Beveiligde hoogspanningsvoeding
De beweegredenen tot het maken van een beveiligde hoogspanningsvoeding is het steeds terugkerende probleem van het opblazen van 4XC250'ers en het vernielen van de brugcellen bestaande uit 24 x BY227 of equivalents dioden.
Zekeringen zijn in de regel te traag en soms zelfs gevaarlijk omdat glaszekeringen bij kortsluitingen met hoogspanning exploderen en de kans dat er dan bij het experimenteren een stuk glas in je ogen terecht komt is niet denkbeeldig.
Inleiding
De voeding is bij uitstek geschikt voor 4CX250 of 4CX350 eindtrappen die, zoals bij zendamateurs gebruikelijk, nogal eens op hun tenen draaien. Bij mijn eindtrap is de spanning 2500 of 3000V, afhankelijk van de tap op de trafo.
De schakeling werkt al op zogenaamde "flash-overs" in de buis, dus ook op het wegvallen van de negatieve voorspanning op het stuurrooster of dergelijke fouten.
Er is gekozen voor een schakeling met een meetweerstand, om ook langzaam oplopende stromen uit te schakelen. Natuurlijk had de thyristor ook door middel van een trafo of spoel op pulsen getriggerd kunnen worden, maar als de stroom dan langzaam oploopt, zal de beveiliging niet inkomen. Met deze schakeling is dat probleem ondervangen.
Hoe werkt het
Wanneer de 220V netspanning ingeschakeld wordt, zal deze netspanning over de triac TR staan, dus ook tussen de gate en de kathode van de triac. Deze 220V wordt gelijkgericht door brug Dl. Deze gelijkgerichte spanning van ± 310V komt over transistor TR1 te staan en via R2 ook over TR2.
R2 dient ervoor om de basis van TR1 iets negatief te houden. TR2 wordt via R3 opengezet zodat daarna TR1 gaat geleiden.
Daarna gaat ook de gehele brug D1 in geleiding staan. Nu wordt via R1 de gate getriggerd en zal de triac geheel gaan geleiden. R1 dient ervoor de gatestroom in de hand te houden. De spanning die over de triac valt is ± 3 volt.
Aan de secundaire kant van de trafo eigenlijk niets bijzonders. De brugcel D2 is opgebouwd uit 24 × BY227, maar iedere andere stevige diode is bruikbaar, bijvoorbeeld de IN4006, IN4007 of BY127.
De capaciteit C1 is bij mij 100 µF maar minder is ook goed, 10 µF voldoet al heel goed. De smoorspoel is niet noodzakelijk, maar daar later meer over.
De meetweerstand Rm is opgebouwd uit 6 power-weerstanden van 100R en 10W. Deze staan.allemaal parallel, zodat Rm ± 17 ohm is. De grootte van de weerstand is zo gekozen dat niet bij de eerste de beste sluiting de boel afbrandt.
De diode over de meter dient als beveiliging voor het instrument.
De zekering F2 dient als beveiliging en om ervoor te zorgen, dat als het echt fout gaat de stroom alsnog wordt onderbroken.
Als er nu stroom gaat lopen tussen + en - zal er afhankelijk van deze stroom een spanning over Rm vallen. Deze spanning zal transistor TR3 min of meer open sturen. De emittor stuurt op een gegeven moment de gate van de thyristor TH zover aan dat deze openklapt. Als dit gebeurt zal de lamp L2 en de led van de opto coupler gaan branden. Daardoor zal de transistor van de opto coupler gaan geleiden en wordt de basis van TR2 kortgesloten. TR2 en TR1 gaan uit geleiding waardoor ook de brug D1 gaat sperren zodat de gate van TR niet meer getriggerd wordt. De triac spert en de hoogspanning valt weg. Met P1 stellen we de begrenzing in. Deze is bij mij op + 5mA nauwkeurig in te stellen.
Als de lamp L2 niet gewenst is, zal in plaats van de lamp een weerstand van 270 ohm gemonteerd moeten worden. In mijn geval bleef anders de led van de opto coupler branden, waarschijnlijk door het lek van de thyristor TH. De weerstand R4 begrenst de stroom door de led.
De +12 volt is niet kritisch en kan net zo goed 20 volt zijn. Pas dan wel R4 aan. De min van de 12 volt mag niet aan massa liggen, dus ook L2 niet. Deze spanning MOET dus zweven. De smoorspoel is niet noodzakelijk, maar wanneer er een zeer "snelle" sluiting op zou treden, is het mogelijk dat de brugcel D2 toch nog beschadigd wordt. De smoorspoel zal dit een heel stuk opvangen. Hier geldt: beter een kleine smoorspoel dan Been. Zelf gebruik ik een grote smoorspoel (3H). Een bevriend zendamateur hielp mij hieraan, tnx Nanco.
| TR1,TR2 | BD115, BF 337 of soortgelijke transistor |
| TR3 | BC107 |
| D1 | 4 x 1N4007 |
| D2 | 24 x BY227 met 470 k ohm parallel aan iedere diode |
| TR | Triac 600V - 25A |
| TH | Thyristor 200V - 1A |
| D3 | BYX55/600 |
| R1 | 1 k ohm 1W |
| R2 | 4k7 1W |
| R3 | 200k 1W |
| R4 | 560Ω 1W |
| Rm | 6 × 100 ohm l0 W |
| P1 | lk |
| C1 | 100 (10) µF / 3000 V |
| OC | Optocoupler met 1000V isolatie, b.v. uit Blaupunkt slooptelevisie |
Ingebruikname
Bij het voor de eerste keer inschakelen van de voeding zal, als alles goed is, deze meteen in de beveiliging staan. Dit komt door het laden van de elco's. Even uitschakelen en me teen weer aanzetten Levert dan de hoogspanning op.
Mocht dit te lastig zijn, dan moet de meetweerstand Rm na de elco's in de minleiding worden opgenomen. Ik doe dit zelf niet, omdat ik de ervaring heb dat er soms nog weleens een elco de geest geeft.
Zelf heb ik nog een lampje ter controle over de +12 volt spanning staan. Als de 12 volt-spanning niet aanwezig is, zou de beveiliging niet kunnen werken.
De beveiliging zelf is simpel uit te proberen door een voedingsspanning tussen Rm en F2 aan te sluiten. Deze spanning moet regelbaar zijn en lager dan 16 volt. Door de spanning in te stellen op de gewenste stroom door Rm kunnen we P1 instellen. Sluit in plaats van de trafo eerst een lamp aan, dat is een stuk veiliger! Werkt het goed, sluit dan de trafo aan en meet de secundaire spanning. Ook goed?
Sluit dan ook de brug en de eindtrap aan en probeer voorzichtig de ingestelde stroombegrenzing te bereiken (denk aan het schermrooster!). Zelf gebruik ik de 12 volt tussen de punten A en B ook om via een relais de schermroosterspanning of te schakelen.
Naschrift van de redaktie
Zelf schrijft Peter in zijn artikel hierna: Veel succes met het nabouwen en PLAY IT SAVE. Dit laatste willen wij u dan ook, met enige nadruk, niet onthouden.
PA2VST.