電源: 規制の有無にかかわらず、実験室用、パルス式、デバイス、修理。自分の手で簡単な安定化電源を作る方法 DIY 12V 安定化電源

電源はアマチュア無線にとって欠かせないアイテムです。通常、既製の安定化電源はかなりの金額がかかるため、家庭用無線実験室用の電源は独自に作られることが非常に多いです。

したがって、まず第一に、電源の要件を決定する必要があります。私の要件は次のとおりです。

1) 安定化された調整出力 3 ～ 24 V、少なくとも 2 A の電流負荷で、無線機器および調整中の無線回路に電力を供給します。

2) 電気化学実験用の高電流負荷による無調整 12/24 V 出力

最初の部分を満たすために、既製のものを使用することにしました一体型スタビライザー、2番目の場合は、スタビライザーをバイパスして、ダイオードブリッジの後に出力を作成します。

そこで、要件が決まったら部品探しを始めます。私のゴミ箱の中に、12Vと24Vを生成する強力な変圧器TS-150-1（プロジェクターからのものだと思います）と、10,000uFの50Vコンデンサーを見つけました。残りは購入する必要がありました。したがって、フレーム内にはトランス、コンデンサ、スタビライザーチップ、および配線があります。

適切なケースを長い間探した結果、IKEA のナプキンホルダー (299 ルーブル) を購入しました。サイズがぴったりで、厚いプラスチック (2 mm) でできており、ステンレス製の蓋が付いていました。ラジオ部品店では、ほぞ穴スイッチ、スタビライザー用のラジエーター、ダイオードブリッジ（35A）、および電圧を視覚的に監視するための機械式電圧計も購入しました。これは、毎回マルチメーターのサービスに頼らなくても済むようにするためです。写真の詳細:

そこで、ちょっとした理論を。スタビライザーとしては、動作原理によれば線形補償スタビライザーである一体型スタビライザーを使用することが決定されました。業界では、固定電圧と調整可能な両方の安定化マイクロ回路が多数製造されています。マイクロ回路には、0.1 A と 5 A 以上のさまざまな容量があります。これらのチップには通常、次のような保護が含まれています。短絡負荷がかかっている状態。電源を設計するときは、スタビライザーに必要な電力量と、電圧を固定するか調整可能にするかを決定する必要があります。たとえばここの表で適切なマイクロ回路を選択できます: http://promelec.ru/catalog_info/48/74/256/116/

またはこちら: http://promelec.ru/catalog_info/48/74/259/119/

調整可能なスタビライザーのスイッチング図:

規制されていないものはさらに簡単にオンにできますが、念のためデータシートを確認してください。電源には 7.5A KR142EN22A スタビライザーを使用しました。簡単に受信できないようにする唯一の微妙な点大電流、これが発熱です。実際には、(Uin-Uout)*I に等しい電力が熱の形でスタビライザーによって放散されますが、熱を放散する能力は非常に限られているため、大きな安定した電流を得るには、次のことも必要になります。たとえば、変圧器の巻線を切り替えることによって Uin を変更します。スキームに関しては。 C1 は、受信電流の各アンペアに対して 2000 µF に基づいて選択されます。 C2 ～ C4 をスタビライザーのすぐ隣に配置することをお勧めします。極性の反転を防ぐために、スタビライザーと並列でダイオードを逆方向にオンにすることも推奨されます。残りの電源回路は古典的なものです。

トランスの一次巻線には220ボルトが供給され、二次巻線から取り出された電圧はダイオードブリッジに送られ、整流された電圧は平滑コンデンサに送られます。大容量。安定化装置はコンデンサに接続されていますが、大電流が必要で安定化が重要でない場合は、コンデンサから電圧を直接除去することもできます。どこに何をはんだ付けするかについて具体的な指示を与えるのは無意味です。すべては利用可能な部品に基づいて決定されます。

ここ外観スタビライザーにはんだ付けされたハンカチ:

部品は本体に配置され、必要なスロットはすべて蓋に作成されます。加工中に、ほぞ穴スイッチがトグルスイッチに置き換えられました。取り付けに必要な労力は少なく、蓋の素材であるステンレス鋼は手作業で加工するのが非常に困難です。

すべての部品が取り付けられ、ワイヤーで接続されます。ワイヤ断面積は、最大電流に基づいて選択されます。セクションが大きいほど良いです。

さて、これが結果として得られた電源の写真です。

左上のスイッチは電源スイッチです。その右側には、スタビライザーをオフにし、ダイオードブリッジから直接出力 (12/24V で 10A) を提供する「強制」モードスイッチがあります。以下は二次巻線の部品を切り替える12/24 Vスイッチです。電圧計の下に可変抵抗調整ノブがあります。さて、出力端子です。

アマチュア無線家、そして一般の現代人にとって、家の中に欠かせないものは電源ユニット (PSU) です。便利な機能- 電圧と電流の調整。

同時に、適切な注意と無線エレクトロニクスの知識があれば、自分の手でそのようなデバイスを作成することがかなり可能であることを知っている人はほとんどいません。自宅で電子機器をいじるのが好きなアマチュア無線家にとって、自家製の実験用電源があれば、制限なく趣味を実践できます。私たちの記事では、調整可能な電源を自分の手で作る方法について説明します。

知っておくべきこと

電流および電圧を調整できる電源は、現代の家庭では必須のアイテムです。このデバイスは、その特別なデバイスのおかげで、ネットワークで利用可能な電圧と電流を、特定の電子デバイスが消費できるレベルに変換できます。

これは、そのようなデバイスを自分の手で作成できるおおよその作業スキームです。

しかし、既製の電源を特定のニーズに合わせて購入するには非常に高価です。したがって、今日では電圧と電流のコンバーターが手作りされることが非常に多くなっています。

注意してください！自家製の実験用電源には、さまざまな寸法、電力定格、その他の特性がある場合があります。それはすべて、どのような種類のコンバータが必要か、またその目的によって異なります。プロなら簡単にできる強力なブロック

初心者やアマチュアにとっては、シンプルなタイプのデバイスが始めるのに適しています。この場合、複雑さに応じて、まったく異なるスキームが使用される可能性があります。

考慮すべきこと
安定化電源は、あらゆる家庭用またはコンピュータ機器の接続に使用できる汎用コンバータです。これがなければ、どの家電製品も正常に機能しません。

このような電源ユニットは次のコンポーネントで構成されます。
トランス;
コンバータ;
インジケーター（電圧計と電流計）。

高品質の電気ネットワークを構築するために必要なトランジスタやその他の部品。
上の図は、デバイスのすべてのコンポーネントを示しています。さらに、このタイプの電源には、高電流および低電流に対する保護が必要です。そうしないと、異常な状況が発生し、コンバータとそれに接続されているコンバータが故障する可能性があります。電気製品
初心者の場合、自分の手で調整可能なタイプの電源を作成するには、簡単な組み立てオプションを選択することをお勧めします。の 1 つ単純なタイプコンバータは 0 ～ 15V PSU です。接続された負荷の過電流に対する保護機能を備えています。組み立て図は以下にあります。

簡単な組立図

これはいわば、汎用的なアセンブリです。ここの図は、少なくとも一度はんだごてを手に持ったことがある人なら誰でも理解できます。このスキームには次のような利点があります。

それは、ラジオ市場または専門のラジオ電子機器店で見つけることができる、シンプルで手頃な価格の部品で構成されています。
シンプルなタイプの組み立てとさらなる構成。
ここで、電圧の下限は 0.05 ボルトです。
電流インジケーターのデュアルレンジ保護 (0.05 および 1A);
広い出力電圧範囲。
コンバータの機能における高い安定性。

ダイオードブリッジ

この場合、変圧器を使用すると、出力に必要な最大電圧よりも 3V 高い範囲の電圧が供給されます。このことから、最大 20V までの電圧を安定化できる電源には、少なくとも 23V の変圧器が必要であることがわかります。

注意してください！ダイオードブリッジは、利用可能な保護によって制限される最大電流に基づいて選択する必要があります。

4700 µF のフィルタコンデンサにより、電源ノイズに敏感な機器でもバックグラウンドノイズを回避できます。これを行うには、リップルの抑制係数が 1000 を超える補償スタビライザーが必要です。
アセンブリの基本的な側面を理解したので、要件に注意を払う必要があります。

デバイス要件

シンプルでありながら同時に電圧と電流を自分の手で調整できる高品質で強力な電源を作成するには、このタイプのコンバータにどのような要件があるかを知る必要があります。
これらの技術要件は次のようになります。

