Stromversorgungen in der Praxis: ungeregelte und längstgeregelte Netzgeräte ; IC-Linear- und Schaltregler ; Flusswandler ; DC/DC- und DC/AC-Wandler
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Aachen
Elektor
2011
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IMAGE 1
INHALTSVERZEICHNIS
INHALTSVERZEICHNIS
VORWORT 9
1. EINFUEHRUNG 11
1.1 KONSTANTSTROM-UND KONSTANTSPANNUNGSQUELLEN 11
1.2 UNGEREGELTE NETZGERAETE 15
1.3 GEREGELTE NETZGERAETE 16
1.3.1 LAENGSGEREGELTE NETZGERAETE 16
1.3.2 GETAKTETE NETZGERAETE 17
1.3.3 SPANNUNGSWANDLER (DC/DC- UND DC/AC-WANDLER) 20
1.4 MESSTECHNIK FUER SIMULIERTE NETZGERAETE 21
1.4.1 BESTIMMUNG DES INNENWIDERSTANDES 21
1.4.2 ANPASSUNG 22
1.4.3 REIHEN- UND PARALLELSCHALTUNG VON GLEICHSPANNUNGSQUELLEN 28
1.4.4 REIHEN- UND PARALLELSCHALTUNG VON WECHSELSPANNUNGSQUELLEN 33
1.4.5 FOURIER-ANALYSE 35
2. UNGEREGELTE STROMVERSORGUNGEN 41
2.1 TRANSFORMATOR 41
2.1.1 FUNKTIONSWEISE 42
2.1.2 DATEN VON KLEINTRANSFORMATOREN 44
2.1.3 BERECHNUNG EINES TRANSFORMATORS 53
2.1.4 KOPPLUNG MIT UEBERTRAGERN UND TRANSFORMATOREN 63
2.1.5 BEISPIEL FUER DIE BERECHNUNG EINES NETZTRANSFORMATORS 65
2.2 DIODEN IN GLEICHRICHTERSCHALTUNGEN 70
2.2.1 EINWEGGLEICHRICHTER 73
2.2.2 ZWEIWEGGLEICHRICHTER 76
2.2.3 BRUECKENGLEICHRICHTER 79
2.2.4 DREHSTROM-EINWEGGLEICHRICHTUNG 82
2.2.5 DREHSTROM-BRUECKENGLEICHRICHTUNG 83
2.3 GLEICHRICHTERSCHALTUNGEN MIT LADEKONDENSATOR 85
2.3.1 EINWEGGLEICHRICHTER MIT LADEKONDENSATOR 85
2.3.2 EINWEGGLEICHRICHTER MIT LADEKONDENSATOR FUER NEGATIVE
AUSGANGSSPANNUNG . . 90
2.3.3 ZWEIWEGGLEICHRICHTUNG MIT LADEKONDENSATOR 91
2.3.4 BRUECKENGLEICHRICHTUNG MIT LADEKONDENSATOR 92
2.3.5 RC-SIEBSCHALTUNGEN 94
2.3.6 LC-SIEBSCHALTUNG 96
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN HTTP://D-NB.INFO/1013439228
