L4960 チップ上の実験用スイッチング電源、220 / 5-40 ボルト 2,5 アンペア。スキーム、説明

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L4960 チップ上の実験用スイッチング電源、220 / 5 ～ 40 ボルト 2,5 アンペア。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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提案されたコンパクトな電源ユニット (PSU) は、SGS-Thomson Microelectronics の L4960 集積回路上に組み立てられています。これは、2,5 ～ 5 の出力電圧で最大 40 A の出力電流を供給する調整可能なスイッチング DC 電圧レギュレータです。 V. マイクロ回路には、負荷回路の過熱、過電流、短絡に対する保護機能が組み込まれています。このユニットは、最大 25 ワットの電力を消費するさまざまな電子機器に電力を供給するように設計されています。

装置の概略図を図に示します。 1. 主電源電圧 220 V は、ヒューズ FU1、スイッチ SA1 の接点、およびノイズ抑制フィルタ C4L1L2C5 を介して、降圧変圧器 T1 の一次巻線に供給されます。SA1 スイッチにはインジケータが内蔵されています - ガス放電ランプ。抵抗 R1 はスイッチランプの寿命を延ばし、その発熱を軽減します。

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トランスの二次巻線の電圧は、自己修復ヒューズ FU2 を介してショットキーブリッジ整流器 VD4 ～ VD7 に供給されます。このようなダイオードを使用すると、整流器での電力損失が減少し、それに応じてその素子の発熱が減少し、フィルタコンデンサ C1 の整流電圧も約 3 V 増加します。リセット可能ヒューズ FU2 は、整流器、DA1 チップに障害が発生した場合や、保護システムの「エラー」が発生した場合に、変圧器を過負荷から保護します。

一部の統合型スイッチングレギュレータ (LM2575T、LM2576T など) の過負荷保護システムは、強力な安定した電流発生器または同等の電力の他のスイッチングレギュレータが負荷として接続されている場合に機能しなくなる可能性があります。バリスタ RU1 は、主電源変圧器と整流ダイオードをインパルスノイズや主電源電圧サージから保護します。出力電圧は、可変抵抗器 R5 によって 5 ～ 18 V の範囲で調整されます。図によると、可変抵抗器スライダーの上部の位置が最小出力電圧に対応します。

DA1チップの動作周波数は約95kHzです。マイクロ回路の出力 (ピン 7) の電圧形状は方形で、パルスのデューティサイクルは出力、入力電圧、負荷電流に依存します。抵抗 R6 とダイオード VD1 は、たとえば可変抵抗 R5 が急激に回転したときや、充電された大容量コンデンサが PSU 出力に接続されたときなど、マイクロ回路を損傷から保護します。スタビライザー出力が過負荷になると、マイクロ回路に組み込まれた保護機能が出力電圧をオフにし、約 0,5 秒後に再起動を試みます。

チョークL3 - ストレージ。 9 リンクフィルタ C12-C4L17C19-C5L20C22-C9 は、出力安定化電圧のリップルを低減します。酸化物コンデンサ C10 は大電流、高周波リップルにより劣化のリスクが高まるため、セラミックコンデンサ C12 ～ C3 とシャントしており、酸化物コンデンサ CXNUMX にも同様の解決策が適用されます。

リレー K1 は、3 A を超える負荷電流で HL1 LED の電源をオンにします。これにより、サイレントモードの UMZCH など、消費電力の増加を迅速に追跡できます。リレー接点の解放電流は約 0,6 A です。リレーコイル K1 もフィルタの一部です。

PA1 微小電流計、VD8 ツェナーダイオード、抵抗 R10、R11 で電圧計が作成され、電源の出力電圧を測定します。ツェナーダイオード VD8 と抵抗 R11 は、デバイス PA1 のスケールを「拡張」します。

スイッチ SA2 の接点が閉じているとき、負荷とスタビライザは DA1 チップの内蔵ノードによって保護され、誤動作の場合には自己復帰ヒューズ FU2 によって保護されます。電流 3 A のリセット可能ヒューズ FU0,75 は、低電力負荷ノードを保護するように設計されています。 SA3 スイッチを使用すると、PSU から負荷を迅速に切断できるため、受電機器が損傷する可能性が低くなります。

LED HL1、HL2 はデバイス PA1 のスケールを照らします。 LED HL4 はスタビライザー DA1 の出力における電圧の存在を示し、HL5 - 負荷における電圧の存在を示します。

