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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 실험실 전원 공급 장치 5...100볼트, 200밀리암페어
무선 아마추어의 경우 마이크로 회로의 장비에 전원을 공급하는 데 사용되는 기존의 5~15V를 초과하는 안정된 직류 전압이 필요한 경우가 있습니다. 이러한 경우 설명된 장치가 도움이 될 것입니다. 소스 사양
KR142EN19A[1] 마이크로 회로를 기준 전압 소스 및 불일치 신호 증폭기로 사용하여 높은 안정성이 보장됩니다. 전원 공급 장치 다이어그램은 그림 1에 나와 있습니다. 1. 정류기는 스위칭 잡음 수준을 줄이기 위해 커패시터 C2 및 C1에 의해 분류되는 다이오드 VD2 및 VD5의 전압을 두 배로 늘리는 회로에 따라 조립됩니다. 안정기 트랜지스터에 의해 소비되는 전력을 줄이려면 55~1V 범위에서 작동할 때 스위치 SA2를 사용하여 변압기 TXNUMX의 XNUMX차 권선 일부를 끄십시오.
트랜지스터 VT2는 전류 생성기 역할을 합니다. 베이스의 전압은 HL1 LED에 의해 안정화되고 콜렉터 전류 값 (8 ... 9 mA)은 저항 R2에 의해 설정됩니다. 저항 R4-R8의 분배기를 통해 안정기 출력 전압의 일부가 DA1 마이크로 회로의 제어 입력에 공급됩니다. 여기서 전압이 2,5V 미만이면 미세 회로의 양극 전류와 트랜지스터 VT1의 콜렉터 전류가 0,4mA를 초과하지 않습니다. 공통 기본 회로에 따라 연결된 이 트랜지스터 덕분에 DA1 마이크로 회로의 양극 전압은 3,3V를 초과하지 않으며 이에 의해 소비되는 전력은 허용 값을 초과하지 않습니다. 이 모드에서는 트랜지스터 VT2의 거의 전체 콜렉터 전류가 트랜지스터 VT4의 베이스로 흘러 후자를 엽니다. 스태빌라이저 출력과 DA1 칩 제어 입력의 전압이 증가하고 있습니다. 후자가 2,5V에 도달하면 애노드 전류 DA1과 트랜지스터 VT1의 콜렉터 전류가 급격히 증가하고 트랜지스터 VT4의 기본 전류가 감소하며 소스 출력의 전압은 다음에 의해 결정된 수준에서 안정화됩니다. 저항 R4-R8의 저항 비율. 출력 전압은 가변 저항 R5에 의해 원활하게 조정되고 조정 간격은 스위치 SA2를 사용하여 선택됩니다. 트랜지스터 VT3은 일반적으로 닫혀 있습니다. 그러나 트랜지스터 VT4의 부하 전류와 콜렉터 전류가 약 250mA로 증가하면 저항 R10의 전압 강하는 트랜지스터 VT3이 열리는 값에 도달하여 LED HL1을 션트시킵니다. 이로 인해 트랜지스터 VT2 및 VT4의 콜렉터 전류가 감소합니다. 결과적으로 안정기의 출력 전류는 위의 값으로 제한됩니다. 전류 제한기의 작동은 LED 밝기의 감소로 판단할 수 있습니다. 리미터의 작용으로 인해 안정기 출력의 전압이 약 2,7V로 감소하면 HL1R1 회로를 통해 흐르는 전류가 열린 다이오드 VD4를 통해 부하로 이동하여 흐르는 총 전류가 약간 증가합니다. 그것을 통해. 다이오드 VD4가 없으면인가 전압의 극성을 변경한 결과 트랜지스터 VT1의 컬렉터 접합이 열리고 R1을 통해 흐르는 전류는 트랜지스터 VT4의 베이스로 향하게 됩니다. 트랜지스터 VT4에 의한 증폭의 결과로 부하 전류의 증가는 훨씬 더 커질 것입니다. 트랜지스터 VT1의 콜렉터를 트랜지스터 VT4의 베이스 및 트랜지스터 VT2의 콜렉터에 연결하는 개방 회로에 연결된 다이오드를 사용하면 전류 증가 효과를 완전히 제거할 수 있습니다. 그러나 이 경우 트랜지스터 VT1 및 VT2는 절연 개스킷 없이 일반 방열판에 설치할 수 없습니다. 다이오드 VD5 및 VD6의 목적에 대해 이야기해야 합니다. 스위치 SA2가 "50 ... 100 V" 위치에 있고 출력에 최소 전압이 설정되어 있다고 가정합니다 (가변 저항 R5 슬라이더는 다이어그램에 따라 위쪽 위치에 있음). 스위치 SA2를 "5 ... 