電源 30V 3A。 DIY実験室用電源

17.10.2023

シンプルな電源と強力な電圧源を自分で組み立てる方法。
場合によっては、自作のものも含め、さまざまな電子機器を 12 ボルトの DC 電源に接続する必要があります。電源は週末の半分以内に自分で簡単に組み立てることができます。したがって、研究室に必要なものを独自に作成する方が興味深い場合は、既製のユニットを購入する必要はありません。

希望する人は誰でも、それほど難しいことなく、12 ボルトユニットを自分で作ることができます。
アンプに電力を供給するための電源が必要な人もいれば、小型のテレビやラジオに電力を供給するための電源が必要な人もいます...
ステップ 1: 電源を組み立てるにはどのような部品が必要ですか...
ブロックを組み立てるには、ブロック自体を組み立てる電子部品、部品、付属品を事前に準備します。
-回路基板。
- 4 つの 1N4001 ダイオード、または同様のもの。ダイオードブリッジ。
- 電圧安定器 LM7812。
- 220 V 用の低電力降圧トランス。出力で必要な電力量に応じて、二次巻線の交流電圧は 14 V ～ 35 V、負荷電流は 100 mA ～ 1 A でなければなりません。
-容量1000μF〜4700μFの電解コンデンサ。
-容量1uFのコンデンサ。
- 2 つの 100nF コンデンサ。
-取り付けワイヤーの切断。
- 必要に応じてラジエーター。
電源から最大電力を得る必要がある場合は、チップに適切なトランス、ダイオード、ヒートシンクを準備する必要があります。
ステップ 2: ツール....
ブロックを作成するには、次のインストールツールが必要です。
-はんだごてまたははんだステーション
-ペンチ
-取り付け用ピンセット
- ワイヤーストリッパー
●はんだ吸引装置。
-ドライバー。
その他、便利なツールもあります。
ステップ 3: 図など...

5 ボルトの安定化電源を得るには、LM7812 スタビライザーを LM7805 に置き換えることができます。
負荷容量を 0.5 アンペア以上に増やすには、マイクロ回路用のヒートシンクが必要になります。そうしないと、過熱により故障します。
ただし、電源から数百ミリアンペア (500 mA 未満) を得る必要がある場合は、ラジエーターなしで対応でき、加熱は無視できます。
さらに、電源が動作していることを視覚的に確認するために回路に LED が追加されていますが、なくても問題ありません。

電源回路 12V 30A.
1 つの 7812 スタビライザを電圧レギュレータおよび複数の強力なトランジスタとして使用すると、この電源は最大 30 アンペアの出力負荷電流を供給できます。
おそらく、この回路で最も高価な部品は電源降圧トランスです。マイクロ回路の動作を保証するには、変圧器の二次巻線の電圧は安定化電圧の 12V よりも数ボルト高くなければなりません。このような電流では、出力トランジスタのヒートシンクのサイズが大幅に増加するため、入力電圧値と出力電圧値の差を大きくしようとすべきではないことに留意する必要があります。
変圧器回路では、使用されるダイオードは、最大順電流が約 100A になるように設計する必要があります。回路内の 7812 チップを流れる最大電流は 1A を超えません。
並列接続された TIP2955 タイプの 6 個の複合ダーリントントランジスタは、30 A の負荷電流を供給します (各トランジスタは 5 A の電流用に設計されています)。このような大電流には適切なサイズのラジエーターが必要であり、各トランジスタは負荷の 6 分の 1 を通過します。現在。
小型ファンをラジエーターの冷却に使用できます。
電源の確認
初めて電源を入れるときは、負荷を接続することはお勧めしません。回路の機能をチェックします。出力端子に電圧計を接続して電圧を測定します。電圧は 12 ボルトであるか、値がそれに非常に近いはずです。次に、消費電力が 3 W の 100 オームの負荷抵抗、または車の白熱灯などの同様の負荷を接続します。この場合、電圧計の測定値は変化しないはずです。出力に 12 ボルトの電圧がない場合は、電源を切り、エレメントの正しい取り付けと保守性を確認してください。
設置する前に、パワートランジスタの保守性を確認してください。トランジスタが壊れていると、整流器からの電圧が回路の出力に直接供給されるためです。これを回避するには、パワートランジスタに短絡がないか確認します。これを行うには、マルチメータを使用してトランジスタのコレクタとエミッタ間の抵抗を個別に測定します。このチェックは、回路に取り付ける前に実行する必要があります。

電源 3 - 24V

電源回路は、最大 2A の最大負荷電流で 3 ～ 25 ボルトの範囲で調整可能な電圧を生成します。電流制限抵抗を 0.3 オームに下げると、電流を 3 アンペア以上に増やすことができます。
トランジスタ 2N3055 および 2N3053 は対応するラジエーターに取り付けられており、制限抵抗の電力は少なくとも 3 W である必要があります。電圧レギュレーションは、オペアンプ LM1558 または 1458 によって制御されます。オペアンプ 1458 を使用する場合、定格 5.1 K の抵抗の分圧器によってピン 8 からオペアンプ 3 に電圧を供給する安定化要素を交換する必要があります。
オペアンプ１４５８および１５５８に電力を供給するための最大ＤＣ電圧は、それぞれ３６Ｖおよび４４Ｖである。電源トランスは、安定化出力電圧より少なくとも 4 ボルト高い電圧を生成する必要があります。回路内の電源トランスの出力電圧は 25.2 ボルト AC で、中央にタップが付いています。巻線を切り替えると、出力電圧は 15 ボルトに低下します。

