効率が向上した強力な実験用電源。スキーム、説明

無線電子工学および電気工学の百科事典
無料のライブラリ / 無線電子および電気機器のスキーム

効率が向上した強力な実験用電源。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

無料のテクニカルライブラリ

調整可能な電源はアマチュア無線実験室に不可欠な部分です。雑誌「ラジオ」にはそのような装置がたくさん記載されていますが、それらの中には効率が低いものもあります。実際のところ、パルス電源の主な欠点であるリップルレベルの増加を取り除くのは非常に難しいことが多いため、実験室用電源は線形安定器に基づいて作られていることがほとんどです。一般に、このような回路ソリューションの結果、電力損失が増加します。著者はこの問題に対する独自の解決策を提案します。

スタビライザーを XNUMX 段階にすることで、スタビライザーの効率を高めることができます。最初の段階はパルス予備スタビライザーです。 XNUMX番目 - 通常の線形。両方のステージはフィードバックによってカバーされており、そのおかげで線形安定化装置での最小許容電圧降下が維持され、それによって高効率が保証されます。

最新の素子ベース [1、2] に基づいて組み立てられたスイッチングスタビライザーは、低損失を含む高い動作パラメータを提供します。これらのデバイスは、提案された実験用電源の開発の基礎として採用されました。

主な技術的特徴

入力電圧、V......43
出力電圧間隔、V......0...35
最大負荷電流、A ...... 7,5
スイッチングスタビライザー変換周波数、kHz……55

デバイスのスキームを図に示します。 1. 第 598 段のスイッチングレギュレータは、Texas Instruments の TL4 (DA9540) SHI コントローラチップ上に組み込まれており、IRF3 (VT598) スイッチングトランジスタを制御します。 TL494 マイクロ回路は、出力にプッシュプルアンプが存在する点で一般的な TL1114 とは異なります (特性の点で最も近い国内 SHI コントローラーは KR4EU0,2 です)。この特定のマイクロ回路の使用は、その高い技術パラメータ、つまり最大 300 A の出力電流、最大 XNUMX kHz のクロック周波数、および低価格によるものです。

（クリックして拡大）

電圧降下と回復時間が低いスイッチング電界効果トランジスタ IRF9540 (VT3) とショットキーダイオード KD2998G (VD2) の使用により、スイッチングレギュレータの効率を最大約 90% まで高めることができました。出力電圧レギュレーションの限界を高めるために、VT2 トランジスタアセンブリのバッファアンプは、DA2 チップ上の補助スタビライザから電力を供給されます。電界効果トランジスタ VT4 とツェナーダイオード VD9 に基づくパラメトリック電圧レギュレータにより、安定化係数が向上し、より高い入力電圧での動作が可能になります。フィルタコンデンサ C9 の回路内の抵抗 R8 は、デバイスの電源がオンになったときに DA2 チップを過負荷から保護します。

スイッチングレギュレータの出力から、電圧は低電圧降下でDA1チップ上に組み込まれたリニアレギュレータに供給されます。この回路設計では、実験用ユニットの出力特性は、優れたリップル抑制、電流保護、過熱を実現するマイクロ回路のパラメータによって決まり、電力損失は約 5% に等しくなります。

ユニットの出力電圧をゼロから調整するために、-1 V の電圧が別の電源から DA15 マイクロ回路の制御出力回路に供給されます。

トランジスタ・フォトカプラ U1 は、リニア・レギュレータ全体の電圧降下を約 1,5 V に維持します。チップ全体の電圧降下が増加すると（たとえば、入力電圧の増加により）、フォトカプラの発光ダイオードがオンになり、それに応じてフォトトランジスタもオンになります。の上。 SHI コントローラは、スイッチングトランジスタを閉じることによってオフになります。リニアレギュレータの入力電圧が減少します。

安定性を向上させるために、抵抗器 R3 はスタビライザーチップ DA1 のできるだけ近くに配置されます。

インダクタL1、L2 - 電界効果トランジスタVT1、VT3のゲートの端子に配置されたフェライトチューブの一部。これらのチューブの長さは出口の長さの約半分です。

効率が向上した強力な実験用電源

インダクタ L3 は、パーマロイ MP36 から折り重ねられた 25 つの環状磁気コア K7,5x140x45 に巻かれています。その巻線には 2 ターンが含まれており、直径 1 mm の XNUMX 本の PEV-XNUMX ワイヤが磁気回路の周囲に沿って均等に巻かれています。