3 ～ 24 V の調整可能な安定化出力。この場合、電流負荷は少なくとも 2 A である必要があります。
安定化されていない 12/24 V 出力は、大電流負荷を想定しています。

最初の要件を満たすには、一体型スタビライザーを使用する必要があります。 2 番目のケースでは、出力はダイオードブリッジの後に、いわばスタビライザーをバイパスして作成する必要があります。

組み立てを始めましょう

トランス TS-150–1

恒久的な安定化電源が満たさなければならない要件を決定し、適切な回路を選択したら、組み立て自体を開始できます。まずは必要な部品を買いだめしましょう。
組み立てには次のものが必要です。

強力なトランス。たとえば、TS-150–1。 12 V および 24 V の電圧を供給できます。
コンデンサー。 10000 µF 50 V モデルを使用できます。
スタビライザー用チップ。
ストラップ;
回路の詳細 (この場合、上に示した回路)。

この後、図に従って、すべての推奨事項に従って調整可能な電源を自分の手で組み立てます。

一連のアクションに従う必要があります。

電源供給準備完了

電源の組み立てには次の部品が使用されます。
ゲルマニウムトランジスタ（主に）。より最新のシリコン要素に置き換えたい場合は、下位の MP37 は間違いなくゲルマニウムのままにする必要があります。ここでは MP36、MP37、MP38 トランジスタが使用されています。
電流制限ユニットがトランジスタに組み込まれています。抵抗器の両端の電圧降下を監視します。

ツェナーダイオードD814。それは最大出力電圧のレギュレーションを決定します。出力電圧の半分を吸収します。

注意してください！ D814 ツェナーダイオードは出力電圧のちょうど半分を消費するため、0 ～ 25V の約 13V の出力電圧を生成するように選択する必要があります。組み立てられた電源の下限には、わずか 0.05 V の電圧インジケーターが付いています。このインジケーターは、より多くの電源ではまれです。複雑な回路
コンバーターアセンブリ。

ダイヤルインジケーターには電流と電圧のインジケーターが表示されます。

組立用部品

すべての部品を収納するには、スチール製のケースを選択する必要があります。トランスや電源基板をシールドすることができます。その結果、敏感な機器に対するさまざまな種類の干渉の状況を回避できます。

結果として得られたコンバータは、家庭用機器の電力供給だけでなく、家庭用研究室で行われる実験やテストにも安全に使用できます。また、このような装置は、自動車の発電機の性能を評価するために使用することもできます。

シンプルな回路を使用して安定化タイプの電源を組み立てることができるため、将来的にはより複雑なモデルを自分の手で作成できるようになります。最終的に望ましい結果が得られない可能性があり、自家製コンバーターが効果なく動作し、デバイス自体とそれに接続されている電気機器の機能の両方に悪影響を与える可能性があるため、骨の折れる作業に取り組むべきではありません。
すべてが正しく行われれば、最終的には、自宅の研究室やその他の日常的な状況に適した電圧調整機能を備えた優れた電源が得られます。

ストリートモーションセンサーを選択してライトを点灯する

12V 電源を自作することは難しくありませんが、そのためには少し理論を学ぶ必要があります。具体的には、ブロックがどのようなノードで構成されているか、プロダクトの各要素が何を担当しているか、それぞれの主なパラメータなどです。どの変圧器を使用するかを知ることも重要です。適切な巻線がない場合は、二次巻線を自分で巻き戻して、目的の出力電圧を得ることができます。プリント基板のエッチング方法や電源ハウジングの製作方法についても知っておくと役に立つでしょう。

電源コンポーネント

あらゆる電源の主な要素は、その助けを借りてネットワークの電圧 (220 ボルト) が 12 V に低下することです。以下で説明する設計では、巻き戻された二次巻線を備えた自家製変圧器と完成品の両方を使用できます。近代化がなければ。すべての機能を考慮して、ワイヤーの断面積と巻き数を正しく計算するだけです。

2 番目に重要な要素は整流器です。 1 つ、2 つ、または 4 つの半導体ダイオードで構成されます。それはすべて、自家製電源の組み立てに使用される回路の種類によって異なります。たとえば、実装には 2 つの半導体を使用する必要があります。増加を伴わない整流の場合は 1 つで十分ですが、ブリッジ回路を使用することをお勧めします (すべての電流リップルが平滑化されます)。整流器の後には電解コンデンサが必要です。出力に安定した電圧を生成できるように、適切なパラメータを備えたツェナーダイオードを取り付けることをお勧めします。

変圧器とは何ですか

整流器に使用される変圧器には次のコンポーネントがあります。

コア（金属または強磁性体で作られた磁性コア）。
主電源巻線（一次側）。 220ボルトで駆動されます。
二次巻線（降圧）。整流器を接続するために使用します。

次に、すべての要素について詳しく説明します。コアの形状は任意ですが、最も一般的なのは W 字型と U 字型です。トロイダル型はあまり一般的ではありませんが、その特異性は異なり、従来の整流器デバイスよりもインバーター (たとえば、12 ～ 220 ボルトの電圧コンバータ) で使用されることが多くなります。 W 型または U 型コアを備えたトランスを使用して 12V 2A の電源を作成する方が便利です。

巻線は、互いの上に配置するか (最初に一次コイル、次に二次コイル)、1 つのフレーム上に配置することも、2 つのコイル上に配置することもできます。例としては、2 つのコイルを持つ U コアトランスがあります。それぞれに、一次巻線と二次巻線の半分が巻かれます。トランスを接続する場合は端子間を直列に接続する必要があります。

変圧器の計算方法

変圧器の二次巻線を自分で巻くことに決めたとします。これを行うには、メインパラメータの値、つまり1回のターンで除去できる電圧を見つける必要があります。これは変圧器の製造に使用できる最も簡単な方法です。二次巻線だけでなく一次巻線も巻く必要がある場合、すべてのパラメータを計算することははるかに困難です。これを行うには、磁気回路の断面、透磁率、特性を知る必要があります。 12V 5A 電源を自分で計算する場合、このオプションは既製のパラメーターに適応するよりも正確であることがわかります。

一次巻線には細いワイヤが数千巻含まれているため、二次巻線よりも巻くのが難しくなります。特別な機械を使用して作業を簡素化し、自家製の電源を作成することができます。

二次巻線を計算するには、使用するワイヤを 10 回巻く必要があります。変圧器を組み立て、安全上の注意事項に従って、その一次巻線をネットワークに接続します。二次巻線の端子の電圧を測定し、結果の値を 10 で割ります。次に、数値 12 を結果の値で割ります。そして、12 ボルトを生成するのに必要なターン数が得られます。補うために少し追加することもできます (10% の増加で十分です)。

電源用ダイオード

電源整流器に使用される半導体ダイオードの選択は、変圧器パラメータのどの値を取得する必要があるかに直接依存します。二次巻線の電流が大きくなるほど、より強力なダイオードを使用する必要があります。シリコンをベースに作られた部品が優先されるべきです。ただし、高周波のものは整流装置での使用を目的としていないため、使用しないでください。その主な目的は、無線送受信装置の高周波信号を検出することです。

低電力電源の理想的な解決策は、ダイオードアセンブリを使用することです。これを利用すると、12V 5A をより小さなケースに収めることができます。ダイオードアセンブリは、4 つの半導体ダイオードのセットです。これらは交流の整流のみに使用されます。多くの接続を行う必要がなく、変圧器の二次巻線から 2 つの端子に電圧を印加し、残りの端子から定電圧を除去するだけで十分です。

電圧の安定化

変圧器の製造後、必ず二次巻線の端子電圧を測定してください。 12 ボルトを超える場合は、安定化が必要です。最も単純な 12V 電源であっても、これがなければ正常に動作しません。供給ネットワークの電圧は一定ではないことを考慮する必要があります。電圧計をコンセントに接続し、さまざまな時点で測定します。したがって、たとえば、日中は 240 ボルトにまで上昇し、夕方には 180 ボルトにまで低下する可能性があります。すべては電力線の負荷によって異なります。

変圧器の一次巻線の電圧が変化すると、二次巻線の電圧も不安定になります。これを補うには、電圧安定器と呼ばれるデバイスを使用する必要があります。この例では、適切なパラメータ (電流と電圧) を備えたツェナーダイオードを使用できます。ツェナーダイオードには数多くの種類がありますので、12V電源を作る前に必要な素子を選定してください。

いくつかのツェナーダイオードと受動素子のセットである、より「高度な」素子 (タイプ KR142EN12) もあります。彼らの特性ははるかに優れています。もあります外国の類似品同様のデバイス。 12V 電源を自分で作成する前に、これらの要素についてよく理解しておく必要があります。

スイッチング電源の特徴

このタイプの電源はパーソナルコンピュータで広く使用されています。これらには 2 つの出力電圧があります。12 ボルト - ディスクドライブへの電力供給用、5 ボルト - マイクロプロセッサおよびその他のデバイスの動作用です。単純な電源との違いは、出力信号が一定ではなくパルス状であることです。その形状は長方形に似ています。最初の期間では信号が表示され、2 番目の期間では信号はゼロになります。

端末のデザインにも違いがあります。通常の機能のために、自家製パルスブロック電源は、最初に値を下げることなく主電源電圧を整流する必要があります (入力に変圧器はありません)。スイッチング電源は、スタンドアロンデバイスとしても、最新の類似物である充電式バッテリとしても使用できます。その結果、最も単純な無停電電源装置が得られます。その電力は、電源装置のパラメーターと使用するバッテリーの種類によって異なります。

途切れることなく電力を供給するにはどうすればよいですか?

