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Die stabilisierten GRUNDIGNetzqerate SN40, SN41, SN42,SN43 und SN45Seite 22 bis 25Schaltbilder auf Sonderblatt

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H. SINNING

1. AligemeinFast aile elektronischen Gerate wer-den mit Gleichspannung betrieben.Da im Licht- bzw. Kraftnetz abernur Wechselspannung zur VerfUgungsteht, haben Netzgerate die Haupt-aufgabe derUmwandlung der Netz-spannung in eine einstellbare Gleich-spannung. Weitere Al:lfgaben be-stehen in der Stabilisierung dieserSpannung sowie im Schutz des An-wenders und der angeschlossenenSchaltung.2. Elnteilung der Netzger6teNetzgerate werden, je nach dem ver-wendeten Stabilisierungselement indrei Hauptgruppen unterteilt:a) Rohrengeregelte Netzgerateb) Thyristorgeregelte Netzgeratec) Transistorgeregelte NetzgerateRohren werden nur noch bei Hoch-spannungs-Netzgeraten eingesetzt,bei denen nur geringe Ausgangs-strome gefordert werden.Bei gro~en Leistungen, verbundenmif hohen Sfromen, bietet sich derThyristor oder auch der Triac als Re-gelelemenJ an, wenn keine gro~enAnforderungen an die Brummfreiheitder Gleichspannung gestellt werden.Fur mittlere Spannungen (bis ca.100 V) und Strome bis ca. 20 A eig-net sich der Transistor als Stabilisie-rungselement. Es werden, je nachAufwand, sehr gute Konstanz undBrummfreiheit erreicht.3. Arten von Translstor-

RegelschaltungenWenn der Regeltransistor entwedernur voll auf oder zu gesteuert wird,so spricht man von geschalteter Re-gelung. Der Vorteil besteht in dergeringen Verlustleistung und damitim gulen Wirkungsgrad dieser An-ordnung .cls Nachleil ist die relativhohe uberlagerle Brumm- oder Stor-spannunq zu nennen.Wird der Transistor als kontinuier-liches Regelelement eingeselzt, sokann er parallel oder in Reihe zu derzu stabilisierenden Spannung liegen.Man spricht dann entweder vonParallel-(Shunt)-Regelung oder beiReihenschaltung von Langsregelung.Die Shunt-Regelung wird nur seltenangewendet, da sie einen nahezukonstanten Laststrom voraussetzt,wenn nicht ein schlechter Wir..kungs-grad in Kauf genom men werden 5011.

7l

Die stabilisierten GRUNDIGNetzgerate SN40, SN41, SN42,SN43 und SN454. Prlnziplelle Schaltung eines Netz-teiles mit Tran'istorl6ngsregelungDie Netzspannung wird zunachst her-untertransformiert und gleichgerich-tet sowie geglattet. Aus dieserGleichspannung wird eine konstanteReferenzspannung gewonnen. Diesewird im Differenzverstarker mit einemTeil der Ausgangsspannung vergli-chenund der Langstransistor donn sogesteuert, da~ die Ausgangsspan-nung konstant bleibt.

2 = Glceichr ichtung3 = Sicbung

5. Die Netzger6te SN40, SN41,SN42, SN43 und SN45

5.1Technische Daten, Ubenlcbt

5.2 Beschreibung der GerGteAile Gerate haben das gleiche Stahl-blech-Normgehause. Die Gerate SN40 und SN 41 sowie SN 42 und SN 43unterscheiden stchnur durch das An-zeigeinstrument; die Gerate mit ge-raden Typenzohien (SN 40, SN 42)haben ein Einfachprofilinstrumentund einen U/I-Umschalter, bei unge-raden Typenzahlen (SN 41, SN 43,SN 45) wird auf dem Doppelprofil-instrument gletchzeitig Ausgangs-strom und Spannung angezeigt. (Un-tertchied in den Ausgangswerten:siehe technische Daten).Die Einstellung des ma". Ausgangs-stromes und der Ausgangsspannungerfolgt bei allen Gercten mit Schie-bewiderstanden, wodurch man dieeingestellten Werte sofort uberblik-ken kann. Die Fetneinslellung derSpannung erfolgt durch Drehen desKnopfes urn 90 ".Bei Kurzschlu~ oder Ober.last wOlnteine Oberstrom-Blinklampe.Die Netzgerate SN 40 bis SN 45 stel-len niederohmige, einstellbare Kon-