電源は古い輸入カーラジオの178x160x49mmの金属ケースに取り付けられています。ケースは黒色の自動車用ワニス BT-577 で予備塗装され、最初は室温で 12 時間、次に 40°C で 180 分間が 12 回、さらに室温で 100 時間乾燥されます。このモードでは、表面に気泡が現れるのを防ぎます。塗装されたボディを室温のみで乾燥させると、最大 200 か月かかる場合があります。塗装前にケースの下壁と側壁に直径3mmの通気孔をXNUMX～XNUMX個開けます。

デザインの詳細のほとんどは 2 つのボードに配置されます (図 3)。 1と図。 4. 取付はヒンジ方式となります。大電流接続は、直径 2 mm 以上の銅製取り付けワイヤを使用して行われます。マイクロ回路のピン3、ダイオードVD9、VD1、コンデンサCXNUMXは、別個の導体を使用して共通のワイヤに接続する必要があります。機器の金属ケースとコモン線を点で接続します。接地記号で図に示されています (図 XNUMX を参照)。 PSU を完璧に動作させるには、電源回路と信号回路を適切に配線することが非常に重要です。

L4960チップの実験室用スイッチング電源、220 /5-40ボルト2,5アンペア

ポータブル白黒テレビ「ユース」のトランス T1-TP-30-2。このような変圧器を使用すると、主電源電圧 220 V で、電源は負荷電流 12 ～ 2 A で 5 V の出力電圧を供給します。電圧が高くなると、最大出力電流は 0,5 A まで直線的に減少します。 18 V の出力電圧。2,5 V の電圧で出力電流を 18 A に増加するには、少なくとも 60 W の総電力と 22 ... 27 V の二次巻線の開放電圧を持つ変圧器が必要です。ただし、このような変圧器は、指定された寸法の筐体に収まらない場合があります。

L4960 チップは、総冷却面積 100 cm2 (片面) のリブ付きジュラルミンヒートシンクにマウントされ、ケースから隔離されています。

インダクタ L3 は、32NM フェライトで作られた K20x6x3000 リング磁気回路に巻かれています。巻線には、30 本のワイヤ PEV-33 2 で構成される自家製リッツ線が 0,13 回巻かれています。磁気回路に巻き付ける前に、非磁性ギャップを作成する必要があります。そのためにリングを万力で2つの部分に分割し、瞬間接着剤で接着します。その後、リングを室温で２時間、６０℃で６時間連続して乾燥させる。次に、リングをニスを塗った布でかぶせ、巻線を 6 層に巻きます。層の間には、ニスを塗った布を60層置く必要があります。電源が出力電力の増加 (18 V、2,5 A) に合わせて設計されている場合は、このようなリングを 150,3 つ接着するか、より大きな磁気回路を使用する必要があります。非磁性ギャップが必要です。スロットルは基板上の長方形の穴に取り付けられ、シリコンシーラントで固定されます。インダクタンスが 50 ... 1 μH の同様のチョークを使用することができます。残りのチョークは工業用です。 H 型フェライト磁気コア上の L2、L007 - LCHK-4、L5、L007 - NSNK-3。電流が 30 A 以上、巻線抵抗が XNUMX mOhm 以下になるように設計されています。

ロールK1は自作で、PEV-23 2ワイヤーをリードスイッチボトルに0,51ターン巻き付けています。 КЭМ-2 スイッチ SA1 - グロー放電ランプ内蔵の IRS-101-1 A3 または IRS-101-12С。スイッチ SA3 - 少なくとも 3 A の電流の押しボタン。たとえば、KDC-A04T、SDDF-3 同様の国内スイッチ。 PKN41-1-2 は耐用年数が大幅に短く、リターンスプリングがより硬くなっています。

LED HL1、HL2 - RL50-WH744D 白色光 (8000 mCd)、光出力が向上したものと置き換えることができます。レンズ前面に半透明のマットな光拡散フィルムを装着。 LED HL3 - RL30-RD314S 赤、HU - RL30-YG414S 緑、HL5 -RL30-HY214S 黄色のグロー色は、KIPD66 シリーズなどの同様のものと置き換えることができます。

ダイオード SR306 は SR360、MBR360、31DQ06 で置き換えることができます。UF4004 ダイオードの代わりに、1N400x、UF400x、KD247、KD243、KD209 シリーズのいずれかを使用できます。 BZV55C-3V6 ツェナーダイオードを 1N4729A、TZMC3V6、G2S3.6 に置き換えます。

