実験室用電源 5 ～ 100 ボルト、200 ミリアンペア。スキーム、説明

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実験用電源5...100ボルト、200ミリアンペア

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アマチュア無線の実践では、マイクロ回路上の機器に電力を供給するために使用される従来の 5 ～ 15 V を超える安定した直流電圧が必要になることがあります。そのような場合には、説明されているデバイスが役に立ちます。

ソース仕様

出力電圧間隔、V......5...55、50...100
最大出力電流、mA......200
出力電流制限レベル、mA......250
出力電圧リップル、mV、これ以上......10
ネットワーク電圧が 190 ～ 240 V の範囲内で変化し、出力電流が 0 ～ 200 mA、%、以下....0,1 の場合の出力電圧の不安定性

KR142EN19A[1]マイクロ回路を基準電圧源およびミスマッチ信号アンプとして使用することにより、高い安定性が保証されます。

電源回路図を図に示します。 1. その整流器は、ダイオード VD1 と VD2 の電圧を 1 倍にする回路に従って組み立てられており、スイッチングノイズのレベルを低減するためにコンデンサ C2 と C5 によって分路されています。安定化トランジスタによる電力消費を低減するには、55 ～ 1 V の範囲で動作する場合、スイッチ SA2 を使用してトランス TXNUMX の二次巻線の一部をオフにします。

実験用電源5...100ボルト、200ミリアンペア

トランジスタＶＴ２は電流発生器として機能する。ベースの電圧は LED HL2 によって安定化され、コレクタ電流の値 (1...8 mA) は抵抗 R9 によって設定されます。抵抗 R2 ～ R4 の分圧器を介して、スタビライザーの出力電圧の一部が DA8 マイクロ回路の制御入力に供給されます。ここでの電圧が1 V未満の場合、マイクロ回路のアノード電流とトランジスタVT2,5のコレクタ電流は1 mAを超えません。ベース接地回路に従って接続されたこのトランジスタのおかげで、DA0,4マイクロ回路のアノードの電圧は1 Vを超えず、それによって消費される電力も許容値を超えません。

このモードでは、トランジスタ VT2 のコレクタ電流のほぼ全体がトランジスタ VT4 のベースに流れ込み、トランジスタ VT1 が開きます。スタビライザーの出力と DA2,5 チップの制御入力の電圧が増加します。後者が 1 V に達すると、アノード電流 DA1 と、それに伴ってトランジスタ VT4 のコレクタ電流が急激に増加し、トランジスタ VT4 のベース電流が減少し、ソース出力の電圧は、トランジスタ VT8 によって決定されるレベルで安定します。抵抗器 R5 ～ R2 の抵抗値の比。出力電圧は可変抵抗器 RXNUMX によって滑らかに調整され、調整間隔はスイッチ SAXNUMX を使用して選択されます。

トランジスタ VT3 は通常閉じています。しかし、負荷電流とトランジスタ VT4 のコレクタ電流が約 250 mA まで増加すると、抵抗 R10 の両端の電圧降下はトランジスタ VT3 が開き、LED HL1 を分路する値に達します。これにより、トランジスタ VT2 および VT4 のコレクタ電流が減少します。その結果、スタビライザーの出力電流は上記の値に制限されます。電流リミッターの動作はLEDの明るさの低下で判断できます。

リミッターの作用により、スタビライザーの出力電圧が約 2,7 V まで低下すると、HL1R1 回路を流れる電流は、開いたダイオード VD4 を通って負荷に流れ、流れる総電流がわずかに増加します。それを通して。ダイオード VD4 が存在しない場合、印加電圧の極性が変化した結果、トランジスタ VT1 のコレクタ接合が開き、R1 を流れる電流はトランジスタ VT4 のベースに流れることになります。トランジスタ VT4 による増幅の結果、負荷電流の増加はさらに大きくなります。

トランジスタＶＴ１のコレクタをトランジスタＶＴ４のベースおよびトランジスタＶＴ２のコレクタに接続する開回路に接続されたダイオードを使用して、電流増加の影響を完全に除去することが可能である。ただし、この場合、絶縁ガスケットなしではトランジスタ VT1 と VT4 を共通のヒートシンクに取り付けることはできません。