DIGITALISIERT DURCH
IMAGE 2
INHALTSVERZEICHNIS
2.4 SPANNUNGSVERVIELFACHERSCHALTUNGEN 98
2.4.1 DELON-ODER GREINACHERSCHALTUNG 99
2.4.2 VILLARDSCHALTUNG 99
2.4.3 KASKADENSCHALTUNG 100
2.5 Z-DIODEN 101
2.5.1 GRUNDPRINZIP UND ARBEITSWEISE 102
2.5.2 SPANNUNGSBEREICHE 105
2.5.3 TEMPERATURVERHALTEN 107
2.5.4 DIFFERENTIELLER WIDERSTAND RZ 108
2.5.5 KENN-UND GRENZDATEN 109
2.5.6 ANWENDUNGSBEISPIEL FUER SPANNUNGSSTABILISIERUNGEN 110
2.5.7 GLAETTUNGSFAKTOR UND RELATIVER STABILISIERUNGSFAKTOR 113
2.5.8 BRUECKEN-STABILISIERUNGSSCHALTUNGEN MIT Z-DIODEN 116
3. STABILISIERUNGSSCHALTUNGEN MIT TRANSISTOREN 119
3.1 WIRKUNGSWEISE VON SPANNUNGSSTABILISIERUNGEN 119
3.1.1 PARALLELSTABILISIERUNG 119
3.1.2 SERIENSTABILISIERUNG 121
3.1.3 PARALLELSTABILISIERUNG MIT EINEM TRANSISTOR 122
3.1.4 SERIENSTABILISIERUNG MIT TRANSISTOREN 127
3.1.5 SERIENSTABILISIERUNG FUER GROESSERE LASTSTROEME 130
3.1.6 KURZSCHLUSSSTROM-UND LEERLAUFSPANNUNGSBEGRENZUNG 134
3.2 GEREGELTE NETZGERAETE MIT TRANSISTOREN 136
3.2.1 GEREGELTES NETZGERAET MIT REGELTRANSISTOR 136
3.2.2 GEREGELTES NETZGERAET MIT ZUSAETZLICHER KONSTANTSTROMQUELLE 139
3.2.3 NETZGERAET MIT KONSTANTSTROMQUELLE FUER GROESSERE LASTSTROEME 139
3.2.4 GEREGELTE NETZGERAETE MIT DIFFERENZVERSTAERKER 141
3.2.5 EINSTELLBARES FESTSPANNUNGSNETZGERAET 143
3.2.6 KURZSCHLUSSFESTE SERIEN-STABILISIERUNGSSCHALTUNG MIT
KOMPLEMENTAEREN TRANSISTOREN 144
3.3 ELEKTRONISCHE SICHERUNGEN 146
3.3.1 UEBERSTROMBEGRENZUNG (ELEKTRONISCHE SICHERUNG) 146
3.3.2 EINSTELLBARE UEBERSTROMBEGRENZUNG (ELEKTRONISCHE SICHERUNG) 147
3.3.3 STROMGESTEUERTE KIPPSCHALTUNG ALS UEBERSTROMBEGRENZUNG 148
3.3.4 THYRISTOR ALS UEBERSTROMBEGRENZUNG 149
3.4 KUEHLKOERPER 150
3.4.1 WAERMEABLEITUNG 151
3.4.2 PRAKTISCHES BEISPIEL 153
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS
3.4.3 BERECHNUNGSBEISPIELE 155
4. NETZGERAETE MIT OPERATIONSVERSTAERKER 157
4.1 SPANNUNGSSTABILISIERUNG MIT OPERATIONSVERSTAERKERN 157
4.1.1 NICHT INVERTIERENDER OPERATIONSVERSTAERKER 157
4.1.2 INVERTIERENDER OPERATIONSVERSTAERKER 159
4.1.3 OPERATIONSVERSTAERKER ALS SPANNUNGSREGLER 161
4.1.4 NETZGERAET MIT OPERATIONSVERSTAERKER 3130 UND LEISTUNGSTRANSISTOR
163
4.1.5 NETZGERAET MIT KONSTANTSTROMQUELLE UND LEISTUNGSTRANSISTOR 164
4.2 DOPPELNETZGERAETE 165
4.2.1 DOPPELNETZGERAET FUER 12 V/500 MA 165
4.2.2 DOPPELNETZGERAET FUER 12 V/5 A 166
4.3 ARBEITEN MIT DER PROGRAMMIERBAREN Z-DIODETL431 167
4.3.1 GRUNDSCHALTUNGEN MIT DEM TL431 168
4.3.2 NETZGERAETE MIT FESTSPANNUNGSREGLER UND TL431 171
4.3.3 NETZGERAETE MIT TRANSISTOR UND TL431 172
4.3.4 NETZGERAETE MIT OPERATIONSVERSTAERKER UND TL431 174
4.4 ARBEITEN MIT DER REFERENZSPANNUNGSQUELLE REF-01 175
4.4.1 SCHALTUNGEN MIT DER REFERENZSPANNUNGSQUELLE REF-01 176
4.4.2 KONSTANTSTROMQUELLE MIT REF-01 177
4.4.3 EINSTELLBARES NETZGERAET 178
