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無線電子工学および電気工学の百科事典 電流制限を調整できるラボ用電源、0 ～ 30 ボルト 3 アンペア。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
無線デバイスを設定または修理するには、複数の電源が必要です。 多くの人がすでにそのようなデバイスを自宅に持っていますが、原則として、それらの動作能力は限られています（許容負荷電流は最大1Aで、電流保護が提供されている場合、それは慣性であるか、調整する機能がありません-トリガー） 。 一般に、そのような電源は、技術的特性の点で産業用電源と競合できません。 汎用の実験用工業用ソースを購入するにはかなりの費用がかかります。 最新の回路と素子ベースを使用することで、基本的な技術特性の点で最高の工業設計に劣らない電源を家庭で作成することが可能になります。 同時に、製造と構成も簡単になります。 このような電源が満たさなければならない基本要件は次のとおりです。 0 ～ 30 V の範囲の電圧調整。 最小限のリップルで最大 3 A の負荷電流を供給する能力。 電流保護動作の調整。 さらに、電流保護は、出力で短絡が発生した場合に電源自体への損傷を防ぐために十分迅速に動作する必要があります。 電源の電流制限をスムーズに調整できるため、外部デバイスの構成時に電源の損傷を回避できます。 これらの要件はすべて、以下に提案するユニバーサル電源回路によって満たされます。 さらに、この電源を使用すると、安定した電流源（最大 3 A）として使用できます。 電源の主な技術的特徴:
電源の電気図、図。 4.10は、制御回路（ノードA1）、変圧器（T1）、整流器（VD5...VD8）、電力制御トランジスタVT3、および変圧器巻線用のスイッチングユニット（A2）で構成されます。
制御回路 (A1) は、1 つのハウジング内に配置された 2 つのユニバーサル オペアンプ (オペアンプ) 上に組み立てられ、トランスの別個の巻線によって電力が供給されます。 これにより、出力電圧をゼロからレギュレーションし、デバイス全体の動作をより安定させることができます。 また、電力制御トランジスタの熱動作を容易にするために、分割された二次巻線を備えたトランスが使用されます。 タップはリレー K3、KXNUMX を使用して出力電圧レベルに応じて自動的に切り替わります。これにより、負荷に大電流が流れても、小型の VTXNUMX 用のヒートシンクを使用でき、スタビライザーの効率も向上します。 スイッチング ユニット (A2) は、トランスの 7,5 つのタップを 1 つのリレーだけで確実にスイッチングするために、次の順序でリレーをオンにします。 レベルが 15 V を超えると K2 がオンになります。 22 V を超えると、K1 がオフになります (この場合、最大電圧は変圧器巻線から供給されます)。 指定されたしきい値は、使用されるツェナー ダイオード (VD11 .VD13) によって設定されます。 電圧が低下すると、リレーは逆の順序でオフになりますが、約 0,3 V のヒステリシスがあります。 電圧がオン時よりも低いこの値に低下すると、巻線を切り替えるときのチャタリングがなくなります。 制御回路 (A1) は電圧安定器と電流安定器で構成されます。 必要に応じて、デバイスはこれらのモードのいずれかで動作できます。 モードはレギュレーター「G（R18）」の位置によって異なります。 電圧安定化装置は、要素 DA1.1-VT2-VT3 を使用して組み立てられます。 安定化回路は次のように動作します。 必要な出力電圧は、抵抗器によって「粗く」(R16) および「細かく」(R17) 設定されます。 電圧安定化モードでは、出力 (X2) から抵抗 R16、R17、R7 の分圧器を介して電圧フィードバック信号 (-Uoc) がオペアンプ DA1/2 の非反転入力に供給されます。 +3 V の基準電圧が抵抗 R5-R7-R9 を介して同じ入力に供給され、回路がオンになると、出力 DA1/12 の正の電圧が増加します (トランジスタ VT2 を介して VT3 を制御するようになります)。出力端子 X1 ～ X2 の電圧は、抵抗 R16 ～ R17 によって設定されたレベルに達しません。 出力 X2 からアンプ DA1/2 の入力への負の電圧フィードバックにより、電源の出力電圧は安定します。 この場合、出力電圧は比率によって決まります。
どこ したがって、抵抗R16（「ラフ」）とR17（「ファイン」）の抵抗を変更することにより、出力電圧Ioutを0から30Vに変更できます。 負荷が電源の出力に接続されると、その出力回路に電流が流れ始め、抵抗 R19 の両端に正の電圧降下が発生します (回路の共通線に対して)。 この電圧は、抵抗 R18 を介して接続点 R6-R8 に供給されます。 負の基準電圧 (-2 V) は、R4 ～ R6 を介してツェナー ダイオード VD9 から供給されます。 オペアンプDA1.2はそれらの差を増幅します。 差が負である間 (つまり、出力電流が抵抗 R18 によって設定された値より小さい場合)、+1 V が DA10/15 の出力に作用します。トランジスタ VT1 は閉じられ、回路のこの部分は動作に影響しません。電圧安定器の。 負荷電流が、DA1/7 入力に正の電圧が現れる値まで増加すると、DA1/10 出力に負の電圧が発生し、トランジスタ VT1 がわずかに開きます。 回路 R13-R12-HL1 に電流が流れ、調整パワー トランジスタ VT3 のベースの開放電圧が低下します。 赤色 LED (LR) の点灯は、回路が電流制限モードに入ったことを示します。 この場合、電源の出力電圧は、出力電流が抵抗R16から得られる電流フィードバック電圧(Uop)と接続点R6-R8-の基準電圧に十分な値になる値まで減少します。 R18 は相互に補償されます。つまり、 可能性はゼロだった。 その結果、ソースの出力電流は、抵抗 R18 スライダーの位置によって指定されたレベルに制限されます。 この場合、出力回路の電流は次の関係によって決まります。
