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1000-VA-Prozessornetzteil SPS 9540

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2. rigen Halbleiter montiert wer den Zwischen den K hlk rpern und der Leiterplatte sind die zugeh rigen Isolier platinen zu verwenden An dem von der Ger tevorderseite aus gesehenen linken K hlk rper werden der Netzgleichrichter GL 101 die Leistungstransistoren T 101 T 104 der PFC Transistor T 106 sowie die LeistungsdiodenD 113 und D 114 montiert D 113 D 114 und T 106 sind mit einer Isolierbuchse und einer speziellen Glim merscheibe zu versehen die beidseitig mit etwas W rmeleitpaste bestrichen und dann D 113 D 114 mit je einer Schraube M3 x 5 mm und T 106 mit einer Schraube M3 x 8 mm zun chst locker am K hlk r per befestigt wird Die brigen Halbleiter verf gen ber ein isoliertes Geh use und ben tigen daher kei ne Glimmerscheiben Auch hier erfolgt die Montage mit W rmeleitpaste vorerst locker am K hlk rper F r T 101 bis T 104 werden Schrauben M3 x 6 mm und f r GL 101 eine Schraube M3 x 10 mm ben tigt Danach werden die Tansistoren entsprechend den Platinenbohrungen ausgerichtet und der K hlk rper mit 2 Schrauben M3 x 6 mm und den zugeh rigen Muttern und Zahn scheiben aufdie Platine befestigt Nachdem alle Halbleiter exakt ausgerichtet sind wer den diese fest am K hlk rper verschraubt und an der Platinenunterseite verl tet Alsdann erfolgt die Halbleitermontage am rechten K hlk rper in der gleichen Weise Der Transistor T 105 und die Dop peldioden D 101 und D 102 m ssen wie zuvor bei D
3. zus tzlich abgelesen werden Dank Hinterleuchtung ist das gro e LC Display jederzeit gut ab lesbar F r die Abspeicherung von max 9 kom pletten individuellen Ger teeinstellungen ist ein Speicher integriert der selbstver st ndlich auch bei Netzausfall und beim ausgeschalteten Ger t die Daten nicht ver liert Au erdem sorgt eine Backup Funkti on daf r dass das Ger t nach einem Span nungsausfall bzw nach dem Aus und wieder Einschalten mit den zuletzt gew hl ten Einstellungen aktiviert wird Zur Kommunikation mit einem PC ist beim PS 9540 eine serielle Standard RS 232 Schnittstelle eingebaut ber diese Schnittstelle sind s mtliche Funktionen des SPS 9540 steuerbar Des Weiteren k nnen mit Hilfe einer komfortablen Windows Software komplette Spannungs Strom und Leistungsverl ufe wertabh ngig zeit abh ngig oder uhrzeitabh ngig program miert werden Die Soll und Ist Werte sind im grafischen Verlauf darstellbar und k n nen auch in andere Programme wie z B MS Excel exportiert werden Erfolgt die Fernsteuerung des Netzger tes ber einen PC so werden aus Sicher heitsgr nden alle Tastenfunktionen am Ger t mit Ausnahme der Remote und der Stand by Taste gesperrt F r die Ist und Sollwert Verl ufe bis max 24 h sind beliebige Dateien anzulegen Selbstverst ndlich istdas SPS 9540 dau er kurzschlussfest und elektronische Tem peratur Schutzschaltungen verhindern z B im Fehlerfall eine
4. 20 V mittlerer Sollwert kann aufgrund der fehlenden Endstufen versorgung nat rlich nicht realisiert wer den sodass der Pulsbreitenmodulator ver sucht auf Maximum zu regeln Als n chs tes wird ein externes regelbares Netzger t an die Ausgangsbuchsen des SPS 9540 polrichtig angeschlossen Im ersten Schritt sollte die am Netzger t eingestellte Spannung zwischen 5 V und 10 V liegen Je nach eingestellter Span nung am Netzger t flie en jetzt ca 200 300 mA in das immer noch eingeschaltete Chassis des SPS 9540 hinein Verursacht wird dieser Strom durch die eingebaute Stromsenke um T 105 Wird nun die an den Ausgangsklemmen anlie gende Spannung allm hlich erh ht und der Sollwert von ca 20 V Sollwertvergabe an IC 310 A berschritten so erkennt die Reglereinheit auf Ist Spannung gt Soll Spannung und der Pulsbreitenmodulator generiert jetzt dieminimale Pulsbreite Am Oszilloskop ist dies durch den Umschlag des Signals auf nahezu Nullpegel erkenn bar Wird die Spannung an Pin 3 von IC 310 A erh ht so verschiebt sich der Umschlagpunkt und bei berschreiten der extern zugef hrten Spannung muss das Oszilloskop wieder maximale Impulsbrei te anzeigen Dieses Spiel kann durch st ckweises alternierendes H herdrehen der Spannung beider Netzger te hinreichend berpr ft werden danach auch in der Gegenrich tung Verlief diese erste berpr fung so weit zufriedenstellend kann von einer kor rekten Funktion der
5. Auf gabe bernimmt der mit IC 311 und exter nen Komponenten aufgebaute integrie rende Wandler Die Grundelemente die ses trotz kosteng nstigen Aufbaus sehr genauen Wandlers sind der als invertie render Integrator geschaltete Operations verst rker IC 311 B und der Komparator IC311A Beidiesem Zwei Rampen Wand ler wird vorausgesetzt dass die Mess und Referenzspannung entgegengesetzte Vor zeichen haben ber Port 3 1 bis Port 3 3 erfolgt mit Hilfe des Analog Multiplexers IC 305 die Auswahl des Messeingangs Neben dem Kondensator im R ckkopplungszweig C 327 geh ren die jeweiligen Widerst n de R 343 bis R 347 zum Integrator Damit der Offset des OPs keinen Ein fluss auf die Messung hat ist der positive Eingang von IC 311 B ber den Span nungsteiler R 323 R 324 leicht negativ vorgespannt Der nachgeschaltete Komparator IC311 A schaltetum wenn die Ausgangs spannung des Integrators wieder im Ruhe zustand ist Der Transistor T 305 erzeugt dann eine Spannungsflanke an Port 1 3 RS232 Schnittstelle zur 9pol SubD Buchse Die erforderliche Referenzspannung wird von der Referenzdiode D 305 im unteren Bereich des Schaltbildes zur Ver f gung gestellt und mit Hilfe des Opera tionsverst rkers IC 312 A invertiert Da der Messeingang des A D Wandlers f r Spannungen bis zu 2 5 V ausgelegt ist muss die zum Messstrom proportionale Spannung mit dem nicht invertierenden Verst rker IC 312 B a
6. UG anstehende Gleichspannung dient zur Versorgung des eigentlichen Schaltnetzteils wobei zur si nusf rmigen Stromaufnahme aus dem Netz eine Power Faktor Korrektur dazwischen geschaltet ist Die Arbeitsweise der Power Faktor Kor rektur gleicht der eines Step Up Wand lers mit dem Unterschied dass der aufge nommene Strom der Kurvenform des Net zes folgt Dazu wird die gleichgerichtete Netzspan nung mit Hilfe des Feldeffekt Transistors T 106 mit einer Frequenz von ca 35 kHz zerhackt und ber die Diode D 113 wieder gleichgerichtet In der Versorgungsspannung liegt die PFC Speicherdrossel L 106 die den pri m rseitigen Strom des SPS 9540 f hrt In diesem Schaltungskonzept ist der Strom fluss durch die Speicherdrossel kontinu ierlich Continous Mode Der Strom wird ber den Shunt R 139 gemessen Um die Schaltverluste des FETs zu re duzieren dient das aus L 107 D112 D 114 und C 128 bestehende Entlastungsnetz werk Der ber D 110 aufgeladene Elko C 129 speist dieses Entlastungsnetzwerk Der PFC Regler zur Steuerung des Leis tungs FETs wird an die Stiftleiste ST 103 angeschlossen und ber R 135 mit Span nung 18 V versorgt R 133 R 134 R136undR 137 sind Messwiderst nde f r den Regler Die mit D 113 gleichgerichtete Span nung wird durch die nachgeschalteten Sieb elkos C 105 C 107 gegl ttet wobei C 154 zur St runterdr ckung dient Danach ge langt die durch die vorstehend beschriebe ne Ma nahme erzeu
7. Wi derstand R 220 f r den U Reglerund C 214 C213 sowie R 229 f r den I Reglerbestim men den jeweiligen Regler Typ Erst durch die genaue Dimensionierung dieser Bau elemente wird es m glich eine solche komplexe Regelstrecke wie sie beim SPS 9540 vorhanden ist optimal zu stabi lisieren Power Faktor Korrektur PFC Abbildung 8 Die Powerfaktor Korrektur sorgt f r eine sinusf rmige Stromaufnahme aus dem Netz wobei die Arbeitsweise einem Step Up Wandler gleicht Der speziell f r diese Aufgabe entwi ckelte Regler ist in Abbildung 8 dargestellt Zentrales Bauelement des PFC Reglers ist der L 4981A in dem s mtliche aktiven Komponenten des eigentlichen PFC Reg lers integriert sind Abbildung 9 zeigt die komplexe interne Struktur dieses Bausteins Der vom Shunt Widerstand R 139 Ab bildung 5 kommende stromproportionale Spannungsabfall gelangt ber ST 701 Pin 8 und dem mit R 701 R 702 aufgebauten Spannungsteiler auf Pin 2 des L 4981A Abh ngig von der Dimensionierung dieses Spannungsteilers erfolgt chipintern die Begrenzung des Spitzenstromes Zur Regelung des Netzstromes gelangt die Information vom Shunt Widerstand ber R 703 auf Pin 8 des Bausteins Neben R 703 sind an externe Beschaltung die Komponenten C 702 R 705 und R 707 f r die Stromreglung zust ndig Die an den Hochvolt Elkos C 105 C 107 anstehende Zwischenkreisspannung wird ber die Widerst nde R 136 R 137 Abbil dung5 abgefragtund gelang
8. gelangt ber den Widerstand R 509 auf den nicht invertierenden Eingang Pin 5 des IC 502A Der Sollwert wird durch den Widerstandsteiler R 506 R 508 gebildetund berden WiderstandR 507 auf den invertierenden Eingang des IC 502 A geleitet Der Ausgang des IC 502 A steuert ber die Diode D 502 sowie die Widerst nde R 514 und R 515 die Basis des L ngstran sistors T 502 womit der Grundlastregel kreis geschlossen ist Durch die gegebene Dimensionierung stellt sich stets eine Span nung von ca 5 1 V ber dem L fter ein wodurch die Forderung nach einer defi nierten Grundkonvektion erf llt ist Im Einschaltmoment wird durch den Kondensator C 505 ein sicheres Anlaufen des L fters gew hrleistet ber den Kon densator C 504 im Gegenkoppelzweig in Verbindung mit dem Widerstand R 507 12 wird der Regelkreis stabilisiert IC 502 B mit Zusatzbeschaltung bildet den eigentli chen Temperaturregler ber R 502 bis R 504 gelangt auch hier der Istwert am L fter anliegende Span nung auf den nicht invertierenden Ein gang des Reglers Die Messung der Tem peratur erfolgt ber den Sensor TS 501 Die in Verbindung mit dem Widerstand R 501 gewonnene Messspannung Soll wert gelangt ber R 505 auf den invertie renden Eingang des IC 502 B Der Ausgang des OPs steuert ber die Diode D 501 ebenfalls die Basis des L ngs transistors T 502 wodurch auch hier der Regelkreis geschlossen ist D 501 und D 502 am Ausgang der beiden Regle
9. mA Ausl sung erfolgen SPS 9540 F r die Abspeicherung von max 9 kom pletten individuellen Ger teeinstellungen ist ein Speicher integriert der selbstverst nd lich auch bei Netzausfall und beim ausge schalteten Ger t die Daten nicht verliert Des Weiteren sorgt eine Backup Funktion daf r dass das Ger t nach einem Spannungsausfall bzw nach dem Aus und wieder Einschalten mit den zuletzt gew hlten Einstellungen ak tiviertwird Das prim r getaktete Schaltungs konzept des SPS 9540 bietet gerade bei Lei stungsnetzger ten erhebliche Vorteile daauf den Einbau eines schweren und volumin sen Netztransformators verzichtet werden kann Statt dessen wird ein bertrager aus Ferrit werkstoffen eingesetzt der bei den hohen Schaltfrequenzen mit wesentlich weniger Platz auskommt Der gr te Vorteil eines getakteten Netz teils ist der hohe Wirkungsgrad gt 80 der besonders bei Abgabespannungen im unteren Einstellbereich und gleichzeitig hohen Ausgangsstr men zum Tragen kommt Linear geregelte Netzteile setzen unter diesen Bedingungen den gr ten Teil der Leistung in Abw rme um Selbst bei Dauer Volllastbetrieb wird das SPS 9540 nur gerade eben warm F r die erforderliche K hlung der Leistungs stufen sorgen L fteraggregate mit leise laufenden elektronisch geregelten L ftern Die sinusf rmige Stromaufnahme aus dem 230 V Wechselspannungsnetz wird beim SPS 9540 durch eine eingebaute Po wer Faktor Korrektur PF
