DIY電源

エレクトロニクスを学び始めたばかりの初心者は、盗聴用のマイクロバグ、DVDドライブからのレーザーカッターなど、超自然的なものを急いで構築しています...など...しかし、電源の組み立てはどうですか？調整可能な出力電圧で？このような電源は、すべての電子機器愛好家のワークショップに欠かせないアイテムです。

電源の組み立てはどこから始めますか？

まず、将来の電源が満たす必要のある特性を決定する必要があります。電源の主なパラメータは最大電流です（ Imax）、負荷（受電装置）と出力電圧（ Uアウト）、これは電源の出力になります。また、必要な電源を決定することも価値があります。 調整可能また 規制されていない.

調整可能な電源 -これは電源であり、その出力電圧は、たとえば3〜12ボルトの範囲で変更できます。 5ボルトが必要な場合-レギュレーターのノブを回しました-出力で5ボルトを取得しました。3ボルトが必要です-もう一度回しました-出力で3ボルトを取得しました。

安定化されていない電源は、変更できない固定出力電圧電源です。したがって、たとえば、よく知られ広く普及している電源ユニット「Electronics」D2-27は調整されておらず、12ボルトの電圧を出力します。また、規制されていない電源は、携帯電話、モデム、ルーターアダプター用のあらゆる種類の充電器です。それらはすべて、原則として、5、9、10、または12ボルトの1つの出力電圧用に設計されています。

初心者のアマチュア無線家にとって、最も興味深いのは調整可能な電源であることは明らかです。それらは、異なる供給電圧用に設計された膨大な数の自家製デバイスと産業用デバイスの両方に電力を供給することができます。

次に、電源回路を決める必要があります。回路はシンプルで、初心者のアマチュア無線家が簡単に繰り返すことができる必要があります。ここでは、従来の電源トランスを使用して回路を検討することをお勧めします。なんで？適切な変圧器を見つけることは、ラジオ市場と古い家電製品の両方で十分に簡単だからです。スイッチング電源の作成はより困難です。スイッチング電源の場合、高周波トランスやフィルタチョークなどの巻線部品を多く製造する必要があります。また、スイッチング電源には、従来のパワートランス付き電源よりも多くの電子部品が含まれています。

そのため、繰り返し提案されている調整可能な電源のスキームを写真に示します（クリックして拡大）。

電源パラメータ：

出力電圧（ Uアウト）-3.3から... 9 V;

最大負荷電流（ Imax）-0.5 A;

出力電圧リップルの最大振幅は30mVです。

過電流保護;

出力での過電圧の出現に対する保護。

高効率。

出力電圧を上げるために電源を変更することが可能です。

電源の回路図は、トランス、整流器、スタビライザーの3つの部分で構成されています。

変成器。変圧器T1は、変圧器（I）の一次巻線に供給される交流主電源電圧（220〜250ボルト）を、変圧器（II）の二次巻線から除去される12〜20ボルトの電圧に下げます。。また、組み合わせて、変圧器は主電源と受電装置の間のガルバニック絶縁として機能します。これは非常に重要な機能です。何らかの理由（電力サージなど）で変圧器が突然故障した場合、主電源電圧は2次巻線に到達できず、したがって受電装置に到達できなくなります。ご存知のように、トランスの一次巻線と二次巻線は互いに確実に絶縁されています。この状況により、感電のリスクが軽減されます。

整流器。電力変圧器Ｔ１の二次巻線から、１２〜２０ボルトの低減された交流電圧が整流器に供給される。それはすでに古典的です。整流器は、変圧器（II）の2次巻線からの交流電圧を整流するダイオードブリッジVD1で構成されています。電圧リップルを滑らかにするために、整流器ブリッジの後に、2200マイクロファラッドの容量の電解コンデンサC3があります。

調整可能なスイッチングスタビライザー。

スイッチングレギュレータ回路は、かなりよく知られた手頃な価格のDC/DCコンバータチップ上に組み立てられています- MC34063.

明確にするために。 MC34063は、DC/DCコンバータを切り替えるために設計された専用のPWMコントローラです。このチップは、この電源で使用される調整可能なスイッチングレギュレータのコアです。

MC34063は、負荷回路に過負荷および短絡保護ユニットを備えています。マイクロ回路に組み込まれた出力トランジスタは、最大1.5アンペアの電流を負荷に供給することができます。専用のMC34063チップをベースに、両方のステップアップを組み立てることができます（ ステップアップ）、および下げる（降圧）DC/DCコンバーター。調整可能なパルススタビライザーを構築することも可能です。

インパルススタビライザーの特徴。

ちなみに、スイッチングレギュレータはKR142ENシリーズマイクロサーキットをベースにしたスタビライザーに比べて効率が高いです（ クレンキ）、LM78xx、LM317など。これらのマイクロ回路に基づく電源装置は組み立てが非常に簡単ですが、経済性が低く、冷却ラジエーターを設置する必要があります。