1.5V電源回路

1.5ボルトの電圧を得る電源回路には、降圧トランス、平滑フィルター付きブリッジ整流器、LM317チップが使用されています。

1.5 ～ 12.5 V の調整可能な電源の図

1.5 ボルトから 12.5 ボルトまでの電圧を得る出力電圧調整機能を備えた電源回路、LM317 マイクロ回路が調整素子として使用されています。ハウジングへの短絡を防ぐために、ラジエーターの絶縁ガスケット上に取り付ける必要があります。

出力電圧固定の電源回路

5 ボルトまたは 12 ボルトの固定出力電圧を備えた電源回路。 LM 7805チップはアクティブ素子として使用され、LM7812はケースの発熱を冷却するためにラジエーターに取り付けられています。変圧器の選択はプレートの左側に示されています。同様に、他の出力電圧用の電源も作成できます。

保護機能付き 20 ワット電源回路

この回路は、小型の自作トランシーバー、作者 DL6GL を対象としています。ユニットの開発時の目標は、2.7Aの負荷電流に対して、少なくとも50%の効率、公称電源電圧13.8V、最大15Vを実現することでした。
スイッチング電源とリニア電源のどちらの方式ですか?
スイッチング電源は小型で効率が良いですが、出力電圧が急上昇するという危機的な状況でどう動作するかは未知数です…。
欠点にもかかわらず、線形制御方式が選択されました。かなり大きな変圧器、高効率ではない、冷却が必要などです。
1980 年代の自家製電源の部品が使用されました。2 つの 2N3055 を備えたラジエーターです。唯一欠けていたのは、μA723/LM723 電圧レギュレータといくつかの小さな部品でした。
電圧レギュレータは、標準装備の µA723/LM723 マイクロ回路に組み込まれています。出力トランジスタ T2、T3 タイプ 2N3055 は冷却用のラジエーターに取り付けられています。ポテンショメータ R1 を使用して、出力電圧は 12 ～ 15V の範囲に設定されます。可変抵抗器 R2 を使用すると、抵抗器 R7 の両端の最大電圧降下が 0.7V (マイクロ回路のピン 2 と 3 の間) に設定されます。
電源にはトロイダルトランスが使用されています（任意のトランスを使用できます）。
MC3423 チップでは、電源の出力電圧 (サージ) を超えたときにトリガーされる回路が組み立てられています。R3 を調整することで、分圧器 R3/R8/R9 (2.6V) からのレッグ 2 に電圧しきい値が設定されます。基準電圧）、サイリスタ BT145 を開く電圧が出力 8 から供給され、短絡が発生してヒューズ 6.3a がトリップします。

電源の動作を準備するには (6.3A ヒューズはまだ使用されていません)、出力電圧をたとえば 12.0V に設定します。ユニットに負荷を負荷します。このために、12V/20W ハロゲンランプを接続できます。電圧降下が0.7VになるようにR2を設定してください(電流は3.8A以内 0.7=0.185Ω×3.8)。
過電圧保護の動作を構成します。これを行うには、出力電圧を 16V にスムーズに設定し、保護がトリガーされるように R3 を調整します。次に、出力電圧を通常に設定し、ヒューズを取り付けます（その前にジャンパを取り付けました）。
説明されている電源は、より強力な負荷に合わせて再構築できます。これを行うには、より強力な変圧器、追加のトランジスタ、配線要素、および整流器を任意で取り付けます。

自作3.3v電源

3.3 ボルトの強力な電源が必要な場合は、PC からの古い電源を変換するか、上記の回路を使用して作ることができます。たとえば、1.5 V 電源回路のより高い値の 47 オームの抵抗を交換するか、便宜上ポテンショメータを取り付けて、目的の電圧に調整します。

KT808のトランス電源

多くのアマチュア無線家は、まだ古いソビエト製の無線コンポーネントを持っていて、それらは眠ったままになっていますが、問題なく使用でき、長期間忠実に使用できます。これは、インターネット上に出回っている有名な UA1ZH 回路の 1 つです。フォーラムでは、電界効果トランジスタと通常のシリコンやゲルマニウムのどちらが優れているのか、結晶加熱の温度はどれくらいに耐えられるのか、どちらがより信頼できるのかについて議論する際に、多くの槍や矢が折られてきました。
それぞれの側に独自の主張がありますが、部品を入手して、別のシンプルで信頼性の高い電源を作成することができます。回路は非常に単純で、過電流から保護されており、3 つの KT808 を並列接続すると 20A の電流を生成できます。著者は 7 つの並列トランジスタを備えたこのようなユニットを使用し、負荷に 50A を供給しましたが、フィルターコンデンサーの容量は120,000uF、二次巻線の電圧は19Vでした。リレー接点はこのような大電流を切り替える必要があることを考慮する必要があります。

正しく取り付けられている場合、出力電圧降下は 0.1 ボルトを超えません。

1000V、2000V、3000V用電源

送信機の出力段ランプに電力を供給するために高電圧 DC 電源が必要な場合、何を使用すればよいでしょうか? インターネット上には、600V、1000V、2000V、3000V のさまざまな電源回路が存在します。
まず、高電圧の場合、単相と三相の両方の変圧器を備えた回路が使用されます（家に三相電圧源がある場合）。
2 つ目は、サイズと重量を削減するために、変圧器のない電源回路、つまり電圧を倍増した 220 ボルトのネットワークを直接使用することです。この回路の最大の欠点は、出力が所定の電圧源に接続され、位相とゼロが観察されるため、ネットワークと負荷の間にガルバニック絶縁がないことです。

