspannung, Verstärkung eines Fehlersignals, Erzeugung einer Sägezahnspannung, PWM-Modulation, Erzeugung eines 2-Zyklus-Ausgangs, Schutz vor Durchgangsströmen usw. Es wird hergestellt In einem 16-Pin-Gehäuse ist die Pinbelegung in Abb. 2 dargestellt.

Der eingebaute Rampenspannungsgenerator benötigt zur Einstellung der Frequenz nur zwei externe Komponenten – Rt und Ct. Die Frequenz des Generators wird durch die Formel bestimmt:

Um den Generator aus der Ferne auszuschalten, können Sie einen externen Schlüssel verwenden, um den RT-Eingang (Pin 6) mit dem ION-Ausgang (Pin 14) oder den ST-Eingang (Pin 5) mit dem gemeinsamen Kabel kurzzuschließen.

Der Chip verfügt über eine integrierte Referenzspannungsquelle (Uref = 5,0 V), die einen Stromfluss von bis zu 10 mA bereitstellen kann, um die externen Komponenten der Schaltung vorzuspannen. Die Referenzspannung weist im Betriebstemperaturbereich von 0 bis +70 °C einen Fehler von 5 % auf.

Das Blockschaltbild eines gepulsten Abwärtsstabilisators ist in Abb. 3 dargestellt.

Das Regelelement RE wandelt die Eingangsgleichspannung UBX in eine Folge von Impulsen bestimmter Dauer und Frequenz um und der Glättungsfilter (Drossel L1 und Kondensator C1) wandelt diese wieder in eine konstante Ausgangsspannung um. Die Diode VD1 schließt den Stromkreis durch die Induktivität wenn der RE abgeschaltet wird. Mittels Rückkopplung steuert der Regelkreis des Regelsystems das Regelelement so an, dass die resultierende Stabilität der Ausgangsspannung Un erreicht wird.

Stabilisatoren können je nach Stabilisierungsmethode Relais, pulsfrequenzmoduliert (PFM) und pulsweitenmoduliert (PWM) sein. Bei Stabilisatoren mit PWM ist die Impulsfrequenz (Periode) ein konstanter Wert und ihre Dauer ist umgekehrt proportional zum Wert der Ausgangsspannung. Abbildung 4 zeigt Impulse mit unterschiedlichem Tastverhältnis Ks.

PWM-Stabilisatoren haben im Vergleich zu anderen Arten von Stabilisatoren folgende Vorteile:

• die Umwandlungsfrequenz ist optimal (im Hinblick auf die Effizienz), wird durch den internen Oszillator des Steuerkreises bestimmt und hängt nicht von anderen Faktoren ab;
• die Pulsationsfrequenz an der Last ist ein konstanter Wert, was für den Aufbau von Unterdrückungsfiltern praktisch ist;
• Es ist möglich, die Umwandlungsfrequenzen einer unbegrenzten Anzahl von Stabilisatoren zu synchronisieren, wodurch das Auftreten von Schwebungen vermieden wird, wenn mehrere Stabilisatoren von einer gemeinsamen primären Gleichstromquelle gespeist werden.

Der einzige Unterschied besteht darin, dass PWM-Schaltungen über einen relativ komplexen Steuerkreis verfügen. Aber die Entwicklung integrierter Schaltkreise vom Typ KR1114EU4, die in den meisten Steuergeräten mit PWM enthalten, ermöglicht eine deutliche Vereinfachung der Impulsstabilisatoren.

Die Schaltung eines gepulsten Abwärtsstabilisators auf Basis von KR1114EU4 ist in Abb. 5 dargestellt.

Die maximale Eingangsspannung des Stabilisators beträgt 30 V, sie wird durch die maximal zulässige Drain-Source-Spannung des p-Kanal-Feldeffekttransistors VT1 (RFP60P03) begrenzt. Widerstand R3 und Kondensator C5 stellen die Frequenz des Sägezahnspannungsgenerators ein, die durch Formel (1) bestimmt wird. Von der Referenzspannungsquelle (Pin 14) D1 wird über einen Widerstandsteiler R6-R7 ein Teil der Referenzspannung dem invertierenden Eingang des ersten Fehlerverstärkers (Pin 2) zugeführt. Das Rückkopplungssignal über den Teiler R8-R9 wird dem nichtinvertierenden Eingang des ersten Fehlerverstärkers (Pin 1) der Mikroschaltung zugeführt. Die Ausgangsspannung wird durch den Widerstand R7 geregelt. Der Widerstand R5 und der Kondensator C6 übernehmen die Frequenzkorrektur des ersten Verstärkers.

