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無線電子工学および電気工学の百科事典 20 ～ 80 W の電力で LDS に電力を供給するための電圧コンバータ。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
無線電子工学と電気工学の百科事典 / 電圧変換器、整流器、インバーター ほとんどの電圧コンバータ (PV) 回路は、30 ワット以下の電力で LDS に電力を供給するように設計されています。 バッテリー容量により、強力なエネルギー消費装置を長期間動作させることができないことが知られています。 そのため、私たちは低電力 LDS の使用に努めています。 そして、これは経済的な観点から見ても不採算です。 実験研究が示しているように、光量 / 消費エネルギー量の比率を考慮すると、小型 LDS は高効率の発光体ではありません。 静止状態では、小型の LDS よりも大型の LDS を設置した方が収益性が高くなります。 このようにして、これらの LDS によるバッテリーからの同じ電力消費で光出力の増加が達成されます。 もちろん、これは LDS グローの明るさ制御を備えた PN に関するものです。 私は、LDS および PN 方式の特定のタイプやメーカーを意味するものではありません。 ここに挙げるのはほんの一例です。 PN は、「常夜灯」モードで 40 W LDS で動作し、12 V バッテリーから 0,10,3 A の電流を消費しましたが、同時に室内では非常に明るかったので、同じ電力を消費するポータブル懐中電灯を使用できました。電源 (12 V; -0,1 A)、「ホタル」の役割を果たしました。 したがって、LDS が PN から電力供給されるときにバッテリ電力を節約することについて話している場合、PN の設計と LDS のタイプの両方に適切な注意を払う必要があります。 LDSは国内産よりも海外産の方が優れています。 出力が 0,3 ワットのフィリップス LDS ランプを選択したとします。 国産品と比べてそれほど高価ではありませんが、特性の点では後者よりも著しく優れています。 まず、フィリップスの明るさは当社の LDS よりも優れています。 40 番目は、PN とバッテリーから LDS に電力を供給する場合に非常に重要ですが、シリンダー内のガス点火電圧のほぼ半分です。 約 600 ～ 700 V (フィリップスの場合) に対して、1000 ～ 1200 V、そして LDU-40 の場合はさらにそれ以上です。 これらのランプを比較するとき、信頼性、耐久性について言及する必要はないようです。 公開されているほぼすべての PN の回路は「どこかで交差」しています。 LDS の PN の主要なポイント (「落とし穴」) について詳しく見てみましょう。 パワーパルス回路の要件を決して無視することはできません。 たとえば、20 kHzを超える周波数について話している場合、「ランダムな」変圧器、低周波トランジスタを設置することはできません。 取り付けも大変です。 これは、CMOS (チップ シリーズ 176、561 など) に特に当てはまります。 私はたまたま初心者の作業を観察していましたが、ここに挙げたものはすべて MON for LDS で複数のコピーで行われていました。 驚くべきことに、LDS は依然として機能していました。 しかし、40 W、さらには 80 W の電力で LDS を「揺動」させるのはほとんど非現実的です。 図 1 にスキームが示されている PN では、このような機器に必要な要件の多くが考慮されています。 実際には、矩形パルス発生器は K1LE561 タイプの DD5 CMOS チップ上に組み込まれています。 明るさは、抵抗 R2 でパルスのデューティ サイクルを変更することによって調整されます。 発振器の周波数 (要素 DD1.1 および DD1.2) は、コンデンサ C1 の静電容量に依存し、もちろん、設備とマイクロ回路インスタンスの静電容量にも依存します。 10 番目の要素 (ピン 1) DD5 の出力から、抵抗 R2 を介して制御信号が MOSFET VT901 (KP3A) のゲートに供給されます。 後者のソースから、信号は IR.Z34 タイプの強力な電界効果トランジスタ VT1 のゲートに供給されます。 しかし、図 8 の図には詳細が 33051 つも示されていません。 これは、抵抗値が 3 オームの抵抗器 RXNUMX であり、トランジスタ VTXNUMX のゲートのギャップに含まれています。
強力な「フィールドワーカー」は、電極間の大きな内部静電容量を除いて、多くの人にとって有益です。 この場合、1000 pF を超えるゲート・ソース間容量について話しています。 PN の効率を向上させるには、つまりトランジスタ VT3 によって消費される電力を減らすには、このトランジスタを素早くオンおよびオフにする必要があります。 これは、VT3 入力容量の急速な充放電がなければ実行できません。 これについては専門文献では多くのことが語られていますが、アマチュア無線ではほとんど語られていません。 ドレイン・ソース間抵抗（オン状態）が低い強力な電界効果トランジスタの導入により、スイッチング電力損失の問題はすでに解決されていると信じている人もいます。 しかし、そうではありません！ この設計は、トランジスタ VT3 の入力容量の放電を加速するための特別な手段を提供します。 