トランジスタ電圧レギュレータ。 あなたはここにいます：DIY電圧レギュレータ回路
DIY電圧レギュレータ
この記事では、その方法を探ります 自分でやれ単純 電圧レギュレーターに 1可変抵抗器、固定抵抗器、および トランジスタ。 電源の電圧を調整するのに役立つものまたは ユニバーサルアダプターデバイスに電力を供給します。
そして、私たちのスキームは初心者向けなので。
すべての側面を見てみましょう。
まず、デバイス図を見てみましょう。 下に表示されているので、クリックすると拡大できます。
組み立てを開始します。まず、便宜上、図面を印刷できます。 1対1で印刷し、写真なしで切り抜き、ホイルの側面からテキスタイルに塗布するので、輪郭を描きやすく、穴を開けやすくなります。
穴をあけた後。 油性ペンでテキスタイルホイルにトラックを描きます。
残りのテストライトを切り取り、コンポーネントのはんだ付けに進みます。 まず、トランジスタをはんだ付けします。注意してください。トランジスタの脚を場所（エミッタとベース）で混同しないでください。
次に、1kの抵抗器を取り付けてから、10kの可変抵抗器をワイヤーではんだ付けします。 別の抵抗器を置いて、すぐにこれらの鼻を使わずに抵抗器をはんだ付けすることができますが、私の抵抗器はこれを許可せず、ワイヤーに吊るす必要がありました...電源と出力に4本のリード線をはんだ付けする必要があります。
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接点トランジスタ電圧レギュレータRR-362の装置と動作
電力消費者の数と容量の増加 現代の車発電機の電力の増加につながりました。 発電機の電力が増加すると、その励起電流の大きさが増加します。これは、電圧レギュレーターの接点によって遮断される必要があります。 ただし、遮断電流の電力が増加すると、接点はより強く燃焼し始め、すぐに故障します。 そのため、トランジスタが励起電流を遮断する接点の役割を果たし、電圧レギュレータの接点がその動作を制御するだけの接点トランジスタレギュレータが開発されました。
最も一般的な接点トランジスタレギュレータは、発電機で使用されるRR-362リレーレギュレータです。 交流電流モスクヴィッチのG-250、GAZ-5EA車両とその改造。
接点トランジスタリレーレギュレータPP-362は、電圧レギュレータRNと保護リレーRZで構成されており、これらは同様の設計で、1対の閉接点を備えたリレーです。 両方のリレーの可動接点（電機子接点）は、リレーの本体（磁気コア）に電気的に接続されています。 コンパートメントには、カバーの内側にあるパーティションによって電磁リレーから分離されており、ヒートシンクに取り付けられたトランジスタG（真ちゅう（またはアルミニウム）プレート）と、2つのダイオードDおよびD2があります。
米。 1.カバーを取り外した接点トランジスタリレーレギュレータRR-362の概観：RN-電圧レギュレータ、RZ-保護リレー、Dr-分離ダイオード、T-トランジスタ、W、VZ、M-接続用出力端子、それぞれ、巻線ジェネレーターの励起、イグニッションスイッチ、ジェネレーターグラウンドを使用
抵抗器は、パネルの下の電磁リレーのブロックにあります。 リレーレギュレータには、発電機の励起巻線、点火スイッチ、および発電機の「アース」に接続するための3つの出力端子Ш、ВЗ、/Иがそれぞれあります。 電圧レギュレータの接点の閉鎖を加速するために、加速抵抗器Ryが使用されます。
電圧調整器は、トランジスタＴ、電圧調整器ＰＨの電磁リレー、半導体ダイオードＤ、およびＤｇを含む。 抵抗Ry、Ra、Rtk。 Lb-RN電磁リレーがトランジスタを制御します。 そのPH0巻線はレギュレータ回路の敏感な要素であり、VZレギュレータの正端子とトランジスタのベースの間に接続されたNO接点PHがトランジスタを制御します。
トランジスタ制御電流（ベース電流）は重要ではなく、トランジスタゲインの値（15倍）だけ発電機の励起電流よりも小さくなります。 接点の電圧も重要ではありません-1.5-2.5V。したがって、長期間の動作中の電圧レギュレータの接点は実質的に摩耗していません。 電圧レギュレータの熱補償は、サーモバイメタルプレート上のRTK抵抗とアーマチュアサスペンションによって実行されます。
発電機の励起巻線回路の短絡からトランジスタTを保護するために、保護リレーRZが使用されます。保護リレーRZには、主RZo、磁束が主巻線に向けられるカウンタRZVの3つの巻線があります。保持RZu。 閉接点РЗは、絶縁ダイオードDrを介して接点РНに並列に接続されています。
