シンプルなスイッチング電源 5 ボルト 4 アンペア。スキーム、説明

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5ボルト4アンペアの簡易スイッチング電源です。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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この記事では、出力電圧が5 V、負荷電流が最大4Aのシンプルで安価なネットワーク電源について説明します。

電源は自励式シングルエンドフライバック電圧コンバータです。提案されたデバイスの際立った特徴は、特殊なマイクロ回路がないこと、単純さ、製造コストが低いことです。

主な技術的特徴
最大出力電力、W	20
出力電圧、V	5
最大負荷電流、A	4
電源入力電圧間隔、V	187 242 ...
入力電圧周波数、Hz	50
出力電圧の不安定性、％、これ以上	2
脈動振幅、%	1
動作温度範囲、°С	-40 ... + 70
外形寸法、ミリメートル	80x65x20
ヒートシンク付きの重量、g	120

デバイスの図を図1に示します。電源には、主整流器VD1-VD4、干渉抑制フィルターL1C1-C3、スイッチングトランジスタVT1に基づくコンバーター、パルストランスT1、出力整流器VD8、 C9C10L2フィルターとスタビライザーDA1とオプトカプラーU1で作られたスタビライザーユニット。

米。 1.デバイスの概略図（クリックして拡大）

装置は次のように動作します。電源投入後、スイッチングトランジスタＶＴ１がわずかに開き、パルストランスＴ１の１次巻線に電流が流れ始める。変圧器の帰還巻線 II に EMF が誘導され、正帰還回路 - 抵抗 R1、ダイオード VD1、コンデンサ C9 を介して電界効果トランジスタ VT5 のゲートに供給されます。その結果、雪崩のようなプロセスが発生し、スイッチングトランジスタが完全に開きます。エネルギーの蓄積は変圧器 T5 で始まります。スイッチングトランジスタ VT1 を流れる電流は直線的に増加し、電流センサー、つまりダイオード VD1 とコンデンサ C1 を通る抵抗 R10 からの電圧がフォトカプラ U6 のフォトトランジスタのベースに影響を及ぼし、フォトカプラ U7 をわずかに開き、その結果、フォトカプラ U1.1 のベースに電圧が発生します。電界効果トランジスタのゲートが減少します。逆のプロセスが始まり、スイッチングトランジスタ VT1 が閉じます。このとき、ダイオード VD8 が開き、トランス T1 に蓄積されたエネルギーが出力フィルタコンデンサ C9 に転送されます。

何らかの理由で出力電圧が公称値を超えると、DA1スタビライザーが開き、電流が流れ始め、オプトカプラーU1.2の直列接続された発光ダイオードが流れます。ダイオードの放射は、オプトカプラトランジスタの早期開放につながり、その結果、スイッチングトランジスタのオン時間が減少し、トランスに蓄えられるエネルギーが少なくなり、その結果、出力電圧が低下します。

出力電圧が低下すると、フォトカプラの発光ダイオードを流れる電流が減少し、フォトカプラトランジスタが閉じます。その結果、スイッチングトランジスタのオン時間が増加し、より多くのエネルギーがトランスに蓄えられ、出力電圧が回復します。

抵抗 R3 は、オプトカプラトランジスタの暗電流の影響を低減し、デバイス全体の熱安定性を向上させるために必要です。コンデンサ C7 は、電源の安定性を高めます。 C6R8回路は、トランジスタVT1のスイッチングプロセスを強制し、デバイスの効率を高めます。

上記のスキームに従って、出力電力が15 ... 25 Wの数十個の電源が製造されました。

スイッチングトランジスタ VT1 の代わりに、電界効果トランジスタとバイポーラトランジスタの両方を使用できます (例: 2T828、2T839、KT872、KP707、BUZ90 など)。4N35 トランジスタフォトカプラは、AOT110、 AOT126、AOT128シリーズ、KR142EN19AスタビライザーをTL431に置き換えることができます。ただし、インポートされたエレメント (BUZ90、4N35、TL431) を使用すると最良の結果が得られました。

電源内のすべての抵抗は標準サイズ 1206 の電力 0,25 W の表面実装用、コンデンサ C1 ～ C3、C8 ～ K10-47v は電圧 500 V 用、C5 ～ C7 は標準サイズ 0805 の表面実装用です。残りは酸化物です。

トランス T1 は、MP 19 パーマロイ製の 11 つの折り畳まれたリング磁気コア K6,7x140x180 に巻かれています。一次巻線には、PEV-2 0,35 ワイヤの 8 ターン、巻線 II - 2 ターンの PEV-0,2 5 ワイヤ、出力用の巻線 III が含まれています電圧 7V - 2 つの導体を 0,56 回巻く PEV-XNUMX XNUMX。巻線の順序はその番号に対応しており、各巻線の巻き数は磁気回路の全周に沿って均等に分布する必要があります。

インダクタL1とL2は、MP15パーマロイ製のリング磁気コアK7x6,7x140で作られています。最初の巻線はそれぞれ30ターンの2つの巻線を含み、磁気回路の異なる半分にPEV-0,2 2ワイヤが巻かれ、0,8番目の巻線は磁気回路の全長に沿ってXNUMX層にPEV-XNUMXワイヤが巻かれています。それが収まるように。

出力電圧リップルを低減するには、コンデンサ C2 と C3 の共通点を最初にコンデンサ C10 のマイナス端子に接続し、次に残りの部分 (トランス T1 の巻線 III、コンデンサ C9 のマイナス端子、抵抗 R12、端子 2) に接続する必要があります。スタビライザーDA1の。

このデバイスは、80x60 mm のプリント基板上に組み立てられます。基板の片面には、プリント導体と表面実装素子、スイッチングトランジスタ VT1 とダイオード VD8 があり、これらは同じ寸法のアルミニウムヒートシンクプレートに押し付けられており、もう片面にはその他すべてが配置されています。

B5-50などの電流制限電源から初めてデバイスの電源を入れることをお勧めします。動作電圧はすぐに印加し、徐々に上げないでください。デバイスを確立するには、分圧器R11R12によって出力電圧を調整し、必要に応じて、電流センサーR10で出力電力を制限するためのしきい値を設定します（負荷電流の増加に伴う出力電圧の急激な低下の始まり）。

異なる出力電圧を得るには、トランス T1 の巻線 III の巻き数と分圧器 R11R12 の分圧比を比例的に変更する必要があります。

デバイスを操作するときは、その負の出力が電気的にネットワークに接続されていることを覚えておく必要があります。

著者: M.Dytskov、Zhukov; 出版物: cxem.net

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