この回路には、昇圧アノード変圧器 T1 (必要な電力、たとえば 2500 VA、2400 V、電流 0.8 A 用) と降圧フィラメント変圧器 T2 (TN-46、TN-36 など) があります。電流サージを除去するため。オンに切り替えるとき、およびコンデンサを充電するときに保護ダイオードを使用するとき、スイッチングはクエンチング抵抗 R21 および R22 を介して使用されます。
高電圧回路のダイオードは、Urev を均一に分配するために抵抗によって分流されます。式 R(Ohm) = PIVx500 を使用した公称値の計算。 C1～C20はホワイトノイズを除去し、サージ電圧を低減します。 KBU-810のようなブリッジを、指定された回路に従って接続し、それに応じてシャントを忘れずに必要な量を取ることにより、ダイオードとして使用することもできます。
R23-R26 停電後のコンデンサの放電用。直列接続されたコンデンサの電圧を均等化するために、均等化抵抗器が並列に配置されます。これは、1ボルトごとに100オームが存在する比率から計算されますが、高電圧では抵抗器が非常に強力であることが判明するため、ここで操作する必要があります。、開放電圧が 1, 41 高いことを考慮して。

トピックの詳細

自分の手でHFトランシーバー用の変圧器電源13.8ボルト25A。

アダプターに電力を供給するための中国製電源の修理と改造。

0 ～ 30 ボルトの範囲で出力電圧を調整できるように設計された、シンプルな電源回路とそれほどシンプルではない電源回路の少数のセレクション。

実験室用電源回路の基礎は TLC2272 オペアンプです。整流された 38 ボルトの電圧は、フィルターコンデンサーを通過して、パラメトリックスタビライザーに到達します。これは、トランジスタ VT1、ダイオード VD5、コンデンサ C2、抵抗 R1、R2 で構成されています。このスタビライザーを介してオペアンプが接続されます。

DA1.1 オペアンプには電源制御ユニットがあり、2 番目の素子には短絡保護ユニットが組み込まれています。短絡が発生すると LED が信号を送ります。

電源のセットアップ。まず、オペアンプの電源電圧を調整します。これを行うには、電源を入れる前にオペアンプをソケットから取り外します。電源回路の設定には、最初のトランジスタのコレクタの電圧が 6.5 ボルトになる抵抗 R2 の値を選択することが含まれます。この後、オペアンプが構造に再び取り付けられます。

次に、可変抵抗 R15 は回路に従って低い位置に転送されます。 0ボルト。抵抗器 R6 を選択することにより、基準電圧は回路内の可変抵抗 R15 の上端で 2.5 ボルトのレベルに調整されます。次に、回路に従って可変抵抗 R15 を上の位置に移動し、同調抵抗 R10 で最大電圧を 30 ボルトに設定します。

提案された電源設計には 3 つのバイポーラトランジスタのみが含まれていますが、そのシンプルさにもかかわらず、出力電圧を維持する際の顕著な精度が特徴です。ここでは補償安定化が使用されているため、回路起動の信頼性、および広い調整範囲は疑いの余地がありません。このデザインの利点。

正しく組み立てられていれば、電源回路はすぐに動作し始めます。必要な最大出力電圧の値に応じてツェナーダイオードを選択するだけです。手持ちのものでボディを作ります。クラシックバージョンは、ATX コンピューター電源のケースです。 100ワットの変圧器が完全に収まり、部品を備えたプリント基板用の空きスペースが確保されます。 ATX 電源の元のクーラーはそのままにしておくこともできます。まったく余分なものではありません。また、ブザー音が鳴らないように、電流制限抵抗（実験的に選択）を介して接続するだけです。

フロントパネルにはプラスチックの箱を使用しました（アーカイブの写真を参照）。インジケーターや調整ノブ用の穴や窓を開けると非常に便利です。電流計は古い在庫から針を取り出し、電圧計はデジタルのものを使用しました。

調整可能な電源を組み立てた後、その動作をチェックします。レギュレーターが下の位置にあるときはほぼ完全なゼロを出力し、レギュレーターが上の位置にあるときは最大30Vを出力するはずです。少なくとも0.5アンペアの負荷を接続した後、出力での電圧降下を調べます。最小限にする必要があります。上のリンクから、組み立て段階の写真とプリント基板の図面をダウンロードできます。

電源出力の電圧が約 20 ～ 27V の場合、最大負荷電流は 5A に達することがあります。低い値では、トランジスタの電力を超えないようにするために出力電流が減少します。 KT827 の場合、この電力は 125W で、ラジエーターが付いています。

変圧器は古いテレビ (TS-180 など) から作られています。工場出荷時の巻線は、一次ネットワーク巻線として使用されます。二次巻線には、直径 0.5 mm の PEV-2 銅線が 40 回巻かれています。最後の巻線には、直径 1.5 mm の PEV-2 ワイヤが 2 x 57 ターン含まれています。

この安定化電源は、輸入された無線素子を使用した非常に一般的な方式 (つまり、何百回も繰り返し成功していることを意味します) に従って作られています。出力電圧は 0 ～ 30 V の範囲で滑らかに変化し、負荷電流は 5 アンペアに達することがありますが、変圧器の出力がそれほど強力ではなかったため、わずか 2.5 A しか除去できませんでした。