米。 図2.コンタクトトランジスタリレーレギュレータRR-362のスキーム：a-セミマウント、6-展開。 RN-電圧レギュレータ、RZ-保護リレー、T-トランジスタP217V、E、K、B-トランジスタ出力; エミッター、コレクター、ベース; Dg-クエンチングダイオードD242、D、-ブロッキングダイオードD242、Dr-アイソレーションダイオードD7Zh; YauおよびYad-加速および追加の抵抗4.5および62オーム、Rg-トランジスタベース抵抗42オーム。 RTK温度補償抵抗12.5オーム; РН0-電圧レギュレータ巻線、1240ターン、17オーム; P30-保護リレーの主巻線、75回転。 RZu-保護リレーの巻線を保持、950ターン、42オーム; RZshch-保護リレーの逆巻線、1350ターン、76オーム; OB-発電機の励起巻線; S3、W、M-出力端子
電圧レギュレータの動作。 ほくろ発生器のローター速度とUr< UpH, электромагнитное усилие, создаваемое обмоткой РН0, недостаточно для преодоления усилия пружины, и якорь РН не притянут к сердечнику. Контакты РН разомкнуты, и транзистор Т открыт, так как имеется ток перехода эмиттер - база /g, определяемый резистором R6. Цепь тока базы следующая: клемма ВЗ, диод Д, эмиттер - база транзистора Т, резистор Rg, клемма М. При открытом транзисторе сопротивление E-C転送は小さく（オームの分数）、励起電流は回路端子83-ダイオードD、-エミッタ-トランジスタのコレクタT-保護リレーの巻線RZo-端子Шを介してOBジェネレータの励起巻線を通過します。リレーレギュレータ-励起巻線OB-「質量」。
PH接点が閉じてトランジスタTがオフになると、励起電流が低下し、発電機電圧が低下し、PH接点が開きます。 その後、プロセス全体が繰り返されます。 ダイオードDgは、トランジスタTの切り替え時に発生する発電機の励起巻線の自己誘導電流を遮断するために使用され、トランジスタにとって危険な過電圧を排除します。
保護リレーの操作。 発電機の励起巻線回路がアースに短絡すると、RZの反対側の巻線が短絡します。 主巻線RZoの磁束に向けられた磁束が消え、リレーの電機子を引き付ける主巻線の磁束がRZの接点を閉じます（主巻線R30を流れる電流が等しい場合） 3.2-3.6 A）に。 同時に、トランジスタのベースに「+」が適用され（PH接点の閉鎖と同様）、トランジスタがロックされ、損傷から保護されます。
同時に、RZu保持巻線は、保護リレーの閉じた接点を介して電力を受け取ります。これにより、イグニッションスイッチがオフになり、短絡が解消されるまで、RZ接点が閉じたままになります。 リレーレギュレーターは、短絡が解消され、VZイグニッションスイッチが再びオンになった後にのみ操作できるようになります。 分離ダイオードDrは、PH接点が閉じているときの保護リレーの誤動作を防ぐのに役立ちます。
接触トランジスタリレーレギュレータは、振動リレーレギュレータよりも耐用年数が長く、動作中のミスアライメントが少ないです。 ただし、機械的破壊システムの存在 電子回路（接点、スプリング、リレーアーマチュアサスペンション）およびアーマチュアとリレーコアの間にエアギャップが存在する場合は、動作中にレギュレータを体系的にチェックして調整する必要があります。 これらの欠点は、ZIL-130およびGAZ-24Volga車両のG-250オルタネーターで使用される非接触トランジスタ電圧レギュレーターにはありません。
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トランジスタ電圧レギュレータ
雑誌のいくつかの号では、サイリスタベースの主電源電圧レギュレータの「アマチュア無線家」回路が印刷されましたが、そのようなデバイスには、その機能を制限するいくつかの重大な欠点があります。 まず、それらは非常に顕著な干渉をに導入します 電気ネットワーク、テレビ、ラジオ、テープレコーダーの動作に悪影響を与えることがよくあります。 第二に、それらは負荷を制御するためにのみ使用できます 有効抵抗（電灯、発熱体）であり、誘導負荷（電気モーター、変圧器）と同時に使用することはできません。
