SITOP 24 V ein

■ Geregelte Gleichstromversorgung (Fortsetzung)
Längsgeregelte Netzteile
Ungeregeltes
Netz
Prinzipschaltbild: Längsregler
Der Längsregler, auch Linearregler genannt, funktioniert nach
einem konventionellen Prinzip. Die Versorgung erfolgt aus dem
Wechselspannungsnetz (Ein-, Zwei-, oder Drei-Leiter-Netz).
Die Anpassung an die jeweilige Sekundärspannung geschieht
über einen Transformator.
Die gleichgerichtete und gesiebte Sekundärspannung wird in einem
Regelteil in eine geregelte Spannung am Ausgang umgeformt.
Das Regelteil besteht aus einem Stellglied und dem Regelverstärker.
Die Differenz zwischen geregelter Ausgangsspannung
und ungeregelter Spannung am Siebkondensator
wird im Stellglied in Verlustwärme umgesetzt. Das Stellglied
wirkt dabei wie ein schnell veränderbarer ohmscher Widerstand.
Die entstehende Verlustwärme ist jeweils das Produkt aus Ausgangsstrom
und Spannungsabfall über dem Stellglied.
Dieses System ist sehr anpassungsfähig. Es sind auch ohne
weiteres mehrere Ausgangsspannungen möglich. In der Regel
werden bei Mehrfachausgängen die einzelnen Sekundärkreise
aus jeweils getrennten Sekundärwicklungen des Eingangstrafos
generiert. Manche Anwendungen lassen sich nur nach diesem
Schaltungsprinzip lösen. Vor allem, wenn hohe Regelgenauigkeit,
geringe Restwelligkeit und schnelle Ausregelzeiten gefordert
sind.
Allerdings ist der Wirkungsgrad schlecht, sowie Gewicht und
Volumen sehr groß. Deshalb ist der Längsregler nur bei kleinen
Leistungen eine preisliche Alternative.
Vorteile:
•Einfaches bewährtes Schaltungskonzept
•Gute bis beste Regeleigenschaften
•Schnelle Ausregelzeit
Nachteile:
•Relativ hohes Gewicht und großes Bauvolumen durch
den 50-Hz-Transformator
•Schlechter Wirkungsgrad, Entwärmungsprobleme
•Geringe Speicherzeit
Magnetische Konstanthalter
Ungeregeltes
Netz
Gleichrichter Siebelko
Trafo
Ferroresonator
G_KT01_DE_00178
G_KT01_DE_00177
Geregelte
Ausgangsspannung
Stellglied
bei Nachregelung
Prinzipschaltbild: Magnetische Konstanthalter
© Siemens AG 2008
Technische Informationen und Projektierung
geregelt
U A
Last
geregelt
U A
Last
Stromversorgung allgemein
Der komplette Wandler setzt sich aus zwei Komponenten zusammen.
Dem sog. „Ferroresonator“ und einem nachgeschalteten
Zusatzreglerteil. Die Eingangswicklung und die Resonanzwicklung
des magnetischen Konstanthalters sind durch
Streuluftspalte weitgehend entkoppelt. Der magnetische Konstanthalter
für sich liefert eine gut stabilisierte Wechselspannung.
Diese wird gleichgerichtet und gesiebt. Der Wandler
selbst wird im Sättigungsbereich betrieben.
Dem Ferroresonator ist zur Erreichung besserer Regelgenauigkeiten
im Ausgang oftmals ein Längsregler nachgeschaltet.
Häufig werden auch sekundärgetaktete Schaltregler nachgeschaltet.
Die Technik der magnetischen Konstanthalter ist zuverlässig
und robust, allerdings auch großvolumig, schwer und relativ
teuer.
Vorteile:
•Gute bis beste Regeleigenschaften in Verbindung mit
nachgeschalteten Längsreglern
•Wesentlich besserer Wirkungsgrad als reine Längsregler
Nachteile:
•Frequenzabhängigkeit des Ferroresonators
•Die Netzteile sind großvolumig und schwer durch die
magnetischen Bauteile
Sekundär getaktete Schaltnetzteile (SGS):
Ungeregeltes
Netz
Trafo
Siebung Sekundär-Schaltregler
Gleichrichtung Schalttransistor
G_KT01_DE_00179
Regler
Prinzipschaltbild: Sekundärgetaktete Schaltnetzteile
Die Netztrennung erfolgt hier über einen 50-Hz-Transformator.
Nach Gleichrichtung und Siebung wird über einen Schalttransistor
impulsweise die Energie in den Sieb- und Speicherkreis am
Ausgang geschaltet. Durch den Transformator im Eingang, der
als gutes Filter wirkt, sind die Netzrückwirkungen gering.
Der Wirkungsgrad dieser Schaltung ist sehr gut.
Für Netzteile mit vielen verschiedenen Ausgangsspannungen
bietet dieses Konzept insgesamt große Vorteile.
Zum Schutz der angeschlossenen Verbraucher muss allerdings
Vorsorge getroffen werden, weil für den Fall, dass der Schalttransistor
durchlegiert, die volle ungeregelte Gleichspannung
des Siebkondensators ansteht. Diese Gefahr besteht allerdings
auch bei Linearregler-Netzteilen.
Vorteile:
•Einfacher Aufbau und guter Wirkungsgrad
•Mehrfachausgänge, auch galvanisch voneinander getrennte,
sind sehr leicht durch Aufbringen mehrerer Sekundärwicklungen
möglich
•Geringere Entstörprobleme als bei primär getakteten Schaltreglern
Nachteile:
•Durch den 50-Hz-Trafo werden die Geräte relativ groß und
schwer
•Die Ausgangswelligkeit (Spikes) entspricht der eines PGS
Siemens KT 10.1 · 2008
geregelt
U A
Last
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