電流と電圧を調整できる PSU 回路

回路図

R1 = 2.2KOhm 1W

R2 = 82オーム1/4W

R3 = 220オーム 1/4W

R4 = 4.7KOhm 1/4W

R5、R6、R13、R20、R21 = 10KOhm 1/4W

R7 = 0.47 オーム 5W

R8、R11 = 27KOhm 1/4W

R9、R19 = 2.2KOhm 1/4W

R10 = 270KOhm 1/4W

R12、R18 = 56KOhm 1/4W

R14 = 1.5KOhm 1/4W

R15、R16 = 1KOhm 1/4W

R17 = 33オーム1/4W

R22 = 3.9KOhm 1/4W

RV1 = 100K トリマー

P1、P2 = 10KOhm リニアポンテシオメータ

C1 = 3300 uF/50V 電解

C2、C3 = 47uF/50V 電解

C4 = 100nF ポリエステル

C5 = 200nF ポリエステル

C6 = 100pF セラミック

C7 = 10uF/50V 電解

C8 = 330pF セラミック

C9 = 100pF セラミック

D1、D2、D3、D4 = 1N5402、3、4 ダイオード 2A – RAX GI837U

D5、D6 = 1N4148

D7、D8 = 5.6V ツェナー

D9、D10 = 1N4148

D11 = 1N4001 ダイオード 1A

Q1 = BC548、NPNトランジスタまたはBC547

Q2 = 2N2219 NPNトランジスタ

Q3 = BC557、PNP トランジスタまたは BC327

Q4 = 2N3055 NPNパワートランジスタ

U1、U2、U3 = TL081、オペアンプ

D12 = LED ダイオード

このスキームの別のバージョンを次に示します。

使用部品

ここでは TS70/5 変圧器が使用されました (26 V - 2.28 A および 5.8 V - 1 A)。合計 32 ボルトの二次電圧。このバージョンでは、TL081 の代わりに uA741 オペアンプが入手可能だったので使用しました。トランジスタも、電流と電圧、そして当然のことながら構造と一致する限り、重要ではありません。

部品付きプリント基板

LED は ST モード (安定した電流) への移行を示します。これは短絡や過負荷ではありませんが、電流の安定化は電源の便利な機能です。これは、たとえばバッテリーの充電に使用できます。アイドルモードでは最終電圧値が設定され、その後ワイヤを接続して電流制限を設定します。最初の充電段階では、電源は CT モードで動作します (LED が点灯します)。充電電流が設定され、電圧がゆっくりと増加します。バッテリの充電中に電圧が設定されたしきい値に達すると、電源は電圧安定化 (SV) モードに切り替わります。LED が消え、電流が減少し始め、電圧は設定レベルに維持されます。

フィルタコンデンサの供給電圧の最大値は 36 V です。電圧に注意してください。そうでないと、電圧が維持できず、暴発してしまいます。

場合によっては、粗調整と微調整の原理に従って電流と電圧を調整するために 2 つのポテンショメータを使用することが合理的です。

ケース内部のインジケーターの様子

内部のワイヤは細いケーブルタイで束ねる必要があります。

ラジエター上のダイオードとトランジスタ

自作の電源ハウジング

電源にはZ17Wモデルケースを使用しました。プリント基板は下部に配置され、3 mm ネジで底部にネジ止めされています。本体の下には、付属の硬いプラスチックの代わりに、何らかのデバイスの黒いゴム足があります。これは重要です。そうしないと、ボタンを押したりノブを回転したりするときに、電源がテーブルの上に「乗ってしまいます」。

安定化電源: 自家製設計

フロントパネルの碑文はグラフィックエディターで作成され、チョーク粘着紙に印刷されます。これが自家製の製品が出てきた方法です。十分な力がない場合は - 。

アマチュア無線の電源 (PS) の多くは、KR142EN12、KR142EN22A、KR142EN24 などのマイクロ回路で作られています。これらのマイクロ回路の調整の下限は 1.2 ～ 1.3 V ですが、場合によっては 0.5 ～ 1 V の電圧が必要になる場合もあります。著者は、これらのマイクロ回路に基づく電源供給のための技術ソリューションをいくつか提供しています。

集積回路 (IC) KR142EN12A (図 1) は、KT-28-2 パッケージの調整可能な補償タイプの電圧安定器で、電圧範囲 1.2. で最大 1.5 A の電流でデバイスに電力を供給できます。 .37 V。この集積回路のスタビライザには、熱的に安定した電流保護と出力短絡保護が備わっています。

米。 1.IC KR142EN12A

KR142EN12A IC に基づいて調整可能な電源を構築できます。その回路 (トランスとダイオードブリッジなし) を図に示します。 2. 整流された入力電圧はダイオードブリッジからコンデンサ C1 に供給されます。トランジスタ VT2 とチップ DA1 はラジエーター上に配置する必要があります。ヒートシンクフランジ DA1 はピン 2 に電気的に接続されているため、DA1 とトランジスタ VD2 が同じラジエーター上に配置されている場合は、相互に絶縁する必要があります。著者のバージョンでは、DA1 は別個の小型ラジエーターに取り付けられており、ラジエーターとトランジスタ VT2 には電気的に接続されていません。

米。 2. IC KR142EN12A の調整可能な電源

ヒートシンクを備えたチップによって消費される電力は 10 W を超えてはなりません。抵抗 R3 と R5 は、スタビライザーの測定要素に含まれる分圧器を形成し、次の式に従って選択されます。

U out = U out.min (1 + R3/R5)。

-5 V の安定した負の電圧がコンデンサ C2 と抵抗 R2 に供給されます (熱安定点 VD1 の選択に使用されます)。著者のバージョンでは、電圧は KTs407A ダイオードブリッジと 79L05 スタビライザから供給され、別個の電源から電力が供給されます。電源トランスの巻線。

