トランシーバーの主電源-日曜大工。スキーム、説明

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トランシーバー用の自作ネットワーク電源。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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高価な輸入トランシーバーの買収は、原則として、かなりの材料費を伴います。多くの場合、電源を購入するためのお金が残っていません。そしてここで、幸せなアマチュア無線家は、電源装置の自己製造の問題に直面しています。どのような要件を満たす必要がありますか？

まず第一に、必要な電力とともに、接続されたトランシーバーへの損傷の可能性を最小限に抑えるために、自家製の電源は良好な信頼性を備えている必要があります。知られているように、信頼性は、すべての構造要素の全体的な信頼性とそれらの機能的重要性に依存します。主電源ユニットでは、電圧レギュレータが重要な役割を果たします。この記事では、主な「ハイライト」がスタビライザー回路である自家製のネットワーク電源について説明します。このブロックは、KENWOOD TS-570Dトランシーバーと一緒に、約XNUMXか月間何も言わずに動作しています。最近、夏の暑さの中で、彼は追加のテストに合格し、定格電流のダミー負荷で約XNUMX日作業しました。

電源パラメータ：

出力電圧 - 13,8 V (調整可能)
定格負荷電流-25A
短絡保護電流 - 27 A
定格負荷電流での出力電圧降下-0,5V以下
寸法-130x140 x 350 mm

スタビライザー回路の選択と同様に重要な問題は、電源トランスの計算と製造です。この作業は、ほとんどの場合、多くの困難に関連しています。適切なサイズの鉄、必要な断面のワイヤーを入手する必要があり、最も重要なのは、面倒な巻き付けを行うことです。これらすべての瞬間により、アマチュア無線家は、変圧器の独立した製造とそれを準備したいという欲求に対して聴覚障害者の嫌悪感を抱くようになります. その結果、バックバーナーの真新しいトランシーバーで放送される瞬間が延期されます。

実際、自家製の変圧器はそれほど難しいことではありません。試してみるまで、何ができるかわかりません。私の経験から、コアとしてW字型のプレートを使用することを好みます。トランスの必要な寸法はトロイダルコアの寸法よりもいくらか大きいという事実にもかかわらず、技術的な利便性が優先されます。

まず、既存のコアの適合性を評価するか、どれを探すべきかを判断する必要があります。次に、ワイヤの直径と巻線の巻数を計算し、最後に結果を正しく評価します。古い参考書を見ると、次のような近似式があります。

ネットワーク電源トランシーバー-自分でやる

実際には一次巻線の巻数はやや少なく、二次巻線の巻数は計算値に比べて多いことに注意してください。ただし、一次巻線は最初に20〜30パーセントのマージンで巻く必要があります。マージンは、トランスの最適な動作のために巻数をさらに調整するのに役立ちます。巻くとき、計算されたパラメータ「N」のその後の修正のために巻数を数えることが望ましい。

ネットワーク巻線の粗巻線が完了したら、200ターンを固定し、磁気回路を組み立てて、アイドル時の一次巻線の電流を測定する必要があります。この測定により、この段階で実行される作業の品質に関するかなり完全な情報が得られます。測定された電流の値は、トランスの全体的な電力、またはより簡単に言えば、そのコアのサイズに依存します。電力が1000〜100 Wの変圧器の場合、無負荷電流の値は150〜XNUMXmAのオーダーになる可能性があります。測定された電流がこの値よりも小さい場合、これは変圧器の効率が標準を下回り、そこから期待される電力を得ることができないことを意味します。この場合、ターンの一部を巻線から巻き戻し、電流測定を再度繰り返す必要があります。

偶発的な巻き間短絡に伴う予期せぬトラブルを避けるために、最初の測定は、巻線と直列に少なくとも 100 W の電力で主電源の電球をオンにして行うことをお勧めします。無負荷電流の巻数への依存性のグラフを作成すると、このグラフではかなり鋭い切れ目が見られます。これは、特定の巻数では、巻数がわずかに減少しても電流の急激な増加。したがって、現在のグラフがわずか ns 上の破断点に達したときに、ターン数が最適であると見なすことができます。完成した一次巻線の品質の一般的な基準は、数時間の無負荷運転中に変圧器コアの顕著な加熱がないことと考えることができます。