電源がオフになってもすべてのデバイスが通常モードで動作し続けるように、電源をバッテリーと並列に接続するだけで十分です。電源が接続されると、電源はバッテリーを充電します。原理は車の電源の動作と似ています。また、12V 無停電電源装置がネットワークから切断されると、バッテリーからすべての機器に電圧が供給されます。

しかし、たとえばパーソナルコンピュータに電力を供給するために、出力で 220 ボルトの主電源電圧を取得する必要がある場合があります。この場合、回路にインバータ、つまり変換するデバイスを導入する必要があります。定電圧 12 ボルトから AC 220 まで。回路は単純な電源よりも複雑であることがわかりますが、組み立てることは可能です。

変動成分をフィルタリングしてカットする

フィルタは整流器技術において重要な位置を占めます。最も一般的な回路である 12V 電源を見てみましょう。コンデンサと抵抗で構成されています。フィルタは不要な高調波をすべてカットし、電源の出力に一定の電圧を残します。例えば、最も単純なフィルター●大容量の電解コンデンサです。定電圧および交流電圧での動作を見てみると、その動作原理が明らかになります。

前者の場合、一定の抵抗を持ち、等価回路では定抵抗に置き換えることができます。これは、キルヒホッフの定理を使用して計算を実行する場合に関係します。

2 番目の場合 (交流電流が流れるとき)、コンデンサは導体になります。つまり、抵抗のないジャンパーに置き換えることができます。両方の出力を接続します。詳しく調べると、電流が流れている間は出力が閉じるため、交流成分がなくなることがわかります。一定の緊張感だけが残ります。さらに、コンデンサを素早く放電するために、自分で組み立てた 12V 電源の出力に抵抗を取り付ける必要があります。高抵抗(3-5MOhm)。

ケースの製造

アルミニウムのコーナーとプレートは電源ハウジングの製造に最適です。まず、構造の一種の骨格を作成する必要があります。後で適切な形状のアルミニウムシートで覆うことができます。電源の重量を軽減するには、ケースとしてより薄い金属を使用できます。このような廃材から12V電源を自分の手で作るのは難しくありません。

理想的なケースは次のとおりです電子レンジ。まず、金属は非常に薄くて軽いです。次に、すべてを慎重に行えば、塗装が損傷することがないため、外観が魅力的なままになります。第三に、電子レンジの筐体のサイズは非常に大きいため、ほぼすべての筐体を作ることができます。

プリント基板の製造

金属層を塩酸溶液で処理して、箔 PCB を準備します。何もない場合は、車のバッテリーに注入された電解液を使用できます。この手順により表面の脱脂が行われます。重度の火傷を負う可能性があるため、溶液が皮膚につかないように注意してください。この後、水とソーダですすいでください（酸を中和するために石鹸を使用できます）。そして絵を描くこともできる

を使用して図面を作成できます特別番組コンピュータ用と手動用。スイッチング電源ではなく、通常の 12V 2A 電源を作成する場合、要素の数は最小限で済みます。次に、描画を適用するときは、モデリングプログラムを使用せずに、フォイルの表面に描画を 2 つまたは 3 つの層を作成し、前の層を乾燥させることをお勧めします。ワニス（爪など）を使用すると良い結果が得られます。確かに、ブラシのせいで絵がムラになってしまうこともあります。

基板にエッチングを施す方法

準備して乾燥させたボードを塩化第二鉄溶液に置きます。その飽和度は、銅ができるだけ早く腐食されるようなものでなければなりません。プロセスが遅い場合は、水中の塩化第二鉄の濃度を高めることをお勧めします。これでも解決しない場合は、溶液を加熱してみてください。これを行うには、容器に水を入れ、その中に溶液の入った瓶を置き（プラスチックまたはガラスの容器に保管することをお勧めします）、弱火で加熱します。温水は塩化第二鉄溶液を加熱します。

時間がたくさんある場合、または塩化第二鉄がない場合は、塩と塩化第二鉄の混合物を使用してください。硫酸銅。ボードも同様の方法で準備し、溶液に置きます。この方法の欠点は、電源基板のエッチングが非常に遅いため、PCB の表面からすべての銅が完全に消えるまでにほぼ 1 日かかることです。ただし、より良いオプションがない場合は、このオプションを使用できます。

コンポーネントのインストール

エッチング手順の後、基板を洗浄し、トラックから保護層を除去し、脱脂する必要があります。すべての要素の位置をマークし、穴を開けます。 1.2 mm を超えるドリルは使用しないでください。すべての要素を取り付け、トラックにはんだ付けします。この後、すべてのトラックを錫の層で覆う、つまり錫メッキする必要があります。取り付けトラックに錫メッキを施した自作の 12V 電源を使用すると、はるかに長持ちします。

自分の手で電源を作ることは、熱心なアマチュア無線家だけではありません。自家製の電源ユニット (PSU) は、次の場合に利便性をもたらし、大幅なコストを節約します。

低電圧電動工具に電力を供給し、高価な資源を節約するバッテリー（バッテリー）;
感電の程度の点で特に危険な施設（地下室、ガレージ、物置など）の電化用。彼らに餌を与えるとき交流低電圧配線ではその値が大きいため、干渉が発生する可能性があります家庭用電化製品そしてエレクトロニクス。
発泡プラスチック、発泡ゴム、加熱ニクロムによる低融点プラスチックの正確、安全、無駄のない切断のための設計と創造性。
照明設計では、特殊な電源を使用することで LED ストリップの寿命を延ばし、安定した照明効果を得ることができます。家庭用電気ネットワークから水中照明装置などに電力を供給することは、一般に受け入れられません。
安定した電源から離れた場所で電話、スマートフォン、タブレット、ラップトップを充電する場合。
電気鍼治療用。
その他、電子機器に直接関係しない多くの目的があります。

許容できる簡略化

プロフェッショナル向け電源は、あらゆる種類の負荷に電力を供給できるように設計されています。反応的な。考えられる消費者には精密機器が含まれます。 pro-BP は、指定された電圧を最高の精度で無期限に長期間維持する必要があり、その設計、保護、自動化により、たとえば困難な状況で無資格者による操作が可能でなければなりません。生物学者は、温室や遠征中に機器に電力を供給します。

アマチュア研究室の電源にはこれらの制限がないため、個人使用に十分な品質指標を維持しながら大幅に簡素化できます。さらに、簡単な改良により、そこから電源を供給できるようになります。特別な目的。これから何をしましょうか？

略語

KZ – 短絡。
XX – アイドル速度、つまり負荷（消費者）の突然の切断または回路の破損。
VS – 電圧安定化係数。これは、一定の電流消費における同じ出力電圧に対する入力電圧の変化の比率 (% または倍) に等しくなります。例えば。ネットワーク電圧は 245 V から 185 V に完全に低下しました。 220V の標準と比較すると、これは 27% になります。電源の VS が 100 の場合、出力電圧は 0.27% 変化し、その値が 12V の場合、ドリフトは 0.033V になります。アマチュアの練習には十分すぎるほどです。
IPN は不安定な一次電圧の発生源です。これには、整流器を備えた鉄変圧器またはパルスネットワーク電圧インバータ (VIN) を使用できます。
IIN - より高い周波数 (8 ～ 100 kHz) で動作するため、数ターンから数十ターンの巻線を持つ軽量でコンパクトなフェライトトランスの使用が可能になりますが、欠点がないわけではありません。以下を参照してください。
RE – 電圧安定器 (SV) の調整要素。出力を指定された値に維持します。
ION – 基準電圧源。信号とともに基準値を設定します。フィードバックコントロールユニットのOS制御装置はRE上で動作します。
SNN – 連続電圧安定化装置。まさに「アナログ」。
ISN – パルス電圧安定化装置。
UPS – スイッチング電源。