スタビライザの出力回路の短絡を防ぐには、少なくとも 10 μF の容量を持つ電解コンデンサを抵抗 R3 と並列に接続し、シャント抵抗 R5 を KD521A ダイオードと接続するだけで十分です。部品の位置は重要ではありませんが、良好な温度安定性を得るには、適切なタイプの抵抗器を使用する必要があります。熱源からできるだけ離れた場所に設置する必要があります。出力電圧の全体的な安定性は多くの要因で構成されており、通常はウォームアップ後に 0.25% を超えることはありません。

デバイスの電源を入れてウォームアップした後、抵抗 Rext によって最小出力電圧 0 V が設定されます。抵抗器 R2 (図 2) と抵抗器 Rext (図 3) は、SP5 シリーズのマルチターントリマである必要があります。

米。 3. 接続図 Rext

KR142EN12A マイクロ回路の電流能力は 1.5 A に制限されています。現在、同様のパラメータを備えたマイクロ回路が販売されていますが、より高い負荷電流向けに設計されています。たとえば、LM350 - 電流 3 A、LM338 - 電流 5 A です。 A. これらのマイクロ回路に関するデータは、National Semiconductor の Web サイトで見つけることができます。

最近、輸入マイクロサーキットのLOW DROPシリーズ（SD、DV、LT1083/1084/1085）が発売されました。これらのマイクロ回路は、入力と出力間の減電圧(最大1～1.3 V)で動作でき、それぞれ7.5/5/3 Aの負荷電流で1.25～30 Vの範囲の安定した出力電圧を提供します。パラメータの点で最も近い国内の類似品であるタイプ KR142EN22 の最大安定化電流は 7.5 A です。

最大出力電流では、少なくとも 1.5 V の入出力電圧で安定化モードがメーカーによって保証されています。マイクロ回路には、許容値の負荷の過電流に対する保護機能と、負荷の過熱に対する熱保護機能も組み込まれています。ケース。

これらのスタビライザは、出力電圧の不安定性を 0.05%/V に抑え、出力電流が 10 mA から最大値に変化するときの出力電圧の不安定性は 0.1%/V 以下に抑えます。

図では、図 4 は、図に示したトランジスタ VT1 と VT2 を省略できる家庭用実験室用の電源回路を示しています。 2. DA1 KR142EN12A マイクロ回路の代わりに、KR142EN22A マイクロ回路が使用されました。これは電圧降下が低い調整可能なスタビライザーで、負荷で最大 7.5 A の電流を得ることができます。

スタビライザーの出力における最大電力損失 Pmax は、次の式を使用して計算できます。

P max = (U in - U out) I out、
ここで、Uin は DA3 マイクロ回路に供給される入力電圧、Uout は負荷の出力電圧、Iout はマイクロ回路の出力電流です。

たとえば、マイクロ回路に供給される入力電圧は U in = 39 V、負荷での出力電圧 U out = 30 V、負荷での電流 I out = 5 A、およびマイクロ回路が消費する最大電力は、負荷は45Wです。

電解コンデンサ C7 は、高周波での出力インピーダンスを低減し、ノイズ電圧を低減し、リップル平滑化を改善するために使用されます。このコンデンサがタンタルの場合、公称容量は少なくとも 22 μF、アルミニウムの場合は少なくとも 150 μF でなければなりません。必要に応じて、コンデンサ C7 の静電容量を増やすことができます。

電解コンデンサ C7 が 155 mm を超える距離に配置され、断面積が 1 mm 未満のワイヤで電源に接続されている場合は、少なくとも 10 μF の容量を持つ追加の電解コンデンサが必要です。コンデンサC7と平行に、超小型回路自体に近い基板に取り付けられます。

フィルタコンデンサ C1 の静電容量は、(少なくとも 50 V の電圧で) 出力電流 1 A あたり約 2000 μF の割合で決定できます。出力電圧の温度ドリフトを低減するには、抵抗器 R8 を巻線または金属箔のいずれかにし、誤差が 1% 以下である必要があります。抵抗 R7 は R8 と同じタイプです。 KS113A ツェナーダイオードが入手できない場合は、図に示すユニットを使用できます。 3. 著者は、に示した保護回路ソリューションが完璧に動作し、実際にテストされているため、非常に満足しています。で提案されているものなど、任意の電源保護回路ソリューションを使用できます。著者のバージョンでは、リレー K1 がトリガーされると、K1.1 接点が閉じ、抵抗 R7 が短絡し、電源出力の電圧が 0 V になります。

電源のプリント基板と素子の配置を図に示します。 5、電源の外観を図に示します。 6. プリント基板の寸法は 112x75 mm です。選択されたラジエーターは針状です。 DA3 チップはガスケットによってラジエーターから隔離されており、チップをラジエーターに押し付ける鋼製スプリングプレートを使用して取り付けられています。

米。 5. 電源のプリント基板と素子の配置

コンデンサ C1 タイプ K50-24 は、容量 4700 μFx50 V の 2 つの並列接続されたコンデンサで構成されています。容量 10000 μFx50 V のコンデンサタイプ K50-6 の輸入アナログを使用できます。コンデンサは次のように配置する必要があります。できるだけ基板の近くに配置し、基板に接続する導体はできるだけ短くする必要があります。コンデンサ C7 は Weston 製、容量 1000 μFx50 V です。コンデンサ C8 は図には示されていませんが、プリント基板にコンデンサ用の穴があります。少なくとも 10 ～ 15 V の電圧に対して、公称値 0.01 ～ 0.1 µF のコンデンサを使用できます。