Es ist zu beachten, dass die unabhängigen Ausgangstreiber der Mikroschaltung den Betrieb der Ausgangsstufe sowohl im Push-Pull- als auch im Single-Cycle-Modus gewährleisten. Im Stabilisator wird der Ausgangstreiber der Mikroschaltung im Einzelzyklusmodus eingeschaltet. Dazu wird Pin 13 mit der gemeinsamen Leitung verbunden. Zwei Ausgangstransistoren (ihre Kollektoren sind die Pins 8, 11, Emitter sind die Pins 9, 10) sind nach einer gemeinsamen Emitterschaltung verbunden und arbeiten parallel. In diesem Fall ist die Ausgangsfrequenz gleich der Generatorfrequenz. Die Ausgangsstufe der Mikroschaltung über einen Widerstandsteiler

R1-R2 steuert das Reglerelement - Feldeffekttransistor VT1. Für einen stabileren Betrieb des Stabilisators an der Stromversorgung des Mikroschaltkreises (Pin 12) ist der LC-Filter L1-C2-C3 enthalten. Wie aus dem Diagramm ersichtlich ist, ist bei Verwendung von KR1114EU4 eine relativ geringe Anzahl externer Elemente erforderlich. Durch den Einsatz einer Schottky-Diode (VD2) KD2998B (Unp=0,54 V, Uarb=30 V, lpr=30 A, fmax=200 kHz) konnten Schaltverluste reduziert und die Effizienz des Stabilisators erhöht werden.

Um den Stabilisator vor Überstrom zu schützen, wird eine selbstwiederherstellende Sicherung FU1 MF-R400 verwendet. Das Funktionsprinzip solcher Sicherungen beruht auf der Eigenschaft, ihren Widerstand unter dem Einfluss eines bestimmten Stromwerts oder einer bestimmten Umgebungstemperatur stark zu erhöhen und bei Beseitigung dieser Ursachen ihre Eigenschaften automatisch wiederherzustellen.

Der Stabilisator hat seinen maximalen Wirkungsgrad (ca. 90 %) bei einer Frequenz von 12 kHz und der Wirkungsgrad bei einer Ausgangsleistung bis 10 W (Uout = 10 V) erreicht 93 %.

Details und Design. Festwiderstände sind vom Typ S2-ZZN, variable Widerstände vom Typ SP5-3 oder SP5-2VA. Kondensatoren C1 C3, C5-K50-35; C4, C6, C7 -K10-17. Die Diode VD2 kann durch jede andere Schottky-Diode ersetzt werden, deren Parameter nicht schlechter als die oben genannten sind, zum Beispiel 20TQ045. Der KR1114EU4-Chip wird durch TL494LN oder TL494CN ersetzt. Drossel L1 – DM-0,1-80 (0,1 A, 80 µH). Der Induktor L2 mit einer Induktivität von etwa 220 μH besteht aus zwei zusammengefalteten ringförmigen Magnetkernen. MP-140 K24x13x6,5 und enthält 45 Windungen 01,1 mm PETV-2-Draht, gleichmäßig in zwei Lagen um den gesamten Umfang des Rings gelegt. Zwischen den Lagen liegen zwei Lagen lackierter Stoff. LShMS-105-0.06 GOST 2214-78. Für jeden Einzelfall kann eine selbstrückstellende Sicherung vom Typ MF-RXXX ausgewählt werden.

Der Stabilisator wird auf einem Steckbrett mit den Maßen 55x55 mm hergestellt. Der Transistor wird auf einem Heizkörper mit einer Fläche von mindestens 110 cm2 installiert. Bei der Installation empfiehlt es sich, den gemeinsamen Draht des Leistungsteils und den gemeinsamen Draht des Mikroschaltkreises zu trennen sowie die Länge der Leiter (insbesondere des Leistungsteils) zu minimieren. Bei korrekter Installation muss der Stabilisator nicht angepasst werden.

Die Gesamtkosten der gekauften Stabilisator-Funkelemente betrugen etwa 10 US-Dollar und die Kosten für den VT1-Transistor 3 bis 4 US-Dollar. Um die Kosten zu senken, können Sie anstelle des RFP60P03-Transistors den günstigeren RFP10P03 verwenden, was jedoch natürlich die technischen Eigenschaften des Stabilisators etwas verschlechtert.

Das Blockschaltbild eines Impuls-Parallelstabilisators vom Boost-Typ ist in Abb. 6 dargestellt.