MC34063はヒートシンクを必要としません。このマイクロ回路は、自律的に動作するデバイスやバックアップ電源を使用するデバイスによく見られることは注目に値します。スイッチングレギュレータを使用すると、デバイスの効率が向上し、その結果、1つまたは複数のバッテリからの消費電力が削減されます。これにより、バックアップ電源からのデバイスの自律動作時間が増加します。

これで、優れたパルススタビライザーが何であるかが明確になったと思います。

詳細と電子部品。

次に、電源を組み立てるのに必要な詳細について少し説明します。

電源トランスTS-10-3M1およびTP114-163M

出力電圧が約15ボルトのTS-10-3M1トランスも適しています。ラジオ部品店やラジオ市場では、指定されたパラメータを満たしている限り、適切な変圧器を見つけることができます。

チップMC34063 。 MC34063は、従来のスルーホールマウントDIP-8（PDIP-8）およびSO-8（SOIC-8）表面実装パッケージで提供されます。当然、SOIC-8パッケージでは、マイクロ回路が小さく、ピン間の距離は約1.27mmです。したがって、特にプリント回路基板の製造技術を習得し始めたばかりの人にとっては、SOIC-8パッケージでマイクロ回路用のプリント回路基板を作成することはより困難です。したがって、MC34063チップはサイズの大きいDIPパッケージに入れる方が適切であり、このようなパッケージのピン間の距離は2.5mmです。 DIP-8パッケージ用のプリント基板の作成が容易になります。

チョーク。 チョークL1とL2は個別に作成できます。これには、2000HMフェライト製のサイズK17.5 x 8.2 x5mmの2つのリング磁気コアが必要です。標準サイズは17.5mmです。 -リングの外径; 8.2mm。 - 内径; と5mm。はリング磁気回路の高さです。インダクタを巻くには、断面積0.56mmのPEV-2ワイヤが必要です。このようなワイヤーを40ターン、各リングに巻く必要があります。ワイヤの巻き数は、フェライトリング全体に均等に分散する必要があります。巻く前に、フェライトリングをニスを塗った布で包む必要があります。手元にニスを塗った布がない場合は、リングをテープで3層に包むことができます。フェライトリングはすでに塗装できることを覚えておく価値があります-塗料の層で覆われています。この場合、ニスを塗った布でリングを包む必要はありません。

自家製のチョークに加えて、既製のチョークも使用できます。この場合、電源の組み立てプロセスがスピードアップします。たとえば、チョークL1、L2として、これらの表面実装インダクタンスを使用できます（SMD-チョーク）。

ご覧のとおり、ケースの上部には、インダクタンス値が示されています-331、これは330マイクロヘンリー（330μH）を表します。また、L1、L2として、従来の穴への取り付け用のラジアルリード付きの既製チョークが適しています。彼らはこのように見えます。

それらのインダクタンス値は、カラーコードまたは数値でマークされています。電源には、331（330 uH）とマークされたインダクタンスが適しています。家庭用電気機器の要素に許容される±20％の許容誤差を考えると、インダクタンスが264〜396μHのチョークも適しています。インダクタまたはインダクタは、特定の直流用に設計されています。原則として、その最大値（ IDC最大）は、スロットル自体のデータシートに示されています。しかし、この値は体自体には示されていません。この場合、インダクタを巻くワイヤの断面積に応じて、インダクタを流れる最大許容電流の値を大まかに決定することができます。すでに述べたように、チョークL1、L2を独立して製造するには、断面が0.56mmのワイヤーが必要です。

自家製チョークL3。その製造には、フェライト磁気回路が必要です。 400HHまた 600HH直径10mm。これはビンテージラジオで見つけることができます。そこでは磁気アンテナとして使用されます。磁気回路から、長さ11mmの部品を切り離す必要があります。これは簡単に行え、フェライトは簡単に壊れます。必要なセグメントをペンチでしっかりと固定し、余分な磁気回路を遮断するだけです。磁気回路を万力で固定してから、磁気回路を鋭く叩くこともできます。初めて磁気回路を注意深く遮断できない場合は、操作を繰り返すことができます。

次に、結果として得られる磁気回路の一部を、紙テープまたはニスを塗った布の層で包む必要があります。次に、断面が0.56mmの半分に折りたたまれたPEV-2ワイヤーを6ターン磁気回路に巻き付けます。ワイヤーがほどけるのを防ぐために、テープで上を包みます。インダクタの巻線が始まったこれらのリード線は、その後、画像L3にポイントが示されている場所で回路にはんだ付けされます。これらの点は、コイルのワイヤー巻きの始まりを示しています。

追加。

必要に応じて、デザインに特定の変更を加えることができます。

たとえば、タイプ1N5348（安定化電圧-11ボルト）のVD3ツェナーダイオードの代わりに、保護ダイオードを回路に取り付けることができます-サプレッサー 1.5KE10CA.