米。 6. PSUの外観

ダイオード VD1 ～ VD4 は輸入された RS602 ダイオードマイクロアセンブリであり、最大電流 6 A 向けに設計されています (図 4)。電源保護回路には RES10 リレー (パスポート RS4524302) が使用されます。著者のバージョンでは、SPP-ZA タイプの抵抗 R7 が 5% 以下のパラメータの広がりで使用されています。抵抗 R8 (図 4) の指定値からの広がりは 1% 以内である必要があります。

通常、電源は設定の必要がなく、組み立て後すぐに動作し始めます。ブロックのウォームアップ後、抵抗 R6 (図 4) または抵抗 Radd (図 3) が R7 の公称値で 0 V に設定されます。

この設計では、100 W の電力を持つ OSM-0.1UZ ブランドの電源トランスを使用します。磁心ШЛ25/40-25。一次巻線には 734 ターンの 0.6 mm PEV ワイヤ、巻線 II - 90 ターンの 1.6 mm PEV ワイヤ、巻線 III - 46 ターンの 0.4 mm PEV ワイヤが含まれており、中央からタップが付いています。

RS602 ダイオードアセンブリは、定格電流が 10 A 以上のダイオード (KD203A、V、D、または KD210 A-G など) に置き換えることができます (ダイオードを個別に配置しない場合は、プリント基板を作り直す必要があります)。。トランジスタ KT361G をトランジスタ VT1 として使用できます。

文学

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Nechaev I. 小型ネットワーク電源の過負荷からの保護//無線。 - 1996.-№12

今日は実験用電源を自分の手で組み立てます。ブロックの構造を理解し、適切なコンポーネントを選択し、正しくはんだ付けする方法を学び、プリント基板に要素を組み立てます。

これは、0 ～ 30 ボルトの可変調整可能な電圧を備えた高品質の実験用 (だけではありません) 電源です。この回路には、出力電流を回路の最大電流 3 A から 2 mA に効果的に調整する電子出力電流リミッタも含まれています。この特性により、この電源は、何か問題が発生した場合の損傷を心配することなく、電力を調整し、接続されたデバイスが消費できる最大電流を制限できるため、研究室では不可欠なものとなっています。
このリミッターが有効であることを視覚的に示す表示 (LED) もあり、回路が制限を超えているかどうかを確認できます。

実験室の電源の概略図を以下に示します。

実験室用電源の技術的特徴

入力電圧: …………。 24V-AC;
入力電流： ……………。 3 A (最大);
出力電圧： …………。 0 ～ 30 V - 調整可能。
出力電流：…………。 2 mA ～ 3 A - 調整可能。
出力電圧リップル: .... 最大0.01%。

特徴

- 小さいサイズ、作りやすい、シンプルなデザイン。
— 出力電圧は簡単に調整できます。
— 視覚的な表示による出力電流制限。
— 過負荷や誤った接続に対する保護。

動作原理

まず、研究室の電源には 24V/3A の二次巻線を備えた変圧器が使用されており、入力端子 1 と 2 に接続されています (出力信号の品質は変圧器の品質に比例します)。変圧器の二次巻線からの AC 電圧は、ダイオード D1 ～ D4 で形成されるダイオードブリッジによって整流されます。ダイオードブリッジの出力における整流された DC 電圧のリップルは、抵抗器 R1 とコンデンサ C1 で形成されるフィルタによって平滑化されます。この回路には、この電源を同クラスの他のユニットとは異なるいくつかの特徴があります。

この回路では、フィードバックを使用して出力電圧を制御するのではなく、オペアンプを使用して安定した動作に必要な電圧を提供します。この電圧は U1 の出力で低下します。この回路は D8 - 5.6 V ツェナーダイオードのおかげで動作します。このダイオードは電流の温度係数がゼロで動作します。 U1 の出力の電圧はダイオード D8 の両端で降下し、U1 をオンにします。これが起こると、回路は安定し、ダイオード (5.6) の電圧は抵抗 R5 の両端で降下します。

オペラに流れる電流。アンプがわずかに変化すると、同じ電流が抵抗 R5、R6 に流れます。両方の抵抗の電圧値が同じであるため、合計電圧は直列に接続されているかのように合計されます。したがって、オペラの出力で得られる電圧です。アンプの電圧は 11.2 ボルトになります。オペラからのチェーン。アンプ U2 のゲインは約 3 で、式 A = (R11 + R12) / R11 によれば、11.2 ボルトの電圧が約 33 ボルトに増加します。トリマー RV1 と抵抗 R10 は、回路内の他のコンポーネントの値に関係なく、電圧出力が 0 ボルトに低下しないように電圧出力を設定するために使用されます。

この回路のもう 1 つの非常に重要な特性は、電源から得られる最大出力電流を得る能力です。これを可能にするために、負荷と直列に接続された抵抗 (R7) の両端で電圧が降下します。この回路機能を担当する IC は U3 です。入力 U3 への 0 ボルトに等しい反転信号は、R21 を介して供給されます。同時に、同じICの信号を変更することなく、P2を通じて任意の電圧値を設定できます。与えられた出力の電圧が数ボルトで、IC の入力に 1 ボルトの信号が現れるように P2 が設定されているとします。負荷が増幅される場合、出力電圧は一定になり、出力と直列に R7 が存在しても、その大きさが小さく、制御回路のフィードバックループの外側にあるため、ほとんど影響を受けません。負荷と出力電圧が一定であれば、回路は安定して動作します。負荷が増加して R7 の電圧が 1 ボルトより大きくなると、U3 がオンになり、元のパラメータに安定します。 U3 は U2 ～ D9 への信号を変更せずに動作します。したがって、R7 を通る電圧は一定で、所定の値 (この例では 1 ボルト) を超えて増加することはなく、回路の出力電圧が低下します。このデバイスは出力信号を一定かつ正確に維持できるため、出力で 2 mA を得ることができます。