Die Neag_rate SN 40, SN41, SN42, SN 43 und SN 45Technische Daten, UbersichtSM S M SM41 SN43 I SN45

Ausgangs- I ca. 0-16 V ca. 0-32 V I 2-6 Vspannung in einem Bereich, erdfreiFeineinstellung ca. 0,5V I ca. 1V I ca. 0,1VDie Feineinstellung erfolgt durch Verdrehen des

Seannungseinstell knopfes um + 90 0Ausgangsstrom I : s ; 2A (16-4,5 V) I : s ; 1A (32-9 V) I : s ; 5A (6-2,5 V)< 1,5A4,5V) < 0,75 A 9V)

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I SN 40 I SN 41 I SN 42 I SN 43 I SN 45Temperaturgangdes begrenzten ca. 1mAr CAusgangsstromes

I

\0-32 V

I IProfilinstrument 0-16 V

I- - -U/I-Umschalter 0-2 A - 0-1 A - -

Doppelprofi 1 - - 10-16VI - ' 0-32 V I 0-6 Vinstrument - 0-2 A - i 0-1 A 0-5 AMe~werkgenauig- ; : : : ; ; 2%keit bei 20 0 CTemperaturgang ; : : : ; ; 0,08%;0 Cder AnzeigeUmgebungs- 00 -40 0 CtemperaturbereichNefzonschluh 110/220 V 50-60 HzLeistungsaufnahme ca. 70 VA I ca. 75 VA Ica.90VAbei Vollast

I Ietzsicherung 220V: 315 mAT 110V: 630 mAT I 220V:500 mAT110V:1AT

ReihenschaltungI Die Ausgangsbuchsen durfen um max. 300 Vgeg&n Erde (Gehouse der Netzgerate)hochgelegt werden

Parallelschaltung I ohne Ausgleichsleitung moglichFernbedienung I Die Gercte sind zum Einbau des zusatzlich

! lieferbaren Nachrustsatzes 401 vorbereitet.Die Ausgangsspannung kann donn mit einemPotentiometer fernbedient werden.

Fernbedienungs-I 10 k.Q I 10 k.Q I 5 k .QPotentiometer

Gehduse I Stahlblechgehcuse 300x112,5x176mm (BxHxT)Gewicht I ca. 4,5 kp I ca. 4,7 kp

SN 41

GRUNDIG TECHNISCHE INFORMATIONEN 2 /1972

stantspannungsquellen dar. Die ein-gestellte Ausgangsspannung ist prak-tisch von der Hohe der Netzspan-nung und der Belastung uncbhcn-gig.Aile Gerate haben eine einstellbareStrombegrenzung, d. h. es kann im-mer nur soviel Strom flje~en, wie vor-gewahlt wurde. Die Strombegren-zung schutzt das Gerat, z. B . beiKurzschlu~, und die angeschlosseneScholtung.5.3 SchaltungsbeschreibungDie Gerate SN 40, SN 41 sowie SN42und SN 43 haben den gleichen elek-trischen Aufbau, sie unterscheidensich nur in den. die Ausgangswertebestimmenden Bauelementen. Beidem Netzgerat SN 45 wurde dieSchaltung und der Aufbau, bedingtdurch den hohen Strom von 5 A, ge-ringfiigig abgewandelt. '5.31 Prinziplelle Arbeitsweise der

stabllislerten NetzgerateAile Gerate arbeiten nach dem unterPunkt 4. beschriebenen Prinzip derLiilngsregelung. Die Referenz- oderVergleichsspannung sowie die Diffe-renzbildung und Verstarkung, alsoder Hauptteil der Regelung, ist beiallen Geraten in einem integriertenBauelement CPA723 C} zusammen-gefo~t.5.32 Beschrelbung des Prazlsions-