10. 04 und 305 erforderlich F r einen definierten Power On Reset des Ger tes sorgt der an Pin 22 angeschlos sene Kondensator C 328 Das Reset Signal initialisiert den Mikrocontroller und startet ihn neu Die gro e hinterleuchtete Fl ssigkris tallanzeige wird direkt vom Mikrocontrol ler gesteuert Zur Display Steuerung sind die Segmentleitungen mit SEG 0 bis SEG 32 des Controllers verbunden Die zur Verf gung stehenden 8 Backplanes werden dabei ber COM 0 bis COM 7 gesteuert Mit Hilfe der Kondensatoren C 315 bis C 318 werden die intern erzeug ten Spannungen f r das LC Display gepuf fert F r die Hinterleuchtung des LC Dis plays wird beim PS 9540 eine Leuchtfolie verwendet die f r eine besonders gleich m ige Ausleuchtung sorgt Der Miniatur Wechselrichter EL Inverter IC 309 ver sorgt die Hintergrundbeleuchtung mit der erforderlichen Hochspannung Zum Ein schalten der Hinterleuchtung wird der Tran sistor T 307 ber Port 4 3 durchgesteuert 5 Bau und Bedienungsanleitung EE der wiederum ber R 329 R 330 den Tran sistor T 308 in den leitenden Zustand ver setzt Um mit einer m glichst geringen Anzahl an Anschlussleitungen auszukommen sind die an Port 0 0 bis Port 0 3 Port 6 0 bis Port 6 3 sowie Port 8 0 bis Port 8 2 ange schlossenen Bedientasten des SPS 9540 in einer Matrix angeordnet Port 8 kennzeich net dabei die Zeilen und die als Eing nge definierten Ports 0 und 6 welche mit inter nen
11. 113 und D 114 beschrieben mit Glimmerscheibe und Isolierbuchse iso liert werden Zur Befestigung des Transi stors dient eine Schraube M3 x 5 mm mit der zugeh rigen Mutter im K hlk rper profil Die Doppeldioden D 101 undD 102 werden mit je einer Schraube M 3 x 8 mm befestigt Der Shunt Widerstand PR 101 wird ebenfalls ohne Glimmerscheibe und Iso lierbuchse mit 2 Schrauben M3 x 6 mm befestigt Die Anschl sse des Temperatur Sensors TS 501 werden mit l adrig isolierten Lei tungen verl ngert Danach wird der Sensor mit einer Schelle sowie einer Schraube M3 x 5 mm am K hlk rper befestigt Nach dem Ausrichten der Halbleiter wird auch dieser K hlk rper mit 2 Schrauben M3 x 6 mm und den zugeh rigen Muttern und Zahnscheiben auf die Basisplatine montiert Danach werden die Komponen ten fest am K hlk rper verschraubt und s mtliche Anschl sse an der Platinenun terseite verl tet Der Temperatur Sensor TS 502 ist wie in Abbildung 11 gezeigt in die K hlrippen des K hlk rpers zu kleben und dann zu verl ten Nun werden die Hochvolt Elkos C 105 bis C 107 unter Beachtung der korrekten Polarit t mit viel L tzinn eingebaut Beim Einl ten der Induktivit ten L 106 L 107 TR 101 und TR 102 ist unbedingt die richtige Polarit t zu beachten die im Best ckungsdruck und am Wickelk rper der Induktivit ten angegeben ist Die Kup ferabschirmung von TR 102 ist an den zugeh rigen Platinenanschluss neben C 110 anzul ten
12. 514 R714 E EE R212 PIKOA R132 R201 DIRO EE E R218 R221 R228 R230 R237 2 IKO T R116 R229 R703 R707 3 3kQR106 R108 R110 R112 R140 SE R701 ATRO R205 R227 R515 DR R501 R503 TIRO E T R119 TORON R142 R214 R220 R223 R224 R242 R243 RO ee R708 R711 ET R712 E E Hie R235 DIRO TE E R208 R211 R240 SIE R705 R706 KO R502 TOKO EA E R506 OROI W ee R102A R102B AUS TE n RIZGIRIP7AR 2I5 R238 R239 R505 R507 R509 COO R202 PORO TE R241 R710 UE R704 UE R504 ATORO T R100A R100B R222 KEE R217 IMO R133 R134 R136 R137 ER KO RIB ABEE RV101 NICA TO NIC Kondensatoren LOODE KETA E C146 C216 C218 IDIESPIIRED7 SU EE C139 DER C126 680pF 400V C141 C143 C148 680pF 2000V FKMM CiO 1nF 400V C108 C206 C224 C701 2 2nF Y2 250V C4 C5 C137 C160 EE C708 3 9nF ker C147 C149 C150 C152 NE en ee C201 4 7mE 1600V SEET Ei CU STEE C503 D ele UE C128 a C145 10HEMO00V aae eon CH It C214 St ckliste SPS 9540 Basisteil P C130 C205 LEE C212 C504 a A E C209 C707 100nF ker C120 C121 C124 C134 C136 C138 C140 C155 C204 C207 C220 C501 TOPTI NAX eee C151 EE C703 P a C704 470nF ker C125 C705 C706 C709 A700 00 Ze C127 C154 DEE C702 OU Cne HIEN San C119 C135 all LATE UL CIW PP WE GN PEC 20A CNOT ZOCO EE C710 LOONEY een C505 C507 EE C208 SUE ee Clis UE E C105 C107 TROTO 2DV Re E C131 C133 AOUE OON ee C144 UE C116 SE C113 C114 Halble
13. A m glich Die Abmessungen des Trafos TR 102 betragen nur ca 38x 54 x 55 mm In konventioneller Technik ent sprechen diese Abmessungen lediglich ei nem ca 15 bis 20 V A Transformator Die sekund rseitige Ausgangsspannung des Trafos TR 102 wird ber die Dioden D 101 und D 102 gleichgerichtet und ge langt ber die Speicherdrossel L 103 auf den Siebelko C 113 Die so gewonnene Gleichspannung wird ber eine zus tzli che Filterstufe auf die Ausgangsklemmen des SPS 9540 gegeben ber den im Massezweig liegenden Pr zisions Shunt Widerstand wird eine dem jeweils gerade flie enden Strom propor tionale Messspannung erzeugt F r die Regelung der Ausgangsspan nung bzw des Ausgangsstromes ist eine komplexe Regelstruktur erforderlich Wie aus dem Blockschaltbild ersichtlich ist die Regelelektronik bestehend aus U Regler Spannungsregler und I Regler Stromregler auf der sekund ren Seite der Leistungsstufe des SPS 9540 ange koppelt Der I Regler bekommt seine Istwert Information von dem bereits angesproche nen Shunt Widerstand w hrend der Span nungsreglerdirektam Ausgangangeschlos sen ist Genau wie die Regler in konventionel len Netzger ten arbeiten auch die Regler des SPS 9540 Der Sollwert f r Strom und Spannung wird wie bereits erw hnt von den zugeh rigen Abitast Haltegliedern vor gegeben Der jeweils aktive Regler vergleicht nun Soll und Istwert miteinander und steuert daraufhin die Leistungsst
14. Bau und Bedienungsanleitung 1000 VA Prozessornetzteil Allgemeines und Funktionen Das SPS 9540 ist ein absolutes Spit zenger t im Bereich der Stromversor gungen und vereint hohe Dauer Aus gangsleistung mit ausgezeichnetem Be dienkomfort Ein weiteres wichtiges Leis tungsmerkmal ist der hohe Wirkungs grad des prim r getakteten Ger tes Eine pr zise einstellbare Ausgangsspan nung zwischen 0 und 40 V bei max 25 A Ausgangsstrom 1000 W Ausgangsleis tung sind zun chst die beeindruckenden Eckdaten des SPS 9540 Doch auch im Bereich des Bedienkomforts hat das in einem hochwertigen Metallgeh use unter gebrachte Ger t einiges zu bieten So kann die Spannungs Strom und Leistungseinstellung wahlweise durch eine direkte Tastatureingabe oder mit Hilfe ei nes Incrementalgebers Drehimpulsgeber erfolgen Die Aufl sung des Incremental gebers ist einstellbar sodass auch eine stufenweise Ver nderung der gew nsch ten Parameter z B Spannung in 0 1 V Schritten auf oder abw rts m glich ist Ein gro fl chiges hinterleuchtetes LC Display zeigt alle wichtigen Parameter des SPS 9540 gleichzeitig an Neben den Ist werten f r Spannung Strom und Leistung sind auch die Grenzwerte direkt abzulesen Des Weiteren werden alle wichtigen Sta tusinformationen und welcher Regler ge rade aktiv ist U I oder P direkt angezeigt Die Spannungsvorgabe des SPS 9540 kann in 10 mV Schritten und die Strom vorgabe mit 10
15. Best ckungsplan Originalgr e 348 x 94 6 mm 13 Ansicht der fertig best ckten Frontplatine R ckseite mit Best ckungsplan Originalgr e 348 x 94 6 mm 14 Bei der SMD Diode D 304 ist die kor rekte Polarit t zu beachten Die Katodensei te ist sowohl beim Bauteil als auch im Best ckungsdruck gekennzeichnet Nach dem Aufl ten der SMD Transis toren sind die 22 Bedientaster des Ger tes zu best cken und von der Platinenr ckseite sorgf ltig zu verl ten Gleich im Anschluss hieran werden die Tastkappen aufgepresst Nach dem Einbau des Dreh Impulsgebers Incrementalgeber sind an der Platinenr ck seite die weiteren bedrahteten Bauelemente an der Reihe Dabei beginnen wir unter Be achtung der korrekten Polarit t mit den inte grierten Schaltkreisen gefolgt von den Kon densatoren F r das EEPROM ist zus tzlich ein 8 poliger IC Sockel vorgesehen Es folgen die bedrahteten Dioden Pola rit t beachten und der Spannungswandler f r die Display Hinterleuchtung Die Elektrolyt Kondensatoren werden in liegender Position eingebaut Dabei ist die korrekte Polarit t der blicherweise am Minuspol gekennzeichneten Elkos zu be achten Zum Anschluss des Schnittstellenkabels wird eine 10 polige Stiftleiste und zum An schluss des Verbindungskabels zur Basis platine eine 20 polige Stiftleiste eingel tet Die Netz Kontroll LED ben tigt eine Ein bauh he von 8 5 mm Polarit t beachten Zuletzt bleibt auf der F
16. Betriebsspannung versorgt wer den Da der Pulsbreitenmodulator im Se kund rkreis und die Reglereinheit im Pri m rkreis angeordnet sind m ssen die je weiligen Versorgungsspannungen zuver l ssig galvanisch voneinander getrennt sein Diese Aufgabe wird von demkleinen Hilfs netzteil bernommen F r ein Labornetzger t wie das SPS 9540 isteine zuverl ssige galvanische Trennung der Ausgangsspannung von der lebensge f hrlichen Netzwechselspannung von ent scheidender Bedeutung Bei der Konzep tion dieses Labornetzger tes wurde die sem Punkt daher besondere Aufmerksam keit geschenkt Erf llt wird diese Forde rungneben dem Layoutaufbau im Wesent lichen durch drei Bauelemente Im Leistungskreis bernimmt der ber trager TR 102 diese Aufgabe der Optokopp ler zwischen Reglereinheit und dem Puls breitenmodulator sorgt f r eine sichere gal vanische Trennung im Steuerkreis Das Hilfs netzteilentkoppeltdie Versorgungsspannun gen der Reglereinheit und des Pulsbreiten modulators Nach der vorstehenden prinzipiellen Funktionsbeschreibung des SPS 9540 an hand des Blockschaltbildes kommen wir nunzuderdetaillierten Schaltungsbeschrei bung dieses au ergew hnlich leistungsf higen Labornetzger tes Schaltung Die Gesamtschaltung des Prozessor Schaltnetzteils SPS 9540 ist zur besseren bersicht in sechs in sich geschlossene Funktionsgruppen aufgeteilt Die einzel nen Funktionsgruppen bestehen aus der Prozessorei
17. Bild 3 Prozessoreinheit des SPS 9540 Mikrocontroller 4 R329 10k SMD T307 R334 10k SMD BC848 SMD ofide Slsiz GI BER 4 194304 TI MHz 95 J p 1 E d H IAF 2 5 IH C315 H l 316 FM24004 4 EEPROM 4x100n SMD D4052 SMD Multiplexer ar Basisplatine ES Flae h NGer LCD Foi END freilegen c307 me 330n Folie Ureff Inverter R341 100k SMD handelt es sich um spezielle hochspan nungsfeste Leistungs Power MOSFET s die in Verbindung mit dem Leistungstrans formator TR 102 dem Steuertrafo TR 101 sowie der zugeh renden sekund rseitigen Beschaltung einen so genannten Vollbr ckenflusswandler bilden Durch die wechselseitige Ansteuerung der Leistungs MOSFET s wird die prim r seitige Wicklung des bertragers TR 102 wechselweise mit der Versorgungsspan nung UB UB beaufschlagt Durch dieses Schaltungskonzept in Ver bindung mit einer hohen Schaltfrequenz wird die u erst geringe Baugr e des Leistungstransformators TR 102 bei einer sekund rseitigen Ausgangsleistung von 1000 V
18. C sichergestellt Auch in Bezug auf Restwelligkeit und Hochwertiges Metallgeh use Elektronische Temperatur Sicherung Technische Daten SPS 9540 IESSE EIN UE 0 40 V INUSCANES STORE E E R R A 23 A Ausganesleistungn EE 1000 VA EE f r alle Bedienfunktionen SHEI gro fl chiges LC Display mit Hinterleuchtung zur gleichzeitigen Anzeige von Spannung Strom und Leistung mit dazugeh rigen Grenzwerten und Statusinformationen Einstellungen e wahlweise per Tastatur oder mit Incrementalgeber Speicher aan 9 komplette individuelle Ger teeinstellungen speicherbar PE Schnittstelle ma a e A RS 232 galvanisch getrennt Gel UI Prim r getaktet Wirkungsgrad e m ee ee gt 80 bei Volllast INE Ba Lo E Senn ER 448 x 110 5 x 354 3 mm Powerfaktor Korrektur PFC f r sinusf rmige Stromaufnahme aus dem Netz Bau und Bedienungsanleitung EE St ranteile erreicht das SPS 9540 ausge zeichnete Werte Ein gro fl chiges hinterleuchtetes LC Display zeigt alle wichtigen Parameter des SPS 9540 gleichzeitig an Neben den Ist Werten f r Spannung Strom und Leistung sind auch die Grenzwerte direkt abzulesen Des Weiteren werden alle wichtigen Sta tusinformationen und welcher Regler ge rade aktiv ist U I oder P direkt angezeigt Wenn z B beim Betrieb als Spannungs konstanter der Ist und der Soll Wert f r die Spannung gleich gro sind k nnen f r den Strom und die Leistung die program mierten Grenzwerte Limits