注記： SNN と ISN はどちらも、鉄上の変圧器を備えた工業用周波数電源と電力供給の両方で動作できます。

パソコンの電源について

UPSはコンパクトで経済的です。そして食料庫には、時代遅れではあるが十分使える古いコンピューターからの電源が眠っている人がたくさんいます。では、アマチュア/仕事用にコンピュータのスイッチング電源を適応させることは可能でしょうか? 残念ながら、コンピュータ UPS はかなり高度に専門化されたデバイスであり、 家庭や職場での使用の可能性は非常に限られています。

おそらく、平均的なアマチュアにとっては、コンピューターを電動工具専用に改造した UPS を使用することをお勧めします。これについては以下を参照してください。 2番目のケースは、アマチュアがPCの修理や論理回路の作成に従事している場合です。しかし、彼はすでに、コンピュータからの電源供給をこれに適応させる方法を知っています。

メインチャンネル +5V と +12V (赤と黄色のワイヤ) にニクロムスパイラルを定格負荷の 10 ～ 15% で負荷します。
PC 上の緑色のソフトスタートワイヤ (システムユニットのフロントパネルにある低電圧ボタン) がコモンに短絡されています。黒いワイヤーのいずれかに。
オン/オフは電源ユニットの背面パネルにあるトグルスイッチを使用して機械的に実行されます。
機械式 (鉄製) I/O が「稼働中」の場合、つまり USBポート+5Vの独立電源もオフになります。

仕事に取り掛かりましょう！

UPS には欠点があり、基本的かつ回路が複雑であるため、最後では簡単で便利ないくつかの UPS だけを取り上げ、IPS を修復する方法について説明します。この資料の主要部分は、産業用周波数トランスを使用した SNN および IPN に当てられています。これらを使用すると、はんだごてを手にしたばかりの人でも、非常に高品質の電源を構築できます。そして、農場でそれを使用すると、「細かい」テクニックを習得するのが簡単になります。

IPN

まず、IPN について見てみましょう。パルス型の詳細については修理のセクションまで残しておきますが、電源トランス、整流器、リップル抑制フィルターなど、「鉄」型と共通点があります。これらを組み合わせて、電源の目的に応じてさまざまな方法で実装できます。

位置図の1。 1 – 半波 (1P) 整流器。ダイオード両端の電圧降下は最も小さく、約 1.5 mA です。 2B. しかし、整流された電圧の脈動は 50 Hz の周波数であり、「不規則」です。脈動フィルタコンデンサ Sph は他の回路に比べて 4 ～ 6 倍の容量が必要です。電源トランスTrの使用率は50%です。 1 半波のみが整流されます。同じ理由で、磁束の不均衡が Tr 磁気回路で発生し、ネットワークはそれを能動負荷ではなくインダクタンスとして「認識」します。したがって、1P 整流器は次の場合にのみ使用されます。低電力他に方法がない場合など。ブロッキングジェネレーターとダンパーダイオードを使用した IIN の場合は、以下を参照してください。

注記： シリコンのpn接合が開く0.7Vではなく、なぜ2Vなのでしょうか? その理由は、以下で説明する電流によるものです。

位置 2 – 中間点のある 2 半波 (2PS)。ダイオード損失は以前と同じです。場合。リップルは 100 Hz 連続であるため、可能な限り小さい Sf が必要です。 Tr の使用 - 100% の欠点 - 二次巻線の銅の消費が 2 倍になります。整流器がケノトロンランプを使用して製造されていた当時、これは問題ではありませんでしたが、今では決定的です。したがって、2PS は低電圧整流器で、主に UPS のショットキーダイオードを使用した高周波で使用されますが、2PS には電力に関する基本的な制限はありません。

位置 3 – 2 半波ブリッジ、2RM。ダイオードの損失は正電圧に比べて 2 倍になります。 1 と 2。残りは 2PS と同じですが、2 次銅がほぼ半分必要になります。ほぼ - ペアの「追加」ダイオードの損失を補償するために数回巻く必要があるためです。最も一般的に使用される回路は、12V からの電圧用です。

位置 3 – 双極性。「橋」は慣例的に描かれています。回路図（慣れてください！）、反時計回りに 90 度回転しましたが、実際には、図でさらに明らかなように、これは反対の極性で接続された 2PS のペアです。 6. 銅消費量は 2PS と同じ、ダイオード損失は 2PM と同じ、その他は両方と同じです。主に、電圧対称性を必要とするアナログデバイス (Hi-Fi UMZCH、DAC/ADC など) に電力を供給するために構築されています。

位置 4 – 並列二重化スキームによるバイポーラ。追加の対策なしで電圧の対称性が向上します。二次巻線の非対称性は除外されます。 Trを100%にすると100Hzのリップルが出るが切れるのでSfは2倍の容量が必要。ダイオードの損失は、貫通電流の相互交換により約 2.7V であり (以下を参照)、15 ～ 20 W を超える電力では急激に増加します。これらは主に、オペアンプ (オペアンプ) やその他の低電力の独立電源用の低電力補助用として構築されていますが、電源品質の点でアナログコンポーネントが要求されます。

変圧器の選び方は？

UPS では、回路全体が変圧器の標準サイズ (より正確には体積と断面積 Sc) に明確に関連付けられていることがほとんどです。フェライトに微細なプロセスを使用することで、回路の信頼性を高めながら回路を簡素化することができます。ここで、「自分なりの方法で」とは、開発者の推奨事項を厳密に遵守することになります。

鉄系変圧器は、SNN の特性を考慮して選択されるか、計算時に考慮されます。 RE Ure の両端の電圧降下は 3V 未満にしないでください。そうしないと、VS が急激に低下します。 Ure が増加すると、VS はわずかに増加しますが、散逸 RE 電力ははるかに速く増加します。したがって、Ure は 4 ～ 6 V となります。これに、ダイオードでの 2(4) V の損失と二次巻線 Tr U2 での電圧降下を追加します。電力範囲が 30 ～ 100 W、電圧が 12 ～ 60 V の場合は、2.5 V になります。 U2 は主に巻線のオーム抵抗によって発生するのではなく (強力な変圧器では通常無視できます)、コアの磁化反転と漂遊磁界の生成による損失によって発生します。単純に、一次巻線によって磁気回路に「送り込まれた」ネットワークエネルギーの一部が宇宙空間に蒸発します。これが U2 の値で考慮されます。

したがって、たとえばブリッジ整流器の場合、4 + 4 + 2.5 = 10.5 V が追加されると計算しました。これを電源ユニットの必要な出力電圧に加算します。これを 12V として、1.414 で割ると、22.5/1.414 = 15.9 または 16V が得られ、これが二次巻線の最低許容電圧になります。 TPが工場製の場合、標準範囲から18Vを採用します。

ここで二次電流が作用しますが、これは当然のことながら最大負荷電流に等しくなります。 3A が必要だとしましょう。 18Vを掛けると54Wになります。全体の電力 Tr、Pg が得られました。Pg を効率 Tr η で割ることで定格電力 P を求めます。効率 Tr η は Pg に依存します。

10Wまで、η = 0.6。
10 ～ 20 W、η = 0.7。
20-40 W、η = 0.75。
40-60 W、η = 0.8。
60-80 W、η = 0.85。
80 ～ 120 W、η = 0.9。
120 W から、η = 0.95。

この場合、P = 54/0.8 = 67.5 W になりますが、そのような標準値はないため、80 W を取る必要があります。出力で12Vx3A = 36Wを得るには。蒸気機関車、それだけです。「トランス」を自分で計算して巻く方法を学ぶ時が来ました。さらに、ソ連では、アマチュア無線の参考書に従って計算すると、わずか 250 W しか出力できないコアから、信頼性を損なうことなく 600 W を絞り出すことができる、鉄製の変圧器を計算する方法が開発されました。 W. 「Iron Trance」は見た目ほど愚かではありません。

SNN

整流された電圧は安定化する必要があり、ほとんどの場合、調整する必要があります。負荷が 30 ～ 40 W より強力な場合は、短絡保護も必要です。そうしないと、電源の誤動作によりネットワーク障害が発生する可能性があります。 SNN はこれらすべてを一緒に行います。

