 |
Elektronik | Reparatur | PIC | Medizin | Marketing | Links | Impressum | @ |  |
|---|
|
||||||||||
|
Im Gegensatz zum ungeregelten Längsregler, der eigentlich kein Regler ist, enthält der geregelte Längsregler einen Regelkreis, der die Ausgangsspannung mißt und so mehr oder weniger präzise konstant hält. Vom Schaltungsaufwand her spielt es auch kaum eine Rolle, ob die Ausgangsspannung fest oder variabel ist.
Bild 3.2.3 A: Urform der Spannungsreglers
Bild 3.2.3 B: Hochstabiler Regler mit TL431
Bild 3.2.3 C: Regler mit Strombegrenzung
Bild 3.2.3 A zeigt die Einfachste Regelschaltung, die auch in vielen älteren Spannungsreglern zu finden ist. Der Widerstand R1 schaltet zunächst den Transistor T1 durch, sodaß die Ausgangsspannung Ua ansteigt. Über den Spannungsteiler P-R2 wird Ua geteilt und auf die Basis von T2 gelegt. Mit der Zenerdiode ZD erhöht man die Schwellspannung von T2 künstlich, damit der relative Einfluß der durch Temperaturabhängigkeit gekennzeichneten Schwellspannung von T2 wesentlich kleiner wird. Durch die Wahl geeigneter Zenerdioden mit positivem Temperaturkoeffizienten ist sogar eine gewisse Temperaturkompensation möglich. Ist die Ausgangsspannung so hoch, daß an der Basis von T2 die erhöhte Schwellspannung anliegt, beginnt dieser zu leiten. Dadurch wird aber der über R1 kommende Basisstrom für T1 über den Kollektor von T2 abgeleitet. So reduziert sich die Ausgangsspannung, bis an der Basis von T2 wieder die Schwellspannung anliegt. Mit dem Poti P läßt sich dann die gewünschte Ausgangsspannung einstellen. Die niedrigstmögliche Ausgangsspannung ist die Schwellspannung. Sie wird dann erreicht, wenn die Basis von T2 direkt mit der Ausgangsspannung verbunden ist. Um hochfrequente Regelschwingungen zu vermeiden, muß die Ausgangsspannung mit dem Elko C gegen Masse abgeblockt werden. Soll die Schaltung größere Ströme liefern, ist es bei T1 nötig, zwei bis drei Transistoren in Darlington-Schaltung hintereinanderzuschalten. Bei Parallelschaltung mehrerer Transistoren für T1 ist es erforderlich, die Emitter der einzelnen Transistoren mit je einem niederohmigen Widerstand zu entkoppeln. Die Entkoppelungswiderstände sorgen für eine gleichmäßige Stromverteilung auf alle Transistoren. Ersetzt man T2 und ZD durch einen TL431 ( Bild 3.2.3 B ), vereinfacht sich nicht nur die Schaltung sondern man erhält auch noch eine hochstabile Ausgangsspannung. Die minimale Ausgangsspannung entspricht jetzt der Schwellspannung des TL431, also 2,5 Volt.
Bild 3.2.3 C zeigt eine weitere Verbesserung der Schaltung durch eine Strombegrenzung. Der Ausgangsstrom, der durch R3 fließt, bewirkt an diesem einen Spannungsabfall. Überschreitet die Spannung an R3 ca. 0,6 Volt, beginnt T3 zu leiten und sperrt T1. Durch die Wahl von R3 kann so eine beliebige Strombegrenzung gewählt werden und der Regler wird kurzschlußfest. Um die Spannungsregelung durch den Spannungsabfall an R3 nicht zu stören, muß der Abgriff des Potis P an der Ausgangsspannung auf jeden Fall hinter R3, also direkt am Ausgang erfolgen. Bei diesen und auch folgenden Schaltungen gibt es grundsätzlich zwei unterschiedliche Möglichkeiten, das Poti anzuschließen: Wenn das Poti, wie in diesen Beispielen, als Spannungsteiler mit variablem Abgriff arbeitet, erhält man bei einem linearen Poti eine progressive Kennlinie. D.h. im unteren Bereich ändert sich die Spannung nur geringfügig, während man im oberen Bereich eine starke Änderung der Spannung in Abhängigkeit von der Potidrehung erreicht. Ist die kleinste Spannung z.B. 2,5 Volt, hat man bei halb aufgedrehtem Poti gerade mal etwa 5 Volt. Das kann vorteilhaft sein, wenn man kleine Spannungen genauer einstellen will als große. Verbindet man den Schleifer des Potis direkt mit der Verbindung zu R2, arbeitet das Poti als einstellbarer Widerstand. Da jetzt an R2 immer 2,5 Volt (bei TL431) anliegen, fließt durch R2 und das Poti immer ein konstanter Strom. Die Spannung am Poti ist daher proportional zum Einstellwinkel. Damit ist auch der Zusammenhang zwischen Einstellwinkel und Ausgangsspannung linear.
[Beispiel aus dem "Das Netzteil- und Konverterhandbuch" von Jörg Rehrmann, 180 Seiten, DIN A4, 39,80 Euro, jetzt bestellen][zurück]