19. Diese Schaltungseigen schaft wird auch als Soft Start bezeichnet und durch die Beschaltung des IC 202 mit dem Kondensator C 202 an Pin 8 erreicht Die Versorgungsspannung der Pulsbrei tenmodulatorstufe wird durch den Transis tor T 201 in Verbindung mit der Z Diode D 202 sowie den Widerst nden R 208 R 211 und R 212 berwacht Unterschrei tet diese einen bestimmten festgelegten Wert so wird der Shut Down Anschluss VU_REF SFH617G2 1 BC337 40 BC337 40 Bild 6 Pulsbreitenmodulator des SPS 9540 Bau und Bedienungsanleitung ST202 InLine15 IC205 1C204 LM358 LM358 QO kasten WU Hei I REGLER A Database Anschluss fuer IC204 0o00000000000000 VU_REF Sekund rseite Let D203 1N4002 gt i elt et c210 16V 22u 16V R214 U Regler C212 U Regler JE ES R215 56n L200 R221 100k 10uH R231 R216 R235 100 cais 100p er R219 1k bei 9540 R219 2k2 bei 9040 R238 H 100k l Regler R229 R230 REGLER C214 Ne 2 UI e 22 e EIS 18n IC204 R223 R227 6 R236 L202 R224 C213 7 SU I 5 10uH SI lei R225 o R233 n b LM358 5560 100 1 C222 C221 C223 sH R224 10k bei 9540 g R224 100k bei 9040 Sei on Le ker ker ker Bild 7 Reglereinheit des SPS 9540 Pin 10 des IC 202 auf High Potential gelegt wodurch die Leistun
20. Es folgt der Einbau der Speicherdrossel L 103 deren Anschl sse aufgrund des ho hen Ausgangsstromes 25 A mit viel L t zinn an die zugeh rigen L tfl chen der Leiterplatte anzul ten sind Im Bereich der prim rseitigen Netzver sorgung sind jetzt entsprechend des Fotos diebeiden Abschirmbleche aufzul ten Das Ansicht der fertig best ckten PFC Regler Platine mit zugeh rigem Best ckungsplan Fertig best ckte Basisplatine des SPS 9540 Original Abmessungen 411 x 316 mm 17 Bau und Bedienungsanleitung BEE Best ckungsplan der gro en Basisplatine des SPS 9540 18 gro e Abschirmblech erh lt zuerst auf der Oberseite ein Kantenschutzprofil mit Se kundenkleber aufkleben und wird dann auf der gesamten Leiterplattenl nge verl tet Beim kleinen Abschirmblech ist die exakte Position durch eine gelbe Linie auf der Leiterplatte gekennzeichnet Aus Si cherheitsgr nden muss die Position genau eingehalten werden Nun kommen wir zur Montage der bei den L fter die so erfolgt dass diese die Abluft aus dem Geh use des SPS 9540 herausbef rdern siehe Pfeilmarkierungan den L ftergeh usen Bei der Montage werden zuerst die beiden L fter mitSchrau ben M3 x 10 mm Zahnscheiben und Mut tern am Halteblech angeschraubt Danach erfolgt mit 2 Schrauben M3 x 6 mm Zahn scheiben und Muttern die Montage des mit den L ftern best ckten Haltblechs an die K hlk rperabdeckplatine Die Abdeckplatine ist von der Un
21. OODE SMEDE C308 C312 C314 C324 C332 IW at Silber emer C300 C301 DOT BR A O E C327 STE C306 C307 AAORSIMID gesessen C328 ATONE TON r a C331 IIIe ee C302 C303 C330 Halbleiter ENT IC301 1C302 ET 1C304 digitale Displayeinheit ETH IC305 IOC IC306 IS EA EE 1IC307 CDA052 SMDErneenene 1IC308 IS Ee IC309 TECI Z SMD n IC310 IC312 BORSE T301 T302 BOSAR ee T303 T305 T307 BEWoleiS MDR T308 INAOO a D300 D301 IR E WE EE D304 LNS SNN D305 LED 3 mMM erun e D306 LC Display f r SPS9540 PS9530 Sonstiges AIX EE EE IS EE QI SIESS PO ST302 Stiftleiste 2x 10 polig ST310 Inerementalgebon ee S300 Mini Drucktaster EI EU TA1 TA22 22 Tastkn pfe grau 10 x 7 4 mm 1 Drehknopf mit 6 mm Innendurchmes ser 29 mm grau 1 Drehknopf 29 mm grau 1 Gewindestift mit Spitze M3x4mm 1 Leuchtfolie f r LCD 49 x 74 mm 1 Schaumstoffst ck 49 x 74 mm 1 IC Sockel 8 polig 1 SUB D Flachbandkabel Steckerver binder Buchsen 9 polig 1 Pfosten Verbinder 10 polig 2 Pfosten Verbinder 20 polig 15 cm Flachbandleitung 20 polig 46 cm Flachbandleitung 10 polig 3 Kabelbinder 90 mm Widerst nde 5cm Manganindraht 0 le 0 0272 Uu ken S UK eer R121 R122 IT R118A R118B R709 NEN ee R114 R115 SD E R209 R210 OD R226 EE R130 nee R105 R107 R109 R111 R138 R207 SE R135 1000 R104 R120 R231 R233 R236 NV ee E 04 ELE WE R113 R123 tele R225 DEE R154 R702 IKO R125 R142 R216 R219 R
22. Pull up Widerst nden ausgestattet sind stellen die Spalten der Tastaturmatrix dar Wenn keine Taste gedr ckt ist liegt an den Eing ngen ein High Pegel an Die als Aus g nge konfigurierten Pins von Port 8 liegen im Ruhezustand auf Massepotential Der Drehimpulsgeber Incrementalge ber S 300 ist mit Port 1 0 und Port 1 1 des Mikrocontrollers verbunden Der Geber wird ber die eigenen Unterbrechungsan forderungen der Porteing nge abgefragt wobei C 325 und C 326 zum Entprellen des Signals dienen Damit s mtliche Ger teeinstellungen und die Abgleichparameter nach einem Spannungsausfall bzw im ausgeschalte ten Zustand nicht verloren gehen ist das Netzger t mit einem 512 Byte EEPROM IC 307 ausgestattet Des Weiteren dient das EEPROM zur Abspeicherung von max neun kompletten Ger teeinstellun gen Der PC Bus des EEPROMs ist mit Port 5 0 bis Port 5 2 des Mikrocontrollers verbunden Port 5 0 ist dabei ein Ausgang und sorgt f r den Takt der Kommunikati on zwischen Prozessor und EEPROM D301 100n 1000u ker 16V 1N4001 5V CNY17 Optokoppler Tx Bild 4 RS 232 Schnittstelle des SPS 9540 6 Port 5 1 und Port 5 2 sind direkt mit der Datenleitung des EEPROMs verbunden Diese Beschaltung ein Eingang ein Aus gang vereinfacht das Programm des P C Protokolls A D Wandler Damit der Prozessor die analogen Mess werte verarbeiten kann ist eine Analog Digital Wandlungerforderlich Diese
23. Regel und Steuerein heit ausgegangen werden An hardwarem igen Abgleicharbeiten ist lediglich die Frequenz des PFC Reglers mit R 713 PFC Platine auf35 kHz einzu stellen Dazu wird die Frequenz an Pin 20 von IC 701 gemessen Vorsicht keine Netz trennung Da die exakte Einstellung der Frequenz keinen wesentlichen Einfluss auf die einwandfreie Funktion des Ger tes hat kann wenn keine entsprechende Mess m glichkeiten vorhanden sind einfach der Trimmer in Mittelstellung belassen wer den Nun wird die Kabelverbindungzwischen ST 109 ST 108 und ST 106 ST 107 so hergestellt wie auf dem Foto zu sehen ist Dazu werden je eine schwarze und eine blaue 70 cm lange isolierte Leitung mit einem Querschnitt von 1 5 mm aufbeiden Enden mit5 Windungen durch einen Ring kern 25x 15x 12 mm gef hrt und direkt am Ringkern jeweils mit 2 Kabelbindern gesichert Die Leitungen sind danach auf der gesamten L nge miteinander zu ver drillen Die Leitungsenden werden auf ca 8 mm L nge abisoliert verdrillt vorver zinnt und in die entsprechenden Platinen bohrungen eingel tet Die schwarze Lei tung muss dabei ST 106 mit ST 109 und die blaue Leitung ST 107 mit ST 108 verbin den Auf der Platine werden die Leitungs enden dann auf beiden Seiten zus tzlich mit einem Kabelbinder gegen versehentli ches L sen gesichert Nun werden die beiden SMD Wider st nde R 336 und R 338 auf der Frontpla tine best ckt Da alle weiteren Abgleicharb
24. adow Netzschalter S101 1 Adapterst ck 1 Verl ngerungsachse 120mm 1 Druckknopf I 7 2mm 3 Platinensicherungshalter 2 H lften 3 Sicherungsabdeckhaube 9 Zylinderkopfschrauben M3 x 5mm 16 Zylinderkopfschrauben M3 x 6mm 4 Zylinderkopfschrauben M3 x 8mm 5 Zylinderkopfschrauben M3 x 10mm 2 Zylinderkopfschrauben M3 x 14mm 2 Zylinderkopfschrauben M4 x 8mm 30 Muttern M3 2 Muttern M4 26 F cherscheiben M3 2 F cherscheiben M4 4 Unterlegscheibe M3 3 Isolierbuchsen f r TO 220 2 Glimmerscheiben TO 220 4 Glimmerscheiben TO 3P 2 Befestigungswinkel vernickelt 1 Zugentlastungsb gel 1 Netzkabeldurchf hrung mit Knick schutzt lle grau 1 Netzkabel 3 adrig grau 2 Ferrit Ringkerne 25 x 12mm 1 Kabelschelle 4mm 1 Polklemme 4mm 60A rot 1 Polklemme 4mm 60A schwarz 2 Papst Axial L fter Typ 612 1 L fterhalteblech 2 Hochleitungs K hlk rper bearbeitet 1 K hlk rper Abdeckplatine 1 Buchsenhalteblech 1 Abschirmblech 30 x 50mm 1 Abschirmblech 300 x 80mm 1 K hlk rper Isolierplatte Typ1 1 K hlk rper Isolierplatte Typ2 1 Geh useisolierplatte 6 Kabelbinder 90mm 1 Tube W rmeleitpaste 30 cm Kantenprofil Smm 1 cm Schrumpfschlauch 1mm 10 cm Schaltdraht blank versilbert 4 cm flexible Leitung STI x 0 22mm schwarz 70 cm flexible Leitung ST1 x 1 5mm schwarz 70 cm flexible Leitung ST1 x 1 5mm blau 80 cm flexible Leitung ST1 x 2 5mm rot 80 cm f
25. al tungsteile dargestellt Jeweils ber eine Feinsicherung gelangt die Netzspannung auf die Hilfstrafos TR 104 und TR 105 Die sekund rseitige Wechselspannung von TR 104 wird mit GL 102 gleichgerichtet und auf den Ein gang des Spannungsreglers IC 102 gege ben wobei C 115 zur Pufferung dient Am Ausgang des Spannungsreglers steht dann eine stabilisierte Spannung von 18 V zur Versorgung des PFC Reglers und des Puls breitenmodulators zur Verf gung Zu be achten ist dass in diesem Bereich auch die Sekund rseite des Hilfstrafos direkt galva nisch mit dem 230 V Wechselspannungs netz verbunden ist Der Transformator TR 105 dient zur Versorgung der sekund rseitigen elektro nischen Komponenten des SPS 9540 wozu auch die Prozessoreinheitund die tempera turgesteuerte L fterreglung geh rt Die sekund rseitige Spannung der obe ren Wicklung gelangt direkt aufden Gleich richter GL 103 und ber die Elkos C 131 C 132 potentialfrei auf den Gleichrichter GL 104 Gegen ber Massepotential erhal ten wir dann an C 133 eine negative und an C 116 eine positive unstabilisierte Gleich spannung die jeweils einem 5 V Span nungsregler zugef hrt werden Hier stehen ausgangsseitig die stabilisierten Nieder spannungen zur Versorgung der Prozes soreinheit und der weiteren Steuerelemen te zur Verf gung Dietemperaturgeregelte L ftersteuerung wird mit der unstabilisierten positiven Gleichspannung versorgt und die untere Sekund rwick
26. ase liegt der bertra ger anschluss 20 auf UB und am An schluss 18 liegt nun UB ber die Widerst nde R 121 R 122 wird eine zum Endstufenstrom proportionale Spannung gewonnen die zur Strombegren zung ber R 132 zur Reglerplatine gef hrt wird C 126 dient dabei zur St runterdr ckung Die sekund rseitige Ausgangsspannung des Leistungs Ferrit bertragers TR 102 wird ber die Doppeldioden D 101 und D 102 gleichgerichtet und gelangt dann ber die Speicherdrossel L 103 und den Shunt Widerstand PR 101 im Massezweig auf C 113 den ersten Ausgangsladeelko Es schlie en sich eine symmetrische Dop peldrossel L 105 und der Ausgangselko C 114 an welche ganz wesentlich zur hohen Ausgangsspannungsqualit t des SPS 9540 beitragen Wird die Ausgangsspannung von einem zuvor hohen Wert auf einen niedrigen zu r ckgedreht und das insbesondere wenn keine u ere Last angeschlossen ist so wird dies durch die relativ gro en Lade elkos im Ausgangszweig behindert Abhilfe schafft hier die mit den Bauele menten T 105 T 107 D 103 R 116 sowie R 118 R 120 aufgebaute spannungsabh n gige Vorlast ber die weitere Ringkerndrossel zur St runterdr ckung L 109 gelangt die Ausgangsspannung dann zu den an ST 104 und ST 105 angeschlossenen Polklemmen des Netzger tes C 144 sorgt f r eine wei tere Siebung Am linken unteren Rand des Haupt schaltbildes ist das Hilfsnetzteil zur Versor gungdersekund rseitigangeordneten Sch