Bei diesem Stabilisator ist das im Impulsbetrieb arbeitende Regelelement RE parallel zur Last Rh geschaltet. Wenn RE geöffnet ist, fließt Strom von der Eingangsquelle (Ubx) durch die Induktivität L1 und speichert darin Energie. Gleichzeitig unterbricht die Diode VD1 die Last und verhindert, dass sich der Kondensator C1 über den offenen RE entlädt. Der Strom zur Last kommt während dieser Zeitspanne nur vom Kondensator C1. Im nächsten Moment, wenn der RE geschlossen wird, wird die Selbstinduktions-EMK des Induktors L1 mit der Eingangsspannung summiert und die Energie des Induktors übertragen zur Ladung. In diesem Fall ist die Ausgangsspannung größer als die Eingangsspannung. Im Gegensatz zum Abwärtsstabilisator (Abb. 1) ist der Induktor hier kein Filterelement und die Ausgangsspannung wird um einen Betrag größer als die Eingangsspannung, der durch die Induktivität des Induktors L1 und das Tastverhältnis des Induktors bestimmt wird Bedienelement RE.

Das schematische Diagramm eines Pulse-Boost-Stabilisators ist in Abb. 7 dargestellt.

Es verwendet grundsätzlich die gleichen elektronischen Komponenten wie in der Abwärtsstabilisierungsschaltung (Abb. 5).

Die Welligkeit kann durch Erhöhen der Kapazität des Ausgangsfilters reduziert werden. Für einen „sanfteren“ Start wird der Kondensator C9 zwischen die gemeinsame Leitung und den nichtinvertierenden Eingang des ersten Fehlerverstärkers (Pin 1) geschaltet.

Feste Widerstände – S2-ZZN, variable Widerstände – SP5-3 oder SP5-2VA.

Kondensatoren C1 C3, C5, C6, C9 - K50-35; C4, C7, C8 – K10-17. Der Transistor VT1 – IRF540 (n-Kanal-Feldeffekttransistor mit Uсi=100 V, lc=28 A, Rсi=0,077 Ohm) – wird auf einem Strahler mit einer effektiven Oberfläche von mindestens 100 cm2 installiert. Drossel L2 ist die gleiche wie in der vorherigen Schaltung.

Es ist besser, den Stabilisator zum ersten Mal mit einer kleinen Last (0,1...0,2 A) und einer minimalen Ausgangsspannung einzuschalten. Erhöhen Sie dann langsam die Ausgangsspannung und den Laststrom auf maximale Werte.

Wenn die Aufwärts- und Abwärtsstabilisatoren mit der gleichen Eingangsspannung Uin arbeiten, kann ihre Wandlungsfrequenz synchronisiert werden. Dazu müssen Sie im Aufwärtsstabilisator den Widerstand R3 und den Kondensator C7 entfernen (wenn der Abwärtsstabilisator der Master und der Aufwärtsstabilisator der Slave ist), die Pins 6 und 14 des D1-Chips schließen und den Pin verbinden 5 von D1 mit Pin 5 des D1-Chips des Abwärtsstabilisators verbinden.

In einem Stabilisator vom Boost-Typ ist die Induktivität L2 nicht an der Glättung der Welligkeit der Ausgangsgleichspannung beteiligt. Daher ist es für eine qualitativ hochwertige Filterung der Ausgangsspannung erforderlich, Filter mit ausreichend großen Werten von L und zu verwenden C. Dies führt dementsprechend zu einer Erhöhung des Gewichts und der Abmessungen des Filters und des Geräts insgesamt. Daher ist die Leistungsdichte eines Abwärtsstabilisators größer als die eines Aufwärtsstabilisators.

Linearstabilisatoren haben einen gemeinsamen Nachteil: einen geringen Wirkungsgrad und eine hohe Wärmeentwicklung. Leistungsstarke Geräte, die einen Laststrom über einen weiten Bereich erzeugen, weisen erhebliche Abmessungen und Gewicht auf. Um diese Mängel auszugleichen, wurden Pulsstabilisatoren entwickelt und eingesetzt.

Ein Gerät, das eine konstante Spannung an einem Stromverbraucher aufrechterhält, indem es ein im Tastenmodus arbeitendes elektronisches Element anpasst. Einen Schaltspannungsstabilisator gibt es ebenso wie einen linearen in Reihen- und Parallelausführung. Die Rolle des Schlüssels in solchen Modellen spielen Transistoren.

Da der Wirkpunkt der Stabilisierungsvorrichtung fast ständig im Grenz- oder Sättigungsbereich liegt und durch den aktiven Bereich verläuft, wird im Transistor wenig Wärme erzeugt, sodass der Impulsstabilisator einen hohen Wirkungsgrad aufweist.

