Netzgerät

Aufgabe:

Entwerfen Sie die Schaltung eines Labornetzgerätes mit folgenden
Merkmalen:
1.) Netzseite: Das Gerät soll über einen zweipoligen Ausschalten
    sowie über eine Geräteschutzsicherung (Feinsicherung) mit dem
    220V-Netz verbunden werden.
2.) Ausgangsspannungen: a) 6,3V Wechselspannung, b) 0-24V
    Gleichspannung, C) 5V Gleichspannung
3.) Gleichrichtungsart für 2b) Zweiweg-Gleichrichtung mit
    Silizium-Gleichrichterdioden. Für 2c) Einweg-Gleichrichtung mit
    Silizium-Gleichrichterdiode.
4.) Siebung für 2b) Ladekondensator sowie LC-Siebsegment. Als
    Kondensatoren sollen Elektrolytkondensatoren zur Anwendung kommen.
5.) Spannungseistellung für 2b) Grobeistellung in drei Stufen an
    Wicklungsanzapfungen der Sekundärwicklung. Feineistellung durch
    Stellwiderstand am Ausgang. Die Spannung soll über einen
    eingebauten Spannungsmesser angezeigt werden.
6.) Sonstiges für 2b) In den Anodenleitungen beider Gleichrichter-
    strecken sind Schutzwiederstände vorzusehen. Für 2c)
    Stabilisierung der Spannung mit Z-Diode.
7.) Absicherung Ausgänge: Einpolig durch Feinsicherungen. Die
    Absicherung der Gleichspannung erfolgt in der Plusleitung.

Zur Funktionsweise:
Vom Eingang (220V~) fließt der Strom über zwei Sicherungen in die
Primärspule des Transformators. Natürlich nur dann, wenn der Schalter
eingeschaltet ist. Der Transformator hat zwei Sekundärspulen: eine
6,3Volt und eine 24Volt mit zwei Anzapfungen 8 und 16Volt. Die
6,3Volt-Spule versorgt erstmal über zwei Sicherungen den 6,3V
Wechselspannungsausgang. Zum zweitem Versorgt sie über einen
Ein-Wege-Gleichrichter, einem Stabilisator a 5V und über eine
Sicherung den 5V Gleichspannungsausgang. Der Gleichrichter besteht aus
einer Silizium-Diode, hinter ihr sind nurnoch die positiven Halbwellen
des Stromes zu finden, und einem Kondensator, dieser glättet nun diese
Halbwellen auf ein gleiches Niveau. In den Spannungs-Spitzen läd er
sich auf, senkt somit die Spannung, und in den Tälern gibt er Seine
zuvor geladene Spannung wieder ab. Der Stabilisator stabilisiert die
Spannung auf 5V. Die Z-Diode "frißt" die Spannung über 5V auf, dabei
Arbeitet der 1KOhm-Wiederstand als Stombegrenzer. Der Elko Glättet die
Spannung nochmal etwas. Der Kondensator soll HF-Schwingungen
bzw. Störungen entgegenwirken. Man sollte diesen Ausgang nicht mit
zuviel Leistung belasten! Die Zweite Sekundärspule versorgt den 0 bis
24 Volt Ausgang. Die drei Anzapfungen 8,16,24Volt werden in einen
Schalter geführt. Dies ist die Grobumschaltung. Zwischen dem Ausgang
des Schalters und dem Übrigen Pol der Spule liegen nun je nach
Stellung des Schalters 8,16 oder 24 Volt. Diese Spannung wird nun von
einem Zwei-Wege-Gleichrichter und deinem Elko Gleichgerichtet. Die
Zwei-Wege-Gleichrichter klappt die negativen Halbwellen nach oben, der
Elko glättet das ganze wieder. Das Siebglied beseitigt die noch
übriggebliebenen Wechselspannungsanteile nahezu Vollständig. Es
arbeitet auf dem Prinzip, das eine Spule einem Wechselstrom einem
höheren Wiederstand entgegensetzt als Gleichstrom. Somit läßt die
Spule den Wechselstromanteil garnicht durch. Der Kondensator übernimmt
den den Rest, indem er die Spannung nochmals Glättet. Der Letzte Teil,
die Feineinstellung arbeitet auf der Basis eines Spannungsteilers in
komination mit einem Stromverstärker. Der verstellbare Wiederstand
liefert eine Spannung. Um eine Leistung zu nehmen können, Schaltet man
noch einen Transistor als Stromverstärker.