簡単なリファレンス

初心者はすぐにハイパワーに挑戦するのではなく、図1の回路に従ってシンプルで安定性の高い12V ELVをテスト用に作成することをお勧めします。 2. デバイスのチェック用、または高品質 ELV ION として、基準電圧源 (正確な値は R5 によって設定されます) として使用できます。この回路の最大負荷電流はわずか 40mA ですが、以前の GT403 と同様に古い K140UD1 の SCV は 1000 を超えており、VT1 を中出力のシリコン製のものに置き換え、最新のオペアンプの DA1 を置き換えると、負荷電流も 150 ～ 200 mA に増加しますが、これはすでに役に立ちます。

0-30

次の段階は、電圧調整機能を備えた電源です。以前のものはいわゆるに従って行われました。補償比較回路がありますが、大電流に変換するのは困難です。 RE と CU が 1 つのトランジスタだけで結合されたエミッタフォロワ (EF) に基づいた新しい SNN を作成します。 KSN は 80 ～ 150 程度ですが、アマチュアにとってはこれで十分です。しかし、ED の SNN を使用すると、特別なトリックを必要とせずに、Tr が与え、RE が耐えられる最大 10A 以上の出力電流を得ることができます。

単純な 0 ～ 30 V 電源の回路を pos. に示します。 1 図 3. IPN は、2x24V の二次巻線を備えた 40 ～ 60 W の TPP または TS などの既製の変圧器です。整流器タイプ 2PS 定格 3 ～ 5A 以上のダイオード付き (KD202、KD213、D242 など)。 VT1は50平方メートル以上の面積のラジエターに設置されます。 cm; 古い PC プロセッサでも十分に動作します。このような条件下では、このELVは短絡の心配はなく、VT1とTrのみが発熱するため、Trの一次巻線回路に0.5Aのヒューズを保護すれば十分です。

位置図2はアマチュアにとって電源の便利さを示しています。12Vから36Vまで調整できる5Aの電源回路があります。この電源は400Wの36V Trがあれば負荷に10Aを供給できます。その最初の特徴は、統合された SNN K142EN8 (インデックス B が望ましい) が制御ユニットとして珍しい役割を果たし、それ自体の 12V 出力に部分的または完全に、ION から R1、R2、VD5 への電圧であるすべての 24V が追加されることです。、VD6。コンデンサ C2 と C3 は、異常なモードで動作する HF DA1 の励起を防ぎます。

次のポイントは、R3、VT2、R4 の短絡保護デバイス (PD) です。 R4 両端の電圧降下が約 0.7V を超えると、VT2 は次のように開閉します。共通線ベース回路 VT1 が閉じられ、負荷が電圧から切り離されます。超音波がトリガーされたときに余分な電流が DA1 を損傷しないようにするために、R3 が必要です。額面を増やす必要はないので、超音波がトリガーされたときは、VT1 をしっかりとロックする必要があります。

そして最後は、出力フィルタコンデンサ C4 の一見過剰な静電容量です。この場合は安全なので、最大電流 25A の VT1 コレクタにより、オン時に確実に充電されます。ただし、この ELV は 50 ～ 70 ミリ秒以内に最大 30A の電流を負荷に供給できるため、このシンプルな電源は低電圧電動工具に電力を供給するのに適しています。その始動電流はこの値を超えません。必要なのは、（少なくともプレキシガラスで）ケーブル付きの接触ブロックシューを作り、ハンドルのかかとに装着し、出発する前に「Akumych」を休ませてリソースを節約することだけです。

冷却について

この回路では、出力が 12V で最大 5A であるとします。それはただ平均パワーしかし、ドリルやドライバーと違って、彼は常にそれを使います。 C1では約45Vに留まります。 RE VT1 では、5A の電流で約 33V のままです。 VD1 ～ VD4 も冷却する必要があることを考慮すると、消費電力は 150 W 以上、さらには 160 W 以上になります。このことから、強力な調整可能な電源には、非常に効果的な冷却システムが装備されている必要があることが明らかです。

自然対流を使用するフィン付き/ニードルラジエーターでは問題は解決されません。計算によると、2000 平方メートルの放熱面が必要です。ラジエーター本体 (フィンまたはニードルが伸びるプレート) の厚さは 16 mm からです。これほど多くのアルミニウムを成形品として所有することは、アマチュアにとってはクリスタルの城の夢であり、今でもそうです。エアフローを備えた CPU クーラーも適していません。これは消費電力を抑えるように設計されています。

のオプションの 1 つ家の便利屋– 厚さ 6 mm、寸法 150x250 mm のアルミニウム板。冷却要素の設置場所から半径に沿ってチェッカー盤パターンで直径が増加する穴が開けられています。図のように、電源ハウジングの後壁としても機能します。 4.

このようなクーラーの有効性にとって不可欠な条件は、外側から内側へ穴を通して空気が弱いながらも継続的に流れることです。これを行うには、ハウジング内 (できれば上部) に低電力デバイスを取り付けます。排気ファン。たとえば、直径 76 mm 以上のコンピュータが適しています。追加。 HDDクーラーとかビデオカードとか。 DA1 のピン 2 と 8 に接続されており、常に 12V が供給されます。

注記： 実際、この問題を克服する根本的な方法は、18、27、および 36V のタップを備えた二次巻線 Tr です。使用するツールに応じて一次電圧が切り替わります。

それでも UPS

説明されているワークショップ用の電源は優れており、非常に信頼性がありますが、旅行に持ち運ぶのは困難です。これは、コンピュータの電源が適している場所です。電動工具は、その欠点のほとんどに影響されません。ほとんどの場合、上記の目的のために、出力 (負荷に最も近い) に大容量の電解コンデンサを取り付ける改造が行われます。 RuNet には、コンピューターの電源を電動工具 (主にドライバー、それほど強力ではありませんが、非常に便利です) 用に変換するためのレシピがたくさんあります。その方法の 1 つが、12V ツール用に以下のビデオで示されています。

ビデオ: コンピューターからの 12V 電源

18V ツールを使用すると、同じ電力でも消費電流が少なくなり、さらに簡単になります。ここでは、40 W 以上の省エネランプからのはるかに手頃な点火装置 (安定器) が役立つ可能性があります。バッテリーが不良の場合でも、完全に設置でき、電源プラグ付きのケーブルのみが外側に残ります。焼けた家政婦の安定器から 18V ドライバー用の電源を作る方法については、次のビデオを参照してください。

ビデオ: ドライバー用の 18V 電源

高級

しかし、SNN on ES の話に戻りましょう。その機能はまだ使い尽くされていません。図では、 5 – 0 ～ 30 V のレギュレーションを備えたバイポーラの強力な電源で、Hi-Fi オーディオ機器やその他のこだわりのある消費者に適しています。出力電圧は 1 つのノブ (R8) を使用して設定され、チャンネルの対称性は任意の電圧値および負荷電流において自動的に維持されます。形式主義者の衒学者はこの回路を見ると目の前が真っ青になるかもしれませんが、著者はそのような電源を約 30 年間正常に動作させてきました。

その作成時の主な障害は、δr = δu/δi でした。ここで、δu とδi は、それぞれ電圧と電流の小さな瞬間的な増分です。高品質の機器を開発およびセットアップするには、δr が 0.05 ～ 0.07 オームを超えないことが必要です。簡単に言えば、δr は消費電流の急増に即座に対応する電源の能力を決定します。

EP 上の SNN の場合、δr は ION のそれに等しい。ツェナーダイオードを電流伝達係数β RE で割った値。しかし、強力なトランジスタの場合、コレクタ電流が大きくなるとβは大幅に低下し、ツェナーダイオードのδrは数オームから数十オームの範囲になります。ここで、RE両端の電圧降下を補償し、出力電圧の温度ドリフトを低減するために、それらのチェーン全体をダイオードVD8～VD10で半分に組み立てる必要がありました。したがって、ION からの基準電圧は VT1 上の追加の ED を通じて除去され、その β は β RE で乗算されます。

この設計の次の機能は短絡保護です。上で説明した最も単純なものはバイポーラ回路にまったく適合しないため、保護問題は「スクラップに対するトリックはない」という原則に従って解決されます。保護モジュール自体はありませんが、冗長性があります。強力な要素のパラメータ - KT825とKT827は25A、KD2997Aは30Aです。 T2 にはそのような電流を供給する能力がないため、ウォームアップ中に FU1 および/または FU2 が焼き切れる時間が発生します。

注記： 小型白熱灯のヒューズが切れていることを示す必要はありません。ただ、当時は LED がまだ非常に不足していて、隠し場所に SMOK が数個ありました。

短絡時に脈動フィルタ C3、C4 の余分な放電電流から RE を保護することは残ります。これを行うために、それらは低抵抗の制限抵抗を介して接続されます。この場合、回路内に時定数 R(3,4)C(3,4) に等しい周期の脈動が現れることがあります。容量の小さいC5、C6により防止されます。 RE にとって余分な電流はもはや危険ではありません。強力な KT825/827 の結晶が加熱するよりも早く電荷が消耗します。