ダイオード VD5 と VD6 の目的について話し合う必要があります。スイッチ SA2 が「50...100 V」の位置にあり、出力に最小電圧が設定されていると仮定します (可変抵抗器 R5 スライダーは図の上部の位置にあります)。スイッチ SA2 を「5...55 V」の位置に移動すると、コンデンサ C50 が充電される 7 V の電圧が抵抗 R6 ～ R9 に印加され、その半分以上 (約 30 V) が充電されます。 DA1マイクロ回路の制御入力に接続します。後者は故障しませんが、マイクロ回路の内部回路を通じて、この電圧はそのアノードとトランジスタ VT1 のエミッタに流れ、後者が閉じます。その結果、トランジスタ VT2 のコレクタ電流全体がトランジスタ VT4 のベースに流れ、最大可能電圧がスタビライザの出力に現れます。残念ながら、この状態は安定しており、スタビライザーが単独でこの状態から抜け出すことはできません。

VD5 ダイオードは、このような重大な状況を排除するために役立ちます。オープンにすることで、DA1 チップの入力電圧を許容値に制限します。ツェナーダイオード VD3 の安定化電圧と抵抗 R7 および R8 の値を正しく選択すると、通常の動作モードではダイオード VD5 が閉じたままになり、スタビライザーの動作に影響を与えなくなります。

出力電圧の低下に向けてコントロールの位置が急激に変化すると、コンデンサ C7 のゆっくりとした放電により、トランジスタ VT4 のエミッタの電圧が電圧に「追いつかない」状況が発生する可能性があります。その根元にある。逆方向に電圧がかかると、トランジスタのエミッタ接合が破壊される危険性があります。 VD6 ダイオードは、この可逆的ではあるが望ましくない降伏を防止します。コンデンサ C7 は、回路 VD6、VT1、R3、DA1 を介して放電されます。抵抗 R3 のおかげで、放電電流は 100 mA を超えません。

電源には、総合電力 271 W のユニファイドトランス TPP127-220/50-2 [60] を使用します。このような低電力の変圧器は、提案された装置で動作するには大きすぎる巻線抵抗を持っています。変圧器の二次巻線の電圧をわずかに下げるために、その一次巻線の端子は非標準的な方法で接続されます。変圧器を自分で作成する場合は、図に示すものに従ってください。 1 二次巻線の開回路電圧。巻線の断面積は、巻線の抵抗が指定された変圧器の抵抗とほぼ同じになるように十分な大きさでなければなりません: 1-9 - 56 オーム、13-16 -2,3 オーム、17-18 -1,3 オーム。

デバイス内のすべての固定抵抗は、適切な電力の C2-23 または MLT、R5 - PPZ-40 です。コンデンサ C1 と C2 は少なくとも 160 V の電圧に対応するセラミックです。たとえば、TKE グループの KM-5 は M1500 と同等です。 C3、C4、C7 - K50-35、C6 - KM-5またはKM-6、C5およびC8 - 73 Vの電圧のK17-250の輸入アナログ。ダイオード1N4007には国内アナログがあります - KD243Zh、任意のものを使用できます少なくとも 200 V の電圧と 300 mA の電流に対応するダイオード。 KD509A の代わりに、許容パルス電流が少なくとも 300 mA の任意のダイオードを取り付けることができます。

すべてのパワートランジスタの電流伝達係数 h21e は少なくとも 30 である必要があり、トランジスタ VT4 のこのパラメータはコレクタ電流 200 mA でチェックする必要があります。交換用トランジスタ VT1、VT2、および VT4 は、最大コレクタ-エミッタ間電圧が少なくとも 160 V、許容コレクタ電流が少なくとも 100 mA (VT1 および VT2) および 1 A (VT4) であるように選択する必要があります。トランジスタ VT3 - 任意のシリコン低電力 PNP 構造。 LED HL1 - あらゆる可視光。緑色または黄色の LED HL2 を取り付けるときにトランジスタ VT1 のコレクタ電流を変更しないようにするには、抵抗 R2 の値をわずかに増やす必要がある場合があります。 KR142EN19A マイクロ回路は、輸入されたアナログ TL431 に置き換えることができます。

