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無線電子工学および電気工学の百科事典 OU を備えた強力なラボ用電源。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
最初の設計の XNUMX つとして実験用電源を持たなかったアマチュア無線家はおそらくいないでしょう。 実験をしたり、個々の機器を作成したりするとき、アマチュア無線家は必ず電源の問題に直面します。 初心者の設計者が、あらゆる設計の電源を作成した後、文献で適切な回路と詳細を検索するために多くの時間とお金を費やしている間に、自分のデバイスがこのブロックではうまく動作しないと確信することがあります。 これは、実験室の電源がなければ、機器が安定して動作する供給電圧の範囲や実際に消費する電流を正確に判断できないアマチュア無線家によく起こります。 これは、デバイスの調整中に外部電源から電力を供給する必要があり、これにより、出力電圧の調整に広い制限が与えられ、負荷電流が大きく変化してもその高い安定性が得られます。 さらに、このような電源には、過負荷や出力短絡に対する高速保護が必要です。 人気のある無線技術文献では、電源の設計が常に強調されており、注目すべき実験室の情報源が繰り返し説明されています。 ただし、それらの中には、他の優れたパラメータでも負荷電流が不十分であったり、希少部品が多数含まれていたり、構成が困難なものもあります。 したがって、それらの繰り返しは、すべてのアマチュア無線家、特に初心者にとって利用できるわけではありません。 説明されている電源の効率は、ほとんどの同様のデバイスと同様、50% を超えません。 繰り返すと電源トランスを巻くのに苦労することになります。 ただし、十分に高い出力パラメータを備えた回路の比較的単純さ、チューニング、重量、寸法の向上により、一定の利点が得られます。 電源の主な特徴:
電源（図1）は、調整素子（トランジスタVT2〜VT4）が直列接続された主補償安定器、フィードバック回路内の増幅器（マイクロ回路DA1、トランジスタVT1）、補助パラメトリック安定器（ツェナーダイオードVD11〜VD14、VD19）、および過負荷保護デバイス（トランジスタVT5、VT6）で構成されています。 補償スタビライザでは、出力電圧は、整流器からの電圧と、調整トランジスタの両端の電圧降下との差です。
広範囲にわたる出力電圧の滑らかな変化と大きな負荷電流を備えたスタビライザを設計したいという要望は、調整トランジスタでの大きな熱電力の放出に関連しています。 このため、ブロックでは整流電圧のステップ変化が使用されます。 これを行うには、ダイオード VD2 ～ VD5 で構成される主整流器に、SA2.1 スイッチの SA2 セクションを使用して、電源変圧器の分割された二次巻線 III から電圧が供給されます。 同時に、スイッチ SA2 (セクション SA2.2 および SA2.3) は、スタビライザーの制御段の抵抗を切り替えます。 この場合、出力電圧を3V刻みで41段階に変化させることができ、各段階内で抵抗R2を使用することで滑らかに変化させることができます。 その結果、コレクタ共通回路に従って接続された主調整トランジスタ VT4 ～ VT20 の最大負荷電流では、電力消費は 3 ワット以下になります。 トランジスタ VT4 と VT10 は並列に接続されているため、それぞれで消費される電力は 42 ワットを超えません。 これらのトランジスタのエミッタには抵抗器 R43 と RXNUMX が含まれており、それらの電流を等化する役割を果たします。 電源全体の寸法と重量を削減し、設置のコンパクトさを高めるために、必要な散乱面積よりも小さいラジエーターが使用されました。 同時に、最大負荷電流での電源の長期動作中に、トランジスタは最大60〜70℃まで加熱されます。 電源が最大に近い負荷電流で長時間動作することが想定されている場合は、800 ... 1000 cm2の放熱面積を持つラジエーターを使用する必要があります。 フィードバック信号増幅器は演算増幅器 (オペアンプ) DA1 上に組み込まれており、ダイオード VD6 ～ VD9 で作られた補助整流器によって電力が供給されます。 オペアンプの電源電圧は、直列に接続された 11 つのパラメトリック安定器によって安定化されます。最初の安定器はツェナー ダイオード VD12、VD3 および抵抗 R13 で構成され、14 番目の安定器はツェナー ダイオード VD4、VD14 と抵抗 R19 で構成されます。 