55 V"위치로 전환 한 후 커패시터 C50이 충전되는 7V의 전압이 저항 R6-R9에 적용되며 또한 그 중 절반 이상 (약 30 V) DA1 마이크로 회로의 제어 입력에 연결됩니다. 후자는 실패하지 않지만 마이크로 회로의 내부 회로를 통해 이 전압은 양극과 트랜지스터 VT1의 이미 터에 떨어져 후자를 닫습니다. 결과적으로 트랜지스터 VT2의 전체 콜렉터 전류는 트랜지스터 VT4의베이스로 흐르고 가능한 최대 전압은 안정기의 출력에 나타납니다. 불행하게도 이 상태는 안정적이므로 스태빌라이저가 스스로 빠져나올 수 없습니다. 다이오드 VD5는 이러한 심각한 상황을 제거하는 역할을 합니다. 개방함으로써 DA1 칩 입력의 전압을 허용 가능한 값으로 제한합니다. 제너 다이오드 VD3의 안정화 전압과 저항 R7 및 R8의 값을 올바르게 선택하면 정상 작동 모드에서 다이오드 VD5가 닫힌 상태로 유지되고 안정기의 작동에 영향을 미치지 않습니다. 출력 전압이 감소하는 방향으로 제어 위치가 급격히 변경되면 커패시터 C7의 느린 방전으로 인해 트랜지스터 VT4의 이미터 전압이 전압을 "보류하지 못하는" 상황이 가능합니다. 그 기지에. 반대 방향으로 전압이 가해지면 트랜지스터의 이미터 접합이 파손될 위험이 있습니다. VD6 다이오드는 이러한 가역적이지만 원치 않는 고장을 방지합니다. 커패시터 C7은 회로 VD6, VT1, R3, DA1을 통해 방전됩니다. 저항 R3 덕분에 방전 전류는 100mA를 초과하지 않습니다. 전원 공급 장치는 전체 전력이 271W인 통합 변압기 TPP127-220/50-2[60]을 사용합니다. 이러한 저전력 변압기는 권선 저항이 너무 커서 제안된 장치에서 작동할 수 없습니다. 변압기의 1차 권선의 전압을 약간 줄이기 위해 1차 권선의 단자는 비표준 방식으로 연결됩니다. 변압기를 직접 만들 때는 그림 9에 표시된 내용을 따라야 합니다. 56차 권선의 개방 회로 전압. 권선의 단면적은 권선의 저항이 지정된 변압기의 저항과 거의 동일하도록 충분히 커야 합니다. 13-16 - 2,3 Ohms, 17-18 -1,3 Ohms, XNUMX-XNUMX -XNUMX Ohms . 장치의 모든 고정 저항은 C2-23 또는 해당 전력의 MLT, R5 - PPZ-40입니다. 커패시터 C1 및 C2는 최소 160V의 전압을 위한 세라믹입니다. 예를 들어 TKE 그룹의 KM-5는 M1500보다 나쁘지 않습니다. C3, C4, C7 - 50V 전압에 대한 K35-6, C5 - KM-6 또는 KM-5, C8 및 C73 - K17-250의 수입 아날로그. 다이오드 1N4007에는 국내 아날로그 - KD243Zh가 있으며 모든 것을 사용할 수 있습니다. 최소 200V의 전압과 300mA의 전류용 다이오드. KD509A 대신 허용 펄스 전류가 300mA 이상인 다이오드를 설치할 수 있습니다. 모든 전력 트랜지스터의 전류 전달 계수 h21e는 30 이상이어야 하며 트랜지스터 VT4의 이 매개 변수는 200mA의 콜렉터 전류에서 확인해야 합니다. 교체 트랜지스터 VT1, VT2 및 VT4는 최소 160V의 최대 콜렉터-이미터 전압과 최소 100mA(VT1 및 VT2) 및 1A(VT4)의 허용 콜렉터 전류를 사용하여 선택해야 합니다. 트랜지스터 VT3 - 모든 실리콘 저전력 pnp 구조. LED HL1 - 모든 가시광선. 녹색 또는 노란색 LED HL2을 설치할 때 트랜지스터 VT1의 컬렉터 전류를 변경하지 않고 유지하려면 저항 R2의 값을 약간 늘려야 할 수도 있습니다. KR142EN19A 초소형 회로는 수입된 아날로그 TL431로 교체할 수 있습니다. 전원 공급 장치 부품의 주요 부분은 두께 50mm의 유리 섬유로 만들어진 75x1,5mm 크기의 인쇄 회로 기판에 배치됩니다(그림 2, 인쇄 도체 측면에서 본 모습). 또한 1x2x20mm 크기의 트랜지스터 VT24 및 VT38용 공통 핀형 방열판도 포함되어 있습니다. VT4 트랜지스터는 36x100x140mm 크기의 별도 핀 방열판에 설치됩니다. VD6 다이오드는 이 트랜지스터의 단자에 직접 납땜됩니다.
