スタビライザーの入力での自動電圧切り替えを備えた調整可能な電源。スキーム、説明

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スタビライザーの入力で自動電圧切り替えを行う調整可能な電源。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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リニア DC 電圧レギュレータは、パルスレギュレータとは異なり、通常、出力電圧リップルが低く、無線受信に干渉しませんが、入力電圧と出力電圧の差が大きいため、効率が低くなります。設定された出力電圧に応じて入力電圧を切り替えることにより、調整可能なリニアスタビライザの平均効率を高めることができます。

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図上。図１は、この原理に従って構築された、広範囲にわたって調整可能な線形出力電圧レギュレータを備えたコンパクトな電源の図を示している。このデバイスには 1 桁のデジタル電圧計が装備されており、最大 3,3 A の負荷電流で 18 ～ 1,2 V の安定した出力電圧を生成します。[1] では、これも可能な設計が説明されています。スタビライザーの入力電圧を切り替えることができますが、手動でのみ可能です。新ユニットでは、設定された出力電圧に応じて降圧トランスT1の巻線が自動的に切り替わります。デバイスは、[1] にあるように、自己リセット型ヒューズを使用して過電流から保護されています。

ＡＣ主電圧２２０Ｖは、照光された主電源スイッチＳＡ１の閉接点と保護抵抗器Ｒ２を介して降圧変圧器Ｔ１の一次巻線に供給される。抵抗 R220 は、スイッチのネオンランプに流れる電流を制限し、明るさを低下させ、寿命を延ばします。バリスタ RU1 は、ネットワーク内の電圧サージから保護します。

変圧器には 5 つの二次巻線があります。タップのある変圧器の巻線 6-7-3 からの AC 電圧は、リレー K1.1、スイッチ SA2、およびリセッタブルヒューズ FU1 または FU2 (仕様に応じて) の接点を介して整流器ブリッジ VD10 に供給されます。スイッチの位置）。コンデンサ C11 と C5 は、整流された電圧リップルを平滑化します。 VD8-VD1 整流器ブリッジの対角線に含まれる HL13 LED は、いずれかの自己修復ヒューズの動作を信号で伝え、抵抗 RXNUMX は LED の電流を制限します。

巻線 3 ～ 4 は、電圧レギュレータの調整要素として機能する電界効果トランジスタ VT6 の効果的な制御に必要な増加した電圧を得るように設計されています。この巻線の電圧は VD2 ショットキーダイオードを整流し、C4R8C9 フィルタを平滑化します。このアセンブリにより、[2] で説明されている同様の安定化装置で使用されていた電圧逓倍器が不要になります。

調整可能な出力電圧スタビライザーでは、DA1 並列電圧レギュレーター超小型回路が比較ユニットおよび誤差信号増幅器として使用されます。 3 mA の電流で駆動され、トランジスタ VT3 と VT5 によって安定化されます。この電流の正確な値は、抵抗 R14 の抵抗値によって異なります。安定した電流で並列スタビライザに電力を供給すると、条件付きカソード (ピン 3) の電圧が大幅に変化して快適な動作条件を作り出すことができます。コンデンサ C14 と抵抗 R15 はスタビライザの自励を防止します。

スタビライザーの出力電圧は可変抵抗器 R20 によって調整されます。入力抵抗が低いほど、ユニットの出力、つまり電界効果トランジスタ VT6 のソースの電圧が低くなります。ツェナーダイオード VD10 は FET を損傷から保護します。 DA1 チップは、制御入力 (ピン 1) と条件付きアノード (ピン 2) の間の電圧が 2,5 V になるカソードの電圧を常に維持します。抵抗 R16 は保護用です。

デジタル電圧計 PV1 がスタビライザーの出力に接続されています。ダイオード VD11 は、たとえば逆極性に充電された大容量コンデンサがスタビライザ出力に接続されている場合など、逆電圧から保護します。

トランジスタ VT1、VT2、VT4、リレー K1、ツェナーダイオード VD1 および VD4、ダイオード VD9 には、レギュレータ入力電圧スイッチングユニットが組み込まれています。スタビライザーの出力電圧が 7,4 V 未満である間、トランジスタ VT1 のベースとエミッタ間の電圧は 0,5 V 未満であるため、トランジスタは閉じられます。それとともに、トランジスタ VT2 と VT4 が閉じ、リレー巻線は非通電になります。約 3 V の電圧が変圧器の端子 11 と 6 からリレー接点を介して VD7 ダイオードブリッジに供給され、VT6 トランジスタによって消費される電力が低減されます。