VD21 ツェナー ダイオードによって安定化された電圧は、低い安定化電圧温度係数を持つ VDXNUMX ツェナー ダイオードと抵抗 RXNUMX で作られる基準電圧源への電力供給にも使用されます。 分圧器 R22 ～ R41 を使用してオペアンプの反転入力に供給される基準電圧を変更することで、スタビライザーの電圧を変更できます。 オペアンプの最大出力電圧を超える電源の出力電圧を得るには、トランジスタ VT1 上のアンプが使用されます。 抵抗 R11 はオペアンプの出力電流を制限します。 抵抗 R19、R20 の分圧器を介して、ユニットの出力電圧の一部がオペアンプの非反転入力に供給されます。 スタビライザーの出力電圧がランダムに変化すると、オペアンプの入力電圧間の差が変化し、それに応じてコレクタ VT1 の電圧も変化し、ユニットの出力電圧が前の値に戻るように調整トランジスタの状態が変化します。 コンデンサ C5 ～ C7、C9、C10 は、出力電圧と負荷電流の全範囲にわたって高周波でのブロックの自励を排除します。 電源の出力電圧を確実に0に近づけるために、トランジスタVT3、VT4のベースには、抵抗R8を介して、抵抗R6の両端の分圧電流R7、R7によって形成される閉電圧が供給されます。 この電圧がないと、ユニットの出力電圧を 1 ～ 1,5 V 未満にすることはできません。その理由は、ベース電圧がゼロのときのトランジスタ VT2 ～ VT4 のコレクタ電流の最終値です。 VD17R14 回路は、ユニットの出力電圧レベルを低く設定しながら、コンデンサ C12 とユニットに接続された容量性負荷の放電を加速するために使用されます。 この場合、コンデンサC12は、コンデンサC1の正端子、抵抗R12、トランジスタVT12のエミッタコレクタ接合、ダイオードVD1、抵抗R17、コンデンサC14の負端子という回路に沿ってトランジスタT12のコレクタに確立された電圧まで放電される。 電子過電流保護装置は、トランジスタ VT5、VT6 で構成されています。 抵抗器Ｒ１２の両端の負荷電流によって生じる電圧降下は、開放極性で、トランジスタＶＴ５のエミッタ接合に印加される。 同時に、抵抗 R12 によって調整された抵抗 R5 からの閉電圧が同じ遷移に供給されます。 負荷電流が指定されたレベルを超えるとすぐに、VT15 がわずかに開き、トランジスタ VT17 が開きます。 後者は、VT5 をさらに開きます。プロセスは雪崩のように進みます。 その結果、両方のトランジスタが全開となり、ダイオード VD6 と抵抗 R5 を介して入力 10 の信号を絶対値で上回る負極性の信号がオペアンプの入力 18 に供給され、オペアンプの出力に負極性の電圧が発生し、トランジスタ VT18 が開きます。 この場合、調整素子（トランジスタ VT9 ～ VT1）が閉じ、ユニットの出力電圧は 2 に近づきます。同時に、信号ランプ H4「過負荷」が点灯します。 ブロックを元の状態に戻すには、数秒間オフにしてから再度オンにする必要があります。 電源トランスの巻線 IV、ダイオード VD1 の補助整流器、コンデンサ C1、およびダイオード VD10 は、電源がオフになったときに主整流器からユニットの出力に電圧が上昇するのを防ぐ働きをします。 これは、コンデンサ C2 がコンデンサ C3 よりも速く放電するため可能です。 この場合、オペアンプの電源電圧がより速く消えるため、コンデンサC1の両端の電圧が消える前に、トランジスタVT3がロックされ、制御素子のロックが解除されます。 コンデンサＣ３の正端子は、トランジスタＶＴ１のエミッタ接合を介してダイオードＶＤ１０のアノードに接続されるが、ダイオードは、コンデンサＣ３の両端の電圧とコンデンサＣ１の両端の電圧との差によって形成される正の電圧によって閉じられるため、電源がオンのときはその動作に影響を及ぼさない。 後者は、電源変圧器の巻線 III と IV の出力電圧の合計によるコンデンサ C3 の充電により常に大きくなります。 この状態を確実にするには、図に示すように巻線 III と IV の極性を観察する必要があります。 電源をオフにした後、コンデンサ C1 は抵抗 R10 を介して急速に放電し、コンデンサ C3 の両端の電圧によってダイオード VD1 が開き、コンデンサ C1 は抵抗 R1 を通ってトランジスタ VT1 のベースに入ります。 トランジスタ VT10 のロックが解除され、制御要素が閉じます。 この場合、負荷電圧は、コンデンサ C3 がトランジスタ VT1 と抵抗 R1 を介して完全に放電されるまで、ゼロ近くに維持されます。 