最大に近い負荷電流では、DA1 スタビライザーと VT3 トランジスタにかなりの電力が放出されるため、少なくとも 30 cm2 の面積を持つヒートシンクに取り付ける必要があります。 IRF9540 (VT3) トランジスタを IRF4905 に、IRF1010N (VT1) トランジスタを BUZ11、IRF540、KP727B に置き換えることができます。

ヒートシンクの面積は、[3]で説明されている方法に従って計算されます。

7,5 Aを超える出力電流を持つユニットが必要な場合は、DA5と並列に別のレギュレータDA1を追加する必要があります(図2)。この場合、最大負荷電流は 15 A に達します。この場合、L3 インダクタは直径 2 mm の 1 本の PEV-1 ワイヤで構成される束で巻かれ、コンデンサ C3 ～ C18 の静電容量は約 19 倍になります。抵抗器R1、R5は、マイクロ回路DA1156、DA2の同じ加熱度に応じて選択されます。 SHI コントローラは、より高い周波数での動作が可能な別のコントローラ (KRXNUMXEUXNUMX など) に交換する必要があります。

大きな負荷電流が必要ない場合は、KR142EN22A スタビライザを KR142EN22 (最大電流 5 A) または KR142EN12A (1,5 A) に置き換えることができます。

文学

Mironov A. 効率が向上したスイッチング電圧安定化装置。 - ラジオ、2000 年、第 11 号、p. 44、45。
Mironov A. パルス電圧安定器における同期整流器の応用。 - ラジオ、2001 年、第 10 号、p. 38、39。
セミョノフ B.Yu. アマチュアおよびプロフェッショナル向けのパワーエレクトロニクス。 - M.: Solon-R 2001、p. 115-121

著者：S.Korenev、クラスノヤルスク

他の記事も見る セクション電源.

読み書き 有用なこの記事へのコメント.

<<戻る

科学技術の最新ニュース、新しい電子機器：

庭の花の間引き機 02.05.2024

現代の農業では、植物の世話プロセスの効率を高めることを目的とした技術進歩が進んでいます。収穫段階を最適化するように設計された革新的な Florix 摘花機がイタリアで発表されました。このツールには可動アームが装備されているため、庭のニーズに簡単に適応できます。オペレーターは、ジョイスティックを使用してトラクターの運転台から細いワイヤーを制御することで、細いワイヤーの速度を調整できます。このアプローチにより、花の間引きプロセスの効率が大幅に向上し、庭の特定の条件や、そこで栽培される果物の種類や種類に合わせて個別に調整できる可能性が得られます。 2 年間にわたりさまざまな種類の果物で Florix マシンをテストした結果、非常に有望な結果が得られました。フロリックス機械を数年間使用しているフィリベルト・モンタナリ氏のような農家は、花を摘むのに必要な時間と労力が大幅に削減されたと報告しています。 ... >>

最先端の赤外線顕微鏡 02.05.2024

顕微鏡は科学研究において重要な役割を果たしており、科学者は目に見えない構造やプロセスを詳しく調べることができます。ただし、さまざまな顕微鏡法には限界があり、その中には赤外領域を使用する場合の解像度の限界がありました。しかし、東京大学の日本人研究者らの最新の成果は、ミクロ世界の研究に新たな展望をもたらした。東京大学の科学者らは、赤外顕微鏡の機能に革命をもたらす新しい顕微鏡を発表した。この高度な機器を使用すると、生きた細菌の内部構造をナノメートルスケールで驚くほど鮮明に見ることができます。通常、中赤外顕微鏡は解像度が低いという制限がありますが、日本の研究者による最新の開発はこれらの制限を克服します。科学者によると、開発された顕微鏡では、従来の顕微鏡の解像度の 120 倍である最大 30 ナノメートルの解像度の画像を作成できます。 ... >>