27. atoren C 300 und C 301 Hauptschaltbild Abbildung 5 Im Vergleich zu einem herk mmlichen linear geregelten Netzger t sind beim SPS 9540 wesentlich mehr Stufen und Komponenten mit der Netz Wechselspan nung verbunden Dementsprechend ist beim Umgang mit einer derartigen Schal tung h chste Vorsicht geboten Die galvanisch mit der230 V Netzwech selspannung verbundenen Bauteile sind in Abbildung 5 durch eine gestrichelte Linie gekennzeichnet An die Schraub Klemm leiste KL 1 oben links angeschlossene Netzzuleitung gelangt die Netzspannung 8 auf die mit SI 101 bezeichnete Schmelzsi cherung Von dort geht es auf eine recht aufw ndige Filtergruppe die die Aufgabe hat das Versorgungsnetz von den im SPS 9540 auftretenden St rsignalen zu sch t zen Das erste Filter ist mit der stromkom pensierten Ringkerndrossel DR 101 und den Kondensatoren C 1 und C 3 aufgebaut Eine weitere Entst rdrossel DR 103 ist direkt nachgeschaltet bevor es auf den 2 poligen Netzschalter geht Hinterm Netzschalter wird direkt die Spannung f r das Hilfs Netzteil abgenom men w hrend in den Leitungen zum Haupt Gleichrichternoch 2 weitere stromkompen sierte Ringkerndrosseln geschaltet werden ber den zur Einschaltstrombegrenzung dienenden Hei leiter NTC 1 gelangt die Netz Wechselspannung auf den Br cken gleichrichter GL 101 Die Kondensatoren C 147 sowie C 149 C 152 dienen dabei zur weiteren St runterdr ckung Die zwischen UG und
28. ben den Vorgabewerten sind auch die aktu ellen Messwerte sowie alle Statusinforma tionen direkt auf dem Display abzulesen Bis zu neun vollst ndige Ger tekonfi gurationen werden im 512 Byte EEPROM abgespeichert Indiesem Speichersindauch die Backup Informationen des SPS 9540 erfasst sodass nach einem Stromausfall das Ger tnichtneueingestelltwerden muss Des Weiteren befinden sich im EEPROM die Kalibrierparameter f r den A D und den D A Wandler sowie die Maximalwer te f r Strom und Spannung Mit dem Stromshunt am Ausgang wird der Ausgangsstrom und ber den Span nungsteilerdie Ausgangsspannung erfasst Zusammen mit den Temperaturwerten der Endstufe gelangen die Messwerte ber ei nen Multiplexer auf den Eingang des A D Wandlers und von hier aus als digitale Informationen zum zentralen Mikrocon troller Eine galvanisch getrennte RS 232 Schnittstelle dient zur Verbindung des SPS 9540 mit einem PC Vom PC aus kann die komplette Steuerung des Netzteils er folgen Die Messwerte sind in beliebigen Dateien speicherbar Kommen wir nun zum Blockschaltbild des eigentlichen Schaltnetzteils das im unteren Bereich von Abbildung 2 darge stellt ist Zun chst gelangt die Netz Wech selspannung ber eine Filterstufe aufeinen Gleichrichter mit nachgeschalteten Puffer elkos der eine Gleichspannung f r die Leistungsendstufe des SPS 9540 bereit stellt Die Gleichspannung wird ber eine Power Faktor Korrektur die f r eine si
29. berlastung des Ger tes U Limit V Active HHODA I Limit A Active HHH standby Overtemp Locked Remote Memory 8 Das SPS 9540 ist besonders vorteilhaft einzusetzen wenn hohe Str me bei gerin ger Ausgangsspannung ben tigt werden Die wichtigsten technischen Daten dieses Hochleistungs Netzger tes sind in einer Tabelle zusammengestellt Bedienung Das SPS 9540 mit gro em hinterleuch teten LC Display zeichnet sich durch ei nen besonders hohen Bedienungskomfort aus Wie die Frontansicht des Ger tes zeigt sind zur Bedienung insgesamt 22 Taster ein Drehimpulsgeber mit 24 Raststellun gen pro Umdrehung sowie ein Netzschal ter zum Ein und Ausschalten der prim r seitigen Netzspannung vorhanden Auf dem gro fl chigen Display werden alle wichtigen Daten Sollwerte Istwerte sowie die Statusinformationen des Ger tes bersichtlich dargestellt Besonders gro e Zeichen wurden dabei f r die Istwert An zeigen der Spannung des Stromes und der Leistung auf der linken Displayseite ge w hlt w hrend die Grenzwertvorgaben auf derrechten Displayseite kleiner dargestellt werden Beim jeweils aktiven Regler an gezeigt durch ein Aktiv Segment sind grunds tzlich der Sollwert und der Istwert gleich gro Die Statusinformationen im unteren Bereich des Displays Abbildung 1 geben Informationen ber die verschiedenen Be triebszust nde des Netzger tes Nach dem Einschalten des SPS 9540 mit dem li
30. bszustand wieder auf Blockschaltbild Das in Abbildung 2 vereinfacht darge stellte Blockschaltbild verschafft einen ers ten berblick ber die Funktionsweise des SPS 9540 Das Zusammenwirken der ver schiedenen digitalen und analogen Schal tungsteile kann so anschaulich erl utert werden W hrend im oberen Bereich des Block schaltbildes in erster Linie der Mikrocon troller mit den zugeh rigen Peripherie Baugruppen zu sehen ist zeigt der untere Bereich die prinzipielle Funktionsweise des eigentlichen Schaltnetzteils Bevor wir auf das Schaltnetzteil eingehen betrachten wir zuerst den Digitalteil mit der zugeh ri gen Peripherie Die Sollwert Vorgaben f r Spannung und Strom kommen vom zentralen Mikro controller der im mittleren oberen Be reich des Blockschaltbildes eingezeichnet ist ber einen D A Wandler mit nachge schaltetem Multiplexer werden dann die analogen Steuerspannungen generiert und in den Sample and Hold Gliedern Ab tast Haltegliedern gespeichert Die gespei cherten Spannungen repr sentieren exakt die Sollwert Vorgaben f r Spannung und Strom R 232 e Abtast Abtast Multiplexer Hattegiea Halteglied U 1 C113 ks D102 IT Bau und Bedienungsanleitung ber die Tastatur oder den Drehimpuls geber oben links werden die gew nschten Parameter des Netzger tes manuell einge stellt und aufder gro fl chigen Fl ssigkris tall Anzeige oben rechts dargestellt Ne
31. che 6a b 7a d in die entspre chenden Nuten der Seitenprofile einzu schieben Die lackierte Seite zeigt hierbei jeweils nach au en Die zwei verbleiben den Alublenden 8c d werden links bzw rechts neben der R ckplatte 1b an die Seitenprofile 4a b angeschraubt Zuletzt bleibtdann nurnoch die Montage des Dreh knopfes f r den Incrementalgeber und das Festziehen der Netzkabeldurchf hrung Softwareabgleich Beim PS 9540 erfolgt der Ableich der Istwerte f r Strom und Spannung soft waregesteuert sodass hierf r im gesamten Ger t keine Abgleichtrimmer erforderlich sind Bei der ersten Inbetriebnahme wird nach dem Einschalten des PS 9540 auto matisch der Kalibriermodus gestartet Unten rechts im Display erscheint dann CAL und im oberen Bereich das Zeichen V f r die Spannung Dem Mikrocontrol ler muss nun die maximale Ausgangsspan nung des Netzger tes in unserem Fall 40 00 V ber die Nummerntastatur mitge teilt werden wobei falsche Eingaben mit CE wieder gel scht werdenk nnen Durch Bet tigen der ENTER Taste wird der ein gegebene Wert dann bernommen und zur Eingabe des Maximalstroms gesprungen die in der gleichen Weise erfolgt Auch hierbei dient zur bernahme die ENTER Taste Die maximal zul ssige Leistung des Ger tes berechnet der Con troller dann automatisch und zeigt diese ebenfalls im Display an Damit sind die Grundeinstellungen be reits abgeschlossen und wir komm
32. chrauben Zum Anschluss des Schutzlei ters an die R ckwand ist eine Zylinder kopfschraube M3 x 8 mm von au en durch die zugeh rige Bohrung zu f hren Aufder Innenseite folgen eine Zahnscheibe ein Flachstecker eine weitere Zahnscheibe und D Kunstoff Druckknopf dann die M3 Mutter die fest zu verschrau ben ist Auf dem Flachstecker wird ein vorkon fektioniertes Schutzleiterkabel aufgesteckt das mit einer Schutzleiter se des Seiten profils verbunden wird Nun ist die Frontplatte 1 a mit einer roten und einer schwarzen Polklemme zu best cken wobei ein an der R ckseite der Frontplatte zu montierendes abgewinkel tes Halteblech f r die erforderliche Stabili t t sorgt Die Buchsen sind mit den erfor derlichen Muttern und Kontermuttern fest zu verschrauben Die Frontplatine und die Frontplatte sind daraufhin in die zugeh rigen F hrungsnuten der Modulschiene 3 a einzusetzen und bis an die Alu Blende 8 a heranzuschieben Unter Zugabe von viel L tzinn wird die von ST 104 kommende rote Leitung an die rote Polklemme und die von ST 105 kom mende schwarze Leitung an die schwarze Polklemme angel tet Dabei ist unbe dingt auf gute L tverbindungen zu achten Die Verbindung der Basisplatine mit der Frontplatine wird ber ein 15 cm langes Flachbandkabel hergestellt das an beiden Enden mit einem 20 poligen Pfostenste ckerin Schneid Klemmtechnik best ckt ist Das Flachbandkabel verbindet die Stiftleis t
33. e ST 110 der Basisplatine mit ST 310 der Frontplatine wobei jeweils Pin 1 und Pin 19 gekennzeichnet sind Nachdem der Geh useeinbau so weit fortgeschritten ist werden das noch nicht festgeschraubte Ger techassis exakt im Geh use positioniert und schlie lich die sechs Chassisbefestigungsmuttern angezo gen Hierbei ist zu beachten dass die Front platte la b ndig an der Alublende 8a des Seitenprofils anliegt und die R ckplat te 1b mittigaufder Modulschiene 3b zu liegen kommt Endmontage Im nun folgenden Arbeitsschritt wird die vordere obere Modulschiene 3d von oben auf die Frontplatte la aufgesteckt an das Seitenprofil 4a mittels Geh use schraube 9 und aufgesteckter M4 Zahn scheibe angeschraubt aber noch nicht fest gezogen Anschlie end ist die hintere obere Modulschiene 3c in gleicher Weise auf die R ckplatte 1b zu setzen und mit dem Seitenprofil 4a zu verbinden jedoch eben falls noch nicht fest zu verschrauben F r die gute Stabilit t des Geh uses sorgt eine zus tzliche Modulschiene im mittleren Bereich 5a die ebenfalls nun zu montie ren ist Danach wird das von der 9 poligen Sub D Buchse an der Ger ter ckseite kommen de Flachbandkabel mit 3 Kabelbindern an die oberen 3 Modulschienen befestigt so dass das Kabel keine hei en Bauelemente ber hren kann Der Pfostenstecker ist da nach auf die zugeh rige Steckleiste der Frontplatine aufzustecken Inbetriebnahme Un
34. e f r den jeweils zul ssigen Ausgangsstrom wird in hnlicher Weise wie beim bereits beschrie benen Spannungsregler erzeugt An dem gemeinsamen Anschlusspunkt der Wider Bild 8 PFC Regler des SPS 9540 st nde R 223 R 224 und R 227 wird zus tzlich ber die Widerst nde R 225 R 226 sowie R 233 der Istwert des gerade flie enden Ausgangsstromes eingespeist Wie in der Beschreibung des Block schaltbildes dargelegt wird die zum Aus gangsstrom proportionale Messspannung Istwert von dem Pr zisions Shunt Wi derstand PR 101 aus der Abbildung 5 er zeugt Diese Messspannung gelangt ber den Steckverbinder STL 102 ST 202 auf die oben genannten Widerst nde und schlie lich aufden invertierenden Eingang Pin 6 des IC 204 B LFF MULT OUT ISENSE Q VFEED ol J chwee CA OUT COSC ROSC SYNC Q O O i GK Me ew oso UVLO Vs1 25V veel _ 1 28V j A wo F a 15 i B 1 Ss gt 1 o R e UVLO O SUPPLY amp VREF Vs2 18 5V K eS Vs1 r 28 GDRV Vs1 8 5V A AS 1 W N O Vref A 2 3 1 O O O SS JPK QVP P GND Bild 9 Interner Aufbau des PFC Reglers L 4981 A Der Ausgang des IC 204B Pin 7 ist ebenfalls ber R 236 L 202 und R 230 mit der Eingangsdiode des Optokopplers siehe auch Abbildung 6 verbunden womit der Regelkreis des SPS 9540 geschlossen w re Der Kondensator C 212 sowie der