抵抗 R2 はコンデンサ C2 の放電を加速し、電源がオフになった最初の瞬間にユニットの出力電圧のサージを除去しますが、コンデンサ C1 にはまだ放電する時間がなく、ダイオード VD10 とトランジスタ VT1 は開いていません。 この時点でのサージの出現は、オペアンプの入力での電圧の不均一な変化と、その出力での正のジャンプの出現に関連しています。 コンデンサ C4、抵抗 R5、およびダイオード VD16 は、電源投入時の出力電圧のサージを除去するため、およびスイッチオンの瞬間に大きな容量性負荷によって保護が作動するのを防ぐために使用されます。 スイッチをオンにした後の最初の瞬間、コンデンサ C4 は 5 つの回路 (抵抗器 R9 を介する回路、抵抗器 R16 と VD2 ダイオードを介する回路) でゆっくり充電されます。 この場合、トランジスタＶＴ２のベースの電圧は、開いたダイオードＶＤ１６の両端の電圧降下とコンデンサＣ４の両端の電圧の合計に等しい。 この電圧、したがって電源の出力の電圧は、スタビライザが定常状態に入るまで、コンデンサ C16 の両端の電圧に従って増加します。 次に、VD4 ダイオードが閉じ、コンデンサ C4 は抵抗 R16 のみを介してフィルタ コンデンサ C4 の最大電圧まで充電され、電源のその後の動作には影響を与えません。 ダイオード VD5 は、ユニットがオフのときにコンデンサ C3 の放電を加速するように機能します。 電源トランス、強力な制御トランジスタ、スイッチSA1～SA3、ヒューズホルダーFU1、FU2、電球H1、H2、ポインタメーター、出力コネクタ、および滑らかな出力電圧レギュレータを除くすべての要素は、プリント基板上に配置されています（図2）。
要素の位置を図3に示します。電源の外観 - 図4。
P210A トランジスタは、ケースの後ろに取り付けられた約 600 cm2 の有効放熱面積を持つ針状ヒートシンクに取り付けられています。 ケース底面のラジエーターが取り付けられている部分には直径8mmの通気孔が開けられています。 ハウジングカバーは、ラジエーターとの間に幅約0,5cmのエアギャップが保たれるように固定されていますが、制御トランジスタの冷却を良くするために、カバーに通気孔をあけることをお勧めします。 ケース中央に電源トランスが固定され、その隣右側には5×2,5cmのジュラルミン板にP214Aトランジスタが固定されています。 プレートは絶縁ブッシュにより本体から絶縁されています。 主整流器のダイオード KD202V は、プリント基板にネジ止めされたジュラルミン板に取り付けられています。 基板は電源トランスの上に部品を下にして取り付けます。 電源トランスにはトロイダルテープ磁気回路OL50-80/50を採用。 一次巻線には、PEV-960 2 のワイヤが 0,51 回巻かれています。 巻線 II と IV の出力電圧はそれぞれ 32 と 6 V で、一次巻線の電圧は 220 V です。これらには 140 巻と 27 巻の PEV-2 0,31 巻線が含まれています。 巻線 III は PEV-2 1,2 ワイヤで巻かれており、10 セクションが含まれています。下部セクション (スキームによる) - 60 ターン、残りはそれぞれ 11 ターンです。 各セクションの出力電圧はそれぞれ 14 V と 2,5 V に等しくなります。電源トランスは、別の磁気回路、たとえば TV UNT 47/59 などのロッドに巻くこともできます。 このような変圧器の一次巻線は保持され、二次巻線は上記の電圧を得るために巻き戻されます。 電源には、トランジスタP210Aの代わりに、P216、P217、P4、GT806シリーズのトランジスタを使用できます。 P214A トランジスタの代わりに、P213 ～ P215 シリーズのいずれか。 MP26B トランジスタは MP25、MP26 シリーズのいずれかに置き換えることができ、P307V トランジスタは P307 ～ P309、KT605 シリーズのいずれかに置き換えることができます。 ダイオード D223A はダイオード D223B、KD103A、KD105 に置き換えることができます。 KD202V ダイオード - 許容電流が少なくとも 2 A の強力なダイオード。D818A ツェナー ダイオードの代わりに、このシリーズの他のツェナー ダイオードを使用できます。 スイッチ SA2 - 小型ビスケットタイプ 11P3NPM。 