昆虫用エアトラップ 01.05.2024

農業は経済の重要な分野の 1 つであり、害虫駆除はこのプロセスに不可欠な部分です。インド農業研究評議会 - 中央ジャガイモ研究所 (ICAR-CPRI) シムラーの科学者チームは、この問題に対する革新的な解決策、つまり風力発電の昆虫エアトラップを考案しました。このデバイスは、リアルタイムの昆虫個体数データを提供することで、従来の害虫駆除方法の欠点に対処します。このトラップは風力エネルギーのみで駆動されるため、電力を必要としない環境に優しいソリューションです。そのユニークな設計により、有害な昆虫と有益な昆虫の両方を監視することができ、あらゆる農業地域の個体群の完全な概要を提供します。「対象となる害虫を適切なタイミングで評価することで、害虫と病気の両方を制御するために必要な措置を講じることができます」とカピル氏は言います。 ... >>

アーカイブからのランダムなニュース

電子機器のサーマルマスキング 11.04.2012

フランスの科学者グループが、赤外線領域で不可視性を生み出す新しいアプローチを提案しました。サーマルクローキングは光学クローキングと同じ原理で機能し、将来的には電子機器の新しい熱除去方法の開発が可能になり、宇宙船や軍事機器の設計に新しい可能性が開かれます。

光学的不可視性における最新の進歩は、光を曲げて物体を不可視にするメタマテリアルに基づいています。エクスマルセイユ大学と CRNS 国立センターの科学者は、同じアプローチが熱カモフラージュに適用できることを証明しました。この新技術は、光学的不可視性に適用される基本的な理論を使用していますが、重要な違いが XNUMX つあります。これまでのところ、クローキングの研究は波の軌道操作にのみ焦点を当ててきました。これらには、電磁（光）、音、地震、および流体力学的波が含まれます。次に、フランスの科学者は、サーマルマスキング（温度勾配の影響下でのガス混合物または溶液の成分の移動）に熱拡散を使用します。

熱は波ではなく、長距離を移動することはできません。 XNUMX 次元モデルでは、科学者は、等温線 (同心拡散リング) の間の領域を介して、オブジェクトのホットゾーンからクールゾーンへの熱の流れを方向付けました。次に、研究者は等温線の形状を変更し、熱流が熱源の右側の円形領域を迂回するようにしました。したがって、対象物を加熱から保護することができ、またその逆も可能であり、小さな体積に大量の熱を集中させることができます。特定の領域を熱から保護する機能は、電子機器メーカーにとって非常に魅力的です。新技術により、従来の方法では冷却が非常に困難であったナノ電子およびマイクロ電子デバイスの過熱を防ぐことが可能になります。

現在、フランスの科学者は、マイクロエレクトロニクス用のサーマルマスキングのプロトタイプの作成に取り組んでおり、最初のサンプルは今後数か月以内に準備される予定です。

その他の興味深いニュース:

▪ カーボン 3D フレームは、リチウムイオンバッテリーのアノードを改善します

▪ Area Ragno GRABBER 2 ビデオキャプチャーカード

▪ 人工脳作成材料

▪ トマトはビタミンDを生成します

▪ スマートグラス Tobii Glasses 2

科学技術、新しいエレクトロニクスのニュースフィード

無料の技術ライブラリの興味深い資料:

▪ サイトの「児童科学実験室」セクション。記事の選択

▪ アガサ・クリスティの記事。有名な格言

▪ 記事紫外線で見える哺乳類は何ですか? 詳細な回答

▪ 記事写真家。労働保護に関する標準的な指示

▪ マットワニスの記事。簡単なレシピとヒント

▪ 記事研究室用スイッチング電源。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

この記事にコメントを残してください：

記事へのコメント：

セルゲイ
出力にリニアスタブを入れるために、パルス電圧変換回路を組み立てます。ちなみに、安価なマイクロ回路ではありませんか？それは本当に奇妙な決定です. リップルを抑えるために、出力に LC フィルターを 142 組配置する方が簡単ではないでしょうか? 出力がKR22ENXNUMXAのままで、インパルス変換回路を組む意味はあるのでしょうか？このパターンを再現した人はいますか？

マキシム・サランチン
当時このPSUを作ってみました。トランジスタVT3の制御を変更して獲得しました。元のスキームで開始することはできませんでした (このノードは機能していません)。著者自身はどうやら試みなかったようです。ええ、そうです、リニアスタビライザーは 10v と 8A で少し暖かいです。

このページのすべての言語

ホームページ | 図書館 | 物品 | サイトマップ | サイトレビュー