Spannungsreglers J-tA723 CDos Element beinhaltet die Referenz-sponnungserzeugung, die Differenz-bildung und Verstarkung sowie eineLangstransistor-Kaskade. Diese kannzum Zweck der Strombegrenzung ge-sperrt werden. Ein weiterer Anschlu~(Frequenz-Kompensation) gestottetdie Bescholtung mit schwingungsun-terdruckenden Elementen und einenEingriff in die Regelung.Der wichtigste Teil eines Spannungs-reglers ist die Reterenzspcnnunq.Von ihr hangt die Gute des gesam-ten Netzgerates aboDer Feldeffekt-Transistor Q 1 ist alsKonstantstromquelle geschaltet. Erspeist die Z-Diode D 1. Ein Teil die-ser Spannung wird Gber den Teiler

G ) Betriebsanzeigelampe@ Netzschalter Oberstrom-Blinklampe@ Inslrument-Umschalter Strombegrenzungs-Einstellung@ Durchbruch zur Instrument-

Nullpunkteinstellung< V Instrument Ausgangsspannungseinstellung Ausgangsbuchsen

23 ,

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R2,02, RI (02 ist als Diode geschaltetund dient der Tempercfurkompen-sation) abgegriffen und in einen wei-teren konstanten Strom ubergefuhrt,der an dem Kollektor von 03 zur Ver-fUgung steht. Er speist die aus denElementen 04, Os, R6, 02, Rs sowieR7, 06 und CI (Schwingungsunter-druckung) bestehende niederohmige,temperaturkompensierte Konstant-spannungsquelle. An der Z-Diode 02und dem Widerstand Rs kann dieReferenzspannung (VREF) abgegrif-fen werden. 07, 09, OlOund 013 die-nen mit den jeweiligen Widerstan-den zur Speisung des Differenzver-starkers OIl und 012 mit einem tem-peraturkompensierten Konstantstrom.Auch die Langstransistor-Kaskade014 und 015 wird mit einem konstan-ten Strom versorgt (Os, Rs).

Prinzip - Sohal tung

v - Str cmbeqrenzunq Vz

Je nachdem, welche Spannung anden Differenzeingangen (N.I.I. 1 . 1 . )uberwiegt, zieht der Transistor 012mehr oder weniger Basisstrom vonder Kaskade ab, die dadurch so ge-steuert wird, da~ die Ausgangsspan-nung konstant bleibt.An den Anschlu~punkten V+. und.Vc sowie .V- wird die Betriebs-spannung zugefUhrt.Die Z-Diode 03 (Ansdtlu~ Vz) ist fUrbesondere Schaltungen des Regel-elements, z. B. fUr eine sogenannte.schwimmende Regelung gedacht.Durch die Speisung aller wichtigenFunktionen mit Konstontstromen wird

Sohal tung

Dl6 ,2 V

24

ein sehr guter Regelfaktor und In-nenwiderstand erzielt. Au~erdemkann eine der Betriebsspannunguberlagerte Brummspannung denAusgang nur gering beeinflussen,wodurch eine gute Brurnmunterdruk-kung erreicht wird.Der Baustein ist sehr anpassungs-fahig. Er kann in einer Vielzahl vonSchaltungen unterschiedlichster An-forderungen eingesetzt werden.5.33 Die Schaltung der Hengerate

SH 40, SH41, SH42 und SH 43Transformation Liings= Strcmbe eu.Gleichrichtg. transistor gre-nzung U/t Annige