「コイルからコイルへ」の方法を使用して変圧器を巻こうとすることは非常に骨の折れる作業であることに注意したいと思います。一次巻線を「バルク」で巻くことはかなり可能です。信頼性の高いワニス絶縁を備えた最新の巻線は、この巻線方法を可能にします。ターン間電位差が増加した領域を作成しないように、巻線の表面全体のターンの分布の均一性を監視する必要があるだけです。これで一次巻線は終了です。コイルは固定され、柔軟な結論が出され、非溶融材料からの絶縁体がコイルの上に置かれます。これは、FT-3コンデンサから取られたフッ素樹脂テープとして使用できます。

次に、ネットワーク巻線のシールドを実行する必要があります。これを行うには、薄く銅箔を使用して、新しく作成したネットワーク巻線の表面にXNUMX層で巻き付けるのが最適です。シールド巻線の出力はXNUMXつだけです。次に、これを共通（アース）電源バスに接続します。いかなる場合でも、シールド巻線を閉じてはなりません。閉じないと、変圧器が死に至る可能性があります。フォイルの重なり合う端の間に、信頼できる断熱材を敷設することが不可欠です。シールド巻線を分離した後は、責任の少ないビジネスに進むことができます。つまり、XNUMX次大電流巻線を巻線します。その設計は、整流回路の選択に依存します。ブリッジ整流器を使用する予定の場合は、単純なタップレス巻線が巻かれます。変圧器の窓に十分な空きスペースがある場合は、XNUMXダイオード、XNUMXダイオードの全波整流回路を使用することが望ましく、したがって、中間端子を備えたXNUMX次巻線を使用することが望ましいです。この場合の巻線と整流器の損失は、最初の場合よりも少なくなります。

強力な二次巻線には、通常、直径数ミリメートルの太い銅線または銅棒が使用されます。これにより、手巻きが困難になり、下にある巻線の絶縁が損傷する可能性があります。私のデザインでは、一種の「リッツ線」を使用しました。これは、直径約 0,8 mm の複数のワイヤーを折りたたんだ束です。この巻線方法では、巻線の個々のワイヤ間に不整合電流が発生しないように、この束の個々のワイヤの並列配置を監視することが重要です。

重要な問題は、二次巻線をどの電圧で計算する必要があるかということです。これに対する答えは多くの要因に依存します。磁気回路の特性、整流器フィルターコンデンサの静電容量、主電源電圧の変動の可能性の限界、電圧安定器の特性など。これらの質問の多くは、理論的に計算するよりも実験する方が簡単に答えることができます。いずれにせよ、20ボルトのオーダーの整流された電圧の大きさに焦点を合わせる必要があります。この数値を大きくすると、安定化のための電圧マージンが大きくなるため、出力電圧の安定性を高めるのに役立ちます。しかしながら、これは、次に、変圧器および安定器のより厳しい熱レジームにつながり、より高い電圧、すなわち、より高価でより大きなために電解フィルタコンデンサを使用する必要性につながる。

一言で言えば、ここでは「中庸」のルールを遵守し、電源ユニットのモードに不当に高い負荷パラメータを達成させないようにする必要があります。二次巻線のテスト巻線後、主巻線の無負荷電流を再度確認することを忘れないでください。 5〜10mAを超えて増加しないようにする必要があります。さらに、適切に接続された白熱灯のガーランドである同等物にパワーデバイスをロードすることによって、パワーデバイスを組み立てる各段階の実行の品質をチェックすることが望ましい。私は古い12ボルトのハイビームカーバルブを使用し、両方のストランドを並列に接続しました。このインクルージョンの6つのランプは約XNUMXAを「食べます」。

整流回路とフィルタコンデンサを組み合わせて、定格負荷電流での負荷容量、平均電圧、リップル電圧を測定します。最も興味深いのは、脈動周期の最小値での電圧値です。オシロスコープで測定すると、スタビライザーの出力電圧より13,8ボルト（最小安定化マージン）未満である必要があり、この場合、3 + 16,8 =XNUMXVになります。

フィルタコンデンサの正しい静電容量を選択することが重要です。通常は 100000 µF 程度が選択されます。このようなコンデンサを購入するのに苦労し、既存のコンデンサを並列接続して必要な容量を確保しました。ホットメルト接着剤でコンデンサを接着し、ユニット本体の隅々までなんとか配置しました。同じ極の端子は、出力コネクタのすぐ近くの XNUMX 点でワイヤで接続する必要があります。より小さい容量のコンデンサを使用することもできますが、前述のように、二次巻線の電圧をわずかに増加させて、負荷時のリップル電圧を制御する必要があります。

