シンプルな実験用電源。スキーム、説明

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シンプルな実験用電源

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かつてこの記事の著者は、出力電圧を幅広く調整できる、十分に強力で信頼性の高い電源を必要としていました。入手可能な文献を研究した結果、彼は、繰り返し用に提案されたデバイスには欠点があるという結論に達しました。つまり、リニアスタビライザの寸法は大きく（大容量の酸化物コンデンサとヒートシンクを使用する必要があるため）、PWMスタビライザの制御範囲はかなり狭いです。出力電圧には高周波リップルが存在し、消費者向けの品質（電流制限、モード表示、変圧器巻線のスイッチングなど）が改善されたデバイスは比較的複雑です。他の解決策を探す必要があり、その結果、これらの欠点のない電源が開発されました。

提案された実験用電源は、中間電圧への PWM 変換とその後の線形安定化という 1,3 段階の整流電圧変換を使用します。このデバイスの主な技術特性は次のとおりです。出力電圧レギュレーション制限 - 30 ～ 0,07 V、電圧不安定係数 - 0,1% / V、負荷電流不安定性 27%、最大入力 (交流) 電圧 - 70 V、変換効率最大負荷電流 - 1,2%以上。電流制限しきい値を最大 0,3 A まで変更でき、ライト表示付きのノントリガー短絡保護機能があります。この電源は、寸法が小さく、熱損失が最小限であることが特徴です (負荷電流が最大 XNUMX A の場合、ヒートシンクは必要ありません)。

デバイスのブロック図を図 1 に示します。 XNUMX。

シンプルな実験用電源

入力電圧 UBX は、DA1 PWM コンバータによって中間 Unp に変換され、これが DA2 アナログスタビライザの入力になります。差動アンプ DA3 を介したフィードバックにより、DA2 に必要な電圧降下 (LM317 の場合 - 2,5 V) が維持されるため、DA2 での熱損失が最小限に抑えられます。

電源の回路図を図 2 に示します。 XNUMX。

（クリックして拡大）

ブリッジ VD1 の出力からの整流された電圧はコンデンサ C1 によって平滑化され、入力要素 DA1、VT2、VD2、L1 に組み込まれた PWM コンバータの入力に供給されます。スイッチング回路 DA1 は典型的な降圧回路です [1]。 KR1156EU5マイクロ回路の使用により、受動素子の数は最小限に抑えられましたが、最大入力電圧に制限が課せられ、そのような構成を含めた場合、入力電圧は40 Vを超えてはなりません。L1ストレージ・チョークとVD2ダイオードの助けを借りたPWMは、中間電圧を形成します。コンデンサC4の電圧Upr。

リニア電圧レギュレータは、DA2 マイクロ回路スタビライザーに組み込まれています。可変抵抗器R12で調整します。ダイオード VD3 および VD4 は、超小型回路を逆電流と負電圧から保護し、その使用に関する推奨事項に従って導入されています [2]。

オペアンプ DA3 と抵抗 R7 ～ R10 は、スタビライザ DA2 の両端の電圧降下を監視する差動アンプを形成します。ゲイン DA3 は 1,5 に選択されており、出力が短絡している場合も含め、電圧と電流の全範囲で設定値を維持できます。トリマ抵抗器 R2 は、調整中の電圧降下を調整します。

要素VT1、HL1、R1では、出力の短絡状態を知らせる信号装置が作成されます。通常モードでは、トランジスタ VT1 は開いており、その両端の電圧降下は 0,7 分の数ボルトを超えません。ソースの出力電圧が 1 V 以下に低下すると、トランジスタ VT1 が閉じ、HL2 LED が点灯し始めます。電源のオン状態は HLXNUMX LED によって通知されます。

抵抗器 R5 の役割は非常に興味深いものです。電圧が 120 mV (経験的に決定された平均値) を超えると、DA1 チップの内部パルス幅リミッターが有効になり、DA1156 チップが電流源になります。 KR5EU0,1 のこの特性は、最大負荷電流を制限するために使用できます。したがって、たとえば、この抵抗器の抵抗が1,2オームに等しい場合、ソースは最大5 Aの電流を負荷に供給できますが、R1 \u120d 0,5オームの場合は最大240 mAのみです。 2 オームの抵抗を取り付けて負荷電流を 2 mA に制限することにより、DA3 チップのヒートシンクと PWM コンバータの外部電流スイッチを不要にすることができます (トランジスタ VT2、抵抗を除くことにより)。 R1、およびピン 1 DA2 をインダクタ LXNUMX とダイオード VDXNUMX の接続点に接続します。この場合、製品の寸法はマッチ箱より少し大きくなります。

VT2 キーとして、静的ベース電流伝達係数が 30 以上で、許容コレクタ電流が少なくとも 3 A のトランジスタを使用できます。筆者は KT805AM を使用しました。周波数特性が良いため、スイッチング損失が低くなります。電界効果トランジスタ IRF3205 は、この場所では非常にうまく「動作」します。最大 1 A の電流ではヒートシンクは必要ありません。インダクタ L1 のインダクタンスは 40 ～ 600 μH のいずれかにすることができます。唯一の要件は次のとおりです。少なくとも 1,5 A の電流の定格が必要であること。抵抗 - MLT、公称± 1% からの抵抗の許容偏差を備えた C4-10、トリマー抵抗器 R2 - マルチターンワイヤ SP5-2VB または同様のもの、可変 R12 -抵抗値が 4,7 ～ 6,8 kOhm の任意のタイプ。コンデンサC1とC4は酸化物K50-35で、容量は220～470マイクロファラッド、定格電圧は63Vで、残りはセラミック（KD2、K10-7、K10-17it.p.）です。

電源の確立は、DA2 のピン 2,5 とピン 2 の間のトリマ抵抗 R3 の電圧を 2 V に設定することになります (50% 負荷時)。

文学

Biyukov S. KR1156EU5 マイクロ回路の電圧コンバータ。 - ラジオ、2001 年、第 11 号、p. 38,39.42。
集積回路: リニア電源用の回路とそのアプリケーション。 - M.: ドデカ、1996 年。

著者: S. Muralev、ディミトロフグラード、ウリヤノフスク地方

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