どこ オペアンプの入力にあるダイオード (VD3) は、フィードバックなしでオンになった場合やパワー トランジスタが損傷した場合に、超小型回路を損傷から保護します。 動作モードでは、オペアンプの入力電圧はゼロに近く、ダイオードはデバイスの動作に影響を与えません。 コンデンサ C3 は、増幅されるオペアンプの周波数帯域を制限し、自己励起を防止し、回路の安定性を高めます。 デザインの特徴 点線で強調表示された回路の部分 (ノード A1 および A2) は、厚さ 80 ～ 65 mm の片面グラスファイバーで作られた 1x3 mm の XNUMX 枚のプリント基板上にあります。 ノードA1の場合、要素のトポロジーと配置を図4.11に示します。 XNUMX。
ノード A2 は XNUMX 次元設置として作成でき、その寸法は使用するリレーのタイプによって異なります。 組み立て中に次の部品が使用されました: SPZ-5a タイプの調整された抵抗器 R6 および R19。 可変抵抗器 R16.R18 タイプ SPZ-4a または。 PPB-1A; 固定抵抗器 R19 タイプ S5-16MV 5 W 用、残りは MLT および S2-23 シリーズの対応する電力用です。 コンデンサ C1、C2、C3、C10 タイプ K10-17、電解コンデンサ C4...C9 タイプ K50-35 (K50-32)。 LED HL1、HL2 は、異なる発光色を持つものに適しています。 トランジスタVT1、VT2はKT3107A(B)で置き換え可能です。 VT3パワートランジスタは、約1000平方センチメートルの面積のラジエーターに設置されます。 ボード上のコネクタ X3。 A1タイプ。 RSh2N-2-15。 リレー K1、K2 はポーランドで使用されており、標準サイズ R-15 で、動作電圧 24 V (巻線抵抗 430 オーム) の巻線を備えています。フレームのない設計により、寸法が小さく、十分に強力なスイッチング接点を備えています。 微小電流計 RA1 は、最大 42303 A または 3 A の電流に対応する内部シャントを備えた小型タイプの M5 などです。電源の操作を容易にするために、回路に出力電圧を示す電圧計を追加できます。 T1 ネットワーク変圧器は、電力 160 W の装甲統合産業用変圧器 (たとえば、OSM1 TU16-717.137-83 シリーズ) に基づいて独自に製造されています。 コイルフレームの位置にある鉄の断面は 40x32 mm です。 すべての二次巻線を取り外し、ネットワーク巻線だけを残す必要があります（一次巻線が 380 V 用に設計されている場合は、そこから 300 ターン巻きます）。 8-9-10の巻きから巻き始めます - 38+38ターンのワイヤーが含まれています。 直径0,23mmのPZP。 巻線 7-6-5-4-3 には、直径 16 mm の PEL ワイヤが 15+15+15+1,5 回巻かれています。変圧器の二次巻線は、18+18 V および 7,5+7,5 の無負荷電圧を提供する必要がありますそれぞれ+7,5、7,5+XNUMXV。 ノード A1 の回路にエラーなく設置すると、抵抗 R0 で最大出力電圧調整範囲 30 ～ 5 V を調整し、抵抗 R3 で最大保護電流 6 A を調整するだけで済みます。 切替部(A2)の設定は不要です。 リレー K1、K2 のスイッチングしきい値と、それに対応するコンデンサ C8 の電圧の増加を確認することだけが必要です。 回路が電圧安定化モードで動作している場合は緑色の LED (HL2) が点灯し、電流安定化モードに切り替わると赤色の LED (HL1) が点灯します。 負荷の最大許容電流を 5 A に増やすには、図 4.12 に示す回路を変更する必要があります。 XNUMX（XNUMXつのパワートランジスタが並列に取り付けられています）。 これは、出力端子で短絡が発生した場合にデバイスの信頼性の高い動作を確保する必要があるためです。
最悪の場合、パワー トランジスタは電力過負荷 P=U 入力*I=35*5=175 W に短期間耐える必要があります。 また、827 つの KT125A トランジスタの消費電力は XNUMX W 未満です。 変圧器 T1 からのスイッチング電圧、リレー K1 および K2 は慣性であり、T1 の二次巻線からの電圧を瞬時には低下させませんが、変圧器の長期動作中にパワー トランジスタの電力の熱放散を低減します。ソース。 電流が5Aの電源の場合、抵抗R19の値を0,2オームに減らし、これを考慮して、次の式を使用して抵抗R18の値を再計算する必要があります。
著者: Shelestov I.P.
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