4.5 ARBEITEN MIT DER PRAEZISIONSREFERENZSPANNUNGSQUELLE AD581 179
4.5.1 NETZGERAETE MIT DEM AD581 180
4.5.2 KONSTANTSTROMQUELLE MIT DEM AD581 181
4.5.3 NEGATIVE KONSTANTSPANNUNGSQUELLE 182
4.6 ARBEITEN MIT DER PRAEZISIONSREFERENZSPANNUNGSQUELLE LT1021 182
4.6.1 NETZGERAET MIT UEBERSTROMANZEIGE 183
4.6.2 NETZGERAET FUER 5 V /L A 184
5. IC-FESTSPANNUNGSREGLER 187
5.1 FESTSPANNUNGSREGLER 187
5.1.1 FESTSPANNUNGSREGLER 78XX, 78LXX UND 78MXX 188
5.1.2 FESTSPANNUNGSREGLER 78LXX 189
5.1.3 FESTSPANNUNGSREGLER 78MXX 191
5.1.4 FESTSPANNUNGSREGLER 78XX 192
5.1.5 ANWENDUNGSBEISPIELE VON FESTSPANNUNGSREGLERN 192
5.1.6 ANWENDUNGSBEISPIELE VON EINSTELLBAREN FESTSPANNUNGSREGLEM 201
5.2 FESTSPANNUNGSREGLER 79MXX UND 79XX FUER NEGATIVE AUSGANGSSPANNUNGEN .
. . 207
IMAGE 4
INHALTSVERZEICHNIS
5.2.1 ANWENDUNGSBEISPIELE VON FESTSPANNUNGSREGLERN 208
5.2.2 SPANNUNGSREGLER MIT ELEKTRONISCHER SICHERUNG 210
5.2.3 NETZGERAET MIT EINSTELLBARER AUSGANGSSPANNUNG 211
5.3 FESTSPANNUNGSREGLER 78CXX MIT ANWENDUNG 212
5.4 5-V-FESTSPANNUNGSREGLER LM309 MIT ANWENDUNG 213
5.5 FESTSPANNUNGSREGLER 78HXX MIT ANWENDUNG 214
6. EINSTELLBARE IC-SPANNUNGSREGLER 217
6.1 SPANNUNGSREGLER 723 217
6.1.1 GRUNDSCHALTUNGEN MIT DEM SPANNUNGSREGLER 723 219
6.1.2 SPANNUNGSREGLER 723 MIT EXTERNEN LEISTUNGSTRANSISTOREN 222
6.1.3 SPANNUNGSREGLER 723 MIT ELEKTRONISCHEN SICHERUNGEN 224
6.1.4 SCHALTREGLER MIT DEM 723 227
6.1.5 NETZGERAET MIT ABSCHALTUNG 228
6.2 SPANNUNGSREGLERSERIE 3085 229
6.2.1 ANSCHLUESSE DER SPANNUNGSREGLERSERIE 3085 230
6.2.2 NETZGERAET MIT DEM SPANNUNGSREGLER 3085 232
6.2.3 NETZGERAET MIT ZUSAETZLICHER KURZSCHLUSSSCHALTUNG 234
6.2.4 NETZGERAET FUER GROESSERE STROEME 238
6.2.5 NETZGERAET MIT *FOLD-BACK"-AUSGANGSKENNLINIE 240
6.3 SPANNUNGSREGLERSERIE LM117/LM217/LM317 243
6.3.1 EINSTELLBARER SPANNUNGSREGLER 243
6.3.2 EINSTELLBARER SPANNUNGSREGLER MIT GERINGER RESTWELL IG KEIT 245
6.3.3 PROGRAMMIERBARE SPANNUNGSQUELLE 246
6.3.4 TTL-NETZGERAET MIT ABSCHALTUNG 248
6.4 SPANNUNGSREGLERSERIE 78G UND 79G 250
6.4.1 SPANNUNGSREGLER 78G ALS POSITIVER SPANNUNGSREGLER 250
6.4.2 SPANNUNGSREGLER 79G ALS NEGATIVER SPANNUNGSREGLER 252
6.4.3 EINSTELLBARES NETZGERAET MIT DEM SPANNUNGSREGLER 78G 253
6.4.4 SPANNUNGSREGLER MIT ELEKTRONISCHER SICHERUNG 254
6.5 SPANNUNGSREGLER L200 MIT ANWENDUNGEN 256
7. SCHALTREGLER 259
7.1 KENNDATEN EINES SCHALTREGLERS 260
7.1.1 ENTWICKLUNGSSCHRITTE FUER EINEN SCHALTREGLER 263
7.1.2 INDUKTIVITAET FUER DEN SCHALTREGLER 268
7.1.3 LEISTUNGSANSTEUERUNG 269
7.1.4 ANSTEUERUNG DER INDUKTIVITAET 272
IMAGE 5
INHALTSVERZEICHNIS
KERNSAETTIGUNGSBEGRENZUNGEN 273
GRENZWERTE DES LEISTUNGSVERLUSTES UND DES TEMPERATURANSTIEGS 273
7.1.5 VERHALTEN VON SCHALTREGLER UND SPULE 275
7.1.6 SCHALTBEISPIELE 277
7.2 SCHALTREGLER 78S40 282
7.2.1 GRUNDFUNKTIONEN DES SCHALTREGLERS 78S40 282