サプレッサーは強力な保護ダイオードであり、機能的にはツェナーダイオードに似ていますが、電子回路での主な役割は保護です。サプレッサーの目的は、高電圧インパルスノイズを抑制することです。サプレッサーは高速で、強力なインパルスを消すことができます。

1N5348ツェナーダイオードとは異なり、1.5KE10CAサプレッサーは応答速度が速いため、保護のパフォーマンスに影響を与えることは間違いありません。

技術文献やアマチュア無線の通信環境では、サプレッサーは別の呼び方をすることができます。保護ダイオード、制限ツェナーダイオード、TVSダイオード、電圧リミッター、制限ダイオードです。サプレッサーは、スイッチング電源によく見られます。そこでは、スイッチング電源が誤動作した場合に、電源回路の過電圧保護として機能します。

サプレッサーに関する記事から、保護ダイオードの目的とパラメーターについて学ぶことができます。

サプレッサー1,5KE10 C Aには手紙がありますから名前にあり、双方向です-回路への設置の極性は重要ではありません。

固定出力電圧の電源が必要な場合は、可変抵抗器R2を取り付けず、ワイヤジャンパーに交換します。目的の出力電圧は、定抵抗R3を使用して選択されます。その抵抗は次の式で計算されます。

U out \ u003d 1.25 *（1 + R4 / R3）

変換後、計算に便利な式が取得されます。

R3 \ u003d（1.25 * R4）/（U out-1.25）

この式を使用する場合、U out \ u003d 12ボルトの場合、抵抗が約0.42 kOhm（420オーム）の抵抗R3が必要です。計算時には、R4の値はキロオーム（3.6 kOhm）で表されます。抵抗R3の結果もキロオームで取得されます。

R2の代わりに出力電圧Uoutをより正確に設定するには、調整抵抗を取り付け、電圧計を使用して必要な電圧をより正確に設定できます。

この場合、ツェナーダイオードまたはサプレッサーは、計算された出力電圧よりも1〜2ボルト高い安定化電圧でインストールする必要があることに注意してください（ Uアウト）電源。したがって、最大出力電圧がたとえば5ボルトに等しい電源の場合、1.5KEサプレッサーを取り付ける必要があります。 6V8 CAまたは同様のもの。

PCB製造。

電源用のプリント回路基板は、さまざまな方法で作成できます。自宅でプリント回路基板を製造する2つの方法は、サイトのページですでに説明されています。

最も速くて快適な方法は、PCBマーカーを使用してPCBを作成することです。マーカーが適用されました Edding 792。彼は最高の側から自分自身を示した。ちなみに、この電源のシグネットはこのマーカーだけで作られています。

2番目の方法は、忍耐力が高く、手がしっかりしている人に適しています。補正鉛筆でプリント基板を作る技術です。これは、かなりシンプルで手頃な技術であり、プリント回路基板のマーカーを見つけることができなかったが、LUTを使用して基板を作成する方法がわからない、または適切なプリンターがない場合に役立ちます。

3番目の方法は2番目の方法と似ていますが、zaponlakを使用するだけです-zaponlakでプリント回路基板を作成するにはどうすればよいですか？

一般的に、選択できるものはたくさんあります。

電源のセットアップとテスト。

電源の性能を確認するには、もちろん、最初に電源をオンにする必要があります。火花、煙、ポップがない場合（これは非常に現実的です）、PSUが機能する可能性が高くなります。最初は、彼から少し距離を置いてください。電解コンデンサの取り付けを間違えたり、動作電圧を低く設定したりすると、「ポップ」して爆発する可能性があります。これには、本体の保護バルブを介して電解液が全方向に飛散することが伴います。だからあなたの時間をかけてください。あなたは電解コンデンサについてもっと読むことができます。それを読むのを怠らないでください-それは何度も重宝します。

注意！動作中、電源トランスは高電圧下にある必要があります！指を刺さないでください！安全規制を忘れないでください。回路内の何かを変更する必要がある場合は、最初に電源を主電源から完全に切断してから、それを行います。他の方法はありません-注意してください！

この話の終わりに向けて、私は自分で作った完成した電源を見せたいと思います。

はい、彼はまだケース、電圧計、およびそのようなデバイスでの作業を容易にする他の「お団子」を持っていません。しかし、それにもかかわらず、それは機能し、電圧レギュレーターを無謀に回すのが好きな愚かな所有者のために、すでに素晴らしい3色の点滅LEDを燃やすことができました。初心者のアマチュア無線家の皆さんにも、似たようなものを組み立てていただきたいと思います。