Die Stabilisierung erfolgt durch Änderung der Dauer der Impulse sowie durch Steuerung ihrer Frequenz. Dabei unterscheidet man zwischen Pulsfrequenz- und, anders ausgedrückt, Breiten-Breiten-Regelung. Pulsstabilisatoren arbeiten im kombinierten Pulsmodus.

Bei Stabilisierungsgeräten mit Pulsweitensteuerung hat die Pulsfrequenz einen konstanten Wert und die Dauer der Pulse einen variablen Wert. Bei Geräten mit Pulsfrequenzsteuerung ändert sich die Dauer der Pulse nicht, nur die Frequenz wird verändert.

Am Ausgang des Gerätes stellt sich die Spannung in Form von Wellen dar und ist daher nicht zur Versorgung des Verbrauchers geeignet. Bevor der Verbraucher mit Strom versorgt wird, muss dieser ausgeglichen werden. Zu diesem Zweck werden am Ausgang von Impulsstabilisatoren kapazitive Nivellierfilter angebracht. Es gibt sie in Multi-Link-, L-Form und anderen Ausführungen.

Die durchschnittliche an die Last angelegte Spannung wird nach folgender Formel berechnet:

• Ti ist die Dauer der Periode.
• ti – Pulsdauer.
• Rн – Wert des Verbraucherwiderstands, Ohm.
• I(t) – Wert des durch die Last fließenden Stroms, Ampere.

Abhängig von der Induktivität kann es sein, dass zu Beginn des nächsten Impulses kein Strom mehr durch den Filter fließt. In diesem Fall handelt es sich um die Betriebsart mit Wechselstrom. Der Strom kann auch weiterhin fließen, was einen Betrieb mit Gleichstrom bedeutet.

Mit erhöhter Empfindlichkeit der Last gegenüber Leistungsimpulsen wird trotz erheblicher Verluste in der Induktorwicklung und den Drähten der Gleichstrommodus ausgeführt. Ist die Größe der Impulse am Ausgang des Gerätes unbedeutend, empfiehlt sich der Betrieb mit Wechselstrom.

Arbeitsprinzip

Im Allgemeinen umfasst ein Impulsstabilisator einen Impulswandler mit einer Einstellvorrichtung, einen Generator, einen Ausgleichsfilter, der Spannungsimpulse am Ausgang reduziert, und eine Vergleichsvorrichtung, die ein Signal der Differenz zwischen Eingangs- und Ausgangsspannung liefert.

Ein Diagramm der Hauptteile des Spannungsstabilisators ist in der Abbildung dargestellt.

Die Spannung am Ausgang des Gerätes wird einem Vergleichsgerät mit der Basisspannung zugeführt. Das Ergebnis ist ein proportionales Signal. Es wird dem Generator zugeführt, nachdem es zuvor verstärkt wurde.

Bei der Steuerung in einem Generator wird das analoge Differenzsignal in eine Welligkeit mit konstanter Frequenz und variabler Dauer umgewandelt. Bei der Pulsfrequenzsteuerung hat die Dauer der Pulse einen konstanten Wert. Es verändert die Frequenz der Generatorimpulse abhängig von den Eigenschaften des Signals.

Die vom Generator erzeugten Steuerimpulse gelangen zu den Elementen des Umrichters. Der Steuertransistor arbeitet im Tastenmodus. Durch Änderung der Frequenz oder des Intervalls der Generatorimpulse ist es möglich, die Lastspannung zu ändern. Der Wandler verändert den Wert der Ausgangsspannung abhängig von den Eigenschaften der Steuerimpulse. Theoretisch können bei Geräten mit Frequenz- und Breitenverstellung Spannungsimpulse am Verbraucher fehlen.

Beim Relais-Wirkprinzip wird das vom Stabilisator gesteuerte Signal über einen Trigger erzeugt. Wenn eine konstante Spannung in das Gerät gelangt, ist der Transistor, der als Schalter fungiert, geöffnet und erhöht die Ausgangsspannung. Das Vergleichsgerät ermittelt das Differenzsignal, das bei Erreichen einer bestimmten Obergrenze den Zustand des Auslösers ändert und der Steuertransistor auf Sperren schaltet.

Die Ausgangsspannung beginnt zu sinken. Wenn die Spannung auf den unteren Grenzwert absinkt, ermittelt das Vergleichsgerät das Differenzsignal, schaltet den Trigger erneut um und der Transistor geht erneut in die Sättigung. Der Potenzialunterschied über die Gerätelast wird größer. Folglich erhöht sich bei einer Relaisstabilisierung die Ausgangsspannung und gleicht sie dadurch aus. Die Auslösegrenze wird durch Anpassen der Amplitude des Spannungswerts am Vergleichsgerät angepasst.