Einschalt - IJffgteichsspg. Ausgangs-VerzOgefung u.RegelsP9, sponnung

Der im vorigen Kapitel beschriebeneIC wird nun auf die Erfordernisseder einzelnen Netzgerate angepa~t,au~erdem werden die F unktionen er-weitert.Zundchs! wird der IC 101 (s. Schalt-bild) mit einer vorstabilisierten Be-triebsspannung (Anschlusse 7,11 und12 am Ie) gespeisti diese Spannungwird mit den Elementen 0 104 C 116,R 145 und Z 103 gewonnen.Die an 'Punkt 6 abgenommene Refe-renzspannung wird mit dem Potentio-meter R J (Ausgangsspannungsein-stellung) geteilt und diese Spannungin Punkt 5 (N.I.I.) eingegeben. Punkt4 ( 1 . 1 . ) wird mit dem temperaturkom-pensierten Emitferfolger T 105, RBIum eine konstante Spannung von ca.1,5 V angehoben und darauf die mitdem Teiler R 138, R 139 und R 140verringerte Ausgangsspannung auf-gestockt. Eine Anhebung ist erforder-lich, da die Differenzeingange erstab ca. 1,5 V (gegen V -, Punkt 7)

V + v c

""itNIl

'~v-

}-----oCLL------oCS

einwandfrei arbeiten, die Ausgangs-spannung aber ab ca. 0 V eingestelltwerden 5011.

Your

Gleichzeitig wird ein Teil (R 144) desan oer N\asselenung abgegrlltenenSpannungsabtalls gegenpnaslg miternqespeist. Uadurcn wlrd eine demAusgangsstrom proportionale An-hebung der Ausgangsspannung, d. h.eine Innenwrcersrcnds-Kcmpensc-tion erreicht. Da der an Punkt 10 zurVerfugung slehende Ausgangsstromnicht ousreicnt, mussen weuere zweiKaskadenstulen (T 102 und T 1) ein-gefugl werden. Der Transistor T 1mul} die Difterenz zwischen Ein-gangs- und Ausgangsleistung auf-nehmen und ist cesncib aut einengrol)en Kuhlkerper montiert.Der Ausgangsstrom wird mit den bei-den Fuhlerwlderstanden R 129 undR130 gemessen. Wenn die Ansprech-schweue der Ditferenzstufe (f 110und TIll) je nach Einstellung desStrombegrenzungs-Potentiometers R135 erreicht ist, zieht TIll Stromund ubemimmt die stromkonstanteSteuerung des Netzgerates. Zur An-zeige dieses Betriebszustandes gibtT lu9 eine astabile Kippstute (T 107,T 108) trei, die uber den Treiber T 106die I.Jberstrom-Blinklampe (La 102)ansteuert. Die Blinklampe beginnt je-weils kurz vor dem Einsatz der Strom-begrenzung zu blinken.

Die Source-Drain-Strecke des Feld-eftekt- Transistors T 103 ist bei ausge-schaltetem Gerat (UGS =0) nieder-ohmig. Dadurch wird Punkt 13 uberR 142 an Masse gelegt und die Aus-gangskaskade mit T 1 als Endtran-sister gesperrt.Beim Einschalten (S 101) laden sichaile Kondensatoren auf ihre Betriebs-spannungen auf. Das benetigt einegewisse aber unterschiedliche Zeit.Auch C 110 ladt sich uber den hoch-ohmigen Widerstand R 112 auf, so-mit steigt die UGS des T 103 langsaman. Diese Zeitkonstante ist nun sobemessen, da~ aile anderen Kon-densatoren bereits aufgeladen sind,wenn T 103 durch Erreichung derPinch-Off-Spannung in den hoch-ohmigen Zustand ubergeht und so-mit die Regelung freigibt.Man erkennt die Funktion dieser Ein-schaltverzegerung daran, da~ erstca. eine halbe Sekunde naah demBetatigen des Netzschalters die ein-gestellte Spannung am Ausgang desNetzgerates erscheint.

VzDie noch an Punkt 13 angeschlos-senen Kondensatoren dienen derSchwingungsunterdruckung.Beim Ausschalten kann sich C 110schnell uber 0 102 und RIll ent-laden, wodurch T 1 schlie~t, es ken-nen also keine Ausschaltspitzen amIAIQ:II""1;1"1 "cli"le 1"\U~~~I''i;lII~Pl~'"U!.!I,,",II,-_Ausgang auftreten.