出力の対称性はオペアンプ DA1 によって保証されます。負のチャネル VT2 の RE は、R6 を流れる電流によって開きます。出力のマイナスが絶対値でプラスを超えるとすぐに、VT3がわずかに開き、VT2が閉じて、出力電圧の絶対値が等しくなります。出力の対称性の操作制御は、スケール P1 の中央にゼロがあるダイヤルゲージを使用して実行され (その外観は挿入図に示されています)、必要に応じて調整は R11 によって実行されます。

最後のハイライトは出力フィルター C9 ～ C12、L1、L2 です。この設計は、プロトタイプがバグっていたり、電源が「ぐらついていたり」するなど、頭を悩ませないよう、負荷から発生する可能性のある HF 干渉を吸収するために必要です。電解コンデンサのみをセラミックで分路した場合、「電解質」の大きな自己インダクタンスが干渉するという完全な確実性はありません。そして、チョーク L1、L2 は、負荷の「戻り」をスペクトル全体に分割し、それぞれに分割します。

この電源ユニットは、以前のものとは異なり、いくつかの調整が必要です。

30V で 1 ～ 2 A の負荷を接続します。
R8 は最大値、図によれば最も高い位置に設定されています。
基準電圧計 (デジタルマルチメーターで十分です) と R11 を使用して、チャネル電圧が絶対値で等しくなるように設定します。おそらく、オペアンプにバランスをとる機能がない場合は、R10 または R12 を選択する必要があります。
R14 トリマーを使用して、P1 を正確にゼロに設定します。

電源修理について

PSU は他の PSU よりも頻繁に故障します電子機器: 彼らはネットワークスローの最初の一撃を受け、負荷から多くのものを得ます。電源を自作する予定がない場合でも、UPS はコンピュータのほか、電子レンジ、洗濯機、その他の家庭用電化製品にも搭載されています。電源を診断する能力と電気安全の基本に関する知識があれば、自分で故障を修理しなくても、修理業者と適切に価格交渉することが可能になります。したがって、特に IIN を使用して、電源の診断と修理がどのように行われるかを見てみましょう。失敗の 80% 以上は彼らのせいです。

彩度とドラフト

まず最初に、いくつかの影響について理解していなければ、UPS を使用することは不可能です。それらの最初のものは、強磁性体の飽和です。材料の特性に応じて、特定の値を超えるエネルギーを吸収することができません。愛好家が鉄の飽和に遭遇することはほとんどありません。鉄は数テスラ (磁気誘導の測定単位) まで磁化されることがあります。鉄製変圧器を計算する場合、誘導は 0.7 ～ 1.7 テスラとみなされます。フェライトは 0.15 ～ 0.35 T にしか耐えられず、そのヒステリシスループは「より長方形」で、次の温度で動作します。より高い周波数したがって、「飽和状態に陥る」可能性は桁違いに高くなります。

磁気回路が飽和すると、たとえ一次巻線がすでに溶けていたとしても、磁気回路内の誘導は増大しなくなり、二次巻線のEMFは消滅します(学校の物理学を覚えていますか?)。ここで一次電流をオフにします。軟磁性材料 (硬磁性材料は永久磁石です) 内の磁場は、電荷やタンク内の水のように静止して存在することはできません。それが消散し始め、誘導が低下し、元の極性とは逆の極性の EMF がすべての巻線に誘導されます。このエフェクトは IIN で非常に広く使用されています。

飽和とは異なり、半導体デバイスの貫通電流 (単なるドラフト) は絶対に有害な現象です。これは、p 領域と n 領域での空間電荷の形成/再吸収によって発生します。バイポーラトランジスタの場合 - 主にベースにあります。電界効果トランジスタとショットキーダイオードにはドラフトがほとんどありません。

たとえば、ダイオードに電圧を印加または除去すると、電荷が収集または溶解されるまで両方向に電流が流れます。整流器のダイオードでの電圧損失が 0.7V を超えるのはこのためです。スイッチングの瞬間に、フィルタコンデンサの電荷の一部が巻線を流れる時間がかかります。並列倍増整流器では、通風は両方のダイオードを同時に通過します。

トランジスタのドラフトによりコレクタに電圧サージが発生し、デバイスが損傷したり、負荷が接続されている場合は余分な電流によって損傷したりする可能性があります。しかし、それがなくても、トランジスタのドラフトはダイオードのドラフトと同様に動的エネルギー損失を増加させ、デバイス効率。強力な電界効果トランジスタはこの影響をほとんど受けません。ベースが存在しないため、ベースに電荷が蓄積されないため、非常に迅速かつスムーズに切り替わります。「ほぼ」というのは、ソース・ゲート回路がショットキー・ダイオードによって逆電圧から保護されているためです。ショットキー・ダイオードはわずかではありますが、貫通しています。

TIN の種類

UPS はその起源をブロッキングジェネレーター pos にまで遡ります。図の1。 6. オンになると、Uin VT1 は Rb を通る電流によってわずかに開き、電流は巻線 Wk を流れます。すぐに限界まで成長することはできません (もう一度学校の物理学を思い出してください)。起電力はベース Wb と負荷巻線 Wn に誘導されます。 Wb から Sb を介して、VT1 のロックを強制的に解除します。 Wn にはまだ電流が流れておらず、VD1 は起動しません。

磁気回路が飽和すると、Wb、Wnの電流が止まります。その後、エネルギーの散逸 (吸収) により誘導が低下し、逆極性の EMF が巻線に誘導され、逆電圧 Wb が瞬時に VT1 をロック (遮断) し、過熱や熱破壊から保護します。したがって、このようなスキームはブロッキングジェネレーター、または単にブロッキングと呼ばれます。 Rk と Sk は HF 干渉を遮断しますが、その遮断により十分以上の効果が得られます。ここで、一部の有用な電力を Wn から取り出すことができますが、これは 1P 整流器を介してのみ可能です。この段階は、Sat が完全に再充電されるか、蓄積された磁気エネルギーが使い果たされるまで続きます。

ただし、この電力は最大 10W と小さいです。それ以上取ろうとすると、VT1 はロックする前に強いドラフトで燃え尽きてしまいます。 Tp が飽和しているため、遮断効率は悪く、磁気回路に蓄えられたエネルギーの半分以上が他の世界を暖めるために飛んでいきます。確かに、同じ飽和により、ある程度のブロッキングによりパルスの持続時間と振幅が安定し、その回路は非常に単純です。したがって、ブロッキングベースの TIN は、安価な携帯電話の充電器でよく使用されます。

注記： 彼らがアマチュアの参考書に書いているように、Sb の値は完全ではありませんが、主にパルス繰り返し周期を決定します。その静電容量の値は、磁気回路の特性と寸法、およびトランジスタの速度に関連している必要があります。

ブロッキングにより、ブラウン管 (CRT) を備えたラインスキャン TV が誕生し、ダンパーダイオードを備えた INN が誕生しました。 2. ここで、制御ユニットは、Wb と DSP フィードバック回路からの信号に基づいて、Tr が飽和する前に VT1 を強制的にオープン/ロックします。 VT1ロック時逆電流 Wk は同じダンパーダイオード VD1 を介して閉じられます。これは動作段階です。すでにブロッキング時よりも大きくなり、エネルギーの一部が負荷に取り出されます。それが大きいのは、完全に飽和すると余分なエネルギーがすべて飛んでしまうからですが、ここではその余分なエネルギーが十分ではありません。このようにして、最大数十ワットの電力を除去することが可能です。ただし、Tr が飽和に近づくまで制御ユニットは動作できないため、トランジスタの影響は依然として大きく、動的損失が大きく、回路の効率にはまだ改善の余地があります。

ダンパー付き IIN は、テレビや CRT ディスプレイでまだ生きています。テレビや CRT ディスプレイでは、IIN と水平走査出力が組み合わされており、パワートランジスタと TP が共通だからです。これにより、生産コストが大幅に削減されます。しかし、率直に言って、ダンパーを備えた IIN は根本的に機能不全に陥ります。トランジスタとトランスは常に故障寸前で動作することを強いられます。この回路を許容できる信頼性まで持ち込むことに成功したエンジニアは最大限の敬意に値しますが、専門的なトレーニングを受け、適切な経験を積んだ専門家以外は、はんだごてをそこに突き刺すことは強くお勧めできません。

別個の帰還トランスを備えたプッシュプル INN が最も広く使用されています。最高の品質指標と信頼性を備えています。ただし、RF 干渉という点では、「アナログ」電源 (ハードウェアおよび SNN に変圧器を備えたもの) と比較すると、非常に大きな問題があります。現在、このスキームには多くの修正が加えられています。その強力なバイポーラトランジスタは、特殊なデバイスによって制御される電界効果トランジスタにほぼ完全に置き換えられています。 IC ですが、動作原理は変わりません。それを説明しますオリジナル回路、位置。 3.