Stabilisatoren vom Relaistyp haben im Gegensatz zu Geräten mit Frequenz- und Breitensteuerung eine erhöhte Reaktionsgeschwindigkeit. Das ist ihr Vorteil. Theoretisch liegen bei einer Relaisstabilisierung immer Impulse am Ausgang des Geräts an. Das ist ihr Nachteil.

Boost-Stabilisator

Schaltende Boost-Regler werden bei Lasten eingesetzt, deren Potenzialdifferenz höher ist als die Spannung am Eingang der Geräte. Der Stabilisator verfügt über keine galvanische Trennung zwischen der Stromversorgung und der Last. Importierte Boost-Stabilisatoren werden Boost-Konverter genannt. Die Hauptbestandteile eines solchen Geräts:

Der Transistor geht in die Sättigung und Strom fließt durch den Stromkreis vom Pluspol durch die Speicherinduktivität, den Transistor. In diesem Fall sammelt sich Energie im Magnetfeld des Induktors. Der Laststrom kann nur durch eine Entladung der Kapazität C1 erzeugt werden.

Lassen Sie uns die Schaltspannung vom Transistor ausschalten. Gleichzeitig gelangt es in die Abschaltposition und daher erscheint am Gashebel eine Selbstinduktions-EMK. Es wird in Reihe zur Eingangsspannung geschaltet und über eine Diode mit dem Verbraucher verbunden. Der Strom fließt durch den Stromkreis vom Pluspol zur Induktivität, durch die Diode und die Last.

In diesem Moment liefert das Magnetfeld der induktiven Drossel Energie und die Kapazität C1 reserviert Energie, um die Spannung am Verbraucher aufrechtzuerhalten, nachdem der Transistor in den Sättigungsmodus eintritt. Der Choke dient der Energiereserve und funktioniert nicht im Netzfilter. Wenn wieder Spannung an den Transistor angelegt wird, öffnet er sich und der gesamte Vorgang beginnt von vorne.

Stabilisatoren mit Schmitt-Trigger

Diese Art von Impulsgerät hat seine eigenen Eigenschaften mit dem kleinsten Komponentensatz. Der Abzug spielt bei der Gestaltung eine große Rolle. Es enthält einen Komparator. Die Hauptaufgabe des Komparators besteht darin, den Wert der Ausgangspotentialdifferenz mit dem höchsten zulässigen Wert zu vergleichen.

Das Funktionsprinzip des Gerätes mit Schmitt-Trigger besteht darin, dass bei steigender Höchstspannung der Trigger beim Öffnen des elektronischen Schlüssels in die Nullstellung geschaltet wird. Einmal entlädt sich die Drosselklappe. Wenn die Spannung ihren niedrigsten Wert erreicht, wird um eins geschaltet. Dadurch wird sichergestellt, dass der Schalter schließt und Strom zum Integrator fließt.

Solche Geräte zeichnen sich durch eine vereinfachte Schaltung aus, können aber in Sonderfällen eingesetzt werden, da Impulsstabilisatoren nur Auf- und Abwärtsregler sind.

Buck-Stabilisator

Impulsstabilisatoren, die mit Spannungsreduzierung arbeiten, sind kompakte und leistungsstarke Stromversorgungsgeräte. Gleichzeitig weisen sie bei konstanter Spannung gleichen Wertes eine geringe Empfindlichkeit gegenüber Verbraucherstörungen auf. Bei Step-Down-Geräten gibt es keine galvanische Trennung von Ausgang und Eingang. Importierte Geräte werden Chopper genannt. Die Ausgangsleistung ist bei solchen Geräten immer geringer als die Eingangsspannung. Die Schaltung eines Abwärtsimpulsstabilisators ist in der Abbildung dargestellt.

Schließen wir die Spannung an, um Source und Gate des Transistors zu steuern, der in die Sättigungsposition wechselt. Es leitet Strom vom Pluspol über die Ausgleichsdrossel und die Last durch den Stromkreis. In Durchlassrichtung fließt kein Strom durch die Diode.

Schalten wir die Steuerspannung aus, wodurch der Schlüsseltransistor ausgeschaltet wird. Danach befindet es sich in der Abschaltposition. Die induktive EMK der Ausgleichsdrossel blockiert den Weg zur Änderung des Stroms, der von der Drossel durch den Stromkreis durch die Last über den gemeinsamen Leiter und die Diode fließt und wieder zur Drossel gelangt. Die Kapazität C1 entlädt sich und hält die Spannung am Ausgang aufrecht.