一方、これらすべての問題は、調整要素の役割がサイリスタではなく強力なトランジスタによって実行される電子デバイスを組み立てることによって簡単に解決できます。 私はそのようなデザインを提案します、そして、経験の浅いアマチュア無線家でさえ、最小限の時間とお金を費やしてそれを繰り返すことができます。 トランジスタ電圧レギュレータは、無線要素をほとんど含まず、電気ネットワークに干渉せず、アクティブ抵抗と誘導抵抗の両方を備えた負荷で動作します。 シャンデリアやテーブルランプの明るさ、はんだごてや電気ストーブ、電気暖炉の加熱温度、電気モーター、ファン、電気ドリルの回転速度、または変圧器巻線の電圧を調整するために使用できます。
デバイスには次のパラメータがあります。0〜218Vの電圧調整範囲。 最大負荷電力は、使用するトランジスタによって異なり、500W以上になる場合があります。 デバイスの調整要素はトランジスタVT1です（図を参照）。
ダイオードブロックVD1-VD4は、主電源電圧の位相に応じて、この電圧をコレクターまたはエミッターVT1に送ります。 トランスT1は220Vの電圧を5〜8 Vに下げます。これは、ダイオードブロックVD6-VD9によって整流され、コンデンサC1によって平滑化されます。 可変抵抗器 R1は制御電圧の大きさを調整する役割を果たし、抵抗R2はトランジスタのベース電流を制限します。
ダイオードVD5は、VT1がそのベースに負極性電圧を取得するのを防ぎます。 デバイスはXP1プラグで主電源に接続されています。 ソケットXS1は負荷を接続するために使用されます。 レギュレーターは次のように動作します。 電源スイッチS1をオンにした後 主電源電圧ダイオードVD1、VD2、およびトランスT1の一次巻線に同時に到達します。 この場合、ダイオードブロックVD6-VD9、コンデンサC1、および可変抵抗R1で構成される整流器が形成されます。 電圧を制御する、トランジスタのベースに入り、それを開きます。
レギュレーターがオンになった瞬間にネットワークに負極性の電圧がある場合、負荷電流はVD1-コレクター-エミッターVT1-VD4回路を流れます。 R1スライダーを回して制御電圧を変えることにより、コレクタ電流VT1を制御することができます。 この電流、したがって負荷に流れる電流は大きくなり、制御レベルが高くなり、その逆も同様です。 図のR1エンジンの右端の位置では、トランジスタが完全に開いており、負荷によって消費される電力の「線量」は公称値に対応します。 R1スライダーを左端の位置に動かすと、VT1がロックされ、負荷に電流が流れなくなります。 トランジスタを制御することにより、実際に負荷に作用する交流電圧と交流電流の振幅を調整します。 同時に、トランジスタは連続モードで動作するため、このようなレギュレータにはサイリスタデバイスに固有の欠点がありません。
デザイン。 ダイオードブロック、ダイオード、コンデンサ、抵抗R2は、55x35 mmのサイズの回路基板に取り付けられ、厚さ1〜2mmの箔テキスタイルで作られています。
このデバイスでは、トランジスタKT840A、B（P = 100 W）、KT856A（P = 150 W）、KT834A、B、V（P = 200 W）、KT847A（P = 250 W）を使用できます。
レギュレータの電力をさらに上げる必要がある場合は、それぞれの端子を接続して複数のトランジスタを使用する必要があります。 おそらく、この場合、レギュレータは、半導体デバイスのより強力な空冷のために小さなファンを装備する必要があります。
ダイオードVD1-VD4タイプKD202R、KD206B、または250 Vを超える電圧と、負荷によって消費される電流に応じた電流用のその他の小型ダイオード。
任意の文字インデックスを持つダイオードブロックVD6-VD9タイプKTs405、KTs407。 ダイオードVD5-D229B、K、L、または最大1 Aの電流用のその他。少なくとも2ワットの電力を持つ可変抵抗器R1タイプSP、SPO、PPB。 固定抵抗器 R2タイプVS、MLT、OMPT、S2-23、少なくとも2ワットの電力。 酸化コンデンサタイプK50-6、K50-16。 ネットワークトランスタイプTVZ-1-6-真空管ラジオおよびアンプ、TS-25、TS-27-からYunost TVですが、2次巻線電圧が5〜8Vのその他の低電力のものを正常に使用できます。トランジスタの最大電力定格に従って、電圧250Vと電流でFU1を融合します。 トランジスタには、少なくとも200 cm2の散逸面積と3〜5mmの厚さのラジエーターが装備されている必要があります。
レギュレーターは調整の必要がありません。 適切な設置と保守可能な部品があれば、ネットワークに接続した直後に動作を開始します。
広範囲の電力で調整するには、パルス幅変調を使用すると便利です（ PWM).