制限デバイス (LD) は、入力フィルタ Sfvkh1(2) のコンデンサの充電電流を制限します。サイズが大きいことは、デバイスの動作にとって不可欠な条件です。 1 回の動作サイクル中に、蓄積されたエネルギーのごく一部がそれらから取り出されます。ざっくり言うと水タンクや空気受けの役割を果たします。「短時間」充電すると、追加の充電電流が最大 100 ミリ秒にわたって 100A を超える可能性があります。フィルタ電圧のバランスをとるには、MOhm 程度の抵抗を持つ Rc1 と Rc2 が必要です。彼の肩のわずかな不均衡は容認できません。

Sfvkh1(2) が充電されると、超音波トリガーデバイスは、インバーター VT1 VT2 のアームの 1 つ (どちらかは重要ではありません) を開くトリガーパルスを生成します。大型の電源トランス Tr2 の巻線 Wk に電流が流れ、そのコアから巻線 Wn を通る磁気エネルギーはほぼ完全に整流と負荷に費やされます。

Rogr の値によって決定されるエネルギー Tr2 のごく一部が巻線 Woc1 から除去され、小型基本帰還変圧器 Tr1 の巻線 Woc2 に供給されます。それはすぐに飽和し、開いたアームが閉じ、ブロックについて説明したように、Tr2 での消散により、以前に閉じていたアームが開き、サイクルが繰り返されます。

本質的に、プッシュプル IIN は 2 つのブロッカーが互いに「プッシュ」することです。強力な Tr2 は飽和していないため、喫水 VT1 VT2 は小さく、磁気回路 Tr2 に完全に「沈み込み」、最終的には負荷に入ります。したがって、最大数 kW の出力の 2 ストローク IPP を構築できます。

XXモードになってしまったら最悪です。次に、半サイクル中に、Tr2 が飽和する時間があり、強いドラフトによって VT1 と VT2 の両方が同時に燃焼します。ただし、現在は最大 0.6 テスラの誘導用のパワーフェライトが販売されていますが、高価であり、偶発的な磁化反転によって劣化します。 1 テスラを超える容量のフェライトが開発されていますが、IIN が「鉄」の信頼性を達成するには、少なくとも 2.5 テスラが必要です。

診断技術

「アナログ」電源のトラブルシューティングを行うとき、「ばかげたほど静か」な場合は、まずヒューズを確認し、トランジスタが含まれている場合は保護、RE および ION を確認します。それらは通常通り鳴ります。以下で説明するように、要素ごとに進みます。

IIN では、「起動」した後、すぐに「停止」した場合、まずコントロールユニットをチェックします。その中の電流は強力な低抵抗抵抗器によって制限され、その後オプトサイリスタによって分路されます。「抵抗器」が明らかに焼けている場合は、それとフォトカプラを交換します。制御装置の他の要素が故障することは非常にまれです。

IIN が「氷の上の魚のように沈黙」している場合、診断は OU からも始まります (おそらく「rezik」が完全に燃え尽きている可能性があります)。それから - 超音波。安価なモデルでは、アバランシェ降伏モードでトランジスタが使用されており、信頼性は決して高くありません。

あらゆる電源の次の段階は電解質です。ハウジングの破損や電解液の漏れは、RuNet に書かれているほど一般的ではありませんが、容量の損失はアクティブ要素の故障よりもはるかに頻繁に発生します。電解コンデンサは、静電容量を測定できるマルチメータでチェックされます。公称値を20％以上下回る場合、「死んだ人」をスラッジに入れ、新しい正常なスラッジを設置します。

次に、アクティブな要素があります。あなたはおそらくダイオードとトランジスタをダイヤルする方法を知っているでしょう。ただし、ここには 2 つのトリックがあります。 1 つ目は、12V バッテリーを使用してテスターがショットキーダイオードまたはツェナーダイオードを呼び出した場合、ダイオードは非常に良好であっても、デバイスが故障を示す可能性があることです。 1.5 ～ 3 V のバッテリを備えたポインタデバイスを使用してこれらのコンポーネントを呼び出すことをお勧めします。

2つ目は、強力な現場作業員です。上では (お気づきでしたか?)、それらの I-Z はダイオードによって保護されていると言われています。したがって、強力な電界効果トランジスタは、たとえチャネルが完全ではなく「焼き切れ」（劣化）した場合には使用できなくなっても、使用可能なバイポーラトランジスタのように聞こえるようです。

ここで、家庭で利用できる唯一の方法は、既知の正常なものと両方を一度に交換することです。回路内に焼けたものが残っている場合は、すぐに新しい正常なものが引き込まれます。エレクトロニクス技術者は、強力な現場作業員はお互いなしでは生きていけないと冗談を言います。別の教授。ジョーク – 「ゲイカップルの交換」。これは、IIN アームのトランジスタが厳密に同じタイプでなければならないことを意味します。

最後に、フィルムコンデンサとセラミックコンデンサです。それらは、内部破損（「エアコン」を検査するのと同じテスターによって発見される）と、電圧下での漏れまたは故障によって特徴付けられます。それらを「キャッチ」するには、図に従って簡単な回路を組み立てる必要があります。 7. 段階的な確認電気コンデンサ故障および漏電の検査は次のように行われます。

どこにも接続せずにテスターに直流電圧測定の最小制限値 (ほとんどの場合 0.2V または 200mV) を設定し、デバイス自体のエラーを検出して記録します。
20V の測定制限をオンにします。
疑わしいコンデンサをポイント3〜4に接続し、テスターをポイント5〜6に接続し、1〜2に24〜48 Vの定電圧を印加します。
マルチメーターの電圧制限を最低値に切り替えます。
いずれかのテスターで 0000.00 以外の値が表示された場合 (少なくとも、自身のエラー以外の値)、テストされているコンデンサは適切ではありません。

ここで診断の方法論的な部分が終了し、創造的な部分が始まります。すべての指示はあなた自身の知識、経験、考慮事項に基づいています。

いくつかの衝動

UPS は、その複雑さと回路の多様性により特別な記事です。ここではまず、最高品質の UPS を得ることができるパルス幅変調 (PWM) を使用したサンプルをいくつか見ていきます。 RuNet には PWM 回路がたくさんありますが、PWM は世間で言われているほど恐ろしいものではありません...

照明デザインに

LED ストリップは、図の電源を除く上記の電源から簡単に点灯できます。 1、必要な電圧を設定します。 pos 付きの SNN。 1 図 3 の場合、チャンネル R、G、B 用にこれらを 3 つ作成するのは簡単です。ただし、LED の発光の耐久性と安定性は、LED に印加される電圧ではなく、LED に流れる電流に依存します。それが理由です良いブロック LED ストリップの電源には負荷電流安定化装置が含まれている必要があります。技術的には - 安定電流源 (IST)。

ライトストリップ電流を安定させるためのスキームの1つをアマチュアが繰り返すことができ、図に示します。 8. 統合タイマー 555 (国内アナログ - K1006VI1) に組み込まれています。 9 ～ 15 V の電源電圧から安定したテープ電流を供給します。安定した電流の量は、式 I = 1/(2R6) によって決まります。この場合 - 0.7A。強力なトランジスタ VT3 は必然的に電界効果トランジスタになります。ベースの電荷により、バイポーラ PWM は単純に形成されません。チョークL1が巻かれているフェライトリング 2000NM K20x4x6 ハーネス 5xPE 0.2 mm。巻数 – 50。ダイオード VD1、VD2 – 任意のシリコン RF (KD104、KD106)。 VT1 および VT2 – KT3107 または類似品。 KT361などでは入力電圧と輝度の制御範囲が狭くなります。

回路は次のように動作します。まず、時間設定容量 C1 が R1VD1 回路を通じて充電され、VD2R3VT2 (オープン) を通じて放電されます。飽和モードでは、R1R5 を介して。タイマーは最大周波数の一連のパルスを生成します。より正確には、最小デューティサイクルで。 VT3 慣性フリーキーは強力なインパルスを生成し、VD3C4C3L1 ハーネスはそれらを滑らかにします。直流.