2/.1972GRUNDIG TECHNISCHE INFORMATION~N

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Die Spannung und der Ausgangs-sfrom werden jeweils direkf am Aus-gang der Gerafe gemessen. Dazudienen die eingebaufen Profilinsfru-menfe.D 103 isf eine in Sperrichfung ge-schalfele Leisfungsdiode. Sie verhin-der! Beschadigungen durch die so-genannfe Ruckschlagspannung beimAnschlu~ von indukfiven Lasfen. Derauf der Wechselspannungsseife desHaupfgleichrichfers GL 101 liegendeKondensafor C 1 verhinderf Rund-funkstorunqen lm AM-Gebief, diedurch 100-Hz-Nadelimpulse enf-sfehen kOnnen. La 101 liegf an derHaupfspannung und dienf als Nefz-und Einschaltkonfrolle. Au~erdemkonnen sichdie gro~en Ladekonden-saforen C 101 und C 102 dariiberenfladen, wenn das Gerat ausge-schaltel wird.Die Massen des Leistungs- und Re-gelteiles werden getrennt zum Aus-gang gefUhr!, um Riickkopplungenuber die Leitungs-Widerstande zuverhindern.5.4 DIe Ausqanasspannungs-

fernbedlenungAile Gerate sind zum Einbau einerFernbedienung der Ausgangsspan-nung vorbereitef (Nachriislsafz 401).ZumAnschlu~ milssen die Lofbrucken101 - 102 und 103 - 104 geoffnefwerden. Diese Punkle werden dannan eine Schaltbuchse gelegt, derenSchalter die Lolbrucken bei nichl ein-gefUhrfem Slecker erselzl.Bei Anschlu~ des Fernbedienungs-pofenliomefers (SN40-43 =10 kQ,SN 45=5 kQ) offnet der Umschalterdie Konlakle 101-102 sowie 103-104, und die Spannung kann vonau~en eingestellt werden. Die Slrom-bearenzung wird dadurch nicht be-einflu~t.

Slecker Schnll buchse

102~103101~104E y : ' s030

A

Fern-steuerepotentio-meter

5.5 Aufgaben und AnwendungDie Nelzgerale eignen sichvor allemzur Speisung von Halbleiferschaltun-gen, sowohl im Labor als auch in derService-Werkstaff. Durch die stufen-lose Einstellmoglichkeil der Aus-gangsspannung von ca. 0 V ab sinddie Gerale SN 40-43 sehr anpas-sungsfahig. Sie konnen z, B. vorleil-haft als Bafterieersafz dienen.Die Strombegrenzung wird zweck-ma~igerweise so eingeslellt, da~ siebei normalem Betrieb noch nicht an-

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spricht, bei Oberlasl (z. B.durch Kurz-schlu~ in der angeschlossenen Schal-lung) der Strom aber auf einen un-gefahrlichen Wert begrenzl wird.Das Gerat SN 45 wurde besondersfUr den Befrieb von digifalen IC mit5 V Spannungsbedarf ausgelegf. Dadiese IC's gegen Oberspannung sehrempfindlich sind, wurde die maxi-male Ausgangsspannung auf 6 Vfestgelegt, damit die angeschlosse-nen Bauelemente durch eine ver-sehentliche Fehleinstellung nicht be-schadigt werden kennen.Aile Gerate kennen auch als Kon-stanfstromquelle dienen, was z. B.zum Laden von Akkumulaforen sehrvorfeilhaft isf. da man keinen Vor-widerstand benotigt und der Lade-strom konstant bleibt. Dadurch kannman die Ladungsmenge genau be-stirnmen.D a die Ausgangsspannung sehr kon-stant ist, kann sie in dar Me~technikz, B. auch als Vergleichsspannungdienen.5.51 Elnlge Anwendungsbelsplele

Messunq yon klelnenSpannungsiinderungen

Kleine Spannungsanderungen, wiesie z. B. bei der Regelfakformessungan einem Nefzteil auftreten, kennenm i t dieser Anordnung sehr genau ge-messenwerden.Nach dem Einlaufen der Netzgerateanderf sich die Ausgangsspannungnur so gering, da~ sie fUr den kurzenMel}zeitraum als konstant angesehenwerden kann.Da die beiden Spannungen Ua undUx entqegengerichtet sind, sfeht andem Millivoltmeter nur die Differenz.Eskann dadurch ein kleiner Mel}be-reich gewahlt werden, wodurch dieMel}genauigkeit wesenflich gestei-ger! werden kann.