Wenn zwischen Source und Gate des Transistors eine Entriegelungspotentialdifferenz angelegt wird, wechselt dieser in den Sättigungsmodus und die gesamte Kette wiederholt sich erneut.

Invertierender Stabilisator

Schaltstabilisatoren vom Invertierungstyp werden zum Anschluss von Verbrauchern mit konstanter Spannung verwendet, deren Polarität die entgegengesetzte Polaritätsrichtung zur Potenzialdifferenz am Ausgang des Geräts aufweist. Sein Wert kann je nach Einstellung des Stabilisators oberhalb des Stromversorgungsnetzes und unterhalb des Netzes liegen. Es besteht keine galvanische Trennung zwischen der Stromversorgung und der Last. Importierte invertierende Geräte werden als Buck-Boost-Wandler bezeichnet. Die Ausgangsspannung solcher Geräte ist immer niedriger.

Schließen wir eine Steuerpotentialdifferenz an, die den Transistor zwischen Source und Gate öffnet. Es öffnet sich und der Strom fließt durch den Stromkreis vom Pluspol über den Transistor, die Induktivität, zum Minuspol. Dabei speichert der Induktor über sein Magnetfeld Energie. Schalten wir die Steuerpotentialdifferenz vom Schalter am Transistor aus, er wird geschlossen. Der Strom fließt von der Induktivität durch die Last und die Diode und kehrt in seine ursprüngliche Position zurück. Die Reserveenergie des Kondensators und des Magnetfelds wird von der Last verbraucht. Lassen Sie uns den Transistor erneut mit Strom an Source und Gate versorgen. Der Transistor wird wieder gesättigt und der Vorgang wiederholt sich.

Vorteile und Nachteile

Wie alle Geräte ist ein modularer Schaltstabilisator nicht ideal. Daher hat es seine eigenen Vor- und Nachteile. Schauen wir uns die Hauptvorteile an:

• Einfache Ausrichtung erreichen.
• Reibungslose Verbindung.
• Kompakte Größen.
• Stabilität der Ausgangsspannung.
• Großes Stabilisierungsintervall.
• Erhöhte Effizienz.

Nachteile des Gerätes:

• Komplexes Design.
• Es gibt viele spezifische Komponenten, die die Zuverlässigkeit des Geräts verringern.
• Die Notwendigkeit, Leistungsausgleichsgeräte zu verwenden.
• Schwierigkeiten bei der Reparatur.
• Entstehung einer großen Menge an Frequenzstörungen.

Zulässige Häufigkeit

Der Betrieb eines Impulsstabilisators ist bei einer signifikanten Wandlungsfrequenz möglich. Dies ist das wesentliche Unterscheidungsmerkmal zu Geräten, die über einen Netzwerktransformator verfügen. Durch Erhöhen dieses Parameters können kleinste Abmessungen erzielt werden.

Bei den meisten Geräten liegt der Frequenzbereich zwischen 20 und 80 Kilohertz. Bei der Auswahl von PWM- und Schlüsselgeräten müssen jedoch hohe Stromoberschwingungen berücksichtigt werden. Die Obergrenze des Parameters wird durch bestimmte Anforderungen begrenzt, die für Hochfrequenzgeräte gelten.

Bei Stabilisatoren mit PWM wird als Impulselement ein Generator verwendet, dessen Impuls- oder Pausenzeit abhängig vom konstanten Signal variiert, das vom Ausgang der Vergleichsschaltung am Eingang des Impulselements ankommt.

Funktionsprinzip eines PWM-Stabilisators ist wie folgt. Gleichspannung vom Gleichrichter oder der Batterie wird dem Regeltransistor und dann über den Filter dem Ausgang des Stabilisators zugeführt. Die Ausgangsspannung des Stabilisators wird mit der Referenzspannung verglichen, und dann wird das Differenzsignal an den Eingang eines Geräts angelegt, das das Gleichstromsignal in Impulse einer bestimmten Dauer umwandelt, wobei sich letztere proportional zum Differenzsignal zwischen den ändert Referenz- und gemessene Spannung. Von einem Gerät, das Gleichstrom in Impulse umwandelt, wird das Signal an einen Steuertransistor gesendet; Letzterer schaltet periodisch und der durchschnittliche Spannungswert am Filterausgang hängt vom Verhältnis zwischen der Zeit, in der sich der Transistor im offenen und geschlossenen Zustand befindet (von der Impulsbreite – daher der Name dieser Modulationsart) und der Wiederholung des PWM-Impulses ab Rate ist konstant. Wenn sich die Spannung am Ausgang des Stabilisators ändert, ändert sich das Gleichstromsignal und damit die Breite (Dauer) des Impulses (bei konstanter Periode); Dadurch kehrt der Mittelwert der Ausgangsspannung auf seinen ursprünglichen Wert zurück.