注記： 一連のパルスのデューティサイクルは、パルス持続時間に対する繰り返し周期の比です。たとえば、パルス幅が 10 μs、パルス間の間隔が 100 μs の場合、デューティサイクルは 11 になります。

負荷の電流が増加し、R6 の両端の電圧降下により VT1 が開きます。カットオフ (ロック) モードからアクティブ (強化) モードに移行します。これにより、VT2 のベース R2VT1+Upit にリーク回路が形成され、VT2 もアクティブモードになります。放電電流 C1 が減少し、放電時間が増加し、直列のデューティサイクルが増加し、平均電流値が R6 で指定された基準まで低下します。これがPWMの本質です。最小電流、つまり最大デューティサイクルでは、C1 は VD2-R4 の内部タイマースイッチ回路を通じて放電されます。

元の設計では、電流を迅速に調整する機能、およびそれに応じてグローの明るさを調整する機能は提供されていません。 0.68オームのポテンショメータはありません。明るさを調整する最も簡単な方法は、茶色で強調表示されている、調整後に R3 と VT2 エミッタの間のギャップに 3.3 ～ 10 kΩ のポテンショメータ R* を挿入することです。エンジンを回路の下流に移動することで、C4 の放電時間、つまりデューティサイクルを増やし、電流を減らします。別の方法は、ポイント a と b (赤で強調表示) で約 1 MOhm のポテンショメータをオンにして、VT2 のベース接合をバイパスすることですが、あまり好ましくありません。調整はより深くなりますが、よりラフでシャープになります。

残念ながら、IST ライトテープだけでなく、これをセットアップするにはオシロスコープが必要です。

最小の +Upit が回路に供給されます。
R1 (インパルス) と R3 (一時停止) を選択すると、デューティサイクル 2 が達成されます。パルス持続時間は一時停止持続時間と等しくなければなりません。デューティサイクルを 2 未満にすることはできません。
最大の+Upitをサーブします。
R4を選択することで、安定した電流の定格値が得られます。

充電用

図では、 9 – PWMを備えた最も単純なISNの図。自家製の太陽電池、風力発電機、オートバイや車のバッテリー、マグネト懐中電灯「バグ」などから電話、スマートフォン、タブレット（残念ながらラップトップは動作しません）を充電するのに適しています。低電力の不安定なランダムソース電源入力電圧範囲の図を参照してください。そこに誤差はありません。この ISN は実際に、入力よりも大きな出力電圧を生成することができます。前の回路と同様に、ここでも入力に対する出力の極性を変える効果があります。これは一般に PWM 回路独自の機能です。前の記事を注意深く読んだ後、この小さな小さなものの働きをご自身で理解していただければ幸いです。

ちなみに充電と充電について

バッテリーの充電は非常に複雑で繊細な物理的および化学的プロセスであり、これに違反するとバッテリーの耐用年数が数倍または数十倍短くなります。充放電サイクル数。充電器は、バッテリー電圧の非常に小さな変化に基づいて、受け取ったエネルギーの量を計算し、特定の法則に従ってそれに応じて充電電流を調整する必要があります。それが理由です充電器は決して電源ユニットではなく、通常の電源（携帯電話、スマートフォン、タブレット、デジタルカメラの一部のモデル）から充電できるのは、チャージコントローラーが内蔵されたデバイスのバッテリーのみです。そして、充電、つまり充電器については、別の議論の対象となります。

Question-remont.ru は次のように述べています。

整流器からの火花は多少発生しますが、おそらく大きな問題ではありません。いわゆる、というのがポイントです。電源の差動出力インピーダンス。アルカリ電池の場合は約ミリオーム（ミリオーム）ですが、酸電池の場合はさらに小さくなります。スムージングなしのブリッジを備えたトランスは、10 分の 1 オームと 100 分の 1 オーム、つまり約 100 分の 1 オームになります。 100～10倍以上。また、ブラシ付き DC モーターの始動電流は、動作電流の 6 ～ 7 倍、さらには 20 倍になる可能性があります。おそらく、高速加速モーターはよりコンパクトで経済的であり、過負荷容量が大きいためです。バッテリーを使用すると、エンジンが加速できる限り多くの電流を供給できます。整流器を備えたトランスはそれほど多くの瞬間電流を供給できず、エンジンの加速は設計よりも遅くなり、アーマチュアの大きな滑りが発生します。これにより、大きな滑りにより火花が発生し、巻線の自己誘導により動作を継続します。

ここで何をお勧めできますか？まず、詳しく見てみましょう - どのようにして火花が発するのでしょうか? 動作中、負荷がかかっている状態を監視する必要があります。鋸引き中。

ブラシの下の特定の場所で火花が舞っても問題ありません。私の強力なコナコヴォドリルは、生まれた時からとても輝いています。 24年間で一度ブラシを交換し、アルコールで洗浄し、整流子を磨いただけです。 18V 機器を 24V 出力に接続した場合、多少のスパークは正常です。モーターが動作できるように、巻線を解くか、溶接レオスタット (消費電力 200 W の場合約 0.2 オームの抵抗器) などを使用して過剰電圧を消します。定格電圧そしておそらく火花は消えるでしょう。整流後の電圧が18になることを期待して12 Vに接続した場合、無駄です-負荷がかかると整流された電圧が大幅に低下します。ちなみに、整流子電気モーターは、直流で駆動されるか交流で駆動されるかは関係ありません。

具体的には、直径 2.5 ～ 3 mm の鋼線を 3 ～ 5 m 取ります。巻き目が互いに接触しないように、直径100〜200 mmのらせん状に巻きます。耐火性の誘電体パッドの上に置きます。ワイヤーの端をピカピカになるまできれいにし、「耳」の形に折ります。酸化を防ぐために、すぐにグラファイト潤滑剤を使用して潤滑することが最善です。この加減抵抗器は、機器につながるワイヤの 1 つの切れ目に接続されています。接点はワッシャーを使用してしっかりと締め付けられたネジである必要があることは言うまでもありません。回路全体を整流せずに 24V 出力に接続します。スパークは消えましたが、シャフトの出力も低下しました。レオスタットを下げる必要があり、一方の接点をもう一方の接点に 1 ～ 2 回転近づけて切り替える必要があります。火花はまだ発生しますが、量は少なくなります。レオスタットが小さすぎるため、回転数を増やす必要があります。追加のセクションをねじ込まないように、レオスタットをすぐに明らかに大きくすることをお勧めします。火災がブラシと整流子の間の接触線全体に沿って発生したり、火花尾がブラシの後ろに尾を引いたりすると、状況はさらに悪化します。次に、整流器には、データによると、100,000 µF からのどこかにアンチエイリアシングフィルターが必要です。安っぽい喜びではありません。この場合の「フィルター」は、モーターを加速するためのエネルギー貯蔵装置になります。ただし、変圧器の全体的な電力が十分でない場合は役に立たない可能性があります。効率整流子電気モーター直流約 0.55-0.65、つまりトランスは 800 ～ 900 W 必要です。つまり、フィルターが取り付けられているにもかかわらず、ブラシ全体（もちろん両方の下）で火花が発生する場合、変圧器は耐えられません。はい、フィルターを取り付ける場合、ブリッジのダイオードは動作電流の 3 倍の定格でなければなりません。そうしないと、ネットワークに接続したときに充電電流のサージによってダイオードが飛び出す可能性があります。そして、このツールはネットワークに接続されてから 5 ～ 10 秒後に起動できるため、「銀行」は「ポンプアップ」する時間を確保できます。

そして最悪の事態は、ブラシからの火花の尾が反対側のブラシに到達するか、到達しそうになることです。これを全周射撃といいます。コレクターはすぐに完全に壊れてしまうまで燃え尽きてしまいます。循環火災が発生する原因はいくつか考えられます。あなたの場合、最も可能性が高いのは、モーターが整流により 12 V でオンになったことです。次に30Aの電流で電力回路では360W。錨は 1 回転あたり 30 度以上スライドし、必然的に全周射撃が継続されます。モーターの電機子が単純な (二重ではない) 波で巻かれている可能性もあります。このような電気モーターは瞬間的な過負荷を克服するのに優れていますが、始動電流があります。お母さん、心配しないでください。不在の場合はこれ以上正確に言うことはできませんし、意味がありません。ここで私たち自身の手で何かを解決できる可能性は低いです。そうすれば、おそらく新しいバッテリーを見つけて購入するのがより安くなり、簡単になるでしょう。ただし、最初に、加減抵抗器を介してわずかに高い電圧でエンジンをオンにしてみてください (上記を参照)。ほとんどの場合、この方法により、シャフトの出力をわずかに (最大 10 ～ 15%) 低下させるだけで、継続的な全方位射撃を行うことができます。

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