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無線電子工学および電気工学の百科事典 研究室用変圧器制御ユニット。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
アマチュア無線では、多くの場合、調整可能な AC 電圧が必要です。 これは通常、実験室で調整可能な単巻変圧器 (LATR) を使用して取得されます。 残念なことに、LATR 出力にはネットワークへのガルバニック接続があり、その可動電極 (スライダー) が焼き切れてしまうことがよくあります。 スライダー自体の破損だけでなく、巻き取り不良の原因にもなります。 そして、良質な LATR の価格は非常に高く、自分で作ることができる人はほとんどいません。 単巻変圧器ではなく、スイッチで切り替えられるいくつかの二次巻線を備えた通常の変圧器を使用して、負荷の電圧を調整する方法が古くから知られています。 このような変圧器は、例えば、Ａ．Ｔｅｒｓｋｏｖａによる論文「１ボルトのステップで」（Ｒａｄｉｏ、１９９３年、第９号、２４、２５ページ）に記載されている。 その出力はネットワークに電気的に接続されておらず、出力電圧は 1993 ～ 9 V まで 24 V ステップで調整できます。 残念ながら、このような変圧器の二次巻線を必要な電圧に正しく切り替えるには常に計算が必要なため、使用が困難になります。 小さなステップでの電圧の単調な増加または減少について話す必要はありません。 しかし、このソリューションの主な欠点は、スイッチを XNUMX つだけ間違った位置に取り付けると、負荷、特に低電圧の負荷に損傷を与える可能性があることです。 このようなトラブルを防止し、変圧器の使用を簡素化するために、以下に示す装置を開発しました。 目標は、おそらくアマチュア無線家の在庫にあるであろう部品を使用することでした。 ブロックは簡略化することもできますが、これについては後で説明します。 実験用変圧器（制御ユニットなし）の図を図に示します。 1. 上記の A. Terskov 氏の論文の図と異なる点は、手動スイッチが電磁リレーに置き換わっている点のみです。 それらの接点グループ K1.1 ～ K8.1 は、すべてのリレーの巻線が通電されていないときに出力に電圧が存在しないように接続されています。 これは、変圧器がネットワークに接続されているときに発生する過渡プロセス中に、出力に電圧が現れないようにするために行われます。 出力の最大電圧 (255 V) は、すべてのリレーが作動している場合にのみ発生します。
オリジナルとは異なり、変圧器 T1 には、リレー巻線に電力を供給するためのダイオード整流器ブリッジ VD1 を備えた追加の巻線 X と、制御ユニットの超小型回路に電力を供給するための統合電圧安定器 DA1 があります。 制御ユニットの図を図に示します。 2、出力電圧の可能な値（0 Vステップで255から1 Vまで）のそれぞれに、XNUMXビット（巻線を切り替えるリレーの数に応じて）バイナリコードを割り当てます。 このコードの任意の桁の XNUMX は、対応するリレーが動作することを意味し、XNUMX はアーマチュアを解放することを意味します。
トランスの一次巻線の電圧が 230 V の場合、出力電圧 (ボルト) は、HG1 ～ HG2 インジケータの SB1 および SB3 ボタンを押して設定した数値と等しくなります。 動作中に二次巻線の正しいスイッチングについて考える必要がないため、必要な出力電圧を設定する利便性と効率が向上します。 ただし、コントロールユニットは出力電圧を測定せず、インジケーターにその「理論上の」値を表示するだけであることに注意してください。 このため、ネットワーク電圧が公称電圧と異なる場合や負荷の影響により、実際の出力電圧はインジケーターが示す値と異なる場合があります。 従来、制御ユニットはいくつかの機能ユニットに分割できました。 これは、DD2 チップ上でそれを制御するロジックを備えた DD4 ～ DD1 チップ上の反転カウンタ、DS1 RPOM チップ上のコード コンバータ、DD5 ～ DD7 チップ上の表示ユニットです。 約 1.1 Hz の周波数のパルス発生器が DD2 ロジック エレメント上に構築されています。 要素 DD1.4 はジェネレータ信号を反転します。 SB2 および SB4 ボタンが押されたときにカウンタ DD1 ～ DD2 の状態が変化し、SBXNUMX ボタンが放されたときではないようにするには、反転が必要です。 ボタンSB1（減少方向）とSB2（増加方向）を使用して電圧を調整します。 回路 R1C3 と R3C4 はボタン接点のバウンスを抑制します。 どのボタンも押されていない間は、ジェネレータの制御入力 (DD1 のピン 1) は低論理レベルに設定されます。 SB1 ボタンを押すと、抵抗 R9 とデカップリング ダイオード VD4 を介してこの入力に高レベルの電圧が供給されます。 しばらくすると発電機が始動します。 ボタンを短く押すと、発電機は起動しませんが、押すたびに出力に単一のパルスが表示されます。 パルスごとに、カウンタの内容が XNUMX ずつ減少します。 