35. eiten beim SPS 9540 ber die Software vorgenom men werden erfolgt nun zuerst die weitere Endmontage Dazu wird zuerst wieder das Boden blech 2a eingesetzt und der Schutzleiter angeschlossen Ein weiteres 15 cm langes vorkonfektio niertes Schutzleiterkabel wird auf den Flachsteckeranschluss des Geh usedeckels 2b gesteckt Dieser Geh usedeckel ist nun mit dem Schutzleiteranschluss voran so weit in die vorgesehenen Nuten der Modulschienen 3c d einzuschieben dass eine ffnung bis zum Seitenteil von etwa 5 cm verbleibt Als N chstes wird das Ende des Schutzleiterkabels an die verbleibende Schutzleiterl t se wie beschrieben ange l tet und der Geh usedeckel ganz an das Seitenprofil 4a herangeschoben Anschlie end wird das zweite Seiten profil 4b so aufgesetzt dass Boden 2a und Deckelblech 2b in die zugeh rigen Nuten passen Danach ist das Seitenprofil locker mit den Modulschienen zu ver schrauben Hierbei ist zu beachten dass die Befestigungsschrauben 9 zuvor je weils mit einer M4 Zahnscheibe zu verse hen sind Nun werden alle Befestigungsschrau ben auf beiden Seiten der Modulschienen festgezogen Abschlie end sind die verbleibenden Alublenden 8b d und die Seitenbleche 6a b 7a d zu montieren Hierzu wird zun chst die zweite Alublende 8b rechts neben der Frontplatte mittels Befestigungs schrauben 9 angebracht Von der Ger te r ckseite her sind die breiten und schmalen Seitenble
36. el zu best cken Am an deren Kabelende wird ein 10 poliger Pfos tenstecker ebenfalls in Schneid Klemm technik aufgesetzt Im Anschluss hieran ist die Sub D Buchse an die R ckwand des Ger tes zu schrauben Im n chsten Arbeitsschritt ist die Netz Zuleitung auf 12 cm L nge von der u e ren Ummantelung zu befreien und die brau ne und blaue Innenader auf 2 5 cm L nge zu k rzen Nach dem Abisolieren auf 7 mm L nge wird auf diese beiden Innenadern jeweils eine Aderendh lse aufgequetscht Die gr n gelbe Ader ist auf 8 mm abzuiso lieren Die beiden Netzadern L und N werden an die Schraub Klemmleiste KL 1 ange schlossen Zur Zugentlastung des Netzkabels wird eine Zugentlastungsschelle mittels zweier Zylinderkopfschrauben M3 x 14 mm die von der Platinenunterseite her einzusetzen sind und den zugeh rigen M3 Muttern und Zahnscheiben so auf der Platine befestigt dass der u ere Mantel des Netzkabelsnoch etwa 1 2 mm unter der Schelle hervorragt Nachdem der Aufbau des Ger tes so weit fortgeschritten ist kann nun die Ge h usemontage beginnen Geh usemontage Im ersten Schritt der Geh usemontage Abbildung 13 entsteht der Geh usebo den mit Seitenteil bestehend aus den drei Modulschienen 3a b 5b dem Seitenpro fil 4a und dem Bodenblech 2a Die Modulschienen werden hierzu mittels dreier Geh useschrauben 9 jeweils mit aufge steckter M4 Zahnscheibe an das Seiten profil geschraubt jedoch noch nicht fe
37. en im n chsten Schritt zur Kalibrierung des A D und D A Wandlers Ein m glichst genaues Multimeter ist dazu die Grundvoraussetzung wobei im mer der kleinste ausreichende Messbe reichs Endwert zu w hlen ist Im ersten Schritt steht 1 00 V auf dem Display und die Steuereinheit des PS 9540 gibt auch diesen Wert f r die Ausgangs spannungvor Die Ausgangsspannung wird ber den Drehimpulsgeber ver ndert wenn die Anzeige des Multimeters von der Soll wertvorgabe auf dem Display 1 00 V abweicht Wenn beide Werte bereinstimmen ist die ENTER Taste zu bet tigen worauf die maximale Ausgangsspannung auf dem Display erscheint und als Sollwert von der 21 Bau und Bedienungsanleitung EE Steuereinheit vorgegeben wird eventuell Multimeter umschalten Abweichungen zwischen der tats chli chen Ausgangsspannung und der Vorgabe aufdem Display werden auch hier mitdem Drehimpulsgeber korrigiert und mit der ENTER Taste bernommen Auf der Anzeige erscheint nun 0 00 A und das Multimeter ist auf Gleichstrom messung umzustellen Nun wird der Drehimpulsgeber so abge glichen dass gerade der minimale Aus gangsstrom max 1 mA erreicht wird Bevor jetzt die ENTER Taste zur ber nahme bet tigt wird ist das Multimeter auf den Messbereich f r den maximalen Aus gangsstrom 30 A umzustellen oder durch ein Zangen Amperemeter zu ersetzen wenn kein Multimeter mit ausreichendem Messbereich zur Verf gung ste
38. gsstufen des SPS 9540 deaktiviert werden Durch diese Ma nahme wird das SPS 9540 bei zu niedriger Netzspannung praktisch abgeschaltet wodurch die auf w ndige Leistungselektronik wirksam ge sch tzt ist Wie bereits erw hnt erh lt IC 202 seine Eingangs Steuerinformation ber den Op tokoppler IC 201 in Verbindung mit der Transistorstufe T 202 Ein weiteres von Pin 5 des Steckverbin ders ST 201 kommendes Signal sorgt f r eine Strombegrenzung in den Schalt Tran sistoren Reglereinheit Abbildung 7 Abbildung 7 zeigt die Reglereinheit des SPS 9540 Die Referenzspannung f r den U Regler IC 204 A sowie f r den I Regler IC 204 B wird durch IC 203 erzeugt C 208 C 210 vor und hinter dem Span nungsregler dienen in diesem Zusammen hang der Schwingneigungsunterdr ckung bzw Pufferung F r die Spannungseinstellung gelangen die Sollwert Informationen vom Abtast Halteglied ber die Widerst nde R 214 undR215sowieR 218 aufden invertieren den Eingang des IC 204A Der Istwert d h der tats chlich vorhan dene Wert der Ausgangsspannung gelangt 10 ber den Widerstandsteiler R 216 R 235 und R 219 an den nicht invertierenden Eingang Pin 3 des OPs IC 204 A Der Ausgang des U Reglers IC 204 Pin 1 ist ber R 231 L 200 und R 221 mit der Anode der in IC 201 integrierten Foto diode verbunden sodass ber den Puls breitenmodulator der Regelkreis geschlos sen wird Der Sollwert d h die Vorgab
39. gte Gleichspannung mit einer Spannungsh he von ca 410 V direkt auf die mit den Feldeffekt Transis toren T 101 T104 aufgebaute Leistungs endstufe des SPS 9540 Wie eingangs bereits geschrieben bil den diese 4 Leistungstransistoren in Ver bindung mit den bertragern TR 101 und TR 102 sowie den Dioden D 101 und D 102 der Speicherdrossel L 103 und den Ladeelkos C 113 und C 114 einen so ge nannten Vollbr ckenflusswandler Die Ansteuerung der Leistungsendstufe erfolgt so dass in einer Schaltphase die Transistoren T 101 und T 104 und in der darauf folgenden Schaltphase die Transis toren T 102 und T 103 durchgeschaltet sind Dies hat zur Folge dass in Schaltpha se 1 der Anschluss 20 des Leistungs ber tragers TR 102 mit UB beaufschlagt wird w hrend der Anschluss 18 auf UB liegt In Tabelle 2 Anschlussbelegung der Prozessoreinheit Anschluss Funktion Wert 1 Temperatur Sensor 1 1 4 V 2 4 V 2 Temperatur Sensor 2 1 4V 24V 3 Versorgungsspannung V 24 DW A Versorgungsspannung V 24 DW 5 Versorgungsspannung Steuerung Ke 6 Frei 7 Versorgungsspannung Steuerung 5V 8 Vorgabe Sollspannung HE 9 Masseverbindung GND 10 Vorgabe Sollspannung VASEN 11 Masseverbindung GND 12 Vorgabe Sollstrom 0SN 13 Messspannung H 14 Vorgabe Sollstrom MED 15 Masseverbindung GND 16 Frei 17 Messstrom omo v i 18 Reglererkennung TTL Pegel 19 Masseverbindung GND 20 Masseverbindung GND der zweiten Schaltph
40. h Speicherplatz 0 mit den zugeh rigen Daten erscheint im Display Mit der Taste Enter k nnen die gespeicherten Sollwert Vorgaben dann als neue Grenz werte Limits bernommen werden oder die Bet tigung der Taste CE f hrt zum Abbruch des Vorganges Das Abspeichern von neuen Ger tekon figurationen istebenfalls sehreinfach Auch dabei wird zun chst der gew nschte Spei cherplatz mit Hilfe der Memory Taste se lektiert Um die aktuell eingestellten Vor gabewerte dann unter diesem Speicher platz anzulegen ist die Memory Taste 2 Sekunden gedr ckt zu halten Der Vor gang wird automatisch abgebrochen wenn innerhalb von 5 Sekunden keine Taste be t tigt wird Ebenfalls f hrt die Bet tigung der Taste CE zum Abbruch des Vor gangs Tastatur Sperre Lock Um zu verhindern dass Vorgabewerte versehentlich ver ndert werden ist das Schaltnetzteil SPS 9540 mit einer Tasta tur Sperre ausgestattet Verschentliches Ver ndern von Vorgabewerten kann fatale Folgen f r ein angeschlossenes Ger t ha ben und bis zur Zerst rung f hren Durch eine kurze Bet tigung der Taste Lock werden s mtliche Tastenfunktionen des SPS 9540 mit Ausnahme des Netzschal ters der Taste Stand by und der Taste Lock selbst gesperrt In der unteren Statuszeile des Displays wird die Tastatursperre mit dem Symbol Lock angezeigt Die Tastatursperre kann wieder aufgehoben werden wenn die Lock Taste ei
41. ht Danach wird dann die ENTER Taste bet tigt und der Maximalwert des Stromes von der Steuereinheit vorgegeben F r diese Messung muss der Ausgang mit einer hin reichendniederohmigenLastbeschaltetsein sodass auch der max Strom flie en kann Auch dieser Wert ist mit dem Drehimpuls geber m glichst exakt einzustellen W h rend des Kalibriervorgangs ist nun ein letz tes Mal die ENTER Taste zu bet tigen Daraufhin f hrt der Prozessor einen Dis playtest durch alle zur Verf gung stehen den Segmente leuchten auf und schaltet in den normalen Betriebsmodus Der Kalibriermodus kann jederzeit wie der aufgerufen werden wenn beim Ein schalten des Ger tes die Tasten REMOTE ENTER und die Ziffer 2 gedr ckt gehal ten werden Der Aufbau und die Inbetrieb nahme sind damit abgeschlossen sodass dem Einsatz dieses hochwertigen Netzger tes nichts mehr im Wege steht m 22 St ckliste SPS 9540 Widerst nde OS IR E E A R349 A T O EE R300 ATOS MID eosersoneesee R329 R330 R342 1000 MD E E R324 SIE ID eegene R306 R309 6300 SMOE ee R312 IKOISMID seesren R336 R338 R348 R350 2 2KOS MDE R304 R305 R307 R308 Z TKO SMD T R311 R332 10kQ SMD R310 R313 R323 R325 R328 R334 R335 R339 DDKO S VD R331 SN ID EEN R337 100kQ SMD R314 R340 R341 EH EE R347 1S0K O STVITDERRE RE R343 R346 Kondensatoren DPE MD C304 C305 A ASIMI D easaontas C325 C326 dE EE C329 K
42. iter ENEE IC100 SS IC101 1C203 EE IC102 een IC103 SEHON GOEm IC201 GE 1IC202 UW Se IC204 IC205 1C502 TROR a 501 LAISIA een IC701 SIEENSNASOmr T101 T104 EE T105 e EE ONA O T106 BC337 40 T107 T201 T202 BE SAS E T203 BDETSE T T502 KB SGE oa ee GL101 B40C1500RD GL102 GL103 GL104 HPASORAGOP D101 D102 ZEDIZV O AWN D103 D202 1N4148 D104 D106 D109 D115 D501 D502 D701 D702 NIOO ne D110 EIST Ae D111 D112 SCEA D113 SETASO6GDA T ee D114 TEE D116 ET US en D203 Sonstiges Festinduktivit t 10u H L200 L202 Stromkompensierte Ringkerndrossel stehend 2 x 3 9mH 6A DRI101 Zweifach Ringkerndrossel E UE DR103 Spec herdr sse L103 UKW Breitbanddrosseln 2 SIV indung ene roseg L104 L108 Zylinder Ferrit Ringkern EE L105 L109 Speicherdrosselen me L106 SA RE eegene L107 Mreibenmaro e TR101 Hauptttatoee een TR102 Trafo 1x 18V 175mA TR104 Traio 2x o ernennen TR105 Temperatursensor SAAI ee eaa TS501 TS502 Netzschraubklemme 3 polig KL1 L tstifte mit L t se ST501 ST501A ST502 ST502A Stiftleiste 2 x 10 polig ST110 Stiftleiste 1 x 6 polig abeewinkelt a ma e ST201 Stiftleiste 1 x 15 polig absewunke e ST202 Stiftleiste 1 x 12 polig AA ke EN ST701 Buchsenleiste 1 x 6 polig STL101 Buchsenleiste 1 x 15 polig STL102 Buchsenleiste 1 x 12 polig STL103 Sichenunzao Ama SI101 Sicherung 50mA tr ge SI102 S1103 Sch
43. lexible Leitung ST1 x 2 5mm schwarz 23 Bau und Bedienungsanleitung Hinweisblatt zum 100 VA Prozessor Netzteil SPS 9540 Achtung 1 Auf der Leiterplatte mit der Nr 9941720A kann die Durchkontaktierung elektrische Verbindung der in der Abbildung unten markierten Bohrung Pfeil fehlen Pr fen Sie daher bitte die Platine noch vor dem Beginn der Best ckungsarbeiten Die ggf fehlende Verbindung kann einfach hergestellt werden Unmittelbar um die markierte Bohrung herum ist der L tstoplack der jeweiligen Leiterbahn auf einer kleinen Fl che 2 3 mm sowohl auf der Best ckungsseite als auch auf der L tseite mit einem geeigneten Werkzeug z B mit einem kleinen Schlitzschraubendreher zu entfernen Lassen Sie hierbei die n tige Vorsicht walten um die Platine nicht an anderer Stelle zu besch di en ie eigentliche Verbindung ist mittels eines kurzen Drahtabschnittes zu realisieren der in die Bohrung gesteckt und auf beiden Seiten der Leiterplatte verl tet wird 2 Die Bauteilbezeichnungen von C 108 und C 144 sind im Best ckungsdruck nicht lesbar C 108 a rechts neben TR 101 und C 144 befindet sich direkt am Ausgang zwischen ST 104 un f Bei einer kleinen Serie des L fter Halteblechs sind die Befestigungsschlitze zur Montage an der K hlk rperabdeckplatine 1 mm zu schmal zus uit Sollte Ihrem Bausatz ein derartiges Halte blech beiliegen so sind die entsprechenden Offnungen leicht nachzuarbeiten Die Ansch