このために、PN 回路に追加の要素、トランジスタ VT1、抵抗 R6、ブースト コンデンサ C6 が取り付けられます。 このシステムの本質は非常にシンプルです。 要素 DD1.3 と DD1.4 の出力には常に逆位相のパルスが存在するため、回路のアルゴリズムを理解するのは簡単です。 要素 DD1 の出力にログが存在する場合、トランジスタ VT3 は入力容量 VT1.3 を強制的に放電します。 「1」。 ログを設定するとき。 DD0 の出力が「1.3」になると、トランジスタ VT1 が急速に閉じます。このために、コンデンサ C6 の形で「アフターバーナー」が取り付けられます。 抵抗器 R7 の抵抗値を、たとえば 10 ～ 30 分の XNUMX に下げる方が簡単であると言えます。 簡単ですが、この抵抗がバッテリー電力の一部を (ほとんど無駄に) 消費するため、経済的でも効率的でもありません。 効率について。 実際のところ、回路 VT1、R6、および C6 の要素のおかげで、PN のほぼ最も有利な動作モードに対して非常に独特な自動調整回路が形成されます。 そして、これは、LDS の明るさが非常に広い範囲で変化する場合、PN 動作の安定性に影響を与えます。 これらの要素がないと、回路の動作がさらに悪くなります。 入力容量 VT3 の電荷は、比較的小さな入力容量 C901I (仕様によれば約 3 pF) を持つ KP100A タイプの強力な電界効果トランジスタによって供給されます。 抵抗 R5 は寄生防止であり、VT3 が HF および VHF 帯域で動作するのを防ぎます。これは、KP901A (fgr ~ 400 MHz) などの「高速」トランジスタにとって非常に現実的です。 RF 電力リップルにより発電機の通常動作が妨げられる可能性があるため、超小型回路には RC フィルターを介して電力が供給されます。 詳細について。 K561LE5 の代わりに、KT561A トランジスタ - KT7A の代わりに K645LA3142 を取り付けることができます。 VT1 として他のトランジスタを使用することも除外されません。実験により、どちらが優れているか、どちらが劣っているかがわかります。 ランプ電力が 30 W 以下の場合は、KP901A の代わりに KP902A を使用することもできます。 端子トランジスタタイプ IR.Z34 は類似のものと置き換えることができます。 国内タイプのKP922Aも装着可能ですが、ケースの発熱が高くなります。 したがって、複数のインスタンスが並行してインストールされます。 問題は、しきい値電圧Uthrの値が近い試験片の選択にあります。 私が持っているもののうち、12個持っていたこともあります。 KP922A以上。 3,5から6,5Vまでありました！ したがって、選択は明らかであり、KP922Aの価格はIR.640などのトランジスタの価格よりもさらに高くなります（後者のパラメータが当社のものより640倍優れているという事実にもかかわらず）。 IR.XNUMX もここではあまり適していませんが、これは単にオン時のドレイン-ソース抵抗が増加するためです。 読者は、最初に...バイポーラタイプのKT3AがトランジスタVT8101としてインストールされたことを知りたいと思うでしょう。 確かに、この場合、ゲルマニウム GT1E がトランジスタ VT311 として取り付けられました。 そうしないと、高い飽和電圧 Uke.us が KT8101A トランジスタの入力容量を放電できなくなります。 KT827Aも使われる可能性が高いです。 しかし、ベース内の非一次キャリアの散逸の問題により、バイポーラ トランジスタのターンオフ中に負の電圧が必要になります。 これは可能ですが、PN 回路は完全に変更されます。 抵抗器 R2-SP-1 (A-1 VT-II) は、プリント基板 PN に直接取り付け (はんだ付け) されます (図 2)。 実装能力が大幅に低下する問題を解決するにはこれしか方法がありません。
コンデンサ C1 の静電容量に注意してください。約 15 pF です。 パルストランスT1について。 多くのことがこの変圧器に依存します。 ここではフェライトリングは使用できません。 したがって、些細なことで時間を無駄にしないために、TPIのフェライトコアが使用されました（コアは個別に購入されたため、つまりコイルや巻線なしで購入されたため、TPIブランドは確立されませんでした）。 フェライトШ16ХХ20М2000НМ1-14。 (この設計の最大効率の観点からは) 次のパルストランス T1 の実行で十分です。 まず、PEV-300 D2 ワイヤーを 0,6 ターン巻きます。 その上にワイヤーPEV-12 D2 mmを2,4回巻きます。 巻線の間には電気テープの層があります。 フレームの作り方について。 17〜21層の電気段ボールを断面1x2 mmの木製マンドレルに巻き付けます（それが存在しない場合は、十分な強度の段ボールで十分です）。 フレームの頬に余白を残します。 フェライトロッドにカットと「はめ込み」を施します。 新しく鋳造されたフレームは、フェライト コアの半分に完全に自由に入る必要があります。 そうしないと、巻線を巻いた後に「驚き」が期待できます - 所定の位置に収まりません。 使用されていたフェライトを使用することはお勧めしません。 これには少なくとも 100 つの正当な理由があります。 フェライトは「収縮」している可能性があります。つまり、TS で意味されているものになっていない可能性があります。 