MV'" : M iU iv ol tm rt erN T : . N ct zl ci lRT : . Rcgel traro

Anordnung zur Messung des Regel'aktors an einemNetzteit .

Laden eines Blelakkusmit VolladungsanzelgeBlei-Akkumulaforen haben einenrelativ steilen Ansfieg der Ladespan-nung. Dies kann man zur Volladungs-anzeige benutzen.Die Ladeschlul}spannung betragt ca.2,65 V pro Zelle, das ergibt bei dreiZellen (6-V-Nennspannung) 7,95V.Die Ausgangsspannung wird nun bei

Leerlauf des Netzgerates genau aufdiesen Wert eingestellt. Nach An-schlul) des Akkus wird mif demSfrombegrenzungs-Einstellknopf derLadesfrom eingestellt, der bis zurVolladung konsfanf bleibt.Die Ladespannung steigt nun lang-sam an, wahrend die Strombegren-zungslampe blinkf. Bei Erreichungdes voreingestelllen Wertes von 7,95Volt verringert sich der Ladesfromselbstfatig, und die Blinklampe er-lischf. Dies isl das Zeichen fUr dieVolladung.Messung von %-DlodenDie Strombegrenzung wird auf I zeingesfellt, was am beslen nachKurzschliel)en des Ausganges ubereinen Strommesser mit niederem Be-reich geschiehl. Der Ausgangsspan-nungseinstellknopf mul) hoher als diexu erwartende Z-Spannung einge-stellt werden.Wenn nun eine Z-Diode am Aus-gang des Nefzgerates angeklemmtwird (Schraubklemmen !), sostellt sichdie Z-Spannung ein, die auf dem ein-gebaufen Insfrument abgelesen wer-den kann.LeltungsprOfungBei der Suche nach einer besfimmfenLeitung in einem Kabelbaum oderbei Verdacht auf Leifungsbruch bzw.Kurzschlul} kennen die Nefzgerafeauch als .DurchgangspriHer ver-wendet werden. Bei Durchgangblinkt die Sfrombegrenzungslampe.5.6 Relhen- und Parallelschaltung

von Netzger8ten5.61 RelhenschaltungWerden hohere Spannungen, als einNetzgerat liefen, benetigt, so ken-nen mehrere Gerate in Reihe ge-schaltet werden. Die Strombegren-zung solite bei allen Geraten a'ufden gleichen Wert gesfe"t werden,da sonst das Geraf mit der niedrig-sfen Einstellung den maximalenStrom der gasamten Reihenschaltungbestimmt. Die Ausgange der Netz-gerate durfen um maximal 300 V ge-gen Erde (Gehause der Nefzgerafe)hochgelegt werden.5.62 ParallelschaltungWerden mehrere Netzgerafe zur Er-reichung eines hoheren Ausgangs-sfromes parallel geschaltel, so sollIees slch dabei um jeweils die gleichenGerale handeln. Gerale SN42 dur-fen z. B. nichl mil Geralen SN 40 zu-sammengeschaltel werden. Vor derParallelschaltunq isl bei allen Ge-rafen die Ausgangsspannung unddie Slrombegrenzung auf den glei-chen Werl zu slellen. Die gleicheSfromaufteilung auf die einzelnenGerale wird nach dem Anschlul) derBelaslung mil den Felnelnslellknop-fen der AusqangssDannung erreichl.Dlese Einstellung sollte nach demEinlaufen der Gerale uberpriift wer~den.

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SN40/SN41 SN40 ~

l I o m o v50 / 60 Hz

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1tl "SN 421 SN 43 SN 42 --.j

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