출력이 5 전압으로 사전 설정된 실험실 조정 가능 자동 변압기를 통해 처음으로 조립된 장치를 네트워크에 연결하는 것이 좋습니다. 가변 저항 R2 슬라이더는 최소 저항 위치에 있어야 하고, 스위치 SA5는 "55...5 V" 위치에 있어야 합니다. 전압계를 소스 출력에 연결하고 자동 변압기 핸들이 전압이 증가하는 방향으로 회전하면 전압계 판독값이 증가하지만 약 220V에 도달한 후 이 수준을 유지하는지 확인하십시오. 이 경우 입력 전압을 공칭 3V로 설정하고 장치의 일부 요소에서 전압을 확인할 수 있습니다. 제너 다이오드 VD3,9의 음극에서는 안정화 전압(7V)에 가까워야 하고 회로의 저항 R3,3의 상단 단자에서는 약 2V여야 합니다. 저항 R1,1의 전압 강하는 약 8V여야 합니다. 더 크면, 이를 통해 흐르는 전류가 9~XNUMXmA 이내가 되도록 지정된 저항기의 값을 늘려야 합니다. 저항 R4, R6, R8은 다음 순서로 선택됩니다. 스위치 SA2가 "5...55 V" 위치에 있는 경우 소스 출력의 최대 전압은 가변 저항 R5를 사용하여 설정됩니다. 8V보다 약간 높도록 저항 R55을 선택합니다. 저항 R5의 슬라이더를 다른 끝 위치로 이동하고 저항 R6을 선택하여 5V보다 약간 낮은 출력 전압을 얻습니다. 그런 다음 스위치 SA2를 "50.. . 100V” 위치로 설정하고 저항 R4를 선택하여 저항 R5로 출력 전압을 조정하기 위한 지정된 제한을 달성합니다. 최대 부하에서 전원 공급 장치의 작동을 확인하십시오. 최대 출력 전압 범위에서 부하 전류의 증가로 인해 이 전압이 감소하는 경우 문제는 해당 XNUMX차 권선의 전압이 부족하거나 권선 저항이 너무 높은 것입니다. 출력 전류를 모니터링하기 위한 밀리암페어는 트랜지스터 VT4의 이미터에서 회로의 다른 요소(다이오드 VD6 제외)로 이어지는 와이어의 끊어진 부분에 연결할 수 있습니다. 이 경우 부하 전류 외에도 분배기 전류 R4-R8도 장치를 통해 흐르기 때문에 소스가 켜져 있지만 부하 없이 작동할 때 수정 나사를 사용하여 밀리암페어 바늘을 3으로 설정해야 합니다. 이 장치는 출력 전류 제한 레벨 스위치로 보완될 수 있습니다(그림 10). 저항 R13-R0,6 회로의 도입 부분의 저항은 최대 전류에서 전압이 약 XNUMXV 떨어지도록 해야 합니다.
상한이 50~500V인 모든 출력 전압 조정 간격에 대해 위 다이어그램에 따라 전압 안정기를 쉽게 계산할 수 있습니다. 트랜지스터(VT3 제외)는 상대적으로 전압 마진의 약 1배로 선택해야 합니다. 최대 출력까지. 트랜지스터 VT1,2의 전류 생성기는 안정기의 최대 출력 전류를 트랜지스터 VT21의 계수 h4e로 나눈 값보다 약 1배 더 큰 전류를 생성해야 합니다. 계산된 출력 전류가 4A를 초과하는 경우 VT1로 복합 트랜지스터가 필요합니다. 저항 R4 및 분배기 R8-R4을 통과하는 전류는 10~4mA 범위 내에서 선택할 수 있습니다. 안정기가 작은 한계 내에서 고정 또는 조정 가능한 출력 전압을 위해 설계된 경우 다이오드 VD6 및 VDXNUMX을 설치할 수 없습니다. 문학
저자: S. Biryukov, 모스크바
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