Netzgerät mit integriertem Festspannungsregler

Transkript

1 mit integriertem Festspannungsregler 1. Allgemeines Ein paar Grundlagen müssen schon sein, denn ohne geht es nicht. Vor Beginn der Arbeit sind einige Symbole ( Bild 1 ) aus der verwendeten Schaltung zu erklären, um die Schaltung lesen zu können. Tr1 Wechselspannung Kondensator Transformator Gleichspannung Elektrolytkondensator Leitung Diode Spannungsregler Leitungsverbindung LED Masse Widerstand Buchse Potentiometer Bild 1: Symbole aus der Schaltung 2. Netztransformator Ein Transformator besteht aus magnetischem Material (Eisenkern) auf dem zwei Spulen angebracht sind. Er überträgt elektrischen Wechselstrom mit Hilfe eines magnetischen Wechselfeldes ohne eine elektrische Verbindung. Somit erfüllt der Transformator zwei Bedingungen. Zum einen transformiert er die Netzspannung von 220 V auf die gewünschte Niederspannung und zum anderen trennt er das Netz von unserer elektronischen Schaltung. Das erhöht die Sicherheit vor der Berührung mit der Spannung aus dem Netz. 3. Gleichrichter Ein Gleichrichter wandelt eine Wechselspannung in eine Gleichspannung um. Hierbei macht man sich die Arbeitsweise einer Diode zunutze. Sie lässt anders

2 als ein Widerstand, den Strom nur in einer Richtung passieren. Wenn man sie in Durchlassrichtung polt, bietet sie dem Strom nur einen minimalen Widerstand. Wird sie in der Gegenrichtung (Sperrrichtung) angeschlossen, wächst ihr Widerstand ins Unendliche. Man kann eine Diode auch als ein Elektrisches Ventil bezeichnen. Die einfachste Art der Gleichrichtung ist die Einweggleichrichtung. Tr D1 U U RL t Bild 2: Die Spannungsverhältnisse bei Einweggleichrichtung 4. Ladekondensator Die durch den Gleichrichter erzeugte Gleichspannung schwankt jedoch noch erheblich und ist somit für elektronische Schaltungen noch nicht brauchbar. Sie muss noch geglättet werden. Dies wird mit einem Elektrolytkondensator erreicht. Er lädt sich an dem Maximalwert der schwankenden Gleichspannung auf und gibt danach die Spannung an die Schaltung wieder ab. So wird die pulsierende Gleichspannung geglättet. In unserer Schaltung für das regelbare Netzteil benutzen wir zur Erzeugung der benötigten Gleichspannung ein Steckernetzteil. Hier sind Transformator, Gleichrichter und Ladekondensator in ein Kunststoffgehäuse eingebaut und vergossen. Der große Vorteil besteht in der Sicherheit nicht mit dem Netz (230V) in Berührung zu kommen. Unser Steckernetzgerät liefert ohne Belastung ca. 16 Volt Ausgangsspannung. Bei Belastung mit 1 Ampere sinkt die Spannung auf ca. 13V ab. 5. Spannungsregler Der Spannungsregler LM 317 ist in einem dreipoligen Gehäuse untergebracht. Es handelt sich hierbei um einen regelbaren, kurzschlussfesten und hochkonstanten Regler. Seine Eingangsspannung kann zwischen 1,2 bis 37 V betragen. Der maximale Ausgangsstrom bei optimaler Kühlung beträgt 1,5 A. 6. Funktion der Schaltung In unserer Schaltung hat der Regler die Aufgabe, die Ausgangsspannung bei

3 unterschiedlicher Belastung auf einem konstanten Wert zu halten. Hierzu wird die Ausgangsspannung des Reglers über einen Spannungsteiler auf den Rückmeldeeingang gegeben. Ändert sich nun die Ausgangsspannung, merkt dies der Regler und stellt auf den richtigen Wert nach. Der Regelvorgang geht so schnell, dass man mit einem normalen Messgerät keine Schwankung mehr bemerkt. Der Spannungsteiler ist bei uns aus einem Festwiderstand und einem Potentiometer (Poti) aufgebaut. Auf diese Weise kann die gewünschte Ausgangsspannung von minimal 1,2 V bis etwa 12 V eingestellt werden. 7. Schaltbild LM Eingang max. 20 V + 10µ 100n + 10µ Ausgang 1,2 15 V - 4,7K - 8. Aufbau

4 9. Beschaltung 10. Stückliste Anzahl Wert Bemerkung Ω Widerstand ¼ Watt Ω Widerstand ¼ Watt 1 4,7 KΩ Potentiometer ¼ Watt nf, 63V Folien-Kondensator 2 10 µf, 25V Elektrolytkondensator (Elko), radial 1 LED Leuchtdiode 1 LM 317 Spannungsregler 1 Kühlkörper 2 Buchsen Rot, Blau 1 Drehknopf 9 Reißzwecken Ohne Kunststoffabdeckung

5 11. Bilder Hier ist das fertig aufgebaute Gerät mit Steckernetzteil zu sehen. 12. Hinweise zum Aufbau Beim Anlöten der Anschlussleitungen des Steckernetzteiles an die Regelschaltung muss die richtige Polung ( + an Anschluss 3 ) unbedingt beachtet werden. Auf den richtigen Anschluss muss auch beim Einlöten der LED und der Elko`s geachtet werden. Anschlussschema einer Leuchtdiode