変圧器と整流器の組み立てがようやく完了したとき、私は電圧安定回路を選択するという現代の難しい問題に直面しました。一方では、調整要素としてトランジスタを備えた回路がたくさんありますが、他方では、完全に統合されたスタビライザーを使用したくなるでしょう。後者のオプションは、価格ではないにしても、マイクロサーキットによって保証される製造可能性と品質パラメータの両方の点で好ましいでしょう。

以前も現在も、私の設計では KR142EN12 マイクロ回路を広く使用しています。それらはすべての人に適しています-価格、入手可能性、およびそれらのパラメーターであり、短絡を恐れません。ここだけ流れが小さい。わずか約317アンペアです。私たちの LMXNUMXT マイクロ回路の輸入アナログは、より安価で、より安定しており、より強力で、XNUMX アンペアを保持しますが、それでもこれは必要なものからは程遠いものです。以前にも、スタビライザーの電力を増やすために、XNUMXつのそのようなマイクロ回路の結論を並列に接続しました。最大電流も正確に XNUMX 倍になりました。

この場合、私は実験を行い、最大XNUMXつのマイクロ回路を並列に接続し、それらを共通のヒートシンクに均等に配置しました。標準方式に従って、XNUMXつの抵抗を共通の制御出力に接続し、簡単な回路をオンにしました。負荷テストの結果は私の仮定を完全に正当化しました-回路の優れた安定化特性は別のマイクロ回路のそれと同じままであり、最大電流はそれらの数に比例して増加しました。

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スタビライザーで使用されるマイクロ回路は、設置前に個別にテストする必要があります。各チップの出力電圧はわずかに異なる場合があります。しかし、私は意図的に同じパラメータを持つインスタンスを選択しようとはしませんでした。次のように主張しました。現在、XNUMXアンペアで、XNUMXつのマイクロ回路のうちXNUMXつだけが機能するとします。しかし、電流がXNUMXアンペアを超えると、ロードされたチップは過負荷を感じます。内部短絡保護回路が動作を開始します。つまり、内部抵抗が徐々に増加し、流れる電流が次のマイクロ回路に再分配されます。これは、すべてのマイクロ回路が電圧安定化プロセスに含まれるまで続きます。

電流が公称値を超えてさらに増加すると、出力電圧の急激な低下が観察されます-過負荷保護機能が最終的に機能します。このような方式には、非常に単純で使用される要素が最小限であることに加えて、もうXNUMXつの利点があります。それは、ラジエーター全体に分散されたマイクロ回路の熱伝達が向上することです。

私の設計では、Elektronika 401 TV の水平走査からの 1 つの針状ラジエーターが使用され、共通のアルミニウムベースに取り付けられました。念のため、ラジエーターの下に冷却ファンが取り付けられていますが、オンにする必要はありません。送信に集中的な作業を行っても、ヒートシンクの温度は低くなります。このような回路の出力電圧は、3,3ボルトから数十ボルトまで非常に広い範囲で調整できます。表XNUMXは、必要な出力電圧に応じて、調整抵抗器（XNUMXkΩの可変抵抗器）の抵抗値の平均値を示しています。

表1

電圧、V	抵抗、オーム	電圧、V	抵抗、オーム
2	115	8	1057
3	276	9	1215
4	433	10	1368
5	586	11	1530
6	745	12	1686
7	903	13	1835

マイクロ回路を備えたラジエーターは、必ず電源ケースから分離する必要があることに注意してください。ケース自体をスタビライザー回路に電気的に接続するのではなく、保護アースに接続することをお勧めします。主電源電圧入力に単純なLCフィルターを取り付けることが望ましいです。トランシーバーをネットワーク干渉から保護します。電源の動作の表示は、1つのランプHL2-任意のネオン、HL5-白熱灯によって行われます。また、放電抵抗としても機能します。ネットワークからユニットの電源を切った後のグローの持続時間によって、コンデンサCXNUMXの品質を判断でき、明るさ（出力電圧の安定性）によって判断できます。

結論として、モスクワでのLM317チップ3個のコストは142ルーブル強で、国内のKR12ENXNUMXのほぼXNUMX倍ですが、信頼性に優れています。

著者: S.Makarkin、RX3AKT。出版物: N. ボルシャコフ、rf.atnn.ru

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