In Stabilisatoren mit PFM Wenn sich das Signal am Ausgang des Impulselements ändert, ändert sich die Dauer der Pause, die Dauer des Impulses bleibt jedoch unverändert. Darüber hinaus hängt die Schaltfrequenz des Steuertransistors im Gegensatz zu Stabilisatoren mit PWM von Änderungen des Laststroms und der Ausgangsspannung ab und ist daher ein sich ändernder, nicht konstanter Wert – daher der Name dieser Modulationsart. Das Funktionsprinzip solcher Stabilisatoren ähnelt dem Funktionsprinzip von PWM-Stabilisatoren. Eine Änderung der Ausgangsspannung des Stabilisators führt zu einer Änderung der Pause, was zu einer Änderung der Pulsfrequenz führt und der Mittelwert der Ausgangsspannung unverändert bleibt.

Funktionsprinzip von Relais oder Zweistellung Stabilisatoren unterscheiden sich etwas vom Funktionsprinzip von Stabilisatoren mit PWM. Bei Relaisstabilisatoren wird als Impulselement ein Auslöser verwendet, der wiederum einen Steuertransistor steuert. Wenn am Eingang des Stabilisators eine konstante Spannung angelegt wird, ist im ersten Moment der Regeltransistor geöffnet und die Spannung am Ausgang des Stabilisators steigt, und das Signal am Ausgang der Vergleichsschaltung steigt entsprechend an. Bei einem bestimmten Wert der Ausgangsspannung erreicht das Signal am Ausgang der Vergleichsschaltung einen Wert, bei dem der Trigger ausgelöst und der Steuertransistor geschlossen wird. Die Spannung am Ausgang des Stabilisators beginnt zu sinken, was zu einer Abnahme des Signals am Ausgang der Vergleichsschaltung führt. Bei einem bestimmten Signalwert am Ausgang der Vergleichsschaltung zündet der Auslöser erneut, öffnet den Steuertransistor und die Spannung am Ausgang des Stabilisators beginnt anzusteigen; Sie erhöht sich, bis der Auslöser den Steuertransistor wieder schließt und sich der Vorgang wiederholt.

Eine Änderung der Eingangsspannung oder des Laststroms des Stabilisators führt zu einer Änderung der Öffnungszeit des Steuertransistors und zu einer Änderung seiner Schaltfrequenz, und der Durchschnittswert der Ausgangsspannung bleibt (mit einem bestimmten Wert) erhalten Genauigkeitsgrad) unverändert. Daher ist bei Relaisstabilisatoren, wie bei PFM-Stabilisatoren, die Schaltfrequenz des Steuertransistors nicht konstant.

Vor- und Nachteile der beschriebenen Stabilisatoren.

1. Grundsätzlich kann die Welligkeit der Ausgangsspannung bei Stabilisatoren mit PWM und PWM völlig fehlen, da das Impulselement durch die konstante Komponente des Steuerkreissignals gesteuert wird; Bei Relaisstabilisatoren muss es grundsätzlich zu Ausgangsspannungspulsationen kommen, da ein periodisches Schalten des Auslösers nur dann möglich ist, wenn sich die Ausgangsspannung periodisch ändert.

Einer der Hauptnachteile von PWM- und PWM-Stabilisatoren im Vergleich zu Relais-Stabilisatoren ist ihre geringere Betriebsgeschwindigkeit.

Bei dieser Schaltung handelt es sich um einen Abwärtsregler mit der Fähigkeit, den Strom zu regulieren, zu schützen oder zu begrenzen. Eine Besonderheit des Gerätes ist die Verwendung eines statischen Induktionsbipolartransistors (BSIT) und einer TL494-Mikroschaltung mit zwei Operationsverstärkern im Leistungsteil. Im Gegenkopplungskreis des Reglers werden Operationsverstärker eingesetzt, um einen optimalen Betrieb zu gewährleisten.

Betriebsparameter des Reglers:

• Nennversorgungsspannung – 40…45 V;
• einstellbarer Ausgangsspannungsbereich – 1…30V;
• Frequenz des PWM-Controllers – 40 kHz;
• Widerstand des Reglerausgangskreises – 0,01 Ohm;
• Der langfristige maximale Ausgangsstrom beträgt 8A.