スタビライザの出力の電圧が増加すると、トランジスタ VT1 が開き、それに伴って VT2 と VT4 も開きます。リレー K1 のコイルには、ツェナーダイオード VD4 によって制限された電圧がかかります。リレーが作動すると、約 3 V の電圧が変圧器の端子 20 と 5 からスイッチ接点を介して VD7 ブリッジに供給されます。抵抗 R7 は、スタビライザーの出力電圧からリレーの状態のヒステリシスゾーンを作成するために必要な正のフィードバックを作成します。その結果、リレーは出力電圧が 7 V に低下した場合にのみアーマチュアを解放します。VD9 ダイオードは、電流が遮断された瞬間にリレー巻線に発生する自己誘導 EMF サージから VT4 トランジスタを保護します。コンデンサ C5 と C6 は、リレーの誤った切り替えを防止します。

スタビライザーの入力に自動電圧切り替えを備えた安定化電源
図。 2

製造された電源はコンパクトな設計で、すべての部品は厚さ129 mmの真鍮シートで作られた寸法114x47x1 mmの既製のケースに配置されています（図2）。ケースは効果的なヒートシンクとしても使用されます。高さ約 10 mm のプラスチック製の脚が取り付けられています。これは、周囲の空気の流れを良くし、冷却を良くするために必要です。ケースは電源のコモン線と直接電気的に接続されておらず、R3C1R4回路によって接続されており、同電位化されています。本体前面パネルはポリスチレンシート製です。

スタビライザーの入力に自動電圧切り替えを備えた安定化電源
図。 3

ケースの体積のほぼ半分が T1 トランスによって占められているため、内部のデバイスの残りの要素の配置は非常に密になっています。 VD3 ダイオードブリッジの整流器アセンブリは、図に示すように、別個の回路基板上に組み立てられます。 3. コンデンサ C2、C3、C7、C8、C10、抵抗 R13、ダイオード VD5 ～ VD8、およびリセット可能ヒューズも含まれています。残りのノードは、図に示すボード上にあります。 4.

スタビライザーの入力に自動電圧切り替えを備えた安定化電源
図。 4

取り付けボードは両面ヒンジ式です。大きな電流が流れるすべての回路は、断面積0,75 mmの取り付けワイヤで作成されています。²。低電力回路には、断面積 0,03 mm2 の MGTF ワイヤが使用されます。可変抵抗モーターにつながるワイヤーはシールドされており、220 V で通電されるワイヤーは二重絶縁されています。

デバイスの操作性を確認した後、偶発的な短絡を防止し、設置の機械的強度を高めるために、接続側の回路基板にXB-784のニスが塗布されます。

抵抗 R1 は不燃性の不連続抵抗で、0,5 A のヒュージブルリンクで置き換えることができ、残りの固定抵抗は MLT、RPM、C1-4、C1-14、C2-23 などの同様のものです。可変抵抗器 R20 - SP4-1 ですが、RP1-73a、SP3-9a、SP-04a で置き換え可能です。抵抗が図に示されているものと異なる可変抵抗器を使用する場合（2,2 kOhmに達する可能性があります）、抵抗器R17とR19の値を比例的に変更する必要があります。通常、可変抵抗器が小さいほど信頼性が高いことに留意してください。デバイスに使用されているバリスタ MYG20-471 (RU1) は、MYG20-431、FNR-20K431、FNR-20K471、GNR20D431K に置き換えることができます。バリスタのケースはグラスファイバー製のカバーで覆われています。

コンデンサ C5 および C6 は表面実装用のセラミックです。酸化物コンデンサ - K50-68 の輸入類似品。残りのコンデンサは小型のフィルムコンデンサです。

ダイオード 1N4148 は、シリーズ 1 N914 ～ 1N244、UF510 ～ UF521、KD522、KD1、KD4004 の 1N4001、1SS4007、KD4001、KD4007、KD209、およびダイオード 243N247 のいずれかと置き換えることができます。 EGP20A ダイオードの代わりに、1N5401 ～ 1N5408、FR301 ～ FR307、KD226、KD257 シリーズのダイオード、およびショットキーダイオード 1 N5819 - SB140、SB150 の代わりに適しています。ダイオードブリッジ RBV-406H は、FBU4、KBU6、BR605、KVRS601 ～ KVRS610、RS801 ～ RS807、KBU8 のいずれかに置き換えることができます。ブロックの真鍮本体に固定する前に、ブロックに押し付けられるブリッジの表面を熱伝導性ペーストで潤滑する必要があります。