44. lgt automatisch wenn l nger als 5 Sek keine Taste mehr bet tigt wird Nummerntastatur Alternativ zum Drehimpulsgeber k n nen alle Sollwert Vorgaben auch ber eine Nummerntastatur eingegeben werden Auch dabei ist zuerst mit Hilfe der Aus wahltasten U I oder P die zu ver ndernde Gr e auszuw hlen Die gew hlte Gr e wird dann direkt eingegeben wobei die Taste CE die zuletzt eingegebene Ziffer l scht Der eingegebene Zahlenwert wird mit der Taste Enter oder wenn l nger als 10 Sek keine Taste mehr gedr ckt wurde als neuer Grenzwert bernommen Eine neue Eingabe wird dabei grunds tzlich auf der linken Displayseite angezeigt und er scheint als neuer Grenzwert aufder rechten Displayseite nach der bernahme Speicherpl tze Beim SPS 9540 sind bis zu 9 individuel le Ger tekonfigurationen in einem nicht fl chtigen Speicher EEPROM zu sichern und bei Bedarf jederzeit wieder aufrufbar Selbstverst ndlich bleiben die Daten auch bei ausgeschaltetem Ger t oder bei einem Spannungsausfall ber Jahre erhalten Die Auswahl des gew nschten Speicherplat zes erfolgt mit der rechts neben dem Dis play angeordneten Taste Memory und wird unten rechts in der Statuszeile des Displays angezeigt Jede Tastenbet tigung schaltet einen Speicherplatz weiter wobei die gespeicherten Daten f r U I und P rechts im Display erscheinen Nach Erreichen des letzten Speicher platzes 8 beginnt der Vorgang von neu em d
45. lung von TR 105 dient beim SPS 9540 zur potentialfreien Versorgung der seriellen Schnittstelle Mit Hilfe des Komparators IC 103 B erhalten wir die Information welcher Reg ler U oder I gerade aktiv ist und IC 103A nimmt eine Invertierung der am Strom shunt PR 101 gewonnenen strompropor tionalen Spannung vor Damit ist die Beschreibung des Haupt schaltbildes abgeschlossen und wir wen den uns dem in Abbildung 6 dargestellten Pulsbreitenmodulator zu Pulsbreitenmodulator Abbildung 6 Kernst ck der Steuerschaltung ist der integrierte Baustein IC 202 mit der Be zeichnung SG 3525A Die Ausgangsspannung des SPS 9540 wird auf der Prim rseite durch das Puls Pausen Verh ltnis des Ansteuersignals f r die Leistungstransistoren T 101 bis T 104 gesteuert Die konstante Oszillatorfrequenz und damit die Schaltfrequenz des gesam ten Netzteils wird durch die Bauelemente R 205 und C 201 vorgegeben Bei der gew hlten Dimensionierung dieser Bau elemente ergibt sich eine Schaltfrequenz von ca 30 kHz Das Puls Pausen Verh ltnis des an Pin 11 und Pin 14 anstehenden Steuersig nals wird in Abh ngigkeit von der Ein gangsinformation an Pin 9 gesteuert Diese Eingangsinformation kommt wie derum von der in Abbildung 7 dargestell ten Reglereinheit der Sekund rseite ber den Optokoppler IC 201 Nach dem Einschalten wird die Impuls breite des Ansteuersignals langsam aufden ber die Reglereinheit eingestellten Wert hochgefahren
46. lusspins der Drossel DR 101 und DR 103 sind verzinnt Befindet sich dabei zu viel L t zinn an den Pins so ist die Monatge in die entsprechenden Platinenbohrungen nicht m glich In diesem Fall ist zuerst mit Entl t Sauglitze das bersch ssige L tzinn zu entfernen 24
47. n weiteres Mal bet tigt wird 512 Byte EEPROM Tastatur Drehimpulsgeber Te Power Faktor Korrektur L O N Netzfilter O Bild 2 Blockschaltbild des SPS 9540 Remote Zum Anschluss eines Computers ist das SPS 9540 mit einer seriellen V 24 Schnitt stelle ausgestattet ber die s mtliche Funk tionen automatisch steuerbar sind Die Schnittstelle steht an einer 9 poligen Sub D Buchse auf der Ger ter ckseite zur Ver f gung und kann mit Hilfe der Taste Re mote rechts oben neben dem Display freigegeben werden Bei freigegebener Schnittstelle erscheint in der Statuszeile des LC Displays dann das Remote Sym bol und das Ger t ist bereit die empfange nen Befehle zu verarbeiten Die Schnittstelle wird durch einen er neuten Tastendruck der Remote Taste wieder gesperrt Stand by Mit der Stand by Taste links neben den Ausgangsbuchsen kann der Ausgang des Netzger tes deaktiviert werden An den Ausgangs Polklemmen liegt dann kei ne Spannung mehr an und es flie t auch kein Strom mehr Diese Funktion ist sehr praktisch wenn an einem angeschlossenen Ger t gearbeitet wird da zum Abschalten keine Sollwert Ver nderungen erforderlich sind Der Stand by Mode wird in der Sta tuszeile des Displays mit dem Stand by Symbolmarkiert Ein weiterer Tastendruck Mikrocontroller ELV99114 D A Wandler dm KL 9 WW 4 di auf die Stand by Taste hebt diesen Be trie
48. ngepasst werden Der Verst rkungsfaktor des OPs wird da bei ber den SpannungsteilerR 331 R 332 im R ckkopplungszweig festgelegt Da die von der Basisplatine kommende Zuleitung zum Messeingang relativ lang ist werden HF Einkopplungen mit C 329 und dem Siebglied R 350 C 332 abge blockt D A Wandler Zur analogen Sollwertvorgabe f r Strom und Spannung ist ein D A Wandler erfor derlich Der von uns eingesetzte D A Wandler von Linear Technology des Typs LTC 1658 zeichnet sich durch ein gutes Preis Leistungsverh ltnis aus und hateine Genauigkeit von 14 Bit Der Wandler mit seriellem Eingang wird ber 3 Leitungen vom Mikrocontroller Port4 Obis Port 4 2 gesteuert Die ber R 337 mit Spannung versorgte Referenzdiode stellt eine Referenzspan nung von 2 5 V f r den Wandler zur Ver f gung Da der Wandler sowohl f r die Sollwertvorgabe der Spannung als auch f r die Sollwertvorgabe des Stromes dient ist ein nachgeschalteter Analog Multiple xer mit 2 Abtast Haltegliedern Sample amp Hold erforderlich Jedes Sample amp Hold Glied besteht da bei aus einem Puffer Verst rker mit hoch ohmigem Eingang IC 310 A IC 310 B einem Widerstand R 336 R 338 und einem Kondensator C 306 C 307 Der Kondensator wird ber den Widerstand auf geladen bis er die Sollspannung erreicht hat und anschlie end der Multiplexer in den hochohmigen Zustand versetzt Daderhoch ohmige Eingang des nachgeschalteten OPs die Spannung nahe
49. nheit Abbildung 3 der galva nisch getrennten seriellen Schnittstelle Abbildung 4 dem Hauptschaltbild in Abbildung 5 dem Pulsweitenmodulator in Abbildung 6 der Reglereinheit Abbil dung 7 der Power Faktor Korrektur Ab bildung 8 und der L ftersteuerung mit Temperatur berwachung in Abbildung 10 W hrend sich die Schaltung des Leis tungsnetzger tes auf einer gro en Basis platine und zwei Modulplatinen befindet sind alle f r die Bedien und Steuerfunk tionen zust ndigen Komponenten sowie die Schnittstelle auf einer Frontplatine un tergebracht Die Verbindung der beiden Funktionseinheiten erfolgt ber ein 20 poliges Flachbandkabel wobei die Pro zessoreinheit aufgrund der allgemein ge haltenen Architektur auch zur Steuerung von anderen Netzger ten geeignet ist Die Schaltungsbeschreibung beginnen wir nun mit der in Abbildung 3 dargestellten Pro zessoreinheit Prozessoreinheit Abbildung 3 Zentrales Bauelement ist der Single Chip Mikrocontroller IC 304 vom Typ ELV 99114 dessen Arbeitsprogramm in einem 16 kB gro en ROM gespeichert ist Aufgrund der umfangreichen LCD Steu erm glichkeiten verf gt der Baustein ber 100 Anschlusspins Die erforderliche ex terne Beschaltung hingegen ist u erst ge ring Der Takt des chipinternen Oszillators wird mit Hilfe des Quarzes Q1 festgelegt der an Pin 17 und Pin 18 des Controllers angeschlossen ist Neben dem Quarz sind an diesen Pins noch die Kondensatoren C 3
50. nks unten angeordneten Netzschal ter leuchtet die dar ber angeordnete Po wer LED Gleichzeitig f hrt der Mikro controller einen Displaytest durch und steuert f r ca 2 Sek alle Segmente des Displays an Abbildung 1 Danach wird die zuletzt genutzte Ger tekonfiguration vor dem Ausschalten wieder bernom men Das Einstellen der Sollwert Vorgaben kann sowohl mit Hilfe der Nummerntasta tur auf der rechten Frontplattenseite als auch mit einem Drehimpulsgeber Incre mentalgeber erfolgen Grunds tzlich wer den alle Werte 4 stellig in der Grundein heit Volt Ampere oder Watt vorgegeben Die Auswahl der zu ver ndernden Gr e Bild 1 Display des SPS 9540 mit allen zur Verf gung stehenden Segmenten Displaytest erfolgt mit den rechts neben dem Display angeordneten Tasten U I und P Drehimpulsgeber Zur Einstellung der Sollwert Vorgaben mit dem Incrementalgeber Drehimpuls geber ist zuerst mit Hilfe der Tasten U I oder P die zu ver ndernde Gr e auszu w hlen Die zu ver ndernde Stelle des Vor gabewertes wird dann mit den beiden Tas ten d und gt oberhalb des Drehim pulsgebers ausgew hlt wobei die jeweils aktive Stelle durch einen Unterstrich ge kennzeichnet wird Entsprechend der ge w hlten Schritte erfolgt durch Drehen des Impulsgebers in die gew nschte Richtung das Ver ndern der Sollwert Vorgabe Die bernahme der neuen Einstellung als Grenzwert wird mit der Enter Taste vorge nommen oder erfo
51. nusf rmige Stromaufnahme aus dem Netz sorgt zu den prim rseitigen Leistungs transistoren T 101 bis T 104 gef hrt Zu s tzlich stabilisiert die Power Faktor Kor rektur die Gleichspannung auf ca 410 V Zu bedenken ist dass diese Stufen nicht galvanisch vom 230 V Wechselspan nungsnetz getrennt sind und somit extreme Lebensgefahr bei unsachm igem Umgang besteht Bei den Transistoren T 101 bis T 104 5V TAI TA4 TA7 TA10 TA13 TA16 TA19 Con c310 10305 Ch CD4051 m SMD 100n 100n B SMD SMD m u AGND AGND 5V_EIN 48V R300 4 7 Metalfim 0330 Den d ES LCD H E E H E E E H e ga pa en 3 6 a CE Standby U 1 P TA2 TAB TAB Tal TA14 mur TA20 TA22 E E E E E E H E EE N a pet a EN 2 5 8 D Enter Remote Memory Lock TA3 TA6 TA9 TA12 TA15 TA18 E E E E E E ln Bar 41 ER 1 4 Ve 2 2 H Lal ADW T305 R323 Inkremental geber I 325 C326 5V oi 4n7 R324 BC848 SMD 10304 e H el E F cl All soo LCD_PS 9530 col E 36 seco M 88 ELV99114 3 HH S S 37 77 38 HH 75 HE 75 40 41 a t 73 12 Ti LC Display 70 C328 470n SMD
52. ohrung im Winkel ist zur sp teren mechanischen Verbindung mit der Basisplatine vorgese hen Aufbau des PFC Reglers Der Aufbau der PFC Regler Platine ist recht einfach und erfolgt in der gleichen Weise wie der Aufbau der Steuerplatine Auch hier muss die abgewinkelte 12 poli ge Stiftleiste vor dem Verl ten plan auf der Platinenoberfl che aufliegen und der Mon tagewinkel zur sp teren mechanischen Verbindung mit der Basisplatine ist mit einer Schraube M3 x 6 mm Zahnscheibe und Mutter zu befestigen Da Fehler auf dieser Platine zur Zerst rung des gesamten Netzteils f hren k n nen ist beim L tvorgang u erste Vor sicht geboten Auch die korrekte Best ckung ist vor der ersten Inbetriebnahme gr ndlich zu pr fen Der Trimmer R 713 wird ungef hr in die Mittelstellung gebracht Aufbau der Basisplatine Im n chsten Schritt kommen wir dann zum praktischen Aufbau der411x316mm gro en Basisplatine die mit u erster Sorg falt zu best cken ist Dies gilt in besonde rem Ma e f r die L tstellen im netzspan nungsf hrenden Bereich Zuerst werden die niedrigsten Kompo nenten in unserem Fall die 1 igen Metall film Widerst nde und Dioden mit Aus nahme der am K hlk rper zu befestigen den Dioden eingel tet Danach sind die Keramik und Folien Kondensatoren sowie die nicht an den K hlk rpern zu befestigenden Transisto ren und Spannungsregler an der Reihe Die Br ckengleichrichter GL 102 GL 104