電源部品の主要部分は、厚さ50mmのグラスファイバー製の寸法75x1,5mmのプリント基板上に配置されています（図2、プリント導体の側面から見た図）。また、寸法 1x2x20 mm のトランジスタ VT24 および VT38 用の共通のフィン付きヒートシンクも含まれています。 VT4 トランジスタは、寸法 36x100x140 mm の独立したフィン付きヒートシンクに取り付けられています。 VD6 ダイオードはこのトランジスタの端子に直接はんだ付けされています。

実験用電源5...100ボルト、200ミリアンペア

組み立てられたデバイスを初めてネットワークに接続するときは、出力がゼロ電圧に事前設定されている実験室で調整可能な単巻変圧器を介して接続することをお勧めします。可変抵抗器 R5 スライダーは最小抵抗位置にあり、スイッチ SA2 は「5...55 V」位置にある必要があります。電圧計を電源の出力に接続し、単巻変圧器のハンドルを電圧が増加する方向に回転させると、電圧計の読み取り値が増加しますが、約 5 V に達してもこのレベルに留まることを確認します。この場合は、入力電圧を公称 220 V にして、デバイスの一部の要素の電圧を確認できます。ツェナーダイオード VD3 のカソードでは安定化電圧 (3,9 V) に近く、回路内の抵抗 R7 の上端では約 3,3 V になるはずです。抵抗 R2 の両端の電圧降下は、が大きい場合は、抵抗器を流れる電流が 1,1 ～ 8 mA 以内になるように、指定した抵抗器の値を大きくする必要があります。

抵抗 R4、R6、R8 は次の順序で選択されます。スイッチ SA2 が「5...55 V」の位置にある場合、ソース出力の最大電圧は可変抵抗器 R5 を使用して設定されます。 8 V よりわずかに大きくなるように抵抗 R55 を選択します。抵抗 R5 のスライダをもう一方の端の位置に移動し、抵抗 R6 を選択して、出力電圧が 5 V よりわずかに小さくなるようにします。次に、スイッチ SA2 を「50..」に移動します。 100 V」の位置に設定して抵抗 R4 を選択し、抵抗 R5 で出力電圧を調整するための指定された制限を達成します。

必ず最大負荷時の電源の動作確認を行ってください。最大出力電圧のいずれかの範囲で負荷電流の増加によりこの電圧が低下する場合、問題は対応する二次巻線の電圧が不十分であるか、巻線抵抗が高すぎることです。

出力電流を監視するためのミリ電流計を、トランジスタ VT4 のエミッタから回路の他の要素 (ダイオード VD6 を除く) まで延びるワイヤの切れ目に接続できます。この場合、負荷電流に加えて、分圧器電流 R4 ～ R8 もデバイスを流れるため、電源がオンで無負荷で動作しているときに、修正ネジを使用してミリアンメータの針をゼロに設定する必要があります。このデバイスには、出力電流制限レベルスイッチを追加できます(図3)。抵抗器 R10 ～ R13 の回路の導入部分の抵抗は、最大電流で両端の電圧が約 0,6 V 降下するようなものでなければなりません。

実験用電源5...100ボルト、200ミリアンペア

上限が 50 ～ 500 V の出力電圧調整間隔について、上図に従って電圧安定器を計算するのは簡単です。トランジスタ (VT3 を除く) は、相対的に約 1 倍の電圧マージンを持って選択する必要があります。最大出力まで。トランジスタ VT1,2 の電流発生器は、スタビライザの最大出力電流をトランジスタ VT21 の係数 h4e で割った値よりも約 1 倍大きい電流を生成する必要があります。計算された出力電流が 4 A を超える場合、VT1 として複合トランジスタが必要になります。抵抗 R4 と分圧器 R8 ～ R4 を流れる電流は 10 ～ 4 mA の範囲内で選択できます。スタビライザーが小さな制限内で固定または調整可能な出力電圧用に設計されている場合、ダイオード VD6 および VDXNUMX を取り付けることはできません。

文学

ヤヌシェンコ E. チップ KR142EN19。 - ラジオ、1994 年、第 4 号、p. 45、46。
Sidorov I. N.、Mukoseev V. V.、Khristinin A. A. 小型の変圧器とチョーク。ディレクトリ。 - M.: ラジオと通信、1985 年、416 ページ。

著者: S. Biryukov、モスクワ

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