Funktionsprinzip des Gleichspannungsreglers
Eine geregelte Gleichstromversorgung ist eine 220-V-Wechselstromversorgung für die industrielle Frequenz, die in ein geregeltes Gleichstromgerät umgewandelt wird. Zur Fertigstellung müssen vier Verbindungen transformiert, gleichgerichtet, gefiltert und geregelt werden. Die Funktionsprinzipien der vier Verbindungen sind wie folgt:
(1) Leistungstransformator: Ein Abwärtstransformator. Er wandelt die 220-V-Wechselspannung des Netzes in eine Wechselspannung um, die den Anforderungen des Netzes entspricht, und sendet sie an den Gleichrichterkreis. Das Transformatorverhältnis wird durch die Sekundärspannung des Transformators bestimmt.
(2) Gleichrichterfilterschaltung: Die Gleichrichterschaltung wandelt die Wechselspannung Ui in eine pulsierende Gleichspannung um. Anschließend filtert die Filterschaltung die größeren Welligkeitskomponenten heraus, sodass die Ausgangswelligkeit eine kleinere Gleichspannung U1 ergibt. Häufig verwendete Gleichrichterfilterschaltungen sind Vollweggleichrichterfilter und Brückengleichrichterfilter.
(3) Filterschaltung: Die Wechselstromkomponente der Ausgangsspannung der Gleichrichterschaltung wird größtenteils herausgefiltert, um so eine relativ glatte Gleichspannungsfilterkapazität C zu erhalten, die dem Wert RL-C=(3 ~ 5) T / 2 entspricht, bzw. T für die Periode des eingehenden Wechselstromsignals und RL für den dem Gleichrichterfilterkreis entsprechenden Lastwiderstand steht.
(4) Spannungsreglerschaltung: Die Funktion der Reglerschaltung besteht darin, die Ausgangsgleichspannung zu stabilisieren, damit sie sich nicht mit der Wechselstromnetzspannung und Laständerungen ändert. Häufig verwendete integrierte Spannungsregler haben einen festen Dreipolregler und einen einstellbaren Dreipolregler. Häufig verwendete einstellbare integrierte Spannungsregler der Serie CW317 (LM317) mit positiver Spannung, deren Ausgangsspannung von 1,25 V bis 7 Volt einstellbar ist, die einfachsten externen Schaltungskomponenten bestehen nur aus einem festen Widerstand und einem Potentiometer. Sein Chip verfügt über einen Übergangs-, Überhitzungs- und sicheren Arbeitsbereichsschutz, der maximale Ausgangsstrom beträgt 1,5 A. Seine typische Schaltung ist unten dargestellt, in der der Widerstand R1 und das Potentiometer R2 den Ausgangsspannungsregler bilden, der Ausdruck der Ausgangsspannung Uo: Uo=1.25 (1 + R2 / R1), wobei R1 im Allgemeinen als 120-240 Ohm genommen wird, ist die Spannungsdifferenz zwischen der Ausgangsseite und der Einstellseite die Referenzspannung des Reglers (typischer Wert 1,25 V).
Die Schaltung besteht aus D5, D6 und C1, die zusammen eine Vollweg-Gleichrichterfilterschaltung bilden, die den Eingangswechselstrom in Gleichstrom umwandelt; Q1, Q2 bestehen aus einer Darlington-Schaltung mit Folgeschaltung, Q1 wird als Einstellröhre bezeichnet, Q2 wird als Druckröhre bezeichnet, die Stromversorgung für die Last; Q3, D8, R2, R3, RW1 bilden zusammen die Ausgangsspannungsabtast-Gegenkopplungsschaltung, Q3 wird als Abtastverstärkerröhre bezeichnet, D8 wird als Referenzreglerröhre bezeichnet, dieser Teil der Ausgangsspannung wird zur Stabilisierung verwendet; Q4, R5 Ausgangsstromabtastschaltung zum Bereitstellen eines Überstromschutzes für den Ausgang; C5 ist der Ausgangsfilterkondensator. Da der Regler und die Last relativ zum Eingang in Reihe geschaltet sind, wird diese Stromversorgung als seriell geregelte Gleichstromversorgung bezeichnet.
220-V-Wechselstrom wird durch den Leistungstransformator in Niederspannungswechselstrom umgewandelt, durch die aus D5, D6 und C1 bestehenden Vollweggleichrichterfilterschaltungen wird der Gleichrichterfilter in Gleichstrom umgewandelt, an die Darlington-Schaltung geliefert und schließlich durch die Schaltung an die Last geliefert, um eine Gleichspannung VO bereitzustellen, deren Größe durch die Referenzspannung VREF und das Teilerverhältnis des Abtastzweigs bestimmt wird. Wenn die Ausgangsspannung VO aus irgendeinem Grund augenblicklich ansteigt, steigt der Kollektorstrom der Ausgangsspannungsabtastschaltung von Q3 an, was dazu führt, dass der Basisstrom der Funkverfolgungsschaltung sinkt, der Innenwiderstand der Einstellröhre steigt, der Röhrenspannungsabfall steigt und die Ausgangsspannung VO sinkt; wenn die Ausgangsspannung VO augenblicklich sinkt, sinkt der Kollektorstrom der Ausgangsspannungsabtastschaltung von Q3, der Basisstrom der Funkverfolgungsschaltung steigt, der Röhrenspannungsabfall sinkt, sodass die Ausgangsspannung VO sinkt und der Spannungsabfall sinkt. Wenn der Kollektorstrom der Ausgangsspannungsabtastschaltung Q3 reduziert wird, wird der Basisstrom der Schussfolgeschaltung erhöht, die Röhrenspannung wird reduziert, sodass auch die Ausgangsspannung VO erhöht wird; der obige Vorgang stabilisiert die Ausgangsspannung auf einem bestimmten Spannungswert, um die Spannungsregelung zu realisieren. Durch Anpassen von RW1 kann die Größe der Ausgangsspannung geändert werden.
Wenn der Laststrom den Nennausgangsstrom überschreitet, wird Q4 durch den Spannungsabfall an R5 leitend, wodurch die Vorspannung des Funkverfolgungskreises gesenkt wird, der Innenwiderstand steigt, der Röhrenspannungsabfall steigt, der Ausgangsstrom des Funkverfolgungskreises begrenzt wird und die Ausgangsspannung sinkt. Somit spielt diese Struktur eine Rolle beim Überstromschutz. Sie gehört zu den Schutzschaltungen vom Strombegrenzungstyp.
Nach dem Heruntertransformator wird die Eingangswechselspannung auf 220 V gesenkt. Der Ausgang des Gleichrichterdiodengleichrichters erzeugt eine pulsierende Gleichspannung mit großer Spannungswelligkeit. Nach dem Glättungsfilter der Kondensatoren C1, C2 und C3 ist die Ausgangsspannung relativ glatt. Durch die Eingabe in den Reglerkreis erhält man eine stabile geregelte Gleichstromversorgung mit sehr geringer Spannungswelligkeit am Ausgang.