53. r dienen zur Entkopplung der einzelnen Reg ler wodurch sichergestellt ist dass jeweils nur ein Regler aktiv ist und die Regelung der L fterspannung bernimmt Sowohl der Grundlastregler als auch der Temperaturregler werden mit der durch IC 501 erzeugten stabilisierten Spannung betrieben Die Kondensatoren C 501 und C 502 dienen der Pufferung und Schwing neigungsunterdr ckung f r IC 501 Nachbau Wichtiger Hinweis Da es sich beim SPS 9540 um ein netz betriebenes Ger t mit frei gef hrter Netz spannung handelt d rfen Aufbau und In betriebnahme nur von Fachkr ften durch gef hrt werden die aufgrund ihrer Ausbil dung dazu befugt sind Die geltenden VDE und Sicherheitsbestimmungen sind dabei unbedingt zu beachten Insbesondere ist es bei der Inbetriebnahme zwingend erfor derlich zur sicheren galvanischen Tren nung einen entsprechenden Netz Trenn transformator vorzuschalten Obwohl die Schaltung des SPS 9540 recht komplex ist geht der Nachbau z gig vonstatten S mtliche Bauelemente wer den auf 4 bersichtlich gestalteten Leiter platten untergebracht Bei der Best ckung der Bauelemente ist h chste Aufmerksamkeit geboten dieses gilt insbesondere f r alle Bauelemente die galvanisch mit dem 230 V Wechselspan nungsnetz verbunden sind Bei einer even tuell erforderlichen Fehlersuche im Ger t istein Trenntrafo ca 1000 VA aus sicher heitstechnischen Gr nden aber auch aus messtechnischer Sicht unbeding
54. r Stelle noch nicht zu best cken Nun werden die 3 jeweils aus 2 H lften bestehenden Platinen Sicherungshalter eingel tet und gleich mit der zugeh rigen Feinsicherung best ckt Der Netzschalter S 101 die Schraub klemmleiste KL 1 und die beiden Netz drosseln DR 101 und DR 103 m ssen vor dem Verl ten mit allen Auflagepunkten an der Platine anliegen W hrend der Hilfstrafo TR 104 direkt in die Platine eingel tet wird ist der Trafo TR 105 zuvor mit zwei Schrauben M4 x 8 mm Zahnscheibe und Muttern auf die Platine zu schrauben Eine danach einzul tende 20 polige Stift leiste ST 110 dient zur sp teren Verbin dung mit der Frontplatine Nun sind die Ausgangsdrosseln L 105 und L 109 jeweils aus einem 28 5 mm langen Ringkern mit28 3 mm Au endurch 16 messer und 13 8 mm Innendurchmesser und je zwei 34 cm langen isolierten Leitun gen rot schwarz 2 5 mm herzustellen Alle Leitungsenden sind auf 1 cm L nge abzuisolieren und zu verzinnen Bevornun die Leitungen wie aufdem Platinenfoto zu sehen ist jeweils mit 3 Windungen um den Kern der Ringkerndrosseln gewickelt wer den ist es empfehlenswert zu pr fen ob die Leitungsenden durch die zugeh rigen Platinenbohrungen passen Gegebenenfalls sind die Leitungsenden nachzuarbeiten Die jeweils rote und schwarze Leitung m ssen unbedingt den gleichen Wickelsinn auf weisen Als n chstes werden die beiden K hl k rper f r den Einbau vorbereitet indem die zugeh
55. rontplatine nur noch das gro e LC Display mit Folienhin terleuchtung einzubauen wobei zum An pressen der Leuchtfolie an die R ckseite des Displays ein St ck Schaumstoff dient Die Einbauh he des Displays muss dabei gemessen von der Displayoberfl che bis zur Platinenoberfl che 8 5 mm betragen Nach Anl ten der Display Anschl sse und der Leuchtfolie ist die Best ckung der Frontplatine abgeschlossen Best ckung der Steuerplatine Im n chsten Arbeitsschritt wird die 66 mm x 113 mm messende Steuerplatine vorgefertigt Die Best ckung der Bauele mente erfolgt in der gewohnten Weise ent sprechend der St ckliste und des Best ckungsplanes wobei nur wenige Beson derheiten zu beachten sind Die abgewinkelten Stiftleisten m ssen wie auf dem Platinenfoto zu sehen vor Ansicht der fertig best ckten Steuerplatine mit zugeh rigem Best ckungsplan dem Verl ten plan auf der Leiterplatten oberfl che aufliegen Der Spannungsregler IC 203 ist wie im Best ckungsdruck angedeutet liegend ein zubauen Hierzu wird der Spannungsreg ler zun chst mittels einer Zylinderkopf schraube M3 x 6 mm und zugeh riger Zahnscheibe und Mutter verschraubt und danach mit den zugeh rigen L tpads ver l tet Unmittelbar neben den Stiftleisten wird ein Montagewinkel in Verbindung miteinerZylinderkopfschraube M3 x 6 mm und zugeh riger Zahnscheibe und Mutter auf der Best ckungsseite der Steuerplatine angeschraubt Die M3 Gewindeb
56. rplatte und die Basisplatine zu den Schutzleiter sen des Seitenprofils gef hrt Nun ist das freie Leitungsende des Schutzleiterkabels aufeiner L nge von 8mm abzuisolieren und durch eine L t se zu f h ren Vordem Verl ten wird das Leitungsen de einmal um die L t se gebogen Hier durch ist gew hrleistet dass selbst bei einer 19 Bau und Bedienungsanleitung Verbindungsst ck Bild 12 Netzschalter Schubstange fehlerhaften L tung die Schutzleiterver bindung sich nicht l sen kann Die an schlie ende L tung muss sehr sorgf ltig unter Zugabe von reichlich L tzinn erfol gen Jedes der nach oben durch die Basis platine herausstehenden M4 Schraubenge winde erh lt jetzt eine Polyamidscheibe 1 5 mm eine Metall Unterlegscheibe M4 eine Zahnscheibe M4 und abschlie end eine M4 Mutter die vorerst locker aufzu schrauben ist Alsdann wird zun chst der Schutzleiter des Netzkabels in die mittlere se der Sfach L t se gef hrt umgewinkelt und dann unter Zugabe von reichlich L tzinn verl tet Ein weiteres vorkonfektioniertes Schutz leiterkabel wird an dem Schutzleiteran schluss der Schraub Klemmleiste KL 1 angeschlossen Das Leitungsende ist zu der Schutzleiteranschlussschraube zu f h ren entsprechend zu k rzen und in zuvor beschriebener Weise mit einer L t se zu verbinden Anschlie end ist das Netzkabel auf die entsprechende L nge zur ckzuziehen und die Netzkabeldurchf hrung fest zu ver s
57. s Ca 2 et Sn sor son SI El oam LZ tt t voL 0 S amp A000 E 3 S 9 Ed OS r t Leg BIRI 28 3 II t 7 8 7 108 BELY A0 I fe O Wei z mei mei ul GC 1089 s El ossis IBIS Losse Be aor Aer aosz aper ale 8719 we legt Shop CS helt ZO noze nozz SAS losvnozmus H A E g Or pe 2 ma o sha Eon DIVAOEVAH H d 5 s oe e tPR ow LJ EN R I SZ R B N Ze S 5 soov Ustous Bunyersion SSA9L ei RS ER Sl SS Looss 14 T gug 14 Go L lgl go S EE vua oop 2110 5 l LOLHL gt IS T MEN ous 9 D A Z 4 wo En ar an kia on sixoz SIXgz Zossen d E AAN 2 ER scha Au 7 Ir Hauptschaltbild des SPS 9540 ee Ir I IWW zous tois Si L N C mg Kc C ai En zo t SOUS AE L an 8 2 o De SE RE I ze isro HR T Te ES a I vo S n oA m u I IOLN SOLLS Doug Dour oos os KO or ous 1 1O zotya 0 taa LOLOO SE ij en 1 H Cl IO eue I vo T D Ki Bau und Bedienungsanleitung anST310angeschlossenes 20 poliges Flach bandkabel Diese Leitungen versorgen die Prozessoreinheit mit Strom leiten die Soll wertvorgaben zur Hauptplatine und speisen die Messspannungen ein Die Anschlussbe legung dieser Schnittstelle ist in Tabelle 2 dargestellt RS 232 Schnittstelle Abbildung 4 Zur Kommunikation mit einem exter nen PC ist das SPS 9540 mit einer galva nisch getrennten seriellen RS 232 Schnitt
58. sch nicht ge trennten Betriebsspannungen w rden au Ben liegende K hlk rper mit isolierender Transistorbefestigung jedoch ein zu gro Des Sicherheitsrisiko in sich bergen Aus diesem Grunde werden beim SPS 9540 zwei K hlk rper im Ger teinneren einge setzt wobei bedingt durch die relativ ge ringe Konvektion im Geh useinneren zwei zus tzliche L fter unabdingbar sind Abbildung 10 zeigtdie elektronische L f terregelung des SPS 9540 Sie hat die Auf gabe die L fterdrehzahl der jeweils anfal lenden Verlustw rme anzupassen Wirddem SPS 9540 nur eine geringe Leistung abver langt so ist auch nur eine niedrige L fter drehzahl erforderlich entsprechend einer Ger uschentwicklung im Fl sterton Erst bei hohen Ausgangsleistungen bzw hohen Umgebungstemperaturen wird die volle L f terleistung erreicht wobei die K hlk rper temperatur die 60 C Grenze unter norma len Bedingungen nicht berschreitet Unten rechts im Schaltbild angeschlos sen an ST 501 ST 501 A und ST 502 ST 502 A sind die L fter dargestellt ber den L ngstransistorT 502 erfolgt die Steue rung der an den L ftern anstehenden Be triebsspannung wobei die L fter mit der unstabilisierten 12 V Betriebsspannung betrieben werden Die L fterregelung des SPS 9540 besteht aus zwei unabh ngigen Reglern Der obere mit IC 502A aufgebaute Reg ler sorgt f r eine gewisse Grundkonvektion Der Istwert d h die Spannung die am L fter ansteht
59. st gezogen Die geriffelten Fl chen der Mo dulschienen m ssen dabei jeweils nach un ten und zur Geh useau enseite weisen Als n chstes ist das Bodenblech 2a mit der lackierten Seite nach au en weisend demangeschwei ten Flachsteckeranschluss voran in die beiden F hrungsnuten direkt an der geriffelten Kante der jeweiligen Modulschiene 3a b einzuschieben Alsdann wird das Seitenprofil 4a fest mit den Modulschienen verschraubt Im Anschluss hieran ist die Geh useer dung herzustellen Hierzu wird eine M3 Vierkantmutter 4 cm weit von der Hinter kante entfernt in die obere Nut des Seiten profils 4a eingeschoben Aufeine M3x6mm Zylinderkopfschrau be sind nun nacheinander eine M3 Zahn Bild 11 Montage des Temperatursen sors TS 502 im K hlk rper scheibe zwei 3fach L t sen und schlie lich eine weitere M3 Zahnscheibe aufzu schieben Nun wird diese Einheit mit Hilfe der bereits eingeschobenen Vierkantmut ter an das Seitenprofil 4a angeschraubt und so festgezogen dass jeweils eine u e re L tfahne der 3fach L t sen bereinan der liegt womit dann insgesamt 5 L tan schl sse f r die Schutzleiterverkabelung zur Verf gung stehen An die doppelte bereinander liegende L t se wird sp ter der Schutzleiter des Netzkabels angeschlossen wobei hiermit dann die beiden L t sen miteinander ver l tet werden In unmittelbarer N he dieser Schutzlei teranschlussschraube wird nun der Erdungs a
60. stelle ausgestattet Abbildung 4 ber eine 9 polige Sub D Buchse an der Ger ter ck seite sind dann s mtliche Funktionen steu erbar sowie die Messwerte auszulesen Die galvanische Trennung der Datenleitungen wird mit Hilfe von Optokopplern reali siert Das TXD Signal von Port 9 2 des Mi krocontrollers steuert den Transistor T 301 in dessen Kollektorkreis sich die Sendedi ode des Optokopplers IC 301 befindet Der Optokoppler Ausgang wiederum steuert galvanisch getrennt den Transistor T 302 der das Signal mit RS 232 Pegel auf Pin 3 der 10 poligen Stiftleiste ST 302 gibt Die vom externen Ger t kommenden Daten gelangen von ST 302 Pin 5 auf die mit T 303 aufgebaute Transistorstufe Im Kollektorkreis dieses Transistors befindet sich die Sendediode des Optokopplers IC 302 Der Ausgang des Optokopplers ist direkt mit Port 1 2 verbunden wobeiR 311 als Pull up Widerstand fungiert ber einen 10 poligen Steckverbinder und eine Flachbandleitung wird ST 302 letztendlich mit der9 poligen Sub D Buch se an der Ger ter ckseite verbunden Zur Schnittstellen Spannungsversor gung wird eine galvanisch getrennte Wech selspannung ben tigt die eine zus tzliche Trafowicklung bereitstellt Durch einfa che Einweg Gleichrichtungen mit D 300 D 301 werden dann die positive und nega tive Schnittstellen Spannung erzeugt wo bei die Elkos C 302 und C 303 zur Gl ttung dienen Hochfrequente St reinfl sse un terdr cken die Keramik Kondens