コンデンサ C8 により回路がより安定します。リミッターインジケーターを使用する場合は常に LED を制御するために Q3 が必要です。 U2 でこれを可能にする (出力電圧を 0 ボルトに下げる) には、回路 C2 と C3 を介して負の接続を行う必要があります。同じマイナス接続が U3 にも使用されます。負電圧は R3 と D7 によって供給され、安定化されます。

制御不能な状況を回避するために、Q1 の周りに一種の保護回路が構築されています。 IC は内部で保護されており、損傷することはありません。

U1 は基準電圧源、U2 は電圧レギュレータ、U3 は電流安定器です。

電源設計。

まず最初に、プリント基板上に電子回路を構築する基本、つまり実験室用電源の基本を見てみましょう。基板は、銅の薄い導電層で覆われた薄い絶縁材料でできており、回路図に示すように回路要素が導体で接続できるように形成されています。デバイスが誤動作しないように、PCB を適切に設計する必要があります。将来的に基板を酸化から保護し、優れた状態に保つには、酸化を防ぎ、はんだ付けを容易にする特別なワニスで基板をコーティングする必要があります。
要素を基板にはんだ付けすることが実験用電源を効率的に組み立てる唯一の方法であり、作業の成功はこれをどのように行うかにかかっています。いくつかのルールに従えば、これはそれほど難しいことではありません。問題はありません。使用するはんだごての出力は 25 ワットを超えてはなりません。操作全体を通して、チップは薄くてきれいでなければなりません。これを行うには、湿らせたスポンジのようなものを使用し、時々ホットチップを掃除して、その上に蓄積した残留物をすべて除去します。

汚れたり磨耗したチップをやすりやサンドペーパーで掃除しようとしないでください。掃除できない場合は交換してください。市場にはさまざまな種類のはんだごてがあり、はんだ付け時に良好な接続を得るために適切なフラックスを購入することもできます。
フラックスがすでに含まれているはんだを使用する場合は、フラックスを使用しないでください。大量の磁束は回路故障の主な原因の 1 つです。ただし、銅線に錫メッキを施す場合など、追加のフラックスを使用する必要がある場合は、作業終了後に作業面を清掃する必要があります。

要素を正しくはんだ付けするには、次のことを行う必要があります。
— エレメントの端子をサンドペーパー (粒度の小さいものが望ましい) できれいにします。
— 基板上に配置しやすいように、ケースの出口から正しい距離でコンポーネントのリードを曲げます。
— リード線が基板の穴よりも太い素子が存在する場合があります。この場合、穴を少し広げる必要がありますが、あまり大きくしすぎないようにしてください。はんだ付けが困難になります。
— エレメントは、リードが基板表面からわずかに突き出るように挿入する必要があります。
- はんだが溶けると、穴の周囲全体に均一に広がります（これは、適切なはんだごての温度を使用することで実現できます）。
— 1 つの要素のはんだ付けにかかる時間は 5 秒以内です。余分なはんだを取り除き、基板上のはんだが自然に冷えるまで待ちます（息を吹きかけずに）。すべてが正しく行われた場合、表面は明るい金属の色合いになり、エッジは滑らかになるはずです。はんだが鈍くなったり、ひび割れたり、ビード状になったりする場合は、乾式はんだ付けと呼ばれます。それを削除して、すべてをやり直す必要があります。ただし、トレースを加熱しすぎないように注意してください。加熱しないと、ボードより遅れて破損しやすくなります。
— 敏感な素子をはんだ付けするときは、素子が焼けないように余分な熱を吸収する金属製のピンセットまたはトングで素子を保持する必要があります。
- 作業が完了したら、エレメントのリード線から余分な部分を切り取り、ボードをアルコールで洗浄して、残っているフラックスを除去します。

電源の組み立てを始める前に、すべての要素を見つけてグループに分ける必要があります。まず、ICソケットと外部接続ピンを取り付け、半田付けします。次に抵抗器。 R7 は、特に大電流が流れると非常に高温になり、損傷する可能性があるため、必ず PCB から一定の距離を置いて配置してください。 R1にもオススメです。次に、電解液の極性を忘れずにコンデンサを配置し、最後にダイオードとトランジスタをはんだ付けしますが、過熱に注意して図のようにはんだ付けします。
パワートランジスタをヒートシンクに取り付けます。これを行うには、図に従い、トランジスタ本体とヒートシンクの間に絶縁体 (マイカ) を使用し、ネジをヒートシンクから絶縁するために特別なクリーニングファイバーを使用することを忘れないでください。

ここ、特にトランジスタのエミッタとコレクタの間には大量の電流が流れるため、高品質の接続を行うように注意しながら、各端子に絶縁ワイヤを接続します。
また、電源を組み立てるときは、PCB とポテンショメータ、パワートランジスタ、および入出力接続の間のワイヤの長さを計算するために、各要素がどこに配置されるかを見積もるとよいでしょう。。
ポテンショメータ、LED、パワートランジスタを接続し、入出力接続用の 2 対の端を接続します。図からすべてが正しく行われていることを確認し、混乱しないように注意してください。回路には 15 個の外部接続があり、間違えると後で見つけるのが難しくなります。違う色のワイヤーを使うのも良いでしょう。