第二に、フェライト製品を過熱しないでください。 それらのパラメータは、200〜0,1℃以上に加熱されると文字通り消えます（フェライトのブランドによって異なります）。 アマチュア無線家はこのことについて頑なに沈黙している。 関連する文献でのみ、フェライトのパラメータは特定の温度まで維持されると記載されています。 しかし、アマチュアが「カップ」や他のフェライト製品の半分を切り離すのは、この方法（加熱！）です。 私自身、このようなフェライトの「物」に「つまずいた」ことがあります。 磁気回路の XNUMX つの半分の間のギャップは大きくてはなりません。 最適値は約XNUMXmmです。 次に、構造全体の設置についてです。 PN ボードは VT3 トランジスタの近くに配置され、後者は冷却面が 300 cm2 のヒートシンク上にあります。 33 オームの抵抗 (R8) がこのトランジスタのゲート ピンに直接はんだ付けされています。 この抵抗の存在とその位置は非常に重要です。 さらに重要なのは、接続ワイヤ PN の長さです。 最短の長さは、トランジスタ VT3 のドレインと変圧器 T1 (後者の「ホット」タップ) を接続するワイヤでなければなりません。 同様の要件は、変圧器 T1 の巻線の「コールド」端子 I をコンデンサ C5 および PN ボードに接続する場合にも当てはまります。 バッテリからの電力は、まずコンデンサ C5 の端子に供給され、その後初めて PN 基板に供給されます。 続いて、非電解コンデンサ 4,7 uF x 63 V (K73-17) をコンデンサの端子に直接配置しました。 構造的には、PN は、長年使用されてきた CH-315 タイプのネットワーク鉄共振安定器のケース内に配置されています。 主電源 (PSU) もここにあります。 ネットワーク電源は、バッテリー残量が少ない場合、またはまったくない場合に非常に便利で必要なものであることに同意します。 ネットワークから PN を作成するのが、たとえ輝度制御があったとしても、この低電圧 PN よりもはるかに難しいことは周知の事実です。 そして、私たちのシステムはバッテリーと主電源の両方で動作できるようになりました。 ネットワーク電源について。 電源電圧を上げることに夢中にならないでください。 連続スタビライザーはシステム全体の効率を低下させます。 キースタビライザーはまったく別の問題です。 しかし、個人的には、「付加機能」は好きではありません。 私は、ファイバーグラス上に配置されたダイオード ブリッジ KD213A に満足しました (ダイオードは 40 W LDS ランプによる冷却が必要です!)。 巻線 II からの AC 電圧 ~ 14 V。整流フィルタ コンデンサは、容量 50 μFx32 V の K22,000-40A です。80 W LDS ランプの場合、U1 は 10 A に使用されます。1 A 電流計が .U10 と直列に接続されます。そして、これは贅沢ではなく、PN の作業に対する非常に運用上の制御です。 ネットワークトランスについて。 同じ使えなくなったCH-315のトロイダル磁気回路を使用しました。 一次巻線には 946 ターンの PELSHO 0,64 ワイヤが含まれています。 二次 - ワイヤ PEV-60 D2 mm 1,8 ターン。 トロイダル磁気コアの寸法: 外径 92,5 mm、内径 55 mm、高さ 32 mm。 無負荷電流は約 10 mA (~220 V)。 ブランドは不明です。 しかし、結果から判断すると、鋼は高品質です。 設立。 エラーなく正しく組み立てられれば、回路はすぐに動作します。 ただし、最初の組み込みは、消費電流の義務的な制限を伴う主電源ユニットから実行されます。 電子電流制限器を使用することをお勧めします。 コンデンサC1の代わりに、トリマ、つまり同調コンデンサ(8 ... 30 pF)が一時的に取り付けられます。 抵抗 R1 は、希望の範囲内で明るさの変化の範囲を選択します。 抵抗器 R2 は、LDS グローの最大輝度に対応する位置に設定されます。 コンデンサの静電容量を選択することで、最大の明るさが得られます。 コンデンサ C6 は、明るさが最大から最小に変化するときに PN の動作が最も安定する条件から選択されます。 同時に、トランジスタ VT3 のヒートシンクの加熱を監視する必要があります。 発熱すればするほど、バッテリーの電力が無駄に消費されます。 ここで、容量 C1、C6 の選択を調整する必要がある場合があります。 VT3バイポーラトランジスタを取り付けることにした場合は、加熱が大幅に増加するため、周波数を下げる必要があり、ラジエーター面積を増やす必要があります。 使用される MOSFET の品質は重要な役割を果たします。 バルブに漏れがまったくないはずです。 トランジスタ VT1 も低周波であってはなりません。 ちなみに、Wフェライトの代わりに、横型トランスのフェライトも適しています。 しかし、私は上で述べたことについてすぐに警告します。 この回路は、ほぼすべての (安定器なしの) LDS で動作します。 電力制限を提供することのみが必要です。そうでないと、結局のところ、LDS は大きな過負荷 (起動時がより多くなります) で失敗します。 低電力でランプを始動するために、押しボタンスイッチが設けられており、始動時にその接点が抵抗器Ｒ２の対応するタップを閉じる（図示せず）。 著者: A.G. ジジューク
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