ツェナーダイオード 1N4738A は、BZV55C8V2、TZMC8V2 に置き換えられます。ツェナーダイオード 1N4736A、BZV55C6V8、TZMC6V8 の代わりに使用できます。 LED HL1 は、任意のタイプおよび色の発光が可能です。 TL431CLP チップは AZ431AZ、LM431ACZ に置き換えることができます。この設計の IRLZ44N トランジスタは、IRL2505N、IRL3205、STP65NF06 と置き換えることができます。構造の組み立て時に、その結論はワイヤージャンパーによって接続されます。トランジスタは絶縁ガスケットを介して 125x35x2 mm のアルミニウム板に取り付けられています。次に、このプレートは、熱伝導性ペーストを使用してデバイスの真鍮本体にネジで固定されます。

TO-220 パッケージ内のトランジスタを絶縁ガスケットを介してヒートシンクに取り付けると、許容最大連続消費電力が約 30 ワットに制限されることに注意してください。より高出力の電源を作成する場合は、これを考慮する必要があります。複数の電界効果トランジスタを並列接続し、より強力な変圧器を使用することで、この値を増やすことができます。

2SD1616 トランジスタは、ベース電流伝達比が少なくとも 8550 の SS2、2331SC961、または KT50 シリーズと置き換えることができます。2SA733 トランジスタの代わりに、2SA709、SS9012、KT6115、KT3107 シリーズトランジスタが適しています。トランジスタ2SC945 - SS9013、SS9014、2SC1815、KT3102シリーズの交換。

電源には故障した洗濯機に搭載されていたリレーを使用しています。巻線の電圧 12 V で動作するように設計されていますが、それよりもはるかに低い電圧でも動作します。測定された巻線抵抗は 440 オームです。これを置き換えるには、巻線抵抗がほぼ同じで、少なくとも 3 A の電流を切り替え、6 V 以下の電圧で動作できる接点のスイッチンググループを備えたリレーが適しています。

電源部にはテープリバーブ「Echo-1」のメイントロイダルトランスを再設計。すべての二次巻線と巻線スクリーンが取り外されています。 5 層の PVC テープが主紙絶縁体の上に追加されます。巻線 6-7-0,39 は、直径 25 mm の巻線を 5 本束ねて電気ドリルで撚り合わせて巻きます。ハーネスは6m程度用意する必要があります。トロイダル磁気回路の巻き上げは、自家製シャトルの助けを借りて交互に行われます。セクション123-6では7ターン、セクション150-XNUMXではXNUMXターン巻く必要があります。各層を巻いた後、紙テープの層で覆われ、絶縁ワニスが含浸されます。

巻線 3 ～ 4 には、直径 60 mm の巻線が 0,43 回巻かれています。両方の二次巻線は、磁気回路にぴったりとフィットするように最大限の力を入れて配置されます。合計電力が少なくとも 30 VA の別の変圧器を使用できます。その二次巻線は巻線 5-6-7 として使用され、少なくとも 1,3 A の電流が流れるように設計されています。

スタビライザーの入力に自動電圧切り替えを備えた安定化電源
図。 5

電圧計PV1にはデジタル内蔵デバイスV20D-T1を使用しました（図5）。これは、オンラインストアの 3,2 つから、従来の 30 桁 LED インジケーターの価格よりも安い金額 (送料込み) で購入されました。電圧計は、約 20 mA の消費電流で XNUMX ～ XNUMX V の定電圧を測定します。

完成したブロックはすぐに動作を開始します。必要に応じて、抵抗 R17 と R19 を選択することで、出力電圧を調整するための上限と下限を設定できます。

文学

Butov A. 自己リセットヒューズ保護を備えた実験用電源。 - ラジオ、2005 年、第 10 号、p. 54-57。
Butov A. 小型の調整可能な電源。 - ラジオ、2012 年、第 5 号、p. 55、56。

著者：A。ブトフ

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