カウンタがゼロ状態に達したときに状態 999 への突然の遷移を回避するために、ゼロに達すると、カウンタ DD6 のピン 7 からのオーバーフロー信号の低論理レベルによって、ジェネレータの動作がダイオード VD4 を介してブロックされます。 。 また、発電機の始動はSB2ボタンのみで可能です。 このボタンの動作は似ていますが、ジェネレータの起動に加えて、カウンタ DD10 ～ DD2 のカウント方向制御入力 (ピン 4) にハイ レベルを供給します。 最大値の 255 に達すると、要素 DD1.3 の出力の電圧レベルが低くなり、ダイオード VD3 を通じて発電機の動作がブロックされます。 デバイスは両方のボタンの同時押しに応答しないようにする必要があるため、ブロック ユニット (抵抗 R2、R6、R7) がデバイスに導入されます。 抵抗 R2 からの電圧は、カウンタ DD5 のカウント イネーブル入力 (ピン 2) に印加されます。 両方のボタンを押すと、この電圧レベルが高くなり、パルスのカウントができなくなります。 回路 R11C12 は、電源電圧が印加されたときにカウンタ DD2 ～ DD4 をリセットするために使用されます。 SB3 ボタンを押せば、いつでもリセットできます。 9 つのカウンタのピンは共通のワイヤに接続されているため、カウンタは 1 進モードで動作し、出力で BCD コードの 10 桁の 0011 進数、つまり指定された出力電圧値を生成します。 この番号は、DS0000 PROM のアドレス入力に送信されます。 出力電圧の各値は、230 進数の 11100110 進数に相当する 230 進数が書き込まれるメモリ セルに対応します。 たとえば、アドレス XNUMX XNUMX XNUMX (XNUMX の XNUMX 進 XNUMX 進表現) のコードは XNUMX (XNUMX 進数の XNUMX に等しい XNUMX 進数) です。 DS1 RPOM の出力からのコードは、トランジスタ VT1 ～ VT8 に組み込まれた電子キーと制御リレー K1 ～ K8 に供給されます。 図では、 図 2 は 1109 つのキーのみの図を示しており、残りは同じです。 ディスクリート トランジスタのスイッチは、63 つのそのようなスイッチを含む KR2803KTXNUMX (ULNXNUMXA) マイクロ回路に置き換えることができます。 カウンタの出力からの数値も表示ユニットに送信されます。表示ユニットは、5 進数 - 7 進数コードを「1 要素」に変換するコンバータ DD3 ～ DD3 と LED インジケータ HG2 ～ HG1 で構成されます。 HGXNUMX インジケータは単位を示し、HGXNUMX - 数十ボルト、HGXNUMX - 数百ボルトが表示されます。 VT9 トランジスタには、インジケータの最上位桁の無意味なゼロを消去するユニットがあります。 このトランジスタのコレクタは、DD7 コードコンバータの表示ブランキング入力に接続されています。 カウンタ DD4 に数字 1 または 2 が含まれている場合、高レベル電圧がダイオード VD9 または VD18 を介してトランジスタ VT19 のベース回路に供給され、トランジスタは開き、HG1 インジケータがオンになります。 同様に、トランジスタ VT10 には、HG2 インジケータ上の重要でないゼロを消すためのユニットが構築されます。 カウンタＤＤ３の数値がゼロと異なる場合、ハイレベル電圧がダイオードＶＤ２０〜ＶＤ２３を介してトランジスタＶＴ１０のベースに供給される。 VT3 コレクタの論理レベルが低いと、DD10 コード コンバータと HG20 インジケータの動作が可能になります。 カウンタ DD23 が 10 であるが、トランジスタ VT6 が開いている場合 (カウンタ DD2 3 または 9)、ローレベル電圧がコードコンバータ DD4 のコレクタからダイオード VD1 を介してコードコンバータ DD2 の表示ブランキング入力に供給されます。トランジスタVT6。 VD18 ～ VD23 ダイオードは、対応するカウンタのオーバーフロー出力からトランジスタ VT9 および VT10 のベース回路に信号を供給することによって廃止できますが、この場合、SB2 ボタンが押されると、消灯された重要でないゼロが点滅します。 必要に応じて、表示ユニットを削除し、測定限界 300 V の AC 電圧計を変圧器の出力に接続することもできます。この場合、RPOM チップと DD4 カウンタも削除でき、残りのXNUMX つはバイナリ モードで動作するように切り替えることができます。 この場合、リレーを制御するトランジスタスイッチへの信号はメーターの出力から供給する必要があります。 この単純化による出力電圧設定の精度は、電圧計の誤差に依存します。 制御ユニット用のプリント基板は開発されていませんが、ノードの一部は図に示すプリント基板上に配置できます。 3と図。 4. これらはかつて他のデバイス用に開発されましたが、この記事で紹介されているデバイスにも適しています。 残りの要素は、ピンを取り付けワイヤで接続することでブレッドボードに取り付けることができます。 ブロッキング コンデンサ C5 ～ C10 は、マイクロ回路の電源ピンに直接取り付けられます。 図にあることに注意してください。 3 表示板のメーター出力への接続点数が色で強調表示されます。 これらの番号は、図の対応するハーネスの線番号と一致します。 2.