2 番目のブロックでは、このスイッチの 0,2 つのセクションの接点が並列され、電源トランスのセクションを切り替えるために使用されます。 電源がオンのとき、スイッチ SA0,3 の位置は、負荷電流が 1 ～ 2 A を超えない範囲で変更する必要があります。負荷電流が指定値を超える場合は、スパークやスイッチ接点の焼損を防ぐため、ユニットの出力電圧を変更するのは、電源をオフにしてからにしてください。 出力電圧をスムーズに調整するための可変抵抗器は、タイプ「A」エンジンの回転角に応じて抵抗を選択する必要があり、できればワイヤーを選択する必要があります。 信号灯H9、H60には豆形白熱電球HCM-XNUMX V-XNUMXmAを使用しています。 ポインタ デバイスは、ポインタの最大振れ電流が 1 mA まで、前面部のサイズが 60X60 mm 以下であれば、どのポインタ デバイスでも使用できます。 電源の出力回路にシャントを含めると、出力インピーダンスが増加することに注意してください。 デバイスの矢印の合計偏差の電流が大きくなるほど、シャントの抵抗も大きくなります(デバイスの内部抵抗が同じオーダーである場合)。 電源の出力インピーダンスに対するデバイスの影響を防ぐために、動作中にスイッチSA3を電圧を測定するように設定する必要があります（図によると上の位置）。 この場合、デバイスのシャントが閉じ、出力回路から除外されます。 電源の確立は、設置が正しいことを確認し、出力電圧を必要な制限内に調整するための制御段の抵抗を選択し、保護動作電流を設定し、ポインターメーターの抵抗 Rsh と Rd の抵抗を選択することになります。 電源を設定する前に、シャントの代わりに短いワイヤジャンパーがはんだ付けされます。 ユニットをセットアップするときは、ネットワークに接続し、スイッチSA2と抵抗R41のスライダー（図1を参照）を最大出力電圧に対応する位置（図によると上の位置）に設定します。 次に、抵抗器 R22 を選択することにより、電源の出力電圧が 30 V に設定されます。可変抵抗器 R41 は、51 ... 120 オームの範囲内の別の値で使用することもできます。 この場合、抵抗器 R23 ～ R40 の公称抵抗値は、抵抗器 R5 の抵抗値より 10 ... 41% 低く選択されます。 次に、保護装置を設定します。 これを行うには、VD18 ダイオードの端子の 5 つをはんだ付けし、少なくとも 10 ワットの電力を持つ 25 ... 2,5 オームの抵抗をブロックの出力に接続します。 次に、外部デバイスによって制御される抵抗を流れる電流が 17 A になるように、ユニットの出力電圧が設定されます。抵抗 R18 を調整することで、この電流で保護が作動します。 セットアップが完了したら、VD16 ダイオードを所定の位置にはんだ付けします。 最小主電源電圧で保護を確実に動作させるために、抵抗 R5 が選択されます。 雪崩のようなプロセスがこれに依存し、トランジスタ VT6 と VTXNUMX のロックが解除されます。 電源を繰り返すときは、抵抗器R24から共通線につながる線は、RshシャントまたはPA1ポインターメーターの端子ではなく、プリント基板に直接接続する必要があることに留意する必要があります。 負荷接続時に本機の出力電圧が上昇する場合があります。 この増加は、抵抗器 R0,3、R0,5 の接続点とコンデンサ C12 およびシャント Rsh の接続点を接続するワイヤの長さと直径に応じて、最大負荷電流で 20 ～ 12 V に達する可能性があります。 これは、負荷電流によって配線に生じる電圧降下が、オペアンプの反転入力への基準電圧と直列に印加されるために発生します。 直径1 mmのマンガニンまたはコンスタンタンワイヤがシャントとして使用されます。 シャントを設定するとき、スイッチ SA3 は「現在の」位置に切り替えられ、事前に取り付けられたジャンパの代わりにマンガニン線がはんだ付けされた後にのみ電源がオンになります。 そうしないと、指針メーター PA1 が故障する可能性があります。 この場合、外部デバイスは負荷と直列に接続されます。負荷は、5 ～ 10 W の消費電力向けに設計された 10 ～ 50 オームの抵抗器です。 電源の出力電圧を変更することにより、負荷電流は 2 ～ 2,5 A に設定され、マンガニン ワイヤの長さを増減することにより、PA1 メーターと同じ測定値が得られます。 シャントの長さを変更する操作を行う前に、必ず電源をオフにしてください。
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