7.2.2 BLOCKSCHALTBILD DES SCHALTREGLERS 78S40 285
7.2.3 ABWAERTSREGLER MIT DEM 78S40 FUER 5 V/0,5 A 288
7.2.4 AUFWAERTSREGLER MIT DEM 78S40 F UE R + 15 V/L 50 MA 291
7.2.5 INVERTERREGLER MIT DEM 78S40 FUER UE = +12 V UND UA = -15 V 293
7.2.6 ERWEITERTER EINGANGSPANNUNGSBEREICH FUER DEN 78S40 294
7.2.7 GESCHALTETES NETZTEIL FUER +5 V/5 A 295
7.2.8 GESCHALTETES NETZTEIL FUER UE = +15 V UND UA = +70 V 296
7.2.9 GESCHALTETES NETZTEIL FUER UE = +15 V UND UA = -100 V 297
7.2.10 *TRACKING"-REGLER MIT DEM 78S40 298
7.2.11 AUFWAERTSREGELUNG MIT DEM 78S40 299
7.2.12 ABWAERTSREGELUNG MIT DEM 78S40 300
8. KONSTANTSTROMQUELLEN 301
8.1 PRINZIP DER STROMSTABILISIERUNG 302
8.1.1 KONSTANTSTROMQUELLEN MIT TRANSISTOREN 303
8.1.2 KONSTANTSTROMQUELLEN MIT FET 307
8.1.3 KONSTANTSTROMQUELLE MIT IC-FESTSPANNUNGSREGLER 310
8.2 SCHALTUNGEN MIT KONSTANTSTROMQUELLEN 311
8.2.1 SAEGEZAHNGENERATOR MIT KONSTANTSTROMQUELLE 311
8.2.2 OPERATIONSVERSTAERKER ALS KONSTANTSTROMQUELLE 318
8.2.3 KONSTANTSTROMQUELLE NACH DER SERIEN-STABILISIERUNG 319
8.2.4 KONSTANTSTROMQUELLE MIT GROSSEM EINSTELLBEREICH 320
8.2.5 KONSTANTSTROMQUELLE FUER STROEME VON 10 MA BIS 500 MA 321
9. SPANNUNGSWANDLER 325
9.1 SCHALTUNGSTECHNIK DER SPANNUNGSWANDLER 325
9.1.1 PARALLEL-GEGENTAKT-SPANNUNGSWANDLER FUER VERSCHIEDENE LEISTUNGEN
UND BATTERIESPANNUNGEN 326
9.1.2 RC-GLIED FREQUENZGESTEUERTER SPANNUNGSWANDLER 328
9.1.3 SPERRSCHWINGER MIT FREQUENZGESTEUERTEM SPANNUNGSWANDLER 329
9.1.4 TREPPENSPANNUNGS-GENERATOR NACH DEM DOPPELWANDLER-PRINZIP 330
9.1.5 BRUECKEN-TREPPENSPANNUNGS-GENERATOR 332
IMAGE 6
INHALTSVERZEICHNIS
9.2 DC/DC-SPANNUNGSWANDLER 333
9.2.1 555 ALS DC/DC-SPANNUNGSWANDLER 333
9.2.2 DC/DC-SPANNUNGSWANDLER MIT ZWEISTUFIGER KASKADE 335
9.2.3 DC/DC-SPANNUNGSWANDLER FUER NEGATIVE AUSGANGSSPANNUNG 337
9.2.4 DC/DC-SPANNUNGSWANDLER MIT REGELUNG DER AUSGANGSSPANNUNG 337
9.2.5 DC/DC-SPANNUNGSWANDLER MIT RUECKKOPPLUNG 338
9.2.6 DC/DC-SPANNUNGSWANDLER MIT UNSYMMETRISCHEN AUSGANGSSPANNUNGEN . .
339
9.2.7 DC/DC-SPANNUNGSWANDLER MIT SYMMETRISCHEN AUSGANGSSPANNUNGEN . . .
340
9.2.8 DC/DC-SPANNUNGSWANDLER MIT GEREGELTER AUSGANGSSPANNUNG 341
9.3 DC/DC-SPANNUNGSWANDLER MIT SCHALTREGLER 342
9.3.1 DC/DC-SPANNUNGSWANDLER MIT ABWAERTSREGLER (300 MA) 342
9.3.2 VERBESSERTER DC/DC-SPANNUNGSWANDLER MIT ABWAERTSREGLER (300 MA) . .
. 344
9.3.3 DC/DC-SPANNUNGSWANDLER MIT INVERTIERENDEM SPERRWANDLER 345
9.3.4 DC/DC-SPANNUNGSWANDLER MIT UE = 5 V UND UA = 15 V 346
9.4 LADEGERAETE FUER BATTERIE 347
9.4.1 NICD- UND NIMH-BATTERIEN 347
9.4.2 LITHIUM-IONEN-BATTERIEN 348
9.4.3 LADEGERAETE 349
9.4.4 LADEGERAETE FUER EINE NICD-BATTERIE 350
10. BAUTEILABMESSUNGEN VON TRANSISTOREN UND INTEGRIERTEN SCHALTKREISEN
351
STICHWORTVERZEICHNIS 363
8 |
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