61. t berST 103 ST 701 zum PFC Regler Die Spannungs reglung ist dann abh ngig von der Dimen sionierung der Bauelemente R 137 R 709 R 711 und C 707 F r den berspannungs schutz ist die Dimensionierung der Bau elemente R 136 und R 708 zust ndig Der Stromverlauf wird an Pin 4 des L 4981A ber den Widerstand R 133 in Abbildung 5 berwacht F r den Effektivwert der Spannung Vrms sind die Bauelemente C 703 R 704 C 704 R 706 sowie R 134 zust ndig Die Schaltfrequenz des PFC Reglers wird durch die Bauelemente C 708 R 712 und dem Trimmer R 713 bestimmt Beim SPS 9540 wird mit R 713 eine Frequenz von 35 kHz eingestellt C 706 sorgt f r einen Softstart und die Dioden D 701 und D 702 dienen als Ein schaltschutz f r das IC L ftersteuerung Abbildung 10 Das von ELV konzipierte Schaltnetzteil SPS 9540 besitzt einen au erordentlich 12V O TS501 be SAA ER Kei ei 965 GND 16V ST502A Bild 10 L ftersteuerung des SPS 9540 11 Bau und Bedienungsanleitung hohen Wirkungsgrad von ca 85 Bezo gen auf die maximale Ausgangsleistung von 1000 W betr gt die anfallende Verlust leistungjedoch immerhinnochbiszu 150W Eine Verlustleistung dieser Gr enordnung abzuf hren stellt in der Regel kein Pro blem dar sie k nnte ohne weiteres ber au en liegende K hlk rper auch ohne zu s tzlichen L fter abgegeben werden Auf grund der hohen und galvani
62. t erforder lich Dies gilt insbesondere bei Messungen mit einem Oszilloskop Grunds tzlich bergen Messungen an ei nem Ger t wie dem SPS 9540 bei dem die Netzwechselspannung in recht komplexer Weise verarbeitet und an vielen Stellen oder Bauteilen auch direkt ber hrbar ist eine gewisse Gefahr in sich Es ist daher in jedem Falle besser es gar nicht erst so weit kommen zu lassen und durch einen sorg f ltigen Aufbau Fehler auszuschlie en Die Platinen werden in gewohnter Wei se gem Best ckungsplan und St ckliste aufgebaut wobei zun chst die niedrigen Bauelemente wie Widerst nde und Draht br cken danach die h heren Bauteile wie Kondensatoren oder Transistoren und zum Abschluss die ICs eingel tet werden Be ginnen wir zun chst mit der Best ckung der Frontplatine Best ckung der Frontplatine Wie bereits zuvor erw hnt kommen auf der Frontplatine mit dem gro en LC Dis play sowohl SMD Bauteile Oberfl chen montage als auch konventionelle bedrah tete Bauteile zum Einsatz Es erfolgt dabei eine beidseitige Best ckung der Platine Bei den Best ckungsarbeiten halten wir uns genau an die St ckliste und den Be st ckungsplan wobei mit den SMD Kom ponenten zu beginnen ist Zur Verarbei tung der Miniatur Bauelemente sind an Spezial Werkzeugen ein L tkolben mit sehr feiner L tspitze feines SMD L tzinn und eine Pinzette erforderlich Die eigentlichen Best ckungsarbeiten beginnen gleich mit dem am sch
63. ter Verwendung eines Regel Trenn transformators mit ausreichender Leistung kann nun die erste Inbetriebnahme des Ger tes erfolgen wobei u erste Vorsicht geboten ist Durch das Fehlen der Drossel DR 102 erhalten die prim rseitigen Leistungsstu fen des SPS 9540 keine Versorgungsspan nung Hierdurch kann relativ risikolos zu Bild 13 Geh usezeichnung 20 n chst die Steuerschaltung des SPS 9540 berpr ft werden ohne dass die Gefahr einer Zerst rung der Leistungstransistoren besteht Zur Durchf hrung von Messungen wird das zuvor eingesetzte Bodenblech 2a wieder entfernt Grunds tzlich ist auf jeden Fall ein ent sprechender Trenntransformator f r die In betriebnahme erforderlich Soll das SPS 9540 sp ter unter Voll Last am Trenntrafo betrieben werden sollte dieser mindestens ber mehr als 1 kW Ausgangsleistung ver f gen Am Pin 3 und Pin 5 von IC 310 wird nun eine einstellbare positive Gleichspan nung von ca 1 2 V angelegt Nachdem der Netzschaltereingeschaltet ist kann die Netz spannung eingeschaltet werden Der L fter muss nun mit niedriger Drehzahl laufen Im ersten Schritt wird nun mit einem Oszilloskop das Ansteuersignal f r die Leistungsstufe gemessen Dieses wird am besten an den Anschlusspins 1 und 4 des Ansteuertrafos TR 101 abgegriffen Es muss die maximale Pulsbreite erkennbar sein denn die eingestellte Sollspannungs vorgabe von ca
64. tersei te mit einem 2 2 nF Y Kondensator zu best cken und dann mit 4 Schrauben M3 x 5 mm Zahnscheiben und Muttern auf die K hlk rper zu montieren Im Anschluss hieran sind die roten L fterleitungen an ST 501 ST 501 A und die blauen L fterlei tungen an ST 502 ST 502 A anzuschlie Ben Es folgt das Einsetzen der Steuerplatine und der PFC Platine die zur zus tzlichen Sicherung an den vormontierten Metall winkeln mittels Zylinderkopfschrauben M3 x 5 mm und Zahnscheiben von unten durch die Basisplatine festgeschraubt werden Zum Anschluss der Ausgangspolklem men sind jeweils eine rote und eine schwar ze 7 cm lange isolierte Leitung mit einem Querschnitt von 2 5 mm erforderlich Die rote Leitung ist an ST 104 und die schwar ze Leitung an ST 105 der Basisplatine anzul ten Im n chsten Arbeitsschritt ist die Schub stange des Netzschalters entsprechend Abbildung 12 herzustellen und mit einem Adapterst ck f r den Netzschalter und ei nem Bedienknopfzubest cken Das Adap terst ck ist danach bis zum Einrasten auf den Netzschalter aufzupressen Nachdem das Chassis komplett aufge baut ist kommen wir zur weiteren Monta ge wobei zuerst eine Netzkabeldurchf h rung in die R ckwand zu schrauben ist Die Netz Zuleitung wird ein weites St ck durchgezogen aber noch nicht festge klemmt Dann ist die 9 polige Sub D Buchse der seriellen Schnittstelle in Schneid Klemm technik mit einem 46 cm langen 10 poli gen Flachbandkab
65. ufe des SPS 9540 entsprechend an Da es sich beim SPS 9540 um ein pri m r getaktetes Schaltnetzteil handelt muss die sekund rseitig erzeugte Reglerinfor mation auf die prim re galvanisch von der Netzwechselspannung nicht getrenn te Seite der Schaltung bertragen werden Diese Aufgabe bernimmt der eingezeich nete Optokoppler In der Weiterverarbeitung der Reglerin formation liegt der wesentliche Unterschied zwischen einem konventionellen Netz Teil und dem Schaltnetzteil SPS 9540 W h rend bei herk mmlichen Netzteilen die Endstufen linear von der Regelelektronik angesteuert werden erfolgt die Endstufen ansteuerung beim SPS 9540 ber einen so genannten Pulsbreitenmodulator Die In formation ber die zu liefernde Leistung liegt also in der Pulsbreite des Ansteuersig nals d h die Leistungstransistoren arbei ten im Schalterbetrieb Neben dem eigent lichen Pulsbreitenmodulator befindet sich im gleichen Schaltungsblock der Oszilla tor ber den die Schaltfrequenz von ca 30 kHz generiert wird Die Leistungstransistoren T 103 und T 104 werden direkt vom Ausgangssignal des Puls breitenmodulators angesteuert Damit dies m glich ist liegtdie Pulsbreitenstufe auf UB Potential Die oben liegenden Transistoren T 101undT 102 werden berden Steuertrans formator TR 101 angesteuert Sowohl der Pulsbreitenmodulator als auch die Reglereinheit mit dem Regler f r Spannung und Strom m ssen mit einer separaten
66. ufkleber auf der Innenseite des Seitenpro fils 4a aufgeklebt Die Schutzleiterverbindung zum Boden blech 2a erfolgt ber den angeschwei ten Flachsteckeranschluss der zuvor entspre chend hochzubiegen ist Das vorkonvektio nierte Schutzleiterkabel eine 15 cm lange gr n gelbe Leitung mit Flachstecker wird hier aufgesteckt Danach werden die vier Geh usef e 10 an den entsprechenden Positionen des Bodenblechs aufgeklebt Der so weit vorbereitete Geh useboden ist nun so auf die Arbeitsfl che zu stellen dass sich das Seitenprofil 4a auf der lin ken Seite befindet An der Vorderseite dieses Seitenprofils wird eine Alublende 8a mittels zwei Geh useschrauben 9 angeschraubt In der eckigen Nut der jeweiligen Mo dulschiene 3a b 5b sind jetzt jeweils zwei Sechskantschrauben M4 x 20 mm einzuschieben das Gewinde zeigt dabei nach oben Auf die Schrauben wird jetzt die 413 x 318 mm messende Isolierplatte aus unka schiertem Platinenmaterial aufgesetzt An schlie end folgen auf jedes Schraubenge winde zwei 2 5 mm dicke Polyamidschei ben womit der Abstand von 5 5 mm zwi schen Ger techassis und Geh useboden vorgegeben ist Geh useeinbau Im n chsten Arbeitsschritt wird das Ge r techassis auf die sechs Schrauben der un teren Modulschienen 3a b 5b abgesenkt sodass die R ckplatte 1b in die F hrungs nut der Modulschiene 3b einrastet Das Schutzleiterkabel des Bodenblechs wird durch die Isolie
67. werden entsprechend der im Be st ckungsdruck angegebenen Polarit t ein gel tet Da die Basisplatine sowohl f r das SPS 9540 als auch f r das SPS 9040 zu nutzen ist sind bei JP 100 JP 102 die entsprechen den Pins ber kurze Silberdrahtabschnitte zu verbinden Im SPS 9540 sind bei JP 100 15 Bau und Bedienungsanleitung und JP 101 jeweils Pin 1 und Pin 2 sowie bei JP 102 Pin 2 und Pin 3 zu verbinden Danach wird der 27 mQ Shunt Wider stand R 139 aus einem 44 mm langen Manganindrahtabschnitt mit 0 659 Q m hergestellt Nach dem Einl ten in die Lei terplatte bleiben dann 41 mm des Wider standsdrahtes wirksam Die Hochlast Widerst ndeR 113 R 114 R 115 und R 123 sowie der NTC1 ben ti gen einen Abstand von ca 5 mm zur Plati nenoberfl che wobei zus tzlich zu beach ten ist dass R 114 und R 115 in stehender Position zu best cken sind Zum Anschluss der beiden L fter sind L tstifte mit se in die Platinenbohrungen ST501 ST501A ST 502 und ST 502A zu pressen und dann an der Platinenunterseite zu verl ten Zur Aufnahme der Steuerplatine wird eine 6 polige und eine 15 polige und zur Aufnahme der PFC Platine eine 12 polige Buchsenleiste eingel tet Zu beachten ist die korrekte Polarit t bei dennun einzubauenden Elektrolyt Konden satoren da falsch gepolte Elkos sogar ex plodieren k nnen blicherweise sind El kosam Minuspol gekennzeichnet Die Hoch volt Elektrolyt Kondensatoren C 105 C 107 sind an diese
68. wierigsten zu verarbeitenden Bauelement dem Mi krocontroller 100 Anschlusspins mit ei nem sehr geringen Abstand erfordern da bei eine besonders sorgf ltige Arbeitswei se Zuerst wird ein L tpad der Leiterplatte vorzugsweise an einer Geh useecke vor verzinnt und dann der Prozessor im Flat Pack Geh use exakt mit der Pinzette posi tioniert und am vorverzinnten L tpad an gel tet Zur Orientierung ist Pin 1 sowohl im Best ckungsdruck als auch am Bauteil gekennzeichnet Sobald das IC dann mit allen Anschlusspins auf den vorgesehenen L tpads aufliegt erfolgt das vollst ndige Verl ten Da beim L tvorgang sehr leicht Kurzschl sse zwischen den Anschlusspins entstehen k nnen ist im Anschluss hieran eine gr ndliche berpr fungmiteiner Lupe oder einer Lupenlampe zu empfehlen Das Verarbeiten der weiteren integrier ten Schaltkreise erfolgt in der gleichen Weise mit u erster Vorsicht beim L tvor gang Danach sind die SMD Widerst nde mit Ausnahme von R 336 und R 338 aufzul ten wobei der Widerstandswert direkt auf dem Geh use aufgedruckt ist Die letzte Ziffer des Aufdrucks gibt die Anzahl der Nullen an Nun sind die SMD Kondensatoren an der Reihe Da diese Bauteile nicht gekenn zeichnet sind besteht dabei eine hohe Ver wechselungsgefahr Es empfiehlt sich da her diese Teile erst direkt vor dem Verl ten aus der Verpackung zu nehmen Ansicht der fertig best ckten Frontplatine Best ckungsseite mit
69. zu nicht belastet wird der Kondensator bis zum n chsten Verbin den mit dem D A Wandler Ausgang nicht entladen Mit einem einzigen D A Wandler kann somit die Spannungs und Strom Soll wertvorgabe erfolgen Zur Spannungsversorgung der Prozes soreinheit werden 5 V und 5 V ben tigt die die Basisplatine bereitstellt Ein zu s tzlicher Tiefpassfilter im Plusspannungs zweig aufgebaut mit R 300 C 330 dient dabei zur St runterdr ckung Die ber R 348 mit Spannung versorgte Leucht diode D 306 signalisiert die Betriebsbereit schaft des Ger tes Die Verbindung zwischen der Basisplati ne und der Prozessorplatine erfolgt ber ein

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