実験室用電源のプリント基板。以下に .lay 形式でシグネットをダウンロードするためのリンクがあります。

電源ボード上の要素のレイアウト:

出力電流と電圧を調整するための可変抵抗器（ポテンショメータ）の接続図、および電源のパワートランジスタの接点の接続図：

トランジスタとオペアンプのピンの指定:

図上の端子の指定:
— 1 と 2 を変圧器に接続します。
— 3 (+) および 4 (-) DC 出力。
- P1 の 5、10、12。
- P2 の 6、11、13。
- 7 (E)、8 (B)、9 (E) をトランジスタ Q4 に接続します。
— LED はボードの外側に取り付ける必要があります。

すべての外部接続が完了したら、基板をチェックし、残っているはんだを除去するために基板を洗浄する必要があります。隣接する線路間に短絡の原因となるような接続がないことを確認し、問題がなければ変圧器を接続します。そして電圧計を接続します。
通電中は回路のいかなる部分にも触れないでください。
電圧計は、P1 の位置に応じて 0 ～ 30 ボルトの電圧を示すはずです。 P2 を反時計回りに回すと LED が点灯し、リミッターが機能していることを示します。

要素のリスト。

R1 = 2.2キロオーム 1W
R2 = 82オーム1/4W
R3 = 220オーム 1/4W
R4 = 4.7キロオーム1/4W
R5、R6、R13、R20、R21 = 10 kΩ 1/4W
R7 = 0.47 オーム 5W
R8、R11 = 27 kΩ 1/4W
R9、R19 = 2.2 kΩ 1/4W
R10 = 270キロオーム1/4W
R12、R18 = 56kΩ 1/4W
R14 = 1.5キロオーム1/4W
R15、R16 = 1 kΩ 1/4W
R17 = 33オーム1/4W
R22 = 3.9キロオーム1/4W
RV1 = 100K トリマー
P1、P2 = 10KOhm リニアポテンショメータ
C1 = 3300 uF/50V 電解
C2、C3 = 47uF/50V 電解
C4 = 100nF ポリエステル
C5 = 200nF ポリエステル
C6 = 100pF セラミック
C7 = 10uF/50V 電解
C8 = 330pF セラミック
C9 = 100pF セラミック
D1、D2、D3、D4 = 1N5402、3、4 ダイオード 2A - RAX GI837U
D5、D6 = 1N4148
D7、D8 = 5.6V ツェナー
D9、D10 = 1N4148
D11 = 1N4001 ダイオード 1A
Q1 = BC548、NPNトランジスタまたはBC547
Q2 = 2N2219 NPN トランジスタ - (次のように置き換えます) KT961A- すべてが機能しています）
Q3 = BC557、PNP トランジスタまたは BC327
Q4 = 2N3055 NPNパワートランジスタ( KT827Aに交換)
U1、U2、U3 = TL081、op. 増幅器
D12 = LED ダイオード

その結果、実験用電源を自分で組み立てましたが、実際に修正する必要があると思われる点に遭遇しました。さて、まずはパワートランジスタです Q4 = 2N3055早急に取り消し線を引いて忘れる必要があります。他の機器は分かりませんが、この安定化電源には適していません。実際のところ、このタイプのトランジスタは、短絡が発生し、3アンペアの電流がまったく流れないと、すぐに故障します。母国のソビエト製に変更するまで、何が問題なのかわかりませんでした KT827A。ラジエターに取り付けた後は、何の悲しみも知らず、この問題に戻ることはありませんでした。

残りの回路や部品に関しては特に問題はありません。変圧器を除いて、巻く必要がありました。まあ、これはまったくの欲からです。バケツ半分が隅にあります - 買わないでください =))

さて、古き良き伝統を壊さないように、私は自分の仕事の結果を一般向けに投稿します 🙂 コラムを少しいじる必要がありましたが、全体的には悪くないことがわかりました。

フロントパネル自体 - ポテンショメータを左側に移動し、右側には電流計と電圧計、電流制限を示す赤色 LED がありました。

次の写真は背面から見たものです。ここでは、マザーボードからラジエーターを備えたクーラーを取り付ける方法を示したいと思いました。このラジエーターの裏側にはパワートランジスタが配置されています。

こちらは KT 827 A パワートランジスタで、後壁に取り付けられています。脚用の穴を開け、すべての接触部分に熱伝導性ペーストを塗布し、ナットで固定する必要がありました。

ここにあります...内部です！実はすべてが山盛りになっています！

本体内側は少し大きめ

反対側のフロントパネル

よく見るとパワートランジスタとトランスが搭載されているのが分かります。

上部に電源ボード。ここでは、だまして低電力トランジスタを基板の底に詰め込みました。ここではそれらは表示されないので、見つからなくても驚かないでください。

こちらが変圧器です。 TVS-250 の出力電圧の 25 ボルトに巻き戻しました。ざらざらしていて酸っぱく、見た目には美しくありませんが、すべてが時計のように機能します =) 2 番目の部分は使用しませんでした。創造性の余地を残しました。

なんとなくこんな感じ。少しの創造性と忍耐力。このユニットは 2 年間うまく機能しています。この記事を書くために、一度分解して再度組み立てる必要がありました。本当にひどいです！しかし、親愛なる読者の皆さん、すべてはあなたのためです！

読者からのデザインです！