図は説明を必要としません。 これは、制御用の分離されたドライバーです IGBTトランジスタ。 コントロール自体はソフトウェアに実装されています。 ただし、KT940はそうではありません 最良の選択。 でも手元にあったものを入れました。 動作、2 kW 電気ストーブ引っ張ると、40N60トランジスタは冷たくなります。 それが必要だったのです。
上の図には3つのオプションがあります。 右の方が好きです。 そして、彼と他の人は、管理と信頼性の違いをチェックしました。 左側-論理1を適用する場合（ポートからオプトカプラーのアノードに、電流制限抵抗を配置することを忘れないでください！たとえば500オーム）40n60 閉じます。 逆に、交流電圧の真ん中にあるレギュレータ回路では、それが開きます。 それでも衝動の形はより良いです。 Q？ -少なくとも50mAの電流を持つほぼすべてのフィールド。 D1-LED。 少なくとも50mAの電流で同じことが望ましい。 別のオプションは、20〜50オームの抵抗でシャントすることです。 KT940トランジスタは、これまでのところ最良の選択ではありません。この回路では、ほとんど限界まで動作します。 KT815、KT817を入れることをお勧めします。 まあ、私はそれらを持っていません。
回路の右端のバージョン-トランジェントの遅延が減少しました。 POSのため。 保護ダイオードも追加されています。 IGBT自体にはダイオードがありますが、それに対する信頼はありません。 みんなのために吹き替え。
回路に電力を供給するために外部ソースが使用されます（私は16vを持っており、携帯電話からの変換された充電です）。
以下は、30オームの負荷（ブリッジの300vで、これは3 kWの電力）で動作するデバイスの写真です。 同じ作品と ほぼ熱くなりません。
そして、あなたはすることができます 最も単純な回路、トライアックとオプトカプラー付き。 たとえば、次のようになります。
光トライアックとして適しています：MOC3023、MOC3042、MOC3043、MOC3052、MOC3062、MOC3083など。 ただし、念のため、データシートを確認してください。 制御されたトライアック：たとえば、BT138-600、BT136-600シリーズなどから。
トライアックを使用する場合は、外観に備える必要があります 重大な干渉（負荷が強力で、誘導性で、制御要素である場合（ MOC xxxx）なし ゼロクロッシング）。 それでも、トライアックを偶数の半サイクルの間オンにしておくことが望ましい。 それ以外の場合は、ネットワークの電流を「修正」し始めます。 そして、これは受け入れられません（GOSTを参照）。
PWM自体はプログラムで作成され、LPTポート制御が行われ、次にオプトカプラーを使用してガルバニック絶縁が行われます（4N25図では、実際には4N33）。 この図には、フォトカプラとLPTポートの出力の間の抵抗は示されていません。 510 オーム。
のインドコードの一部 C ++:
A_tm_pow =（y_tm_pow * pow_shim）/ 100; b_tm_pow = y_tm_pow-a_tm_pow; //メインPWMループfor（i = 0; i 雑誌のいくつかの号では、サイリスタベースの主電源電圧レギュレータの「アマチュア無線家」回路が印刷されましたが、そのようなデバイスには、その機能を制限するいくつかの重大な欠点があります。 まず、input0n、 "en"：["YL41FPH_H-s"、 "fYSeVCtK6fE"、 "00-fB9E2v40"、 "JRjGFjnD9Wo"、 "w8D8GrgHKfM"、 "0uM6MsWA-CU"、 "fYSeVCtK6fE"、 Adm9kqvP3b8 "]、" de "：[" qfS_Y60WdLE "、" uk-4vsS_ZAc "、" j6X2n7WMGOw "]、" es "：[" SSbHCadxdpY "、" sFlwgdQw_nE "、" SSbHCadxdpY "、" 03 03DfI9r63mM "、" qfW8hAMe_44 "、" sFlwgdQw_nE "、" 1QeikGzeV_8 "、" 03DfI9r63mM "、" hUH6vtLLdcI "]、" pt "：[" 4VwPsQ4CPRQ "、" 4gu_V 4VwPsQ4CPRQ "、"、 "BlwAKj8Y7MI"、 "V4Yluy6bu2w"、 "820VUzYJDDg"、 "4VwPsQ4CPRQ"]、 "fr"：["uouZ7OixVmU"、 "uouZ7OixVmU"、 "c2WDbTC ]、 "it"：["J7Z291vc1Dc"、 "SN1cT59abG8"、 "J7Z291vc1Dc"、 "SN1cT59abG8"、 "SN1cT59abG8"、 "SN1cT59abG8"、 "SN1cT59abG8"]、 "bg"：["2ja5 4B5l9vJOHjI "]、" cs "：[" 3LeF4iKu_v8 "、" u_0DIqr38yE "、" cjYXxv0XiAE "]、" pl "：[" ODQubiRWw28 "、" m7W9gGyYmIA "、" Uqdqj9U1V2I "、" Uqdqj9U1V2I " 、"m7W9gGy"、 "ODQubiRWw28"、 "J_YrgP8HEdQ"、 "ODQubiRWw28"]、 "ro"：["qRNLnzh2dCU"、 "GSzVs7_aW-Y"、 "Te5YYVZiOKs"、 "WcMHhv0duuo" 、"9gAwJ4bFFjc"、 "l_CHew1mhHI"、 "Rq-1PwTJvNc"]、 "lt"：["jn24G2KFpQQ"]、 "el"：["vOfX5V-dAqA"]）