可変抵抗器 R5 は輸入された小型のもので、回転角に対する抵抗値の依存性がリニアな特性を持っています。可変抵抗器の本体は共通 (マイナス) ワイヤに接続されていますが、構造の本体から絶縁する必要があります。可変抵抗器 R6 からの信号線はシールドする必要があります。残りの抵抗は、任意のタイプの汎用の適切な電力です。バリスタ RU1 - MYG10-471 は、同様のディスク FNR-10K471 と置き換えることができます。 FNR-14K471 TNR10G471。コンデンサ C1、C2 - 定格電圧が少なくとも 50 V のセラミック。コンデンサ C10 ～ C12、C17、C21、C22 - 定格電圧が少なくとも 25 V のセラミック。コンデンサ C13 ～ C16 - 定格電圧のセラミックまたはフィルム少なくとも 50 V。コンデンサ C6、C7 - フィルム。酸化物コンデンサ - K50-68 の輸入類似品。コンデンサ C4、C5 - 少なくとも 400 V AC または 630 V DC の定格電圧用の輸入セラミック。 PSU の動作の安全性は、これらのコンデンサの品質に大きく依存します。コンデンサ K15-5 は、少なくとも 1600 V の動作電圧に使用できます。

国産テープレコーダーの微小電流計 RA1 - M68501。寸法が40x20 mmのデバイスのスケールの変形例を図に示します。 4.

L4960チップの実験室用スイッチング電源、220 /5-40ボルト2,5アンペア

スケールは、Ahead Nero ソフトウェアパッケージバージョン 8 のグラフィカルベクトルエディタである、習得が簡単な Nero Cover Designer プログラムで描画されます。スケールは、デバイスの動作位置で校正されます。

PSU の場合のノードのレイアウトを図に示します。 5.

L4960チップの実験室用スイッチング電源、220 /5-40ボルト2,5アンペア

保守可能な部品から正確に製造されているため、電源はすぐに動作を開始し、調整はほとんど必要ありません。必要に応じて、抵抗 R2 を選択して出力電圧の上限を設定し、抵抗 R10 を選択して電圧計の必要な感度を設定します。

電源ユニットからの少量の電磁放射とその出力の電圧リップルにより、作者はこの電源ユニットに、それから電力を供給する自作のポケット二重回路を取り付けることができました。 VHF ラジオ受信機。90 年代前半に K174XA34 チップで組み立てられました。ラジオ受信は、鉄筋コンクリートの家で内蔵の伸縮アンテナで電波塔から30 kmの距離から干渉やきしむことなく行われます。

著者：A。ブトフ、p。ヤロスラヴリ地方クルバ

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しかし、たとえば車のヘッドライトの光が霧の中で散乱するように、大音量の音楽が電球からの光を散乱させることに私たちは気づきません。この効果は、通常の電球の代わりに単色放射源であるレーザーを使用した場合にのみ顕著になります。実際、レーザービームは、その「色」を決定するXNUMXつの波長を持つ電磁放射です。赤色のビームには XNUMX つの波長があり、緑色のビームには別の波長があります。

次に、光ファイバーデータラインを考えてみましょう。その動作原理は、透明なガラス糸に沿って伝搬する光ビームの強度を変化させることによって情報が送信されることです。異なる波長の光ビームを使用するだけで、単一の光ファイバーストランドを同時に使用して、数百のチャネルでデータを送信できます。各チャンネルは特定のレーザー波長に対応しています。電波を介したデータの送信と非常に似ていますが、XNUMX つの点を除いて、無線送信機の電力を増加させると、信号電力とその受信範囲が増加します。光ファイバーを介して信号を送信するためにレーザー出力を増加させると、伝送が低下します。マンデルスタム-ブリルアン散乱により、ますます多くの信号が失われ始めます。したがって、信号パワーのしきい値がありますが、それを超えることは意味がありません。

イリノイ大学の物理学者は何をしましたか? 細い光ファイバーストランドに、小さなガラス球を固定しました。この設計は、リング光共振器と呼ばれます。光ファイバーフィラメントからのレーザービームが共振器に入り、多重内部反射により、トラップのように共振器内に留まります。実験のキーポイントは、元の周波数とは一定量異なる周波数の XNUMX 番目のレーザービームでした。レーザービームの周波数の違いは、球体材料の音響振動の周波数に対応していました。これにより、光ファイバーと共振器システムが最初のビームに対して透明になりました。

最も驚くべきことは、そのようなシステムが片側からの光線に対してのみ透明であることが判明したことです。それは一種の光学式改札口であることが判明しました-光は一方の側から通過し、もう一方の側からは通過できません。このような興味深い特性は、材料内の XNUMX つの光線と音波の複雑な相互作用、つまりマンデルスタム-ブリルアン散乱効果によって生じます。この場合にのみ、ビームがファイバーを通過するのを防ぐ代わりに、反対に、自由な通路を提供しました。

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