Die Stabilisatorschaltung ist in Abbildung 1 dargestellt. Ein Glättungsfilter aus Kondensatoren C16-18, Speicherinduktivität L1, Diodenentlader VD6 und Schalter VT1 bilden den Stromkreis des Geräts. Der Aufbau des Stromkreises ist klassisch, der Unterschied besteht in den zusätzlichen Elementen C5, VDD1, R7, VT2, die einen sicheren Betrieb des Netzschalters (VT1) gewährleisten sollen. Mit dem Transformator T2 können Sie die Stromanstiegsrate beim Öffnen reduzieren VT1-Schalter. Die beim Schließen des Schlüssels angesammelte Energie gelangt über die rechte Seite der Diodenbaugruppe VD1 zum Eingang des Stromkreises. Die Kapazität C5 soll den Spannungsanstieg am Schalter verringern. Durch den Einbau von OBR-Schaltungselementen wird der Betriebsmodus des Schlüsseltransistors optimiert und Wärmeverluste und Stoßbelastungen reduziert. Der Schutz des VT1-Schlüssels vor den Auswirkungen des Rückstroms durch den C5T2-Kreis erfolgt durch die VD1-Diode auf der linken Seite.

Bild 1

Das Steuersignal zum Schaltgatter wird über den Trenntransformator T1 zugeführt, dessen Primärwicklung mit dem Kollektorkreis des Transistors T2 verbunden ist. Die Elemente R1, VD2, VD3 dienen dazu, Spannungsspitzen in der Sperrspannung des Schaltgatters zu begrenzen. Der VT2-Emitter ist über einen Begrenzungswiderstand R8 mit den Pins 8 und 10 der DA1-Mikroschaltung (Kollektoren der Ausgangstransistoren) verbunden. Mit dem Begrenzungswiderstand können Sie den optimalen Wert des Gate-Stroms des VT1-Schalters auswählen.

Der Betrieb der Schaltung wird auf einem speziell entwickelten TL494-Chip gesteuert. Das Anschlussprinzip ist klassisch, Pin 7 und 13 sind verbunden, Single-Ended-Modus. Um mit einer Mindestspannung arbeiten zu können, wird an Pin 2 durch einen Teiler eine Referenzspannung von ca. 0,9V eingestellt. Die Spannung am 4. Zweig bestimmt das maximale Tastverhältnis der erzeugten Impulse. Der Amplitudenfrequenzgang der Schaltung wird durch die Masterketten C12R14, C11R13 zeitkorrigiert. Die Erzeugungsfrequenz wird durch die C14R21-Kette festgelegt. Eine negative Spannungsrückkopplung wird durch die Elemente VD8, R20, R25, R24 hergestellt. Die Spannung am Ausgang des Stabilisators wird durch den variablen Widerstand R24 eingestellt. Die Stromregelung erfolgt durch den Spannungsabfall an den parallel geschalteten Widerständen R5, R4. Das Signal von ihnen geht an den 2. Operationsverstärker des Steuerchips (Kontakte 16,15). Die maximale Strombegrenzung am Geräteausgang wird durch den Widerstand R19 eingestellt.

Der Operationsverstärker des DA2-Chips soll das Gerät schützen, wenn der Ausgangsstrom den maximal zulässigen Wert überschreitet. Die Eingänge des Operationsverstärkers DA1 und des Operationsverstärkers DA2 sind über die Widerstände R5, R4 mit einem Stromsensor verbunden. Wenn der Spannungsabfall am Sensor zunimmt, erscheint am Ausgang des Komparators eine hohe Spannung. Durch den geschlossenen Kontakt SA1 wird eine positive Rückkopplungskette gebildet; die Hochspannung hält den Operationsverstärker DA2 in diesem Zustand und blockiert den Betrieb von DA1 über Eingang 16.

Der Schalter SA1 gewährleistet im geöffneten Zustand den Betrieb des Gerätes mit maximaler Strombegrenzung. Die HL1-LED leuchtet, wenn die Last getrennt ist oder der Strom begrenzt ist.

Die Stromversorgung des Steuerteils der Schaltung erfolgt über eine stabilisierende Kette der Elemente C6-10, C4, C3, R3, R2, VD5, VD4, VT2.

Das Gerät ist auf einer Glasfaserplatte mit einseitiger Folie montiert. Remote-Teile:

• Schalter SA1;
• LED HL1;
• Spannungsregler

Alle für den Leistungsteil des Stromkreises vorgesehenen Gleise sollten zusätzlich mit Kupferdraht mit einem Querschnitt von mindestens 1 mm 2 verstärkt werden. Teile können in Russland oder ihren ausländischen Analoga verwendet werden. Die Kühlkörperfläche für die Schlüsseltransistor- und Diodenbaugruppe VD1 beträgt mindestens 370 cm 2, für VD6 - mindestens 130 cm 2.