このデバイスは MLT 抵抗を使用し、コンデンサはすべて輸入品です。 KT315G トランジスタの代わりに、同じシリーズの任意のトランジスタを使用できます。 さらに、トランジスタ KT315G (VT1 ～ VT8) は 2SC945 に置き換えることができ、残りは低電力 npn トランジスタに置き換えることができます。 KD522A ダイオードは、任意の文字インデックスを備えた KD521、KD510、または 1N4148 と置き換えることができます。 KD243V ダイオードを広く使用されている 1N4007 ダイオードに置き換えます。 K176 および K561 シリーズのマイクロ回路を輸入された類似物で置き換える可能性はテストされていません。 KR573RF5 マイクロ回路は、デバイスに取り付ける前にプログラムする必要があります。 輸入シリーズの2716または27C16と置き換えることができます。 ボタンやスイッチは何でも構いません。 リレーは輸入された RAS-1215 で、動作巻線電圧が 12 V で、必要な負荷電流を切り替えることができるスイッチング接点を備えた他のリレーと交換できます。 使用されるリレーの巻線抵抗は 400 オームです。 変圧器T1はA. Terskovの推奨に従って巻くことができますが、電圧10 V用の追加の巻線Xを少なくとも0,4 mmの直径のワイヤで巻いてください。 ただし、PL 25x50x100磁気コアの代わりに、同様の断面のSL磁気コアを使用することをお勧めします。巻線をXNUMXつではなくXNUMXつのフレームに巻く方がはるかに簡単です。 デバイスのセットアップは、必要に応じて、要素 DD1.1 で発電機の周波数を選択することから構成されます。 図に示されている素子定格では、約 2 Hz になります。 リレー接点が激しくスパークして焼損する可能性があるため、この周波数を高く設定しすぎないでください。 ROM が正しくプログラムされていることを確認することもお勧めします。 インジケータ HG1 ～ HG3 で出力電圧値を設定すると、この数値のバイナリ コードが DS1 RPOM の出力に表示されます。 必要に応じて、図に示す図に従って追加のスイッチ SA1 とボタン SB4 を導入することで、電圧設定を高速化できます。 5. SA1 スイッチの位置が表示されているため、デバイスは通常どおり動作します。 クイック インストール モードを有効にすると、すべてのリレーがオフになり、変圧器出力の電圧がゼロになります。 SB4 ボタンを使用して、抵抗 R5 を抵抗 R35 と並列に接続すると、発電機の周波数が約 XNUMX 倍増加します。 これで、インジケーターで希望の値をすばやく設定し、通常モードに戻って出力で必要な電圧を得ることができます。
上記の制御ユニットを備えた変圧器の動作には、リレー接点の焼損などの不快な現象が伴います（ただし、LATRスライダーとスイッチの両方に影響します）。 変圧器の負荷に誘導成分（モーターや別の変圧器など）が含まれている場合は、保護 RC 回路（図 1 の図には示されていません）でリレー接点をバイパスする必要がある場合があります。 あるいは、無負荷で電圧を設定し、その後負荷を接続することもできます。その場合、接点の焼損は発生しません。 結論として、説明した制御ユニットの使用は実験室用変圧器のみに限定されず、たとえば電源にも使用できることに注意してください。 この場合、一次巻線、二次巻線 II ～ VII および X、および 1 つのリレー (K5 ～ K1) のみを変圧器に残す必要があります。 電圧は 31 ～ 1 V まで XNUMX V ステップで設定でき、ほとんどの実験室用電源には十分です。 同じ内容の複数の形式の DS1 RPOM プログラミング ファイルをダウンロードできます ftp://ftp.radio.ru/pub/2016/09/trans.zip から. 著者：E。ゲラシモフ
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